JP7653209B2 - マメ科植物用培土及びその使用、マメ科植物用栽培セット、マメ科植物の栽培方法、並びに、培土付きマメ科植物の苗 - Google Patents
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Description
本開示は、マメ科植物用培土及びその使用、マメ科植物用栽培セット、マメ科植物の栽培方法、並びに、培土付きマメ科植物の苗に関する。
国連食糧農業機関によると、問題無く作物を生産できる農地面積は、世界の全農地面積の４０％程度である。現在ではさらに年間約５００万ｈａの農地が劣化しており、農地の確保に関する新たな取り組みがなされない限り、２０５０年には、世界の１人当たりの耕作可能地は、１９６０年における耕作可能地の水準の１／４にまで減少すると予想されている。そのため、生産性を重視する慣行農法から、環境を重視する持続的農業への変換が必要となっている。
生産性を重視する慣行農法では、特定の農地で特定の種類の作物のみを栽培する場合がある。しかし同じ場所で同じ作物を栽培し続けることで、ある特定の種類の病原体（例えば病害虫又は病原菌等）の増殖が助長され、生態系のバランスが崩れ、そして作物の生産はダメージを受ける。これは、病原体の多くは作物に対して宿主特異性を有するからである。この問題を解消する方法として、根部エンドファイト系植物共生菌を用いた栽培方法が知られている。根部エンドファイト（Dark-Septate Endophyte;DSE）系植物共生菌とは、植物と菌根を形成して植物根内をすみかとする、植物と共生関係にある有用微生物である。
特許文献１には、ブラディリゾビウム（Bradyrhizobium）属に分類されるダイズ根粒菌による低温環境でのダイズ生育促進効果が記載されている。
特許文献２には、エンドファイトであるベラノオプシス シンプレックス（Veronaeopsis simplex）Ｙ３４、Ｋ４５、又はＣＢＳ菌株を接種することにより、作物の生長を安定化させる有利な特質を付与できることが記載されている。
特許文献３には、エンドファイトであるベラノオプシス シンプレックス（Veronaeopsis simplex）Ｙ３４菌株を接種することにより、トマトへの放射性セシウム吸収抑制効果があることが記載されている。
特許文献４には、アゾスピリラムブラジレンス（Azospirillum brasilense）ＮＩ－１０株と根粒菌を接種することにより、マメ科植物の成長促進、収量増加の効果があることが記載されている。
特許文献５には、エンドファイトであるステノトロホモナス(Stenotrophomonas sp.)ＭＹＫ１０１菌株を、マメ科の植物に接種することにより、生長促進、収量増加の効果があることが記載されている。
特許文献２には、エンドファイトであるベラノオプシス シンプレックス（Veronaeopsis simplex）Ｙ３４、Ｋ４５、又はＣＢＳ菌株を接種することにより、作物の生長を安定化させる有利な特質を付与できることが記載されている。
特許文献３には、エンドファイトであるベラノオプシス シンプレックス（Veronaeopsis simplex）Ｙ３４菌株を接種することにより、トマトへの放射性セシウム吸収抑制効果があることが記載されている。
特許文献４には、アゾスピリラムブラジレンス（Azospirillum brasilense）ＮＩ－１０株と根粒菌を接種することにより、マメ科植物の成長促進、収量増加の効果があることが記載されている。
特許文献５には、エンドファイトであるステノトロホモナス(Stenotrophomonas sp.)ＭＹＫ１０１菌株を、マメ科の植物に接種することにより、生長促進、収量増加の効果があることが記載されている。
非特許文献１には、フザリウム（Fusarium）属の菌類により萎黄病が誘発されたイチゴの苗に、菌類であるクラドフィアロフォラ ケトスピラ（Cladophialophora chaetospira）ＳＫ５１を共生させるという栽培方法が記載されている。
Wiwiek Harsonowati et al., The Effectiveness of a Dark Septate Endophytic Fungus, Cladophialophora chaetospira SK51, to Mitigate Strawberry Fusarium Wilt Disease and With Growth Promotion Activities, Front. Microbiol., 2020.Apr.15, Vol.11, Art.585
上述のように共生菌を用いた植物の生育促進に関する種々の研究がなされているが、マメ科植物の生育促進についてさらなる技術の開発が望まれている。
本開示は、マメ科植物の生育を促進することができるマメ科植物用培土及びその使用、マメ科植物用栽培セット、マメ科植物の栽培方法、並びに、培土付きマメ科植物の苗を提供することを課題とする。
上記課題を解決するための具体的な手段には、以下の態様が含まれる。
＜１＞ クラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類、エクソフィアラ属（Exophiala）の菌類、及び、ベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類からなる群より選択される少なくとも１種の菌類を含む根部エンドファイト系植物共生菌と、
土壌と、
を含むマメ科植物用培土。
＜２＞ 根粒菌をさらに含む、前記＜１＞に記載のマメ科植物用培土。
＜３＞ 前記クラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類は、クラドフィアロフォラ ケトスピラ（Cladophialophora chaetospira）である、前記＜１＞又は＜２＞に記載の植物のマメ科植物用培土。
＜４＞ 前記根部エンドファイト系植物共生菌は、ベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類である、前記＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載のマメ科植物用培土。
＜５＞ 前記土壌は、ｐＨ４以上６未満である、前記＜４＞に記載のマメ科植物用培土。＜６＞ 前記根部エンドファイト系植物共生菌は、クラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類である、前記＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載のマメ科植物用培土。＜７＞ 前記土壌は、ｐＨ６以上７以下である、前記＜６＞に記載のマメ科植物用培土。＜８＞ 前記＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載のマメ科植物用培土、及びマメ科植物体を含む、マメ科植物用栽培セット。
＜９＞ 前記＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載のマメ科植物用培土を用いてマメ科植物を栽培することを含む、マメ科植物の栽培方法。
＜１０＞ 前記栽培において、前記根部エンドファイト系植物共生菌及び根粒菌を同時期に植物体と混合して前記マメ科植物を栽培する、前記＜９＞に記載のマメ科植物の栽培方法。
＜１１＞ 前記＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載のマメ科植物用培土と、マメ科植物の苗と、を含む、培土付きマメ科植物の苗。
＜１２＞ 前記＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載のマメ科植物用培土の、マメ科植物の栽培のための使用。
＜１＞ クラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類、エクソフィアラ属（Exophiala）の菌類、及び、ベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類からなる群より選択される少なくとも１種の菌類を含む根部エンドファイト系植物共生菌と、
土壌と、
を含むマメ科植物用培土。
＜２＞ 根粒菌をさらに含む、前記＜１＞に記載のマメ科植物用培土。
