JPWO2018147439A1 - 植物ストレス耐性誘導剤 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の目的は、植物に対して優れたストレス耐性誘導作用を発揮する植物ストレス耐性誘導剤、米品質低下の低減方法、芝の暑熱緩和生育方法、苗の徒長抑制方法、花きの生育不良抑制方法、果樹の品質劣化低減方法、及び野菜の品質劣化低減方法を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明の一態様である植物ストレス耐性誘導剤は、下記一般式(I)に示されるキノン骨格を有する化合物を有効成分として含有することを特徴とする。
R2 は、水素原子、ヒドロキシル基、アミノ基、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、又はアリール基を示し、
R1 とR2 は、互いに結合してベンゼン環を形成してもよく、
R3 は、水素原子、ヒドロキシル基、又はニトロ基を示し、
R4 は、水素原子、ヒドロキシル基、又はニトロ基を示し、
R5 は、水素原子、ヒドロキシル基、又はニトロ基を示し、
さらに、R6 は、水素原子、ヒドロキシル基、又はエステル結合を含む基を示す。)
前記一般式(I)中、R1 は、水素原子、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、メチル基、アルケニル基、アルコキシ基(メトキシ基を除く)、又は−CHR6 −CH2CH=C(CH3)2 基を示し、
R2 は、水素原子、又はハロゲン原子を示し、
R3 は、水素原子、ヒドロキシル基、又はニトロ基を示し、
R4 は、水素原子、ヒドロキシル基、又はニトロ基を示し、
R5 は、水素原子、又はニトロ基を示し、
R6 は、水素原子、又は−OCO−R7 基を示し、
R7 は、アルキル基、1つ以上のヒドロキシル基を持つヒドロキシアルキル基、アルケニル基、又は−R8 −OCO−R9 基であり、
さらに、R8 は、−CnH2n−からなる炭化水素(n=2以上)を示し、
R9 は、アルキル基を示し、
前記植物ストレス耐性誘導剤は、前記一般式(I)の化合物のうちの2−メチル−1,4−ナフトキノンを除く化合物を有効成分として含有してもよい。
前記アルカニン類が、アルカニン、デオキシアルカニン、アセチルアルカニン、イソブチリルアルカニン、α−メチル−n−ブチルアルカニン、イソバレリルアルカニン、β−ヒドロキシイソバレリルアルカニン、β,β−ジメチルアクリルアルカニン、及びβ−アセトキシイソバレリルアルカニンから選択される少なくとも1種であってもよい。
前記ストレスが、温度ストレス、浸透圧ストレス、病理ストレス、損傷ストレス、大気ストレス、pHストレス、光ストレス、及び化学的ストレスから選ばれる少なくとも一種であってもよい。
前記植物が、アブラナ目植物、マメ目植物、キク目植物、バラ目植物、ナス目植物、ムクロジ目植物、及びイネ目植物から選ばれる少なくとも一種であってもよい。
以下、本発明の植物ストレス耐性誘導剤を具体化した第1実施形態を説明する。本実施形態の植物ストレス耐性誘導剤の有効成分は、下記一般式(I)に示されるキノン骨格を有する化合物を含んでいる。
R2 は、水素原子、ヒドロキシル基、アミノ基、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、又はアリール基を示し、
R1 とR2 は、互いに結合してベンゼン環を形成してもよく、
R3 は、水素原子、ヒドロキシル基、又はニトロ基を示し、
R4 は、水素原子、ヒドロキシル基、又はニトロ基を示し、
R5 は、水素原子、ヒドロキシル基、又はニトロ基を示し、
さらに、R6 は、水素原子、ヒドロキシル基、又はエステル結合を含む基を示す。)
一般式(I)で示される化合物により、優れた植物ストレス耐性誘導作用を発揮する。一般式(I)で示される化合物としては、ナフトキノン化合物、又はR1 とR2 が互いに結合してベンゼン環を形成したアントラキノン化合物が挙げられる。置換基を構成するハロゲン原子の具体例として、例えばフッ素、塩素、ヨウ素、臭素等が挙げられる。アミノ基は、−NH2で表される1価の基であってもよく、アルキル基等を有する置換アミノ基であってもよい。アルキル基、アルケニル基、又はアルコキシ基を構成する炭素鎖は、直鎖状であっても、分岐状であってもよい。これらの有効成分は、一種を単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、上記一般式(I)において、本発明の効果に優れる観点から、R1 は、水素原子、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、メチル基、アルケニル基、アルコキシ基(メトキシ基を除く)、又は−CHR6 −CH2CH=C(CH3)2 基を示し、
