JP6777544B2 - 種子プライミング - Google Patents

Description

本発明は、プライミング処理した種子を調製する方法、種子の発芽率を改善する方法、及び気体組成物の使用に関する。

種子は、より早くて、より揃った発芽を得るためにプライミング処理されてもよく、そしてそれがより強い立毛（crop stand）をもたらし得る。プライミングはまた、種子が発芽する温度範囲を拡大するためにも使用されてもよく、更に、光休眠又は温度休眠などの特定のタイプの休眠を解除するために使用されてもよい。最も頻繁に使用される種子プライミングの方法としては、浸透圧プライミング、ハイドロプライミング、ソリッドマトリックスプライミング及びドラムプライミングが挙げられる。
浸透圧プライミングは、浸透圧材料、例えば、ポリエチレングリコールの溶液中に種子を浸すことを伴う。この方法の欠点は使用した浸透圧材料の処分の必要性である。ソリッドマトリックプライミングは、限られた量の水と共に固形物である不溶性マトリックスの存在下での種子のインキュベーションを伴うので、オスモプライミングと同様の欠点がある。

ハイドロプライミングは播種前に水中への種子の浸漬を伴う。一般的に、種子は３０℃未満の温度、一般的に１５〜２０℃にて数日間、浸漬される。種子のハイドロプライミングの例は、Rouhi et al., Annals of Biological Research 2012, 3(5), 2479-2485に記載されている。種子は、暗条件下で１５℃及び２５℃にて１２、２４、３６及び４８時間、蒸留水中に浸された。ドラムプライミングは、その水平な縦軸の周りでゆっくり回転するドラム内での種子の水和を伴う。水は、種子が水を完全に吸収できるくらい十分にゆっくりと、種子が濡れずに水和されるようにドラムに加えられる。
Akman, Journal of Animal and Veterinary Advances 2009, 8(2), 358-361は、外部及び内部の種子伝染性病原菌を制御するためのいくつかの種子の乾熱処理に使用される場合、高温が種子生存率及び苗の活力（vigour）を低下させる可能性があることに言及している。Akmanは、４０℃にて７２時間の乾熱処理がコメにおいて種子の発芽及び苗の活力の低下をもたらしたことに言及している。種子発芽の障害もまた、６０℃にて２４時間の乾熱処理について観察された。
Waheedら（J. Mater. Environ. Sci. 2012, 3(3), 551-560）は、コメの５０℃にて７及び１４日間の乾熱処理が発芽の増大をもたらしたことに言及している。該処理の欠点は長い期間にある。

一般に、高熱及び高い相対湿度への種子の曝露は避ける。なぜなら、一般に、これが急速に発芽及び苗の活力を低下させることが従来予測されるからである（例えば、Cantliffe, HortTechnology 1998, 8(4), 499-503を参照のこと）。
ＷＯ−Ａ−９７／３８７３４は、病原菌、並びに他の望ましくない真菌及び細菌からの種子の殺菌のための熱処理プロセスを記載している。
ＷＯ−Ａ−９９／３３３３１は、液体、特に水で種子を処理する方法を記載している。種子は４〜２４時間の期間にわたって処理され得る。好ましい実施形態において、少なくとも９８％の相対湿度が使用される。気体の温度は２〜４０℃である。この文書によると、すべてのタイプの種子が高温に対して耐性であり得るわけではないので、高温にて問題が生じる可能性がある。欠点は、この方法が長い処理時間を必要とする点である。
既知の種子プライミング方法の欠点は、処理に比較的長い時間を必要とし、そしてそれが、コストを増大させるので、特にコメやコムギなどの主要作物への大規模な適用に関して、該方法が経済的に魅力的でなくなっている。

本発明の目的は、速くて、効果的で、エネルギー効率の優れているため、技術的及び経済的に大規模な適用に好適な種子プライミング方法を提供することである。
この目的が、特定の温湿度を有する処理雰囲気に種子を曝露することを含む種子プライミング方法によって少なくとも一部満たされることがわかった。
そのため、第一の態様において、本発明は、以下のステップ：発芽可能である種子を準備し、少なくとも１秒間の曝露時間の間、上記種子を処理雰囲気に曝露し、ここで、該処理雰囲気が、５０％以上の相対湿度及び５０℃〜１００℃の温度を有し；且つここで、該曝露時間が３０分間以下の継続時間を有し、そして、上記種子を冷却し、更に適宜乾燥させること、を連続して含むプライミング処理した種子を調製する方法に関する。

本発明の方法は、大規模での適用に好適である高速プロセスにおける種子プライミングを有利に可能にする。得られる可能性のある更なる利点は、硬粒種子を予防又は緩和することである。硬粒種子は、一部の種の種子の発芽を阻害し得る水不浸透性種皮によって発芽が妨げられる種子である。該方法の更なる利点は、それが短い処理継続時間及び限定された水和レベルを可能にする点である。