＜３＞ 前記クラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類は、クラドフィアロフォラ ケトスピラ（Cladophialophora chaetospira）である、前記＜１＞又は＜２＞に記載の植物のマメ科植物用培土。
＜４＞ 前記根部エンドファイト系植物共生菌は、ベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類である、前記＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載のマメ科植物用培土。
＜５＞ 前記土壌は、ｐＨ４以上６未満である、前記＜４＞に記載のマメ科植物用培土。＜６＞ 前記根部エンドファイト系植物共生菌は、クラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類である、前記＜１＞～＜３＞のいずれか１つに記載のマメ科植物用培土。＜７＞ 前記土壌は、ｐＨ６以上７以下である、前記＜６＞に記載のマメ科植物用培土。＜８＞ 前記＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載のマメ科植物用培土、及びマメ科植物体を含む、マメ科植物用栽培セット。
＜９＞ 前記＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載のマメ科植物用培土を用いてマメ科植物を栽培することを含む、マメ科植物の栽培方法。
＜１０＞ 前記栽培において、前記根部エンドファイト系植物共生菌及び根粒菌を同時期に植物体と混合して前記マメ科植物を栽培する、前記＜９＞に記載のマメ科植物の栽培方法。
＜１１＞ 前記＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載のマメ科植物用培土と、マメ科植物の苗と、を含む、培土付きマメ科植物の苗。
＜１２＞ 前記＜１＞～＜７＞のいずれか１つに記載のマメ科植物用培土の、マメ科植物の栽培のための使用。
本開示によれば、マメ科植物の生育を促進することができるマメ科植物用培土及びその使用、マメ科植物用栽培セット、マメ科植物の栽培方法、並びに、培土付きマメ科植物の苗が提供される。
以下、本開示の一実施形態について詳細に説明する。但し、本開示は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の開示において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本開示を制限するものではない。
本開示において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、当該工程も含まれる。本開示において「～」を用いて示された数値範囲には、「～」の前後に記載される数値がそれぞれ下限値及び上限値として含まれる。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本文中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において組成物中の各成分の含有率は、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率を意味する。
本開示において要素が単数形で表記されている場合であっても、特に明示されているときを除き、技術的な矛盾が生じない限りは複数の存在を排除しない。
本開示において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、当該工程も含まれる。本開示において「～」を用いて示された数値範囲には、「～」の前後に記載される数値がそれぞれ下限値及び上限値として含まれる。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本文中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において組成物中の各成分の含有率は、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率を意味する。
本開示において要素が単数形で表記されている場合であっても、特に明示されているときを除き、技術的な矛盾が生じない限りは複数の存在を排除しない。
≪マメ科植物用培土≫
本開示のマメ科植物用培土は、クラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類、エクソフィアラ属（Exophiala）の菌類、及び、ベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類からなる群より選択される少なくとも１種の菌類を含む根部エンドファイト系植物共生菌と、土壌と、を含むマメ科植物用培土である。
本開示のマメ科植物用培土は、上記構成を有することにより、マメ科植物の生育を促進することができる。この作用機序は必ずしも明らかではないが、以下のように推察される。
培土に含まれるクラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類、エクソフィアラ属（Exophiala）の菌類、及び、ベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類からなる群より選択される少なくとも１種の菌類を含む根部エンドファイト系植物共生菌は、マメ科植物の根の周囲において、網目状に菌糸を伸ばす。そして菌類は、マメ科植物の根の表面に付着すると、付着器を形成し、マメ科植物の根の細胞内部へ侵入し、定着し、つまり菌類とマメ科植物との共生が成立する。
共生が成立すると、共生前のマメ科植物にとっては栄養として効率良く利用されなかったアミノ酸又はタンパク質等も、菌類によって植物に提供され易くなる。これにより、マメ科植物は、共生前に比べて、窒素及びリン等の栄養分を吸収しやすくなり、生育が促進され易くなると考えられる。
本開示のマメ科植物用培土は、クラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類、エクソフィアラ属（Exophiala）の菌類、及び、ベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類からなる群より選択される少なくとも１種の菌類を含む根部エンドファイト系植物共生菌と、土壌と、を含むマメ科植物用培土である。
本開示のマメ科植物用培土は、上記構成を有することにより、マメ科植物の生育を促進することができる。この作用機序は必ずしも明らかではないが、以下のように推察される。
培土に含まれるクラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類、エクソフィアラ属（Exophiala）の菌類、及び、ベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類からなる群より選択される少なくとも１種の菌類を含む根部エンドファイト系植物共生菌は、マメ科植物の根の周囲において、網目状に菌糸を伸ばす。そして菌類は、マメ科植物の根の表面に付着すると、付着器を形成し、マメ科植物の根の細胞内部へ侵入し、定着し、つまり菌類とマメ科植物との共生が成立する。
共生が成立すると、共生前のマメ科植物にとっては栄養として効率良く利用されなかったアミノ酸又はタンパク質等も、菌類によって植物に提供され易くなる。これにより、マメ科植物は、共生前に比べて、窒素及びリン等の栄養分を吸収しやすくなり、生育が促進され易くなると考えられる。
本開示において、マメ科植物の生育促進は、根部エンドファイト系植物共生菌を含まない培土を用いたマメ科植物の栽培と対比して、栽培されたマメ科植物における実、葉、茎等の地上部の収量の乾燥質量が増加すること、又は、栽培されたマメ科植物における根の収量の乾燥質量が増加することによって確認することができる。
本開示のマメ科植物用培土で栽培されるマメ科植物の種類は、特に制限されず、ダイズ、エンドウマメ、ソラマメ、アズキ等の公知のマメ科植物が適用できる。上記の中でも、本開示のマメ科植物用培土は、ダイズ及びアズキの生育の促進に特に優れている。
＜根部エンドファイト系植物共生菌＞
