JP5794689B2 - 植物の生長促進及び耐塩性向上剤 - Google Patents
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本発明者らは、これらの知見に基づいてさらに研究を重ねた結果、本発明を完成させるに至った。
[1]パエニバチルス属に属する細菌もしくはその培養上清を含有してなる、植物の生長促進及び/又は耐塩性向上剤。
[2]前記細菌がキチン及び/又はキトサンを分解する能力を有するものである、上記[1]記載の剤。
[3]前記細菌がパエニバチルス・フクイネンシスに属するものである、上記[1]又は[2]記載の剤。
[4]前記細菌が受託番号FERM P-20620で特定される菌株、あるいはその変異株であって、植物の生長促進及び/又は耐塩性向上作用を保持する菌株である、上記[3]記載の剤。
[5]キチン及び/又はキトサンと組み合わせてなる、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の剤。
[6]パエニバチルス属に属する細菌もしくはその培養上清を植物に施用することを特徴とする、該植物の生長促進及び/又は耐塩性向上方法。
[7]さらにキチン及び/又はキトサンを施用することを含む、上記[6]記載の方法。
本発明で使用し得る細菌は、パエニバチルス属に属する細菌であって、その菌体もしくは培養上清を対象とする植物に施用した場合に、それらを施用しなかった場合と比較して当該植物の生長を促進し、及び/又は当該植物の耐塩性を向上させる効果を有する限り、特に制限はないが、好ましくは、キチン(主としてN-アセチル-D-グルコサミン単位からなるアミノ多糖)及び/又はキトサン(主としてD-グルコサミン単位からなるアミノ多糖)を分解し、低分子のオリゴ糖を産生する能力を有するものが用いられる。
好ましい一実施態様においては、本発明で使用し得る細菌は、パエニバチルス・フクイネンシス(P. フクイネンシス)に属する菌株である。P. フクイネンシスは、本発明者らによって分離・同定された新種のパエニバチルス属細菌であり(上記特許文献3参照)、以下の菌学的性質により特徴付けられる。
・細胞形態:
桿菌:(大きさ: 0.5-0.6×1.2-1.5 μm)
運動性:+(周鞭毛)
グラム染色:+
内生胞子:+
胞子の形:楕円
胞子の位置:末端
胞子嚢の膨らみ:膨らむ
・生理的性質:
カタラーゼ:+
デンプンの加水分解:+
グルコースからの酸の生成:+
・酸素に対する態度:通性嫌気性
・生育温度:30-42℃で良好な生育
・至適pH:7.2(+:陽性)
さらに、P. フクイネンシスは、後述の受託番号FERM P-20620で特定される菌株の16S rDNA配列と少なくとも95%超、好ましくは97%以上、より好ましくは98%以上の同一性を有し、かつ他の既知種のパエニバチルス属菌の16S rDNA配列とは95%以下の同一性しか有しない塩基配列からなる16S rDNAを有することによって特徴付けられる。
ここで変異原としては、例えば、アルキル化剤(N-メチル-N’-ニトロ-N-ニトロソグアニジン(NTG)、エチルメタンスルホン酸(EMS)等)、ヌクレオチド塩基類似体(ブロモウラシル等)、ニトロソ化合物、DNAインターカレーター、DNA架橋剤、放射線、紫外線等が挙げられるが、これらに限定されない。好ましくは、当該変異株は、植物の生長促進及び/又は耐塩性向上効果が親株と比較して増大しているか、あるいはそれらの効果については同等であるが、例えば植物の病害抑制効果、キチンやキトサン分解産物の資化能の低下などの他の有利な効果を奏する菌株などである。
尚、当該変異株はキチン及びキトサン分解能を消失していてもよいが、親株と同等もしくはそれ以上の分解能を有していることがより好ましい。
パエニバチルス属細菌の培養は、試験管、培養フラスコ等の培養器に一定量の培地を入れ、パエニバチルス属細菌を接種し、試験管振とう機、シンプロカルシェーカー、ロータリーシェーカー等を用い、好気条件下で30〜42℃にて振とう培養により行うことができる。より大規模な培養は、数L規模のジャーファーメンタや数100 L〜数100 t規模の工業的タンク等の大規模培養槽を用いての通気攪拌培養にて行うことができる。培養時間は特に制限はないが、例えば、107〜109細胞/mlとなるまで培養することができる。
