JPH083011A - 異種植物の接合促進剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 異種植物を接合することにより植物の個体が
本来持つ性質を他の植物に活かすことを早めること、例
えばスギの苗木にヒノキを接木して、スギの特質を活か
して、ヒノキを早く成育することを目的としている。 【構成】 本発明は低分子量化キトサン、キトオリゴ糖
及び２，５ーアンヒドローＤーマンノースを主成分とす
る水溶性ヘテロ糖を目的とする植物に散布、塗布または
含浸させることにより、異種植物の接合により生ずる植
物の生理機能の発現誘導を促進させることを特徴とする
異種植物の接合促進剤からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、異種植物の接合促進剤
に関する。詳しくはスギとヒノキのような異種の植物を
接合し、異種植物の細胞間にはたらく糖質によって誤認
させ分化発現を誘導する異種植物の接合促進剤に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】節足動物の外殻を構成するキチン質はセ
ルロ−スによく似た直鎖状の高分子で、ムコ多糖とも呼
ばれる。キチン質を濃アルカリで加熱処理することによ
り脱アセチル化するとキトサンが得られる。これらの処
理により市販されているキチン、キトサンは分子量が約
３０万から１５万あたりのものであり、凝集剤として、
また、希酸により溶解させたものは、肥料及び植物活性
剤などの名称で販売されている。

【０００３】酵素分解によるキチン、キトサンのオリゴ
糖も肥料及び抗菌剤として販売されている。

【０００４】これらの高分子素材は希酸に溶解はしてい
るが、アルカリ性側のｐＨ７．２あたりにすると白色沈
降して高分子体となり確認される。しかしこれらの素材
はｐＨ３〜５程度であるので長い間に徐々に分子末端よ
りランダムに分解し、植物の成育に寄与する場合もあ
る。別に酵素によりオリゴ糖に分解されたもので、活性
剤として使用される素材は酵素により酵素産生分泌由来
の微生物が混在して存在しているので、外気温度により
酵素が活性化して、キチン、キトサンが分子末端より分
解系により２糖若しくはモノマーとなり、有効な物質と
してのキチン、キトサンがなくなるところから、最近で
はｐＨ３あたりで微生物の活性化を抑制させ、これらの
ｐＨに耐えうるために高分子量のキチン、キトサンを混
合して成分量の調節をしたものが市販されている。

【０００５】しかし、植物に施用された場合、植物の種
により相違するが、およそ分子量７、０００あたりが植
物生体内に取り込まれ、植物細胞膜を透過可能な分子量
は４、０００前後のものが放射線ラベルで確認されてい
る。

【０００６】これらのキチン、キトサンの関連素材で一
番問題であるのは効果が安定していないことである。そ
の最大の原因となるものはキチン、キトサンの分子環構
造が水素結合しており、強固な構造であることによる。
酵素分解の場合、微生物由来の酵素はキチン、キトサン
の構成分子の末端単位２糖もしくはせいぜい３０糖あた
りの単位で分解し、この分解された糖も最終的には２糖
の単位にまで分解され生体代謝物として利用される。

【０００７】これらのことは動植物、微生物もそれぞれ
生体内で利用される糖質としては、炭素源または糖鎖の
必要構成単位で生体内で利用されるものとみられる。全
ての生物が利用可能な単位としては２糖単位の大きさで
あり、現在までグルカナーゼ、リゾチーム、キチナー
ゼ、キトサナーゼなどの加水分解酵素が色々な微生物、
動物、植物から発見されている。

【０００８】また、土壌中に生息する微生物の量の多
少、施用する植物の種、施用条件、施用濃度、土壌の成
分等、自然の物質であるので、他の環境条件、化合物の
形成により、施用効果が左右されやすいことはいがめら
れない。

【０００９】最近は、これらに加えて大気中や地下水
系、産業や生活排水に含まれる無機、有機物質の量とそ
の多様性も考慮して考える必要がある。これら自然界の
物質は他の物質と有機的、無機的に色々な化学的結合を
して化合物と成っている。この化合物を正常な個々の物
質に解離して、生物が活用できるようなものとするため
には、カチオンに荷電したキチン、キトサンを低分子量
化して、水、酸、アルカリ性の水系に溶解する分子量に
制御したり、荷電量を制御したりして、分離、錯体、結
合させる方法が提案されている。

