WO2020203523A1 - グルタチオンを含む植物の葉に施用するための組成物 - Google Patents

グルタチオンを含む植物の葉に施用するための組成物 Download PDF

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WO2020203523A1
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plant
family
plants
glutathione
acid
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隆之 浅田
豊輝 渡邊
健 上北
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株式会社カネカ
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Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION 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
    • A01N37/00Biocides, 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
    • A01N37/44Biocides, 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
    • A01N37/46N-acyl derivatives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00Other organic fertilisers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00Botany in general
    • A01G7/06Treatment of growing trees or plants, e.g. for preventing decay of wood, for tingeing flowers or wood, for prolonging the life of plants

Definitions

  • the present invention relates to a composition for application to plant leaves containing glutathione, an agent for promoting absorption of glutathione into plant leaves, a method for promoting absorption of glutathione into plant leaves, and a method for cultivating plants. ..
  • Glutathione is a peptide consisting of three amino acids, L-cysteine, L-glutamic acid, and glycine. It exists not only in the human body but also in many living organisms such as other animals, plants, and microorganisms, and has an active oxygen scavenging action and a detoxifying action. , Amino acid metabolism, etc., is an important compound for living organisms.
  • Glutathione is reduced glutathione (N- (N- ⁇ -L-glutamyl-L-cystenyl) glycine, which is a form of SH in which the thiol group of the L-cysteine residue is reduced in vivo, hereinafter referred to as "GSH". (Sometimes) and oxidized glutathione (hereinafter sometimes referred to as "GSSG”), which is a form in which the thiol group of the L-cysteine residue of two GSH molecules is oxidized to form a disulfide bond between two glutathione molecules. It exists in any form of. Glutathione is known to be useful in fields such as fertilizers, pharmaceuticals and cosmetics.
  • Patent Document 1 states that GSSG is useful as an active ingredient of a plant growth regulator that improves the harvest index, such as increasing the number of seeds or flowers of a plant and increasing the number of side buds or tethers. It is disclosed.
  • Patent Document 2 in a method of promoting plant growth by applying GSSG to leaves, when a fertilizer component is further applied to leaves, GSSG and the fertilizer component act synergistically. It is disclosed that the plant growth promoting effect is remarkably enhanced.
  • Patent Document 3 is characterized by containing a predetermined nonionic surfactant and a fertilizer component composed of an inorganic calcium salt as essential components in order to promote application of the inorganic calcium salt to a plant.
  • the composition is disclosed, and it is described that the absorption efficiency is further improved by mixing an organic acid such as citric acid or a salt thereof.
  • Patent Document 4 describes a liquid calcium fertilizer characterized by containing an aqueous solution containing a water-soluble organic acid and / or a salt thereof, a sugar alcohol, and a lime material as essential components.
  • Non-Patent Document 1 states that the absorbability of inorganic salts from the leaf surface is relatively high. It is described that the absorption of amino acids from the leaf surface is low.
  • Patent Document 2 As described in Patent Document 2, application of GSSG to the leaves of a plant can promote the growth of the plant.
  • Patent Document 1 it is known that the absorption rate of amino acids from the plant leaf surface is remarkably lower than that of inorganic salts.
  • Patent Document 3 describes that an organic acid promotes the absorption of an inorganic calcium salt into a plant, but does not describe any means for promoting the absorption of a peptide consisting of an amino acid into a leaf.
  • One or more embodiments of the present invention aim to promote the absorption of glutathione in the leaves of plants.
  • a composition for application to plant leaves which comprises glutathione and an acid having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less and / or a salt thereof.
  • An agent for promoting the absorption of glutathione into plant leaves which comprises an acid having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less and / or a salt thereof.
  • a method for promoting the absorption of glutathione into plant leaves which comprises applying glutathione to plant leaves together with an acid having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less and / or a salt thereof.
  • the method according to (5) which comprises growing the plant after application and allowing the leaves to absorb the glutathione.
  • a method for cultivating a plant which comprises applying glutathione to a plant leaf together with an acid having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less and / or a salt thereof, and growing the plant after the application.
  • Glutathione may be reduced glutathione (GSH, N- (N- ⁇ -L-glutamyl-L-cystenyl) glycine), or oxidized glutathione formed by binding two GSH molecules via a disulfide bond. (GSSG) may be used, but GSSG is preferable.
  • Glutathione is in various forms such as a free form that is not bound to other substances and is not ionized, a salt formed by glutathione and an acid or a base, a hydrate thereof, a mixture thereof, and the like. Glutathione can be included.
  • the content of GSSG is relatively higher than the content of GSH. More preferably, the total mass of GSSG (mass converted as a free form) is 70% by mass or more, more preferably 80% by mass, based on the total mass of GSSG and GSH (mass converted as a free form). As mentioned above, it is more preferably 90% by mass or more, further preferably 95% by mass or more, further preferably 98% by mass or more, and most preferably 100% by mass.
  • the GSSG salt is not particularly limited as long as it is one or more salts acceptable as fertilizers such as ammonium salt, calcium salt, magnesium salt, sodium salt and lithium salt, but is preferably from ammonium salt, calcium salt and magnesium salt.
  • Examples of the GSSG salt include 1 ammonium salt of GSSG, 0.5 calcium salt or 1 calcium salt of GSSG, 0.5 magnesium salt or 1 magnesium salt of GSSG, and the like.
  • ⁇ Acid> application of glutathione to plant leaves with an acid having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less and / or a salt thereof significantly promotes the absorption of glutathione into the leaves.
