JPH04500213A - 合成して製造された9―ベータ―l(+)アデノシンを用いる植物の生長促進法 - Google Patents
合成して製造された9―ベータ―l(+)アデノシンを用いる植物の生長促進法Info
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-
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- 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
合成して製造された9−ベーターL(+)アデノシンを用いる植物の生長促進法
この発明は化学的に製造された(合成)9−ベーターL(+)アデノシンを、植
物の生長を促進するために利用する方法に関するものである。特にこの発明は、
上記目的のために極く少量の化学的に製造された9−ベーターL(+)アデノシ
ンを用いる方法に係る。
(2)、先行技術
C!。の第一アルコールで植物ロウ(plant wax)の天然成分であるト
リアコンタノール(TRIA)が数多くの作物種の生長を増進し、ときには収量
を増すことはリース(Ries)等の米国特許Na 4,150,970 ;
Ries、 S。
K、: Cr1tical Reviews in Plant 5cienc
es 2 、 239−285 (1985)、及びRies、 S、 K 、
Wert、 V、 F、 、 Sweeley、 C,C,and Leav
itt、 R,H,:5cience 195 、 1339−1341 (1
977)に述べられている。またトリアコンタノールはAbstracts、
International Symposium on Triaconta
nol。
November 25−28 、Zhenjiang、 China、 Sh
anghai In5tituteof Plant Physiology、
Academia 5inica(1987) ; Lim、 ung−C,
、Ba5karan、 S、 、and Mukerjee、S、K、 : I
ndian J 、Agr。
Sci、56.744−747(1986)に記載されているようにアジアにお
き毎年、数百万ニーカーの茶、野菜及び農耕作物において収量を増すために使用
されている。
トウモロコシ及びイネの実生に対しTRIAを施用して40以内−こ葉面積、全
ケルダール窒素、水溶性タンパク質、還元糖、及び遊離アミノ酸の増大が測定さ
れたことが、上で引用したRies、 S、 K : Cr1tical Re
viewsin Plant 5ciences (1985) 、及びRie
s、 S、 K and Wert。
V、 F、 : J、 Plant Growth Regulation 1
、117−127 (1982)に述べられている。Ca’+及びMg2+の
両者に依存するATPアーゼ活性が、オオムギ(Hordeum 4)の根から
のセル−フリー抽出液に対し2.3nmのTRIAを添加して30分以内に40
−60%増大したことがLesniak、 A、 P、and Ries、 S
、 K、 : Physiol、Plant、68 。
20−26 (1986)に記載されている。Jones、 J、 。
Wert、 V、 F、及びRies、 S、 K、: Planta 144
、277−292 (1979)に述べられているように等モル濃度のオクタ
コサノール(OCTA、C2,の第一アルコール)並びに他の長鎖アルコール類
はTRIAの活性の阻害し、このことは先に引用したRies、 S、 K、:
Cr1tical Reviews in Plant 5ciences (
1985)及び同じく先に引用したJones、 J、 、 Wert、 V、
F、 and Ries、 S、 K、:Planta (1979)に述べら
れているように、2種の化学物質を幼芽及び根に対し分けて施した場合にだけで
なくTRIAの施用前に長鎖アルコールを施用した場合もそうであった。
リース(Ries)等の米国特許N(14,150,970で述べられているよ
うにトリ了コ〕ツタノール(TRIA)は、1.0ag /Rを施用17て10
分以内にイネ(9屈肌却り、): Cr1tical Reviews in
