WO2015129841A1 - 農園芸用組成物及び植物の栽培方法 - Google Patents

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WO2015129841A1
WO2015129841A1 PCT/JP2015/055740 JP2015055740W WO2015129841A1 WO 2015129841 A1 WO2015129841 A1 WO 2015129841A1 JP 2015055740 W JP2015055740 W JP 2015055740W WO 2015129841 A1 WO2015129841 A1 WO 2015129841A1
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isoleucine
fruit
plant
ile
sprayed
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亜琴 郎
▲陽▼ 陳
近藤　悟
俊二 鈴木
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味の素株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N37/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most two bonds to halogen, e.g. carboxylic acids
    • A01N37/44—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic compounds containing a carbon atom having three bonds to hetero atoms with at the most two bonds to halogen, e.g. carboxylic acids containing at least one carboxylic group or a thio analogue, or a derivative thereof, and a nitrogen atom attached to the same carbon skeleton by a single or double bond, this nitrogen atom not being a member of a derivative or of a thio analogue of a carboxylic group, e.g. amino-carboxylic acids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G22/00—Cultivation of specific crops or plants not otherwise provided for
    • A01G22/05—Fruit crops, e.g. strawberries, tomatoes or cucumbers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G22/00—Cultivation of specific crops or plants not otherwise provided for
    • A01G22/20—Cereals
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A01G7/00—Botany in general
    • A01G7/06—Treatment of growing trees or plants, e.g. for preventing decay of wood, for tingeing flowers or wood, for prolonging the life of plants
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23B—PRESERVING, e.g. BY CANNING, MEAT, FISH, EGGS, FRUIT, VEGETABLES, EDIBLE SEEDS; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES; THE PRESERVED, RIPENED, OR CANNED PRODUCTS
    • A23B7/00—Preservation or chemical ripening of fruit or vegetables
    • A23B7/14—Preserving or ripening with chemicals not covered by groups A23B7/08 or A23B7/10
    • A23B7/153—Preserving or ripening with chemicals not covered by groups A23B7/08 or A23B7/10 in the form of liquids or solids
    • A23B7/154—Organic compounds; Microorganisms; Enzymes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00—Other organic fertilisers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00—Other organic fertilisers
    • C05F11/10—Fertilisers containing plant vitamins or hormones

Definitions

  • the present invention relates to an agricultural and horticultural composition and a plant cultivation method, and more particularly to an agricultural and horticultural composition that can promote flowering and fruiting of plants, coloring of fruits before and after harvesting, and use thereof.
  • Chemical fertilizers and plant hormones are used to improve the growth of crops and the quality of fruits and fruits, but problems remain in terms of environmental impact and cost.
  • An amino acid is expected as a component of an inexpensive agricultural and horticultural composition having little influence on the environment.
  • a flower bud formation promoter containing proline as an active ingredient (Patent Document 1), a branched chain such as valine or leucine.
  • Plant high temperature stress tolerance imparting agent containing amino acids Plant high temperature stress tolerance imparting agent containing amino acids (Patent Document 2), plant growth promoting liquid fertilizer containing 18 types of amino acids (Patent Document 3), and allelopathic effect of plants containing amino acid fermentation by-products or nucleic acid fermentation by-products And / or a drug for enhancing phytoalexin production (Patent Document 4) and the like are known. Further, it has been reported that the content of leaf amino acids, chlorophyll and carotenoids has been increased by hydroponic cultivation of tobacco with an aqueous solution containing glutamic acid, aspartic acid and phenylalanine (Non-patent Document 1).
  • Patent Document 3 contains 0.05% isoleucine, and the spraying concentration is 0.019 mM to 0.076 mM.
  • Patent Document 4 describes that the production of momilactones A and B was promoted by treating rice seeds with 0.2 to 20 mM isoleucine.
  • jasmonic acid a kind of plant hormone
  • morphogenesis flower formation, tuber formation
  • transcriptional activation of genes that respond to stress such as insect damage and disease.
  • Fruiting or coloring is promoted by treating fruits such as tomatoes and strawberries with methyl jasmonate (Non-Patent Documents 2 and 3).
  • Non-patent Document 7 Insect damage resistance can be achieved by immersing Lima bean seedlings in a solution of a complex of leucine or isoleucine and 1-oxo-indan-4-carboxylic acid or 1-hydroxyindan-4-carboxylic acid. Synthesis of volatile substances involved in sex is induced, and it has been shown that a complex of an amino acid and jasmonic acid is an intermediate of the octadecanoid signaling pathway (Non-patent Document 8).
  • Non-Patent Document 9 when barley leaves were dipped in a solution that induces osmotic stress (D-sorbitol, D-mannitol, polyethylene glycol 6000, sodium chloride), it was reported that jasmonic acid and the complex of jasmonic acid and amino acids increased. (Non-Patent Document 9).
  • Non-patent Document 10 reports have been made on the effects of branched chain amino acids and the like on tomato growth, nutritional status, and growth, survival, and reproduction of tobacco whitefly (Bemisia tabaci) (Non-patent Document 10).
  • the treatment concentration of isoleucine in this report is 0.012 mM to 0.035 mM.
  • Patent Document 5 The treatment concentration of isoleucine in this report is 1.1 to 4.3 nM.
  • the foliar spray fertilizer containing various amino acids, trace elements, chitinsan, etc. has effects such as increase in plant fruit and sugar content (Patent Document 6), and trace elements and various amino acids. It has been reported that the foliar spray fertilizers included increase the yield of Chinese cabbage (Patent Document 7). Furthermore, it has been reported that apple anthocyanin (Non-patent Document 11) is increased by glutamic acid and grape anthocyanin (Non-patent Document 12) is increased by phenylalanine. It has also been reported that fruit coloring is promoted by methionine (Patent Document 8).
  • Non-patent Document 13 In addition, in the hydroponic cultivation of Chingensai, we investigated the effect on growth etc. by replacing 20% of nitrate nitrogen in nutrient solution with 20 individual amino acids. It has been reported that the nitrogen and phosphorus contents of the plant were increased, but there was no effect on the growth (weight of the strain) (Non-patent Document 13).
  • the present invention can promote flowering and fruiting of plants, coloration of fruits, increase of essential amino acids and / or ⁇ -aminobutyric acid ( ⁇ -ABA) content, or coloration of harvested fruits at an early high quality. It is an object of the present invention to provide a safe agricultural and horticultural composition that improves the yield of fresh plants (fruits or grains).
  • the present inventor promoted flowering, fruiting, and fruit coloring by spraying an isoleucine solution on plants, and spraying an isoleucine solution on fruits.
  • the present inventors have found that high-quality plants can be produced with improved yields at an early stage, resulting in the completion of the present invention.
  • the present invention is as follows. (1) A method for cultivating a plant, comprising spraying a solution containing 0.5 mM to 75 mM of isoleucine on fruit vegetables, fruit trees or cereal plants. (2) The above method, wherein the isoleucine is L-isoleucine. (3) The method as described above, wherein the solution containing isoleucine is a solution containing purified isoleucine, isoleucine fermentation broth or fermentation by-product, or a fraction thereof containing isoleucine.
  • By spraying the isoleucine-containing solution one or more actions selected from fruit coloring promotion, essential amino acid and / or ⁇ -aminobutyric acid content improvement, carotenoid synthesis promotion, and antioxidant action improvement are exhibited.
  • the ripening promotion method (13) The method for promoting ripening, wherein the fruit is a fruit of a plant belonging to the solanaceous family, the grape family, or the rose family. (14) The method for promoting ripening, wherein the fruit is tomato, grape, or apple. (15) An agricultural and horticultural composition comprising isoleucine as an active ingredient and sprayed on a fruit vegetable, fruit tree, grain plant or harvested fruit as a solution having an isoleucine concentration of 0.5 mM to 75 mM.
  • the figure which shows the state of the flowering and fruiting of the tomato which sprayed isoleucine (photograph which shows the form of a living thing). Arrow indicates fruit set.
  • the vertical axis is the number of colored fruits per plant.
  • the vertical axis is the average number of fruits per plant.
  • the vertical axis is the number of colored fruits per 4 strains.
  • a Number of colored fruits
  • b Photograph of fruits produced by flowering on the same day (form of organism).
  • the vertical axis is the number of fruits per 4 strains.
  • the vertical axis is the number of colored fruits per plant.
  • the vertical axis is the number of fruits per plant.
  • the horizontal axis is the amount of antioxidants that have the ability to scavenge free radicals equivalent to catechin in 100 g of sample (fresh weight).
  • the vertical axis of the graph is the carotenoid relative content.
  • the vertical axis is the relative expression level.
  • the vertical axis is the relative expression level.
  • the vertical axis is the relative expression level.
  • the vertical axis is the relative expression level.
  • the vertical axis is the relative expression level.
  • the vertical axis is the relative expression level.
  • the vertical axis is the relative expression level.
  • the vertical axis represents the amount of anthocyanin ( ⁇ mol / g dry weight callus).
  • the agricultural and horticultural composition of the present invention contains isoleucine as an active ingredient.
  • the isoleucine is preferably L-isoleucine.
  • amino acids in this specification are in the L-form.
  • the isoleucine may be purified or roughly purified, or may be a culture (fermented liquid) or fermentation byproduct containing isoleucine, or a fraction thereof containing isoleucine.
  • the agricultural and horticultural composition of the present invention may contain an optional component other than isoleucine as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • optional component include carriers, pH adjusters, fertilizer components such as minerals for enhancing fertilization effect, agricultural chemical components, binders, extenders and the like.
  • components usually used for agricultural chemicals, fertilizers and the like can be used as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the composition for agriculture and horticulture may contain amino acids other than isoleucine.
  • the dosage form of the agricultural and horticultural composition is not particularly limited as long as a solution that can be spread at the time of use can be prepared, and any form of use such as a liquid, a powder, a granule, and an emulsion may be used.
  • the agricultural and horticultural composition of the present invention is preferably applied to the foliage and / or fruit when applied to plants.
  • a spreading agent may be added to increase the spreading power of the agricultural or horticultural composition on the foliage or fruit, and a component such as a surfactant may be added to increase the permeability of isoleucine to the plant.
  • spreading agents include Approach BI TM (Kao Corporation), Mix Power TM (Syngenta Japan Ltd.), Squash TM (Maruwa Biochemical Ltd.), and the like.
  • the surfactant any of nonionic, anionic, cationic and amphoteric can be used.
