JPH09512274A - 多価アルコールを使用して植物の生長を調節する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 植物の生長を抑制するのに浸透圧調節用溶質（特に、ポリオールおよび／または単糖類）が施用される。特に、植物の高さを抑制し、茎の直径を増大させるのにソルビトールもしくはキシリトールの水溶液が施用される。前記水溶液は、浸透性調節用溶質を約0.05〜25重量％含むのが好ましく、規則的にまたは移植前に浸液することによって根区域に施用される。前記水溶液は、ある特定の環境上もしくは取り扱い上のストレス対して強健となるよう植物を状態調節するのに効果的であることが明らかとなっている。

Description

【発明の詳細な説明】 多価アルコールを使用して植物の生長を調節する方法 発明の背景発明の分野 本発明は、一般には、植物の生長を調節するための組成物と方法に関する。さ らに詳細には、本発明は、茎の太い植物を均等に生長させるための組成物と方法 に関する。発明の背景 計画生産をしやすくするために、生産時期を広げるために、そして通常出回る より早い時期の市場ではより高価格で売れるという売り手にとっての利点を得る ために、野菜業界では移植苗（transplant）が長い間使用されている。さらに、 作物によっては、低温もしくは荒れた地面の条件下では、種子の発芽を効果的に 起こさせることができないので移植苗を使用する必要がある。したがって、新し い生産技術、高い種子コスト、および生産リスク軽減の必要性によって促されて いる市場需要の増大に適応すべく、移植苗産業が急速に拡大している。 野菜の移植苗は、その生長を遅くするための処理を必要とすることが多い。天 候条件もしくは他のファクターにより計画の変更を余儀なくされることもあるし 、あるいは望ましくないひょろ長い植物なってしまうような曇天条件または高温 条件下で移植苗を生産するときは、生長の抑制（growth reductlon）が必要とな ることもある。短くて茎の太い移植苗は、配送や移植作業時の取り扱いがより簡 単となり、移植苗に対するストレス（stress）によく耐える。同様に、自動移植 機が開発されているので、これらの自動移植機をできるたけ効率的に運転できる よう、極めて均等な植物に対する要望が益々高まるであろう。 植物の生長は化学物質、特に植物ホルモン（植物内で造りだされる）によって 調節される、ということが知られている。これらの植物ホルモンは、植物によっ て造りだされる有機化合物であって、少量で活性であり、植物体を通して移送さ れ、生長または他の生理学的過程に影響を与える。ホルモンは、酵素と異なって 代謝過程時に消費され、それらの効果を継続させようとする場合は、新たに造り ださなければならない。 市販の植物調節剤は通常、主要な植物ホルモン種〔すなわちオーキシン、サイ トカイニン（Cytokins）、エチレンジェネレータ（Ethylene generators）、お よびジベレリン〕の配合物または合成類似物である。場合によっては、他のホル モンが使用されている。 植物の生長はさらに、環境因子〔例えば、水ポテンシャル（water potential ）や温度の変化〕によっても調節される。例えば、植物が水ストレス（water st ress）〔日照り続きによるストレス、寒い天候によるストレス、および塩による ストレス（salt stress）〕にさらされると、水ポテンシャルが減少し、それに つれて植物の細胞生長が遅くなる。外部の水ポテンシャルが−0.1MPa（場合によ ってはこれより低い）だけ減少すると、細胞の生長が顕著に遅くなる。 化学的植物生長調節剤の使用が最近制限されていることにより、実際的生長調 節の代替法の開発、および移植苗の状態調節についての研究が多くなされように なった。この点に関して、栽培者は、所望の生長調節結果を達成すべく、水／肥 料の使用を制限し、温度の調節を行い、機械的ブラッシングを施している。