図１〜７は、低温ストレス下、鉢植え用土壌を入れた鉢から出現する植物の数（苗の活力）として評価した、本発明のプライミング方法による植物出現の変化に関する実験結果を示す。 図１の説明に同じ。 図１の説明に同じ。 図１の説明に同じ。 図１の説明に同じ。 図１の説明に同じ。 図１の説明に同じ。 図８は、本発明の方法を用いたインゲンマメ（Phaseolus vulgaris L.）のプライミングに関する実験結果を示す。

「種子」という用語は、本明細書中で使用される場合、保護的なカバーである種皮（種子の外側の固い皮）よって囲まれた胚を含んでいる、裸子植物及び被子植物の成熟胚珠を指す。いくつかの種子は種皮の周りに果皮又は果実外皮を含む。特に、この層が密に種子に付着するとき、場合によっては、それは穎果（穀物穀粒）又は痩果とも呼ばれる。フィルムコートなどの追加の層が、エンクラストメント又はペレッティングによるなどして、種子に適用されてもよい。

「プライミング処理した種子を調製する方法」という用語は、種子の発芽率の向上、種子の発芽の同時性の向上、より幅広い発芽温度範囲、及び休眠の解除の１以上を実現する方法を含む。種子プライミング方法には、胚軸の伸長、特に幼根の出現を通常含まない。胚軸（通常幼根）の出現は、種子の発芽が起こったことを確認するのに使用され得る。
種子プライミングは、発芽に必要な代謝活性を起こすことができるように種子内の水和レベルを制御することを伴うと当該技術分野で時々規定されたが、本発明の種子プライミング方法は理論を通じていずれかの特定の機構に制限されるものではない。むしろ、該種子プライミング方法は、特定の温湿度を有する処理雰囲気への曝露及び種子の発芽に対する効果によって特徴づけられる。
本明細書中で使用される「発芽」という用語は、胚軸がその周囲の構造から出現するプロセスを指すことを意味する。通常、これは種子の外側の固い皮及び／又は果皮から現れる幼根に相当する。

本明細書中で使用される「発芽率」という用語は、所定の期間、例えば、発芽を完了するのに必要とされる期間の半分の期間、を通じて発芽する、例えば特定の種子ロットのうちの種子の割合を指すことを意味する。発芽率及び発芽プロセスに関する他の記述的なパラメーターの測定は、Ranal and De Santana, Revista Brasil. Bot. 2006, 29(1), 1- 11に記載されている。
本明細書中で使用される「発芽の同時性」という用語は、所定のサンプル中の種子の発芽時間の分散の逆数を指すことを意味する。発芽の同時性に関する高い値は、より集中した発芽時間を示す。

本明細書中で使用される「発芽タイムコース」という用語は、播種後に時間の関数として発芽種子の割合の推移を指すことを意味する。
本明細書中で使用される「処理雰囲気」という用語は、種子が曝露される特定の温湿度を有する気相を指すことを意味する。
本明細書中で使用される「相対湿度」という用語は、処理雰囲気の温度における水の飽和蒸気圧に対する気相における水蒸気の分圧の比を指すことを意味する。

本明細書中で使用される「曝露時間」用語は、処理雰囲気に対する種子の曝露の継続時間を指すことを意味する。
該方法は、発芽ができる種子を準備することを含む。好適な種子としては、発芽していない、好ましくはプライミング処理されていない種子が挙げられる。適宜、種子は殻が剥かれていてもよい（殻なし種子又は皮なし種子）。本発明の限定されない任意の態様において、種子は実質的に病原菌を含まない種子として準備される。
好ましくは、種子は、処理雰囲気への曝露直前に、−１０℃から＋３０℃、より好ましくは０℃〜２５℃にて準備される。
好ましくは、種子は、その後の処理雰囲気への曝露が均質になるように準備される。
好ましくは、前記方法は、種子がプライミングを必要としていることを決定する第１ステップを含む。好ましくは、前記方法は、種子プライミングを必要としている種子ロットを選択し、そして、こうして選択した種子ロットを準備することを含む。

該方法は、特定の曝露時間の間、処理雰囲気に種子を曝露することを含み、ここで、該処理雰囲気は特定の相対湿度及び温度を有する。
好ましくは、処理雰囲気は、６０％以上、より好ましくは７０％以上、より一層好ましくは８０％以上、又は９０％以上の相対湿度を有する。好ましくは、処理雰囲気は、１００％以下の相対湿度を有する。斯かる相対湿度を有する処理雰囲気を使用することは、処理中の種子からの蒸発量の低減を有利に可能にする。いくつかの態様において、それは、蒸気から直接的に又は種子の表面に凝縮された水の薄層からおこなわれる、特定の制御された水の吸い上げを促進する。

