JP6902748B2

JP6902748B2 - 植物成長調整剤

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Publication number: JP6902748B2
Application number: JP2016191026A
Authority: JP
Inventors: 祐子眞木; 洋副島; 山口　淳二; 淳二山口; 圭持谷野; 雅昭綿引; 長緒佐藤
Original assignee: Hokkaido University NUC; Snow Brand Seed Co Ltd
Current assignee: Hokkaido University NUC; Snow Brand Seed Co Ltd
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2016-09-29
Publication date: 2021-07-14
Anticipated expiration: 2036-09-29
Also published as: JP2018052866A

Description

本発明は、植物の成長調整剤に関する。

農業分野において、植物の成長を制御することは生産性向上のために重要な技術である。現在では植物の成長調節を目的とした様々な種類の植物成長調整剤が実用化され、植物成長調整剤は作物の収量や生産物の品質向上に貢献している。植物成長調整剤の中には植物の任意の組織の生育を促進するものと抑制するものの双方が含まれる。このため、発根促進剤、着果促進剤、果実肥大促進剤、果樹の摘果剤、果実着色促進剤、矮化剤、除草剤など広範囲な資材が植物成長調整剤として含まれる。

植物の組織の中で、根は植物の定着、吸水、養分吸収、倒伏防止など非常に重要な役割を担っているため、その発達を促進することは重要である。
植物の根は、主根、側根、不定根によって構成され、これらを合わせて根系と呼ばれている。主根は種子の段階で既に発達しており、発芽と同時に伸長する。このため、主根の生育を促進させることができれば、初期から土壌中の水分・栄養分の吸収が促進され、初期生育が促進できるほか、初期の乾燥ストレス耐性を付与することができる。側根は主根から分化し発達する。このため、側根の生育を促進させることができれば、根の表面積を飛躍的に増大させることができ、土壌中の水分・栄養分の吸収が促進され、生育全般が促進できるほか、乾燥ストレス耐性を付与することができる。不定根は茎や葉などといった根以外の組織から分化し、発達する。このため、植物の培養細胞から発生する根や、挿し木・挿し葉などの地上部の組織切片から発生する根は不定根に分類され、いわゆる栄養繁殖を効率よく進める上では不定根の発生を促進することは重要な産業上の技術となっている。また、イネ科作物などの単子葉植物は、発芽後まもなく幼根の成長が停止し、種子根を除くほとんどの根は茎から発生する不定根であり、冠根とも呼ばれている。これらの不定根の発生を促進することはイネ科植物の安定した生育を確保する上では重要である。特に主要な作物であるイネ、ムギ、トウモロコシなどの生育や倒伏防止にとって不定根形成は重要である。

これらの根の発生促進作用を有する植物成長調整剤が望まれている。しかしながら、発根を促進する植物成長調整剤は、その数が少なく、効果も十分でない。更に従来の根の発生を促進する物質は、好ましくない作用を有する場合が多かった。例えば、現在発根剤として広く用いられている植物ホルモンとして作用するオーキシン系化合物は、植物の種類や状態、施用する濃度によっては植物に対して毒性を示し、茎や葉のクロロシス、枯死等といった好ましくない作用を及ぼすことが指摘されている。
なお、先行技術として次のようなものが例示できる。
ＷＯ２０１１／１３６２８５号（特許文献１）にはジクロロフェニル基やジフルオロフェニル基などを有する化合物がユーカリの不定根を発生させることが記載されている。
また特開平５−２６０８６９号公報（特許文献２）にはオーキシンとα−ナフタリン酢酸を併用するとサツマイモの茎に不定根を誘導できることが記載されている。
さらに特開平５−４９４８４号公報（特許文献３）にはレモンバームのカルスを、オーキシンを添加した培地中で培養して不定根を誘導する技術が記載されている。