しか しながら、これら従来技術の方法はいずれも、経済的に有利な仕方かどうかとい う観点からは所望の結果をもたらしていない。 したがって、植物に対して無毒性であり、環境面から許容しうるものであり、 そして比較的安価であるような植物生長調節剤が求められている。本発明は、植 物の生長を抑制し、環境上のストレスや取り扱い上のストレスに負けない強健な ものとなるよう植物を状態調節するような組成物と方法を提供することによって 、こうしたニーズに応える。 発明の要約 本発明の１つの態様を簡単に言えば、式ＣＨ₂ＯＨ(ＣＨＯＨ)_nＣＨ₂ＯＨ（式 中、ｎ＝０〜４）で示されるポリオールからなる群から選ばれる生長抑制用組成 物の生長抑制有効量を植物に使用することを含む、植物の生長を抑制するための 方法が提供される。本発明の他の態様においては、式(ＣＨ₂Ｏ)_n（式中、ｎ＝３ 〜６）で示される単糖類が使用される。これら物質の溶液で根の区域を規則的に あるい は移植前に浸すことによって、本溶液を根の区域に使用する。本溶液は、生長抑 制・調節剤（growth reducing and conditioning agent）を約0.05〜25重量％含 むのが好ましい。本発明の植物生長調節剤はさらに、ある特定の環境上および取 り扱い上のストレスに耐える強健なものとなるよう植物を状態調節するのに有効 であることが明らかとなっている。 本発明の１つの目的は、植物の生長を抑制するための組成物と方法を提供する ことにある。 本発明の他の目的は、ある特定の環境上および取り扱い上のストレス（例えば 、移植、寒すぎる天候、日照り続き、水不足、および土壌媒体中の高すぎる塩濃 度）に耐える強健なものとなるよう植物を状態調節するための組成物と方法を提 供することにある。 本発明のさらに他の目的は、比較的安価で、無毒性で、且つ環境面から許容し うるような、植物生長調節・植物状態調節のための組成物と方法を提供すること にある。 本発明のさらに他の目的は、以下の説明から明らかとなろう。 好ましい実施態様の説明 本発明の原理に対する理解を深めるために、好ましい実施態様を挙げて説明し 、説明に際して特定の用語を使用する。しかしながら、本発明が関係する当業者 にとっては、容易に案出しうるような本発明の変形やさらなる応用形が可能であ ることは言うまでもない。 本発明によれば、浸透圧調節用溶質（osmo-adjusting solutes）、前記溶質の 類似物、およびこれらの混合物からなる群から選ばれる植物生長抑制・植物状態 調節用成分を含有する水溶液を含んだ、新規の植物生長抑制・植物状態調節剤が 見いたされた。本発明の組成物は、約0.05〜25重量％の生長抑制用成分を含有し た水溶液を含むのが好ましく、約0.5〜10重量％の生長抑制用成分を含有した水 溶液を含むのが最も好ましい。さらに、生長抑制用組成物は、植物組織を環境上 および取り扱い上のストレスに耐える強健なものとなるよう状態調節するのに有 効である、ということが見いだされた。 本明細書で使用している“浸透圧調節用溶質”とは、植物組織の水ポテンシャ ルを低下させるのに使用することのできる有機化合物である。浸透圧調節用化合 物としては、グリセロール、ソルビトール、キシリトール、マンニトール、アラ ビトール、プロリン、アスパラギン酸、クルタミン酸、ベタイン（グリシンベタ イン）、およびアラニンベタインなどがある。 浸透圧調節用溶質およびそれらの類縁体はいずれも、本発明での使用が可能で ある。好ましい浸透圧調節用溶質は、式ＣＨ₂ＯＨ(ＣＨＯＨ)_nＣＨ₂ＯＨ（式中 、ｎ＝０〜４である）で示されるポリオールである。好ましいのは式(ＣＨ₂Ｏ)_n （式中、ｎ＝３〜６である）で示される単糖類である。本発明での使用に対して は、ソルビトールとキシリトールが最も好ましい。 ソルビトールは、ベリー、サクランボ、プラム、セイヨウナシ、リンゴ、海草 、または藻類から公知の方法に従って得ることができる。