Plant 5ciences (1985) も参照されたい。)。TRIA
を施用する1分前にイネの根または幼芽に対し実生の逆の側で0CTAを施用す
ると上述の効果が阻害されるのは、先に引用したRies S。
K、 : Cr1tical Reviews in Plant 5cien
ces (1985)及び同じく先に引用したJones、 J、 、 Wer
t、 V、 F、 and Ries、 S。
K、: Planta(1979)で論じられている通りである。
リース(Ries)の米国特許NCL 4.741.754に記載されているよ
うにTRIAはTRIMと称される第2のメツセンジャーを迅速に誘発し、この
TRIMが植物の全体を速やかに移動して生長の促進(乾燥重量の増加)及び種
水の促進をもたらす。0CTAも第2のメツセンジャー (OCTAM)を生じ
させ1.=のOCTAMはTRIAの活性を阻害するがTRIMの活性は阻害し
ない。TRIMを抽出するのに使用したのと同じ方法をTRIAで処理されてい
ない対照植物に対し用いると、植物の成長に影響を与えない化合物が産生された
。融点、赤外線(IR)、質量分析(M S ’)及び核磁気共鳴分析(NMR
)により、TR4Mと獣脂アルキル硫酸塩(tallow al)cyl 5u
lfate、 TAS )との両者は一致するらしいという結果が得られた。し
かしこれらの化合物は生物活性において顕著な相違を示した。長い間TRIMに
ついて活性成分の化学的同定及び合成を行ないえなかった。
リース(Ries)の米国特許Nα4.741.754に記載されているように
TRIMは、植物に対するTRIAの施用後に植物体から極く少量しか抽出及び
精製されない。
経済的なレベルで植物の生長を促進するために必要である量から考えて合成的に
得られる純物質が必要である。
目 的
したがってこの発明の目的とするところは、天然で得られるTRIMと少なくと
も同等に有効であり成る場合にはより大きく有効である合成して製造された9−
ベーターL(+)アデノシンを用いる植物の生長促進法を提供するにある。本目
的及び他の目的は、以下の記述と図面を参照することによって当業者に明白に理
解される。
図面の簡単な説明
第1図及び第1a図はそれぞれ、天然産の9−ベーターL(+)アデノシン(T
RIM)及び9−ベーターD(−)アデノシン(TAS)の’HNMRスペク)
ル(300MH2,CD30D) である。TRIMについての類似のスペクト
ルを、合成して得られた9−ベーターL(+)アデノシンについても得た。
第2図は天然産のTRIMの化学的イオン化質量分析図(MS)である。類似の
MSスペクトルを天然産のTAS、合成して製造された9−ベーターD(−)ア
デノシン、及び合成して製造された9−ベーターL(+)アデノシンについても
得た。
第3a−3h図は有効性を阻害する不純物としての9−ベーターD(−)アデノ
シンを除去するようにアデノシンデアミナーゼを用いて精製した、及び同精製を
行なっていないところの天然産のTAS、天然産のTRIM及び合成して製造さ
れた9−ベーターL(+)アデノシンの円偏光二色性(CD)を示している。第
3a、3h図は精製した9−ベーターL(+)アデノシンについてのものである
。第3C図はアデノシンデアミナーゼを用いて精製後のTRIMについてのもの
である。第3d図はアデノシンデアミナーゼを用いて処理する以前のTRIMに
ついてのものである。第3e図はアデノシンデアミナーゼを用いて処理した上で
再精製した不純9−ベーターD(−)アデノシンについてのものである。
第3f、3g図はアデノシンデアミナーゼを用いる処理後及び処理前のTASに
ついてのものである。
一般的な説明
この発明は植物の生長を促進する方法に係り7、同方法は合成して製造された9
−ベーターL(+)アデノシンの有効量を植物に対しその生長を促進するために
施用することを特徴としてなる。用いるアデノシンは、植物の生長促進を阻害す
る他の化合物を実質的に含まないものとできる。使用する量は、植物(根、幼芽
または葉)に対し表面を濡らすように施用される水溶液中で11当り約0.Ol
−100μgの間とするのが望ましい。
リース(Ries)の米国特許N(14,741,754においてはTRIMが
化学的に同定されておらず、抽出するのが高価についていた。本発明はしたがっ