R2 は、水素原子、又はハロゲン原子を示し、
R3 は、水素原子、ヒドロキシル基、又はニトロ基を示し、
R4 は、水素原子、ヒドロキシル基、又はニトロ基を示し、
R5 は、水素原子、又はニトロ基を示し、
R6 は、水素原子、又は−OCO−R7 基を示し、
R7 は、アルキル基、1つ以上のヒドロキシル基を持つヒドロキシアルキル基、アルケニル基、又は−R8 −OCO−R9 基であり、
さらに、R8 は、−CnH2n−からなる炭化水素(n=2以上)を示し、
R9 は、アルキル基を示し、
前記植物ストレス耐性誘導剤は、前記一般式(I)の化合物のうちの2−メチル−1,4−ナフトキノン(ビタミンK3)を除く化合物を有効成分として含有することがより好ましい。
(1)本実施形態の植物ストレス耐性誘導剤は、有効成分として一般式(I)に示されるキノン化合物を含有する。したがって、対象植物に散布すると、植物に対して優れたストレス耐性を誘導することができる。例えば、近年の急激な環境劣化による干ばつや酷暑等といった環境変化においても、植物の生育や農作物の生産性の低下を抑制することが可能となる。
以下、本発明の米品質低下の低減方法を具体化した第2実施形態を詳細に説明する。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
(3)本実施形態に係る方法は、上述した一般式(I)に示されるキノン化合物が用いられる。かかる化合物をイネ科植物に散布することにより、特に高温障害によって発生する米の品質の低下を低減させる。例えば、酷暑の夏季期間において、イネ等の穀物は、酷暑による暑熱や乾燥風等の環境ストレスにより白く濁った白粒米等の未熟粒米の発生が問題となっていた。未熟粒の発生を抑制することにより、外観・品質の低下、売価の低下を抑制することができる。
以下、本発明の芝の暑熱緩和生育方法を具体化した第3実施形態を詳細に説明する。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
(4)本実施形態に係る方法は、上述した一般式(I)に示されるキノン化合物が用いられる。かかる化合物を芝に散布することにより、優れた暑熱緩和生育作用を発揮する。より具体的には、高温環境下でも芝がよく生育し、根張りを良くすることができる。
以下、本発明の苗の徒長抑制方法を具体化した第4実施形態を詳細に説明する。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
(5)本実施形態に係る方法は、上述した一般式(I)に示されるキノン化合物が用いられる。かかる化合物を種子、新芽、又は苗に散布することにより、優れた苗の徒長抑制作用を発揮する。例えば、高温等のストレス環境下でも苗の徒長を抑制し、生産性の低下を抑制することができる。苗が徒長した場合、収穫物の減少、病気・害虫に対する抵抗力の低下等が生ずることがある。一般式(I)に示されるキノン化合物の徒長抑制効果の発揮により、生産量の増加、植物体の質の向上等が期待される。
以下、本発明の花きの生育不良抑制方法を具体化した第5実施形態を詳細に説明する。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
(6)本実施形態に係る方法は、上述した一般式(I)に示されるキノン化合物が用いられる。かかる化合物を花きに散布することにより、生育不良抑制効果を発揮する。より具体的には、高温等により十分な草丈を確保できずに着花することを回避することができる。例えば、草丈を確保することができれば、花きの取引価格の低下回避等が期待できる。
以下、本発明の果樹の品質劣化低減方法を具体化した第6実施形態を詳細に説明する。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