【００１０】特開平３ー２９７３０５号公報にはもみを
分子量３，０００以上３０，０００以下からなる低分子
量キトサンの水溶液に浸漬することによって稲丈が短く
倒伏の少ない稲を作ることが開示され、特開平４ー６９
３０５号公報には低分子量キトサンの水溶液を芝生に散
布して「春はげ症」を改善することが開示されている。
特開平４ー２１０５８９号公報には分子量１、５００以
上３０，０００以下の低分子量キトサンを植物カルス培
養に使用して微生物汚染を低減すると共に細胞膜外に有
用成分を分泌産生させることが開示されている。また特
開平５ー６５３６８号公報には分子量５００〜３０，０
００で分子末端に２、５アンヒドローＤーマンノースを
一分子以上持つ低分子量キトサン及びキトオリゴ糖から
なる低分子量キトサンとカルシウム元素含有無機物質を
主成分とする植物機能調節用組成物が開示されている。

【００１１】植物の場合は外来の異物に対して、自己の
過去からの経験を基礎とする物質に依存対応するので、
新規の外来異物や人為的な物質に対応する物質生産が遅
れて対応することが出来ない場合が多い。また長期間の
施用は植物ストレスの誘因となり植物の細胞死につなが
る恐れがある。植物の防御機構及び防衛物質として疏水
性「ろう物質」が外界に面した葉にあり、人為的に施用
する物質が摂取されにくい。特開平５ー６５３６８号公
報等に開示されている低分子量キトサンは、カルシウム
元素含有無機物質と併用することにより、これを使った
人為的に施用する物質が植物生体内で摂取され、酵素活
性の誘導作用に有効的に働くというものである。

【００１２】これらの物質は植物に散布することによっ
て、植物の構成物質間を透過し、生体内物質間及び細胞
内オルガネラに働き、荷電を制御し、生体内標的細胞へ
の結合と代謝系促進や、遺伝子発現の調節、制御を行う
ものと見られている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】植物の場合は外来の異
物に対して、自己の過去からの経験を基礎とする物質に
依存対応するので、新規の外来異物や人為的な物質に対
応する物質生産が遅れて対応することが出来ない場合が
多い。本発明は異種植物を接合することにより植物の個
体が本来持つ性質を他の植物に活かすことを早く促進す
ることを目的としている。例えばスギの苗木にヒノキを
接木して、スギの特質である、成育環境が一番平地に近
い場所で成育し、そして成育伸長が早いという性質を活
かして、成育の早い、良質なヒノキを作出することを目
的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、低分子量化キトサン、キトオリゴ糖、及
び２，５ーアンヒドローＤーマンノースを主成分とする
水溶性ヘテロ糖からなり、これを目的とする植物に散
布、塗布、または含浸させることにより、異種植物の接
合により生ずる植物の生理機能の発現誘導を促進させる
ことを特徴とする異種植物の接合促進剤からなる。

【００１５】また、本発明に使用する低分子量化キトサ
ンは、その分子量が８００〜３０，０００に調整され、
水に溶解することを特徴とする。

【００１６】また、本発明は、低分子量化キトサンの分
子環のＣ−２位の第一級アミノ基を酢酸ソーダ等有機
酸、無機酸の塩類によってブロックされてなる塩基性低
分子量化キトサンであることを特徴とする。

【００１７】また、低分子量化キトサンの分子環のＣ−
２位の第一級アミノ基にラジカル活性を持たせた、酸、
アルカリ、水に溶解可能で、アルコールに不溶な液状ま
たは粉体物であることを特徴とする。

【００１８】また、本発明に使用する低分子量化キトサ
ン、キトオリゴ糖、及び２，５ーアンヒドローＤーマン
ノースを主成分とする水溶性ヘテロ糖の濃度を有機酸、
無機酸、タンパク質など任意に混合する水溶液に対して
１〜１，０００ｐｐｍ重量濃度の範囲とすることを特徴
とする。