  • the pKa of the acid is more preferably 3.5 or more, particularly preferably 3.8 or more, more preferably 6.0 or less, more preferably 5.0 or less, still more preferably 4.7 or less, more preferably. Is 4.5 or less, more preferably 4.0 or less.
  • the pKa of the acid is in this range, the absorption of glutathione into leaves is particularly significantly promoted, which is preferable.
  • the type of acid having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less is not particularly limited, and a combination of a plurality of types may be used.
  • An organic acid is preferable as the acid having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less.
  • the organic acid one or a combination of two or more selected from formic acid, lactic acid, ascorbic acid and acetic acid is more preferable, and one or a combination of two or more selected from lactic acid and ascorbic acid is particularly preferable.
  • the "acid having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less and / or a salt thereof" is an "acid having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less".
  • the target plants for which glutathione is applied to the leaf surface together with a predetermined acid and / or salt in one or more embodiments of the present invention are not particularly limited, and are various plants such as dicotyledonous plants and monocotyledonous plants.
  • Examples of the dicotyledonous plants include Asagao, Hirugao, Satsumaimo, Nenashikazura, Nadeshiko, Hakobe, Takanetsumekusa, Miminagusa, Tsumekusa, Nominotsuzuri, and Oyamafusuma.
  • Solanaceae plants As the dicotyledonous plants, Solanaceae plants, cruciferous plants, Amaranthaceae plants or Umbelliferae plants are particularly preferable.
  • Solanaceae plant a Solanaceae plant, for example, a potato is particularly preferable.
  • cruciferous plant a plant of the genus Brassica, for example, Komatsuna is particularly preferable.
  • Amaranthaceae plant a plant of the genus Beta vulgaris, for example, sugar beet is particularly preferable.
  • As the Umbelliferae plant a Daucus plant, for example, a carrot is particularly preferable.
  • Examples of monocots include plants of the genus Ukikusa, plants of the genus Aokikusa, plants of the genus Cattleya, plants of the genus Symbidium, plants of the genus Dendrobume, plants of the genus Phalaenopsis, genus Banda, plants of the genus Pafiopedilam, plants of the family Orchids, plants of the family Gama, and family of Mikuri.
  • Amaryllidaceae plant or Gramineae plant is particularly preferable.
  • Amaryllidaceae plant allium plants, for example, onions are particularly preferable.
  • sugarcane plants or corn plants for example, sugar cane or corn are particularly preferable.
  • the target plant is not limited to the wild-type plant, and may be a mutant, a transformant, or the like.
  • agriculturally useful plants specifically potatoes, Japanese mustard spinach, sugar beet, onions, carrots, sugar cane, corn, etc. are particularly preferable.
  • One or more embodiments of the present invention are also effective for potato varieties with thick leaf surface tissue.
  • Potatoes with thick leaf surface texture include middle to late varieties of potatoes, specifically Nishiyutaka, Konafubuki, Toyoshiro, Snowden, Norin No. 1, Hokkaikogane, Sayaka, Kitahime, Benimaru, and Russet. Burbank is mentioned.
  • One or more embodiments of the present invention include application of glutathione to plant leaves with an acid and / or a salt thereof having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less. Absorption of glutathione into plant leaves. Regarding how to promote.
  • Another embodiment of the present invention comprises applying glutathione to plant leaves with an acid and / or a salt thereof having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less. On how to promote the absorption of.
  • glutathione and an acid having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less and / or a salt thereof may be applied simultaneously or continuously, or may be applied to leaves at different time points. Further, glutathione and an acid having pKa of 3.2 or more and 9.0 or less and / or a salt thereof may be applied in a state of being contained in an integral composition, or a composition in which each is physically separated. It may be applied simultaneously, continuously or at different times while being contained in. The composition of the composition containing each component is as described later.
  • Glutathione and an acid having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less and / or a salt thereof used in the method according to one or more embodiments of the present invention are compositions according to one or more embodiments of the present invention described later. It may be prepared in the form of, or it may be prepared independently of each other. However, glutathione in the form of a composition according to one or more embodiments of the present invention described later and an acid having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less and / or a salt thereof are related to one or more embodiments of the present invention. When used in the method, the operation is simple and preferable.
  • each compound when an acid having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less and / or a salt thereof contains a plurality of compounds, each compound may be applied simultaneously or continuously, or at least some compounds may be separately applied. It may be applied to the leaves at the time of. Acids having a plurality of pKas of 3.2 or more and 9.0 or less and / or salts thereof may be applied in a state of being contained in one composition, or one or two or more of the plurality of components. May be applied simultaneously, sequentially or at different times, in the state of being contained in two or more physically separated compositions, each containing.
  • the application of glutathione and an acid having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less and / or a salt thereof to leaves is in a state of a liquid in which each component is dissolved or dispersed in water and / or a water-soluble solvent, preferably dissolved. It can be applied by attaching it to the leaf surface and applying it, or by attaching a solid substance such as powder containing each component to the leaf surface and applying it.
  • a water-soluble solvent alcohols such as ethanol and methanol can be used.
  • a method of supplying the liquid to the leaf surface a method such as spraying or coating can be used.
  • the ratio of glutathione applied to leaves and an acid having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less and / or a salt thereof is not particularly limited and can be appropriately adjusted.
  • glutathione unless otherwise specified in the present specification, the mass and mass parts of glutathione converted to all free glutathione are used. The same shall apply hereinafter).
  • a total of 3.2 or more and 9.0 or less acids and / or salts thereof for example, 1 part by mass or more, preferably 10 parts by mass or more, preferably 20 parts by mass or more, preferably 50 parts by mass or more, preferably 75 parts by mass.
