WO2005112638A1 - 植物または微生物への希少糖の使用 - Google Patents

Abstract

【課題】　植物の全身獲得抵抗性の誘導の効果を利用した農薬などの提供。植物病原菌だけでなく、有害微生物の増殖抑制剤の提供。　 【解決手段】　植物の全身獲得抵抗性誘導または微生物の増殖抑制への希少糖の使用。植物の全身獲得抵抗性の誘導の効果を利用した農薬、植物病害抑制剤、植物生長調節因子の誘導剤（病害抵抗性、虫害抵抗性、果実の成熟、休眠打破、発芽調節、乾燥耐性、そのほか低温耐性、高温耐性、塩類耐性、重金属耐性などの環境ストレス耐性および開花促進からなる植物ホルモン的な作用の誘導剤）、ならびに、微生物の増殖抑制剤としての使用。希少糖は（アルドースＤ－アロース、Ｄ－アルトロースまたはＬ－ガラクトース）またはケトース（Ｄ－プシコース、またはＤ－プシコースとＤ－フラクトースの混合物）である。

Description

植物または微生物への希少糖の使用

技術分野

[0001] 本発明は、植物の全身獲得抵抗性誘導、植物の生長調節および微生物の増殖抑 制への希少糖の使用に関し、より詳細には植物の全身獲得抵抗性の誘導の効果を 利用した農薬、植物病害抑制剤、植物生長調節因子の誘導剤 (病害抵抗性、虫害 抵抗性、果実の成熟、休眠打破、発芽調節、乾燥耐性、そのほか低温耐性、高温耐 性、塩類耐性、重金属耐性などの環境ストレス耐性および開花促進カゝらなる植物ホ ルモン的な作用の誘導剤）、植物生長調節剤、ならびに、微生物の増殖抑制剤とし ての使用に関する。植物生長調節剤の場合を例に挙げると、それらを植物の根 '茎' 葉面若しくは果実に溶液状態若しくは固体状態で葉面散布、土壌灌注等の方法で、 施与して用いる植物生長調節方法に関する。

本発明において、「植物」は、植物という用語自体力も認識され得るもの、野菜、果 実、果榭、穀物、種子、球根、草花、香草 (ハーブ)、分類学上の植物等を表すものと する。

背景技術

[0002] 植物が生長するには種々の栄養素が必要である。例えば、肥料三大要素として窒 素、リン、カリ力 S知られている。さらに、ミネラノレ類として、 Ca、 Mg、 Fe、 S、 B、 Mn、 C u、 Zn、 Mo、 Cl、 Si、 Na等が必要である。これら窒素、リン、カリウム等の栄養成分や ミネラル類は元肥や追肥の形で施肥されたり、液体肥料を希釈して土壌灌注あるい は葉面散布で与えられる。またメリクロン苗の生産など植物組織培養においては、培 地成分として添加されている。これらの成分は、植物の生長に必要な不可欠のもので あるが、ある程度の濃度以上に与えても、植物の生長及び収量の向上にはそれ以上 貢献できない。

しかし、農作物の生長を促進し、単位面積当たりの収穫量を増やして増収を図った り栽培期間を短縮することは農業生産上重要な課題であり、そのために必要な種々 の植物生長調節剤が開発利用されている。ジベレリンやオーキシン等に代表される 植物生長調節剤は、発芽、発根、伸長、花成り、着果等生育、形態形成反応の調節 のために用いられている力 これらの物質の作用は多面的かつ複雑であり、用途が 限定されている。このような問題を解決するために、オリゴ糖を用いた葉面散布剤や 糖、ミネラル、アミノ酸、海藻抽出物や微生物の発酵エキスを含んだ液状肥料を葉面 散布したり、溶液施肥するような技術が知られている力 実用的には効果の点で十分 であるとは言えな 、のが現状である。

また、従来の植物生長調節剤は、植物の生長を促進する作用が重要視され、除草 剤などを除き植物の生長を抑制する作用を狙ったものではない。し力しながら、定植 を控えての苗の貯蔵や観賞用植物の延命などの分野で植物の生長を適正に抑制す る技術が求められている。

一方、農業生産において、病虫害対策は最も重要な事項の一つであり、その中で 農薬は、病害虫への対策や、除草剤などの省力化目的の使用、品質や収穫量を安 定させるために使用するなど、食料生産量の確保の上で現在の農業には不可欠な 物となっている。しかし、一方で、農薬は殺虫や殺菌という用途から見ても、人間に対 する毒性は高ぐ農業生産者や消費者の健康に悪影響を及ぼす危険を持っている。 農薬の使用制限は、「農薬取締法」で使用基準などが定められているが、使用が許 可されている農薬の中にも、急性毒性、慢性毒性、発癌性、催奇形性、多世代遺伝 毒性などが懸念されるもの力 数多く含まれているのが現状である。

また、最近では、農産物への農薬の残留も大きな問題となっている。植物に対する 病原体感染を防ぐためには一般に殺菌剤の散布が行われるが、一般に行なわれて いる農薬散布による病害防除は、作物に残留した農薬による人体への影響、環境に 対する汚染等、安全性に関する問題が多い。さらに、農薬の効果の面でも、いったん 病原体が植物に侵入してしまうと、農薬はもはや殺菌効果を発揮できないという問題 点がある。従来の農薬に替わる植物病害対策として、木酢液、竹酢液、重曹、電解 酸性水など安全性が高く環境にも優しい防除技術が知られているが、効果やコストの 面で十分とは言えず、安全で効果の高い植物病害抑制技術が求められている。また 、植物病害以外の分野でも、エタノール、次亜塩素酸、電解酸性水、逆性石鹼など による微生物制御が行われて 、るが、人への刺激性や安全性などの点で十分とは言 えない。

従来の農薬の多くは、糸状菌ゃ細菌などの植物病原菌や害虫を直接標的とするも のであつたが、薬剤の毒性による人体や周辺環境への影響などの問題を抱えて 、た のは前記のとおりである。そこで、植物が本来持っている生体防御機構を活性化させ て、植物体全体に病害抵抗性を発現させる化学物質として、プロべナゾールゃァシ ベンゾラル Sメチルなどが用いられて 、る。植物が本来持って 、る生体防御機構の活 性ィ匕による全身病害抵抗性の誘導は、全身獲得抵抗性 (Systemic Acquired Resista nce； SAR)と呼ばれている。

植物の全身獲得抵抗性誘導を利用した農薬として、プロべナゾールなどが実用化 されており、特にプロべナゾールはイネいもち病抑制剤として非常に大きい市場規模 を有している。し力しながら、これらの農薬はいもち病以外への効果が小さいことなど が問題となっており、世界的に次世代の製剤が待望されている。また、ジャスモン酸 誘導体やエチレン製剤も果実の成熟や開花促進などを目的に利用されているが、そ の作用範囲は限定されている。

[0004] 近年、異物認識が植物抵抗性遺伝子群の起動に関与する例が多々報告され、こ の異物認識され抵抗性遺伝子を誘導する因子をェリシター（elicitor)と呼ぶようにな つている。すなわち、植物に対する病原体感染を防ぐためには一般に殺菌剤の散布 が行われるが、病原菌が植物体内に侵入した際、植物はこれを識別して、抗菌性物 質であるファイトァレキシン合成等の植物防御システムを起動して自己防衛する。植 物の二次代謝系を活性化してこのような抵抗性反応を誘導する物質はェリシター (特 許文献 4、 2、非特許文献 1)と呼ばれる。本発明者らは希少糖が植物の病害抵抗性 を増強する作用を発見し、別途特許出願をした (特許文献 6)。すなわち、植物に対し て希少糖が反応し、植物体内に病害抵抗性を付与する各種タンパク質を作り出す現 象であり、植物活性増強剤、その他環境にやさしい農薬等としての用途が広がる基 本的に重要な研究成果である。しかし、植物の二次代謝系が複雑であったり、酵素 の活性ィ匕が短時間に生じるため、ェリシターによる植物防御システム起動のメカ-ズ ムは、これまでのところ、ほとんど明らかにされていない。

[0005] 有害微生物の増殖が引き起こす問題は、植物病害だけに止まらず、カット野菜など 生鮮食品加工工場、食品製造工場、医療現場、結露などに伴う住環境、レジオネラ 菌など空調設備など多くの分野で重要な課題となっている。たとえば、食品および食 品製造環境に使用されるエタノール製剤には、食品と食品製造環境に好ましくない 作用をおよぼす雑菌類の増殖を抑制する殺菌剤はあるが、食品に好ましくない味や 臭いを加えるものや、製造加工作業に従事する作業員の目や喉を刺激するもの、手 や皮膚に影響を与える高濃度エタノール製剤が多く労働力確保に問題があった。ま たカット野菜の洗浄には次亜塩素酸ソーダか強酸電解水が用いられ、この方法は安 価で殺菌力があるため広く普及しているが、製品に塩素臭が残るので再水洗すると 経費負担増となり、また塩素によるアトピー性皮膚炎や発癌性を懸念する声もある。 今日、カット野菜の需要が拡大しているにも拘らず、消費者ニーズに応える脱農薬可 食性洗浄剤は見当たらない。

特許文献 1：特開平 8— 225404号公報

特許文献 2：特開 2000 - 319107号公報

特許文献 3：特開 2000— 44404号公報

特許文献 4：特開平 7— 67681号公報

特許文献 5：特開平 7— 10901号公報

特許文献 6：特開 2004 - 300079号公報

非特許文献 1 :植物細胞工学、第 2卷、補 1、第 399頁、 1990年

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

一般に行なわれている農薬散布による病害防除は、作物に残留した農薬による人 体への影響、環境に対する汚染等、安全性に関する問題が多い。さらに、農薬の効 果の面でも、いったん病原体が植物に侵入してしまうと、農薬はもはや殺菌効果を発 揮できな!/、と 、う問題点がある。このように従来の農薬はその安全性等が強く指摘さ れているところであり、本発明は、農薬の使用量を飛躍的に減少させる可能性のある 、植物の全身獲得抵抗性の誘導の効果を利用した農薬、植物病害抑制剤、植物生 長調節因子の誘導剤、ならびに、微生物の増殖抑制剤、およびそれらを用いる希少 糖の使用方法の提供を目的とする。 また、本発明は、植物病原菌だけでなぐ有害微生物の増殖抑制剤、微生物の増 殖抑制方法を提供すること目的とする。すなわち、本発明の目的は、食品の製造カロ ェ、医療現場、住環境、空調設備などに好ましくない作用をおよぼす雑菌類の増殖 を抑制するとともに、好ましくない味や臭いを与えず、ヒトに安全で無害な微生物の増 殖抑制剤、微生物の増殖抑制方法を提供することにある。

[0007] 作物増収を目的に土壌中に多量の肥料が施肥されるため、土壌中の種々の要素 が過剰になり、その吸収のバランスが悪くなつたり、植物の生長停滞等が発生し、目 的の増収を達成できな力つたり糖度や鮮度等の品質が上がらない等の問題を生じて いる。

また、養分吸収を目的とした根にも吸収の限界があるため、直接葉面や果実から必 要肥料元素の水溶液又は水性懸濁液の散布による吸収を試みている力 単なる必 要元素の水溶液を葉面散布しても吸収効率という面からは問題があり、過剰の肥料 成分を散布することが、逆に植物に対しストレスを与え障害が生ずる結果となる。 また、植物の生育について障害を伴うことなく適正に抑制するために低温下での貯 蔵などは行われて 、るが、薬剤を用いた手段は十分ではな 、。

本発明は、植物生長調節剤、植物生長調節剤組成物、又はそれらを植物の根-茎 •葉面若しくは果実に溶液状態若しくは固体状態で葉面散布、切り枝基部の溶液浸 漬、土壌灌注等の方法で、施与して用いる植物生長調節方法の提供を目的とする。 課題を解決するための手段

[0008] 本発明は、以下の（1)〜（13)の希少糖を有効成分とする組成物を要旨とする。

(1)植物の全身獲得抵抗性の誘導の効果を有する、希少糖を有効成分とする組成 物。

(2)該組成物が、全身獲得抵抗性の誘導剤である（1)の組成物。

(3)上記の全身獲得抵抗性の誘導剤が、植物の全身獲得抵抗性の誘導の効果を利 用した農薬である（2)の組成物。

(4)上記の全身獲得抵抗性の誘導剤が、植物病害抑制剤である（2)の組成物。

(5)上記の全身獲得抵抗性の誘導剤が、植物生長調節因子の誘導剤である（2)の 組成物。 (6)上記の植物生長調節因子が、病害抵抗性、虫害抵抗性、果実の成熟、休眠打 破、発芽調節、乾燥耐性、そのほか低温耐性、高温耐性、塩類耐性、重金属耐性な どの環境ストレス耐性および開花促進力 なる植物ホルモン的な作用の群力 選ば れる（5)の組成物。

(7)成長促進または抑制作用に基づく植物の成長調節の効果を有する、希少糖を 有効成分とする組成物。

(8)該組成物が、植物生長調節剤である（7)の組成物。

(9)微生物の増殖抑制の効果を有する、希少糖を有効成分とする組成物。

(10)微生物の増殖抑制剤である（9)の組成物。

(11)前記希少糖がアルドースまたはケトースである（1)な 、し（10)の!、ずれかの組 成物。

( 12)前記ケトースが D プシコース、または D -プシコースと D -フラクトースの混合 物である（11)の組成物。

(13)前記アルドースが D ァロース、 D—アルトロースまたは L ガラクトースである（ 11)の組成物。

本発明は、以下の（14)〜（25)の希少糖の使用方法を要旨とする。

(14)希少糖を植物に対して全身獲得抵抗性の誘導に使用することを特徴とする希 少糖の使用方法。

(15)上記の全身獲得抵抗性の誘導が、全身獲得抵抗性の誘導の効果を利用した 農薬的作用の誘導である（14)の希少糖の使用方法。

(16)上記の全身獲得抵抗性の誘導が、植物病害抑制の誘導である（14)の希少糖 の使用方法。

(17)上記の全身獲得抵抗性の誘導が、植物生長調節因子の誘導である（14)の希 少糖の使用方法。

(18)上記の植物生長調節因子が、病害抵抗性、虫害抵抗性、果実の成熟、休眠打 破、発芽調節、乾燥耐性、そのほか低温耐性、高温耐性、塩類耐性、重金属耐性な どの環境ストレス耐性および開花促進力 なる植物ホルモン的な作用の群力 選ば れる（17)の希少糖の使用方法。 (19)希少糖を植物に対してその成長促進または抑制作用に基づく成長の調節に使 用することを特徴とする希少糖の使用方法。