ソルビトールは、高圧 水素化または電解還元によってグルコースから工業的に製造されており、当業者 にとってはそれほど多くの実験作業を行わなくても得ることができる。 キシリトールは、肝臓中でのクルクロン酸サイクルを介したＤ−グルコースの 代謝における天然中間体として見いだされている。キシリトールは一般に、キシ ロースの還元によって製造され、経口や静脈注射の栄養剤として、また抗カリエ ス性の製剤として使用される。キシリトールは、ハツカネズミに対して約22g/kg のＬＤ₅₀を有しており、当業者にとってはそれほど多くの実験作業を行わなくて も得ることができる。 根浸液（root drenching）や細流潅漑（drip irrigation）等の方法にしたが って本発明の生長抑制用組成物を使用することによって、植物の生長を遅らせる ことができる。これとは別に、生長抑制用組成物中に根を直接浸してもよい。根 の浸液に適した装置であれば、いかなる従来装置も使用することができる。所望 する生長抑制や状態調節の程度に応じて、繰り返し処理するのが適切である。２ 回目の処理およびそれに続く処理は、一般には最大１週間の間隔をあけて行う。 処理した植物と処理していない植物との間の最大生長差は、組成物を使用して 約１週間後に現れる。生長抑制の程度は浸透圧調節の程度の関数であり、そして この浸透圧調節の程度は、本発明の組成物の濃度によって引き起こされる外側の 水ストレスの関数である。 本発明の組成物を配合し、所望の濃度にて又は濃縮した形にて使用者に供給し 、植物に施す前に所望の濃度に希釈することができる。特別の処理工程やミキシ ング工程は必要とされない。しかしながら、活性成分が糖質なので、組成物を配 合した後の長期保存は避けなければならない。 植物は本発明の処理に対してすぐに反応するけれども、適用の種類によっては 組成物が非イオン界面活性剤を含むのが好ましい。適切な界面活性剤は浸透剤と して作用し、そうでない場合は不活性であるか、あるいは少なくとも非阻害性の 成分である。例えば２種の界面活性剤、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウ レート（ツィーン20）とポリオキシグリコールシロキサン（シルウェット77）は 、適切な環境においては組成物の有効性を促進することがわかっている。非イオ ン界面活性剤が使用される場合、組成物は、約0.005〜0.5重量％の非イオン界面 活性剤を含有するのが好ましい。 以上のことからわかるように、本発明の生長抑制法は、種々の環境上および取 り扱い上のストレスに耐える強健なものとなるよう抑制・状態調節する必要のあ る植物の処理に適用可能である。これらのストレス形態は、ストレスが水に関係 した影響（water-related effects）として外部に現れるという事実により互い に関連づけられる。したがって、本発明の方法は、広範囲の環境上および取り扱 い上のストレスに適用できるだけでなく、多くのタイプの植物や植物物品にも適 用できる。 以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、特に明記しない限り パーセントは全て重量％である。これらの実施例は単に例証のためのものであっ て、本明細書に記載の方法の適用可能性は、他の種々の植物や植物物品、ならび に種々のタイプの環境上および取り扱い上のストレスにまで広がっていることは 言うまでもない。 実施例１ 本発明の有効性は、浸透圧調節用組成物の適用によって示される植物高さの抑 制という結果によりわかる。生長の程度が類似した15個一組のトマト植物（C.V ．IPB）を選定した。該植物の平均高さは3.5cmであった。該植物を３つのセット に分けた（１セット当たり植物５個）。各処理に対し、第１のセットは蒸留水で 根浸液し、第２のセットはソルビトールの2.5％水溶液で根浸液し、そして第３ のセットはソルビトールの５％水溶液で根浸液した。