  • More than parts preferably 100 parts by mass or more, preferably 125 parts by mass or more, for example, 1000 parts by mass or less, preferably 800 parts by mass or less, preferably 400 parts by mass or less, preferably 200 parts by mass or less. It can be more preferably 25 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less, and more preferably 100 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less.
  • the amount ratios listed here are not limited to the amount ratios in the amounts applied at one time (simultaneously or continuously), but are the ratios with respect to the total amount of each component applied to the plant, but simultaneously or It is more preferable that the amount ratio of each component applied continuously is within the above range.
  • the application rate of the acid and / or its salt having glutathione and pKa of 3.2 or more and 9.0 or less to the leaves is not particularly limited, and can be appropriately adjusted so as to promote the growth of the plant.
  • the application rate of glutathione per plant is usually 0.01 mg or more, for example 0.1 mg or more, and the upper limit is not particularly limited, but usually 100 mg or less, for example 30 mg or less. ..
  • the acid and / or salt applied to the plant in combination with glutathione may contain other acids and / or salts in addition to the acid and / or salt thereof having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less. ..
  • other acids and / or salts include acids having a pKa of less than 3.2 or greater than 9.0 and / or salts thereof, for example, one or more selected from citric acid, phosphoric acid and boric acid. Acids and / or salts thereof.
  • the time of application of each component to leaves is not particularly limited, but it is preferably during the vegetative growth period (leaf and root growth period) or the reproductive growth period (bud setting, flowering time, fruiting time). Further, the number of times of application is not limited, and the application may be performed once or may be applied a plurality of times at different times.
  • compositions for application to plant leaves which contain glutathione and an acid having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less and / or a salt thereof.
  • Another embodiment of the present invention comprises an acid having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less and / or a salt thereof for producing a composition for application to plant leaves, which comprises glutathione.
  • the form of the composition according to one or more embodiments of the present invention is not particularly limited, and for example, a liquid material that can be directly sprayed or applied to the leaf surface of the target plant; water, a water-soluble solvent (methanol, ethanol, etc.), these. Liquid material to be applied after diluting with a solvent such as two or more mixed solvents; water, water-soluble solvent (methanol, ethanol, etc.), dissolved or dispersed in a solvent such as two or more mixed solvents.
  • Solids such as powders and granules to be applied afterwards; Solids such as powders (powder) sprayed directly on the leaf surface of the target plant; Powders to be applied after being diluted with solids such as clay, talc and soil It can be in any form such as a solid substance such as (powder), and the solid substance form is preferable in consideration of storage stability.
  • composition according to one or more embodiments of the present invention is a liquid
  • it is water-soluble such as water, methanol, ethanol, etc., in addition to an acid having glutathione and pKa of 3.2 or more and 9.0 or less and / or a salt thereof.
  • It can contain components such as a solvent such as a solvent, a dispersion stabilizer (carboxymethyl cellulose, a salt thereof, etc.), a thickener, an antioxidant, a surfactant, and other acids.
  • composition according to one or more embodiments of the present invention is a solid, in addition to glutathione and an acid having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less and / or a salt thereof, a dispersion stabilizer (carboxymethyl cellulose, the same thereof). It can contain components such as salts, etc.), excipients (lactose, etc.), disintegrants, thickeners, antioxidants, surfactants and the like.
  • the blending ratio of glutathione and an acid having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less and / or a salt thereof in the composition according to one or more embodiments of the present invention is the same as the ratio of both at the time of application described above. Can be set to.
  • the method for producing the composition according to one or more embodiments of the present invention is not particularly limited, and each component is mixed, and if it is a solid composition, operations such as pulverization, granulation, and drying are performed as necessary. If it is a liquid composition, it can be produced by performing operations such as stirring and emulsification and dispersion as necessary.
  • Another embodiment of the present invention relates to an accelerator for the absorption of glutathione into plant leaves, which comprises an acid and / or a salt thereof having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less.
  • Another embodiment of the present invention also relates to the use of acids and / or salts thereof having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less to promote the absorption of glutathione into plant leaves.
  • Another embodiment of the present invention also relates to the use of an acid and / or a salt thereof having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less for the production of an agent for promoting the absorption of glutathione into plant leaves. ..
  • the preferred range of the acid and / or salt thereof having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less is as described above.
  • glutathione is applied to the leaves of a plant together with an acid having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less and / or a salt thereof, and the plant is grown after the application.
  • the cultivation method of the plant including letting.
  • glutathione is efficiently absorbed by the leaves of the plant to promote the growth of the plant, so that the plant can be cultivated in high yield or at low cost.
  • the application of glutathione and acids having a pKa of 3.2 or more and 9.0 or less and / or salts thereof to plant leaves is as described above.
  • the growth of the plant after the application can be appropriately carried out according to the type of the plant.
  • Example 1 Potatoes (make-in) cultivated in a glass room were used. 5 g / L of fertilizer (made by Kaneka) containing 15% of oxidized glutathione (GSSG) on leaves of approximately the same size as cultivated potatoes, and no lactic acid (0 g / L) or 0.1 g 20 ⁇ L of each of the aqueous solution containing / L or 1 g / L was added dropwise. At this time, the amount of lactic acid dropped was 0 parts by mass, 13 parts by mass, or 133 parts by mass with respect to 100 parts by mass of GSSG, respectively.
  • fertilizer made by Kaneka
  • GSSG oxidized glutathione
  • the leaves were cut out and placed in a 15 mL centrifuge tube, and 5 mL of distilled water was added to wash the leaf surface.