て活性化合物を同定し、その合成法を提供するものである。米国特許Nα4,7
41,754に示されているように幼芽に対し1.0μg/lのTRIAを散布
された1 3−18日齢のイネ植物の根から少量抽出された水溶性のTRIMは
非処理植物からの同様の抽出物と比較して、イネの実生の生長を施用後の24時
間以内に約50%、増進させた。
0CTA及びOCTAM(7)両者がTRIA(7)活性を阻害したが、TRI
Mの活性は阻害しなかった。TRIMはTRI:Aを葉に対し施用後の1分以内
にイネの根から分離され、切断された幼根に対し4mmの水柱(ラテックス管−
1atex tubing )により連らなるイネ機中に見出された。TRIM
はTRIA処理植物の切断された茎を浸漬した水からも少量回収されたが、非処
理或は表面活性剤処理の切断茎を浸漬した水中からは回収されなかった。
本明細書でTRIM及びTASといった術語は、天然産の物質を指す。合成して
製造されたものはその旨を附記する。
合成された9−ベーターL(+)アデノシンは農業上で受容できる非干渉性の様
々な担体、特に水、表面活性剤及び他の有機物質を含む水、及び/または混合物
の中に混入して用いることができる。このような担体は当業者によく知られてお
り、例えば粉状粘土、ケイ酸塩、セルロース等がある。担体に混入してなる製品
は植物上に散布して施すことができる。長期間にわたって9−ベーターL(+)
アデノシンを放出する徐放出錠剤ないしペレットの形とするのも好ましい。米国
特許& 4.741.754には種々の形式のものが記載されている。
9−ベーターL(+)アデノシンはアントニン・ホリー (Antonin H
o1y )法(Nuclei Ac1d Chemistry J、Wiley
& 5ons、 New York、 Article Na 92. par
t 1 : 527−532(1978) )によって純粋な形で大量に合成し
て製造可能である。Cu5ak、 N、 J、 Hickman、 M、 E、
and Born。
G、 V、 R,:Soc、 London、 Ser、 B 206 (11
63)139−144 (1979)も、この化合物を製造する方法を記載して
いる。アデノシンデアミナーゼは、イノシンを形成する9−ベーターD (−)
アデノシンを除去するために用いられる。
明細な説明
実施例1及び2はTRIMの単離と精製、及び9−ベーターL(+)アデノシン
としての精製化合物の特性化に係る。9−ベーターL(+)アデノシンは合成し
て得られた化合物として市販されているが、一般に不純物を除去するための精製
を必要とする。試験によって合成された純9−ベーターL(+)アデノシンがT
RIMよりも有効であることが示される。比較実施例3はイネ植物に対する合成
9−ベーターD(−)アデノシン及び他の化学物質の影響を、TRIMと対比し
て示すものである。実施例4はトウモロコシの処理に係り、実施例5はキュウリ
の処理に係る。
以下の実施例1−3ではイネ(cv M −101,U ofCalif、 )
植物を、リース(Ries)の米国特許N(L 4.74L 754に記載され
ているようにして育生した。活性に関する各試験のために実生を、0.5強度の
栄養溶液(20ml)を含む試験管(14,5ao X 2.4cm )中で2
4時間、昼間温度を30℃、夜間温度を25°Cとし16時間の光照射期間(P
AR300−350molS−’ m−’) ヲ与えて育成した。植物寸法によ
る観察された分散を実験計画上の区分とした。全ての処理物は散布及び育成室へ
の戻しの前後に、乱数表を用いて区分内がら任意抽出した。全てのデータは傾向
分析し、傾向効果に対するF検定(分散比検定)法或は平均分散に関するLSD
寸法を用いて比較した。
実施例1
化学的同定を行なうための精製されたTRIMを得るために21−24日齢のイ
ネの実生に、Laughlin、 RG、 、 Munyon、 R,L、 、
Ries 、 S、 K、 and Wert、 V、 F、、 :5cie
nce 219 、1219−1221 (1983)に記載されているように
コロイド系の形に調製したTRIA (1,0μg/A)を散布した。調製にお
いて用いた表面活性剤の濃度に合せて獣脂アルキル硫酸塩0.01μg/Aを対