(20)希少糖を植物生長調節剤として使用する（19)の希少糖の使用方法。

(21)希少糖を微生物に対してその増殖の抑制に使用することを特徴とする希少糖 の使用方法。

(22)希少糖を微生物増殖抑制剤として使用する（21)の希少糖の使用方法。

(23)前記希少糖がアルドースまたはケトースである（14)な!、し (22)の!、ずれかの 希少糖の使用方法。

(24)前記ケトースが D—プシコース、または D -プシコースと D -フラクトースの混合 物である（23)の希少糖の使用方法。

(25)前記アルドースが D—ァロース、 D—アルトロースまたは L—ガラクトースである（ 23)の希少糖の使用方法。

発明の効果

[0010] 本発明は、 D—プシコースなどの希少糖が、全身獲得抵抗性を誘導することを示す ものである。その効果は、プロべナゾールなど病害抵抗性の向上のみならず、低温ス トレスや乾燥ストレスなどの環境ストレスへの抵抗性向上に及ぶことで、希少糖を利用 することにより、全身獲得抵抗性を誘導することができ、病害抵抗性のみならず各種 ストレスへの抵抗性への抵抗性をも向上させることができる。希少糖は毒性が非常に 低く自然界では容易に分解するため、安全性が高く環境にも優しい全身獲得抵抗性 誘導剤として利用することができる。

[0011] 本発明は、農薬の使用量を飛躍的に減少させる可能性のある、植物病害抑制剤、 植物病害抑制剤組成物、またはそれらを植物の根 ·茎 ·葉面もしくは果実に溶液状態 もしくは固体状態で葉面散布、土壌灌注等の方法で、施肥して用いる植物病害抑制 方法を提供することができる。

[0012] 本発明は、植物生長調節剤、植物生長調節剤組成物、又はそれらを植物の根'茎 •葉面若しくは果実に溶液状態若しくは固体状態で葉面散布、切り枝基部溶液に浸 漬、土壌灌注等の方法で、施与して用いる植物生長調節方法を提供することができ る。 高濃度の D プシコースゃ D ァロースが植物の生育を抑制するのに対し、低高 度の D プシコースや D ァロースは逆に生育を促進する事例が多く見られることは 、希少糖の顕著な効果である。

[0013] また、本発明は、植物病原菌など植物への効果だけでなぐ有害微生物の増殖抑 制剤、微生物の増殖抑制方法を提供することができるのであり、食品の製造加工、医 療現場、住環境、空調設備などの分野に利用が及ぶものである。食品の製造加工、 医療現場、住環境、空調設備などに好ましくない作用をおよぼす雑菌類の増殖を抑 制するとともに、好ましくない味や臭いを与えず、ヒトに安全で無害な微生物の増殖 抑制剤、又はそれらを用いる微生物の増殖抑制方法を提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

[0014] 本発明において、「植物」は、植物という用語自体力も認識され得るもの、野菜、果 実、果榭、穀物、種子、球根、草花、香草 (ハーブ)、分類学上の植物等を表すものと する。

また、希少糖による増殖の抑制の対象となる微生物は、植物病原菌だけでなぐ有 害微生物、すなわち、食品の製造加工、医療現場、住環境、空調設備などに好まし くない作用をおよぼす雑菌類である。

[0015] 希少糖について説明する。「希少糖」とは、自然界に微量にしか存在しない単糖と 定義づけることができる。自然界に多量に存在する単糖は、 D—グルコース、 D—フ ラタトース、 D ガラクトース、 D—マンノース、 D リボース、 D キシロース、 Lーァラ ビノースの 7種類あり、それ以外の単糖は、自然界における存在量が少なく希少糖に 分類することができる。また、糖アルコールは単糖を還元してできる力 自然界には D ソルビトールおよび D マン-トールが比較的多いが、それ以外のものは量的に は少ないので、これらも本発明に従う希少糖と定義される。これらの希少糖は、これま で入手が困難であつたが、自然界に多量に存在する単糖から希少糖を生産する方 法が開発されつつあり、その技術を利用して製造することができる。

以下、これらの単糖の関係を一層容易に理解するために提案された Izumoringに基 づき説明をカ卩える（WO 03Z097820参照）。

図 22で示される生産過程と分子構造 (D型、 L型）により、炭素数 4カゝら 6の単糖全て をつな 、だ連携図がィズモリング (Izumoring)「登録商標、以下省略」の全体図である 。すなわち、図 22から理解できることは、単糖は、炭素数 4、 5、 6全てがつながつてい るということである。全体図は、ィズモリング C6の中でのつながりと、ィズモリング C5の 中でのつながりと、ィズモリング C4の中でのつながりと、 C4、 C5、 C6が全てつながつ ていることである。この考え方は重要である。炭素数を減少させるには主に発酵法を 用いる。炭素数の異なる単糖全てをつなぐという大きな連携図であることも特徴である 炭素数が 6つの単糖 (へキソース）のィズモリングは、図 22の下段および図 23に示 すように、炭素数が 6つの単糖 (へキソース）は全部で 34種類あり、アルドースが 16種 類、ケトースが 8種類、糖アルコールが 10種類ある。これらの糖は、酸化還元酵素の 反応、アルドース異性ィ匕酵素の反応、アルドース還元酵素の反応で変換できることは 、本発明者らの研究を含めた研究で知られている。

しかしながら、これまでの研究では上のグループ、真ん中のグループ、下のグルー プは酵素反応でつながっていなかった。つまり、上のグループに属している D—ダル コース (ブドウ糖)や D—フラクトースは自然界に多量に存在する糖であり安価である 1S これら力も希少糖を合成することができな力つた。ところが、本発明者らの研究の 過程で、これを結ぶ酵素が発見された。それはガラクチトール力 D—タガトースを合 成する酵素を持つ菌の培養液中に、全く予期しな力つた D—ソルボースが発見され たことに端を発する。その原因を調べた結果、この菌が D—タガトース 3ェピメラーゼ（ DTE) t 、う酵素を産生して 、ることを発見した。

図 22の下段および図 23に示すように、この DTEはこれまで切れていた D—タガトー スと D—ソルボースの間をつなぐ酵素であることがわかる。そしてさらに驚くことに、こ の DTEは全てのケトースの 3位をェピ化する酵素であり、これまで合成接続できなかつ た D—フラクトースと D—プシコース、 L—ソルボースと Lータガトース、 D—タガトース と D—ソルボース、 Lープシコースと L—フラクトース、に作用するという非常に幅広い 基質特異性を有するユニークな酵素であることが分力つた。この DTEの発見によって 、すべての単糖がリング状につながり、単糖の知識の構造化が完成し、ィズモリング（ Izumoring)と名付けた。 この図 23をよく見てみると、左側に L型、右側に D型、真ん中に DL型があり、しかもリ ングの中央 (星印）を中心として L型と D型が点対称になっていることもわかる。例えば 、 D—グルコースと L—グルコースは、中央の点を基準として点対称になっている。し 力もィズモリング (Izumoring)の価値は、全ての単糖の生産の設計図にもなつて!/、るこ とである。先の例で、 D グルコースを出発点として L グルコースを生産しようと思え ば、 D ダルコースを異性化→ェピ化→還元→酸化→ェピ化→異性化する L グ ルコースが作れることを示して 、る。

炭素数が 6つの単糖 (へキソース)のィズモリング (Izumoring)を使って、自然界に多量 に存在する糖と微量にしか存在しない希少糖との関係が示されている。 D—ダルコ一 ス、 D フラクトース、 D マンノースと、牛乳中の乳糖から生産できる D ガラクトー スは、自然界に多く存在し、それ以外のものは微量にしか存在しない希少糖と分類さ れる。 DTEの発見によって、 D グルコースから D フラクトース、 D プシコースを製 造し、さらに D ァロース、ァリトール、 D タリトールを製造することができるようにな つ 7こ。

炭素数が 6つの単糖 (へキソース)のィズモリング (Izumoring)の意義をまとめると、生 産過程と分子構造 (D型、 L型)により、すべての単糖が構造的に整理され (知識の構 造化)、単糖の全体像が把握できること、研究の効果的、効率的なアプローチが選択 できること、最適な生産経路が設計できること、欠落部分について予見できること、が 挙げられる。

ィズモリング C6の D グルコースは、ィズモリング C5の D ァラビトールおよびィズ モリング C4のエリスリトールとつながつている。この線は、発酵法によって D—ダルコ ースから D ァラビトールおよびエリスリトールを生産できることを示して 、る。すなわ ち、ィズモリング C6,ィズモリング C5およびィズモリング C4は連結されている。この連 結は、炭素数の減少という主に発酵法による反応であり、この D ァラビトールおよび エリスリトールへの転換反応の二つ以外の発酵法によるィズモリング C6とィズモリング C5, C4との連結は可能である。例えば D グルコースから D—リボースの生産も可能 である。このように、 3つのィズモリングにより全ての炭素数 4, 5, 6の単糖 (アルドース 、ケトース、糖アルコール）が連結されたことで、それぞれの単糖が全単糖の中でその 存在場所を明確に確認できる。

[0018] 最も有名なキシリトールは、未利用資源の木質から生産できる D—キシロースを還 元することで容易に生産できることを明確に確認できる。もしも特定の単糖が生物反 応によって多量に得られた場合には、それを原料とした新たな単糖への変換の可能 性が容易に見いだすことが可能である。すなわち、この全体像力も全ての単糖の原 料としての位置を確実につかむことができるため、有用な利用法を設計することがで きる。特に廃棄物や副産物から単糖が得られた場合の利用方法を容易に推定できる のである。希少糖の生産分野ばカゝりではなぐ希少糖の持つ生理活性を探索する研 究においても有効性を発揮する。例えば、ある希少糖に生理活性が判明したとき、図 22で示される連携図の存在位置を確認する。そして構造の近 、希少糖に関しての 生理活性との比較、あるいは、構造的に鏡像関係にある希少糖の生理活性を検討す ることで、生理活性の機構を分子の構造力 類推する助けになるであろう。また、希 少糖の生理機能を解析し、ィズモリング上に性質を集積することにより、これまで単純 な羅列的理解から、単糖全体を、「単糖の構造」、「単糖の生産法」、および「単糖の 生理機能」を包括的に理解することに大いに利用できると期待される。

炭素数 4から 6の単糖全てをつな!/、だ連携図がィズモリング (Izumoring)の全体図（ 図 22)であり、単糖は、炭素数 4、 5、 6全てがつながつているということが理解できる。 全体図は、ィズモリング C6の中でのつながりと、ィズモリング C5の中でのつながりと、 ィズモリング C4の中でのつながりと、 C4、 C5、 C6が全てつながっている。たとえば、炭 素数が 6つの単糖 (へキソース）のィズモリングは、図 22の下段および図 23に示すよ うに、炭素数力 ¾つの単糖 (へキソース）は全部で 34種類あり、アルドースが 16種類、 ケトースが 8種類、糖アルコールが 10種類ある。

[0019] 希少糖のうち、現在大量生産ができている D—プシコースという希少糖について説 明する。プシコースは、単糖類の中で、ケトン基を持つ六炭糖の一つである。このプ シコースには光学異性体として D体と L体とが有ることが知られている。ここで、 D—プ シコースは既知物質であるが自然界に希にしか存在しないので、国際希少糖学会の 定義によれば「希少糖」と定義されている。 D—プシコースは、ケトースに分類される プシコースの D体であり六炭糖（C6H1206)である。このような D—プシコースは、自然 界カゝら抽出されたもの、化学的またはバイオ的な合成法により合成されたもの等を含 めて、どのような手段により入手してもよい。比較的容易には、例えば、ェピメラーゼ を用いた手法 (例えば、特開平 6-125776号公報参照）により調製されたものでもよい 。得られた D—プシコース液は、必要により、例えば、除蛋白、脱色、脱塩などの方法 で精製され、濃縮してシラップ状の D—プシコース製品を採取することができ、更に、 カラムクロマトグラフィーで分画、精製することにより 99%以上の高純度の標品も容易 に得ることができる。このような D—プシコースは単糖としてそのまま利用できるほか、 必要に応じて各種の誘導体として用いることも期待される。

次に、 D—ァロースについて説明する。 D—ァロースは、希少糖研究の中で特に各 種生理活性を有することが判明してきた希少糖である。 D—ァロース (D—ァ口へキソ ース）は、アルドース（アルドへキソース）に分類されるァロースの D体であり、融点が 1 78°Cの六炭糖 (C6H1206)である。この D—ァロースの製法としては、 D—ァロン酸ラ タトンをナトリウムアマルガムで還元する方法による製法や、また、シェイクワット'ホセ イン ·プィヤン等による「ジャーナノレ ·ォブ ·ファンメンテーシヨン'アンド ·バイオェンジ ニアリング」第 85卷、 539ないし 541頁（1993年）において記載されている、 L—ラムノー ス ·イソメラーゼを用いて D—プシコ一スカも合成する製法がある。さらに近年では、 特開 2002-17392号公報に記載されて 、る。 D—プシコースを含有する溶液に D—キ シロース .イソメラーゼを作用させて、 D—プシコースから D—ァロースを生成する製 法が発明されている。特開 2002-17392号公報に記載されている製法によれば、 D— ァロースを生成する場合には、未反応の D—プシコースと共に、新たに生成した D— ァロースを含有して 、る酵素反応液として得られる。

D—ァロースに変換可能な基質を酵素反応で D—ァロースに変換する際に用いる 酵素の種類は限定されないが、 D—プシコースから D—ァロースを生産することがで きる酵素「L -ラムノースイソメラーゼ」を好まし 、ものとして例示される。 L -ラムノース イソメラーゼは、「ジャーナノレ ·ォブ ·ファーメンテーシヨン ·アンド ·バイオエンジニアリ ング（Journal of Fermentation and Bioengineering)」第 85卷、 539乃至 541頁（1998年） で発表された公知酵素である。 L -ラムノース力も L -ラム-ュロースへの異性ィ匕反応 ならびに L -ラム-ュロース力 L -ラムノースへの異性ィ匕を触媒する酵素である。 L ラムノースイソメラーゼは、 D ァロースと D プシコースの間の異性化にも作用す るので、 D プシコースから D ァロースを生産することができる酵素である。

希少糖を有効成分とする植物の全身獲得抵抗性の誘導の効果について説明する 植物が本来持っている生体防御機構の活性ィ匕による全身病害抵抗性の誘導は、 全身獲得抵抗性（Systemic Acquired Resistance； SAR)と呼ばれている。全身獲得 抵抗性の誘導は、基本的には植物体の一部に何らかのストレスを与えたときその情 報が全身に伝わるとともに、そのストレスに対する新たな抵抗性が全身に誘導される 現象をいう。全身獲得抵抗性誘導の詳細なメカニズムは明らかになっていないが、一 般的には、植物病原菌ゃェリシター物質 (植物の生体防護反応を誘導する物質の総 称）が植物に認識された後、活性酸素の生成やサリチル酸あるいはスペルミンなどを 介したシグナル伝達が起こり、 PRタンパク質 (感染時特異的タンパク質)の生成など により全身的な獲得抵抗性が獲得される（図 21 植物の全身獲得抵抗性誘導のメカ -ズム)。プロべナゾールなどの一般的な全身獲得抵抗性誘導剤はこの反応を誘導 するとされている。一方、植物が障害などのストレスを受けた際には、ジャスモン酸や エチレンなどを介したシグナル伝達が起こり、病害抵抗性の向上だけでなぐ虫害抵 抗性の向上、果実の成熟、開花促進、休眠打破、発芽調節、乾燥などのストレス抵 抗性の向上などを引き起こす (図 21)。