  • the amount of GSSG in the cleaning solution was measured.
  • the rest of each aqueous solution after dropping on the leaf surface was stored for 24 hours under the same conditions (same temperature and light conditions) as the potato leaves to which the aqueous solution was dropped, and then the amount of GSSG was measured and each aqueous solution was measured. The amount of GSSG after 24 hours per 20 ⁇ L was determined.
  • the absorption rate obtained above was expressed as a relative value with the absorption rate as 1 when an aqueous solution containing 5 g / L of fertilizer containing 15% GSSG and not containing lactic acid was used. The results are shown in the following table.
  • an aqueous solution containing 5 g / L of fertilizer (manufactured by Kaneka) containing 15% GSSG and containing no acid was similarly added dropwise to the leaf surface.
  • the leaves were cut out and placed in a 15 mL centrifuge tube, and 5 mL of distilled water was added to wash the leaf surface. From the amount of GSSG in the washing liquid, the amount of GSSG absorbed in the leaves was determined as the absorption rate. The test was repeated 5 times each and the average was calculated.
  • the absorption rate of GSSG in each test using an acid is higher than the absorption rate of GSSG in the control test, and there is a significant difference in the T test from the absorption rate of GSSG in the control test (p ⁇ 0.01). If there is, it is set as "++".
  • the absorption rate of GSSG in each test using an acid is higher than the absorption rate of GSSG in the control test, and there is a significant difference (p ⁇ 0.05) in the T test with respect to the absorption rate of GSSG in the control test. If there is (however, except for the case where p ⁇ 0.01 is set to "++”), it is set to "+".
  • the absorption rate of GSSG in each test using an acid was not significantly different from the absorption rate of GSSG in the control test by T-test, it was set as "-". The results are shown in the following table.

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Abstract

本発明の一以上の実施形態はグルタチオンの植物の葉への吸収を促進することを目的とする。 本発明の一以上の実施形態は、グルタチオンと、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩とを含む、植物の葉に施用するための組成物に関する。本発明の一以上の実施形態はまた、前記酸及び/又はその塩を含む、植物の葉へのグルタチオンの吸収の促進剤に関する。本発明の一以上の実施形態はまた、グルタチオンを前記酸及び/又はその塩とともに植物の葉に施用することを含む、植物の葉へのグルタチオンの吸収を促進する方法に関する。本発明の一以上の実施形態はまた、グルタチオンを前記酸及び/又はその塩とともに植物の葉に施用すること及び施用後の前記植物を生育させることを含む植物の栽培方法に関する。

Description

グルタチオンを含む植物の葉に施用するための組成物
 本発明は、グルタチオンを含む植物の葉に施用するための組成物、植物の葉へのグルタチオンの吸収の促進剤、植物の葉へのグルタチオンの吸収を促進する方法、及び、植物の栽培方法に関する。
 グルタチオンは、L-システイン、L-グルタミン酸、グリシンの3つのアミノ酸から成るペプチドで、人体だけでなく、他の動物や植物、微生物など多くの生体内に存在し、活性酸素の消去作用、解毒作用、アミノ酸代謝など、生体にとって重要な化合物である。
 グルタチオンは生体内で、L-システイン残基のチオール基が還元されたSHの形態である還元型グルタチオン(N-(N-γ-L-グルタミル-L-システイニル)グリシン、以下「GSH」と称することがある)と、2分子のGSHのL-システイン残基のチオール基が酸化されグルタチオン2分子間でジスルフィド結合を形成した形態である酸化型グルタチオン(以下「GSSG」と称することがある)とのいずれかの形態で存在する。
 グルタチオンは肥料、医薬品、化粧品などの分野で有用であることが知られている。