【００１９】さらに、低分子量化キトサン、キトオリゴ
糖、及び２，５ーアンヒドローＤーマンノースを主成分
とする水溶性ヘテロ糖の水溶液がｐＨ３〜９であること
を特徴とする。

【００２０】以上の手段を更に詳述すると、本発明によ
れば、キトサンの分子量を低分子化して、分子量８００
〜３０，０００の低分子量キトサン、好ましくは、８０
０〜１０，０００の低分子量キトサン、分子鎖が切断さ
れて低分子量化したキトサンオリゴ糖（以下キトオリゴ
糖という）、糖鎖の末端の分子環の２位と５位の間が縮
合した無水糖と呼ばれる２、５ーアンヒドローＤーマン
ノースを主成分とする水溶性ヘテロ糖（以下ヘテロ糖と
いう）は、水、酸性、アルカリ性に溶解でき、その濃度
を１〜１、０００ｐｐｍ重量濃度、好ましくは１００〜
５００ｐｐｍ重量濃度の液状または粉状にして、ｐＨ３
〜９の任意のｐＨ条件として、接合を目的とする植物毎
の切断面に散布、塗布または含浸させ、細菌類に汚染さ
れないようにテープ等で保護、固定化し、土壌中に埋設
する等して養生することにより、植物の生体生理の変化
を早く促進させるのである。

【００２１】これら異種植物を接合させる季節は、春の
彼岸の前後と秋の彼岸の前後が好ましい。この季節は他
の季節より植物の接合率、生存率が高い。このヘテロ糖
は、平均分子量が７，０００以下のものは植物細胞壁の
透過が可能で、平均分子量が４，０００以下のものは植
物細胞膜を透過し、細胞内に固定化して、異なる生理生
活をする植物細胞間の認識を伴う拒絶反応を抑制し、異
種の植物細胞の分化、分裂、接合を優先させるように働
く異種植物の接合促進剤なのである。

【００２２】このヘテロ糖の製造法は化学的な方法、微
生物学的な方法いずれの方法でもよいが、例えば、特願
平５−１１６３０１号、特開平２ー４１３０１号公報及
び特開平５ー６５３０２号公報によって得られる。

【００２３】本発明のヘテロ糖は前述のように水、酸
性、アルカリ性の溶液に溶解し、通常、植物に対してホ
ウレンソウなど特殊な成育を行う植物以外では評価され
ないｐＨ７．５あたりの弱アルカリでも、他の酸性生育
植物の生体内への摂取が確認されている。この場合は施
用方法に当り環境条件を考慮する必要があるが、当該ヘ
テロ糖はアルカリ側より酸性側への移行に対して、土壌
中の酸性条件程度では植物生体に馴染みやすいｐＨ（ｐ
Ｈ５．６）にはならない。このことは低分子量化キトサ
ンのアミノ基を酢酸ソーダでブロックしているので、植
物の生体内の生体生理で解離させること以外では、植物
の根部より分泌される酢酸、酪酸、その他有機酸類及び
生体内の生体生理で解離させる事により、酢酸は、カル
ボン酸を経てグルタル酸に変換され、ＴＣＡ回路に入
り、植物に利用され、微量な塩は、生体生理物質として
細胞膜のカリウムチャンネルをカリウムとともに細胞内
のイオン濃度に働く。

【００２４】しかし、植物内で確認される低分子量キト
サンは細胞膜内に存在が確認されるので、膜透過のプロ
セスについては、分子環に構成されるアミノ基のブロッ
クに結合している有機酸、無機酸の塩類と植物の代謝系
由来の生体酸の置換反応系が行われると考えられる。こ
の事が細胞膜の浸透圧の変化やプロトン放出、カルシュ
ウムの取り込みなど、生体生理と関連して能動的に細胞
膜透過に働くのではないかと考えられる。

【００２５】植物の細胞膜は、全体としてはｐＨ７．６
あたりで細胞外シグナルによりｐＨ７．２となり、シグ
ナル物質により徐々にｐＨ７．５あたりに戻ることが知
られており、細胞膜の至的ｐＨは弱アルカリ側にあるこ
とも代謝生理を考える上で重要である。