  • polyoxyethylene alkyl ether polyoxyethylene alkyl aryl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, oxyethylene polymer, oxypropylene polymer, polyoxyethylene alkyl phosphate ester , Fatty acid salt, alkyl sulfate ester salt, alkyl sulfonate salt, alkyl aryl sulfonate salt, alkyl phosphate salt, alkyl phosphate ester salt, polyoxyethylene alkyl sulfate ester, quaternary ammonium salt, oxyalkylamine, lecithin, Such as saponin.
  • gelatin, casein, starch, agar, polyvinyl alcohol, sodium alginate and the like can be used as auxiliary agents.
  • the solid or powdery agricultural or horticultural composition may be dissolved or dispersed in a solvent such as water or alcohol. Moreover, you may dilute a liquid agricultural and horticultural composition with solvents, such as water and alcohol. Examples of alcohols include ethanol, methanol, isopropyl alcohol and the like.
  • the isoleucine content in the agricultural and horticultural composition is not particularly limited as long as the isoleucine can be sprayed on the plant or the harvested fruit as a solution having a predetermined concentration described later at the time of application. Since it is the agricultural and horticultural composition of the present invention, the sales form of the product may be a solid or a solution, but in the case of a solution, it is preferably 0.5 mM to a saturated concentration. Incidentally, the solubility of isoleucine in water is about 0.3 M (40.2 g / L (20 ° C.), 41.2 g / L (50 ° C.)).
  • the concentration of isoleucine at the time of application of the agricultural and horticultural composition is usually 0.5 mM to 75 mM, preferably 0.5 mM to 50.0 mM, more preferably 1.0 mM to 20.0 mM, still more preferably 5.0 mM to 10. 0 mM.
  • the content of isoleucine in the agricultural and horticultural composition is not particularly limited, but it is 1% by weight or more, preferably 50% or more, more preferably 70% or more in terms of dry matter, and avoids damage caused by impurities such as salt damage and the effect of isoleucine. This range is preferable from the viewpoint of revealing.
  • the composition for agricultural and horticultural use of the present invention has a flowering promoting action, a fruit promoting action, a fruit number improving action, a fruit coloring promoting action, an essential amino acid and / or ⁇ -aminobutyric acid content improving action, a carotenoid synthesis promoting action, and In addition, it has at least one action of improving the antioxidant action. Therefore, the composition for agricultural and horticultural use is at least one of flowering promotion, fruit set promotion, fruit number improvement, fruit coloring promotion, essential amino acid and / or ⁇ -aminobutyric acid content improvement, carotenoid synthesis promotion, and antioxidant action improvement. It can be used in any application, and as a result, the yield of plants can be improved early and / or the quality can be improved.
  • the application target of the composition for agricultural and horticultural use of the present invention is not particularly limited as long as the above action is exerted by isoleucine, and fruit vegetables (fruit-edible vegetables), fruit trees, grain plants, etc. from before flowering Is included.
  • fruit vegetables fruit-edible vegetables
  • it may be a fruit vegetable, a fruit tree, or a grain plant after flowering, but it is usually preferred from before flowering.
  • Fruit vegetables include tomatoes (including cherry tomatoes), okra, eggplant, capsicum, cucumber, melon, bittern, pumpkin, cucumber, chayote, watermelon, strawberry, soybean, red beans, broad bean, pea, peanut, cowpea, lupine, clover And alfalfa.
  • Fruit trees include Karin, Chugokunashi, Pear, Quince, Currant, Juneberry, Shipoba, Apple, American Cherry, Apricot, Ume, Cherry, Sumio cherry, Spinosasomomo, Plum, Peach, Almond, Ginkgo, Chestnut, Walnut, Pecan , Akebi, figs, oysters, raspberry, kiwifruit, gummy, mulberry, cranberry, cowberry, pomegranate, sarunasi, sea buckthorn, currant, jujube, elder, bilberry, redcurrant, grape, blackberry, blueberry, poppo, pine bush, raspberry , Fruit trees such as euglena, citrus, kumquat, karatachi, olive, loquat, and bayberry.
  • Grain plants are plants that use seeds as food, and examples include wheat, barley, rice, corn, sorghum, millet, buckwheat, rye, triticale, and buckwheat.
  • the variety of fruit vegetables is not particularly limited. For example, as tomatoes (including cherry tomatoes), Momotaro, Rome, Kotobuki, Fast Tomato, Red Round Ball, Yellow Carol, Partier, Mini Carol, Micro Tom, Sun Cherry Pure Etc.
  • hot peppers include Anaheim, peppers, shishito, hawk claws, Manganji shrimp, paprika, habanero, Jolokia, and jalapeno.
  • the fruit tree varieties are not particularly limited.
  • grapes include Cabernet Sauvignon, Chardonnay, Tempranillo, Pinot Noir, Muscat, Koshu, Kai Road, Kyoho, and Pione.
  • apples include Tsuruga, Fuji, Golden Delicious, Benitama, Kunimitsu, Mutsu, Wang Lin, Jonagold, etc.
  • a preferred plant in the present invention is a plant to which a fruit is attached, and includes both fruit vegetables and fruit trees.
  • Particularly preferred plants are plants belonging to the family Solanaceae, Grapeaceae, or Rosaceae, among which tomatoes, peppers, grapes, and apples are preferred.
  • the method of the present invention is a method for cultivating a plant, comprising spraying a solution containing 0.5 mM to 75 mM of isoleucine on fruit vegetables, fruit trees or cereal plants.
  • the composition for agricultural and horticultural use of the present invention is sprayed on the leaves and / or fruits of plants to promote flowering, promote fruit, improve the number of fruit, promote fruit coloring,
  • This is a method for cultivating a plant, which exhibits at least one of the improvement of the essential amino acid and / or ⁇ -aminobutyric acid content, the promotion of carotenoid synthesis, and the improvement of antioxidant effect.
  • a solution containing 0.5 mM to 75 mM isoleucine can be prepared by dissolving and diluting the agricultural and horticultural composition of the present invention in a solvent as necessary.
  • a plant body to which the composition for agriculture and horticulture of the present invention is sprayed leaves or fruits are preferable.
  • Particularly preferred is foliar application.
  • the foliar application means that it is only necessary to be applied to at least the foliage, and it may be applied to other parts together with the foliage. The same applies to fruits.
  • the agricultural and horticultural composition may be applied to the harvested fruit.
  • Ripening can be promoted by spraying the composition for agriculture and horticulture on the fruit. Promoting ripening includes promoting coloration, increasing lycopene content, increasing sugar content, and increasing amino acid content such as glutamic acid.
  • the composition for agricultural and horticultural use of the present invention is applied to plants, flowering promotion, fruit set promotion, fruit number improvement, fruit coloring promotion, amino acid and / or ⁇ -ABA content improvement, carotenoid synthesis
  • This is a plant cultivation method that improves the yield of plants at an early stage, improves quality, promotes growth, or accelerates harvest time.
  • the other form of this invention is the method of accelerating
  • amino acids whose content is improved include essential amino acids.
  • the essential amino acid includes at least one of tryptophan, lysine, threonine, valine, leucine, isoleucine, and histidine.
  • the amount of application of the agricultural and horticultural composition is not particularly limited, but the amount of isoleucine is usually 6.5 to 3000 g / ha, preferably 6.5 to 2000 g / ha, more preferably 13 to 800 g / ha, and more preferably. Is preferably from 65 g to 400 g / ha.
  • the amount of isoleucine is usually 0.002 to 0.3 g / g (fruit), preferably 0.002 to 0.2 g / g (fruit), more preferably 0.004 g. It is preferably 0.08 g / g (fruit), more preferably 0.02 g to 0.04 g / g (fruit).
  • the application time of the agricultural and horticultural composition to the plant can be appropriately set according to the expected effect. For example, it is preferable to apply before flowering to promote flowering, to promote fruiting, to improve the number of fruiting before fruiting before fruiting, and to promote coloring, after fruiting and before harvesting.
  • the number of times of application is not particularly limited, and may be once or twice or more.
  • the spraying method is not particularly limited, but it is sprayed so that the agricultural and horticultural composition spreads on the entire above-ground part of the plant including the foliage and fruits, preferably the leaf surface and / or the fruit. It is desirable to do.
  • an operation in which the spray port of the agricultural and horticultural composition is directed to the leaf surface or the back surface part is desired.
  • the amount of sprayed liquid be 100 liters or more per hectare, preferably 200 to 3000 liters, more preferably 300 to 2000 liters.
  • composition for agricultural and horticultural use of the present invention When the composition for agricultural and horticultural use of the present invention is sprayed on leaves and / or fruits, it may be mixed with fertilizers for spraying leaves that are usually used in agriculture.
  • the basic fertilizer and topdressing applied to the soil when a plant is cultivated by the method of the present invention may be in accordance with the fertilization amount and fertilization method that are usually performed in the area according to the type of plant.
  • the planting density in the case of cultivating a plant by the method of the present invention may be a density recommended in the region according to the type of the plant.
  • spraying it is preferable to set the spray material to 20 cm or more so that the spray material can easily reach the lower leaves.
  • Example 1 Effect of isoleucine on cherry tomato (Micro-Tom) Three 10.5 cm diameter slit pots (diameter: 10.5 cm x height) containing 3 seeds of cherry tomato (Micro-Tom) 8.8 cm) and cultivated in Biotron at a temperature of 23 ° C., a light period of 14 hours (6 o'clock to 20 o'clock), and a dark period of 10 hours (20 o'clock to 6 o'clock).
  • the culture soil used was a mixture of Kumiai Nippi Horticultural Culture No. 1 (Nippon Fertilizer Co., Ltd.) and vermiculite in a volume ratio of 3: 1.
  • Fig. 1 shows the state of flowering and fruiting of a plant. Tomatoes sprayed with Ile had faster flowering and fruiting compared to Con., And had more flowering and fruiting.
  • Fig. 2 shows the results of examining the number of fruits colored orange or red every five days after tomato fruiting. Compared with Con., The tomato fruits sprayed with Ile started to color earlier, and the number of colored fruits at the same time was larger. These results indicate that Ile spraying has the effect of promoting the coloring of tomato fruits, and the growth of tomatoes was promoted.
  • Number of fruit set Fig. 3 shows the result of examining the time course of the number of fruit set of tomato fruit.
  • Tomato fruits were harvested 82 days after sowing.
  • Tomato sprinkled with Ile increased the number of harvested fruits by 20% compared to Con. This is considered to be a result of the increase in the number of tomatoes flowering and the fruit set rate due to Ile application, and the yield of tomatoes also improved.