(7)本実施形態に係る方法は、上述した一般式(I)に示されるキノン化合物が用いられる。かかる化合物を果樹又は果実に散布することにより、果樹の品質劣化低減効果を発揮する。より具体的には、果実の変色、コルクの発生、品質の低下を低減することができる。
以下、本発明の野菜の品質劣化低減方法を具体化した第7実施形態を詳細に説明する。以下、第1実施形態との相違点を中心に説明する。
(8)本実施形態に係る方法は、上述した一般式(I)に示されるキノン化合物が用いられる。かかる化合物を野菜に散布することにより、野菜の品質劣化低減効果を発揮する。より具体的には、野菜の変色、成長不良、品質の低下を低減することができる。
・上記各実施形態において、上記有効成分以外に、溶解性、安定性、散布性、各種効能等を向上させるために公知の添加剤、及び溶媒等を併用してもよい。公知の添加剤として、例えば界面活性剤、水溶性高分子、滑沢剤、酸化防止剤、防腐剤、結合剤、増量剤、農薬活性成分等が挙げられる。
実施例
次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態を更に具体的に説明する。尚、本発明は、実施例欄記載の構成に限定されるものではない。
植物体としてシロイヌナズナ及びキノン化合物としてナフトキノン化合物を使用してHSPの発現作用について試験した。
植物体としてシロイヌナズナ及びキノン化合物としてシコニン類及びアルカニン類を使用してHSPの発現作用について試験した。
植物体としてシロイヌナズナ及びキノン化合物としてナフトキノン化合物を使用してクロロフィル濃度に基づく耐熱性誘導試験を行った。
植物体としてシロイヌナズナ及びキノン化合物としてシコニン類を使用してクロロフィル濃度に基づく耐熱性誘導試験を行った。
植物体としてシロイヌナズナ及びナフトキノン化合物としてシコニン類を含有するシコンエキスを使用してクロロフィル濃度に基づく耐熱性誘導試験を行った。
苗として発芽したアルファルファ及びキノン化合物としてナフトキノン化合物を使用して徒長抑制試験を行った。まず、発芽したばかりのアルファルファ(マメ科ムラサキウマゴヤシ)をバーミキュライトが入ったプラスチックカップに移植した。DMSOに溶解した表5に示されるナフトキノン化合物を、終濃度が100μM,1000μMとなるように脱イオン水で希釈して、各実施例の試験溶液を調製した(DMSOの最終濃度は1.0vol%)。比較対照(コントロール)として、1.0vol%のDMSOを含む水溶液を試験溶液として使用した。プラスチックカップのアルファルファ1個体に対して50μLの試験溶液を散布した。その後、25℃のインキュベーターで10日間栽培した後、胚軸長を測定した。結果を下記表6に示す。
植物体としてシロイヌナズナ及びナフトキノン化合物としてシコニン類を含有するシコンエキスを使用してHSPの発現作用について試験した。
植物体としてイネ及びナフトキノン化合物としてシコニン類を含有するシコンエキスを使用して、米品質低下の低減作用について試験した。シコンエキスとしてシコニックスリキッド(BG)(一丸ファルコス社製)を使用した。
植物体として芝及びナフトキノン化合物としてシコニン類を含有するシコンエキスを使用して、暑熱緩和作用について試験した。シコンエキスとしてシコニックスリキッド(BG)(一丸ファルコス社製)を使用した。シコニックスリキッド(BG)を水で200倍、1000倍、5000倍にそれぞれ希釈した水溶液を各実施例の試験溶液とした。陽性対照(参考例)としてサーモザイム(富士見工業社製)を1000倍希釈し試験溶液とした。試験は5月〜10月に実施した。まず、ベントグラス(品種:ペンクロス)を1×2mに区切り、各試験溶液を100mL/m3の量で月に1回(計6回)散布した。試験溶液を散布しない区画をコントロールとした。なお、芝は2週間に1回程度の芝刈りを実施した。11月に試験区分毎に小型ホールカッターで抜き取って、砂を洗い落とした後、根の長さ(根長)を測定した。また、根を切り取って80℃で24時間乾燥し、重量(根重)を測定した。結果を下記表9に示す。
花きとしてキク及びナフトキノン化合物としてシコニン類を含有するシコンエキスを使用して、生育不良抑制作用について試験した。シコンエキスとしてシコニックスリキッド(BG)(一丸ファルコス社製)を使用した。シコニックスリキッド(BG)を水で1000倍に希釈した水溶液を実施例の試験溶液とした。試験は温室内で7月〜10月に実施した(株の定植は7月)。まず、キク(品種:スプレー愛知夏1号)を16株/区、2反復で区切り、試験溶液を3mL/株の量で月に2回散布した。試験溶液を散布しない区画をコントロールとした。10月の開花時に草丈と切り花全重を測定した。表10に草丈と切り花全重の平均値を示す。