【００２６】生育が早く、高品位の市場性のある木材を
作出し、生存率の高い苗木を得る為には、針葉樹類スギ
目のＣｈａｍａｅｃｙｐａｒｉｓであるヒノキの幼苗を
精英樹１族１種スギ（大分産：国東１４号）幼苗を台木
として接木する際に、本発明のヘテロ糖を施用すること
によって作出することができる。これらスギ、ヒノキの
特徴として、成育環境はスギは一番平地に近い場所、ヒ
ノキは山腹の中腹というように成育場所が分かれてお
り、成育伸長でもスギは早く、ヒノキはスギに比較して
遅い。ヒノキは高品位の市場性のある木材である。そこ
でこの両方の特長を利用してスギの苗木にヒノキを接木
すれば成育が早く良質のヒノキを作出することができ林
業産業に寄与することができる。また、ヒノキを生産す
ることによりヒノキの植物油であるヒノキオールの殺菌
性香料を副産物として、回収できる利点もある。

【００２７】本発明のヘテロ糖は、このように異種接木
の接合に働き、スギとヒノキ、カキとビワ、ナシとサク
ランボ、ナシとビワなど樹木の細胞融合に強く働き、接
木を完成させるものと思われる。

【００２８】低分子量キトサンで、その分子環のＣー２
位の第一級アミノ基を酢酸ソーダ等有機酸、無機酸の塩
類によって、塩基性低分子量化キトサンにしたもの及び
アミノ基にラジカル活性を持たせたものを使用すること
により、植物への固定、透過性が向上できる。

【００２９】

【作用】上記のように構成されたヘテロ糖、即ち分子量
８００〜３０，０００の低分子量化キトサン、キトオリ
ゴ糖、及び２，５ーアンヒドローＤーマンノースを主成
分とする水溶性ヘテロ糖はその作用機序及び使用技術に
ついて未開発の点が多く、特に生体内での挙動について
は未解明のことが多い。また、植物の新機能作出機序に
ついては、キトサンの分子量を水に溶解可能な分子量と
し、酸性、アルカリ性の溶液においても析出沈降しない
ものに分子量を制御した低分子量キトサンによって誘導
されることは、以下のような当該ヘテロ糖の特異的な作
用機序により誘導されるのではないかと考えられる。

【００３０】キトサンはカチオン系糖質で、等電点はｐ
Ｈ８．５あたりに存在しており、分子構造もＣー２位に
反応性の強い、カチオンに荷電した第一級のアミノ基、
Ｃー３位にヒドロキシル基、Ｃー５位にヒドロキシル基
を持っているが、更に、化学的な薬剤処理により脱アセ
チル化されたキトサンは、分子鎖の末端部位に脱水縮合
した２、５ーアンヒドローＤーマンノースが存在する。
これらキトサンの分子量の分布、分子の大きさ、分子内
荷電を制御し、標的作用部位に併せ、施用濃度、施用
量、施用方法、施用時期、細胞周期、他の有機、無機物
質との分子設計により、それぞれ相違した作用機序と作
用効果がみられる。２、５ーアンヒドローＤーマンノー
スを構成している環の炭素鎖に結合するヒドロキシル基
は、安定した強固な結合であり、炭素鎖とカルボキシル
基の結合より、結合強度が安定している。このような構
造は、ストレプトマイシンに代表される黴類由来の抗生
物質の母核構造に多く見られ、特に低分子化したキトサ
ンはＣー２位にアミノ基を持ち、カナマイシン類と同じ
分子環のβ位にアミノ基が存在した類似の構造を持ち、
動物細胞の１６ＳリボソームＲＮＡに働き、リボソーム
の翻訳を特異的に阻害すると報告されている。またリボ
ソームは、その働きの一つとして知られている遺伝子鎖
イントロンの５´側のエキソンの切離しに働くグアノシ
ンに働き、イントロンのスブライシングを阻害すること
も報告されているので、低分子量化したキトサンは１６
ＳリボソームＲＮＡの高次構造の認識に働くことが考え
られる。これらの事が二本鎖遺伝子の遅行鎖の誤認を高
めたり、作用点の位置の移動に働きミュウテーションを
誘導するものと思われる。