また、オーキシンの着果促進作用、果実肥大作用を利用した着果促進剤、果実肥大促進剤、また、オーキシンのエチレン発生促進作用を活用した果樹の摘果剤、果実着色促進剤として、4-クロロフェノキシ酢酸、ジクロルプロップ、エチクロゼートなどが実用化されている。オーキシンの内生ホルモンかく乱作用を活用した広葉植物用除草剤として、2,4-D、2,4-PA、MCPAなども実用化されている。しかしながら、こういった植物成長調整剤も、その数が少なく、効果も十分でなく、更に好ましくない作用を有する場合が多かった。
上述のように、発根促進作用をもつもの植物ホルモンのうち、オーキシンに基づき開発された化学合成品はスーパーオーキシンとも呼ばれ、主に除草剤として利用されている（非特許文献１）。例えば、8-キノリンカルボン酸誘導体であるキンクロラック（Quinclorac、3,7-ジクロロ-8-キノリンカルボン酸（特許文献４、５参照）やキンメラック（Quinmerac、7-クロロ-3-メチル-8-キノリンカルボン酸（特許文献６参照）などがある。また、5-クロロ-3-メチル-8-キノリンカルボン酸にも除草作用があることが見いだされている（特許文献７参照）。これらの8-キノリンカルボン酸の誘導体のうち、３位に塩素原子が結合したものまたはメチル基が置換したものや７位に塩素原子が結合したものは、強力なオーキシン活性を示すことにより、除草作用を示すことが明らかになっている。しかし、8-キノリンカルボン酸誘導体で、３位および７位が無置換の化合物が、生育抑制を伴わない植物成長調整作用があることはまったく知見がなかった。

国際公開第２０１１/１３６２８５号パンフレット特開平０５−２６０８６９号公報特開平０５−０４９４８４号公報米国特許第4,497,651号明細書米国特許第4,632,696号明細書ドイツ特許出願公開第3,233,089号明細書特公平０４−０７５２３２号公報

Grossmann 2010. Auxin herbicides: current status of mechanism and mode of action. Pest Maneg. Sci. 66: 113-120.

本発明の課題は、植物成長調整剤を提供することである。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、従来植物成長調整作用が見出されていなかったキノリン-8-カルボン酸誘導体の特定の化合物が発根を促進し、さらに根系の発達を促進させるなどといった植物成長調整作用を有することを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は以下の構成である。
１．一般式１で表される化合物もしくはその塩からなる、植物成長調整剤。

ただし，一般式１の-A1-A2-A3-A4-およびR1〜R3は次のいずれかの構造である。
-A1-A2-A3-A4-が-N=CH-CH=CH-、又は-NH-CH₂-CH₂-CH₂-
R1＝水素原子、アルキル基、又はハロゲン原子
R2＝水素原子、アルキル基、又はハロゲン原子
R3＝ヒドロキシル基、又はアルコキシ基
２．-A1-A2-A3-A4-が-N=CH-CH=CH-であり、Ｒ１が水素原子、Ｒ２が水素原子、Ｒ３がヒドロキシル基である化合物もしくはその塩である１に記載の植物成長調整剤。
３．-A1-A2-A3-A4-が-N=CH-CH=CH-であり、Ｒ１が水素原子、Ｒ２がハロゲン原子、Ｒ３がヒドロキシル基である化合物もしくはその塩である１に記載の植物成長調整剤。
４．Ｒ２が塩素原子又は臭素原子である３に記載の植物成長調整剤。
５．-A1-A2-A3-A4-が-N=CH-CH=CH-であり、Ｒ１が水素原子、Ｒ２が水素原子、Ｒ３がアルコキシ基である化合物もしくはその塩である１に記載の植物成長調整剤。
６．Ｒ３がメトキシ基である化合物もしくはその塩である５に記載の植物成長調整剤。
７．-A1-A2-A3-A4-が-NH-CH₂-CH₂-CH₂-であり、Ｒ１が水素原子、Ｒ２が水素原子、Ｒ３がヒドロキシル基である化合物もしくはその塩である１に記載の植物成長調整剤。
８．キノリン-8-カルボン酸（Quinoline-8-carboxylic acid）、6-クロロキノリン-8-カルボン酸（6-Chloro-quinoline-8-carboxylic acid）、6-ブロモキノリン-8-カルボン酸（6-Bromo-quinoline-8-carboxylic acid）、キノリン-8-カルボン酸メチル（Quinoline-8-carboxylic acid methyl ester）、1,2,3,4-テトラヒドロキノリン-8-カルボン酸（1,2,3,4-Tetrahydroquinoline-8-carboxylic acid）から選択される１以上の化合物を含有する植物成長調整剤。
９．１〜８のいずれかに記載の植物成長調整剤を含有する植物発根剤。
１０．１〜８のいずれかに記載の植物成長調整剤を含有する肥料。
１１．１〜８のいずれかに記載の植物成長調整剤を含有する農薬。

本発明により、新規な植物成長調整剤が提供される。本発明の植物成長調整剤は、発根促進活性が高い。
また、本発明の植物成長調整剤は、茎や葉のクロロシスといったスーパーオーキシンが示すような副作用が極めて弱いかあるいは発生しない。
本発明の植物成長調整剤は挿し木時・育苗期・移植時の発根促進剤として用いることができる。
また根系発達を促進するため、肥料成分の吸収効率が向上し、植物の生育を促進し、作物の収穫量が増大する。