本発明は、 D プシコースなどの希少糖が、全身獲得抵抗性を誘導することを示す ことに基づくものである。全身獲得抵抗性を誘導の効果は、プロべナゾールなど病害 抵抗性の向上のみならず、低温ストレスや乾燥ストレスなどの環境ストレスへの抵抗 性向上に及ぶ（図 1参照)ことで、希少糖を利用することにより、全身獲得抵抗性を誘 導することができ、病害抵抗性のみならず各種ストレスへの抵抗性への抵抗性をも向 上させることができる。希少糖は毒性が非常に低く自然界では容易に分解するため、 安全性が高く環境にも優 、全身獲得抵抗性誘導剤として利用することができる。よ り具体的には植物の全身獲得抵抗性の誘導の効果を利用した農薬、植物病害抑制 剤、植物生長調節因子の誘導剤 (病害抵抗性、虫害抵抗性、果実の成熟、休眠打 破、発芽調節、乾燥耐性、そのほか低温耐性、高温耐性、塩類耐性、重金属耐性な どの環境ストレス耐性および開花促進力もなる植物ホルモン的な作用の誘導剤）なら びに、微生物の増殖抑制剤として利用することができる。

希少糖の全身獲得抵抗性誘導の効果の一つである植物病害抑制作用につ ヽて説 明する。

現在の地球上に存在する有機物は、ほぼ全てが生物によって生産される。この事 実から、自然界に少量しか存在しない希少糖は、生物は合成する能力も分解する能 力も低い有機物であると考えられる。しかし、自然界に多量に存在する単糖の構造と 極わずかの違いしかない。そのため、生物が希少糖に接触した場合に全く予期しな Vヽ反応を示すことが期待される。本発明者らは希少糖に対する高等生物である植物 の全く新 ヽ反応を見 ヽだし別途特許出願をした (特許文献 6参照)。該出願の実施 例は、 D—プシコースによって、植物の病原菌'ストレス応答遺伝子経路を起動し、病 原菌'病害虫に対する抵抗性増大を促す可能性が示された。希少糖は自然界に大 量に存在する天然型単糖と類似構造を持ちながら、微量しか自然界に存在しな!ヽ。 そのため植物にとって完全に初めて出会うィ匕合物である場合がほとんどであるため、 代謝分解する経路が確立しておらず、希少糖を異物認識して抵抗反応系への伝達 機構 (ストレス-シグナリング)を刺激して 、る可能性が高 、と考える。他の希少糖につ いても、 D—プシコースと同様の検定を用いて、様々な植物で試すことにより、興味深 い作用を示したり、また各植物毎に作用が異なる希少糖を選抜検定できると考える。 例えば、カンキッの例において D-プシコースの他に L-プシコース、 L & D-タガトース 、 D-ソルボースを噴霧処理後に防御関連遺伝子であるリポキシゲナ一ゼとキチナー ゼ遺伝子発現をノーザンプロット解析した結果、供試した各種希少糖の中では、 D- プシコースを処理した場合が最も長くリポキシゲナーゼ遺伝子の発現誘導を維持で きた。この結果は、 D-プシコースがこれまで供試した希少糖のなかで最もストレス-シ ダナリング因子として有効なやくわりを示すことを意味する。一方、 D-タガトースはキ チナーゼ遺伝子発現を強く誘導することも明らかになり、希少糖が誘導するシグナル 伝達経路は D-プシコースが誘導する経路以外にも存在する可能性が示された。 このような D-プシコース添カ卩により誘導される種々の抵抗性遺伝子の発現は、ミヤ コグサ（Lotus japonicus)の cDNAアレーを用いた実験によっても確認された。 D-プシコース 5 mMを 培地に与えた植物では最初の 1週間にキチナーゼ、 PR10タンパク質、塩ストレス及び 脱水ストレス応答遺伝子など各種病原菌や環境ストレスに応答する遺伝子群が活性 化された。また、培地中 D-プシコース濃度が O.lmM程度では、ストレス応答遺伝子群 よりもオーキシンなど植物ホルモンによって制御される遺伝子群の発現増減が認めら れた。したがって D-プシコースを植物に与えた場合、各種病原菌や環境ストレスに応 答する遺伝子群および植物ホルモン関連遺伝子の発現に影響を及ぼし、植物の発 育に様々な影響を与える ことが予想された。

該出願発明の対象とする植物は、希少糖を異物と認識し、その抵抗性遺伝子群を 起動し病原菌 ·病害虫に対する抵抗性増大を促す作用を呈する植物であれば何で もよい。実施例の D プシコースが発現誘導した抵抗性関連遺伝子は、いずれも幅 広い植物種において共通の植物防御システムに関与する遺伝子であり、カンキッで 見られた作用は他の植物に対しても同様の作用を及ぼす可能性が高い。様々な植 物についても、カンキッと同様の検定を用いて試すことにより興味深い作用を示した り、また各植物毎に作用が異なる希少糖を選抜検定できると考え、さらに研究を進め 、本発明に至った。

[0023] 本発明は、植物病害に対して抑制的な効果を持つ希少糖、好ましくは D プシコ ース、 D ァロース、 D—アルトロース、 L ガラクトースを含有する植物病害抑制剤 組成物に関する。更に、本発明は、これら何れかの植物病害抑制剤又は植物病害 抑制剤組成物を植物に供給することからなる植物病害の抑制方法に関する。本発明 の植物病害抑制剤の形態は、液体、ペースト、水和剤、粒剤、粉剤、錠剤等いずれ でも良い。本発明の植物病害抑制剤の植物への供給方法としては色々な手段を使う ことができる。例えば、粉剤や粒剤を散布したり、希釈された水溶液を葉面、茎、果実 等直接植物に散布したり、土壌中に注入する方法や水耕栽培やロックウールのよう に根に接触している水耕液や供給水に希釈混合して供給したりする方法が挙げられ る。

[0024] 本発明の植物病害抑制剤により処理できる植物としては、果菜類では、キユウリ、力 ボチヤ、スイカ、メロン、トマト、ナス、ピーマン、イチゴ、オクラ、サャインゲン、ソラマメ 、エンドゥ、エダマメ、トウモロコシ等が挙げられる。葉菜類では、ノ、クサイ、ッケナ類、 チンゲンサイ、キャベツ、カリフラワー、ブロッコリ一、メキャベツ、タマネギ、ネギ、ニン -ク、ラツキヨウ、ユラ、アスパラガス、レタス、サラダナ、セロリ、ホウレンソゥ、シユンギ ク、パセリ、ミツバ、セリ、ウド、ミヨゥガ、フキ、シソ等が挙げられる。根菜類としては、ダ イコン、カブ、ゴボウ、ニンジン、ジャガイモ、サトイモ、サツマィモ、ャマイモ、ショウガ 、レンコン等が挙げられる。その他に、稲、麦類、花卉類等にも使用が可能である。 希少糖の全身獲得抵抗性誘導の効果の一つである植物生長調節因子の誘導剤 の作用、例えば病害抵抗性、虫害抵抗性、果実の成熟、休眠打破、発芽調節、乾燥 耐性および開花促進力 なる群力 選ばれる植物ホルモン的な作用の誘導剤の作 用について説明する。

単糖である希少糖が、様々な生理活性を持つことが明らかになつてきた。これら希 少糖の植物生育に対する影響を検討した結果、ある希少糖は成長促進作用を持ち、 またある希少糖は成長抑制作用を示すことが明らかになった。今後大量生産が可能 になる希少糖の成長調節に対する作用を順次検定することにより、多様な活性が解 明され、有益な成長調節剤としての実用化が実用化が期待できる。

1)現在までに明らかになつている作用：

播種後 1週間のトマト発芽苗に、各種濃度 (0.01〜5 mM)の D-ァロースを液肥（大 塚 1 · 2号混合液）に溶力して処理し、水耕で育苗したところ、 0.01

mM処理区で無処理区に対して、茎長で 33%、茎重で 67%の生長促進、および開花の 促進作用が認められた。この作用は 0.01 mM処理区を最高値として、その活性値に ばらつきはあるものの 1

mM処理区まで認められ、 5 mM処理区では逆に若干の生長抑制が認められた。 一方、播種後 5日目のイネ発芽苗に、各種濃度（0.005〜0.5 mM)の D-プシコース を液肥 (木村氏 B液）に溶力して処理し、水耕で育苗したところ、 0.05mMまでは無処 理区と大差なかったが（〉98%)、 0.1 mMで 30%の生長阻害が認められ、 0.5 mMでは 10 日間の水耕で苗丈が 43%、根長が 67%抑制された。この 0.5

mM処理区の苗は水耕 10日後に土ポットに移植し、さらに 1週間 D-プシコースなしで 栽培し、葉の totalRNAを用いて防御関連遺伝子の発現様式を検定したところ、イネ 病害抵抗性に関与する遺伝子の発現誘導が認められた。また、水耕時に認められた 生育抑制は、 D-プシコース処理時の一過的な作用であり、土に移植後 D-プシコース を処理せずに生育させることにより、約 3週間で無処理区同等のサイズにまで回復し た。

[0026] 2) これらの作用の解釈：

単糖である希少糖が植物の生長調節作用を持つことが明らかとなった。これらの作 用のメカニズムについては、今後さらなる研究が必要である力 現時点での可能性は 、 1)希少糖が植物ホルモンの生産制御に関与している、 2)希少糖自身に植物生育 に関係するホルモンとしての作用がある、 3)希少糖に生育に関係する代謝経路の活 性ィ匕 ·抑制作用がある等が考えられる。単糖であるこれら希少糖の植物生育調節に 関する作用は、これまでまったく研究されたことはなぐ今回の知見は新規なものであ る。生育促進を示すァロースの例は、食糧増産の観点から有益な作用であることは 容易に想像でき、また生育抑制を示す D-プシコースの例も、根から吸わすことにより 生育が一過的に抑制されながらも、処理後一週間後でも耐病性関連遺伝子が葉で 誘導されており、抵抗性遺伝子が全身獲得抵抗性 (Systemic Acquired Resistance: S AR)の一環として誘導されることが明らかになった。さらに、処理期間中の生育抑制 は、処理を終了させることにより停止し、その作用は不可逆的な作用ではないことも 明らかとなった。

[0027] 3) これらの作用の利用方法について：

それでは、これら希少糖の植物生育調節作用を応用して、どのような実用化が想定 させるであろうか。想定される実用化例を以下に示す。

生育を促進するァロースの例

• 育苗液肥への混合により、健全苗の育苗剤として使用。健全苗であることにより 耐

病性も増進すると考えられる。

• 生育不良植物への注入剤

• 種子へ直接塗着して販売することによる、「発芽 ·生育促進種子」の開発

• 農業補助材'剤 (生育マット、保水剤、展着剤等)への吹き付け ·混入による生育 促進効果の増強

• 殺菌剤 ·殺虫剤 '肥料'液肥への混入による生育促進効果の増強

生育を抑制する D-プシコースの例

• 育苗液肥への混合により、不必要な根の伸長抑制と SARによる耐病性増強 • 過肥田のイネの一過的な生育抑制および SARによる耐病性増強剤（無意味な 過剰

生育イネは強風 ·台風による倒伏に繋がる)。

•一過的生育抑制による植物体輸送の簡便化剤 (小型の方が輸送には有利)。 • SARを誘起する D-プシコースの生育抑制作用はァロースと混合して使用するこ とにより緩和されることが期待される。

[0028] 希少糖と類似化合物による植物生長調節剤、及び該生長調節剤を用いる処理方 法について説明する。

単糖である希少糖が、様々な生理活性を持つことが明らかになつてきた。これら希 少糖の植物生育に対する影響を検討した結果、ある希少糖は生長促進作用を持ち、 またある希少糖は生長抑制作用を示すことが明らかになった。今後大量生産が可能 になる希少糖の生長調節に対する作用を順次検定することにより、多様な活性が解 明され、有益な生長調節剤としての実用化が期待できる。

[0029] 本発明は、植物の生長に影響を及ぼす希少糖、好ましくは D—プシコースおよび D —ァロースを含有する植物生長調節剤組成物に関する。更に、本発明は、これら何 れかの植物活力剤又は植物生長調節剤組成物を植物に供給することからなる植物 の生長調節方法に関する。本発明の植物生長調節剤の形態は、液体、ペースト、水 和剤、粒剤、粉剤、錠剤等いずれでも良い。

[0030] 本発明の植物生長調節剤の植物への供給方法としては色々な手段を使うことがで きる。例えば、粉剤や粒剤を直接肥料のように施肥したり、希釈された水溶液を葉面 、茎、果実等直接植物に散布したり、土壌中に注入する方法や水耕栽培やロックゥ ールのように根に接触して ヽる水耕液や供給水に希釈混合して供給したり、組織培 養においては培地に添加したりする方法が挙げられる。

[0031] 本発明の植物生長調節剤により処理できる植物としては、果菜類では、キユウリ、力 ボチヤ、スイカ、メロン、トマト、ナス、ピーマン、イチゴ、オクラ、サャインゲン、ソラマメ 、エンドゥ、エダマメ、トウモロコシ等が挙げられる。葉菜類では、ノ、クサイ、ッケナ類、 チンゲンサイ、キャベツ、カリフラワー、ブロッコリ一、メキャベツ、タマネギ、ネギ、ニン -ク、ラツキヨウ、ユラ、アスパラガス、レタス、サラダナ、セロリ、ホウレンソゥ、シユンギ ク、パセリ、ミツバ、セリ、ウド、ミヨゥガ、フキ、シソ等が挙げられる。根菜類としては、ダ イコン、カブ、ゴボウ、ニンジン、ジャガイモ、サトイモ、サツマィモ、ャマイモ、ショウガ 、レンコン等が挙げられる。その他に、イネ、麦類、花卉類、果榭類等にも使用が可 能である。すなわち、ォカヒジキ、カキ、ゴデチヤ、ヮスレナダサ、ホオズキ、セン-チ コゥ、キンギヨソゥ、リモニューム、スカピオサ、クラスペディア グロボーサ、インパチェ ンス、ァグロステンマ（2品種）、ビスカリア、キキヨウ、ビオラ、ムラサキハナナ、ヒュナ、 カリフラワー、サャエンドゥ、ゴボウ、チンゲンサイ、ジャーマンカモミール、チヤイブ、 サマーサポリ、タイム、ヒソップ、シナモンバジル、スイートバジル、ォレガ入セイジ、ム ギ、トウモロコシ、ソルガム、イタリアングラス、レモンバーム、実エンドゥ、クリサンセマ ム ノルドサム、シャスターデージー、ベニジユーム、スイスチャード、デージー、ャグ ルマソゥ、アスター、美女ナデシコ、キンセン力、ルナリア、チマサンチェ、ァズキ、サ ヤエンドウ、ェンサイ、モロヘイヤ、ピーマン、青汁ケーノレ、トマト、カンラン、タカナ、リ ーフレタス、シユンギク、蔓なしエンドゥ、ネギ、ベンリナ、ウイキヨウ、チヤ一ビル、ロケ ット、コリアンダー、ディノレ、ウォーターレタス、スイートマジョラム、ダイヤメロン、イネな どが挙げられる。さらに、圃場での栽培だけでなぐメリクロン苗の生産などの組織培 養や育苗時にも使用が可能である。