 特許文献1には、GSSGが植物の種子又は花の数を増加させる作用や、脇芽又は分げつの数を増加させる等、収穫指数を向上させる植物生長調整剤の有効成分として有用であると開示されている。
 特許文献2には、GSSGを葉へ施用することによって植物の生長を促進する方法において、更に肥料成分を葉に施用することを組み合わせた場合に、GSSGと肥料成分とが相乗的に作用し、植物生長促進効果が顕著に高まることが開示されている。
 一方、特許文献3には、無機カルシウム塩の植物への施用を促進するために、所定の非イオン界面活性剤と、無機カルシウム塩からなる肥料成分を必須成分として含有することを特徴とする肥料組成物が開示されており、クエン酸等の有機酸又はその塩を混合すると吸収効率が更に改善されることが記載されている。
 特許文献4には、水溶性有機酸及び/又はその塩、糖アルコール、及び石灰資材を必須成分とする水溶液からなることを特徴とする液状カルシウム肥料が記載されている。
 肥料成分の植物の葉面からの吸収性は、肥料成分により大きく異なることが知られており、非特許文献1には、無機塩の葉面からの吸収性は比較的高いのに対して、アミノ酸の葉面からの吸収性は低いことが記載されている。
国際公開WO2008/072602 国際公開WO2017/006869 特開2002-104894号公報 特開2001-206796号公報
関東東海北陸農業研究成果情報,pp.192~193(3巻),2001年
 特許文献2に記載の通りGSSGを植物の葉へ施用することで植物の生長を促進することができる。一方で、非特許文献1に記載の通りアミノ酸の植物葉面からの吸収速度は無機塩と比較して顕著に低いことが知られている。特許文献3には、有機酸が無機カルシウム塩の植物への吸収を促進することが記載されているが、アミノ酸からなるペプチドの葉への吸収を促進するための手段は一切記載されていない。
 グルタチオンの植物の葉での吸収を高めることができれば、グルタチオンによる植物の生長促進作用を高めることができるとともに、グルタチオンの施用量を低減することが可能になるためコストダウンにもつながる。本発明の一以上の実施形態は、グルタチオンの植物の葉での吸収を促進することを目的とする。
 本明細書では、上記課題を解決する手段として以下の手段を開示する。
(1)グルタチオンと、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩とを含む、植物の葉に施用するための組成物。
(2)前記グルタチオンが酸化型グルタチオンである、(1)に記載の組成物。
(3)前記酸が有機酸である、(1)又は(2)に記載の組成物。
(4)pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩を含む、植物の葉へのグルタチオンの吸収の促進剤。
(5)グルタチオンを、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩とともに、植物の葉に施用することを含む、植物の葉へのグルタチオンの吸収を促進する方法。
(6)施用後の前記植物を生育させ、前記グルタチオンを葉に吸収させることを含む、(5)に記載の方法。
(7)グルタチオンを、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩とともに、植物の葉に施用すること、及び
 施用後の前記植物を生育させること
を含む植物の栽培方法。
(8)植物の葉へのグルタチオンの吸収を促進するための、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩の使用。
(9)植物の葉へのグルタチオンの吸収の促進剤の製造のための、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩の使用。
(10)グルタチオンを含む植物の葉に施用するための組成物の製造のための、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩の使用。
 本明細書は本願の優先権の基礎となる日本国特許出願番号2019-066777号の開示内容を包含する。
 グルタチオンを、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩とともに、植物の葉に施用することにより、グルタチオンの葉への吸収を促進することができる。
<グルタチオン>
 グルタチオンは、還元型グルタチオン(GSH、N-(N-γ-L-グルタミル-L-システイニル)グリシン)であってもよいし、GSHの2分子がジスルフィド結合を介して結合してなる酸化型グルタチオン(GSSG)であってもよいが、GSSGであることが好ましい。
 グルタチオン(GSSG又はGSH)は、他の物質と結合しておらずイオン化していないフリー体、グルタチオンと酸又は塩基とで形成される塩、これらの水和物、これらの混合物等の、各種形態のグルタチオンを包含し得る。
 グルタチオンとしてGSSGを用いる場合、GSSGとGSHとの混合物として用いてもよいが、GSSGの含有量がGSHの含有量よりも相対的に多いことが好ましい。より好ましくは、GSSGとGSHとの総質量(全てフリー体として換算した質量)に対してGSSGの総質量(フリー体として換算した質量)は、合計で70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、更に好ましくは98質量%以上、最も好ましくは100質量%である。
 GSSGの塩としてはアンモニウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、ナトリウム塩、リチウム塩等の肥料として許容される1種以上の塩であれば特に限定されないが、好ましくはアンモニウム塩、カルシウム塩及びマグネシウム塩から選択される1種以上の塩である。GSSG塩としてはGSSGの1アンモニウム塩、GSSGの0.5カルシウム塩又は1カルシウム塩、GSSGの0.5マグネシウム塩又は1マグネシウム塩等が例示できる。
<酸>
 本発明の一以上の実施形態は、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩とともにグルタチオンを植物の葉に施用することにより、グルタチオンの葉への吸収が顕著に促進されるという知見に基づく。
 前記酸のpKaは、より好ましくは3.5以上、特に好ましくは3.8以上であり、より好ましくは6.0以下、より好ましくは5.0以下、より好ましくは4.7以下、より好ましくは4.5以下、より好ましくは4.0以下である。前記酸のpKaがこの範囲であるとき、グルタチオンの葉への吸収が特に顕著に促進されるため好ましい。