処理雰囲気は、水蒸気で飽和又は過飽和されていてもよい。適宜、処理雰囲気は過熱蒸気を含んでもよい。処理雰囲気は、好ましくは空気と水蒸気の混合物を含む。例えば、処理雰囲気は、空気と蒸気を混合することによって調製される。処理雰囲気は、典型的には、例えば、空気と水蒸気を含んでいる、静止している又は流れている気相、好ましくは気流の形態で提供される。

典型的には、処理雰囲気は、少なくとも苗床の部分では１００％の相対湿度に達する。該方法は通常、処理雰囲気に含まれた蒸気から種子に熱を伝達することを含む。該方法は、少なくとも一時的に、処理雰囲気からの水蒸気の種子上への凝縮を適宜含む。これは種子への効果的な熱伝達に有利に貢献し得る。凝縮は種子上に水の流動性薄膜の形成をもたらし得る。該膜は、例えば、制御された方法で種子表面に吸収され得る。該方法は、冷やし、更に適宜乾燥させる相中に、斯かる水の流動性薄膜を蒸発させることを適宜含む。該方法はまた、水の凝縮なしに熱及び水分の空気から種子への直接的な移動も適宜含み得る。

処理雰囲気は、５０〜１００℃、好ましくは５５〜８０℃の温度を有する。適宜、処理雰囲気は、５５℃超、又は８０℃超の温度を有する。例えば、１ｂａｒ超、例えば、１．１ｂａｒ以上、１．５ｂａｒ以上、２ｂａｒ以上、３ｂａｒ、５ｂａｒ以上、典型的には１０ｂａｒ未満の圧力と組み合わせた、１００℃超の温度であるこれらの温度範囲のそれぞれ温度もまた可能である。
好ましくは、処理雰囲気の温度及び／又は露点温度は、上記曝露時間中、＋／−５℃以下、より好ましくは＋／−２℃以下、より一層好ましくは＋／−０．５℃以下の範囲内など、実質的に一定に、すなわち、少なくとも１秒間、少なくとも１０秒間、少なくとも３０秒間、少なくとも６０秒間又は好ましい曝露時間として指定される他の値のうちの１つの継続時間を有する期間、好ましくは１０℃以下、より好ましくは４℃以下、より一層好ましくは１℃以下の全幅を有する範囲内に保たれる。

従って、処理雰囲気は、好ましくは「高温多湿」と記載され得る。その一方で、「高温乾燥」処理雰囲気への曝露は避けるのが好ましい。例えば、４０℃超且つ４５％未満の相対湿度の高温乾燥雰囲気に対する５秒間超の種子の曝露は避けるのが好ましい。同様に、５０℃超且つ６０％未満の相対湿度の高温乾燥雰囲気に対する１０秒間超の種子の曝露は避けるのが好ましい。
曝露時間は３０分間以下の継続時間を有する。好ましくは、５０〜１００℃、好ましくは５５〜８０℃の温度と組み合わせて、曝露時間は２０分間以下、好ましくは１０分間以下、例えば１０秒間〜１０分間、又は３０〜３００秒間、又は６０〜３００秒間、又は９０〜１８０秒間などである。好ましくは、種子は、斯かる期間の間、継続的に処理雰囲気に曝露される。更なる好ましい方法は、例えば１〜６０秒間のより涼しい雰囲気への曝露を挟んだ、例えば、それぞれ１〜６０秒間の斯かる処理雰囲気への２回以上、例えば３、４、５、１０回、又はそれ以上の曝露を含む、処理雰囲気への間欠的曝露を含む。斯かる間欠的曝露は、例えば、冷却と加熱を交替することによって実施され得る。

好ましくは、処理雰囲気は、種子層の直前及び／又は直後に０〜５ｍ／ｓ、より最適には０．５〜３ｍ／ｓ、典型的には１〜２．５ｍ／ｓの流速を有する気流を含む。
プロセスは、連続プロセスであっても、又はバッチプロセスであってもよい。バッチプロセスでは、種子は、好ましくは、処理チャンバー内に準備され、そして、処理雰囲気への種子の曝露は、好ましくは、種子がその中にある処理チャンバー内に処理雰囲気を導入することを含む。