一方、植物に生長促進及び/又は耐塩性向上効果をもたらす有効物質が菌体外(培養上清)に分泌される場合は、培養上清をそのままで、あるいは濃縮もしくは希釈して製剤化することもできる。
本発明の植物の生長促進及び/又は耐塩性向上剤の施用時期は、植物の栽培前及び栽培中のいずれの時期であっても良い。施用回数も特に制限されないが、パエニバチルス属細菌(生菌)を含む剤形(例えば、培養液)の場合は1〜5回、好ましくは1〜3回程度であり、生菌を含まない剤形(例えば、培養上清)の場合には、1〜20回、好ましくは1〜10回程度が挙げられる。
植物の生育試験には、福井で育種されたミディトマトである「華小町(品種登録第12969号)」の苗を作物として用い、キチン及び微生物の効果を調べた。パエニバチルス属細菌(FERM P-20620株)の培養にはSBG-Y培地(0.2% 硫酸アンモニウム、0.7% リン酸水素二カリウム、0.3% リン酸二水素カリウム、0.1% クエン酸ナトリウム二水和物、0.02% 硫酸マグネシウム七水和物、0.1% D-グルコサミン塩酸塩、0.5% 酵母エキス)を使用した。トマトの苗には、水(コントロール)、SBG-Y培地又はパエニバチルス属細菌の培養液を苗1本当たり根部に100 ml与えた(図1及び図2)。キチンは、苗1本当たり0.5 gをSBG-Y培地又は培養液に懸濁して与えた(図2)。投与回数は、いずれも苗の移植時に1回だけである。
試験の結果、腐葉土だけで生育させた苗は、他の苗に比べて生長が悪く、少し枯れかけていた(図1A及び図2A)。SBG-Y培地を与えた苗は、コントロールに比べて草丈も高く生長はよかったが、茎が細長くて柔らかく伸びる傾向(徒長)を示した(図1B)。パエニバチルス属細菌の培養液を与えた苗は、草丈が高く、茎も太くしっかりしていた(図1C)。これらの結果は、パエニバチルス属細菌が、キチンが存在しなくても、トマトの生育を促進し得ることを示している。
次に、キチンとの併用効果を調べた。SBG-Y培地とキチンを与えた苗は、側枝が多く伸長し、その結果として全体的に葉が多くなったが、草丈は低かった(図2B)。この結果より、キチンは側枝の伸長を促進させる可能性が示唆された。パエニバチルス属細菌の培養液にキチンを添加した苗は、草丈を伸ばし、側枝も多く伸長し、全体的に生長が旺盛であった(図2C)。この結果はパエニバチルス属細菌がトマトの草丈を伸びる方向に促進させる効果(図1C)、キチンが側枝の伸張を促進させる効果(図2B)の相乗効果と考えられた。
生育試験と同様にミディトマト「華小町」の苗を用いてポット栽培試験を行った。塩溶液は海水濃度に近い3% NaClとし、キチンはポット当たり0.5 gをSBG-Y培地又はパエニバチルス属細菌(FERM P-20620株)培養液に懸濁して土壌散布した。培地、培養液及び塩溶液は、プラグ苗のポット移植時に100 mlずつ「たねまき培土」(タキイ社製)に混合した。塩溶液だけは、100 mlの土壌混和を10日後に追加した。各ポットへの水遣りは3日おきに100 mlずつ継続して行った。
その結果、パエニバチルス属細菌の培養液を添加したポットの耐塩性が向上し、キチン及び培地の影響は確認されなかった(図3)。
Claims (6)
- パエニバチルス・フクイネンシスに属する細菌もしくはその培養上清を含有してなる、植物の耐塩性向上剤。
- 前記細菌が植物の生長を促進する能力を有するものである、請求項1記載の剤。
- 前記細菌が受託番号FERM P-20620で特定される菌株、あるいはその変異体であって、植物の耐塩性向上作用を保持する菌株である、請求項1記載の剤。
- キチン及び/又はキトサンと組み合わせてなる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の剤。
- パエニバチルス・フクイネンシスに属する細菌もしくはその培養上清を植物に施用することを特徴とする、該植物の耐塩性向上方法。
- さらにキチン及び/又はキトサンを施用することを含む、請求項5記載の方法。
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