【００３１】また、ヘテロ糖は細胞膜のバアースト発生
がなく、細胞膜に対して親和性があることが確認され、
低分子量キトサンの分子構造及び分子鎖の切断面と、目
的とする細胞間の認識に、低分子量キトサンの分子内荷
電が重要な構造認識の条件として存在していることを示
唆するものである。

【００３２】

【実施例】彼岸前後（３月２０日，９月２５日頃）を施
用時期として、施用当日の午後に実施した。分子量が８
００〜３０，０００の低分子量キトサン及びキトオリゴ
糖、２、５ーアンヒドローＤーマンノースを主成分とす
る水溶性ヘテロ糖を、水に対して１００ｐｐｍの濃度に
溶解し、ｐＨ７とした溶液を、目的とするスギの幼苗と
同一径のヒノキの幼苗の接合部分を１０分間浸漬して、
接合部位を固定化する。

【００３３】この苗木に土壌を覆土して、風、温度変化
を保護するためマルチフイルムにて覆い、苗畑において
育成栽培を行う。

【００３４】この苗木は翌年の梅雨の季節（６月下旬〜
７月中旬）７月１０日に掘り出して移植または定植す
る。

【００３５】接合された部位はこぶ状になり、しっかり
と結合しており、台木のスギが強く誘因していることが
確認された。生育の過程でスギ、ヒノキの接木部位に活
性を高めるために、ヘテロ糖を２００ｐｐｍを接合部位
に塗布すると、更に効果的であることがわかった。

【００３６】

【発明の効果】本発明は上記のように構成される異種植
物の接合促進剤で、低分子量化キトサン、キトオリゴ
糖、及び２，５ーアンヒドローＤーマンノースを主成分
とする水溶性ヘテロ糖を異種植物の接合をする際に、植
物毎の切断面に散布、塗布、または含浸させ、細菌類に
汚染されないようにテープ等で保護し、固定化し、土壌
中に埋設するなどして、養生することにより、植物の生
体生理に変化を生じさせることができる。

【００３７】本発明によれば、異種植物を接合すること
により、植物種が持つ特質を活かして産業の発展に有益
な素材を提供することができる。スギの苗木にヒノキを
接合する際に、本発明のヘテロ糖を施用して、良質なヒ
ノキを早く成育することができる。また、カキの木にビ
ワ、ナシとサクランボ、ナシとビワを接合してサクラン
ボやビワを成育することができる。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低分子量化キトサン、キトオリゴ糖、及
   び２，５ーアンヒドローＤーマンノースを主成分とする
   水溶性ヘテロ糖からなり、異種植物の接合を促進させる
   ことを特徴とする異種植物の接合促進剤。
2. 【請求項２】 低分子量化キトサンの分子量が８００〜
   ３０，０００に調整されてなることを特徴とする請求項
   １記載の異種植物の接合促進剤。
3. 【請求項３】 低分子量化キトサンの分子環のＣ−２位
   の第一級アミノ基を酢酸ソーダ等有機酸、無機酸の塩類
   によってブロックされてなる塩基性低分子量化キトサン
   であることを特徴とする請求項１記載の異種植物の接合
   促進剤。
4. 【請求項４】 低分子量化キトサンの分子環のＣ−２位
   の第一級アミノ基にラジカル活性を持たせた、酸、アル
   カリ、水に溶解可能で、アルコールに不容な液状または
   粉体物であることを特徴とする請求項１記載の異種植物
   の接合促進剤。
5. 【請求項５】 低分子量化キトサン、キトオリゴ糖、及
   び２，５ーアンヒドローＤーマンノースを主成分とする
   水溶性ヘテロ糖の濃度を有機酸、無機酸、タンパク質な
   ど任意に混合する水溶液に対して１〜１，０００ｐｐｍ
   重量濃度の範囲とすることを特徴とする請求項１記載の
   異種植物の接合促進剤。
6. 【請求項６】 低分子量化キトサン、キトオリゴ糖、及
   び２，５ーアンヒドローＤーマンノースを主成分とする
   水溶性ヘテロ糖の水溶液のｐＨ３〜９であることを特徴
   とする請求項１記載の異種植物の接合促進剤。