  • Example 2 Effect of isoleucine on tomato (Momotaro) Three seeds of tomato (Momotaro Fight) were sown in a slit pot containing culture soil and cultivated in the same manner as in Example 1. However, cultivation was performed in a greenhouse (day temperature 25 ° C. (6 to 20:00), night temperature 15 degrees (20:00 to 6)). Culture soil and fertilization were the same as in Example 1.
  • FIG. 4 shows the first fruiting date (the first fruiting date) of the tomato plant sprayed with each solution. Ile, GluNa, Urea, water, tomato sprinkled with Phe in order. In the tomatoes sprayed with water, the fruit sown 69 days after sowing, whereas the tomatoes sprayed with Ile fruited 55 days after sowing. GluNa and Urea were earlier than water (Con.) 56 and 63 days after sowing, respectively. On the other hand, the tomato sprinkled with Phe was the slowest, 83 days after sowing. In this way, Ile spraying accelerated the tomato fruit setting most.
  • Example 3 Effect of isoleucine on cherry tomato (Sanchery Pure) Three seeds of cherry tomato (Sanchery Pure, (Tokita Seed Co., Ltd.)) were added with culture soil in the same manner as Example 1. Cultivated by sowing in a slit pot. However, cultivation was performed in a greenhouse as in Example 2. Culture soil and fertilization were the same as in Example 1.
  • FIG. 7 shows the number of colored fruits. The number of colored fruits was larger in the order of tomatoes sprayed with Ile, Pro, and Con. Also in the present Example, the coloring promotion effect of the tomato fruit by Ile application was confirmed.
  • the results are shown in Table 1. Compared with Con., The tomatoes sprayed with Ile had decreased amounts of glutamic acid (Glu), asparagine (Asn), glutamine (Gln), aspartic acid (Asn), proline (Pro), and methionine (Met).
  • Ile spray increased many essential amino acids, including branched chain and aromatic amino acids.
  • Branched chain amino acids and aromatic amino acids are starting materials for the synthesis of many plant secondary metabolites, such as phenylpropanoids, flavonoids and alkaloids.
  • the functional amino acid ⁇ -ABA also increased. From these results, it was suggested that the secondary metabolism of fruit was activated by spraying Ile on tomato. The increase in essential amino acids and functional amino acid ⁇ -ABA is expected to increase the nutritional value of tomatoes.
  • the free radical scavenging ability was measured. To 50 ⁇ L of the sample, 700 ⁇ L of methanol and 750 ⁇ L of 0.02 mg / mL DPPH (ALFA AESAR) were added and mixed well. Then, it incubated at room temperature for 15 minutes, and measured the light absorbency of 517 nm. A calibration curve was prepared using 0, 0.2, 1, 2, and 4 ⁇ g / mL catechin instead of the sample. The measured free radical scavenging ability was converted as an amount (mg) corresponding to catechin having an equivalent free radical scavenging ability in a 100 g sample (fresh weight). The results are shown in FIG. As a result, the tomato fruit sprayed with Ile had an increased antioxidant effect than the tomato fruit sprayed with water (Con.) Or Pro.
  • Example 4 Effect of isoleucine on tomato coloring and carotenoid synthesis 10 mM isoleucine aqueous solution (Ile) was added to immature fruits of almost the same size taken from the same inflorescence of tomato grown in the same manner as in Example 3. ) was sprayed to investigate the coloration of the fruit.
  • 0.5 mg of the pulverized sample was placed in a 2 mL tube, 1 mL of chloroform was added, and extraction was performed while shaking for 10 minutes with a shaker (Micro & shaker, IUCHI). Centrifugation was performed for 5 minutes (8000 rpm), and the lower chloroform layer was transferred to a new tube. 0.5 mL of chloroform was again added to the remaining tube and extraction was performed in the same manner. The chloroform layer was completely removed and transferred to the above chloroform extract tube. Next, chloroform was evaporated from the obtained extract using a centrifugal evaporator. Thereafter, carotenoids were analyzed using a sample solution in which 0.5 mL of chloroform was added and dissolved.
  • the carotenoid was measured by diluting the extracted sample 100 times with chloroform and measuring the absorbance in the carotenoid absorption spectrum (480 nm) using a DU800 Spectrophotometer (Beckman Coulter). The result is shown in FIG.
  • FIG. 11 it can be seen from the visual evaluation (FIG. 11 a) and the carotenoid quantitative evaluation (FIG. 11 b) that the content of carotenoids in the tomato fruit sprinkled with Ile is higher than that of water treatment. It was. From these results, it was found that the synthesis and coloring of fruit carotenoids was promoted by Ile application to the fruit.
  • Example 5 Relationship between application of isoleucine and jasmonic acid Tomato plant (Sanchery pure) cultivated in the same manner as in Example 3, foliar application of 10 mM isoleucine aqueous solution (Ile) and water (Con.) Then, expression of genes related to jasmonic acid was analyzed. Three hours after foliar application, the leaves of the same site were collected, and RNA was isolated using SV Total RNA Isolation System TM (Promega) according to the manual of the kit. Primary strand cDNA was synthesized from the extracted RNA using ReverTra Ace TM qPCR RT Master Mix (TOYOBO).
  • TOYOBO ReverTra Ace TM qPCR RT Master Mix
  • FIG. 13 shows the results of real-time PCR analysis of the jasmonic acid responsive genes Protease Inhibitor (PI) and MYC2 using the above cDNA as a template.
  • the primers used are shown in Table 3. Expression of both PI gene and MYC2 gene increased by Ile application.
  • Example 6 Examination of application concentration of isoleucine I Cherry tomatoes were cultivated in the same manner as in Example 3, and 20 mL of a 1 mM, 4 mM, 7 mM, or 10 mM aqueous solution of isoleucine (Ile) was sprayed on the leaves and fruits for each plant. One week later, Ile was again sprayed in the same manner, and 3 hours later, leaves were taken from the plant, and the expression of LOX, JAR1, PI and MYC2 was analyzed in the same manner as in Example 5. The primers used are shown in Table 3. The results are shown in FIG. The expression of each gene increased approximately depending on the concentration of Ile.
  • Example 7 Examination of spraying concentration of isoleucine II Tomatoes (variety: Cadey, Tokita Seed Co., Ltd.) were cultivated in the Biotron room by the same cultivation method as in Example 1. Three weeks after sowing, 3 mL of water (Con.), 0.01 mM, 0.1 mM, 50 mM, or 100 mM isoleucine aqueous solution (Ile) is sprayed on the leaf surface of the plant and sampled from the second true leaf. In the same manner as in 5, the expression of LOX, JAR1, PI and MYC2 was analyzed. The results are shown in FIG. The expression of each gene was promoted by application of 50 mM Ile. In combination with the result of Example 6, it is considered that the Ile concentration is preferably 0.5 mM or more and 75 mM or less.
  • Example 8 Effect of Isoleucine on Capsicum Gene expression analysis was carried out by spraying 10 mM isoleucine aqueous solution (Ile) on pepper (variety: Anaheim) belonging to the same solanaceous family as tomato. In the same manner as in Example 2, pepper was cultivated in a vinyl house. Ile was sprayed once a week, and after the second spray, leaves were extracted from the pepper plant, and RNA extraction, cDNA synthesis, and real-time PCR were performed in the same manner as in Example 5 to analyze gene expression. . For the LOX gene, the expression was analyzed using leaves taken 3 hours after the second application, and for the Psy gene, the leaves collected 24 hours after the second application. The primers used are shown in Table 3.
  • Example 9 Coloring of isoleucine on medium-sized tomatoes and the effect of promoting the number of harvested buns
  • medium-sized tomatoes variety “Tsukutsu branch” in the latter half of the growth period in which the 12th stage fruit was produced were grown in a greenhouse. used. Twelve tomato plants in close proximity to each other were selected, 6 were untreated (control) and the remaining 6 were Ile treated. As fruits to be tested, almost uncolored fruits of 10 bunches were selected and labeled from the 9th and 10th stages of the untreated and isoleucine (Ile) treated plants, respectively.
  • an Ile aqueous solution (Ile 3 mM; spreading agent (squash 0.2%, Maruwa Biochemical)) was sprayed on the target fruit and the entire leaves of the plant, but not in the untreated group.
  • the total application amount of the six plants was 600 ml, and after treatment, the tomato fruit was confirmed to be colored on the 11th, 8th and 27th, and harvested for each tress.
  • Example 10 Effect of isoleucine fermentation by-product liquid on pepper (green pepper) Expression of LOX gene related to jasmonic acid pathway in pepper (green pepper, variety: Flupy Red EX) sprayed with isoleucine (Ile) fermentation by-product liquid Examined. A diluted solution of Ile fermentation by-product liquid (Ile concentration 2.34% (W / V)) was sprayed on the leaves of peppers, and the expression of the LOX gene was examined in the same manner as in Example 5. The spray concentration of the Ile fermentation by-product liquid was 3.8 mM. The results are shown in FIG. In the Ile fermentation by-product solution, LOX gene expression induction similar to that of Ile at the same concentration was observed.
  • Example 11 Effect of isoleucine on grapes (1) Effect of isoleucine and various amino acids on cell culture cell coloration Cell line (VR, control number RPC00003) possessed by RIKEN BioResource Center derived from European grape (Vitis vinifera L.) Were subcultured on MS agar medium. VR callus subcultured on MS agar medium containing 5 mM various amino acid solutions was transplanted and cultured. As a positive control, 100 ⁇ M abscisic acid (ABA), which is known to have a coloring promoting effect, was used (Jeong et al. Plant Science, 167: 247-252, 2004).
  • ABA abscisic acid
  • Example 12 Effect of isoleucine on apple coloring After harvesting apples (variety "Tsugaru”) just before maturation (before the start of coloring), the apples were washed with tap water and then with distilled water. It was immersed in an aqueous solution of isoleucine (Ile) for 15 minutes. 0.1% of Approach BI (Kao) was added to each treatment solution.
  • the treatment areas are as follows.
  • the apple skin color was evaluated by measuring the anthocyanin content.
  • Anthocyanins were extracted by immersing 0.5 g of pericarp collected from the fruits of each treatment group in 5 mL of 2% formic acid at 4 ° C. for 24 hours. The anthocyanins in the extract were analyzed by liquid chromatography. Since most apple anthocyanins are cyanidin galactosides, the anthocyanin concentration was calculated as the cyanidin galactoside concentration.
  • the composition for agricultural and horticultural use of the present invention is flowering of plants such as tomatoes and peppers, acceleration of fruiting or fruit coloring, increase of the number of fruiting, increase of essential amino acids and / or ⁇ -ABA content, jasmonic acid synthesis Has the effect of at least one of promoting the expression of a gene involved in the expression or promoting the expression of a gene involved in carotenoid synthesis. By promoting the expression of genes involved in jasmonic acid synthesis, it can be expected that plants will mature early.