根部エンドファイト系植物共生菌は、クラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類、エクソフィアラ属（Exophiala）の菌類、及び、ベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類からなる群より選択される少なくとも１種の菌類を含む。根部エンドファイト系植物共生菌は、１種単独の使用であっても、２種以上の併用であってもよい。
根部エンドファイト系植物共生菌は、クラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類、エクソフィアラ属（Exophiala）の菌類、及び、ベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類からなる群より選択される少なくとも１種の菌類を含む。根部エンドファイト系植物共生菌は、１種単独の使用であっても、２種以上の併用であってもよい。
根部エンドファイト系植物共生菌は、マメ科植物の生育をより促進する観点から、クラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類、及び、ベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類の少なくとも一方の菌類を含むことが好ましく、クラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類、又は、ベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類の一方を含むことがより好ましい。
根部エンドファイト系植物共生菌とは、植物と菌根を形成して植物根内をすみかとする、植物と共生関係にある微生物である。
クラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類としては、例えば、Cladophialophora chaetospira、Cladophialophora arxii、Cladophialophora tortuosa、Cladophialophora floridana、Cladophialophora psammophila、Cladophialophora boppii、Cladophialophora hachijoensis、Cladophialophora carrionii、Cladophialophoratumbae、及びCladophialophora tumulicola等が挙げられる。上記の中でも、クラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類としては、マメ科植物の生育をより促進する観点から、クラドフィアロフォラ ケトスピラ（Cladophialophora chaetospira）であることが好ましい。クラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類は、１種単独の使用であっても、２種以上の併用であってもよい。
クラドフィアロフォラ ケトスピラ（Cladophialophora chaetospira）としては、受託番号ＮＩＴＥ ＢＰ－０３５３９で寄託されたクラドフィアロフォラ ケトスピラ（Cladophialophora chaetospira）ＳＫ５１（以下、ＳＫ５１又はＳＫ５１株ともいう）又はその変異株が好ましい。前記ＳＫ５１株は、日本国千葉県木更津市かずさ鎌足２－５－８に住所を有する、独立行政法人 製品評価技術基盤機構 バイオテクノロジーセンター 特許微生物寄託センターに寄託されている（受託日：２０２１年９月２８日）。
変異の導入法としては、ニトロソ化合物（例えばニトロソアミン又はニトロソグアニジン等）若しくはアルキル化剤（例えばＥＭＳ；ethyl methanesulfonate等）のような化学物質処理による方法、紫外線照射、又は放射線照射等が挙げられるが、これらに限定されない。得られた変異株が、ＳＫ５１株と同等又はそれ以上の当該作用を示すか否かは、得られた変異株によるマメ科植物の生育促進作用を評価し、これをＳＫ５１株による当該作用の結果と比較することで検定することができる。
エクソフィアラ属（Exophiala）の菌類としては、例えば、エクソフィアラ ピシフィラ（Exophiala pisciphila）等の既知種及びこれらの変異株、並びにエクソフィアラ（Exophiala sp.）ＳＫ４７などが挙げられる。上記の中でも、エクソフィアラ属（Exophiala）の菌類としては、マメ科植物の生育をより促進する観点から、エクソフィアラ（Exophiala sp.）ＳＫ４７であることが好ましい。エクソフィアラ属（Exophiala）の菌類は、１種単独の使用であっても、２種以上の併用であってもよい。
ベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類としては、例えば、ベラノオプシス シンプレックス（Veronaeopsis simplex）及びこの変異株等が挙げられる。上記の中でも、ベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類としては、マメ科植物の生育をより促進する観点から、ベラノオプシス シンプレックス（Veronaeopsis simplex）であることが好ましい。ベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類は、１種単独の使用であっても、２種以上の併用であってもよい。
本開示のマメ科植物用培土の製造方法は、特に制限されず、公知の菌類を含む培土の製造方法が適用できる。本開示のマメ科植物用培土の製造方法は、例えば、根部エンドファイト系植物共生菌を含む培養液（例えば１×１０５ hyphal fragments／ml～１×１０６hyphal fragments／ml）を培養材（例えば、小麦ふすま、米ぬか、腐葉土及び滅菌水の混合物）と混合して培養（例えばチャンバー内で３週間～４週間培養）した後、この培養材を土壌とさらに混合することで製造されていてもよい。この際、マメ科植物用培土の総量に対する根部エンドファイト系植物共生菌を含む培養材の含有量は、マメ科植物の生育をより促進する観点から、５質量％～１０質量％であることが好ましい。
根部エンドファイト系植物共生菌の総菌類数は、特に制限されないが、マメ科植物の生育をより促進する観点からは、マメ科植物用培土に対して、１×１０３hyphal fragments／g以上であることが好ましい。なお、マメ科植物と根部エンドファイト系植物共生菌とは共生関係にあることから、マメ科植物の栽培時間の経過と共に、培土中の根部エンドファイト系植物共生菌の菌類数は増加していく。上記した菌類数は、マメ科植物用培土でマメ科植物の栽培を開始する時点（例えば、培土に植物の種を播種する時点、又は培土に、別途生育させた３葉期である苗を植え替えて定植させる時点等）における菌類数である。
根部エンドファイト系植物共生菌の菌類数は、５０質量％ＣＭＭＹ寒天培地に菌類をプレーティングした後に、２３℃で７日間培養することで、測定することができる。
培土中の根部エンドファイト系植物共生菌の存在形態は、菌類の生活環のいずれの形態であってもよい。菌類の形態は、例えば菌糸体であってもよく、胞子体であってもよい。
マメ科植物用培土は、本開示の効果が奏される範囲内で、クラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類、エクソフィアラ属（Exophiala）の菌類、及び、ベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類以外のその他の根部エンドファイト系植物共生菌をさらに含んでいてもよい。その他の根部エンドファイト系植物共生菌としては、例えば、Meliniomyces variabilis 、Phialocephala fortinii等が挙げられる。
マメ科植物用培土は、本開示の効果が奏される範囲内で、根部エンドファイト系植物共生菌以外のその他の微生物をさらに含んでいてもよい。その他の微生物としては、例えば、後述する根粒菌の他に、Agrobacterium pusense（例えばリゾビウム（Rhizobium sp.）Ｙ９等）、シュードモナス属（Pseudomonas）の細菌類、パエニバシラス属（Paenibacillus）の細菌類、ステノトロホモナス属（Stenotrophomonas）の細菌類、デルフチア属（Delftia）の細菌類などが挙げられる。