照実生に散布した。100分後に根を除去し、秤量し抽出前まで凍結しておいた
。凍結した根をメタノールを用いてソックスレー抽出器中で抽出処理(2時間で
150m1)し、抽出物を真空乾燥した。残渣を水(20mt)に再溶解し、遠
心分離(7900rpm)L、上澄液を減圧下で蒸発乾固した。この抽出物の一
次精製をフラッシュカラム(35cmx20mm1CIa結合シリカゲル、40
μm)を用い、溶離液としてMeOHを用いて2ml/分の流量で実施した。
5 m1部の20の画分を収集した。イネ植物についての生物検定により画分6
−14中にのみ活性が示された。
活性化合物TRIMを含むこれらの画分を一緒にして、蒸発乾固した。対照(T
AS)からの抽出物の同様のフラッシュカラム精製を行なって得た画分に関する
イネ生物検定によっては活性が何ら示されなかった。
上記画分子RIM及びTASを分取C=sCN H20(80: 20 v/v
、 2ml/分)上で60°CにおきHPLC法で精製した。22.1分で溶出
した両分を再び、T’RIM及びTASについて同じ溶剤中で上述のように精製
した。最終のHPLC精製を同一カラム上で、CH30HH2O(30: 70
v/ V、4 m17分)を用い25℃で行なった。19.4分で収集した画
分を真空中で蒸発乾固した。得られた物質は実験に用いた根からのものがTRI
M、対照の根からの不活性化合物がTASであると、同定された。
精製したTRIM及びTASをMeOHから再結晶させて、一致する融点230
−234°C(Kofler熱鏡台装置熱鏡窓装置正せず。)を有する無色の結
晶を得た。
再化合物は一致した1H−(第1図)及び”C−NMRスペクトルを与えた。T
RIMとTASの混合’H−NMRスペクトルは、個別の陽子スペクトルに重ね
合せ可能であった。一致するCI及びFABMS(第2図)が精製TRIM及び
TASに関しm/ z 268(M+H)を与え、NMRのデータと合致した。
これらの結果はTRIMを同定することを困難とした。
T RI M及びTASは最終的に、9−ベータ アデノシンを含むものである
と一定された4RTH,rとTAS間の唯一の分析上の差異は、JASCOMo
del J 600分光光度計上で得られた円偏光二色性(CD)において存在
した(第3a−3h図)。市販の9−ベーターD(−)アデノシンと精製したT
RIM及びTASとのスペクトル対比により、精製TRIM及び精製TASの構
造がそれぞれ9−ベーターD(−)アデノシン及び9−ベーターL(+)アデノ
シンであることを確認した。
精製TRIM及び先に引用したCu5ack、 N、 J、 、 Hickma
n。
M、E、and Born、 G、V、R,: Proc、R,Soc、Lon
don(1979)に記載の方法で製造しアデノシンデアミナーゼで処理した合
成9−ベーターL(+)アデノシンは、次の第1表に示すようにイネ植物に対す
る生物活性を含む多くの点で一致していた。
第 1 表
TAS対照、9−ベーターD(−)アデノシン、精製TRIM(9−ベーターL
(+)アデノシン)、合成9−ベーターD(−)アデノシン及び合成9−ベータ
ーL(+)アデノシンに対する17日齢イネ実生の応動24時間での増大
対照(非処理) 7.00 4.48
TAS対照 7.24 4.77
精製TRIM 13.44 5.18
酵母より得た9−ベーター
D(−)アデノシン(注1) 7,60 4.84合成9−ベーターL(+)
アデノシン(注1) 13.44 5.20LSD 5% 1,91 0.28
LSD 1% 2,58 0.38
(注1):アメリカ合衆国、ミズーリ州、セント・ルイスのSigma Che
micals製
第1表の組成物を、TRIMを100μg/!(第1表での10倍)で葉に対し
施用するイネ生物検定によって試験したとき、TRIM及び9−ベーターL(+
)アデノシンは20時間後に種水量と乾燥重量を有為に増大した。正味の乾燥重
量利得は対照、TAS及びTRIMについてそれぞれ8.45.698及び13
.04■/全植物体であり、試験開始時の全植物体の乾燥重量は38.70■で
あった。合成9−ベーターL(+)アデノシンは均等する結果を生じさせた。T
RIMを他の2つの処理物と対比してみたF値は1%のレベルで有為であった。
処理及び対照植物の異なった組についての3つの抽出型において、21−24日