  • the agricultural and horticultural composition of the present invention can promote coloring of harvested fruits. From the above, the agricultural and horticultural composition of the present invention can improve the yield of plants and / or improve the quality at an early stage.

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Abstract

イソロイシンを有効成分として含み、イソロイシン濃度が０．５ｍＭ～７５ｍＭの溶液として果菜、果樹若しくは穀物植物又は収穫された果実に散布される、農園芸用組成物を、植物の葉面及び／又は果実に散布して、開花促進、着果促進、着果数向上、果実の着色促進、必須アミノ酸と及び／又はγ-ABA含量向上、カロテノイド合成促進、及び、抗酸化作用向上の少なくとも一つを奏させる。

Description

農園芸用組成物及び植物の栽培方法
　本発明は農園芸用組成物及び植物の栽培方法に関し、詳しくは、植物の開花や着果、又は、収穫前後の果実の着色等を促進し得る、農園芸用組成物及びその利用に関する。
　作物の生育や果実・実の品質を改良するため、化学肥料や植物ホルモンなどが使われているが、環境への影響や、コストの点で問題が残されている。環境への影響が少なく、安価な農園芸用組成物の成分として、アミノ酸が期待されており、例えば、プロリンを有効成分とする花芽形成促進剤（特許文献１）、バリン又はロイシン等の分岐鎖アミノ酸を含有する植物高温ストレス耐性付与剤（特許文献２）、１８種類のアミノ酸を含む植物生長促進液肥（特許文献３）、及び、アミノ酸発酵副生物又は核酸発酵副生物を含有する植物のアレロパシー効果、および／またはファイトアレキシン生産の増強用薬剤（特許文献４）等が知られている。また、グルタミン酸、アスパラギン酸及びフェニルアラニンを含む水溶液でタバコを水耕栽培することにより、葉のアミノ酸、葉緑素及びカロテノイドの含量が増加したことが報告されている（非特許文献１）。
　前記の植物生長促進液肥（特許文献３）には、0.05%のイソロイシンが含まれており、散布濃度は0.019ｍＭ～0.076ｍＭである。また、前記特許文献４には、0.2ｍＭ～20ｍＭのイソロイシンでイネ種子を処理することにより、モミラクトンＡ，Ｂの生産が促進されたことが記載されている。
　ところで、植物ホルモンの一種であるジャスモン酸は、形態形成（花の形成、塊茎の形成）などの生理作用や、虫害、病害などのストレスに応答する遺伝子群の転写活性化作用を有することが知られている（新しい植物ホルモンの科学）。また、トマトやイチゴ等の果実をジャスモン酸メチルで処理することにより、着果又は着色が促進されることが報告されている（非特許文献２、３）。
　ジャスモン酸シグナル伝達においては、ジャスモン酸とイソロイシンが結合した(+)-7-iso-JA-Ileが活性型であることが知られている（非特許文献４～６）。
　イソロイシンとジャスモン酸の関連については、寒天培地で栽培したシロイヌナズナをイソロイシンとジャスモン酸メチルの混合物で処理することにより、寄生植物であるPhelipanche aegyptiacaの感染が抑制されたが、イソロイシン単独による処理では効果がなかったことが報告されている（非特許文献７）。また、ロイシン又はイソロイシンと、1-オキソ-インダン-4-カルボン酸、又は1-ヒドロキシインダン-4-カルボン酸との複合体の溶液にリママメ（Lima bean）苗を浸漬処理することにより、虫害抵抗性に関与している揮発性物質の合成が誘導され、アミノ酸とジャスモン酸の複合体がオクタデカノイドシグナル伝達経路の中間体であることが示されている（非特許文献８）。
　また、浸透圧ストレスを誘導する溶液（D-ソルビトール、D-マンニトール、ポリエチレングリコール6000、塩化ナトリウム）に大麦の葉を浸漬処理すると、ジャスモン酸及びジャスモン酸とアミノ酸の複合体が増加したことが報告されている（非特許文献９）。
　また、トマトの生長、栄養状態、並びに、タバココナジラミ（Bemisia tabaci）の生育、生存、及び繁殖に対する分岐鎖アミノ酸等の影響に関する報告がなされている（非特許文献１０）。この報告におけるイソロイシンの処理濃度は0.012ｍＭ～0.035ｍＭである。
　さらに、種々のアミノ酸、微量要素、及び植物ホルモンの混合肥料は、植物果実の着果率と収穫量を増加させることが報告されている（特許文献５）。この報告におけるイソロイシンの処理濃度は1.1 ｎＭ～4.3 ｎＭである。
　また、種々のアミノ酸、微量要素、及びキチンサン等を含む葉面散布剤肥料が、植物果実の増大、糖含量増加等の効果を有すること（特許文献６）、及び、微量要素及び種々のアミノ酸を含む葉面散布剤肥料が白菜の収穫量を増加させること（特許文献７）が、それぞれ報告されている。さらに、グルタミン酸によりリンゴのアントシアニンが（非特許文献１１）、フェニルアラニンによりブドウのアントシアニンが（非特許文献１２）、それぞれ増加することが報告されている。また、メチオニンにより果実の着色が促進されることが報告されている（特許文献８）。
　以上のように、植物に対するイソロイシンや他のアミノ酸の効果に関する知見がいくつか報告されているが、高濃度のイソロイシン溶液の散布施用で、植物の開花や着果、又は、収穫した果実の着色等を促進し得ることは知られていない。
　尚、チンゲンサイの水耕栽培において、栄養液の硝酸態窒素の20%を20種類の個々のアミノ酸で置換したことによる、生長等への影響を調べたところ、イソロイシンは植物の地上部（シュート）のチッ素、リンの含量を増加させたが、生長（株の重量）に効果がなかったことが報告されている（非特許文献１３）。
特開2003-48803 特開2012-197249 韓国特許出願公開2013-107406号 特開2012-10694 中国特許出願公開第102627498号 中国特許出願公開第102285823号 中国特許第101891520号 特開2007-259714
Wu, X-P. et al., Scientia Agricultura Sinica, 2004, 37(3):357-361 Liu, L., Journal of Experimental Botany, 2012, 63(16):5751-5761 Concha, C.M. et al., Plant Physiology and Biochemistry, 2013, 70:433-444 Fonseca, S. et al., Plant Biology, 2009, 12:539-547 Fonseca, S. et al., Nature Chemical Biogogy, 2009, 5:344:350 Wasternack, C., Annals of Botany, 2013, 111:1021-1058 Nun, N.B. et al., Phytoparasitica, 2009, 37(5):485-488 Krumm, T. et al., FEBS Letters, 1995, 377(3):523-529 Kramell, R. et al., Journal of Plant Growth Regulation, 1995, 14(1):29-36 Pang, S-T. et al., Chinese Journal of Eco-Agriculture, Apr. 2013, 21(4):465-473 Wang, L. J., Journal of Fruit Science，2006, 23(2):157-160. Qu, J.G. et al., Sheng Wu Gong Cheng Xue Bao. 2006, 22(2):299-305. Wang, H-J. et al., Pedosphere, 2007, 17(5):595-600
　本発明は、植物の開花や着果、果実の着色、必須アミノ酸及び／又はγ-アミノ酪酸（γ-ABA）含量の増加又は、収穫した果実の着色を促進することができる、早期に高品質な植物（果実又は穀物）の収穫量を向上させる安全な農園芸用組成物を提供することを課題とする。
　本発明者は、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、イソロイシン溶液を植物に散布することにより、開花や着果、果実の着色が促進され、また、イソロイシン溶液を果実に散布することにより果実の着色が促進されること等から、結果として、早期に高品質な植物を収穫量を向上させて生産できることを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明は、以下のとおりである。
（１）０．５ｍＭ～７５ｍＭのイソロイシンを含有する溶液を、果菜、果樹若しくは穀物植物に散布することを含む、植物の栽培方法。
（２）イソロイシンがＬ－イソロイシンである、前記方法。
（３）前記イソロイシンを含有する溶液が、精製イソロイシン、イソロイシン発酵液もしくは発酵副生物、又はイソロイシンを含むそれらの分画物を含有する溶液である、前記方法。
（４）前記イソロイシン含有溶液の散布により、開花促進、着果促進、着果数向上、果実の着色促進、必須アミノ酸及び／又はγ-アミノ酪酸含量向上、カロテノイド合成促進、及び、抗酸化作用向上から選ばれる一つ以上の作用が奏される、前記方法。
（５）前記溶液を、果菜、又は果樹に散布する、前記方法。
（６）植物がナス科、ブドウ科、又はバラ科に属する植物である、前記方法。
（７）植物がトマト、トウガラシ、ブドウ、又はリンゴである、前記方法。
（８）前記溶液を、物の葉面及び／又は果実に散布する、前記方法。
（９）０．５ｍＭ～７５ｍＭのイソロイシンを含有する溶液を、収穫された果実に散布する、果実の追熟を促進させる方法。
（１０）イソロイシンがＬ－イソロイシンである、前記追熟促進方法。
（１１）前記イソロイシンを含有する溶液が、精製イソロイシン、イソロイシン発酵液もしくは発酵副生物、又はイソロイシンを含むそれらの分画物を含有する溶液である、前記追熟促進方法。