バッチ処理チヤンバーは、好ましくは、種子の導入の前、その後又はそれと同時に湿った空気又は蒸気の注入を伴う閉鎖容器である。別の好ましいチャンバーは、処理気体が入口から出口へと容器を通過する開放容器である。該容器は、好ましくは、均一性を高めるために種子及び気体の周りを移動し得る混合のためのデバイス又は装置を備えている。好ましくは、曝露は、種子の流動化中に、従って、流動床において実施される。別の好ましい苗床は薄層固定床である。
連続プロセスでは、処理雰囲気への種子の曝露は、好ましくは、処理雰囲気を含む処理チャンバーの中を通る苗床により種子を移動させることによって実施される。種子の運動は、例えば圧気輸送によって、重力輸送によって、流動化又は機械的運搬（例えば、ねじ錐、振盪／振動コンベヤ、チェーンコンベヤ、ベルトコンベヤー、回転ドラム又はエレベーター）によって又はこうしたものの組み合わせによって実施され得る。処理雰囲気への種子の曝露の継続時間は、典型的には、処理チャンバー内の種子の滞留時間と等しく、例えば処理チャンバーの中を通るチェーンコンベヤなどの苗床の動く速度によって制御され得る。

典型的には、種子は処理雰囲気に対して均等に曝露される。好ましくは、種子表面の概してすべての部分が実質的に同時間、処理雰囲気に曝露されるように、種子表面が均等に曝露される。連続プロセスでは、種子は、好ましくは、該種子が振動している流動化連続床上又はその中に存在しながら、処理雰囲気に曝露される。輸送速度は、内蔵チェーンコンベヤによって典型的には制御される。更に、種子は移動苗床上に層として準備されてもよく、ここで、処理雰囲気としての処理気流が、下から移動苗床を通過して処理チャンバー内に吹きつけていてもよい。
エネルギー効率を高めるために、好ましくは、該方法は、好ましくは閉鎖ループ内に処理雰囲気を再循環させることによって、気流に関して閉鎖系の中で実施される。冷却及び／又は乾燥に使用された気流もまた、空気中の湿度を低減するために潜在的に空気中水分のトラップと組み合わせられ、加熱エネルギーの一部の回収のために再循環され得る。好ましくは、加熱エネルギーもまた、吸気及び排気の間の熱交換によって回収され得る。
好ましくは、処理雰囲気は、５０〜１００℃の温度及び８０％以上の相対湿度を有し、そして、曝露時間は１秒間〜１０分間、好ましくは５〜３００秒間である。

穀類、多くの野菜種子、コメ、及び他の作物に関して、処理雰囲気は、より好ましくは７０〜１００％、より好ましくは８０〜１００％、より一層好ましくは９０〜１００％の相対湿度と組み合わせて；最も好ましくは３０〜６００秒間、より好ましくは６０〜３００秒間の曝露時間と組み合わせて、好ましくは５０〜９５℃、より好ましくは５５〜８０℃の温度を有する。約２分間（６０〜１８０秒間）の曝露時間は、穀類及び野菜種子などに関して、５５〜８０℃の処理雰囲気と組み合わせて好ましくは使用される。
アルファルファ種子と別のより熱許容性が高い種に関して、温度は、、好ましくは、同じ好ましい相対湿度及び曝露時間と組み合わせて、好ましくは６０〜９０℃の範囲内にある。

理論によって拘束されることを望むものではないが、これらの処理で得られた良好な結果は、硬粒種子の軟化によって少なくとも部分的に引き起こされ得る。
好ましくは、種子は、曝露時間の少なくとも一時期の間、好ましくは曝露時間の最後の時点で２０〜５０℃の深部温を有する。好ましくは、種子の深部の温度は、全プライミングプロセスの間、９０℃未満、より好ましくは７０℃未満又は５０℃未満に保たれる。これは、発芽が害を受けない利点として提供する。
好ましくは、種子の水分含量は、変化曝露前の種子の重量に基づいて、曝露時間中に好ましくは１０ｗｔ.％未満、より好ましくは１〜５ｗｔ.％増加する。適宜、水分含量は変更されない。水分含量のこの限定された変化は、より良好な発芽特性を有利に提供する。

該方法は、典型的には、冷やし、更に適宜乾燥させる相を含み、ここで、該種子は、処理雰囲気への曝露後に冷まされ、そして、乾燥される。
冷やし、更に任意に乾燥させるこの相は、冷やし、更に乾燥させる雰囲気に種子を曝露することを典型的には含む。冷却雰囲気及び乾燥雰囲気は、同じであっても又は異なっていてもよい。乾燥及び冷却は、連続して、又は一部又は完全に互いに同時に実施され得る。好ましくは、該相は、冷却と乾燥を組み合わせた第１ステップ、及びその後の最終的な冷却ステップを含む。典型的には、組み合わせた冷却及び乾燥のプロセスは、乾燥雰囲気、典型的には５０％以下、より好ましくは２０％以下の相対湿度及び処理温度より低いが周囲温度より高い、典型的には３０〜４５℃への種子の曝露を含む。乾燥雰囲気は、典型的には空気である。最後の冷却ステップは、３０℃以下、好ましくは周囲温度を５℃以下超える、又は周囲温度付近であるが、より好ましくは低い、例えば周囲温度より１０℃低い温度を有する雰囲気への種子の曝露を典型的には含む。冷却ステップは、周囲大気又は典型的には１０〜２５℃に冷やされた空気への種子の曝露を好ましくは含む。斯かる最終的な冷却ステップはまた、組み合わせた冷却又は乾燥ステップなしに適用されてもよい。種子は、周囲温度又は周囲温度を５℃未満超える、或いは保存温度まで典型的には冷やされる。冷却相は、処理雰囲気への種子の曝露直後に好ましくは実施される。好ましくは、冷却は、５℃／分以上、例えば１０℃／分以上など；例えば、初期冷却段階における１分間以下で５〜２０℃の冷却、の冷却速度を用いて少なくとも一部実施される。