実施例 8で示すように、処理区間での差が不明瞭であった (28種類)を列挙する。 スイートピー、ケィトウ、シネラリア、ポピー、サポナリア、ォジギソゥ、ァゲラタム、ヘリ クリサム、セキチタ、ルビナス、カスミソゥ、ノ、ボタン、タァツァイ、金光菜、細ネギ、コマ ツナ、ヒョウタン、東京べカナ、キャベツ、ダイコン、野沢菜、タイサイ、ノ、ッカダイコン、 ノヽクサイ、ナス、ぺノ 一ミント、ラベンダー、ガーデンクレス

不発芽あるいは発芽率が低力つた (23種類。但し、繰返し実験結果では他に分類さ れて 、るものも含む * )ものを列挙する。

フロックス、ォミナェシ、ホォズキ *、ペチュニア *、チドリダサ、西洋オダマキ、ァリ ッサム、ツルムラサキ、ホウレンソゥ（3品種）、セルリー、ミツバ、ァシタパ、二ガウリ、口 ーズマリー、ペパーミント、ラベンダー、ガーデンクレス *、ボリジ、ェビズル、ァケビ、 マスカットァレキサンドリア

[0033] D-プシコースに対する農作物の科による発芽の相違は明瞭でな力つたが、ァブラ ナ科の多くの植物は D-プシコースで発芽が抑制された。発芽そのものばかりでなぐ 発芽後の根の伸長や子葉の生長が阻害されるもの、あるいは色素生成 (特に葉緑体

)が阻害された植物もあった。

多くの植物は D-プシコースで阻害された力 その中で影響を受けな力つた、あるい は促進的であった植物が存在した。それらは、ゴデチヤ、カキ、ォカヒジキであり興味 深!、現象であり、希少糖の幅広!/、植物生長調整剤としての価値を示すものである。

[0034] 希少糖による微生物増殖抑制作用につ 、て説明する。

希少糖により植物病原菌だけでなぐ有害微生物、すなわち、食品の製造加工、 医療現場、住環境、空調設備などに好ましくない作用をおよぼす雑菌類の増殖が抑 制される。

それゆえ、植物病害以外の分野でも、カット野菜など生鮮食品加工工場、食品製造 工場、医療現場、結露などに伴う住環境、レジオネラ菌など空調設備などの分野に おいて、微生物の増殖を抑制する効果を持つ希少糖、好ましくは D プシコース、 D ーァロース、 D—アルトロース、 L ガラクトースを含有する微生物増殖抑制剤組成物 として利用できる。利用形態としては、液体、ペースト、水和剤、粒剤、粉剤、錠剤等 いずれでも良ぐ食品等に水溶液を直接噴霧することもできる。

本発明による微生物増殖抑制剤組成物は、たとえば市販のエタノール Z水系殺菌 剤である乳酸と乳酸ナトリウムをエタノール Z水系に溶解させて緩衝性エタノール水 とし、有機酸 (タエン酸、クェン酸塩、乳酸、乳酸塩、酢酸、酢酸塩、リンゴ酸、リンゴ 酸塩、酒石酸、酒石酸塩、ダルコン酸、アジピン酸、フィチン酸のうち 2種以上）をカロ えたうえに糖質 (オリゴ糖、マルトース、トレハロース、ブドウ糖、水飴、ステビア甘味料 、ルチン、プルラン、デキストリンなど）とチアミンラウリル硫酸塩を配合したものを、糖 質の一部または全部を希少糖で置き換えものとすることができる。野菜の風味を損ね ることなく糖質がある場合はその甘みとともにラウリル硫酸の効果で、野菜の日持ち向 上に役立つものであり、また緩衝性エタノール水と有機酸と希少糖の相乗効果により 、大腸菌および黄色ブドウ球菌ならびにボツリヌス菌の生育を阻止する作用が期待 できる。

[0035] 本発明による微生物増殖抑制剤組成物は、野菜加工に限らずあらゆる食品製造環 境において使用でき、食肉の殺菌、食肉製品の殺菌、魚肉ねり製品の殺菌とそれら の製造環境'調理環境、機械、器具、手指の殺菌、空中浮遊菌の殺菌など目的によ つて希釈％を変えて使用できることを特徴とし、容器'食器類'食卓 '調理台'まな板' 包丁 'ふきん'手指等の消毒、喫食環境の清浄化にも効果を発揮する。また可食性 洗浄剤として希釈して使用することをたてまえとし、例えば、キャベツは泥を落すなど の下洗!、をしてから丸のまま浸漬する場合でも、細断して浸漬する場合でも希釈して 使用し、浸漬する時間は、細片した野菜の場合、 3分間の浸潰で十分効果を発揮す る。本剤は可食性であるから、野菜を浸漬したあと水洗いする必要はなぐ水切りして そのまま喫食できることを特徴とする。またザルゃビニール袋などに細片した野菜を 入れてスプレーすることもできる。

[0036] また、市販の可食性洗浄剤である同じく緩衝性エタノール水に同じく有機酸を加え たうえにショ糖エステルとモノグリセリドと糖質を配合したものものを、糖質の一部また は全部を希少糖で置き換えものとすることができる。緩衝性エタノール水と有機酸と 希少糖の相乗効果にモノグリセリドの殺菌力が加わり、さらにショ糖エステルによる洗 浄効果および有機酸の野菜のあく抜き速度の向上が働いて、農薬などの除去に効 果を示し、かつ Bacillus属ゃ Micrococcus属など好気性グラム陽性菌に強!、阻止作用 を有し、野菜変色防止に効果がある。食品製造環境において食品に直接スプレーし たり、食品を浸漬する目的に使用するほか、食品処理に使用されるカッターや作業 刀、まな板、作業台、手指および手袋などの殺菌'除菌に使用され、特に流し台など の水分が過剰な設備環境にお!ヽて使用した場合、希釈されても殺菌力は低下しな ヽ 特徴をもつので、使用対象によっては任意に薄めて使用することができる。

[0037] 本発明の詳細を実施例で説明する.本発明はこれらの実施例によって何ら限定さ れるものではない。

実施例 1 [0038] [材料と方法]

ラフレモン切り取り葉に、 L-プシコース、 L & D-タガトース、 D-ソルボース各 0.5 mMを噴霧処理後、 24°C喑下湿室条件で 2、 4、 6、 12、 24、 48時間静置した処理葉 から totalRNAを抽出し、リポキシゲナーゼとキチナーゼの遺伝子発現をノーザンブロ ット解析を行った。検定'解析は総ての処理区において少なくとも 3回以上繰り返し、 同等の結果を得た。

[結果と考察]

ラフレモンにおいて、 D-プシコースの他に L-プシコース， L & D-タガトース，

D-ソルボースを噴霧処理後に防御関連遺伝子であるリポキシゲナーゼとキチナーゼ 遺伝子発現をノーザンプロット解析した結果、供試した各種希少糖の中では、 D-プ シコースを処理した場合が最も長くリポキシゲナーゼ遺伝子の発現誘導を維持でき た。その他の希少糖処理区でも早期のリポキシゲナーゼ遺伝子誘導は確認できたが 、持続性は低ぐ処理後 24時間でその効果はほぼ消失していた。これらの結果は、 D -プシコースがこれまで供試した希少糖のなかで最もストレス-シグナリング因子として 有効な役割を示す可能性を意味する（図 2)。

一般に植物の持つシグナル伝達経路は多岐に渡ると考えられている力 D-タガト ースは D-プシコースよりもキチナーゼ遺伝子発現を強く誘導することも明らかになり、 希少糖は D-プシコースが誘導する経路以外のストレス反応 ·シグナル伝達経路も誘 導できる可能性が示された。キチナ一ゼは菌壁成分を分解する抗菌タンパクとして知 られ、研究された多くの植物において、菌接種後一定期間をおいてから遺伝子発現 誘導が力かることが知られ、上記のリポキシゲーナゼ等の反応の早い防御関連遺伝 子とは異なるシグナル伝達経路により誘導されていると考えられている。

今後より多くの希少糖を用いて検定を進めることにより、植物の持つ複数のシグナ ル伝達経路を同時、または個別に人為的誘導することが可能になると期待できる（図 3)。

実施例 2

[0039] ミヤコダサの遺伝子発現に及ぼす D-プシコースの効果

ミヤコグサ（Lotus japonicus)の培地に D-プシコースを添カ卩した場合の遺伝子誘導 パターンを cDNAアレーを用いた実験によって調べた。

[材料と方法]

ミヤコグサは種子カゝら発芽させ、 L&B培地 (水耕液)で栽培した。種子を発芽させた 際、根粒菌（Mesorhizobium loti)も接種した。この条件はコントロール区も D-プシコ一 ス添カ卩区も同様とした。 アレーはミヤコグサ cDNAアレーを用い、 14,000のクローンを 貼り付けたマクロアレーを使用した。供試植物は発芽後、 D-プシコースを添加もしく は無添カ卩の L&B培地で 1週間、グロースキャビネット（22°C、 30,000Lux)で栽培した。 植物体力ゝら Total RNAを抽出した後、 cDNAにする過程で³³ Pで標識し、ハイブリダィゼ ーシヨンを行った。読み取りは STORM850を使い、アレービジョンで解析した。

[結果と考察]

5 mM D-プシコースを与えたミヤコグサでは、最初の 1週間にキチナーゼ、 PR10タ ンパク質、塩ストレス及び脱水ストレス応答遺伝子など各種病原菌や環境ストレス〖こ 応答する遺伝子群が活性化された (表 8)。この効果は 5

mM D-フラクトースでは認められなかった。培地中 D-プシコース濃度が 0.1 mM程度 では、ストレス応答遺伝子群よりもオーキシンなど植物ホルモンによって制御される遺 伝子群の発現増減が認められた。これらの D-プシコース添加効果は D-フラクトース の数倍以上であった。したがって D-プシコースを 0.1

mM程度の濃度で根に与えた場合は植物の発育に様々な影響を与えることが予想さ れた。

[表 1]

発現増大が検出されるス ト レス，ホルモン応答遺伝子 発現倍率

(プシコース 5 iM) (D-プシコース/水）

class I chi tmase 13.2

P lO-1 protein 5.5

cytochrome P450 monooxygenase S.l

chal cone synthase 5.4

ACC oxidase 5.1

auxin response factor like protein 5.6

PDR5-1 ike ABC transporter 10.8 発現増大が検出されるス ト レス * ホルモン応答遺伝子 発現倍率

(プシコース C.I iiiM) (D-プシコ一ス /水）

auxin response factor 6 (A F6) 2.5

glycine - rich RNA-binding, absc isic acid- indue ible prote in 2.5

metal stress-regulated prote in S 7 2.4

pathogen- indue ible alpha-d ioxygenase 2.4

auxin-binding protein T85 precursor (ABP) 2.4

turgor-respons ive prote in 26G 2.3

chit inase 2.2

putative WD - 40 repeat protein 2.2

chitinase (EC 3.2,1.14) class II 2.2

実施例 3

[0040] [材料と方法]

生長点培養により無菌状態で得られたイチゴ（品種 'スマイルルビー ' )の幼植物体 を実験に供した。

イチゴは、 0.1%(w/v)の D—プシコースまたは D—グルコースを添カ卩した 1/2濃度 MS 培地を用い、平成 15年 10月 14日に幼植物体を無菌的に移植した後、 25°C、 5,0001ux (12時間日長）の培養室にて培養を行い、平成 16年 1月 20日に地上部や地下部の生 育状況や脇芽数などを調査した。結果を表 2に示す。

[0041] [結果と考察]

イチゴ'スマイルルビー，の組織培養培地に 0.1%(_w/v)D—プシコースを添カロし、生 長などに及ぼす影響を調べた結果、 D—プシコース添カ卩区は、対照区である無添カロ 区と比較して根長を除く全ての調査項目で上回った。これらのうち、草丈や地上部重 量の増加は D—グルコース添カ卩区でも見られたが、地下部重量、葉面積、脇芽数は D—プシコース添カ卩区が D—グルコース添力卩区を上回った。このことから、 D—プシコ ースを培地に添加することにより、生長や脇芽形成が促進された。今日のイチゴ栽培 に用いられて ヽる一次苗の多くは組織培養によりウィルスフリー化した組織培養苗で ある。したがって、 D—プシコースによるイチゴ苗の生長促進効果が明らかになつたこ とは、培養期間の短縮や培養効率の向上につながる可能性があると考えられた。 さらに、イチゴについては、培地への D—プシコースや D—ァロースの添加濃度を 高めると生育が遅延した。このことから、 D—プシコースは、高濃度では生長を抑制し 、反対に低濃度では生長や分ィ匕を促進するという作用を持つことが明らかになった。 この作用を利用することで、希少糖の濃度や量を変えることにより、目的に応じた植 物の生長調節が可能であることが明らかになった。

[0042] [表 2]

(注） 数字は、 5株の平均値で示した。 実施例 4

[0043] [材料と方法]

無菌播種により得られたシランの幼植物体を実験に供した。

シランは、 D—プシコースまたは D—ァロース、 D—グルコース、 D—フラクトースを 0. 005%から 0.05%(w/v)の濃度で添加した 1/2濃度 MS培地を用い、平成 15年 2月 27日 に幼植物体を無菌的に移植した後、実施例 3のイチゴと同じ条件で培養を行い、平 成 15年 6月 30日に地上部や地下部の生育状況、芽数、バルブ形成率、バルブ径など を調査した。結果を表 3に示す。

[0044] [結果と考察]

シランの組織培養培地に 0.005%(w/v)から 0.05%(w/v)までの濃度で D—プシコース および D—ァロースを添加し、生長やバルブ形成などに及ぼす影響を調べた。その 結果、対照区である無添カ卩区、 D—グルコース添カ卩区、 D—フラクトース添カ卩区と比 較して、芽数、葉数には顕著な差が見られな力つたものの、草丈、最大根長、地上部 重量、地下部重量については、低濃度（0.005%(w/v)および 0.02%(w/v))の D—プシコ ースを添加することにより増加する傾向が認められた。このことから、 D—プシコース はシランに対して生長促進効果を示すことが明らかになった。さらに、バルブ形成率 は、糖添カ卩区全体で大きくなる傾向が見られた力 D—ァロースを添加することで著 しく増大した。現在、コチョウランやシンビジゥムなど洋ラン類の多くは組織培養による メリクロン苗が用いられ、生産コストの低減や普及に大きな役割を演じている。 D—プ シコースや D—ァロースによるシラン苗の生長促進効果やバルブ形成率向上効果が 明らかになつたことは、イチゴと同様に、培養期間の短縮や培養効率の向上につな 力 ¾可能性があると考えられた。