花きとしてバラ及びナフトキノン化合物としてシコニン類を含有するシコンエキスを使用して、生育不良抑制作用について試験した。シコンエキスとしてシコニックスリキッド(BG)(一丸ファルコス社製)を使用した。シコニックスリキッド(BG)を水で1000倍に希釈した水溶液を実施例の試験溶液とした。試験は温室内で6月〜10月に実施した。バラ(品種名:サムライ08)を24株/区で区切り、試験溶液を20mL/株の量で月に2回散布した。試験溶液を散布しない区画をコントロールとした。8月の開花時に切り取り、切り花長(cm)を測定した。表11に切り花長の平均値を示す。
植物体としてコマツナ及びナフトキノン化合物としてシコニン類を含有するシコンエキスを使用して、乾燥耐性向上作用について試験した。
植物体としてトウモロコシ及びナフトキノン化合物としてシコニン類を含有するシコンエキスを使用して、乾燥耐性向上作用について試験した。
植物体としてトウモロコシ及びナフトキノン化合物として5,8−ジヒドロキシ−1,4−ナフトキノン、2,3−ジクロロ−1,4−ナフトキノン、2,3−ジクロロ−5,8−ジヒドロキシ−1,4−ナフトキノンを使用して、乾燥耐性向上作用について試験した。
植物体としてアルファルファ及びナフトキノン化合物としてシコニン類を含有するシコンエキスを使用して、乾燥耐性向上作用について試験した。
植物体としてトウモロコシ及びナフトキノン化合物としてシコニン類を含有するシコンエキスを使用して、耐塩性向上作用について試験した。
植物体としてトウモロコシ及びナフトキノン化合物として5,8−ジヒドロキシ−1,4−ナフトキノン、2,3−ジクロロ−1,4−ナフトキノン、2,3−ジクロロ−5,8−ジヒドロキシ−1,4−ナフトキノンを使用して、乾燥耐性向上作用について試験した。
植物体としてライムギ及びナフトキノン化合物としてシコニン類を含有するシコンエキスを使用して、耐塩性向上作用について試験した。
植物体としてアルファルファ及びナフトキノン化合物としてシコニン類を含有するシコンエキスを使用して、耐塩性向上作用について試験した。
植物体としてダイコン及びナフトキノン化合物としてシコニン類を含有するシコンエキスを使用して、耐塩性向上作用について試験した。
植物体としてミニトマト及びナフトキノン化合物としてシコニン類を含有するシコンエキスを使用して、耐塩性向上作用について試験した。
植物体(果実)として温州ミカン及びナフトキノン化合物としてシコニン類を含有するシコンエキスを使用して、日焼け低減作用について試験した。
植物体(果実)としてナシ及びナフトキノン化合物としてシコニン類を含有するシコンエキスを使用して、品質劣化抑制作用について試験した。
野菜としてトマト及びナフトキノン化合物としてシコニン類を含有するシコンエキスを使用して、品質劣化抑制作用について試験した。
上記目的を達成するために本発明の一態様である植物ストレス耐性誘導剤は、下記一般式(I)に示されるキノン骨格を有する化合物であって、前記一般式(I)の化合物のうちの2−メチル−1,4−ナフトキノンを除く化合物を有効成分として含有することを特徴とする。
R2 は、水素原子、又はハロゲン原子を示し、
R3 は、水素原子、ヒドロキシル基、又はニトロ基を示し、
R4 は、水素原子、ヒドロキシル基、又はニトロ基を示し、
R5 は、水素原子、又はニトロ基を示し、
R6 は、水素原子、又は−OCO−R 7 基を示し、
R 7 は、アルキル基、1つ以上のヒドロキシル基を持つヒドロキシアルキル基、アルケニル基、又は−R 8 −OCO−R 9 基であり、
さらに、R 8 は、−C n H 2n −からなる炭化水素(n=2以上)を示し、
R 9 は、アルキル基を示す。)
Claims (11)
- 下記一般式(I)に示されるキノン骨格を有する化合物を有効成分として含有する植物ストレス耐性誘導剤。
R2 は、水素原子、ヒドロキシル基、アミノ基、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、又はアリール基を示し、
R1 とR2 は、互いに結合してベンゼン環を形成してもよく、