齢植物のイネ根からの精製TRIMの平均収量は根の乾燥重量1g当り約124
μgであった。TAS (対照)植物からのアデノシンの収量は根の乾燥重量1
g当り約96μgであった。したがって極く少量のTRIMを生成させるのに多
数の植物を抽出処理することが必要である。合成して得られる物質は大量に製造
可能である。
実施例2
種々の起源からの9−ベーターL(+)アデノシンを、9−ベーターD(−)ア
デノシンと選択的に反応してD−イノシンを生成するアデノシンデアミナーゼと
反応させることにより純度について調べた。9−ベーターL(斗)アデノシンは
上記酵素により影響を受けなかった。結果を第2a表に示す。
第2a表
異なった起源のアデノシンを9−ベーターD(−)アデノシンに対し特異的であ
るアデノシンデアミナーゼで処理した後、HPLC分析で残留する9−ベータ−
無し 8.16
非処理の栴 7.66 94
TAS対照 8.78 110
8TR1+、3,69 100
合成L(−1)7デノS、パフ’ 13.80 159市販(D−)−yデノパ
・′”/′。 1ム、60 ト↓:・ピ(7f、/シニデアミノーーゼユー
貝に萱牛)
f−1Sに) 5 ?41i 1 、9 ()′、−れは市販品が残留するr、
(+> アゾ、′シ〕・を叩当量、′1ん゛でいうことを示し、ている、シ!し
較実施例3
一↑“−ア2し・/へ:硫酸塩1.・1ノシ;”’ 9− ・(−クーD−−ア
→)、゛ノ+・ンノ゛S・ド ”1”’ :)f’ノシンー 、)′−パ:tス
ポ″゛・t−1−人′ツカ’l :、ム、−J’ y’、;” 、i”−/ ’
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) iハ1丁不1′古↑、j、−0ち4・1、精製’−1’ RIさ・1及び1
゛八5.1:共]1.りl:Jマトグ″7−ノ21−分熱されるこ、−二はノー
、:r)つブこ。
合成しこ得たε)−ベー・・ターD (−)アデノシンは数回のイネ生物検定に
おいて活性であった(乾燥重量を増加させた。)。しかし本アデノシシ・ば全3
種を同一−試験で比較したとき精製したT RI M (1、Of1g/jlり
はど、或は同T Rr Mはと低濃度で、生長を増大させなかった。TAS(対
照植物)からの9−ベーター1)(−)ア゛デノ′シソが第3表に示すようにT
RIMの製産の100倍施用し、たとさ・にさえ有為の活性を示さず1、合I戊
9−ベータ〜]〕()アデノシンが決つし“rTRHMはと活性7′はなかった
ことから1,1.。結果は疑しい4.′ム施例2ノ)■・判るよ−“l(こ合成
0−ベーターD(−)7・ゲ′:/゛>’ 7.、、−は、い<C1,かの9−
ベータ〜L (−L) ?デ) ミ、1′鏡’a異性体を含んでいることを見出
し八。
第 3 表
事行則17p八:3.9−==ベーターI) (−> 7デノシ′ン及びTRN
MT?処P1盪1.た15F1齢イネCチモ生の生長TRTk’i 10 8
.44 (a)(a)1%しベルC”K為である他の処理噌・I比1.T:O)
F値(F=12.4)TRIMと均等した結果は本試験において、合成して得た
9−ベーターL(+)アデノシンを用いても達成される。第4表は、アデノシン
デアミナーゼを用いて処理したことで実質的に純粋である9−ベーターL(+)
アゾ、′ジンを用い、それどT RI Mとを比較したイネ実生に対する効果を
示している。
第4表
異なった濃度の合成9−ベーターL(+)アデノシンとTRIMに対する17日
齢イネ実生の応動性の比較。
試験結果はそれぞれ5回反復した2つの実験の平均値で示す。時間零での平均乾
燥重量はTRIMについては33.55■、合成9−ベーターL(+)アデノシ
ンについては33.36■であった。
100.00 11.34 63 9.08 55結果は、II!当り約0.0
001から1.0μgの間の濃度で合成した純アデノシンがTRIMよりもずっ
と効果的であることを明白に示している。
実施例4
第5表はL(+)アデノシンに対するr3780Jトウモロコシの応動性を示し
ており、アデノシンは播種後1週間目に施用し、温室で6日間育生した後に収穫
したものについてである。
第 5 表
この試験は対照と対比しての9−ベーターL(+)アデノシンの使用、特に極く
低濃度での使用による有為の増大を示している。