さらに、シランについても、イチゴと同様に培地への D—プシコースや D—ァロース の添加濃度を高めると生育が遅延した。このことから、これらに希少糖は、高濃度で は生長を抑制し、反対に低濃度では生長や分ィ匕を促進するという作用を持つことが 明らかになった。この作用を利用することで、希少糖の濃度や量を変えることにより、 目的に応じた植物の生長調節が可能であることが明らかになった。

[表 3]

糖濃度 最大草丈 地上部重量 最大根長 地下部重量 糖の種類

(%) 、cm) (g) 、cm) (g) なし なし 4. 5 0. 11 3. 7 0. 04

0. 005 7. 3 0. 15 4. 9 0. 13

D- ルコ ス 0. 02 7. 2 0. 20 5. 1 0. 18

0. 05 6. 5 0. 18 6. 1 0. 14

0. 005 6. 5 0. 16 4. 6 0. 15

D-フラタト ス 0. 02 6. 6 0. 19 5. 1 0. 14

0. 05 7. 3 0. 19 4. 1 0. 10

0. 005 9. 3 0. 24 4. 4 0. 26

D-フ'シコ-ス 0. 02 9. 9 0. 28 4. 8 0. 22

0. 05 7. 3 0. 20 5. 3 0. 13

0. 005 7. 6 0. 19 4. 2 0. 10

D -ァ P -ス 0. 02 7. 5 0. 19 4. 1 0. 12

0. 05 7. 7 0. 25 4. 2 0. 12 糖濃度 バノレブ ノ ノレブ径 糖の種類 芽数 葉数

( ) 形成率 (%) (mm) なし なし 3. 7 4. 6 41 4. 2

0. 005 3. 7 4. 1 37 5. 1

D- ルコ ス 0. 02 3. 4 3. 9 59 5. 7

0. 05 3. 4 4. 0 45 5. 2

0. 005 3. 7 3. 5 44 5. 2

D-フラタト ス 0. 02 3. 3 4. 6 67 4. 5

0. 05 3. 3 4. 0 69 4. 7

0. 005 4. 1 3. 9 45 6. 2

D-フ'シコ-ス 0. 02 3. 3 3. 9 65 5. 6

0. 05 4. 0 3. 9 67 5. 1

0. 005 3. 4 4. 2 84 4. 5

D -ァ P -ス 0. 02 3. 6 3. 9 85 4. 2

0. 05 2. 7 4. 3 85 4. 9

(注） 数字は、 9株の平均値で示した。 実施例 5

[0046] [材料と方法]

イチゴ（品種'スマイルルビー，）を実験に供した。イチゴをポット植えし、平成 16年 2 月 13日よりガラス温室内で栽培を行いながら、週 3回の頻度で、水、 0.5%(w/v)糖溶液 を株全体に散布した。糖の種類としては、 D—グルコース、 D—プシコースとし、それ ぞれの試験区について 2ポットずつ栽培を行った。栽培を継続しながら、平成 16年 3 月 25日までに収穫できた果実数、果実重量、糖度を測定した。結果を図 4に示す。

[0047] [結果と考察] 栽培期間内に収穫できた果実数は、 D プシコースを散布することにより 25個から 3 8個に増加した。また、平均果実重も、 D プシコースを散布することにより 13.5gから 1 6.6gに増加した。その結果、栽培期間内に収穫できた果実総重量は、 D プシコ一 スを散布することにより 337.8gから 630.3gに増加した。このことから、イチゴに D プシ コースを葉面散布することで、果実数や果実重量の増加が可能である、収量増に効 果があることが明らかになった。

実施例 6

[0048] [材料と方法]

イネ（品種'ヒノヒカリ， )の種子をナイロンネットに入れ、慣行に従 、0.1%(w/v)ベンレ ート（北興化学）に浸しながら 30°Cのグロースチャンバ一内で 2日間殺菌と催芽処理 を行った後、「くみあい粒状培土 SD」（呉羽化学)を入れた育苗トレイに播種し、フアイ トトロン内（昼温 25°C/夜温 18°C)で約 2週間育苗した。次に、 l/5,000aサイズのヮグネ ルポットに「くみあい粒状培土 SD」（呉羽化学)を入れ、ここに育苗したイネ苗を定植し 、ポット内に冠水した状態にて平成 15年 7月 2日より屋外で栽培を開始した。活着が確 認できた平成 15年 7月 16日より週 3回の頻度で、水、 0.02%(w/v)糖溶液、 0.1%(w/v)糖 溶液、 0.5%(w/v)糖溶液を株全体に散布した。糖の種類としては、 D グルコース、 D フラクトース、 D プシコースとし、それぞれの試験区について 3ポットずつ栽培を 行った。ポット内の水を切らさないように栽培を続け、平成 15年 8月 29日に追肥として ポットあたり 5gのマグアンプ K中粒（ノヽィポネックス'ジャパン）を追加した後、平成 15年 9月 22日に収穫調査を行った。調査項目は、草丈、分げつ数、葉重量、籾重量、地 下部重量などとした。結果を表 4に示す。

[0049] [結果と考察]

対照区である水散布区に比べて、 D—グルコース散布区や D フラクトース散布区 は大きな影響を示さな力つたが、 D プシコース散布区では濃度が大きくなるにつれ て草丈、葉重量、籾重量が減少し、生育や収量の抑制効果を示した。反対に分げつ 数は増力!]した。以上の結果から、 D プシコースは、イネの生長抑制や分げつ数増 加に効果があることが明らかになつた。

[0050] [表 4] 糖濃度 草丈 菜 fe直直 籾乾燥重量 糖の種類 分げつ数

(%) (ci (g) (g) なし なし 80.7 34.0 41.8 14.9

0.02 74.0 29.3 34.0 17.2

D-グルコース 0,10 75,5 30,0 35.5 17,6

0.50 74.8 31.3 37.3 17.9

0.02 86.7 29.3 43.3 16.8

D-フラゥ トース 0.10 84.3 29.3 41.0 16.1

0.50 85.7 27.0 36.4 17.2

0.02 73.2 33.7 36.3 16.8

D-プシコース 0.10 78.3 33.5. 31.8 14.7

0.50 71.3 50.0 27. G 10.2 数字は、 3株の平均値で示した。 実施例 7

[0051] [材料と方法]

ナバナはアブラナ科の野菜であり、花蕾部を収穫して利用する。同種の野菜には、 ブロッコリ一やカリフラワーなどがあり、重要な園芸作物となっている。これらの野菜は

、花芽発達が収穫量に大きく影響する。そこで、ナバナ（品種'春一番'）のハウス栽 培時に、 0.5%(w/v)の濃度の糖溶液を葉面散布し、生育や花芽発達などに及ぼす影 響を調べた。ナバナの種子を 128穴セルトレーに平成 15年 10月 23日に播種し約 20日 間育苗した。栽培用培土「花と野菜の土」（黒川種苗園)を充填した隔離ベッドに株間 40cm,条間 50cmの 2条植えで平成 15年 11月 12日に苗を定植した。栽培は簡易な養 液土耕方式とし、点滴チューブを用いてハイポネックスの 2,000倍希釈液を一日約 1 時間灌水した。栽培は側窓を開放した無加温ビニール温室にて行った。平成 15年 12 月 18日より週 3回の頻度で、水および 0.5%(w/v)糖溶液を株全体に散布した。糖の種 類としては、 D—グルコース、 D—フラクトース、 D—プシコースとし、それぞれの試験 区について 5株ずつ栽培を行った。平成 16年 2月 23日に、中位 3株について収穫調 查を行った。調査項目は、草丈、茎径、脇芽数、頂芽重量、脇芽総重量などとした。 結果を表 5に示す。

[0052] [結果と考察]

ナバナ栽培試験の結果、対照区である水散布区に比べて、糖散布区では全般的 に草丈が大きくなる傾向にあり、 D—フラクトース散布区では脇芽数が増加傾向にあ つたが、 D—プシコース散布区や L—ガラクトース散布区では草丈、茎径、脇芽数が さらに大きくなり、生育促進効果や花芽分ィ匕への促進効果があるものと考えられた。 また、 D プシコース散布区や L ガラクトース散布区でも脇芽総重量は他の試験区 と比べて差が見られな力つた力 これは調査の関係力 通常の収穫時期よりも早い 段階で調査したため、脇芽の発達が十分でな力つたためであると考えられる。したが つて、生育の旺盛さや脇芽数の多さから判断して、栽培を継続することにより D プ シコース散布区や L ガラクトース散布区では最終的な脇芽総重量は他の試験区を 上回るものと予想される。以上の結果から、ナバナの栽培過程で D プシコースや L ガラクトースを葉面散布することにより、生育や花芽発達が促進されることが明らか になった。

[表 5]

(注） 数字は、 3株の平均値で示した。

実施例 8

D-プシコースをブドウの休眠枝に処理したところ，興味深 、結果が得られた。

[材料および方法]

1.野生種クマガワブドウの休眠枝に対する D-プシコースの効果

挿し木発根が困難で（望岡ら，植物組織培養 13 : 139-145. 1996 ;日本ブドウ'ワイン 学会誌 13 : 2-8. 2002)、芽の休眠が深い（望岡ら,園学雑. 65 :49-54. 1996)日本原 産野生種クマガワブドウ (Vitis kiusiana Momiyama)の登熟枝を休眠期の 1月に採取 し、乾燥しないように冷蔵貯蔵して、 3月 11日に一芽に調製した。その切り枝基部を 3 %D-プシコース水溶液 (展着剤アプローチ BIを 0.2%添加）に 24時間浸漬した後、翌 12日にバーミキユライト床に挿し木し、 25°C、 16時間明期の恒温室に搬入して、経時 的に萌芽率を測定した。芽の鱗片がはがれ、芽を保護している綿毛の約 50%が現れ た時点を萌芽と判定した。なお、対照区はアプローチ BIを 0.2%添加した蒸留水に切 り枝基部を 24時間浸漬処理し、前述と同様の処理をした。

萌芽率の調査には各区 9本の挿し木を用 、、 3反復して平均値を求めた。

[0055] 2.栽培品種'ネオ 'マスカット，の休眠枝に対する D-プシコースの効果

休眠期である 12月 25日に、露地栽培している'ネオ ·マスカッド (V. vinifera L.)より 登熟枝を採取し、一芽に調整した後、 0.01, 0.1, 1%のプシコース水溶液に切り枝基 部を 24時間浸漬し、翌 26日に 1.と同様の管理をした。対照区は蒸留水とし、処理液 にはアプローチ BIを添加しな力つた。萌芽の判定は 1.に準じた。萌芽の測定は約 1週 間ごとに行った。

萌芽率の調査には各区 9本の挿し木を用 、、 2反復して平均値を求めた。

[0056] [結果および考察]

1.野生種クマガワブドウの休眠枝に対する D-プシコースの効果

クマガワブドウの萌芽率の推移は図 5に示した。対照区では 4月中旬に萌芽が始ま つたが、 D-プシコース区では 3月下旬から萌芽を開始した。また、全期間を通じて、 D -プシコース区では対照区よりも高い萌芽率を示した。

[0057] 2.栽培品種'ネオ 'マスカット，の休眠枝に対する D-プシコースの効果

'ネオ ·マスカッドの萌芽率の推移は図 6に示した。 2月上旬まで全 D-プシコース区 は対照区より低い値であった力 中旬以降、 1%プシコース区が最も高い値で推移し た。また、 0.01%D-プシコース区は対照区とよく似たパターンを示したのに対し、 0.1 %D-プシコ一ス区は全期間最低値で推移した。

[0058] 夏季にブドウの緑枝を用いて 2.と同様の処理をしたところ、 1%D-プシコース区で枝 は枯死した (データ省略)。このことから、ブドウの枝にとって 1%以上の濃度の D-プシ コースは極めて強いストレスが力かるものと思われる。ブドウの芽の休眠打破物質は、 エチレン生成経路で副産物的に作られるシアンィ匕合物が大きく関与していると考えら れているので（東部ら，園学雑. 67 : 897-901. 1998a;園学雑. 67 : 902-906. 1998b)、 高濃度 D-プシコース処理ではエチレン生成が進み、シアンィ匕合物が作られて休眠 が打破されるのではな 、かと思われる。

また、希少糖は活性酸素などのラジカル消去能も存在することから、適正濃度での D-プシコース処理はエチレン生成を抑制し、休眠打破物質が作られず、その結果、 萌芽率が低下したのではないかと考えられた。 Fuchigami'Nee (HortScience 22:836- 845.1987)は、休眠の制御に生体内の酸ィ匕還元反応を担っているダルタチオンが重 要な役割を果たしているのではないかとしている。ダルタチオンは、動植物の生体内 に広く分布する低分子の有機物で、ある種の補酵素として働き、酵素やタンパク質の チオール基 (SH基)を保護する抗酸化剤として作用すると考えられて ヽる (Rennenber g, Phytochemistry 21:2771-2781.1982) o芽の休眠打破に効果のあるシアン化合物 であるシァナミド (東部ら， 1998b)をナシ'スパートレッドの休眠芽に処理すると、シァ ナミドの炭素原子が酵素の働きなしに芽の中の還元型ダルタチオン (GSH)の SH基と 結合することを認め、これらが結合すると、シアナミドによる休眠打破効果はなくなつ たと Fuchigami'Nee (1987)は報告している。また、シアナミドが生体内の酸化型ダル タチオン (GSSG)と反応する場合には、 GSSGが GSHに変換され、その結果、ポリアミ ン、エチレンおよびアルギニンなどの精製が促されるとしている（Wangら， 1985)。さら に、致死量以下のストレス（凍結や乾燥など）は GSSGの合成あるいは減少により、直 ちに GSHの生成を促す (Fuchigami · Nee, 1987)。

これらのことから、希少糖はダルタチオンにも何らかの影響を及ぼして 、るものと考 えられる。

一般に、栽培ブドウの芽の休眠現象は、枝の登熟が進む 9月頃から始まり、 10月〜 11月上旬に自発休眠が最も深ぐその後徐々に打破されて、 1月下旬頃にはほぼ完 了することが知られている（堀内，大阪府立大学学位論文. 1977 ;岡本， p.57-62.農 業技術大系.果榭編 2.農文協.東京. 1981)。今回は自発休眠が終了した後の他発 休眠期の枝を用いたため処理区間で明確な差が出な力つたが、自発休眠最深期の 落葉直前の枝を用いて D-プシコース処理を行うことで明確になると期待される。 現在、休眠打破剤としてよく利用されているものに石灰窒素ゃシアナミドがあるが、 これらのシアンィ匕合物は呼吸阻害作用があり、使用時期が遅力つたり使用時に高温 であると芽枯れなどの薬害が発生したり、休眠打破効果が不安定なことがある。また、 アルデヒドデヒドロゲナーゼを阻害し、肝臓でのエタノール代謝を抑制し、ァセトアル デヒドを蓄積して急性アルコール中毒の症状がでることもあり、使用に際しては健康 面に配慮が必要な場合もある。希少糖はその点において問題がないので、環境およ び身体に優 ヽ農薬となる可能性を持って ヽる。