＜土壌＞
土壌は、例えば、有機栽培土壌、慣行栽培土壌（すなわち無機栽培土壌）、及びこれらの混合土壌のいずれであってもよい。
有機栽培土壌とは、農薬及び化学肥料を含まない土壌のことをいう。
慣行栽培土壌（すなわち無機栽培土壌）とは、農薬及び／又は化学肥料を含む土壌のことをいう。
土壌は、例えば、有機栽培土壌、慣行栽培土壌（すなわち無機栽培土壌）、及びこれらの混合土壌のいずれであってもよい。
有機栽培土壌とは、農薬及び化学肥料を含まない土壌のことをいう。
慣行栽培土壌（すなわち無機栽培土壌）とは、農薬及び／又は化学肥料を含む土壌のことをいう。
土壌のｐＨは、本開示の効果がより奏される観点から、ｐＨ３以上ｐＨ７以下であることが好ましい。土壌のｐＨは、例えば、ｐＨ３以上４未満であっても、ｐＨ４以上６未満であっても、ｐＨ６以上７以下であってもよい。
土壌のｐＨは、以下の方法で測定される。土壌と蒸留水を１：２．５（有機物含量が高い土壌を用いる場合は１：５）の比率で混合し、往復振とう機で１時間以上攪拌した後、２３℃±２℃にて、懸濁液のｐＨをガラス電極法により測定した値を土壌のｐＨとする。
例えば、根部エンドファイト系植物共生菌がベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類である場合、土壌は、マメ科植物の生育をより促進する観点から、ｐＨ４以上６未満であることが好ましい。
例えば、根部エンドファイト系植物共生菌がクラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類である場合、土壌は、マメ科植物の生育をより促進する観点から、ｐＨ６以上７以下であることが好ましい。
＜根粒菌＞
マメ科植物用培土は、マメ科植物の生育をより促進する観点から、根粒菌をさらに含むことが好ましい。
根粒菌とは、マメ科植物の根に根粒を形成する菌類を指す。
一般に、マメ科植物は、根粒菌と共生する。根粒菌がマメ科植物の根に形成した根粒を介して大気中の窒素をアンモニア態窒素に変換し、これを宿主であるマメ科植物に供給し、大豆は窒素源を得ている。このように、従来、マメ科植物は根粒菌と既に共生し得ることが知られており、根粒菌に加えてさらに他の菌類を共生させると、根粒菌によるマメ科植物の生育促進が阻害されるものと考えられていた。これに対し本発明者らは、クラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類、エクソフィアラ属（Exophiala）の菌類、及び、ベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類からなる群より選択される少なくとも１種の菌類を含む根部エンドファイト系植物共生菌が、根粒菌や植物体と共生し、マメ科植物の生育を阻害せず促進するという新たな知見を見出した。
マメ科植物用培土は、マメ科植物の生育をより促進する観点から、根粒菌をさらに含むことが好ましい。
根粒菌とは、マメ科植物の根に根粒を形成する菌類を指す。
一般に、マメ科植物は、根粒菌と共生する。根粒菌がマメ科植物の根に形成した根粒を介して大気中の窒素をアンモニア態窒素に変換し、これを宿主であるマメ科植物に供給し、大豆は窒素源を得ている。このように、従来、マメ科植物は根粒菌と既に共生し得ることが知られており、根粒菌に加えてさらに他の菌類を共生させると、根粒菌によるマメ科植物の生育促進が阻害されるものと考えられていた。これに対し本発明者らは、クラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類、エクソフィアラ属（Exophiala）の菌類、及び、ベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類からなる群より選択される少なくとも１種の菌類を含む根部エンドファイト系植物共生菌が、根粒菌や植物体と共生し、マメ科植物の生育を阻害せず促進するという新たな知見を見出した。
根粒菌としては、ブラディリゾビウム属（Bradyrhizobium）の細菌（例えばブラディリゾビウム ジャポニカム（Bradyrhizobium japonicum）等）、リゾビウム属（Rhizobium）の細菌類などが挙げられる。上記の中でも、根粒菌としては、マメ科植物の生育をより促進する観点から、ブラディリゾビウム ジャポニカム（Bradyrhizobium japonicum）であることが好ましい。
＜その他の成分＞
マメ科植物用培土は、本開示の効果が奏される範囲内であれば、根部エンドファイト系植物共生菌、土壌、及び根粒菌以外のその他の成分をさらに含有してもよい。その他の成分としては、例えば、固体媒質（例えば、ロイシン、メチオニン、若しくはフェニルアラニン等のアミノ酸、又はショ糖等）及び液体媒質（例えば、水、滅菌水、滅菌蒸留水、又は生理食塩水等）、菌類を培土中において安定的に保持するための成分（例えば、安定化剤又は等張化剤等）、及び本開示に係る菌類の増殖促進のための成分（例えば、麦芽エキス培地（ＭＥＢ）、ＣＭ麦芽酵母培地（ＣＭＭＹ）（ＣＭ寒天８．５ｇ、寒天１５ｇ、麦芽エキス１０ｇ、酵母エキス１ｇ、及び滅菌水１Ｌの混合物）、小麦ふすま、米ぬか、又は腐葉土等）等が挙げられる。
マメ科植物用培土は、本開示の効果が奏される範囲内であれば、根部エンドファイト系植物共生菌、土壌、及び根粒菌以外のその他の成分をさらに含有してもよい。その他の成分としては、例えば、固体媒質（例えば、ロイシン、メチオニン、若しくはフェニルアラニン等のアミノ酸、又はショ糖等）及び液体媒質（例えば、水、滅菌水、滅菌蒸留水、又は生理食塩水等）、菌類を培土中において安定的に保持するための成分（例えば、安定化剤又は等張化剤等）、及び本開示に係る菌類の増殖促進のための成分（例えば、麦芽エキス培地（ＭＥＢ）、ＣＭ麦芽酵母培地（ＣＭＭＹ）（ＣＭ寒天８．５ｇ、寒天１５ｇ、麦芽エキス１０ｇ、酵母エキス１ｇ、及び滅菌水１Ｌの混合物）、小麦ふすま、米ぬか、又は腐葉土等）等が挙げられる。
≪マメ科植物用栽培セット≫
本開示の栽培セットは、本開示のマメ科植物用培土、及びマメ科植物体を含む、マメ科植物用栽培セットである。本開示によれば、マメ科植物の生育を促進するマメ科植物用栽培セットが得られる。
本開示の栽培セットは、本開示のマメ科植物用培土、及びマメ科植物体を含む、マメ科植物用栽培セットである。本開示によれば、マメ科植物の生育を促進するマメ科植物用栽培セットが得られる。
マメ科植物体としては、例えば、マメ科植物の種子、苗等が挙げられる。
マメ科植物の種子には、発芽前の種の状態だけでなく、幼根や幼芽が現れた種子も概念として包含する。
マメ科植物の苗は、子葉のみが現れた苗；３葉期の苗；３葉期超えの期の苗；親株から増殖した子苗、孫苗（例えばランナー苗）；接ぎ木、挿し木等で増殖したクローン苗；などが挙げられる。
マメ科植物の種子には、発芽前の種の状態だけでなく、幼根や幼芽が現れた種子も概念として包含する。
マメ科植物の苗は、子葉のみが現れた苗；３葉期の苗；３葉期超えの期の苗；親株から増殖した子苗、孫苗（例えばランナー苗）；接ぎ木、挿し木等で増殖したクローン苗；などが挙げられる。
≪マメ科植物の栽培方法≫
本開示のマメ科植物の栽培方法は、本開示のマメ科植物用培土を用いてマメ科植物を栽培すること（以下、「栽培工程」ともいう）を含む、マメ科植物の栽培方法である。
本開示によれば、生育が促進されたマメ科植物を栽培することができる。
本開示のマメ科植物の栽培方法は、本開示のマメ科植物用培土を用いてマメ科植物を栽培すること（以下、「栽培工程」ともいう）を含む、マメ科植物の栽培方法である。
本開示によれば、生育が促進されたマメ科植物を栽培することができる。
栽培工程では、マメ科植物の生育をより促進する観点から、根部エンドファイト系植物共生菌及び根粒菌を同時期に植物体と混合してマメ科植物を栽培することが好ましい。つまり、本開示のマメ科植物用培土は、マメ科植物の生育をより促進する観点から、根粒菌をさらに含むことが好ましい。
栽培工程は、例えば、本開示のマメ科植物用培土を用いてマメ科植物を種から苗まで生育した後に、土壌に前記苗を定植させてマメ科植物を収穫期まで栽培する工程であってもよい。
栽培方法は、本開示のマメ科植物用培土を用いているのであれば特に制限されず、本開示のマメ科植物用培土を単独で使用して栽培してもよく、本開示のマメ科植物用培土を、定植用の土壌や他の培土と混合して栽培してもよい。