 pKaが3.2以上9.0以下の酸の種類は特に限定されず、複数種の組合せであってもよい。pKaが3.2以上9.0以下の酸としては有機酸が好ましい。有機酸としては特にギ酸、乳酸、アスコルビン酸及び酢酸から選択される1種又は2種以上の組み合せがより好ましく、乳酸及びアスコルビン酸から選択される1種又は2種以上の組み合せが特に好ましい。
 「pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩」は、「pKaが3.2以上9.0以下の酸」であることが特に好ましい。
<植物>
 本発明の一以上の実施形態でグルタチオンを所定の酸及び/又は塩とともに葉面に施用する対象植物は特に限定されず双子葉植物、単子葉植物等の種々の植物である。
 双子葉植物としては、例えばアサガオ属植物、ヒルガオ属植物、サツマイモ属植物、ネナシカズラ属植物、ナデシコ属植物、ハコベ属植物、タカネツメクサ属植物、ミミナグサ属植物、ツメクサ属植物、ノミノツヅリ属植物、オオヤマフスマ属植物、ワチガイソウ属植物、ハマハコベ属植物、オオツメクサ属植物、シオツメクサ属植物、マンテマ属植物、センノウ属植物、フシグロ属植物、ナデシコ科植物、モクマモウ科植物、ドクダミ科植物、コショウ科植物、センリョウ科植物、ヤナギ科植物、ヤマモモ科植物、クルミ科植物、カバノキ科植物、ブナ科植物、ニレ科植物、クワ科植物、イラクサ科植物、カワゴケソウ科植物、ヤマモガシ科植物、ボロボロノキ科植物、ビャクダン科植物、ヤドリギ科植物、ウマノスズクサ科植物、ヤッコソウ科植物、ツチトリモチ科植物、タデ科植物、アカザ科植物、ヒユ科植物、オシロイバナ科植物、ヤマトグサ科植物、ヤマゴボウ科植物、ツルナ科植物、スベリヒユ科植物、モクレン科植物、ヤマグルマ科植物、カツラ科植物、スイレン科植物、マツモ科植物、キンポウゲ科植物、アケビ科植物、メギ科植物、ツヅラフジ科植物、ロウバイ科植物、クスノキ科植物、ケシ科植物、フウチョウソウ科植物、アブラナ科植物、モウセンゴケ科植物、ウツボカズラ科植物、ベンケイソウ科植物、ユキノシタ科植物、トベラ科植物、マンサク科植物、スズカケノキ科植物、バラ科植物、マメ科植物、カタバミ科植物、フウロソウ科植物、アマ科植物、ハマビシ科植物、ミカン科植物、ニガキ科植物、センダン科植物、ヒメハギ科植物、トウダイグサ科植物、アワゴケ科植物、ツゲ科植物、ガンコウラン科植物、ドクウツギ科植物、ウルシ科植物、モチノキ科植物、ニシキギ科植物、ミツバウツギ科植物、クロタキカズラ科植物、カエデ科植物、トチノキ科植物、ムクロジ科植物、アワブキ科植物、ツリフネソウ科植物、クロウメモドキ科植物、ブドウ科植物、ホルトノキ科植物、シナノキ科植物、アオイ科植物、アオギリ科植物、サルナシ科植物、ツバキ科植物、オトギリソウ科植物、ミゾハコベ科植物、ギョリュウ科植物、スミレ科植物、イイギリ科植物、キブシ科植物、トケイソウ科植物、シュウカイドウ科植物、サボテン科植物、ジンチョウゲ科植物、グミ科植物、ミソハギ科植物、ザクロ科植物、ヒルギ科植物、ウリノキ科植物、ノボタン科植物、ヒシ科植物、アカバナ科植物、アリノトウグサ科植物、スギナモ科植物、ウコギ科植物、セリ科植物、ミズキ科植物、イワウメ科植物、リョウブ科植物、イチヤクソウ科植物、ツツジ科植物、ヤブコウジ科植物、サクラソウ科植物、イソマツ科植物、カキノキ科植、ハイノキ科植物、エゴノキ科植物、モクセイ科植物、フジウツギ科植物、リンドウ科植物、キョウチクトウ科植物、ガガイモ科植物、ハナシノブ科植物、ムラサキ科植物、クマツヅラ科植物、シソ科植物、ナス科植物、ゴマノハグサ科植物、ノウゼンカズラ科植物、ゴマ科植物、ハマウツボ科植物、イワタバコ科植物、タヌキモ科植物、キツネノマゴ科植物、ハマジンチョウ科植物、ハエドクソウ科植物、オオバコ科植物、アカネ科植物、スイカズラ科植物、レンプクソウ科植物、オミナエシ科植物、マツムシソウ科植物、ウリ科植物、キキョウ科植物、キク科植物等に施用することができる。双子葉植物としては特に、ナス科植物、アブラナ科植物、ヒユ科植物又はセリ科植物が好ましい。ナス科植物としては特にナス属植物、例えばジャガイモが好ましい。アブラナ科植物としては特にアブラナ属植物、例えばコマツナが好ましい。ヒユ科植物としては特にフダンソウ属植物、例えばテンサイが好ましい。セリ科植物としては特にニンジン属植物、例えばニンジンが好ましい。
 単子葉植物としては例えばウキクサ属植物、アオウキクサ属植物、カトレア属植物、シンビジウム属植物、デンドロビューム属植物、ファレノプシス属植物、バンダ属植物、パフィオペディラム属植物、ラン科植物、ガマ科植物、ミクリ科植物、ヒルムシロ科植物、イバラモ科植物、ホロムイソウ科植物、オモダカ科植物、トチカガミ科植物、ホンゴウソウ科植物、イネ科植物、カヤツリグサ科植物、ヤシ科植物、サトイモ科植物、ホシグサ科植物、ツユクサ科植物、ミズアオイ科植物、イグサ科植物、ビャクブ科植物、ユリ科植物、ヒガンバナ科植物、ヤマノイモ科植物、アヤメ科植物、バショウ科植物、ショウガ科植物、カンナ科植物、ヒナノシャクジョウ科植物等に施用することができる。単子葉植物としては特に、ヒガンバナ科植物又はイネ科植物が好ましい。ヒガンバナ科植物としては特にネギ属植物、例えばタマネギが好ましい。イネ科植物としては特にサトウキビ属植物又はトウモロコシ属植物、例えばサトウキビ又はトウモロコシが好ましい。
 対象となる植物は野生型の植物には限定されず、変異体や形質転換体等であってもよい。
 対象となる植物としては、農業上有用な植物、具体的にはジャガイモ、コマツナ、テンサイ、タマネギ、ニンジン、サトウキビ、トウモロコシ等が特に好ましい。本発明の一以上の実施形態は、ジャガイモのなかでも、葉の表面組織が厚い品種のジャガイモに対しても有効である。葉の表面組織が厚い品種のジャガイモとしては、中生~晩生品種のジャガイモが挙げられ、具体的にはニシユタカ、コナフブキ、トヨシロ、スノーデン、農林1号、ホッカイコガネ、さやか、きたひめ、紅丸、ラセットバーバンクが挙げられる。
<グルタチオン及び酸の植物の葉への施用>
 本発明の一以上の実施形態は、グルタチオンを、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩とともに、植物の葉に施用することを含む、植物の葉へのグルタチオンの吸収を促進する方法に関する。
 本発明の別の一以上の実施形態は、グルタチオンを、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩とともに、植物の葉に施用することを含む、植物の葉へのグルタチオンの吸収を促進する方法に関する。
 本発明のこれらの実施形態は、グルタチオンを、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩とともに、植物の葉に施用したときにグルタチオンの葉への吸収を顕著に促進することができるという予想外の効果に基づくものである。
 ここでグルタチオンとpKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩とは、同時に又は連続して施用されてもよいし、別々の時点で葉に施用されてもよい。また、グルタチオンとpKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩とは一体の組成物中に含有された状態で施用されてもよいし、それぞれが物理的に分離した組成物に含有された状態で、同時に、連続して、又は異なる時間に施用されてもよい。各成分を含む組成物の構成については後述する通りである。本発明の一以上の実施形態に係る方法に使用するグルタチオンとpKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩とは、後述する本発明の一以上の実施形態に係る組成物の形態で準備されたものであってもよいし、各々独立して準備されたものであってもよい。ただし、後述する本発明の一以上の実施形態に係る組成物の形態のグルタチオンとpKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩とを本発明の一以上の実施形態に係る方法に用いると操作が簡便であり好ましい。pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩が複数の化合物を含む場合も同様に、各化合物は同時に又は連続して施用されてもよいし、少なくとも一部の化合物が別々の時点で葉に施用されてもよい。複数のpKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩は一体の組成物中に含有された状態で施用されてもよいし、該複数の成分のうち1つまたは2つ以上を各々が含む、物理的に分離した2以上の組成物に含有された状態で、同時に、連続して、又は異なる時間に施用されてもよい。
 グルタチオンとpKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩との葉への施用は、各成分が水及び/又は水溶性溶媒に溶解又は分散した、好ましくは溶解した液体の状態で葉面に付着させて施用する方法や、各成分を含む粉末等の固形物を葉面に付着させて施用する方法等により行うことができる。前記水溶性溶媒としては、エタノール、メタノール等のアルコールが使用できる。前記液体を葉面に供給する方法としては噴霧、塗布等の方法が使用できる。
 葉に施用されるグルタチオンとpKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩との割合は特に限定されず、適宜調整することができる。例えば、グルタチオン100質量部(本明細書では特に明示しない限り、グルタチオンの質量及び質量部として、全てフリー体のグルタチオンとして換算した質量及び質量部を用いる。以下同様である)に対して、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩を合計で、例えば1質量部以上、好ましくは10質量部以上、好ましくは20質量部以上、好ましくは50質量部以上、好ましくは75質量部以上、好ましくは100質量部以上、好ましくは125質量部以上用いることができ、例えば1000質量部以下、好ましくは800質量部以下、好ましくは400質量部以下、好ましくは200質量部以下であることができ、より好ましくは25質量部以上1000質量部以下、より好ましくは100質量部以上1000質量部以下であることができる。ここで挙げた量比は、一度に(同時に又は連続して)施用される分量中の量比とは限らず、植物に施用される各成分の通算の量に関しての比であるが、同時に又は連続して施用される各成分の量比が前記範囲内にあることがより好ましい。
 グルタチオンとpKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩の葉への施用量は特に限定されず、植物の生長を促進するように適宜調節することができる。グルタチオンの植物体1個体あたりの施用量としては、通常は0.01mg以上、例えば0.1mg以上であることができ、上限は特に限定されないが通常は100mg以下、例えば30mg以下であることができる。
 グルタチオンと組み合わせて植物に施用する酸及び/又は塩として、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩に加えて、他の酸及び/又は塩が含まれていてもよい。他の酸及び/又は塩としては、pKaが3.2未満又は9.0よりも大きい酸及び/又はその塩が挙げられ、例えば、クエン酸、リン酸及びホウ酸から選択される1種以上の酸及び/又はその塩が挙げられる。
 各成分の葉への施用時期は特に限定されないが、好ましくは栄養生長期(葉、根の生長時期)、または、生殖成長期(着蕾時、開花時、結実時)である。また、施用回数は限定されず、一回であってもよいし、複数回、時期を分割して施用してもよい。
<植物の葉の施用のための組成物>
 本発明の一以上の実施形態は、グルタチオンとpKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩とを含有する、植物の葉に施用するための組成物に関する。
 本発明の別の一以上の実施形態は、グルタチオンを含む、植物の葉に施用するための組成物の製造のための、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩の使用に関する。
 本発明の一以上の実施形態に係る組成物の形態は特に限定されないが、例えば、対象植物の葉面に直接噴霧又は塗布できる液状物;水、水溶性溶媒(メタノール、エタノール等)、これらのうち2種以上の混合溶媒等の溶媒により希釈してから施用される液状物;水、水溶性溶媒(メタノール、エタノール等)、これらのうち2種以上の混合溶媒等の溶媒により溶解又は分散してから施用される粉末、顆粒等の固形物;対象植物の葉面に直接散布される粉末(粉剤)等の固形物;クレー、タルク、土壌等の固形物により希釈してから施用される粉末(粉剤)等の固形物のような任意の形態であることができ、保存安定性を考慮すると固形物の形態が好ましい。
 本発明の一以上の実施形態に係る組成物が液状物である場合、グルタチオン並びにpKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩以外に、水、メタノール、エタノール等の水溶性溶媒等の溶媒、分散安定化剤(カルボキシメチルセルロース、その塩等)、増粘剤、酸化防止剤、界面活性剤、他の酸等の成分を含むことができる。
 本発明の一以上の実施形態に係る組成物が固形物である場合、グルタチオン並びにpKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩以外に、分散安定化剤(カルボキシメチルセルロース、その塩、等)、賦形剤(乳糖等)、崩壊剤、増粘剤、酸化防止剤、界面活性剤等の成分を含むことができる。