表１に示すような処理の後 、５日、10日、および15日の時点で、植物の高さと茎の直径を測定した。 表１に記載の結果から、ソルビトールの2.5％水溶液と５％水溶液で処理した 植物は、対照標準植物より丈が短くて茎が太い、ということがわかる。特に、処 理した植物は、対照標準と比較して高さがそれぞれ20％および35％減少していた 。植物の高さと茎直径との比が減少するということは、比較の上では、処理した 植物の茎直径のほうが対照標準植物より大きいということを示している。さらに 、本発明で処理した植物は、対照標準植物より緑色が濃かった。 実施例２ 実施例１の実験手順を繰り返した。３種の栽培品種で15個一組のトマト植物を 実施例１の場合と同じ方法で処理した。処理後15日の時点で、植物の高さと茎の 直径を測定した。表２に記載の結果は、トマト植物の３品種全ての生長を抑制す るのに、本発明の組成物が有効であることを示している。ソルビトールの５％水 溶液にて処理したトマト植物は、処理後15日の時点で対照標準に比較して、IPB に関しては約35％、S129に関しては23.5％、そしてアレグロ（Allegro）に関し ては30.7％短い。生長抑制率（percent reduction in growth）は、より高濃度 の処理の場合により大きい。 実施例３ コショウ植物の生長を抑制する上での、種々の浸透性調節用溶質およびこれら の類縁体の有効性を、等モル濃度にて比較した。200のコショウ植物を、種まき 用トレー中で発芽させた。トレーの中央部から２列（20個の植物）を取り除くこ とによって、本植物を２つのセット（１セット当たり90個の植物）に分けた。一 方のセット（90個の植物）の各トレーを、ポリエチレングリコール（分子量300 と1500）、グリセロール、1,2-プロパンジオール、アスコルビン酸、およびイソ アスコルビン酸の0.049モル濃度水溶液で処理し、他方のセットは蒸留水で処理 した。この処理を、４日間隔で３回繰り返した。 本発明の組成物で処理したコショウ植物は、蒸留水たけで処理した植物に比べ てかなり丈が短かった。 実施例４ 実施例３に記載の実験手順にしたがった。各１/２トレーのトマト植物を、ポ リエチレングリコール300、1,2−プロパンジオール、アスコルビン酸、イソアス コルビン酸、グリセロール、およびソルビトールの0.049モル濃度水溶液で処理 した。トマト植物に対する処理の有効性は、実施例３でのコショウ植物に対する 処理の有効性と類似していた。 実施例５ ブロッコリを使用して、実施例３に記載の一般的実験手順に従って行った。各 １/２トレーのブロッコリ植物を、種々の濃度のソルビトール水溶液で処理した 。別の１/２トレーのブロッコリ植物を蒸留水で処理し、これを対照標準とした 。表３に示すように、処理後における５日、14日、および21日の時点で植物の高 さを測定した。表に記載の生長等級（growth rate）は、所定期間（５〜１４日 、および14〜21日）での〔正味の生長／日数〕によって測定した。 ソルビトール水溶液がブロッコリ植物に及ぼす高さ抑制効果を、蒸留水の場合 のそれと比較した。ソルビトールで処理したブロッコリ植物は、上記実施例にお けるトマト植物およびコショウ植物と同様に、対照標準植物に比べてかなり丈が 短かった。 実施例６ 本発明の有効性は、本発明の組成物で処理したトマト植物が、畑に移植した後 の生長がより良好であるという実験結果によっても実証される。種まき日から７ 日および10日経過後にて、トマト植物を種々の濃度のソルビトール水溶液で処理 した。移植前、ならびに移植後の７日および10日経過後にて、トマト植物の高さ を測定した。表において、処理した植物の生長等級が対照標準植物の生長等級と 比較してある。本発明の適用により高さが抑制されたトマト植物の生長は、対照 標準植物の生長等級より大きい。すなわち、抑制されたトマト植物は、高さが対 照標準植物に追いついている。