実施例 9

[0060] 種子発芽に及ぼす希少糖の影響 I

的]

種子は播種されるまで自発あるいは多発休眠状態にあるが、発芽好適条件が与え られると硬実種子以外は直ちに発芽を開始する。一般に、種子は胚乳や子葉など発 芽に必要な養分を保有して 、る為、外生的に糖を与えたばぁ 、の影響につ!、ては、 無胚乳種子であるランの無菌発芽の研究以外はほとんど知られて 、な 、。

本実施例では、希少糖の D-プシコースが植物種子の発芽に及ぼす影響にっ 、て 、一般的な糖である D-Fructoseと比較で検討し、さらにいくつかの希少糖での比較も 行った。

[0061] [材料及び方法]

実験 1 (連続処理の影響）

野菜 11科、 51種または品種 (以下同じ）；観賞植物 19、 47 ;ハーブ 4、 14;果榭 3、 3 ; 穀物 3 ;飼料作物1、 3の種子を脱イオン水（対照）、 1%D-フラクトース、 1%D-プシコ ース、 0.5%D-フラクトース +0.5%D-プシコースの 4種類の溶液に連続処理し、 25°C、 3 5 mol'm— ²'s— 16時間照明または暗黒条件下で発芽させた。種子数は各溶液 50粒 を基本とし、種子数が少ないばあいは各溶液が等数になるように配分した。濾紙を敷 V、た直径 9cmのシャーレあるいは大型の種子では直径 10cm、高さ 45mmのスチロー ル製容器に播種し、溶液を 10mほたは 50ml注入し、蒸散に応じて脱イオン水を適宜 補充した。

実験 2 (短時間処理の影響）

短時間処理の影響を明らかにするために、おかひじき、トマト（ホーム祧太郎）、サ- 一レタス（レッドウェーブ）の種子を 50粒、アサガオ（大輪咲き混合）の種子を 20粒、そ れぞれ脱イオン水、 1% D-プシコース、 1%

D-ァロース、 1% L-ガラクトースに 24時間（25°C、暗黒)浸漬したのち、軽く脱イオン水 で洗浄し、濾紙を敷いた直径 9cmのシャーレに播種し、脱イオン水を 5〜10ml注入し てと同じ条件下で発芽させた。また、比較のためにに倣って 1% D-プシコースによる 連続処理も行った。

[結果及び考察]

(連続処理の影響）

発芽開始の状態は種によって異なり、種皮を破って根を伸ばす (マメ科など）、発芽 と同時に子葉を展開する (アブラナ科など)、発芽孔カも根を出す (ァカザ科、力キノ キ科など）などであった力 吸水して種子の表面がゲル状の物質で覆われ、その中に 発根するもの（クリサンセマム ムルチコ レなど）など様々であった。

発芽開始までに要する日数は 1日以内（レタスなど）から 7日以上 (力キ)まで、まちま ちであつたが、発芽そのものは以下のように大別された。

(i)発芽は D-プシコースにより影響されないか、または僅かながら促進された (3種類） ォカヒジキ、カキ (発芽のみ促進、根の伸長は阻害、図 7参照）、ゴデチヤ

(ii) D-プシコースにより著しく発芽が抑制された (2種類)。

ヮスレナグサ、ホォズキ

(iii) D-プシコースによる発芽抑制が D-フラクトースにより軽減された (32種類)。

セン-チコゥ、キンギヨソゥ、リモニューム、スカピオサ、クラスペディア グロボーサ、 インパチエンス、ァグロステンマ（2品種）、ビスカリア、キキヨウ、ビオラ、ムラサキハナ ナ、ヒュナ、カリフラワー、サャエンドゥ、ゴボウ、チンゲンサイ、ジャーマン力モミ一ノレ 、チヤイブ、サマーサポリ、タイム、ヒソップ、シナモンバジル、スイートバジル、ォレガノ 、セイジ、ムギ、トウモロコシ、ソルガム、イタリアングラス、野菜の地方種（2種）

(iv) D-フラクトースにより発芽が促進された (2種類)。

レモンバーム、実エンドゥ

(V) D-プシコースおよび D-フラクトースの双方で発芽が抑制された (41種類)。

クリサンセマム パルドサム、シャスターデージー、ベ-ジユーム、スイスチャード、デ ージ一、ャグルマソゥ、アスター、美女ナデシコ、キンセン力、ルナリア、チマサンチェ 、ァズキ、サャエンドゥ、ェンサイ、モロヘイヤ、ピーマン、青汁ケーノレ、トマト、カンラ ン、ニラ、タカナ、リーフレタス、シユンギク、パセリ、ブロッコリ一、ニンジン、蔓なしェ ンドウ、カブ、タマネギ、ネギ、パセリ一、ベンリナ、ウイキヨウ、チヤ一ビル、ロケット、コ リアンダー、ディノレ、ウォーターレタス、スイートマジョラム、ダイヤメロン、イネ

(vi)処理区間での差が不明瞭であった (28種類)。

スイートピー、ケィトウ、シネラリア、ポピー、サポナリア、ォジギソゥ、ァゲラタム、ヘリ クリサム、セキチタ、ルビナス、カスミソゥ、ノ、ボタン、タァツァイ、金光菜、細ネギ、コマ ツナ、ヒョウタン、東京べカナ、キャベツ、ダイコン、野沢菜、タイサイ、ノ、ッカダイコン、 ノヽクサイ、ナス、ぺノ 一ミント、ラベンダー、ガーデンクレス

(vii)不発芽あるいは発芽率が低かった (23種類。但し、繰返し実験結果では他に分 類されているものも含む * )。

フロックス、ォミナェシ、ホォズキ *、ペチュニア *、チドリダサ、西洋オダマキ、ァリ ッサム、ツルムラサキ、ホウレンソゥ（3品種）、セルリー、ミツバ、ァシタパ、二ガウリ、口 ーズマリー、ペパーミント、ラベンダー、ガーデンクレス *、ボリジ、ェビズル、ァケビ、 マスカット ァレキサンドリア

[0063] D-プシコースに対する農作物の科による発芽の相違は明瞭でな力つたが、ァブラ ナ科の多くの植物は D-プシコースで発芽が抑制された。発芽そのものば力りでなぐ 発芽後の根の伸長や子葉の生長が阻害されるもの、あるいは色素生成 (特に葉緑体 )が阻害された植物もあった。

多くの植物は D-プシコースで阻害された力 その中で影響を受けな力つた、あるい は促進的であった植物が存在した。それらは、ゴデチヤ、カキ、ォカヒジキであり興味 深!、現象であり、希少糖の幅広!/、植物生長調整剤としての価値を示すものである。

[0064] 実験 2 (短時間処理の影響）

トマト、サニーサラダ、アサガオでは 1%D-プシコースの連続処理で発芽は阻害され たが、他の処理区では明確な差異が認められな力つた。一方、才力ヒジキはと同様に 、 1%D-プシコースの連続処理で発芽が促進された力 時間の経過とともに DWや 1%D -プシコースが追いつき（28%)、最終的には 1%

L-ガラクトースが最も高い発芽率 (34%)となり、 1% D-ァロースでは 16%と抑制された（ 図 8参照)。

[0065] 以上、 2つの実験を通じて、植物種子の発芽に対し希少糖は概して阻害的に作用 すると判断された。しかし、その影響は多様であり、植物の種類によっては促進効果 が認められるものもあった。種子をつくる顕花植物の種類は非常に多ぐ希少糖の種 類も多数であることから、予想外の結果が得られる可能性がある。

実施例 10

[0066] 種子発芽に及ぼす希少糖の影響 II

各種ケトースの中で、 D-プシコースが最も高 ヽェリシター活性 (全身獲得抵抗性誘 導活性)を持つ。これは希少糖を全身獲得抵抗性誘導剤として使用する場合、 D-プ シコースが最も強い作用を示すことを示唆するものである。

[実施内容]

実験植物であるシロイヌナズナ LER系統の発芽に及ぼす 8種類のケトースの影響を 調べた。

直径 3.5cmのシャーレにろ紙 2枚を敷き、 1シャーレ当たり ArabidoDsis thaliana Lan dsberg erecta (LER)の種子 30粒を播種し、 0.5mlの処理液を入れた。その後 25°C— 定、 24時間日長条件 (蛍光灯 70 mol/m²/s)の人工気象室内に搬入した。播種後、 2 4時間間隔で発芽した種子数について調査した。処理液は、 D—フルクトース、 D—プ シコース、 D—タガト一ス、 D—ソルボース、 L—フルクトース、 L—プシコース、 L—タガ トース、 L—ソルボースの各 lOOmM, 10mM、 ImM水溶液と蒸留水である。各 3反復を 行った。

[結果]

結果を図 9に示す。 lOOmMで明確に発芽阻害を示したのは、 D-プシコースのみだ つた。その他では、 L-プシコースを含めてあまり発芽阻害が認められな力 た。一般 に、糖濃度が高い場合には、浸透圧の関係で吸水阻害が起こり、種子発芽を阻害す ることが知られている。しかし、種子の状態を観察すると、 D-プシコース lOOmM処理 でも、種子が吸水により膨らみ、割れた種子が多く認められた。従って、吸水後に発 芽が阻害されているものと考えらる。

実施例 11

[0067] ミニトマトの生育に及ぼす D-プシコースの影響

的] D-プシコース処理がミニトマトの生育に及ぼす影響を検討した.

[材料、方法、結果および考察]

2003年 6月 10日にミニトマト 'ミニキャロル，を水耕装置に定植し、定植 7日後力ら D- プシコース培養液に加える 4処理区（0%, 0.001%, 0.01%, 0.03%)を設けた。処理 後 2週間（7月 22日）の生育を調査した。その結果、茎長は、対照区と比較して 0.001

%と 0.01%区でやや大きくなり、 0.03%区でやや小さくなつた。茎径は対照区と比較 して 0.01%区でやや大きくなり、 0.03%区でやや小さくなつた。展開葉数は対照区と 比較して 0.001%区でやや大きくなり、 0.03%区でやや小さくなつた。最大根長は、対 照区と比較して 0.001%区でやや大きくなり、 0.01%と 0.03%区でやや小さくなつた。 新鮮重は対照区と比較して 0.001%区で大きくなり、 0.03%区で小さくなつた。新鮮重 を部位別で見てみると、 0.001%区の根と葉で大きくなつた。肉眼で識別できる程度に 発達した花房数は対照区で 2.0、これと比較して 0.001%区でやや多くなり、 0.03%区 でやや少なくなつた。

次に、ミニトマト 'ミニキャロル，を水耕装置に定植し、養液に D-プシコース、 D-フル クトース、マン-トールを 0.05mMもしくは 0.5mMを添カ卩した 6処理区に無添加（対照区 )を加えた合計 7処理区とした。定植後 10日間の生育を調査した。その結果、茎長は 、 D-フルクトース 0.5mMで最も大きくなり、次いで D-プシコース 0.05mMなどの処理区 で大きぐ D-プシコース 0.5mMでは最も小さくなつた。茎径は D-プシコース 0.5mMで 最も小さくなつた。葉数は D-プシコース 0.5mMとマン-トール 0.5mMで最も少なくなつ た。根長はプシコース 0.5mMで最も小さくなつた。地上部新鮮重と乾物重は、 D-プシ コース 0.5mMで最も小さくなり、地下部新鮮重と乾物重でも同様であった。

また、 2003年 12月 18日にミニトマト 'プチ'を水耕装置に定植し、養液に D-プシコ一 ス、 D-フルクトース、マン-トールを 0.05mMもしくは 0.5mMを添カ卩した 6処理区に無添 加を加えた合計 7処理区とし、定植 40日後までの生育を調査した。その結果、茎長は D-プシコース 0.05mMおよび D-フルクトース 0.05mMで最も短くなつた。茎径では処理 区間に有意差はみられな力つたが、どの糖も高濃度処理区でやや茎が細くなる傾向 が見られた。展開葉数は，処理区間に有意差はみられな力つた。地上部重は対照区 と比較してどの糖の処理区でもやや軽くなる傾向がみられ、特に D-プシコース 0.5 mMで最も小さくなつた。

以上の結果から，次のように考えられる。

•D-プシコース 0.001%力 0.05mMの添カ卩はミニトマトの生長をやや促進した。 •D-プシコース 0.5mM以上の添カ卩はミニトマトの生長を阻害した。

•品種や生育時期、あるいは処理期間によって糖添加処理の効果に差異が見られ る可能性があった。

実施例 12

ミニトマトの生育に及ぼす D-ァロースの影響

的]

D-ァロースを添加した養液を施用してトマトの育苗時期での生育を調査した。

[材料および方法]

2004年 7月 13日にミニトマト 'ミニキャロル，（サカタのタネ）を、 253穴のロックウール（ 280 X 580mm幅 X長）のうち 30穴分を用いてそれぞれの穴に 1粒ずつを播種し、 これを 8L容量のブラスティック漕に置 、た。このブラスティック漕に肥料 (大塚 1号（ 1.5 g/L)と大塚 2号（1.0g/L) )を溶解した養液を 1リットルずつ入れて、その後は無加温 のガラス室で育成した。処理区は、発芽の揃った 7月 20日力 肥料養液に D-アロー スを 0〜5mMを添加した処理液をブラスティック漕に入れた 7処理区とした。なお、処 理液は必要に応じて各処理区に同量追加した。処理 4週間後に生育を調査した。

[結果]

処理 4週間後における生育調査の結果を、表 6 (処理 4週間後における生育調査） に示した。

茎長は、対照区と比較して O.OlmMから 5.0mM区までの処理区でやや大きくなり、特 に O.OlmM区で最も増加した。茎径は O.OlmM区で最も増加して、その他の処理区で は大きな差はみられな力つた。葉数は、 5.0mM区で最も少なくなつた力 他の処理区 では大きな差はみられな力つた。茎と葉の新鮮重は、いずれも O.OlmM区で最も重ぐ 逆に 5.0mM区では最も軽くなつた。 O.OlmM区と 0.05mM区では、他の処理区と比べて 開花が促進されていた。

以上の結果、ミニトマト育苗時の肥料養液に D-ァロースを添加した場合、生育促進 や開花促進の効果が認められた。

[0069] [表 6]

Z ： 蕾の形成が確認できなかった。

ミニトマト育苗時の肥料養液に D-ァロースを添加した場合、生育促進や開花促進の 効果が認められた。

実施例 13

[0070] イネ育苗時における D-プシコース処理の効果

的]

希少糖処理の実用化に向けて、イネ育苗時での処理効果について検討した。

[D-プシコース処理方法]

播種後 5日目のイネ幼苗（品種：日本晴、図 10参照、写真中、白バー 5mm)を実験 に供した。イネ幼苗をポット中で K氏 B液により水耕栽培し、各濃度の D-プシコースを K氏 B液に混ぜた。 5日に 1度同溶液を交換しながら、 10日間栽培を行った。その後、 土入りポットへ移植し、ガラス室'自然光で 7日間栽培した。次いで、 Total RNAを抽出 し、ノーザン解析を行った。

[結果]