（１２）前記イソロイシン含有溶液の散布により、果実の着色促進、必須アミノ酸及び／又はγ-アミノ酪酸含量向上、カロテノイド合成促進、及び、抗酸化作用向上から選ばれる一つ以上の作用が奏される、前記追熟促進方法。
（１３）果実が、ナス科、ブドウ科、又はバラ科に属する植物の果実である、前記追熟促進方法。
（１４）果実がトマト、ブドウ、又はリンゴである、前記追熟促進方法。
（１５）イソロイシンを有効成分として含み、イソロイシン濃度が０．５ｍＭ～７５ｍＭの溶液として果菜、果樹若しくは穀物植物又は収穫されたそれらの果実に散布される、農園芸用組成物。
イソロイシンを散布したトマトの開花と着果の様子を示す図（生物の形態を示す写真）。矢印は着果を示す。 ミニトマト（マイクロトム）果実の着色個数の推移を示す図。縦軸は植物あたりの着色果実の数。 ミニトマト（マイクロトム）の着果数の推移を示す図。縦軸は植物あたりの平均果実数。 各種化合物を散布したトマト（桃太郎）の第一着果日を示す図。 各種化合物を散布したトマト（桃太郎）の着色を示す図。縦軸は４株当たりの着色果実数。ａ：着色した果実の個数、ｂ：同じ日の開花により生じた果実の写真（生物の形態）。 各種化合物を散布したトマト（桃太郎）の実の収穫個数を示す図。縦軸は４株当たりの果実数。 イソロイシン又はプロリンを散布したミニトマト（サンチェリーピュア）果実の着色個数の推移を示す図。縦軸は植物当たりの着色果実数。 イソロイシン又はプロリンを散布したミニトマト（サンチェリーピュア）の着果数の推移を示す図。縦軸は植物当たりの着果数。 イソロイシン又はプロリンを散布したミニトマト（サンチェリーピュア）の抗酸化作用（Antioxidant capacity）の比較を示す図。横軸はサンプル100g（新鮮重）中にカテキンと同等なフリーラジカルの消去能を有する抗酸化物質の量。 プロリンを散布したミニトマト（サンチェリーピュア）の葉焼けを示す写真（生物の形態）。 イソロイシンを散布したトマト（サンチェリーピュア）の実の着色及びカロテノイド分析の結果を示す図及び写真（生物の形態）。グラフ縦軸は、カロテノイド相対含量。 イソロイシンを散布したミニトマト（サンチェリーピュア）におけるジャスモン酸合成に関与する遺伝子LOXとJAR1の発現を示す図。縦軸は相対発現量。 イソロイシンを散布したミニトマト（サンチェリーピュア）におけるジャスモン酸応答遺伝子PI、MYC2の発現を示す図。縦軸は相対発現量。 イソロイシンを散布したミニトマト（サンチェリーピュア）におけるカロテノイド生合成に関与する遺伝子の発現を示す図。縦軸は相対発現量。 種々の濃度のイソロイシン散布したミニトマト（サンチェリーピュア）におけるLOX、JAR1、PI、MYC2遺伝子の発現を示す図。縦軸は相対発現量。 種々の濃度のイソロイシン散布したトマト（キャデイー）におけるLOX、JAR1、PI、MYC2遺伝子の発現を示す図。縦軸は相対発現量。 イソロイシンを散布したトウガラシ（アナハイム）におけるLOXとPsy遺伝子の発現を示す図。縦軸は相対発現量。 イソロイシンを散布した中玉トマト（つくつく枝）の着色果実の収穫房数を示す図。 イソロイシン発酵副生液を散布したトウガラシ（ピーマン：フルーピーレッドEX）におけるLOX遺伝子の発現を示す図。縦軸は相対発現量。 イソロシン処理したブドウカルスのアントシアニン含量を示す図。縦軸は、アントシアニン量（μmol／g乾燥重量カルス）。 イソロイシンを散布したブドウ果実のアントシアニン含量を示す図。 イソロイシンを散布したリンゴ果実のアントシアニン含量を示す図。
　以下、本発明を詳細に説明する。
　本発明の農園芸用組成物は、イソロイシンを有効成分として含む。イソロイシンはＬ－イソロイシンであることが好ましい。以下、本明細書において、アミノ酸は、特記しない限りＬ－体である。イソロイシンは、精製又は粗精製されたものであってもよく、イソロイシンを含む培養物（発酵液）もしくは発酵副生物、又はイソロイシンを含むそれらの分画物であってもよい。
　本発明の農園芸用組成物は、本発明の効果を損なわない限り、イソロイシン以外に任意の成分を含んでいてもよい。このような成分としては、担体、pH調整剤、肥効を高めるためのミネラル等の肥料成分、農薬成分、バインダー、増量剤等が挙げられる。これらの成分としては、本発明の効果を損なわない限り、通常農薬、肥料等に用いられている成分を用いることができる。
　また、農園芸用組成物は、イソロイシン以外のアミノ酸を含んでいてもよい。
　農園芸用組成物の剤型は、使用時に散布可能な溶液を調製することができる限り特に制限されず、液剤、粉剤、粒剤、乳剤等の何れの使用形態でも良い。
　本発明の農園芸用組成物は、後述するように、植物に散布する場合は葉面及び／又は果実に散布することが好ましい。葉面又は果実への農園芸用組成物の展着力を高めるために展着剤を、また、イソロイシンの植物への浸透性を高めるために界面活性剤等の成分を添加してもよい。展着剤としては、例えばアプローチＢＩ TM（花王（株））、ミックスパワー TM（シンジェンタ　ジャパン（株））、スカッシュ TM（丸和バイオケミカル（株））などが挙げられる。界面活性剤としては非イオン性、陰イオン性、陽イオン性及び両イオン性のいずれも使用することが出来る。例を挙げると、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、オキシエチレンポリマー、オキシプロピレンポリマー、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルアリールスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル、第四級アンモニウム塩、オキシアルキルアミン、レシチン、サポニン等である。また、必要に応じてゼラチン、カゼイン、デンプン、寒天、ポリビニルアルコール、アルギン酸ソーダなどを補助剤として用いることが出来る。
　また、使用に際して、固体状又は粉体状の農園芸用組成物を、水、アルコール類等の溶媒に溶解又は分散させてもよい。また、液状の農園芸用組成物を、水、アルコール類等の溶媒で希釈してもよい。アルコール類としては、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール等が挙げられる。
　農園芸用組成物中のイソロイシン含量は、施用時にイソロイシンが後述する所定濃度の溶液として植物又は収穫された果実に散布され得る限り特に制限されない。本発明の農園芸用組成物であるために、製品の販売形態は固形物であっても溶液であってもよいが溶液の場合は０．５ｍＭ～飽和濃度であることが好ましい。ちなみに、イソロイシンの水への溶解度は、約０．３Ｍ（40.2 g/L（20℃）、41.2 g/L（50℃））である。
　農園芸用組成物の施用時のイソロイシン濃度は、通常０．５ｍＭ～７５ｍＭ、好ましくは０．５ｍＭ～５０．０ｍＭ、より好ましくは１．０ｍＭ～２０．０ｍＭ、更に好ましくは５．０ｍＭ～１０．０ｍＭである。農園芸用組成物中のイソロイシン含量は特に限定されないが、乾燥物換算で１重量％以上、好ましくは５０％以上、さらに好ましくは７０％以上であり、塩害など不純物による障害の回避及びイソロイシンの効果の顕在化の観点から、この範囲が好ましい。
　本発明の農園芸用組成物は、開花促進作用、着果促進作用、着果数向上作用、果実の着色促進作用、必須アミノ酸及び／又はγ－アミノ酪酸含量向上作用、カロテノイド合成促進作用、及び、抗酸化作用向上作用の少なくとも一つの作用を有している。したがって、農園芸用組成物は、開花促進、着果促進、着果数向上、果実の着色促進、必須アミノ酸及び／又はγ－アミノ酪酸含量向上、カロテノイド合成促進、及び、抗酸化作用向上の少なくともいずれかの用途で用いることができ、その結果、早期に植物の収穫量を向上させること及び／又は品質を向上させることができる。
　本発明の農園芸用組成物の適用対象は、イソロイシンにより上記作用が奏されるものであれば特に制限されず、開花前からの果菜（果実を食用とする野菜）、果樹、又は穀物植物等が含まれる。もちろん、開花後の果菜、果樹、又は穀物植物であってもよいが、通常、開花前からが好ましい。
　果菜類としては、トマト（ミニトマトを含む）、オクラ、ナス、トウガラシ、キュウリ、メロン、ニガウリ、カボチャ、マクワウリ、ハヤトウリ、スイカ、イチゴ、ダイズ、小豆、ソラマメ、エンドウ、落花生、ササゲ、ルーピン、クローバー、アルファルファ等が挙げられる。
　果樹としては、カリン、チュウゴクナシ、ナシ、マルメロ、セイヨウカリン、ジューンベリー、シポーバ、リンゴ、アメリカンチェリー、アンズ、ウメ、サクランボ、スミミザクラ、スピノサスモモ、スモモ、モモ、アーモンド、イチョウ、クリ、クルミ、ペカン、アケビ、イチジク、カキ、キイチゴ、キウイフルーツ、グミ、クワ、クランベリー、コケモモ、ザクロ、サルナシ、シーバックソーン、スグリ、ナツメ、ニワウメ、ビルベリー、フサスグリ、ブドウ、ブラックベリー、ブルーベリー、ポーポー、マツブサ、ラズベリー、ユスラウメ、ミカン属、キンカン属、カラタチ属、オリーブ、ビワ、ヤマモモ等の果樹等が挙げられる。
　穀物植物は、種子を食用とする植物であり、コムギ、オオムギ、イネ、コーン、ソルガム、ミレット、燕麦、ライムギ、ライコムギ、ソバ等が挙げられる。
　前記果菜の品種は特に制限されないが、例えば、トマト（ミニトマトを含む）としては、桃太郎、ローマ、黄寿、ファーストトマト、赤色丸玉、イエローキャロル、パルチェ、ミニキャロル、マイクロトム、サンチェリーピュア等が挙げられる。
　トウガラシとしては、アナハイム、ピーマン、シシトウ、鷹の爪、万願寺とうがらし、パプリカ、ハバネロ、ジョロキア、ハラペーニョ等が挙げられる。
　果樹の品種は特に制限されないが、例えば、ブドウとしては、カベルネ・ソーヴィニヨン、シャルドネ、テンプラニーリョ、ピノ・ノワール、マスカット、甲州、甲斐路、巨峰、ピオーネ等が挙げられる。
　リンゴとしてはつがる、ふじ、ゴールデンデリシャス、紅玉、国光、陸奥、王林、ジョナゴールド等が挙げられる。
　本発明において好ましい植物は、果実をつける植物であり、果菜、果樹のいずれもが含まれる。特に好ましい植物はナス科、ブドウ科、又はバラ科に属する植物であり、中でもトマト、トウガラシ、ブドウ、及びリンゴが好ましい。
　本発明の方法は、０．５ｍＭ～７５ｍＭのイソロイシンを含有する溶液を、果菜、果樹若しくは穀物植物に散布することを含む、植物の栽培方法である。また、本発明の他の形態は、本発明の農園芸用組成物を、植物の葉面及び／又は果実に散布して、開花促進、着果促進、着果数向上、果実の着色促進、必須アミノ酸及び／又はγ-アミノ酪酸含量向上、カロテノイド合成促進、及び、抗酸化作用向上の少なくとも一つを奏させる、植物の栽培方法である。