好ましくは、処理雰囲気が５０℃以上の温度を有するとき、冷却相は、４５℃以下の温度を有する雰囲気に種子を曝露することを含む。適宜、処理雰囲気への曝露の終わりは、最高４５℃の温度及び／又は４５％以下の相対湿度を有する異なった雰囲気への種子の曝露の開始によって決定される。バッチ式処理の場合には、冷却は、処理が実施されるのと同じチャンバー内で、又は２以上の別々のチャンバー内で適宜実施される。乾燥及び冷却相の最後の部分は、サイロ、大型の箱（bin）、又は外部の乾燥機若しくはクーラー内で適宜実施される。

典型的には、該方法は、処理チャンバーから、又は冷却及び／又は乾燥チャンバーから冷やし、適宜乾燥させた種子を取り出す更なるプロセスを含む。該方法は、典型的にはプライミング処理した種子にとって伝統的である包装内に種子を包装することを適宜更に含む。該方法は、処理された種子を保存することを更に含んでもよい。プライミング処理した種子の貯蔵条件は、処理した種子を保存するために好まれる。例えば、処理された種子は２〜１０℃にて、より好ましくは約５℃にて保存され得る。これは、より高温での保管と比較して、改善された貯蔵期限を提供する。種子はまた、例えば大気中にて、従来の非プライミング処理種子と同じ貯蔵条件で保存されてもよい。これは低い貯蔵コストを提供する。好ましくは、種子は保存され、そして、発芽試験が貯蔵種子に対して定期的に、例えば、処理後６カ月、そしてその後は３カ月毎に実施される。種子を更に播種し、発芽させ、その結果、プライミング効果の利益を得ることができる。

種子は任意の作目であり得る。種子は、単子葉目があっても又は双子葉目であってもよい。単子葉目からの好ましい例は、イネ種子及びコムギ、トリチカム・エスティバム（Triticum aestivum）である。より好ましくは、種子は、オリザ・サティバ・ジャポニカ（Oryza sativa japonica）、オリザ・グラベリマ・ジャバニカ（Oryza glaberrima javanica）、オリザ・サティバ・インディカ（Oryza sativa indica）、ジザニア・パルストリス（Zizania palustris）から成る群から選択されるイネ種子及びその雑種である。

好適な種子としては、更にダイズ、綿花、トウモロコシ、ラッカセイ、トウモロコシ、コムギ、オオムギ、オートムギ、ライムギ、トリティカーレ、マスタード、ヒマワリ、テンサイ、ベニバナ、アワ、チコリ、アサ、ナタネ、ソバ、タバコ、ヘンプシード、アルファルファ、シグナルグラス、クローバー、ソルガム、ヒヨコマメ、インゲンマメ、エンドウマメ、及びソラマメの種子が挙げられる。
好適な種子としては、野菜種子、ハーブ種子、野性草花の種子、オーナメントの種子、草の種子、並びに樹木及び低木の種子が挙げられる。

野菜種子の例としては、アスパラガス、チャイブ、セロリ、ニラ、ニンニク、ビートルート、ホウレンソウ、ビート、チリメンキャベツ、カリフラワー、スプラウティングブロッコリー、チリメンタマナキャベツ、ホワイトキャベツ、レッドキャベツ、カブキャベツ、白菜、カブ、アンディーブ、チコリ、スイカ、メロン、キュウリ、ガーキン、マロウ、パセリ、フェンネル、エンドウマメ、インゲンマメ、ラディッシュ、ブラックサルシファイ、ナス、スイートコーン、ポップコーン、ニンジン、タマネギ、トマト、コショウ、レタス、スナップビーン、ヒョウタン、シャロット、ブロッコリー、及び芽キャベツが挙げられる。