 本発明の一以上の実施形態に係る組成物中の、グルタチオンとpKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩との配合割合は、上述した施用時の両者の割合と同様に設定することができる。
 本発明の一以上の実施形態に係る組成物の製造方法は特に限定されず、各成分を混合したり、固形状組成物であれば必要に応じて粉砕、造粒、乾燥等の操作をして、液体状組成物であれば必要に応じて撹拌、乳化分散等の操作をして製造することができる。
<植物の葉へのグルタチオンの吸収の促進剤>
 本発明の別の一以上の実施形態は、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩を含む、植物の葉へのグルタチオンの吸収の促進剤に関する。
 本発明の別の一以上の実施形態はまた、植物の葉へのグルタチオンの吸収を促進するための、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩の使用に関する。
 本発明の別の一以上の実施形態はまた、植物の葉へのグルタチオンの吸収の促進剤の製造のための、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩の使用に関する。
 pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩の好ましい範囲は既述の通りである。
<植物の栽培方法>
 本発明の別の一以上の実施形態は、グルタチオンを、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩とともに、植物の葉に施用すること、及び施用後の前記植物を生育させることを含む植物の栽培方法に関する。
 この実施形態によれば、グルタチオンが効率的に植物の葉に吸収されて植物の生育が促進されるため、高収率又は低コストで植物を栽培することができる。
 グルタチオン並びにpKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩の植物の葉への施用については上記の通りである。
 施用後の植物の生育は、植物の種類に応じて適宜行うことができる。
<実験1>
 ガラス室中で栽培したジャガイモ(メークイン)を使用した。栽培したジャガイモのほぼ同程度の大きさの葉上に酸化型グルタチオン(GSSG)を15%含む肥料(カネカ製)を5g/L含み、かつ、乳酸を含まない(0g/L)或いは0.1g/L又は1g/L含む水溶液をそれぞれ20μLずつ滴下した。このとき、滴下された乳酸は、GSSG100質量部に対してそれぞれ0質量部、13質量部、又は、133質量部であった。水溶液を滴下してから24時間生育後に葉を切り取り15mL遠心チューブに入れ、蒸留水5mLを加え葉表面を洗浄した。洗浄液中のGSSG量を測定した。並行して、葉面に滴下後の各水溶液の残りを、前記水溶液を滴下したジャガイモの葉と同一条件下(同じ温度、光条件下)で24時間保存したのちGSSG量を測定し、各水溶液20μLあたりの24時間後のGSSG量を求めた。洗浄液中のGSSG量と、各水溶液の24時間後のGSSG量とをもとに、下記の式より、葉中に吸収されたGSSG量の割合である吸収率を求めた。試験は各5反復行いその平均を算出した。
 吸収率(%)=100×[1-(24時間後の葉面洗浄液中のGSSG量)/(滴下水溶液20μL中の24時間後のGSSG量)]
 上記で求めた吸収率を、GSSGを15%含む肥料を5g/L含み、かつ、乳酸を含まない水溶液を用いた場合の吸収率を1とした相対値で表した。結果を次表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
<実験2>
 ガラス室中で栽培したコマツナ(春のセンバツ)を使用した。栽培したコマツナのほぼ同程度の大きさの葉上に、酸化型グルタチオン(GSSG)を15%含む肥料(カネカ製)を5g/L含み、かつ、下記の表に示す各酸を1g/L含む水溶液をそれぞれ20マイクロリットルずつ滴下した。このとき、滴下された酸は、GSSG100質量部に対して133質量部であった。コントロール試験として、GSSGを15%含む肥料(カネカ製)を5g/L含み、かつ、酸を含まない水溶液を同様に葉面に滴下した。水溶液を滴下してから24時間生育後に葉を切り取り15mL遠心チューブに入れ、蒸留水5mLを加え葉表面を洗浄した。洗浄液中のGSSG量から葉中に吸収されたGSSG量を吸収率として求めた。試験は各5反復行いその平均を算出した。
 酸を用いた各試験でのGSSGの吸収率が、コントロール試験でのGSSGの吸収率よりも高く、かつ、コントロール試験でのGSSGの吸収率に対しT検定で有意差(p<0.01)がある場合に「++」とした。酸を用いた各試験でのGSSGの吸収率が、コントロール試験でのGSSGの吸収率よりも高く、かつ、コントロール試験でのGSSGの吸収率に対しT検定で有意差(p<0.05)がある場合(ただし「++」としたp<0.01の場合を除く)に「+」とした。酸を用いた各試験でのGSSGの吸収率が、コントロール試験でのGSSGの吸収率に対しT検定で有意差がない場合に「-」とした。
 結果を次表に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 本明細書で引用した全ての刊行物、特許及び特許出願はそのまま引用により本明細書に組み入れられるものとする。

Claims (6)

  1.  グルタチオンと、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩とを含む、植物の葉に施用するための組成物。
  2.  前記グルタチオンが酸化型グルタチオンである、請求項1に記載の組成物。
  3.  前記酸が有機酸である、請求項1又は2に記載の組成物。
  4.  pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩を含む、植物の葉へのグルタチオンの吸収の促進剤。
  5.  グルタチオンを、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩とともに、植物の葉に施用することを含む、植物の葉へのグルタチオンの吸収を促進する方法。
  6.  グルタチオンを、pKaが3.2以上9.0以下の酸及び/又はその塩とともに、植物の葉に施用すること、及び
     施用後の前記植物を生育させること
    を含む植物の栽培方法。
     
     
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