７％溶液および10％溶液で処理した植物は生長が 妨げられすぎたようであり、該植物の生長等級は完全には戻らなかった。 実施例７ 実施例６に記載の手順を繰り返した。トマト植物（種まき日から15日経過）を 、種々の濃度のソルビトール水溶液で根浸液した。１％溶液で３回処理したトマ ト植物の高さ抑制の程度は、３％溶液で１回処理したトマト植物の高さ抑制の程 度より大きい。繰り返し処理によって有効性の認められる期間が広がるが、植物 高さの抑制に関しては、低濃度での繰り返し処理のほうが、高濃度での１回処理 より有効な方法である。 実施例８ 本発明にしたがって状態調節した植物は日照りによるストレスに対してより強 健である、ということを示す実験によって本発明の有効性がさらに実証される。 各処理に対して４個一組のトマト植物（対照標準も含む）を、最後の処理から29 日後に直径４インチのポットに移植した。均一な土壌水条件を確立した後、水や りを一週間中止した。 水やり中止の31日前に状態調節したトマト植物は、ふくらみをもったままであ って濃緑色の葉を有するが、状態調節していない植物（対照標準植物）はかなり しおれた状態となった。 この長期にわたって持続する状態調節効果は、外部の大学による評価によって 確認された。22週間経過し、プラグ生長させた（plug-grown）一組の苗を、ソル ビトールの１％水溶液で２回連続的に処理した。処理した植物は、対照標準植物 に比較して極めて速やかな生長抑制を示した。数日以内で、差は明らかであった 。さらに２週間後、プラグ中の植物を６インチの標準的なポットに移植して、水 ストレスに対する苗の反応を調べた。土壌水条件を確立した後、水やりを中止し 、 植物を毎日観察して本発明の効果を調べた。水やりを止めて10日後、処理した苗 と対照標準苗との間の差は顕著であった。未処理の植物はひどくしおれた状態に なったが、処理した植物はふくらみを保持し、濃緑色の葉を有していた。しかし ながら、継続的な生長抑制はみられず、葉のふくらみの差は植物の大きさの差と は関係ないようである。 実施例９ 冷却・凍結ストレスに耐えるよう植物を寒さに慣らすという点での本発明の有 効性が、ソルビトールの５％水溶液で処理したトマト植物が低温に対して耐性が あるということを示す実験によって実証される。発芽日から10日経過したトマト 苗を、ソルビトールの５％水溶液で処理した（２つの苗に対して15ml）。対照標 準用に、等しい数の植物を蒸留水で処理した。処理後７日経過の時点で、植物を 凍結温度にさらした。以下のような結果が得られた。 対照標準品：充分に生長した葉 − 30分の暴露後、−２℃にて損傷 若くて膨らんだ葉 − １時間の暴露後、−３℃にて損傷 処理品： 充分に生長した葉 − 30分の暴露後、−２℃にて損傷 若くて膨らんだ葉 − １時間の暴露後、−４〜−５℃にて損傷 処理後20日経過の時点にて、苗トレー（seedling tray）からトマト植物を移 植した。移植後10日経過の時点にて、植物を環境生長チャンバー（environmenta l growth chamber）に移し、冷却条件に暴露した。生長チャンバーの温度を、夜 は４℃に、そして日中は25℃に設定した。対照標準植物の葉は焦げたような先端 をもち、冷却条件に暴露後３日経過の時点でしおれたが、処理した植物の葉に対 しては、損傷の徴候は認められなかった。処理後に植物を冷却条件に30日間暴露 したが、本発明にしたがって状態調節したトマト植物は、冷却ストレス（chilli ng stress）に対してより強健であった。 実施例10 ４品種のトマト植物を、ソルビトールとキシリトールの水溶液、ならびに水で 根浸液した。表７に示すように、生長等級と植物高さを、処理後０日、４日、お よび６日の時点で測定した。ソルビトールまたはキシリトールの３％処理および ５％処理を施すと、４品種全てについて生長等級が大幅に抑制された。