育苗時に 0.005 mM力ら 0.5 mMの D-プシコースを混ぜた液肥で 10日間処理し、処 理後ポットに移植し、 1週間後に抵抗性関連遺伝子の挙動を確認した（図 11)。

その結果、 0.5 mMの D-プシコースを混ぜた液肥で育苗した場合には、抵抗性に関 連する遺伝子である PBZ1 (プロべナゾールにより発現誘導される PR遺伝子の一つ）、 キチナーゼ遺伝子（PCG3)の誘導が強く認められた（図 11)。 0.0005から 0. ImMまで の処理区では!、ずれの遺伝子も発現して!/、な力つたが、本条件下で恒常的に発現 する PAL遺伝子には影響は認められなカゝつた。

この処理により植物体の成長抑制が認められた〔表 6 (イネ育苗時における D-プシ コース処理の効果）、図 12〕。発芽後 5日目から 0.5

mMの D-プシコースを処理することにより、 5日目で植物体長が無処理区の 43%、根長 が 67%に抑制された (表 7)。し力しながら、根本数には変化はな力つた (表 7)。

[表 7]

[0071] 次に、この抑制が処理時の一過的なものである力、それとも一度処理を受けると不 可逆的に抑制が力かるのかを調べてみた。その結果、 D-プシコース処理後ポットに 移植して 1週間で無処理区に比べて 52.4%にまで回復し、 2週間後には約 80%にまで 植物体長が回復した〔表 8 (D-プシコースによるイネへの生育抑制作用の残存性）、 図 13〕。

[表 8]

力ッコ内は 処理 3：に対する比 Κ値をバ一セントで示した：

[0072] [考察]

希少糖の一つである D-プシコースの様々な効果が明らかになつてきた。その中で、 D-プシコースは植物抵抗性関連遺伝子の発現誘導活性を示し、ェリシター機能をも つことも明らかになった。そこで、イネ育苗時という閉鎖系で限られた期間にだけ D- プシコースを処理することにより、抵抗性関連遺伝子の発現や処理したイネにどのよ うな影響を与えるかを調査した。

その結果、予想通り抵抗性関連遺伝子の発現を誘起し、この誘導は D-プシコース 処理を終了して、ポット移植後も継続され、少なくとも 1週間（図 11)から 10日間は効 果が維持された。また、本処理により水耕時の生育抑制が認められた力 ポット移植 後約 2週間で無処理区と大差なく生育し、 D-プシコースの生育抑制作用は不可逆的 な作用ではないことが明ら力となった。

通常、苗床で過剰に生育した根は、育苗後の田植え時に機械的に切断されている 。この事を考えれば、育苗時の根の成長抑制は、後の生育に影響がない限りは有用 であると考えられた。また、処理時の一過的な生育抑制と耐病性の向上が望めるの で有れば、倒伏被害が予想される前に投げ込み剤的な処理により、一時期の成長を 抑制させることも可能である力もしれない。一般に矮ィ匕形質が耐病性とリンクする例は 多く、本研究結果も同類のものと考えることが可能力もしれな 、。

イネ育苗時の肥料養液に D-プシコースを添加した場合、生育抑制の効果が認めら れた。ただし、この作用は一過的なものであり、 D-プシコースを除くと生長は回復した 。この現象は、健全な（しつ力りした)イネの育苗やイネの倒伏防止に役立つものと考 えられる。

実施例 14

コチョウランやシンビジゥムの組織培養における、 D-プシコースの生長促進の効果 [材料と方法]

コチョウランおよびシンビジゥムの組織培養フラスコ苗を実験に供した。

コチョウランは、 D—プシコースまたは D—グルコース、 D—フラクトースを 0.005% (w/v)の濃度で添加した MS培地を用い、平成 16年 9月 6日にフラスコ苗を無菌的に 移植した。供試数は 1試験区 4株とし、上部に直径約 lcm結露防止穴を開けた 500ml 容量のガラス瓶を培養容器として使用した。培養は、 25°C、 5,0001ux(12時間日長）の 培養室にて行い、平成 17年 1月 24日に地上部や地下部の生育状況、根数を調査し た。結果を表 8 (コチョウラン苗の生育に及ぼす D—プシコース添加の影響）に示す。 シンビジゥムは、上記のコチョウランと同様に、 D—プシコースまたは D—グルコース 、 D—フラクトース、 D—ァロースを添カ卩した MS培地を用い、平成 16年 10月 4日にフ ラスコ苗を無菌的に移植した。その際、葉 4〜5枚と根 2本を残し、残りはメスで切り取 つた。供試数は 1試験区 4株とし、上部に直径約 lcm結露防止穴を開けた 900ml容量 のガラス瓶を培養容器として使用した。培養は、 25°C、 5,0001ux(12時間日長）の培養 室にて行い、平成 17年 2月 1日に地上部や地下部の生育状況、根数、脇芽数を調査 した。結果を表 9 (シンビジゥム苗の生育に及ぼす希少糖添加の影響）に示す。

[結果と考察]

コチョウランの組織培養培地に 0.005%(w/v)の濃度で D—プシコースを添カ卩し、生長 に及ぼす影響を調べた。その結果、対照区である無添カ卩区、 D—グルコース添カロ区 、 D—フラクトース添加区と比較して、地上部重量、地下部重量、根数に全てにおい て、 D—プシコースを添加することにより増加する傾向が認められた。このことから、 D ープシコースはコチョウラン苗に対して生長促進効果を示すことが明らかになった。 また、シンビジゥムの組織培養培地に 0.005%(w/v)の濃度で D—プシコースまたは D —ァロースを添加し、生長などに及ぼす影響を調べた。その結果、対照区である無 添カ卩区、 D—グルコース添カ卩区、 D—フラクトース添カ卩区と比較して、 D—ァロースを 添加することで、地上部重量、根数、脇芽数が増加する傾向が認められた。 D—プシ コースの添カ卩は若干の脇芽数の増加をもたらした力 コチョウランほどの効果は見ら れなかった。

以上のことから、 D—プシコースや D—ァロースは、コチョウランやシンビジゥムとい つた洋ランの苗に対して生長促進効果や脇芽形成促進効果を示すことが明らかにな つた。対象植物の種類や目的に応じて添加する希少糖を使い分けることによって、生 長促進や脇芽形成が図れることが明らかになった。

[表 9]

(S) 数字は、 4株の 均値で示した _s

[表 10] 地 、の添加 地上部重量 地下き重量 根数

( s) (g) (本） (¾ ) なし 2. 1 3. 8 10. 8 0

0. 00o¾ D-グルコース 1. 9 2. 9 9. 5 0

0. 005% D-フラク ト一ス 2. 0 3. 8 10. 0 0

0, 005¾ D -ブシ'コース 2. 0 4. 1 10. 8 0. 5

0. 005% D-ァロース 2. 7 4. 0 12. 8 3. 8

(注） 数字は、 4株の 均爐で示した: 実施例 15

トマト萎凋病への D—プシコースの影響

[材料と方法]

トマトとトマトの代表的な病原菌である萎凋病菌 (Fusarium oxvsporum)の系を用い て、育苗段階における感染時の D—プシコースの影響を調べた。

すなわち、トマト（品種'ノ、ウス祧太郎，）の種子を、 0.01%(w/v) D—プシコース溶液 または 0.007%(w/v)

プロべナゾール溶液に 15分間ゆっくり攪拌しながら浸漬処理を行い、滅菌ガーゼ上 で風乾したものを処理種子として用いた。育苗培地 (ピート：パーライト：バーミキユラィ ト = 2 : 1 : 1)に0.01% /

D—プシコースまたは 0.007%(w/v)プロべナゾールを混合した後、 9cm径の黒ポリポッ トに入れ、ここに上記処理種子を 4粒ずつ播種した。試験区ごとに 5ポット (合計 20粒 の種子）に播種した。播種後は、 23°C ' 5,0001ux (12時間日長）のグロースチャンバ一 に入れ、育苗を開始した。育苗開始 1か月後および 2か月後に萎凋病菌 (Bis i l oxvsporum IFO 31213株）の菌糸懸濁液を株元に接種することにより萎凋病菌の感 染を起こした。萎凋病菌接種の後は温度を 30°Cに上げ、栽培を継続した。播種から 約 4か月後に株の生存率、維管束や根の褐変状況、茎径などを調査した。

[結果と考察]

トマトの代表的な病害である萎凋病に及ぼす希少糖の影響を調べた結果、種子を D—プシコース溶液に浸漬処理するだけでもその後の萎凋病に対する抑制効果が 認められ、その効果はプロべナゾールと同等以上であった（図 14)。すなわち、種子 の処理を行わなかった場合の維菅束褐変率が 25%であるのに対し、 D—プシコース やプロべナゾールで処理を行った場合には維菅束褐変率が 5%にまで低下した。また 、それに伴って茎径も増加した。外観観察においても、 D プシコースで種子処理を 行った場合は無処理のものよりも健全な株に近ぐプロべナゾール処理よりも健全性 が高力つた。さらに、培地への添加を併用した場合には若干の薬害と考えられる葉の 黄ィ匕などが生じたものの、 D プシコース薬害の程度はプロべナゾールより小さぐ茎 径の減少の程度が小さ力つた。

以上の結果より、 D プシコースによる種子処理や培地への添加は、トマト萎凋病 菌の抑制に効果があることが明らかになった。

実施例 16

[材料と方法]

ナス栽培の過程で、 D プシコース散布の効果を調べた。

ナス（品種 '千両二号'）を実験に供した。ナス苗を「花と野菜の土」を入れた 7号素焼 き鉢に定植した、加温装置付きのビニール温室内で栽培試験を行った。肥料は IB化 成肥料を 1鉢につき 4粒ずつ株元に与え、灌水は自動給水とし一日 2回 500mlずつ行 つた。栽培中に週 1回の頻度で、水、 0.2%(w/v)

D グルコース溶液、 0.2%(w/v) D プシコース溶液を株全体に散布した。ナス株の 供試数はそれぞれ 10株とし、栽培は夏期（平成 16年 5月 14日から 7月 15日）と冬期（平 成 16年 11月 4日から平成 17年 2月 24日）の 2回行った。栽培過程での生育状況ゃ果 実収量を調査した。

[結果と考察]

ナス栽培について、夏期においては D プシコース溶液散布の顕著な効果は見ら れな力つたものの、冬期においては生育の促進 (地上部重量や地下部重量の増カロ） や果実収量の増加が見られた（図 15)。ナスは夏野菜であり栽培中は比較的高温を 好むが、冬期試験にぉ 、て加温装置は付!、て 、るものの最低夜温は 5°C程度にまで 低下し、ナスにとっては非常に大きなストレスとなっていたと予想される。こうした環境 下において、 D プシコース溶液の散布により生育の促進や収量の増加が見られた ことは、 D プシコースがナスに対して冬期の低温ストレスへの抵抗性を向上させた 効果であると考えられる。 実施例 17

[0076] [材料と方法]

トマト栽培の過程で、 D—プシコース散布の効果を調べた。

トマト（品種'祧太郎 '）を実験に供した。トマト苗を「花と野菜の土」を入れた 7号素焼き 鉢に定植し、加温装置付きのビニール温室内で栽培試験を行った。肥料は IB化成 肥料を 1鉢につき 4粒ずつ株元に与え、灌水は自動給水とし一日 2回 500mlずつ行つ た。栽培中に週 1回の頻度で、水、 0.2%(w/v)

D—グルコース溶液、 0.2%(w/v) D—プシコース溶液を株全体に散布した。トマト株 の供試数はそれぞれ 10株とし、栽培は夏期（平成 16年 4月 20日から 8月 9日）と冬期（ 平成 16年 11月 4日から平成 17年 3月 14日）の 2回行った。栽培過程での生育状況や 果実収量を調査した。

[結果と考察]

トマト栽培について、夏期においては D—プシコース溶液散布の顕著な効果は見ら れな力つたものの、冬期においては果実個数や果実収量の増加が見られた（図 16) 。トマトは夏野菜であり栽培中は比較的高温を好むが、冬期試験において加温装置 は付いているものの最低夜温は 5°C程度にまで低下し、トマトにとっては非常に大き なストレスとなっていたと予想される。こうした環境下において、 D—プシコース溶液の 散布により生育の促進や収量の増加が見られたことは、 D—プシコースがトマトに対 して冬期の低温ストレスへの抵抗性を向上させた効果であると考えられる。

実施例 18

[0077] [材料と方法]

キチンオリゴ糖などのオリゴ糖ゃ二糖類であるシユークロースの誘導体 (パラチノー スゃフルォロシュ一クロースなど）は、植物に対してェリシター（生体防御誘導物質）と して作用し、種々の防御応答を引き起こすことが知られている。これらのことから、 D —プシコースなどの希少糖も植物にぉ 、てはェリシター作用を示し、病害抵抗性の 向上などを引き起こす可能性が期待された。

そこで、トマトとトマトの代表的な病原菌である萎凋病菌 (Fusarium oxvsporum)の系 を用いて、感染時の D—プシコースの影響を調べた。 すなわち、トマト（品種'ノ、ウス祧太郎'）の種子を、 0.01%(w/v)から 0.1%(w/v)の D— プシコース溶液に 15分間ゆっくり攪拌しながら浸漬処理を行い、滅菌ガーゼ上で風 乾したものを処理種子として用いた。 l%(w/v)寒天を 25ml入れた直径 9cmのプラスチッ クシャーレの中央部に、ポテトデキストロース寒天培地で 1週間培養した萎凋病菌 (E usarium oxvsporum IFO 9967株および IFO 31213株）を寒天培地ごとコルクポーラ一 で打ち抜いた菌糸ディスク（直径 lcm)を置き、その周囲に上記処理種子 10粒をほぼ 等間隔で並べた。この際、寒天培地に 0.01%(w/v)から 0.1%(w/v)の D—プシコースを 添加した試験区を設けた。次いで、 23°Cの暗黒条件下に 7日から 10日間置き、芽の 伸長、根の伸長、芽の展開率、根への感染状況などを観察した。結果を表 11に示す

[0078] [表 11]

[0079] [結果と考察]

トマトへの萎凋病菌感染実験の結果、萎凋病菌として IFO 31213株を用いた場合は 、 0.01%(w/v)および 0.05%(w/v)D—プシコース溶液での浸漬処理により、発芽時の感 染による芽や根の伸長障害が緩和された。し力しながら、 D—プシコース溶液の濃度 力 SO. l%(w/v)になると芽長および根長ともに減少した。これは D -プシコースの直接的 な伸長抑制効果によると考えられた。 また、感染実験の際の寒天培地に D プシコースを添加することにより萎凋病菌の 菌糸伸長が抑制され、芽や根の伸長障害がさらに緩和された。

D プシコースにより種子を処理した区やさらに寒天培地に D プシコ一スを添カロ した区では、いずれも芽の展開率の改善や根への萎凋病菌感染による褐変の低減 も観察された。 一方、萎凋病菌として IFO 9967株を用いた場合、 IFO 31213株ほど 顕著に芽や根の伸長障害改善効果は認められなかった。これは IFO 9967株の感染 力もしくは病害性が IF031213株より弱力つたためと考えられる力 芽の展開率の改善 や根への萎凋病菌感染による褐変の低減は IFO 31213株を用いた場合と同様に観 察できた。