R3 は、水素原子、ヒドロキシル基、又はニトロ基を示し、
R4 は、水素原子、ヒドロキシル基、又はニトロ基を示し、
R5 は、水素原子、ヒドロキシル基、又はニトロ基を示し、
さらに、R6 は、水素原子、ヒドロキシル基、又はエステル結合を含む基を示す。) - 前記一般式(I)中、R1 は、水素原子、ヒドロキシル基、ハロゲン原子、メチル基、アルケニル基、アルコキシ基(メトキシ基を除く)、又は−CHR6 −CH2CH=C(CH3)2 基を示し、
R2 は、水素原子、又はハロゲン原子を示し、
R3 は、水素原子、ヒドロキシル基、又はニトロ基を示し、
R4 は、水素原子、ヒドロキシル基、又はニトロ基を示し、
R5 は、水素原子、又はニトロ基を示し、
R6 は、水素原子、又は−OCO−R7 基を示し、
R7 は、アルキル基、1つ以上のヒドロキシル基を持つヒドロキシアルキル基、アルケニル基、又は−R8 −OCO−R9 基であり、
さらに、R8 は、−CnH2n−からなる炭化水素(n=2以上)を示し、
R9 は、アルキル基を示し、
前記植物ストレス耐性誘導剤は、前記一般式(I)の化合物のうちの2−メチル−1,4−ナフトキノンを除く化合物を有効成分として含有する、請求項1に記載の植物ストレス耐性誘導剤。 - 前記化合物は、1,4−ナフトキノン、5−ヒドロキシ−1,4−ナフトキノン、5,8−ジヒドロキシ−1,4−ナフトキノン、2−ヒドロキシ−1,4−ナフトキノン、5−ヒドロキシ−2−メチル−1,4−ナフトキノン、2,3−ジクロロ−1,4−ナフトキノン、2,3−ジクロロ−5,8−ジヒドロキシ−1,4−ナフトキノン、2,3−ジクロロ−5−ニトロ−1,4−ナフトキノン、2,3−ジクロロ−6−ニトロ−1,4−ナフトキノン、2−メトキシ−1,4−ナフトキノン、2−アミノ−3−クロロ−1,4−ナフトキノン、シコニン類、及びアルカニン類から選択される少なくとも1種である請求項1に記載の植物ストレス耐性誘導剤。
- 前記シコニン類が、シコニン、デオキシシコニン、アセチルシコニン、イソブチリルシコニン、α−メチル−n−ブチルシコニン、イソバレリルシコニン、β−ヒドロキシイソバレリルシコニン、β,β−ジメチルアクリルシコニン、β−アセトキシイソバレリルシコニンから選択される少なくとも1種であり、
前記アルカニン類が、アルカニン、デオキシアルカニン、アセチルアルカニン、イソブチリルアルカニン、α−メチル−n−ブチルアルカニン、イソバレリルアルカニン、β−ヒドロキシイソバレリルアルカニン、β,β−ジメチルアクリルアルカニン、及びβ−アセトキシイソバレリルアルカニンから選択される少なくとも1種である請求項3に記載の植物ストレス耐性誘導剤。 - 前記植物ストレス耐性誘導は、少なくとも熱ショックタンパク質の発現誘導である請求項1〜4のいずれか一項に記載の植物ストレス耐性誘導剤。
- 前記ストレスが、温度ストレス、浸透圧ストレス、病理ストレス、損傷ストレス、大気ストレス、pHストレス、光ストレス、及び化学的ストレスから選ばれる少なくとも一種である請求項1〜5のいずれか一項に記載の植物ストレス耐性誘導剤。
- 前記ストレスが、高温ストレス、浸透圧ストレス、及び光ストレスから選ばれる少なくとも一種であって、
前記植物が、熱ショックタンパク質を発現する植物である、請求項6に記載の植物ストレス耐性誘導剤。 - 前記植物が、アブラナ目植物、マメ目植物、キク目植物、バラ目植物、ナス目植物、ムクロジ目植物、及びイネ目植物から選ばれる少なくとも一種である請求項1〜7のいずれか一項に記載の植物ストレス耐性誘導剤。
- 前記植物ストレス耐性誘導剤は、米品質低下の低減剤、芝の暑熱緩和生育剤、苗の徒長抑制剤、花きの生育不良抑制剤、果樹の品質劣化低減剤、又は野菜の品質劣化低減剤として用いられる請求項1〜4のいずれか一項に記載の植物ストレス耐性誘導剤。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の植物ストレス耐性誘導剤を用いた、米品質低下の低減方法、芝の暑熱緩和生育方法、苗の徒長抑制方法、花きの生育不良抑制方法、果樹の品質劣化低減方法、又は野菜の品質劣化低減方法。
- 前記植物ストレス耐性誘導剤は、穂ばらみ期又は出穂期を含む時期に散布される、請求項10に記載の米品質低下の低減方法。
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