上記本開示のマメ科植物用培土と他の土壌や培土とを混合して栽培する場合、本開示のマメ科植物用培土を混合する時期は、土壌にマメ科植物の種を播種する時点、土壌に３葉期である苗を植え替える時点、又は土壌に苗を定植させる時点のいずれであってもよい。あるいは、本開示のマメ科植物用培土を予め混合した土壌に、マメ科植物の種を播種する、３葉期である苗を植え替える、又は土壌に苗を定植させる態様であってもよい。
上記本開示のマメ科植物用培土と他の土壌や培土とを混合して栽培する場合、本開示のマメ科植物用培土を混合する時期は、土壌にマメ科植物の種を播種する時点、土壌に３葉期である苗を植え替える時点、又は土壌に苗を定植させる時点のいずれであってもよい。あるいは、本開示のマメ科植物用培土を予め混合した土壌に、マメ科植物の種を播種する、３葉期である苗を植え替える、又は土壌に苗を定植させる態様であってもよい。
栽培条件は、使用する土壌、マメ科植物の品種、天候等に応じて適宜設計してよい。
例えば、栽培工程は、低温短日条件で花芽形成した後に、高温長日条件で栽培する態様であってもよい。
前記低温短日条件とは、気温５℃超１５℃以下であり、日長が０時間以上１２時間以下であることをいう。
前記高温長日条件とは、気温が１５℃超２５℃以下（好ましくは２０℃超２５℃以下であり、より好ましくは２３±１℃である）の範囲内であり、日長が１２時間超２４時間以下（好ましくは１４時間超２４時間以下であり、より好ましくは１５時間以上１７時間以下である）の範囲内であることをいう。
例えば、栽培工程は、低温短日条件で花芽形成した後に、高温長日条件で栽培する態様であってもよい。
前記低温短日条件とは、気温５℃超１５℃以下であり、日長が０時間以上１２時間以下であることをいう。
前記高温長日条件とは、気温が１５℃超２５℃以下（好ましくは２０℃超２５℃以下であり、より好ましくは２３±１℃である）の範囲内であり、日長が１２時間超２４時間以下（好ましくは１４時間超２４時間以下であり、より好ましくは１５時間以上１７時間以下である）の範囲内であることをいう。
栽培工程では、例えば、マメ科植物の生育に用いた人工気象室内を一定の気温に保ち、さらに育成場所を数日毎にローテーションすることで、気温の均一性を担保してもよい。
≪培土付きマメ科植物の苗≫
本開示に係るマメ科植物の苗は、本開示のマメ科植物用培土と、マメ科植物の苗と、を含む、培土付きマメ科植物の苗である。本開示によれば、生育が促進されるマメ科植物の苗が得られる。
本開示に係るマメ科植物の苗は、本開示のマメ科植物用培土と、マメ科植物の苗と、を含む、培土付きマメ科植物の苗である。本開示によれば、生育が促進されるマメ科植物の苗が得られる。
≪マメ科植物用培土の使用≫
本開示によれば、マメ科植物の栽培のために、本開示のマメ科植物用培土の使用することで、マメ科植物の生育を促進することができる。
本開示によれば、マメ科植物の栽培のために、本開示のマメ科植物用培土の使用することで、マメ科植物の生育を促進することができる。
以下、本開示を実施例により更に具体的に説明するが、本開示はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。
≪根部エンドファイト系植物共生菌の準備≫
根部エンドファイト系植物共生菌として、クラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類であるクラドフィアロフォラ ケトスピラ（Cladophialophora chaetospira）ＳＫ５１（以下、Ｃｃともいう。）と、エクソフィアラ属（Exophiala）の菌類であるエクソフィアラ（Exophiala sp.）ＳＫ４７（以下、Ｅｓｐともいう。）と、ベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類であるベラノオプシス シンプレックス（Veronaeopsis simplex）Ｙ３４（以下、Ｖｓともいう。）と、をそれぞれ準備した。
前記Ｅｓｐは、日本国千葉県木更津市かずさ鎌足２－５－８に住所を有する、独立行政法人 製品評価技術基盤機構 バイオテクノロジーセンター 特許微生物寄託センターに、受託番号ＮＩＴＥ ＢＰ－０３５４０として寄託された菌類である（受託日：２０２１年９月２８日）。
前記Ｃｃは、日本国千葉県木更津市かずさ鎌足２－５－８に住所を有する、独立行政法人 製品評価技術基盤機構 バイオテクノロジーセンター 特許微生物寄託センターに、受託番号ＮＩＴＥ ＢＰ－０３５３９として寄託された菌類である（受託日：２０２１年９月２８日）。
前記Ｖｓは、日本国千葉県木更津市かずさ鎌足２－５－８に住所を有する、独立行政法人 製品評価技術基盤機構 バイオテクノロジーセンター 特許微生物寄託センターに、受託番号ＮＩＴＥ Ｐ－０１９３３、ＮＩＴＥ ＢＰ－０１９３３として寄託された菌類である（受託日：２０１４年９月５日）。
この３種類の菌類を、それぞれ２５０ｍＬの２質量％麦芽エキス培地（ＭＥＢ）を入れた５００ｍＬ容量のフラスコで、２３℃及び１２０ｒｐｍの振とう条件で４週間培養した。培養後、培養液をろ過することで３種類の菌糸体をそれぞれ採取し、ＭＥＢ培地に由来する物質の持ち込みが無いように、採取された菌糸体を含む液体が透明になるまで滅菌蒸留水で菌糸体を洗浄した。その後、得られた各菌糸体と滅菌蒸留水とを、コンタミネーションを防ぐためにミキサー及びラミナーフローを使用して、それぞれ１分間最低速度で混合することで、前培養液を得た。前培養液中の各菌類の生存率は、菌糸体を含む前培養液を直接５０質量％ＣＭＭＹ寒天培地にプレーティングした後に、２３℃で７日間培養することで測定した。
根部エンドファイト系植物共生菌として、クラドフィアロフォラ属（Cladophialophora）の菌類であるクラドフィアロフォラ ケトスピラ（Cladophialophora chaetospira）ＳＫ５１（以下、Ｃｃともいう。）と、エクソフィアラ属（Exophiala）の菌類であるエクソフィアラ（Exophiala sp.）ＳＫ４７（以下、Ｅｓｐともいう。）と、ベラノオプシス属（Veronaeopsis）の菌類であるベラノオプシス シンプレックス（Veronaeopsis simplex）Ｙ３４（以下、Ｖｓともいう。）と、をそれぞれ準備した。
前記Ｅｓｐは、日本国千葉県木更津市かずさ鎌足２－５－８に住所を有する、独立行政法人 製品評価技術基盤機構 バイオテクノロジーセンター 特許微生物寄託センターに、受託番号ＮＩＴＥ ＢＰ－０３５４０として寄託された菌類である（受託日：２０２１年９月２８日）。
前記Ｃｃは、日本国千葉県木更津市かずさ鎌足２－５－８に住所を有する、独立行政法人 製品評価技術基盤機構 バイオテクノロジーセンター 特許微生物寄託センターに、受託番号ＮＩＴＥ ＢＰ－０３５３９として寄託された菌類である（受託日：２０２１年９月２８日）。
前記Ｖｓは、日本国千葉県木更津市かずさ鎌足２－５－８に住所を有する、独立行政法人 製品評価技術基盤機構 バイオテクノロジーセンター 特許微生物寄託センターに、受託番号ＮＩＴＥ Ｐ－０１９３３、ＮＩＴＥ ＢＰ－０１９３３として寄託された菌類である（受託日：２０１４年９月５日）。
この３種類の菌類を、それぞれ２５０ｍＬの２質量％麦芽エキス培地（ＭＥＢ）を入れた５００ｍＬ容量のフラスコで、２３℃及び１２０ｒｐｍの振とう条件で４週間培養した。培養後、培養液をろ過することで３種類の菌糸体をそれぞれ採取し、ＭＥＢ培地に由来する物質の持ち込みが無いように、採取された菌糸体を含む液体が透明になるまで滅菌蒸留水で菌糸体を洗浄した。その後、得られた各菌糸体と滅菌蒸留水とを、コンタミネーションを防ぐためにミキサー及びラミナーフローを使用して、それぞれ１分間最低速度で混合することで、前培養液を得た。前培養液中の各菌類の生存率は、菌糸体を含む前培養液を直接５０質量％ＣＭＭＹ寒天培地にプレーティングした後に、２３℃で７日間培養することで測定した。
なお各菌類の大量生産は、以下の方法で行った。詳細には、１０ｍＬの各菌類の前培養液（１×１０６hyphal fragments／ml）を、滅菌された培養材（小麦ふすま５０ｇ、米ぬか５０ｇ、腐葉土１５０ｇ、及び滅菌水１７０ｍＬの混合物）を入れた滅菌済みプラスチックバッグにそれぞれ添加した。そして、前記各菌類の前培養液及び培養材の混合物を、チャンバー内で３週間～４週間培養することで、各菌類を含む資材をそれぞれ調製した。
