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照射アルギン酸の低分子量化物の植物生長促進効果

Enhancement of plant growth activity of irradiated alginate

長澤 尚胤; Luan, L. Q.*; 八木 敏明; 吉井 文男; 久米 民和; 中西 友子*; 玉田 正男

Nagasawa, Naotsugu; Luan, L. Q.*; Yagi, Toshiaki; Yoshii, Fumio; Kume, Tamikazu; Nakanishi, Tomoko*; Tamada, Masao

アルギン酸ナトリウム(Alg)は褐藻類から得られる多糖類で、そのオリゴ糖の植物生長促進、植物内の酵素活性増大などの新しい生物活性機能が注目されている。本報告では、放射線分解したAlgについて、高い植物生長活性を発現するための照射条件や放射線分解産物の構造について検討した。4%濃度のAlg水溶液で照射してキク,トルコギキョウ,宿根リモニウムの寒天培地に添加した組織培養及び生育試験した結果、増殖率,各々の草丈,根長,新鮮重が向上し、最適な線量,添加濃度及び平均分子量が75kGy,100mg/L,約1.4万であることを見いだした。この照射Algを分子量分画した結果、F2画分(6-15量体)がオオムギの植物生長促進やアルコール脱水素酵素活性誘導の効果が最も高く、低濃度で効果が得られた。酵素分解生成物と比較して、酵素分解物では10%で、放射線分解では26%生成しており、4%水溶液75kGyの照射でF2活性区分の生成量が多いことが、植物生長促進活性の高い要因であることを明らかにした。さらに本活性画分が特異的に蓄積することに加え、Alg分子鎖切断で生成したカルボニル基及びカルボキシル基による構造変化が活性に起因していると考えられる。Algの放射線分解生成物は、顕著な植物生長促進活性及び酵素誘導効果が発現することから、天然物由来の植物生長促進剤としての応用が期待できる。

The sodium alginate was irradiated by $$gamma$$-ray, and plant growth activity test and structural change of the product were studied. It was found that the concentration of 100 mg/L of alginate irradiated at 75 kGy in 4 % aqueous solution was the highest for plant growth. Separation of the degraded product was performed using ultrafiltration membranes and found that fraction with molecular weight in the range of 1-3 kDa (6-15 units) not only showed a remarkable effect on the plant growth, but also increased the activity of plant enzymes; ${it alcohol dehydrogenase, phenylalanine ammonia-lyase}$. This fraction was stronger than one of the enzymatic degradation product. This differences proposed formation of carbonyl and carboxyl groups along with the main-chain scission.

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