種子は、例えばテンサイやルートチコリの場合、適宜ペレット化又は被覆される。斯かるコーティングは、例えば、損傷から種子を保護し得るか、埃を低減し得るか、又は流動特性を増強することによって植え付け性（plantability）を改善し得る。有利なことには、コーティングは、１又は複数の有効成分、例えば、殺真菌薬、殺菌薬、殺虫剤、線虫駆除薬、殺陸貝薬、殺生物剤、消毒薬、微生物、齧歯動物キラー、雑草キラー（除草剤）、誘引剤、再生ペレット剤、植物成長調整剤、栄養物（例えば硝酸カリウム、硫酸マグネシウム、鉄キレートなど）、植物ホルモン、ミネラル、植物抽出物、ダニ駆除剤又は殺ダニ剤、殺陸貝剤、発芽刺激剤、フェロモン、生物学的製剤、キトサン、キチンベースの製剤などを含む。コーティングは、フィルムコーティング又はペレッティングを伴ってもよい。適宜、種子は、ＷＯ−Ａ−２０１１／０２８１１５に記載のコーティング組成物を含む（前記文献の内容を参照により本明細書中に援用する）。

本発明によるプライミング処理した種子を準備する方法は、例えば浸透圧プライミング、ハイドロプライミング、ソリッドマトリックプライミング、及びドラムプライミングなどの従来のプライミング方法と組み合わせられてもよい。これらは、例えば本発明の方法の前に実施されてもよい。好ましくは、また一方、これらの従来のプライミング方法は本発明の方法の後に実施されてもよい。
該方法は、好ましくは、予備試験を実施するステップ及び処理雰囲気への種子の曝露に関するパラメーターを最適化するステップを含む。

予備試験ステップは、種子ロットから代表的なサンプルを取り出し、代表的なサンプル又はその代表的なサブサンプルの種子の１又は複数の特性を計測することを好ましくは含む。好適な特性としては、種子のサイズ、体積、含水率、及び質量が挙げられる。予備試験の一部として、無処理の種子の発芽タイムコースが評価されてもよい。予備試験ステップはまた、サンプルについて決定されたのと類似の特性を有する非プライミング処理種子の既知の発芽タイムコースに基づいて、種子ロットが非プライミング処理種子として播種された場合において見込まれる発芽タイムコースを決定することも含み得る。予備試験ステップは、サンプルについて決定されたのと類似の特性を有し、且つ、それらの条件下で処理雰囲気に曝露された種子の既知の発芽タイムコースに基づいて、種子が特定の条件下で処理雰囲気に曝露された場合において見込まれる発芽タイムコースを決定することを更に含み得る。

最適化ステップは、予備試験ステップで入手した予測発芽タイムコースと所望の発芽タイムコースとの相違点を決定し、そして、この相違点に基づいて処理雰囲気への種子の曝露に関する１又は複数のパラメーターを調整することを含み得る。最適化ステップは、斯かるパラメーターと発芽タイムコースにおける所望の変化との間の１又は複数のこれまでに確立された関係に基づいて、前記の処理雰囲気への種子の曝露の１又は複数のパラメーターを調整することを好ましくは含む。好適なパラメーターとしては、処理雰囲気の温度、相対湿度と流速、及び曝露時間、並びに乾燥及び冷却パラメーターが挙げられる。

一般に、パラメーターは、前記種子の所望の発芽タイムコースを得るために、特に所望の発芽率及び／又は発芽の同時性を得るために最適化される。
該プロセスは、所望の発芽タイムコースを提供し、前記種子ロットの１又は複数のプライミング処理したサンプル又は非プライミング処理サンプルの実際の発芽タイムコースを決定し、上記所望の発芽タイムコースと上記実際の発芽タイムコースとの相違点を決定し、そして、処理雰囲気への種子の曝露に関する１又は複数のパラメーターを変更することを好ましくは含む。

例えば、予備試験ステップは、サンプルの種子の平均サイズを計測することを含んでいてもよく、そして、最適化ステップは、比較的大きいサイズを有する種子のサンプルの場合に、十分にプライミング処理されるように種子大きいほどより長い曝露を必要とすることを示すこれまでに確立された関係に基づいて、曝露の継続時間を延長することを含んでもよい。好ましくは、前記方法は、代表的なサンプルを本発明の方法ステップに供し、そして、処理雰囲気の温度、湿度、及び流速、並びに曝露時間から選択された１又は複数のパラメーターを種子ロットの代表的なサブサンプルの間で変更する予備試験を含む。処理されたサブサンプルの発芽及び／又は活力を含めた種子の性能が試験される。次に、該方法は、種子ロットのバルクの処理に関して最適なプロセスパラメーターを決定することを含む。