実施例5
第6表はキュウリを温室内で2種の光強度で育成した場合についてのしく+)ア
デノシン2回施用に対するキュウリの応動性を示しており、アデノシンと対照は
6モルの尿素と共に散布した。アデノシンは細菌性分解を阻止するために尿素中
に溶解した。播種後12日目と17日目に散布を行ない、22日目に幼芽を収穫
した。
第 6 表
光強度(モル/イ/秒)
この試験は、対照と対比しての9−ベーターL (+)アデノシンの使用による
有為の増大を示している。種々の公知の抗菌剤を、それが生長の促進に対し干渉
しない限り組成中に含ませて使用できる。
同様にしてダイズ、コムギ、モロコシ及びオオムギ、並びに他の穀類を約0.0
m−100μg /12の9−ベーターL(+)アデノシンで処理して、乾燥重
量の増大を生じさせることができる。
TRIAは細胞膜に作用して少量のT RI Mを生じさせる極めて親油性の化
合物であり、TRIMは迅速に植物体中の全体に移動して一連の代謝現象をひき
起し、それからして観察された水溶性タンパク質、還元糖及び乾燥重量の増大が
結果することを、見出している。9−ベーターL(+)アデノシンが未だ対照植
物中に見出されておらず文献に報告されてもいないことから、植物膜上に存在す
るアデノシンは開鎖のリボース部分を含んでいると信じられる。これは膜結合酵
素に作用するTRIAにより9−ベーターL(+)アデノシンに、そしてTRI
Aの不存在下では9−ベーターD (−)アデノシンに、変化しうる。先に引用
したRies、 S、 K、 : Cr1tical Reviews in
Plant 5ciences (1985)において述べられているように植
物の反対側の部分に施用される他の長鎖アルコールも第2のメツセンジャーを生
じさせ、この第2のメツセンジャーが1分以内に9−ベーターL(+)アデノシ
ンの形成を停止させる。
したがってTRIAによつ”C誘発される9−ベーターアデノシンの9−ベータ
ーL(+)アデノシ〉・への鏡像異性体化と他の長鎖アルコールによる同活性の
阻害とは、植物中に以前知られていなかった生長調整系が存在していることを示
している。
本発明は1ニーカー当り生産される植物の量を大きく増大さぜる方法を提供する
ものである。9−ベーターL(+)アデノシンが植物中で活性であるといった事
実は、先に引用したCu5ack 6t、 at及びJurovcick et
al :Febs Letters 18 、 274−276 (1971
)によって示されているように本化合物がホ乳動物及び細菌細胞中で不活性であ
るといった事実からみて、予測されなかった。
全ての種類の植物を本発明の方法によって処理できる。処理の範囲は少なくとも
TRIA及びTRIM同様に広い。
本明細舎で用いて来た術語「合成」或は「合成した」(5ynthetic)は
、9−ベーターL(+)アデノシンが植物中での「生体内(インビボ)」プロセ
スに対抗する意義での「管内(インビトロ)」プロセスで生産されることを意味
する。本プロセスないし方法は純粋に化学的な合成である場合も、特定の工程を
細胞により遂行させる生細胞を包含する合成である場合も含む。
これまで述べて来たところは本発明を例示的に説明するためだけのものであり、
本発明は以下に掲げる請求の範囲によってのみ限定されるべきである。
FIG、 1
FIG、 1a
国際調査報告
Claims (7)
- 1.合成して製造された9−ベータ−L(+)アデノシンを植物の生長を促進す るのに有効な量、植物に対し施用することを特徴としてなる植物の生長促進法。
- 2.9−ベータ−L(+)アデノシンが実質的に純粋なものである請求項1の生 長促進法。
- 3.植物がイネの実生である請求項1の生長促進法。
- 4.9−ベータ−L(+)アデノシンを水溶液として施用する請求項1の生長促 進法。
- 5.水溶液が1リツトル当り約0.001から100マイクログラムの9−ベー タ−L(+)アデノシンを含むものである請求項4の生長促進法。
- 6.9−ベータ−L(+)アデノシンを、農業上で許容される担体と組合せて用 いる請求項1の生長促進法。
- 7.抗菌剤を混合してあるアデノシンを用いる請求項1の生長促進法。
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