以上の結果から、トマト種子を D プシコースで処理することで萎凋病菌感染による 障害を低減でき、さらに培地に D プシコースを添加することにより萎凋病菌の菌糸 伸長が抑制され効果が増大することが確認された。このことから、 D プシコースが植 物病害抵抗性向上に役立つことが明らかになった。

実施例 19

[0080] [材料と方法]

代表的な植物病原菌である萎凋病菌 (Fusarium oxvsporum)、炭疽病菌 (Glomerell a cingulata)、半 萎调丙齒 (Verticillium dahliae)、灰色力び;！丙齒 (Botrvtlis cinerea) を対象として、菌糸伸長に及ぼす希少糖の影響を調べた。

供試菌株は、 IFO 31213株、 IFO 6425株、 IFO 9765株、 IFO9760株を用いた。

各供試菌株をポテトデキストロース寒天培地上で 23°Cにて 7日間培養したものを培 地ごと直径 1.1cmに打ち抜き、これを 0.05%(w/v)の希少糖を添カ卩した寒天培地を入れ たシャーレの中央に置き、 23°Cにて 7日間培養した。培養後、伸長した菌糸の長さを 測定した。

結果を表 12に示す。

[0081] [表 12]

[0082] [結果と考察]

各植物病原菌の菌糸伸長を測定した結果、 、ずれの病原菌につ 、ても D—アルト ロースが最も高 、抑制効果を示し、 D—ァロースや D -プシコースがこれに続 、た。 以上の結果から、 D—アルトロース、 D—ァロース、 D—プシコースといった希少糖が 植物病原菌の菌糸伸長を抑制する効果があることが明らかになった。

実施例 20

[0083] [材料と方法]

ホウレンソゥなどの立ち枯れを起こす苗立枯病菌 (Pvthium ultimum)について、卵 胞子形成に及ぼす希少糖の効果を調べた。

Pvthi醒属菌は、鞭毛菌類に属し、造卵器と造精器による有性生殖を行い、卵胞子 を形成する。卵胞子は、適当な温湿度条件が整うと発芽し、菌糸または遊走子を形 成し、植物体に感染することにより急速に蔓延する。

まず、苗立枯病原菌（Pvthium ϋΙϋπ Π)として IFO 32426株を用い、 200mlの V8培 地にて 23°Cで 1週間静置培養を行った。得られた菌糸マットを滅菌水でよく洗浄した 後、ピンセットで 16等分に分割した。この菌糸を小さく均一にほぐした後、 0.05%(w/v) 濃度の糖溶液 20mlに浸し、 23°Cにて 4日間静置した。その後、卵胞子の形成を顕微 鏡で観察した。また、同様の実験を、ショウガ根茎腐 ¾Γ病菌（Pvthium zinriberum) IF O 30817株を用いて行った。

[0084] [結果と考察]

苗立枯病菌の卵胞子形成に及ぼす希少糖の効果を調べた結果を図 17に示す。 図 17の写真は、卵胞子形成の様子を顕微鏡で観察したもので、黒っぽい小さな粒の ように見えるのが卵胞子、糸のように見えるのは苗立枯病菌の菌糸である。もともと菌 糸だけであったものが、 4日間の放置により卵胞子が形成された様子を示している。 図 17を見ると、 D -ダルコースゃ D -フラクトースを添加しても全く影響がな力つた（ 対照区:無添カ卩区と変わらない。）のに対して、 D ァロースを添加することにより卵 胞子形成が全く見られなくなった。 D ァロースに比べて効果は小さ力つたが、 L- ガラクトースゃ D プシコースでも卵胞子形成が抑制された。抑制の程度は D ァロ 一ス> ガラクトース>0—プシコースという傾向であった。また、ショウガ根茎腐敗 病菌を用いた実験でも同様の効果が見られた。

以上の結果から、農作物に壊滅的な被害を及ぼす苗立枯病菌など属の Pythi醒病 原菌に対して、 D ァロースなどの希少糖が卵胞子形成を阻害し、感染予防や感染 抑制に効果があることが明らかになった。

実施例 21

[0085] [材料と方法]

イチゴ栽培の過程で、 D プシコース散布の効果を調べた。

イチゴ (品種'さちのか，）を実験に供した。イチゴ苗をロックウール 'ピートモス混合培 地に定植した後、大塚 A処方水耕養液を用いて、ガラス温室中で養液栽培を行った 。栽培中に週 1回の頻度で、水、 0.2%(w/v) D—グルコース溶液、 0.2%(w/v) D プ シコース溶液を株全体に散布した。イチゴ株の供試数はそれぞれ 17株、 19株、 18株 とし、平成 16年 9月 24日に定植し、平成 16年 10月 22日より散布を開始した。平成 17年 3月 7日までの生育状況、果実収量、果実品質などを調査した。

[結果と考察]

栽培期間中のイチゴの生育、果実収量、果実品質などを調査した結果、生育や総 収量には大きな差は見られな力つた。し力しながら、 D—プシコース散布区では、花 芽形成の促進とそれに伴う収穫時期の早期化および果実中の酸度やビタミン C含有 量の向上が認められた。植物の花芽形成（図 18)や果実中のビタミン C含有量（図 19 )は、各種ストレスにより増カロ'促進されることが知られているため、イチゴは D-プシコ ースの散布をストレスとして認識して 、ると考えられた。

実施例 22

[0086] [材料と方法]

プリムラを用いて、乾燥ストレスに及ぼす D プシコース散布の効果を調べた。巿販 のポット植えのプリムラに、水、 0.2%(w/v) D グルコース溶液、 0.2%(w/v) D プシ コース溶液を株全体に葉面散布した。次に、ポット下部カゝら十分に灌水させた後、灌 水を全く行わない状態で放置し、萎れの状況を観察した。

[結果と考察]

水や D—グルコースを葉面散布した試験区では、試験開始 1日後には株全体の萎れ が見られたが、 D—プシコースを葉面散布した場合は萎れの程度が僅かであり、同程 度の萎れが生じるまで 2日を要した。このことから、プシコースの散布が乾燥ストレス への抵抗性を向上させることが明らかになった。

実施例 23

[0087] 希少糖の微生物抑制作用

[材料と方法]

生活環境でも一般的に見られる代表的な糸状菌である、黒麹カビ (Aspergillus nige r)ゝ黒カビ (し ladosporium ciaaosponoides)ゝ肯カビ (Penicilnum

chrvsoeenum)を対象として、菌糸伸長に及ぼす希少糖の影響を調べた。

供試菌株は、 NBRC 4066株、 NBRC 4459株、 NBRC 4626株を用いた。

各供試菌株をポテトデキストロース寒天培地上で 25°Cにて 7日間培養し、菌糸がシ ヤーレ全面に展開したものを寒天培地ごと直径 1.1cmの円盤状に打ち抜き、これを 0. 05%(w/v)の各種単糖類（ァリトール、 D-アルトロース、 L-マンノース、 L-ガラクトース、 D—タガトース、 D—ソルボース、 D—プシコース、 D—ァロース、 D—グルコース、 D—フラタト ース）を添カ卩した寒天培地（1%バタトァガー）を入れたシャーレの中央に置き、 25°Cに て 4日間培養した。培養後、培地表面に伸長した菌糸の長さを測定した。各試験区ご とに 2枚の培地を用意し、菌糸の長さはその平均値として示した。

[結果と考察]

結果を図 18に示す。各糸状菌の菌糸伸長を測定した結果、糸状菌の種類によつ て効果は異なるものの、 D-アルトロース、 D-ァロース、 D-プシコース、 L-ガラクトース が菌糸伸長を抑制する効果が認められた。この結果から、希少糖が防黴剤として利 用できることが明らかになった。

産業上の利用可能性

[0088] 希少糖は、農薬の使用量を飛躍的に減少させる可能性があり、農薬残留、環境に 対する汚染等、安全性に関する問題のほとんどない画期的な農薬となることが期待 できる。また、本発明は、植物病害抑制など植物栽培において有用なだけではなぐ 各種有害微生物の増殖抑制方法も含むものであり、食品の製造加工、医療現場、住 環境、空調設備などの分野でも利用が可能である。

また、本発明は、従来の農薬のような有機合成によって塩素等の有毒な元素を含 むことなぐ炭素、酸素、水素のみ力もなる単糖である希少糖が植物のいろいろの場 面での生長調節に対して利用できる可能性を示したものである。このことは安全でし かも自然界にやさ 、各種植物調整剤として利用可能であることが確認されたもので ある。今後詳細なメカニズムの解明や、他の植物、その他の生長段階への影響を詳 細に検討することで新しい希少糖を素材とした植物生長調整剤の開発が加速される ことが期待される。今後異なる希少糖の作用をより明確にし、様々な組み合わせで使 用することにより、簡便に作物の生育調節が可能になる力もしれない。生育調節によ り収穫時期をずらすことで、市場で価格の高い時期での出荷が可能となれば、その 経済効果はより高くなると期待される。

図面の簡単な説明

圆 1]D—プシコースによる全身獲得抵抗性誘導を説明する図面である。

[図 2]ラフレモン切り取り葉におけるリポキシゲナーゼ遺伝子発現のノーザンプロット 解析を示す図面に代わる写真である。

[図 3]ラフレモン切り取り葉におけるキチナーゼ遺伝子発現のノーザンプロット解析を 示す図面に代わる写真である。

圆 4]イチゴ果実に及ぼす糖の影響を示す図面である。

圆 5]希少糖処理がクマガワブドウ挿し木の萌芽率に及ぼす影響を示す図面である（ バーは標準誤差を表す)。

[図 6]ブドウ'ネオ ·マスカッド休眠枝の芽に対するプシコースの休眠打破効果を示す 図面である (バーは標準誤差を表す)。

「闵 71D-プシコースによるカキ（DiosDyros kaM)種子の発芽に及ぼす影響を示す図面 に代わる写真である。

[図 8]希少糖処理がォカヒジキ (Salsora komarovii)の発芽に及ぼす影響を示す図面 である。

[図 9]シロイヌナズナ LER系統の発芽に及ぼす 8種類のケトースの影響を示す図面で ある。

[図 10]イネ（品種：日本晴)播種後 5日目の図面に代わる写真である。

圆 11]D-プシコース処理の抵抗性関連遺伝子の発現誘導を示す図面に代わる写真 である。

[図 12]イネ育苗時における D-プシコース処理の効果を示す図面に代わる写真である

[図 13]D-プシコース処理後ポットに移植して 14日目のイネへを示す図面に代わる写 真である。

[図 14]トマト萎凋病に及ぼす D—プシコースの効果を示す図面である。

[図 15]冬期ナスの生育や収量に及ぼす D-プシコース溶液散布の効果を示す図面で ある。

[図 16]冬期トマトの果実収量に及ぼす D-プシコース溶液散布の効果を示す図面であ る。

圆 17]苗立枯病菌の卵胞子形成に及ぼす希少糖の効果を示す写真である。

[図 18]イチゴ花芽形成に及ぼす D -プシコース溶液散布の効果を示す図面である。

[図 19]イチゴ果実品質に及ぼす D—プシコース溶液散布の効果を示す図面である。 圆 20]糸状菌の菌糸伸長に及ぼす影響

圆 21]植物の全身獲得抵抗性誘導のメカニズムを説明する図面である

[図 22]ィズモリング（Izumoring)連携図である。

[図 23]図 22の下段のィズモリング C6の説明図である。

Claims

請求の範囲

[I] 植物の全身獲得抵抗性の誘導の効果を有する、希少糖を有効成分とする組成物。

[2] 該組成物が、全身獲得抵抗性の誘導剤である請求項 1の組成物。

[3] 上記の全身獲得抵抗性の誘導剤が、植物の全身獲得抵抗性の誘導の効果を利用 した農薬である請求項 2の組成物。

[4] 上記の全身獲得抵抗性の誘導剤が、植物病害抑制剤である請求項 2の組成物。

[5] 上記の全身獲得抵抗性の誘導剤が、植物生長調節因子の誘導剤である請求項 2 の組成物。

[6] 上記の植物生長調節因子が、病害抵抗性、虫害抵抗性、果実の成熟、休眠打破、 発芽調節、乾燥耐性、そのほか低温耐性、高温耐性、塩類耐性、重金属耐性などの 環境ストレス耐性および開花促進力 なる植物ホルモン的な作用の群力 選ばれる 請求項 5の組成物。

[7] 成長促進または抑制作用に基づく植物の成長調節の効果を有する、希少糖を有 効成分とする組成物。

[8] 該組成物が、植物生長調節剤である請求項 7の組成物。

[9] 微生物の増殖抑制の効果を有する、希少糖を有効成分とする組成物。

[10] 微生物の増殖抑制剤である請求項 9の組成物。

[II] 前記希少糖がアルドースまたはケトースである請求項 1ないし 10のいずれかの組成 物。

[12] 前記ケトースが D—プシコース、または D—プシコースと D—フラクトースの混合物 である請求項 11の組成物。

[13] 前記アルドースが D—ァロース、 D—アルトロースまたは L—ガラクトースである請求 項 11の組成物。

[14] 希少糖を植物に対して全身獲得抵抗性の誘導に使用することを特徴とする希少糖 の使用方法。

[15] 上記の全身獲得抵抗性の誘導が、全身獲得抵抗性の誘導の効果を利用した農薬 的作用の誘導である請求項 14の希少糖の使用方法。

[16] 上記の全身獲得抵抗性の誘導が、植物病害抑制の誘導である請求項 14の希少糖 の使用方法。

[17] 上記の全身獲得抵抗性の誘導が、植物生長調節因子の誘導である請求項 14の希 少糖の使用方法。

[18] 上記の植物生長調節因子が、病害抵抗性、虫害抵抗性、果実の成熟、休眠打破、 発芽調節、乾燥耐性、そのほか低温耐性、高温耐性、塩類耐性、重金属耐性などの 環境ストレス耐性および開花促進力 なる植物ホルモン的な作用の群力 選ばれる 請求項 17の希少糖の使用方法。

[19] 希少糖を植物に対してその成長促進または抑制作用に基づく成長の調節に使用 することを特徴とする希少糖の使用方法。

[20] 希少糖を植物生長調節剤として使用する請求項 19の希少糖の使用方法。

[21] 希少糖を微生物に対してその増殖の抑制に使用することを特徴とする希少糖の使 用方法。

[22] 希少糖を微生物増殖抑制剤として使用する請求項 21の希少糖の使用方法。

[23] 前記希少糖がアルドースまたはケトースである請求項 14な 、し 22の 、ずれかの希 少糖の使用方法。

[24] 前記ケトースが D—プシコース、または D—プシコースと D—フラクトースの混合物 である請求項 23の希少糖の使用方法。

[25] 前記アルドースが D—ァロース、 D—アルトロースまたは L—ガラクトースである請求 項 23の希少糖の使用方法。