従って、好ましい方法は、以下のステップ：
−種子ロットから代表的なサンプルを取り出し、
−上記サンプルを代表的なサブサンプルに分割し、
−上記サブサンプルを少なくとも１つの処理雰囲気に曝露し、ここで、曝露時間、並びに処理雰囲気の温度、相対湿度及び流速から選択された１又は複数のパラメーターが、サブサンプルを通して変更され、
−処理されたサブサンプル及び適宜無処理対照サブサンプルの発芽時間及び種子の活力を決定し、
−上記の決定した発芽時間及び種子の活力に基づいて、上記パラメーターの最適値を決定し、
そしてその後、上記種子ロットのバルクを、以下のステップ：

−上記種子ロットの上記バルクを準備し、
−好ましくは、本明細書中に記載した温度、湿度、及び曝露時間、並びに他のステップパラメーターの範囲内の上記決定した最適化パラメーター下で処理雰囲気に上記種子ロットの上記バルクを曝露し、
−好ましくは、本明細書中に記載したように、上記種子ロットの上記バルクを冷却し、更に適宜乾燥させること、
によってプライミング処理すること、
を含む。

本発明はまた、本明細書中に記載したプライミング処理した種子を調製する方法に従って種子をプライミング処理することを含む、種子の発芽率を改善する方法に関する。種子の発芽率の改善とは、種子の発芽率を増強することを典型的には含む。好ましくは、種子の発芽率の改善とは、種子の発芽の同時性を改善すること、特に種子の発芽の同時性を高めることを含む。好ましくは、発芽率における改善は、病原菌を含んでいない種子で観察されるなど、種子の病原菌の負荷とは無関係である。

より一層更なる態様において、本発明は、好ましくは、本発明の方法における処理雰囲気として、５０〜１００℃での種子プライミングのために、空気及び５０％以上の相対湿度の量で水蒸気を含む気体組成物の使用に関する。従って、該気体組成物は、５０〜１００℃の温度を有する。好ましくは、該組成物は、６０％以上、より好ましくは７０％以上、より一層好ましくは８０％以上、又は９０％以上の相対湿度にて水蒸気を含む。好ましくは、該気体組成物は、１００％以下、例えば９５％以下の相対湿度にて水蒸気を含む。
使用はまた、種子プライミング組成物としての斯かる気体組成物の使用であっても、及び／又は種子プライミングの効果を得るための使用であってもよい。
好ましくは、該気体組成物は、記載の好ましい曝露時間、温度、及び記載した他の好ましいプロセスパラメーターを伴って種子をプライミングする方法において使用される。
本発明はここで、以下の限定されない実施例によって更に例示される。

図１〜７は、低温ストレス下、鉢植え用土壌を入れた鉢から出現する植物の数（苗の活力）として評価した、本発明のプライミング方法による植物出現の変化に関する実験結果を示す。播種した種子１００個あたりの数の変化を示す。正の値は、本発明のプライミング方法の結果としての植物数の増加を示す。複数のサンプルに関する結果を示し；サンプルを植物数の増加に基づいて横軸上に割り振った。使用した種子は、図１、３、５、及び７において通常レベルの一般的な種子伝染性病原菌、特にフザリウム亜種（Fusarium spp.）、セプトリア亜種（Septoria spp.）及びミクロドチウム亜種（Microdochium spp.）（コムギ）、並びにフザリウム亜種及び（ドレックスレラ亜種（Drechslera spp.）やビポラリス（Bipolaris）のような）ヘルミントスポリウム種（Helminthosporium species）（オートムギ及びオオムギ）を伴った、一般的な殻物生産種子サンプルであった。

図１は、（図中では蒸熱プライミング効果（Vapour heat priming effect）とも呼ばれる）本発明の方法の効果としてのオートムギの植物数の増加を示す。サンプルの大部分において、植物数の１０％超の増加を得た。図２は、最大５％の総病原菌侵入があるサンプル用のオートムギに関する結果を示す。総病原菌侵入とは、サンプル中の種子に侵入している病気レベルの既知の病原性真菌のすべてに関する総合計を指す。これは、強いプライミング効果があることを裏付け、そしてそれは、いずれかの潜在的な殺菌や又は病原菌抑制の結果でなかった。サンプルの半数以上において、約５％以上の増加を得た。図３は春コムギに関する結果を示す。半数のサンプルにおいて、約１５％以上の植物数増加を得た。図４は、最大５％の総病原菌侵入がある春コムギサンプルに関する結果に示す。サンプルの半数以上において、６％以上の増加を得た。これは、該方法が殺菌によって引き起こされるあらゆる潜在的効果をも凌ぐ植物出現に対するプラスの効果を有することを示している。図５は冬コムギに関する実験結果を示す。約１０％以上の増加を、サンプルの半数以上において得た。図６は、最大５％の総病原菌侵入がある冬コムギサンプルに関する実験結果を示す。この作物に関しても、あらゆる消毒効果とは別個のプライミング効果が、これらの結果によって裏付けられた。最後に、図７は春オオムギに関するプライミング効果を示す。図１〜７の結果は、プライミング効果が種子の潜在的な害虫駆除によって引き起こされているわけではないことを実証している。本発明の方法のプライミング効果は、いずれかの純粋な害虫駆除のみの結果よりも植物発生に対してはるかに強い影響を与え、強い生理作用を示した。

