Enhancement of plant growth activity of irradiated chitosan by molecular weight fractionation

放射線分解したキトサンの植物生育促進効果

Luan, L. Q.*; 長澤 尚胤; 玉田 正男; 中西 友子*

Luan, L. Q.*; Nagasawa, Naotsugu; Tamada, Masao; Nakanishi, Tomoko*

酢酸水溶液に溶解した10%キトサン水溶液に線を25200kGy照射した。これらの放射線分解産物は、オオムギに対して高い植物生育促進効果を示し、未照射キトサンは生育阻害効果を示した。最も効果があった100kGy照射したキトサン分解産物を分子量分画し、分子量13kDaのフラクションがオオムギ,ダイズの植物生育促進効果を示すことがわかった。さらに、生育3か月後のダイズの収量を15.8%も増加させる効果を示した。このフラクションの活性は、分離前の濃度(50mg/L)よりも低い濃度(20mg/L)で生育することが確認され、また、植物の防御作用に働く植物ホルモンのファイトアレキシンに関与する酵素フィニルアラニンアンモニアリアーゼとキチナーゼの活性をそれぞれ87%, 186%も増加させた。これらの結果から、放射線照射キトサン分解産物で得られた本フラクションは植物生育の作用のみならず、カビなどの病原菌に対する防御増強の作用もあることが示唆された。

The chitosan products irradiated at 25 - 200 kGy in 10 % solution showed a positive effect on the growth of barley, while the unirradiated chitosan inhibited the growth of this plant. The 100 kGy irradiated chitosan product with average molecular weight (Mw) approx. 16 kDa was found as optimal to plant growth activity. Separation of the degraded samples was performed using ultrafiltaration membranes and was found that the fraction with Mw in range of 1-3 kDa. not only showed a remarkable effect on the growth of barley and soy bean, but also significantly increased the activity of phytoalexin enzymes, namely phenylalanine ammonia lyase (87 %) and chitinase (186 %). This fraction also increased 15.8 % seed yeild of soybean after three month cultivation.