≪土壌の調製≫
有機栽培土壌として、有機の土（サカタのタネ社製）を準備した。
有機栽培土壌として、有機の土（サカタのタネ社製）を準備した。
前記準備した有機栽培土壌はｐＨ６．０であり、これを「中性の有機栽培土壌」とした。一方で、前記準備した有機栽培土壌に対してピートモス（刀川平和農園製）を適量混合することで、ｐＨ４．０である「弱酸性の有機栽培土壌」を調製した。
なお土壌のｐＨは、以下の方法で測定した。具体的には、土壌のｐＨは、土壌と蒸留水を１：２．５（有機物含量が高い土壌を用いる場合は１：５）の比率で混合し、往復振とう機で１時間以上攪拌した後、２３℃±２℃にて、懸濁液のｐＨをガラス電極法により測定した。
上記のいずれの土壌も、１２１℃及び３０分の条件で２回加圧滅菌した。
≪マメ科植物用培土の作製≫
表１に示すｐＨの土壌と、表１に示す種類の根部エンドファイト系植物共生菌を含む資材と、根粒菌と、を混合し、各例のマメ科植物用培土を得た。根部エンドファイト系植物共生菌は、培土全体に対して１０質量％になるよう混合した。
表１に示すｐＨの土壌と、表１に示す種類の根部エンドファイト系植物共生菌を含む資材と、根粒菌と、を混合し、各例のマメ科植物用培土を得た。根部エンドファイト系植物共生菌は、培土全体に対して１０質量％になるよう混合した。
≪ダイズの栽培：実施例１～実施例５≫
栽培対象のダイズの種子を準備した。種子の表面を、以下に示す方法で殺菌した。具体的には、種子を７０質量％エタノール溶液に４０秒間浸した後、次亜塩素酸ナトリウム（１質量％有効塩素）溶液に１５秒間浸した。次に、種子を滅菌蒸留水で３回洗浄し、一晩乾燥させた後、１質量％水寒天培地上に置き、２３℃で２日間静置して発芽させた。その後、人工気象室内を２３℃に保ち３葉期の苗になるまで生育させた。
なお、実施例１では、栽培対象のダイズとして、豆腐などへの加工特性に優れた「ふくゆたか」の種子を準備した。実施例２～実施例５では、栽培対象のダイズとして、納豆などへの加工特性に優れた「すずまる」の種子を準備した。
栽培対象のダイズの種子を準備した。種子の表面を、以下に示す方法で殺菌した。具体的には、種子を７０質量％エタノール溶液に４０秒間浸した後、次亜塩素酸ナトリウム（１質量％有効塩素）溶液に１５秒間浸した。次に、種子を滅菌蒸留水で３回洗浄し、一晩乾燥させた後、１質量％水寒天培地上に置き、２３℃で２日間静置して発芽させた。その後、人工気象室内を２３℃に保ち３葉期の苗になるまで生育させた。
なお、実施例１では、栽培対象のダイズとして、豆腐などへの加工特性に優れた「ふくゆたか」の種子を準備した。実施例２～実施例５では、栽培対象のダイズとして、納豆などへの加工特性に優れた「すずまる」の種子を準備した。
直径６ｃｍのポットに、表１に示す種類の根部エンドファイト系植物共生菌を含む資材と、根粒菌と、表１に示すｐＨの有機栽培土壌と、をそれぞれ混合して、マメ科植物用培土を得た。このポットに、上述の３葉期の苗を定植し、人工気象室内で、明所に３０℃１４時間、及び暗所に２２℃１０時間、光合成光子フラックス密度（ＰＰＦＤ）を８９．４６ｍ－２・ｓ－１として、定植し、栽培した。栽培中は、１日一度水やりを行った。
≪ダイズの栽培：比較例１～比較例２≫
根部エンドファイト系植物共生菌を含む資材を含まず、且つ、表１に示すｐＨの有機栽培土壌とする仕様とした以外は、実施例１と同様の仕様によりマメ科植物用培土を得た。そして、実施例１と同様の手法でダイズを栽培した。
根部エンドファイト系植物共生菌を含む資材を含まず、且つ、表１に示すｐＨの有機栽培土壌とする仕様とした以外は、実施例１と同様の仕様によりマメ科植物用培土を得た。そして、実施例１と同様の手法でダイズを栽培した。
≪評価≫
＜ダイズ苗の生育状態：栽培１４日目＞
実施例１、２、３及び比較例１における根部エンドファイト系植物共生菌とダイズ苗を混合してから栽培１４日目のダイズ苗の（Ａ）全身の生育状態を表す写真を図１Ａに示す。
実施例１、２、３及び比較例１における根部エンドファイト系植物共生菌とダイズ苗を混合してから栽培１４日目のダイズ苗の（Ｂ）茎～葉の領域と根の領域それぞれにおける乾燥質量に関するグラフを図１Ｂに示す。
なお、乾燥質量は、各例のマメ科植物用培土で栽培した後、ダイズの植物体をポットから取り出し、茎～葉の領域と根の領域とに分別して４０℃で７２時間乾燥させた後、質量を測定した値である。統計解析は、SPSS version 20.0（SPSS, IBM, Armonk, NY, United States）を用いて、一元配置分散分析（ANOVA）及びTukeyの範囲検定（p<0.05）を行った。
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、根部エンドファイト系植物共生菌と共生した実施例１～実施例３のダイズ苗は、根部エンドファイト系植物共生菌と共生していない比較例１のダイズ苗に比べて、苗の茎～葉の領域は乾燥質量が大きく向上しており、マメ科植物の生育が促進されていることがわかった。
図１Ｂに示すように、根部エンドファイト系植物共生菌と共生した実施例１～実施例３のダイズ苗の中でも、根部エンドファイト系植物共生菌がそれぞれＶｓ、Ｃｃである実施例２及び実施例３は、根部エンドファイト系植物共生菌がＥｓｐである実施例１に比べて、苗の茎～葉の領域は乾燥質量がより向上しており、マメ科植物であるダイズの生育促進により優れることがわかった。
＜ダイズ苗の生育状態：栽培１４日目＞
実施例１、２、３及び比較例１における根部エンドファイト系植物共生菌とダイズ苗を混合してから栽培１４日目のダイズ苗の（Ａ）全身の生育状態を表す写真を図１Ａに示す。
実施例１、２、３及び比較例１における根部エンドファイト系植物共生菌とダイズ苗を混合してから栽培１４日目のダイズ苗の（Ｂ）茎～葉の領域と根の領域それぞれにおける乾燥質量に関するグラフを図１Ｂに示す。
なお、乾燥質量は、各例のマメ科植物用培土で栽培した後、ダイズの植物体をポットから取り出し、茎～葉の領域と根の領域とに分別して４０℃で７２時間乾燥させた後、質量を測定した値である。統計解析は、SPSS version 20.0（SPSS, IBM, Armonk, NY, United States）を用いて、一元配置分散分析（ANOVA）及びTukeyの範囲検定（p<0.05）を行った。
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、根部エンドファイト系植物共生菌と共生した実施例１～実施例３のダイズ苗は、根部エンドファイト系植物共生菌と共生していない比較例１のダイズ苗に比べて、苗の茎～葉の領域は乾燥質量が大きく向上しており、マメ科植物の生育が促進されていることがわかった。
図１Ｂに示すように、根部エンドファイト系植物共生菌と共生した実施例１～実施例３のダイズ苗の中でも、根部エンドファイト系植物共生菌がそれぞれＶｓ、Ｃｃである実施例２及び実施例３は、根部エンドファイト系植物共生菌がＥｓｐである実施例１に比べて、苗の茎～葉の領域は乾燥質量がより向上しており、マメ科植物であるダイズの生育促進により優れることがわかった。
＜ダイズの収穫量：栽培１４０日目＞
実施例１、２、３及び比較例１における根部エンドファイト系植物共生菌とダイズ苗を混合してから栽培１４０日目に収穫されたダイズの乾燥質量に関するグラフを図２に示す。なお、収穫されたダイズの乾燥収量とは、さやから取り出したダイズ豆の乾燥収量をさす。乾燥収量は、評価＜ダイズ苗の生育状態：栽培１４日目＞と同様の測定と統計解析を行った。
図２における棒グラフの内に付された「－」は、各データの中央値（第２四分位数）を指す。
図２における棒グラフの内に付された「×」は、各データの平均値を指す。
図２における棒グラフの内に付された「＊」は、統計処理の結果、統計学的有意性が示されたデータを指す。
図２に示すように、根部エンドファイト系植物共生菌と共生した実施例１～実施例３のダイズ植物体は、根部エンドファイト系植物共生菌と共生していない比較例１のダイズ植物体に比べて、マメ科植物であるダイズの生育が促進され、収穫量が増量することがわかった。
実施例１、２、３及び比較例１における根部エンドファイト系植物共生菌とダイズ苗を混合してから栽培１４０日目に収穫されたダイズの乾燥質量に関するグラフを図２に示す。なお、収穫されたダイズの乾燥収量とは、さやから取り出したダイズ豆の乾燥収量をさす。乾燥収量は、評価＜ダイズ苗の生育状態：栽培１４日目＞と同様の測定と統計解析を行った。