図８は、本発明の方法を用いたインゲンマメ（Phaseolus vulgaris L.）のプライミングに関する実験結果を示す。プライミングにより、水の吸い上げが改善され、発芽遅延や硬粒種子の数の減少、及び植え付け４日後に発芽した種子の数の増加をもたらした。
表１は、１０種類の異なったコメの栽培品種に関する出現率（６及び７日間）及び最終的な植物出現（１０日間）の結果を示す。イネ種子を、実際の発芽試験前に１５℃にて３日間浸漬し、発芽試験では、３２℃にて１日間浸漬し、それに続いて、１４０ｇの床土壌と６０ｇ被覆土壌の中に播種し、続いて、３２℃にて２日間、その後、２０℃にて１０日間栽培した。出現値を示す。本発明の方法を用いてプライミング処理したイネ種子に関して、改善された出現率が６及び７日目に観察される。最終的な出現は、平均では対照とプライミング処理した種子で同じであり、６及び７日目における出現率の上昇がプライミング効果によることが示された。
表１

Claims (18)

1. プライミング処理した種子を調製する方法であって：
   発芽可能である種子を準備すること、
   少なくとも１秒間の曝露時間の間、上記種子を処理雰囲気に曝露すること、ここで、該処理雰囲気は８０％以上の相対湿度及び５０℃〜１００℃の温度を有し、且つ、該曝露時間は３０分間以下の継続時間を有する、
   前記曝露時間中、前記種子の水分含量を、曝露前の種子の重量に基づいて、１ｗｔ.％〜１０ｗｔ.％未満に増加させること、及び
   前記種子を冷却し、更に適宜乾燥させること、
   を連続して含む方法。
2. 前記処理雰囲気が５５〜８０℃の温度を有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記曝露時間が１秒間〜１０分間である、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記処理雰囲気が８０％以上の相対湿度を有し、且つ、前記曝露時間が１秒間〜１０分間である、請求項１に記載の方法。
5. 前記曝露時間が５〜３００秒間である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記処理雰囲気の温度が、前記曝露時間の間、＋／−２℃の範囲内に実質的に一定に保たれる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 露点が、前記曝露時間の間、＋／−２℃の範囲内に実質的に一定に保たれる、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記種子の水分含量が、前記曝露時間の間、曝露前の種子重量に基づいて１０ｗｔ.％未満変化する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記冷却が、４５℃以下の温度を有する雰囲気に前記種子を曝露することを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記方法が、５０％以下の相対湿度を有し、且つ、処理雰囲気の温度より低いが、周囲より高い温度を有する雰囲気に前記種子を曝露することによる前記種子の冷却と乾燥を組み合わせたステップを含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記雰囲気が２０％以下の相対湿度を有する、請求項１０に記載の方法。
12. 前記種子が、実質的に病原菌を含んでいない種子として準備される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記種子が穀物穀粒又は野菜種子を含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 前記種子がイネ種子を含む、請求項１３に記載の方法。
15. 種子ロットから代表的なサンプルを取り出し、
    上記サンプルから代表的なサブサンプルを分割し、
    上記サブサンプルを少なくとも１つの処理雰囲気に曝露し、ここで、曝露時間、並びに処理雰囲気の温度、相対湿度及び流速から選択された１又は複数のパラメーターはサブサンプルを通して変更され、
    処理されたサブサンプル及び適宜無処理対照サブサンプルの発芽時間及び種子の活力を決定し、
    上記の決定した発芽時間及び種子の活力に基づいて、上記パラメーターの最適値を決定し、
    そしてその後、上記種子ロットのバルクを：
    上記種子ロットの上記バルクを準備し、
    好ましくは温度、湿度、及び曝露時間の範囲内の、上記の決定した最適化パラメーター下で処理雰囲気に上記種子ロットの上記バルクを曝露し、
    上記種子ロットの上記バルクを冷却し、更に適宜乾燥させること、
    によってプライミング処理すること、
    を含む、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 種子のサイズ、体積、質量、及び含水率から選択される前記ロットの種子の１又は複数の特性を計測することを更に含み、そして、ここで、前記パラメーターに関して最適化された値を決定することが、計測した１又は複数の特性に更に基づく、請求項１５に記載の方法。
17. 前記プライミング処理した種子が、改善された種子の発芽率を有する、請求項１〜１６に記載の方法。
18. 前記プライミング処理した種子が、改善された発芽の同時性を有する、請求項１７に記載の方法。