　０．５ｍＭ～７５ｍＭのイソロイシンを含有する溶液は、本発明の農園芸用組成物を必要に応じて溶媒に溶解し、希釈することにより調製することができる。
　本発明の農園芸用組成物を散布する植物体としては、葉又は果実が好ましい。特に好ましいのは葉面散布である。葉面散布は、少なくとも葉面に散布されればよいことを意味し、葉面と共に他の部位にも散布されてもよい。果実についても同様である。
　また、農園芸用組成物は、収穫した果実に散布してもよい。果実に農園芸用組成物を散布することによって、追熟を促進することができる。追熟の促進には、着色促進、リコピン含量増加、糖度増加、及びグルタミン酸などのアミノ酸含量の増加が含まれる。
　本発明の一形態として、本発明の農園芸用組成物を植物に施用する、開花促進、着果促進、着果数向上、果実の着色促進、アミノ酸及び／又はγ-ABA含量向上、カロテノイド合成促進、及び、抗酸化作用向上の少なくとも一つのための方法がある。これは、早期に植物の収穫量を向上させる、品質を向上させる、生育を促進する、もしくは収穫時期を早める、植物の栽培方法である。
　また、本発明の他の形態は、本発明の農園芸用組成物を収穫した果実に施用する、果実の追熟を促進させる方法である。
　含量が向上するアミノ酸としては、必須アミノ酸が挙げられる。必須アミノ酸としては、トリプトファン、リジン、スレオニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、及び、ヒスチジンの少なくとも１種が挙げられる。
　農園芸用組成物の散布量は特に制限されないが、イソロイシンの量として、通常、６．５ｇ～３０００ｇ／ヘクタール、好ましくは６．５ｇ～２０００ｇ／ヘクタール、より好ましくは１３ｇ～８００ｇ／ヘクタール、更に好ましくは６５ｇ～４００ｇ／ヘクタールであることが好ましい。
　収穫した果実に施用する場合は、イソロイシンの量として、通常、０．００２ｇ～０．３ｇ／g（果実）、好ましくは０．００２ｇ～０．２ｇ／ｇ（果実）、より好ましくは０．００４ｇ～０．０８ｇ／ｇ（果実）、更に好ましくは０．０２ｇ～０．０４ｇ／g（果実）であることが好ましい。
　植物への農園芸用組成物の施用時期は、期待する効果に応じて適宜設定することができる。例えば、開花促進には開花前、着果促進、着果数向上には着果前から着果後、着色促進には着果後から収穫前に施用することが好ましい。施用回数は特に制限されず、１回でもよく、２回以上であってもよい。
　農園芸用組成物を散布する場合、散布方法は特に制限されないが、茎葉、果実を含む植物の地上部全体、好ましくは葉面及び／又は果実に農園芸用組成物が展着するように散布することが望ましい。人手により散布する場合は、農園芸用組成物の噴霧口が葉表面ないしは裏面部位に向くような操作が望まれる。また、ブームスプレーヤーを使用する場合は、散布液量を１ヘクタール当たり１００リットル以上、好ましくは２００～３０００リットル、より好ましくは３００～２０００リットルとすることが望ましい。また、静電気を利用することにより噴霧液の植物体への付着を促進させるいわゆる静電噴霧機や静電噴霧ノズル口を用いてもよい。
　本発明の農園芸用組成物を葉面及び／又は果実に散布する場合、農業上通常用いられる葉面散布用肥料と混合してもよい。
　本発明の方法により植物を栽培する場合の土壌に施用する基肥、追肥は、植物の種類に応じてその地域で通常行われている施肥量、施肥方法に準拠すればよい。また、本発明の方法で植物を栽培する場合の栽植密度は、植物の種類に応じてその地域で推奨されている密度でよいが、畦間（条間）については、葉面及び／又は果実に散布を実施する場合、散布資材が下部の葉にも容易に到達できるよう、20cm以上とすることが好ましい。
　以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
〔実施例１〕ミニトマト（マイクロトム）に対するイソロイシンの効果
　ミニトマト（マイクロトム（Micro-Tom））の種子３粒を、培養土を入れた直径10.5 cmのスリットポット（口径10.5cm×高さ8.8 cm）に播き、バイオトロン中で、温度２３℃、明期１４時間（６時～２０時）、暗期１０時間（２０時～６時）で栽培した。培養土は、くみあいニッピ園芸培土1号（日本肥糧株式会社）とバーミキュライトを3:1（体積比）で混合したものを使用した。
　３週間後に1株を残し、間引きした。播種1ヶ月後から収穫まで、土壌施肥肥料としてHyponex液体肥料（N：P：K=6：10：5、株式会社ハイポネックスジャパン）の300倍希釈液を、１株（ポット）当たり100 ｍＬの量で、１週間に１回の頻度で灌注追肥した。
　５株の植物が均一に生長し、蕾が出始めてから、水（Con.）、又は10 ｍＭ Ｌ－イソロイシン水溶液（Ile）を植物全体に、１週間に1回散布した。散布量は、１株当たり５ｍＬとした。
　その後、各株の開花、果実の着果、着色、及び着果数を調査した。
ｉ）開花、着果
　図１に、植物の開花と着果の様子を示す。Ileを散布したトマトは、Con.に比べて開花と着果が早く、開花数と着果数も多かった。
ii）果実の着色
　トマトの着果後に、5日毎にオレンジ又は赤色に着色した果実の個数を調べた結果を図２に示す。Con.と比べてIleを散布したトマトの果実は着色が早く開始し、同時期における着色した果実の個数も多かった。これらの結果により、Ileの散布はトマト果実の着色を促進する効果があることが示され、トマトの生育促進ができた。
iii）着果数
　トマト果実の着果数の経時的な推移を調べた結果を図３に示す。播種から82日後にトマトの果実を収穫した。Ileを散布したトマトは、収穫した果実の個数がCon.に比べて20%増加した。これは、Ile散布により、トマトの開花数及び着果率が増加した結果であると考えられ、トマトの収穫量も向上した。
〔実施例２〕トマト（桃太郎）に対するイソロイシンの効果
　トマト（桃太郎ファイト）の種子３粒を、実施例１と同様にして、培養土を入れたスリットポットに播き、栽培を行った。但し、栽培は温室中（昼温度２５℃（６時～２０時）、夜温度１５度（２０時～６時））で行った。培養土および施肥は実施例１と同様とした。
　３週間後に１株の植物を残し間引きした。第１段の花房が出た頃に支柱を立て、第２段目の花房が出た後に摘心を行った（頂芽摘去）。
　４株の植物が均一に生長し、蕾が出始めてから、水（Con.）、10ｍＭイソロイシン水溶液（Ile）、10ｍＭグルタミン酸一ナトリウム水溶液（GluNa）、5 ｍＭ尿素水溶液（Urea）、又は10 ｍＭフェニルアラニン水溶液（Phe）を、植物全体に、２週間に1回散布した。散布量は植物の成長に伴って変更し、１株の植物に15～30 mLとした。尚、Ureaは、各アミノ酸と窒素量が同等となるように、濃度は5 ｍＭとした。
　その後、各株の第一着果日、果実の着色、及び着果数を調査した。
ｉ）第一着果日
　図４に、各溶液を散布したトマト植物の第一着果日（初めて実をつけた日）を示す。Ile、GluNa、Urea、水、Pheを散布したトマトの順に着果した。水を散布したトマトでは、播種してから69日後に着果したのに対して、Ileを散布したトマトは播種から55日後に着果した。GluNaとUreaはそれぞれ播種から56日と63日後で、水（Con.）より早かった。一方、Pheを散布したトマトの着果は最も遅く、播種から83日後だった。このように、Ile散布が最もトマトの着果を早めた。
ii）果実の着色
　トマトの播種107日後に、オレンジ又は赤色に着色した果実数を、図５aに示した。Ile散布は４個、Urea及びGluNa散布はそれぞれ１個、水（Con.）及びPhe散布はゼロであり、Ileを散布したトマトは着色した果実数が最も多かった。また、水（Con.）とIleを散布したトマトで、開花日が同じ花からできた果実の色を比較したところ、水散布の方が緑色で、Ile散布の方が既に赤色になって、早く色づいた（図５b）。このように、Ileによる果実着色の促進効果は、桃太郎トマトでも認められた。
iii）着果数
　播種から３ヶ月栽培後にトマト果実を収穫し、その数を図６に示す。収穫された果実は、水（Con.）では８個、Ileでは１６個、Pheでは８個、Ureaでは１０個、GluNaでは１４個であった。このように、Ile散布によりトマトの着果数を増加させる効果は、桃太郎トマトでも認められ、収穫量も向上した。
〔実施例３〕ミニトマト（サンチェリーピュア）に対するイソロイシンの効果
　ミニトマト（サンチェリーピュア、（トキタ種苗(株)））の種子３粒を、実施例１と同様にして、培養土を入れたスリットポットに播き、栽培を行った。但し、栽培は実施例2と同様に温室中で行った。培養土および施肥は実施例１と同様とした。
　播種の1ヶ月後に、ロングポット9.0ｃｍ（口径9ｃｍ、高さ20ｃｍ、底面径6.4ｃｍ）に定植し、収穫まで栽培した。施肥は播種の1ヶ月後から収穫まで、肥料としてベジタブルライフA（大塚化学）の200倍希釈液を、１株（ポット）当たり100 ｍＬの量で、２日に１回の頻度で灌注追肥した。
　４株の植物が均一に生長し、蕾が出始めてから、水（Con.）、10 ｍＭイソロイシン水溶液（Ile）、又は10 mMプロリン水溶液（Pro）を植物全体に、１週間に１回散布した。散布量は、植物の成長に伴って変更し、１株当たり１５～３０ｍＬとした。
　その後、各株の果実の着色、着果数、果汁中のアミノ酸含量、果汁中の糖度と酸度、及び果汁の抗酸化作用を調査した。
ｉ）果実の着色
　図７に、着色した果実の個数を示す。着色した果実の個数は、Ile、Pro、Con.を散布したトマトの順に多かった。本実施例でも、Ile散布によるトマト果実の着色促進効果が確認された。
ii）着果数
　トマト着果数を経時的に調べた結果を図８に示す。初期段階では、果実の個数はPro、Ile、水を散布したトマトの順に多かったが、途中からIleを散布したトマトの果実数が増加し、Proを散布したトマトの果実数を超えた。最終の収穫量は水（Con.）と比べて、Ile散布では果実の個数が16%増加し、Pro散布では9%増加した。
iii）果実のアミノ酸分析