図２における棒グラフの内に付された「－」は、各データの中央値（第２四分位数）を指す。
図２における棒グラフの内に付された「×」は、各データの平均値を指す。
図２における棒グラフの内に付された「＊」は、統計処理の結果、統計学的有意性が示されたデータを指す。
図２に示すように、根部エンドファイト系植物共生菌と共生した実施例１～実施例３のダイズ植物体は、根部エンドファイト系植物共生菌と共生していない比較例１のダイズ植物体に比べて、マメ科植物であるダイズの生育が促進され、収穫量が増量することがわかった。
＜ダイズの根に産生する根粒の質量：栽培４０日目＞
実施例１、２、３及び比較例１における根部エンドファイト系植物共生菌とダイズ苗を混合してから栽培４０日目の植物体の根に付随して産生した根粒の状態を図３に示す。
図３に示すように、根部エンドファイト系植物共生菌と共生した実施例１～実施例３のダイズ植物体は、根部エンドファイト系植物共生菌と共生していない比較例１のダイズ植物体に比べて、根に付随して産生される根粒の量が多い傾向にあることがわかった。一般的に、根粒は、マメ科植物の根に対して窒素等の栄養源を供給する傾向にある。そのため、各実施例で得られたダイズの収穫量の増加や生育の促進は、根粒の量の増加が要因の一つであることが考えられる。
実施例１、２、３及び比較例１における根部エンドファイト系植物共生菌とダイズ苗を混合してから栽培４０日目の植物体の根に付随して産生した根粒の状態を図３に示す。
図３に示すように、根部エンドファイト系植物共生菌と共生した実施例１～実施例３のダイズ植物体は、根部エンドファイト系植物共生菌と共生していない比較例１のダイズ植物体に比べて、根に付随して産生される根粒の量が多い傾向にあることがわかった。一般的に、根粒は、マメ科植物の根に対して窒素等の栄養源を供給する傾向にある。そのため、各実施例で得られたダイズの収穫量の増加や生育の促進は、根粒の量の増加が要因の一つであることが考えられる。
＜栽培中の土壌内におけるリン酸量の測定＞
実施例１、２、３及び比較例１における根部エンドファイト系植物共生菌とダイズ苗を混合してから栽培０日目、１００日目、及び１４０日目のダイズ植物体におけるリン酸吸収量に関するグラフを図４に示す。リン酸吸収量は、各栽培日数におけるダイズ苗からBray第一法に倣って抽出された可給態リン酸を元に、分光光度計測定装置（SPCA-6210、株式会社 島津製作所製）により定量した値である。また、評価＜ダイズ苗の生育状態：栽培１４日目＞と同様の統計解析を行った。
図４に示すように、根部エンドファイト系植物共生菌と共生した実施例１～実施例３のダイズ植物体は、根部エンドファイト系植物共生菌と共生していない比較例１のダイズ植物体に比べて、リン酸吸収量が多い傾向にあることがわかった。一般的に、マメ科植物にはリン酸が栄養源として働くことから、各実施例で得られたダイズの収穫量の増加や生育の促進は、リン酸吸収量の増加が要因の一つであることが考えられる。
実施例１、２、３及び比較例１における根部エンドファイト系植物共生菌とダイズ苗を混合してから栽培０日目、１００日目、及び１４０日目のダイズ植物体におけるリン酸吸収量に関するグラフを図４に示す。リン酸吸収量は、各栽培日数におけるダイズ苗からBray第一法に倣って抽出された可給態リン酸を元に、分光光度計測定装置（SPCA-6210、株式会社 島津製作所製）により定量した値である。また、評価＜ダイズ苗の生育状態：栽培１４日目＞と同様の統計解析を行った。
図４に示すように、根部エンドファイト系植物共生菌と共生した実施例１～実施例３のダイズ植物体は、根部エンドファイト系植物共生菌と共生していない比較例１のダイズ植物体に比べて、リン酸吸収量が多い傾向にあることがわかった。一般的に、マメ科植物にはリン酸が栄養源として働くことから、各実施例で得られたダイズの収穫量の増加や生育の促進は、リン酸吸収量の増加が要因の一つであることが考えられる。
＜土壌のｐＨとダイズの生育状態の相関評価＞
実施例４、５及び比較例２における根部エンドファイト系植物共生菌とダイズ苗を混合してから栽培２０日目のダイズ植物体における（Ａ）葉の数に関するグラフを図５Ａに示す。
実施例４、５及び比較例２における根部エンドファイト系植物共生菌とダイズ苗を混合してから栽培２０日目のダイズ植物体における（Ｂ）乾燥重量に関するグラフを図５Ｂに示す。
実施例４、５及び比較例２における根部エンドファイト系植物共生菌とダイズ苗を混合してから栽培２０日目のダイズ植物体における（Ｃ）苗の生育状態を表す写真を図５Ｃに示す。
図５Ｂ中、「SDM」はShoot Dry Mass（つまり葉と茎（地上部）の乾燥重量）を指し、「RDM」はRoot Dry Mass（つまり根の乾燥重量）を指す（単位：ｇ）。乾燥重量と統計解析は、評価＜ダイズ苗の生育状態：栽培１４日目＞と同様の手法で行った。
図５Ａ～Ｃに示すように、根部エンドファイト系植物共生菌がＶｓである実施例４のダイズ植物体は、根部エンドファイト系植物共生菌がＣｃである実施例５のダイズ植物体や、根部エンドファイト系植物共生菌と共生していない比較例２のダイズ植物体に比べて、葉の数や乾燥質量が増加する傾向にあった。つまり、ｐＨ４の弱酸性土壌環境下でも、マメ科植物の生育が促進されることがわかった。
実施例４、５及び比較例２における根部エンドファイト系植物共生菌とダイズ苗を混合してから栽培２０日目のダイズ植物体における（Ａ）葉の数に関するグラフを図５Ａに示す。
実施例４、５及び比較例２における根部エンドファイト系植物共生菌とダイズ苗を混合してから栽培２０日目のダイズ植物体における（Ｂ）乾燥重量に関するグラフを図５Ｂに示す。
実施例４、５及び比較例２における根部エンドファイト系植物共生菌とダイズ苗を混合してから栽培２０日目のダイズ植物体における（Ｃ）苗の生育状態を表す写真を図５Ｃに示す。
図５Ｂ中、「SDM」はShoot Dry Mass（つまり葉と茎（地上部）の乾燥重量）を指し、「RDM」はRoot Dry Mass（つまり根の乾燥重量）を指す（単位：ｇ）。乾燥重量と統計解析は、評価＜ダイズ苗の生育状態：栽培１４日目＞と同様の手法で行った。
図５Ａ～Ｃに示すように、根部エンドファイト系植物共生菌がＶｓである実施例４のダイズ植物体は、根部エンドファイト系植物共生菌がＣｃである実施例５のダイズ植物体や、根部エンドファイト系植物共生菌と共生していない比較例２のダイズ植物体に比べて、葉の数や乾燥質量が増加する傾向にあった。つまり、ｐＨ４の弱酸性土壌環境下でも、マメ科植物の生育が促進されることがわかった。
≪ダイズの栽培：実施例６≫
実施例１と同様の材料及び手法で、ダイズの種子を滅菌させた。
その後、表２に示す種類の根部エンドファイト系植物共生菌を含むマメ科植物用培土に種子を入れ、人工気象室内で、２３℃で７日間静置して発芽、生育させた。
その後、栽培７日目に、前記苗を、根粒菌を含む培土を用いて人工気象室内で、明所に３０℃１４時間、及び暗所に２２℃１０時間、光合成光子フラックス密度（ＰＰＦＤ）を８９．４６ｍ－２・ｓ－１として、定植し、栽培した。栽培中は、１日一度水やりを行った。
実施例１と同様の材料及び手法で、ダイズの種子を滅菌させた。
その後、表２に示す種類の根部エンドファイト系植物共生菌を含むマメ科植物用培土に種子を入れ、人工気象室内で、２３℃で７日間静置して発芽、生育させた。
その後、栽培７日目に、前記苗を、根粒菌を含む培土を用いて人工気象室内で、明所に３０℃１４時間、及び暗所に２２℃１０時間、光合成光子フラックス密度（ＰＰＦＤ）を８９．４６ｍ－２・ｓ－１として、定植し、栽培した。栽培中は、１日一度水やりを行った。
≪ダイズの栽培：比較例３≫
根部エンドファイト系植物共生菌を含むマメ科植物用培土を、根部エンドファイト系植物共生菌を含まない培土とした以外は、実施例６と同様の仕様としてダイズを栽培した。
根部エンドファイト系植物共生菌を含むマメ科植物用培土を、根部エンドファイト系植物共生菌を含まない培土とした以外は、実施例６と同様の仕様としてダイズを栽培した。
≪ダイズの栽培：実施例７≫
実施例１と同様の材料及び手法で、ダイズの種子表面を殺菌した。
その後、表２に示す種類の根部エンドファイト系植物共生菌と根粒菌を含むマメ科植物用培土に種子を入れ、人工気象室内で、２３℃で７日間静置して発芽、生育させた。