キシリト ール処理の場合の生長等級の抑制程度は、ソルビトール処理の場合の抑制程度と 同等である。低濃度（0.5％および１％）で処理した植物は、水たけで処理した 対照標準植物に比較して、生長等級および植物高さの大幅な変化が見られない。 種々の実施態様を挙げて本発明を詳細に説明してきたが、これらの実施態様は 例証のためのものであって、これらによって本発明の特性が限定されることはな い。好ましい実施態様だけを説明してきたこと、また本発明の精神内に含まれる 全ての変形や改良形も保護されるべきであることは言うまでもない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ，ＫＰ ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＧ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ファヴストリツキー，ニコライ・エイ アメリカ合衆国インディアナ州47905，ラ ファイエット，サザン・ドライブ 444 (72)発明者 サンダーズ，ブレント・エム アメリカ合衆国インディアナ州47905，ラ ファイエット，ウィンディ・ヒル・コート 1914

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 本質的に式ＣＨ₂ＯＨ（ＣＨＯＨ）_nＣＨ₂ＯＨ（式中、ｎ＝０〜４）で 示されるポリオールからなる生長抑制用組成物の生長抑制有効量を植物の根区域 に施用することを含む、植物の生長を抑制するための方法。 ２． 前記施用が、生長抑制用組成物の水溶液を施用することを含む、請求の 範囲第１項に記載の方法。 ３． 前記水溶液が前記生長抑制用組成物を0.05〜25重量％含有する、請求の 範囲第２項に記載の方法。 ４． 前記水溶液が前記生長抑制用組成物を0.1〜10重量％含有する、請求の 範囲第３項に記載の方法。 ５． 前記生長抑制用組成物が、本質的にソルビトール、キシリトール、また はこれらの混合物からなる、請求の範囲第２項に記載の方法。 ６． 前記水溶液が、ソルビトール、キシリトール、またはこれらの混合物を 0.1〜10重量％含有する、請求の範囲第５項に記載の方法。 ７． 前記水溶液がさらに非イオン界面活性剤を含有する、請求の範囲第２項 に記載の方法。 ８． 前記水溶液が前記非イオン界面活性剤を0.005〜0.5重量％含有する、請 求の範囲第７項に記載の方法。 ９． 前記非イオン界面活性剤が、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレ ート、ポリオキシエチレンソルビタン、およびポリシロキサンからなる群から選 ばれる、請求の範囲第７項に記載の方法。 10． 本質的に式ＣＨ₂ＯＨ（ＣＨＯＨ）_nＣＨ₂ＯＨ（式中、ｎ＝０〜４）で 示されるポリオールからなる組成物のストレス状態調節有効量を植物の根区域に 施用することを含む、環境上または取り扱い上のストレスへの暴露による損傷に 対して強健となるよう植物を状態調節するための方法。 11． 前記施用が、植物状態調節用組成物の水溶液を施用することを含み、こ のとき前記水溶液が、前記植物状態調節用を0.05〜25重量％含有する、請求の範 囲第10項に記載の方法。 12． 前記水溶液が、前記植物状態調節用組成物を0.1〜10重量％含有する、 請求の範囲第11項に記載の方法。 13． 植物をストレスにさらす前に、前記植物状態調節用組成物を少なくとも 約一日施用する、請求の範囲第10項に記載の方法。 14． 前記植物状態調節用組成物が、本質的にソルビトール、キシリトール、 またはこれらの混合物の水溶液からなる、請求の範囲第10項に記載の方法。 15． 前記施用が、根浸液、細流灌漑、または根の直接浸漬を含む、請求の範 囲第１項に記載の方法。 16． 前記施用が、根浸液、細流灌漑、または根の直接浸漬を含む、請求の範 囲第10項に記載の方法。