　水、Ile、又はProを散布したミニトマトから、それぞれ成熟したトマト果実を採って、アミノ酸の含量分析を行った。１試験区毎に、１株の植物の２段目の花房から２個ずつ、計８個の果実を採った。各々の果実から果汁を搾り出し、その果汁を0.02 ＮのHClで10倍希釈し、フィルターろ過を行った。得られたろ過液中のアミノ酸を測定した。アミノ酸の測定はL-8800高速アミノ酸分析計(Hitachi)を用い、当機器のマニュアルに従って行った。各果汁のアミノ酸の量(μmol/ｍＬ)を計算し、８個の果実の平均値を、各試験区のアミノ酸量とした。
　結果を表１に示す。Con.と比べて、Ileを散布したトマトでは、グルタミン酸（Glu）、アスパラギン(Asn)、グルタミン（Gln）、アスパラギン酸（Asn）、プロリン（Pro）、メチオニン（Met）の量が低下したが、アラニン（Ala）、γ-アミノ酪酸（γ-ABA）、イソロイシン（Ile）、ロイシン（Leu）、バリン（Val）、セリン（Ser）、グリシン（Gly）、スレオニン（Thr）、リジン（Lys）、ヒスチジン（His）、システイン（Cys）、アルギニン（Arg）、チロシン（Tyr）、及びトリプトファン（Trp）が増加した。Ile散布では分岐鎖アミノ酸と芳香族アミノ酸を含む多くの必須アミノ酸が増加した。
　分岐鎖アミノ酸と芳香族アミノ酸は、植物の多くの二次代謝産物、例えば、フェニルプロパノイド、フラボノイド及びアルカロイドの合成の出発物質になる。また、機能性アミノ酸のγ-ABAも増加した。これらの結果から、トマトのIle散布により、果実の二次代謝を活性化したことが示唆された。必須アミノ酸と機能性アミノ酸のγ-ABAが増加することにより、トマトの栄養価値が高まることが期待できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
iv）糖度と酸度分析
　前記iii）と同様にして、各試験区のミニトマトから成熟したトマト果実を採り、各々の果実から果汁を搾り出した。各果汁中のグルコース、フルクトース、及び酸度を分析した。グルコース及びフルクトースの分析は、果汁の２０倍希釈液について、食品分析試薬F-Kit（Saccharose(Sucrose)/D-Glucose/D-Fructose Kit（Roche））、及びDU800 Spectrophotometer（Beckman Coulter）を用い、同キット及び機器のマニュアルに従って行った。酸度分析は、ポケット酸度計（PAL-AC1、ATAGO）を用いて測定した。
　結果を表２に示す。Ileを散布したトマトでは、グルコース含量及びフルクトース含量はCon.とほぼ同じであった。一方、Proを散布したトマトは、グルコース含量及びフルクトース含量が最も少なかった。
　また、酸度は、Proを散布したトマトでやや増加した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
ｖ）抗酸化作用
　トマト果実からポリフェノールを抽出して、それらの抗酸化作用を調べた。
　　前記iii）と同様にして、各試験区のミニトマトから成熟したトマト果実を採った。果実を液体窒素で凍結後に粉砕し、0.5 gの粉末を2 mLのチューブに入れ、1.0mLの70%メタノールで２回抽出した。抽出液から、遠心エバポレーターを用いて液体を完全に蒸発させた、残渣を500μLの70%メタノールに溶解させ、サンプルとした。そのサンプルの抗酸化作用を、Lamien-Meda, Aら（Molecules, 2008, 13(3):581-594）を参照し、DPPH（2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl）ラジカル法を使用して、フリーラジカル消去能を測定した。50μLのサンプルに700μLのメタノール、及び、750μLの0.02mg/mLのDPPH (ALFA　AESAR)を加えて、よく混合した。その後、15分間室温でインキュベートし、517nmの吸光度を測定した。サンプルの代わりに0、0.2、1、2、及び4μg/mLのカテキン（Catechin）を用いて検量線を作成した。測定されたフリーラジカル消去能を、サンプル100g（新鮮重）中に同等なフリーラジカルの消去能を有するカテキンに相当する量(mg)として換算した。結果を図９に示す。その結果、Ileを散布したトマト果実は、水（Con.）又はProを散布したトマト果実よりも抗酸化作用が増加した。
vi）その他
　Proを散布したトマトの葉には、葉焼けの黒い斑点が現れたが、Ileを散布したトマトは葉焼けが見られなかった（図１０）。
　以上から、早期にトマトの収穫量を向上させること及び品質を向上させることができることがわかった。
〔実施例４〕トマトの着色及びカロテノイド合成に対するイソロイシンの効果
　実施例３と同様にして栽培したトマトの同段の花房から採ったほぼ同じの大きさの未成熟の果実に10ｍＭのイソロイシン水溶液(Ile)を散布して、果実の着色を調査した。
　果実を６個ずつ、２つの100 ｍＬのガラスビーカーに入れて、一方に1 ｍＬの水（Con.）を、他方に１ｍLのIleを各々散布した後、各ビーカーにラップをかけて５時間放置し、その後にラップを外し放置した。試験は室温で行い、水及びIleの散布は1週間の間隔で合計2回行った。
　各々６個の果実の中の３個については、試験開始時、及び、試験開始２７、３２、３４日後に果実の外観を記録した。27日目頃にIleを散布した果実は着色が始まり、Con.の水を散布した果実はまだ緑色であった。また、34日目頃にIle散布の果実は完熟の赤色になったが、水散布の果実はまだ半熟のオレンジ色であった。結果を図１１ａに示す。
　また、残りの３個の果実（図１１ｂ）については、試験開始27日後に、果実のカロテノイドの含量を、以下の方法により測定した。種子を取り出したトマトの果実を液体窒素で凍結し、乳鉢で粉砕した。粉砕したサンプル0.5 mgを2ｍＬのチューブに入れ、１ ｍＬのクロロホルムを加え、シェーカー（Micro& shaker, IUCHI）で10 分振動しながら抽出した。5分遠心分離し（8000 ｒｐｍ）、下層のクロロホルム層を新しいチューブに移した。残ったチューブ中に再び0.5 mLのクロロホルムを加えて同様に抽出し、クロロホルム層を完全に取り出して上記のクロロホルム抽出液のチューブに移した。次に得られた抽出液から遠心エバポレーターを用いてクロロホルムを蒸発させた。その後、0.5 ｍＬのクロロホルムを加えて溶解したサンプル液を用いカロテノイドを分析した。カロテノイドの測定は、抽出サンプルをクロロホルムで100倍希釈し、DU800 Spectrophotometer（Beckman Coulter）を用いてカロテノイドの吸光スペクトル（480 ｎｍ）における吸光度を測定した。結果を図１１ｂに示す。
　図１１に示されるように、水処理と比べて、Ileを散布したトマトの果実のカロテノイドの含量が高いことが、可視的な評価（図１１ａ）、及び、カロテノイド定量評価（図１１ｂ）からわかった。この結果から、果実へのIle散布で果実のカロテノイドの合成及び着色が促進されたことが分かった。
〔実施例５〕イソロイシン散布とジャスモン酸との関連
　実施例３と同様にして栽培したミニトマト植物（サンチェリーピュア）に10 ｍＭのイソロイシン水溶液（Ile）と水（Con.）を葉面散布して、ジャスモン酸に関連する遺伝子の発現を分析した。葉面散布３時間後に同じ部位の葉を採集し、SV Total RNA Isolation System TM（Promega）を用いて、そのキットのマニュアルに従ってRNAを分離した。ReverTra Ace TM qPCR RT Master Mix（TOYOBO）を用いて、抽出したRNAから一次鎖cDNAを合成した。
ｉ）ジャスモン酸合成に関与する遺伝子の分析
　ジャスモン酸の生合成経路の上流にある13-リポキシゲナーゼ（LOX）遺伝子、及び、JAとIleからJA-Ileを合成する遺伝子（JASMONATE RESISTANT 1（JAR1））の発現を分析した。上記のcDNAを鋳型とし、表３に示したプライマーを用いてリアルタイムPCRを行い、遺伝子の発現量はアクチン（Actin）遺伝子に対する相対的な発現量で表した。結果を図１２に示す。
　水（Con.）と比べて、Ileを散布したトマトの葉のLOX遺伝子とJAR1遺伝子の発現が有意に上昇した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
ii）ジャスモン酸に応答する遺伝子の分析
　前記のcDNAを鋳型とする、ジャスモン酸の応答遺伝子Protease Inhibitor（PI）とMYC2のリアルタイムPCR解析の結果を図１３に示す。使用したプライマーは表３に示す。Ile散布により、PI遺伝子及びMYC2遺伝子ともに発現が上昇した。
iii）カロテノイドに関与する遺伝子の分析
　ミニトマト植物に10 mMのイソロイシン水溶液（Ile）とCon.（水）を葉面散布し、２４時間後に葉から分離したRNAを用いて、カロテノイドの生合成に関与する遺伝子、フィトエンシンターゼ（Phytoene synthase、Psy）、フィトエンデサチュラーゼ（Phytoene desaturase、Pds）とζ-カロテンデサチュラーゼ（ζ-carotene desaturase、Zds）の発現を解析した。RNAの抽出、cDNAの合成、及びリアルタイムPCRの解析は、前記と同様にして行った。用いたプライマーは表３に示す。
　結果を図１４に示す。Ileを散布したトマトでは、Psy、Pds及びZds遺伝子の発現が上昇した。
〔実施例６〕イソロイシン散布濃度の検討Ｉ
　実施例３と同様にしてミニトマトを栽培し、植物ごとに１ ｍＭ、４ ｍＭ、７ ｍＭ、又は１０ ｍＭのイソロイシン水溶液（Ile）２０ｍＬを葉面及び果実に散布した。１週間後に再度Ileを同様に散布し、その３時間後に植物から葉を採って、実施例５と同様にしてLOX、JAR1、PIとMYC2の発現を分析した。使用したプライマーは表３に示す。
　結果を図１５に示す。各遺伝子の発現は、ほぼIleの濃度に依存して増加した。
〔実施例７〕イソロイシン散布濃度の検討ＩＩ
　実施例１と同様な栽培方法でバイオトロン室にトマト（品種：キャデイー、トキタ種苗(株)）を栽培した。播種後３週間の植物の葉面に水（Con.）、０．０１ｍＭ、０．１ｍＭ、５０ｍＭ、又は１００ｍＭのイソロイシン水溶液（Ile）を３ｍＬ散布して、第２本葉からサンプリングし、実施例５と同様にしてLOX、JAR1、PIとMYC2の発現を分析した。
　結果を図１６に示す。５０ｍＭのIleの散布で各遺伝子の発現が促進された。
　実施例６の結果と併せて、Ile濃度は０．５ｍＭ以上、７５ｍＭ以下が好ましいと考えられる。