その後、栽培４日目に、前記苗を、人工気象室内で、明所に３０℃１４時間、暗所２２℃１０時間、光合成光子フラックス密度（ＰＰＦＤ）を８９．４６ｍ－２・ｓ－１として、定植、栽培した。栽培中は、１日一度水やりを行った。
実施例１と同様の材料及び手法で、ダイズの種子表面を殺菌した。
その後、表２に示す種類の根部エンドファイト系植物共生菌と根粒菌を含むマメ科植物用培土に種子を入れ、人工気象室内で、２３℃で７日間静置して発芽、生育させた。
その後、栽培４日目に、前記苗を、人工気象室内で、明所に３０℃１４時間、暗所２２℃１０時間、光合成光子フラックス密度（ＰＰＦＤ）を８９．４６ｍ－２・ｓ－１として、定植、栽培した。栽培中は、１日一度水やりを行った。
≪ダイズの栽培：比較例４≫
根部エンドファイト系植物共生菌と根粒菌を含むマメ科植物用培土を、根部エンドファイト系植物共生菌を含まず根粒菌のみを含む培土とした以外は、実施例７と同様の仕様としてダイズを栽培した。
根部エンドファイト系植物共生菌と根粒菌を含むマメ科植物用培土を、根部エンドファイト系植物共生菌を含まず根粒菌のみを含む培土とした以外は、実施例７と同様の仕様としてダイズを栽培した。
≪評価≫
＜根粒菌と根部エンドファイト系植物共生菌の配合時期の評価＞
実施例６及び比較例３における栽培２７日目のダイズ植物体における（Ａ）根の本数に関するグラフを図６Ａに示す。
実施例６及び比較例３における栽培２７日目のダイズ植物体における（Ｂ）葉の数に関するグラフを図６Ｂに示す。
実施例７及び比較例４における栽培２０日目のダイズ植物体における（Ａ）根の本数に関するグラフを図７Ａに示す。
実施例７及び比較例４における栽培２０日目のダイズ植物体における（Ｂ）葉の数に関するグラフを図７Ｂに示す。
図６Ａ、Ｂ及び図７Ａ、Ｂに示すように、根部エンドファイト系植物共生菌を含むマメ科植物用培土とダイズ植物体との混合するタイミングに関わらず、実施例のマメ科植物用培土は、比較例のマメ科植物用培土に比べて、マメ科植物であるダイズの生育を促進させることがわかった。
また、図６Ａと図７Ａに示すように、共生菌と根粒菌とを同じ栽培日数（つまり同じタイミング）で種子と混合したほうが、マメ科植物であるダイズの生育がより促進されることがわかった。
＜根粒菌と根部エンドファイト系植物共生菌の配合時期の評価＞
実施例６及び比較例３における栽培２７日目のダイズ植物体における（Ａ）根の本数に関するグラフを図６Ａに示す。
実施例６及び比較例３における栽培２７日目のダイズ植物体における（Ｂ）葉の数に関するグラフを図６Ｂに示す。
実施例７及び比較例４における栽培２０日目のダイズ植物体における（Ａ）根の本数に関するグラフを図７Ａに示す。
実施例７及び比較例４における栽培２０日目のダイズ植物体における（Ｂ）葉の数に関するグラフを図７Ｂに示す。
図６Ａ、Ｂ及び図７Ａ、Ｂに示すように、根部エンドファイト系植物共生菌を含むマメ科植物用培土とダイズ植物体との混合するタイミングに関わらず、実施例のマメ科植物用培土は、比較例のマメ科植物用培土に比べて、マメ科植物であるダイズの生育を促進させることがわかった。
また、図６Ａと図７Ａに示すように、共生菌と根粒菌とを同じ栽培日数（つまり同じタイミング）で種子と混合したほうが、マメ科植物であるダイズの生育がより促進されることがわかった。
２０２２年１１月１１日に出願された日本国特許出願２０２２－１８１３４８号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
Claims (12)
- クラドフィアロフォラ ケトスピラ（Cladophialophora chaetospira）ＳＫ５１、エクソフィアラ（Exophiala sp.）ＳＫ４７、及びベラノオプシス シンプレックス（Veronaeopsis simplex）Ｙ３４からなる群より選択される少なくとも１種の菌類を含む根部エンドファイト系植物共生菌と、
土壌と、
根粒菌と、
を含むダイズ用培土。 - 前記根部エンドファイト系植物共生菌がクラドフィアロフォラ ケトスピラ（Cladophialophora chaetospira）ＳＫ５１である、請求項１に記載のダイズ用培土。
- 前記根部エンドファイト系植物共生菌がクラドフィアロフォラ ケトスピラ（Cladophialophora chaetospira）ＳＫ５１であり、前記土壌のｐＨが６以上７以下である、請求項２に記載のダイズ用培土。
- 前記根部エンドファイト系植物共生菌がエクソフィアラ（Exophiala sp.）ＳＫ４７である、請求項１に記載のダイズ用培土。
- 記根部エンドファイト系植物共生菌がエクソフィアラ（Exophiala sp.）ＳＫ４７であり、前記土壌のｐＨが６以上７以下である、請求項４に記載のダイズ用培土。
- 前記根部エンドファイト系植物共生菌がベラノオプシス シンプレックス（Veronaeopsis simplex）Ｙ３４である、請求項１に記載のダイズ用培土。
- 前記根部エンドファイト系植物共生菌がベラノオプシス シンプレックス（Veronaeopsis simplex）Ｙ３４であり、前記土壌のｐＨが４以上６未満である、請求項６に記載のダイズ用培土。
- 前記根部エンドファイト系植物共生菌がベラノオプシス シンプレックス（Veronaeopsis simplex）Ｙ３４であり、前記土壌のｐＨが３以上４以下である、請求項６に記載のダイズ用培土。
- 請求項１～請求項８のいずれか１項に記載のダイズ用培土、及びダイズ体を含む、ダイズ用栽培セット。
- 請求項１～請求項８のいずれか１項に記載のダイズ用培土を用いてダイズを栽培することを含む、ダイズの栽培方法。
- 請求項１～請求項８のいずれか１項に記載のダイズ用培土と、ダイズの苗と、を含む、培土付きダイズの苗。
- 請求項１～請求項８のいずれか１項に記載のダイズ用培土の、ダイズの栽培のための使用。
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|---|---|---|---|
| JP2022181348 | 2022-11-11 | ||
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|---|---|
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| CA2255779A1 (en) * | 1997-03-24 | 1998-10-01 | Ibaraki Prefecture | Root endophyte having soil disease inhibitory activity, process for preparing said root endophyte, and method for inhibiting soil disease |
-
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Non-Patent Citations (3)
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|---|
| Wiwiek Harsonowati, Malek Marian, Surono, and Kazuhiko Narisawa，The Effectiveness of a Dark Septate Endophytic Fungus, Cladophialophora chaetospira SK51, to Mitigat，Frontiers in Microbiology，2020年04月15日，Vol. 11, Article 585，pp. 1-11 |
| エダマメ（大豆）の対するアゾスピリラム菌の接種効果の解明，アゾスピリラム菌概要書(土壌生態科)，中央農試クリーン農業部土壌生態科、花・野菜技術センター研究部園芸環境科，2001年01月，p.1-4，https://www.hro.or.jp/agricultural/center/result/kenkyuseika/gaiyosho/h13gaiyo/2001304.htm |
| 山崎亜耶乃、成澤才彦，根部エンドファイトVeronaeopsis simplexY34を用いたFusarium属菌によるエンドウ土壌病害の抑制，土と微生物，日本，日本土壌微生物学会，2018年，Vol.72 No.2，p.114 |
Also Published As
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