〔実施例８〕イソロイシンのトウガラシに対する効果
　トマトと同じナス科に属するトウガラシ（品種：アナハイム（Anaheim））に、10 ｍＭのイソロイシン水溶液（Ile）を散布して遺伝子発現解析を行った。実施例２と同様の方法で、ビニルハウス中でトウガラシを栽培した。
　１週間に１回Ileを散布し、２回目に散布した後にトウガラシ植物から葉を採って、実施例５と同様な方法でRNA抽出、ｃＤＮＡ合成、及びリアルタイムPCRを行い、遺伝子の発現を分析した。LOX遺伝子については、２回目の散布３時間後に採った葉を用い、Psy遺伝子については２回目の散布から２４時間後に採った葉を用いて、各々発現を解析した。使用したプライマーは表３に示す。
　結果を図１７に示す。Con.と比べて、Ileを散布したトウガラシはLOXとPsy遺伝子の発現が上昇した。
　トマトと同じナス科植物のトウガラシでも、Ile散布によりジャスモン酸経路とカロテノイド経路が活性化されたことから、Ile散布は少なくともナス科植物全般に同様な効果が期待できる。
〔実施例９〕中玉トマトに対するイソロイシンの着色及び収穫房数促進効果
　試験には、温室で栽培した、１２段目の果実が出た成長後半の中玉トマト（品種「つくつく枝」）を使用した。互いに近くの場所にある１２株のトマト植物を選び、６株は無処理区（対照）とし、残りの６株はIle処理区とした。試験対象の果実として、無処理区とイソロイシン（Ile）処理区の植物の第９段目と第１０段目からそれぞれ１０房のほぼ未着色の果実を選んで標識した。Ile処理区には対象果実とその植物の全体の葉にIle水溶液（Ile ３ ｍＭ；展着剤（スカッシュ０．２％、丸和バイオケミカル）を散布し、無処理区には散布しなかった。６株の植物のトータルの散布量は600mlであった。処理後、１１日、８日と２７日にトマト果実の着色を確認し房ごとに収穫を行った。
　ほぼ全ての果実が着色（成熟）したか、又は、多くの果実がもうすぐ熟し過ぎになる（先端の果実がまだ未着色でも）状態で、収穫を行った。処理後１１日の収穫数は、無処理区では３房、Ile処理区では７房であった。処理後１８日での収穫数は、無処理区では４房、Ile処理区では３房であった。また、処理後２７日での収穫数は、無処理区では３房、Ile処理区では１房であった（図１８）。これらの結果から、Ile処理区ではトマトの着色が無処理区より早まって、Ileがトマトの着色を促進したことが示唆された。また、収穫した１０房の果実の中、無処理区では総個数の８５個の中に１５個の未着色の果実があり、Ile処理区では総個数の８６個の中に８個の未成熟の果実があり、Ile散布は未着色の果実数を減少させた。
〔実施例１０〕トウガラシ（ピーマン）に対するイソロイシン発酵副生液による効果
　イソロイシン（Ile）発酵副生液を散布したトウガラシ（ピーマン、品種：フルーピーレッドEX）におけるジャスモン酸経路に関わるLOX遺伝子の発現を調べた。Ile発酵副生液（Ile濃度２．３４％（Ｗ／Ｖ））の希釈液をピーマンの葉に散布し、実施例５と同様にしてLOX遺伝子の発現を調べた。Ile発酵副生液の散布濃度は３．８ｍＭであった。結果を図１９に示す。Ile発酵副生液でも、同様の濃度のIleと同様なLOX遺伝子発現誘導が見られた。
〔実施例１１〕ブドウに対するイソロイシンの効果
（１）イソロイシン及び各種アミノ酸のブドウ培養細胞着色に対する効果
　ヨーロッパブドウ（Vitis vinifera L.）由来の理化学研究所バイオリソースセンター保有の細胞株(VR, 管理番号RPC00003)をＭＳ寒天培地上で継代培養した。５ ｍＭの各種アミノ酸溶液を含むＭＳ寒天培地に継代培養したVRカルスを移植し、培養した。ポジティブコントロールには、着色促進効果が知られているアブシジン酸（ABA）100 μMを用いた（Jeong et al. Plant Science, 167:247-252, 2004）。移植後５日に、カルスを凍結乾燥し、破砕し、１％ ＨＣｌ／ＭｅＯＨ溶液を用いてアントシアニンを抽出した。抽出液の５３０ｎｍにおける吸光度を測定し、シアニジン-3-グルコシドを標準物質としてアントシアニンの含量を測定した。ポジティブコントロール処理区のカルスから抽出されたアントシアニンの含量を１００％とし、各アミノ酸処理区のカルスで蓄積されたアントシアニンの含量の相対値を測定した。
　結果を表４に示す。イソロイシン（Ile）処理したカルスが最もアントシアニン含量が高かった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
（２）上記と同様にして、イソロイシン及びプロリンで処理したブドウカルスのアントシアニンの含量を測定した。結果を図２０に示す。１ ｍＭ以上のイソロイシン(Ile)処理でブドウカルスの着色が促進された。また、プロリン(Pro)処理した区でも着色が認められたが、Ile処理と比較して弱い効果であった。
（３）イソロイシンのブドウ着色に対する効果
　試験には、試験畑で栽培している、べレゾーン期に入ったカベルネ・ソービニオンを使用した。１株あたり８房として、２株から合計１６房のブドウを選び、それらに対照（０．１％アプローチＢＩ、花王）、ポジテイブコントロール（１ｇ／Ｌアブシジン酸（ABA）＋０．１％アプローチＢＩ）、又は、１０ｍＭイソロイシン（Ile）＋０．１％アプローチＢＩを、1房あたりおよそ６．２５ｍＬ散布した。サンプルは、各々４房ずつ、４回に分けて回収した。果皮のアントシアニンは、果皮から水：アセトン＝１：２溶液で抽出し、前記と同様にしてアントシアニン含量を測定した。結果を図２１に示す。Ileでブドウ果実を処理すると、果皮のアントシアニン含量が高まることが示された。
〔実施例１２〕リンゴ着色に対するイソロイシンの効果
　成熟直前（着色開始前）のリンゴ（品種「つがる」）を収穫し、水道水、続いて蒸留水で洗浄した後、対照（水）と各濃度のイソロイシン（Ile）水溶液に１５分浸漬させた。各処理液には、アプローチＢＩ（花王）を０．１％添加した。処理区は以下のとおりである。
ｉ）対照区（水）、
ii）　１ｍＭ Ile
iii） ５ｍＭ Ile
iv）１０ｍＭ Ile
ｖ）０．４ｍＭメチルジャスモン酸（MeJA）
vi）１０ｍＭ Ile ＋ １ｍＭ amisoft TM（アニオン界面活性剤ココイルグルタミン酸ナトリウム）
　処理後に果実を風乾し、インキュベーター中に静置した。条件は、温度（２０℃一定）、光条件（１２０μＭ／ｍ２／ｓ:40ワット型蛍光灯９本）、日長：１日あたり明期１６時間、暗期８時間とした。
　リンゴ果皮色は、アントシアニン含量を測定することで評価した。各処理区の果実から採取した０．５ｇの果皮を、５ｍＬの２％蟻酸に４℃、２４時間浸漬してアントシアニンを抽出した。その抽出液中のアントシアニンを液体クロマトグラフィーで解析した。リンゴのアントシアニンは、ほとんどがシアニジンガラクトシドであるので、アントシアニン濃度は、シアニジンガラクトシド濃度として算出した。
　結果を図２２に示す。Ileでリンゴ果実を処理すると、処理後１０日目、及び１５日目では、対照区に比べてアントシアニン含量が高まることが示された。
　本発明の農園芸用組成物は、トマトやトウガラシ等の植物の開花、着果、又は果実の着色の促進、着果数の増加、必須アミノ酸及び／又はγ-ABA含量の増加、ジャスモン酸合成に関与する遺伝子の発現促進、又はカロテノイド合成に関与する遺伝子の発現促進の少なくともいずれかの作用を有する。ジャスモン酸合成に関与する遺伝子の発現促進により、植物が早期に熟成することが期待できる。
　本発明の農園芸用組成物は、収穫した果実の着色を促進することができる。
　以上から、本発明の農園芸用組成物は、早期に植物の収穫量を向上させること及び／又は品質を向上させることができる。

Claims (15)

  1. 　０．５ｍＭ～７５ｍＭのイソロイシンを含有する溶液を、果菜、果樹若しくは穀物植物に散布することを含む、植物の栽培方法。
  2. 　イソロイシンがＬ－イソロイシンである、請求項１に記載の方法。
  3. 　前記イソロイシンを含有する溶液が、精製イソロイシン、イソロイシン発酵液もしくは発酵副生物、又はイソロイシンを含むそれらの分画物を含有する溶液である、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 　前記イソロイシン含有溶液の散布により、開花促進、着果促進、着果数向上、果実の着色促進、必須アミノ酸及び／又はγ-アミノ酪酸含量向上、カロテノイド合成促進、及び、抗酸化作用向上から選ばれる一つ以上の作用が奏される、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 　前記溶液を、果菜、又は果樹に散布する、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 　植物がナス科、ブドウ科、又はバラ科に属する植物である、請求項５に記載の方法。
  7. 　植物がトマト、トウガラシ、ブドウ、又はリンゴである、請求項６に記載の方法。
  8. 　前記溶液を、植物の葉面及び／又は果実に散布する、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 　０．５ｍＭ～７５ｍＭのイソロイシンを含有する溶液を、収穫された果実に散布する、果実の追熟を促進させる方法。
  10. 　イソロイシンがＬ－イソロイシンである、請求項９に記載の方法。
  11. 　前記イソロイシンを含有する溶液が、精製イソロイシン、イソロイシン発酵液もしくは発酵副生物、又はイソロイシンを含むそれらの分画物を含有する溶液である、請求項９又は１０に記載の方法。
  12. 　前記イソロイシン含有溶液の散布により、果実の着色促進、必須アミノ酸及び／又はγ-アミノ酪酸含量向上、カロテノイド合成促進、及び、抗酸化作用向上から選ばれる一つ以上の作用が奏される、請求項９～１１のいずれか一項に記載の方法。
  13. 　果実が、ナス科、ブドウ科、又はバラ科に属する植物の果実である、請求項１２に記載の方法。
  14. 　果実がトマト、ブドウ、又はリンゴである、請求項１３に記載の方法。
  15. 　イソロイシンを有効成分として含み、イソロイシン濃度が０．５ｍＭ～７５ｍＭの溶液として果菜、果樹若しくは穀物植物又は収穫されたそれらの果実に散布される、農園芸用組成物。
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