本発明の植物の植物成長調整剤は、一般式１で表される化合物の塩及びエステル体を有効成分としている。

ただし、一般式１の-A1-A2-A3-A4-およびR1〜R3は次のいずれかの構造である．
-A1-A2-A3-A4-＝-N=CH-CH=CH-、又は-NH-CH₂-CH₂-CH₂-
R1＝水素原子、アルキル基、又はハロゲン原子
R2＝水素原子、アルキル基、又はハロゲン原子
R3＝ヒドロキシル基、又はアルコキシ基

上記化合物は、8-キノリンカルボン酸として公知の化合物、あるいはその誘導体、又はその塩である。本発明は、上記一般式１で表される化合物を植物成長調整剤の有効成分としている。
置換基Ｒ１は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基のいずれかである。ハロゲン原子としては塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が好ましい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｉ−プロピル基、ｉ−ブチル基、ｉ−ペンチル基及びｉ−ヘキシル基などの炭素数１〜６の低級アルキル基が好ましく、特にメチル基が好ましい。

置換基Ｒ２は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基のいずれかである。ハロゲン原子としては塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が好ましい。アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｉ−プロピル基、ｉ−ブチル基、ｉ−ペンチル基及びｉ−ヘキシル基などの炭素数１〜６の低級アルキル基が好ましく、特にメチル基が好ましい。

置換基Ｒ３は、ヒドロキシ基、アルコキシ基である。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基、ｉ−プロポキシ基、ｉ−ブトキシ基、ｉ−ペンチルオキシ基、ｉ−ヘキシルオキシ基などの炭素数１〜６のアルコキシ基が好ましく、特にメトキシ基が好ましい。

一般式１で表される化合物の塩としては、例えばナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩、カルシウム塩、マグネシウム塩等のアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩等の無機塩基塩類、トリエチルアミン塩、ピリジン塩、ピコリン塩、エタノールアミン塩、トリエタノールアミン塩、ジシクロヘキシルアミン塩、又はＮ，Ｎ’−ジベンジルエチレンジアミン塩の有機アミン塩等の有機塩基塩類との塩が挙げられる。
また、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩等の無機酸塩、蟻酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、乳酸塩等の有機酸塩、等の塩が挙げられる。

一般式１で示される化合物は、ＷＯ２００８/０５９５１３公報に開示された公知の方法で合成することができる。すなわち、6位（R2）に任意の置換基をもつキノリン-8-カルボン酸の合成法としては、5位に任意の置換基を有するアントラニル酸を原料として、ヨウ素とグリセロールを混合し、撹拌しながら濃硫酸を滴下することにより合成することができる。この時、アントラニル酸誘導体の質量に対してヨウ素の添加量は１〜５モル％、グリセロールの添加量は１００〜２００質量％であることが好ましい。濃硫酸の滴下量に特に制限はないが、操作のしやすさを考慮すると母液の０．３〜１倍量であることが好ましい。反応終了後、反応液から精製物を採取するには、適宜冷水を添加し、アンモニア水でｐH６〜７に調整後、固型分をろ過することによって得ることができる。純度が不十分な場合は、得られた固型分をクロロホルム、ジクロロメタン、エタノール、メタノールなどの不活性有機溶媒に溶解し、活性炭を添加し不純物を除去することができる。精製物はさらに再結晶法によって精製することができる。

置換反応の一例としてR3をアルコキシ基とする置換反応を例示する。
キノリン-8-カルボン酸誘導体を原料として、例えば硫酸、ｐ−トルエンスルホン酸などの酸触媒の存在下にて、メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール中、加熱還流することによって、R3がアルキル基に置換された化合物を得る。この時、キノリン-8-カルボン酸誘導体は１〜２０質量％、特に５〜１０質量％であることが好ましい。
また、キノリン-8-カルボン酸誘導体を原料として、例えばトリメチルシリルジアゾメタンなどのメチルエステル化剤の存在下にて、メタノール中にて反応することによって、R3がメチル基に置換された化合物を得ることができる。
反応後、反応液から生成物を採取するには、反応溶媒を留去し、水と混合しない生成物可溶性有機溶媒と水を加え、適宜水相のｐＨを調整後、溶媒抽出を行い、有機溶媒層を回収後、乾燥し、有機溶媒を留去した後、必要に応じて単一もしくは混合溶媒から再結晶すればよい。また、必要に応じて高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）などの分離手段によって単離すればよい。
なお、上記以外の置換反応については、公知の化学反応で容易に行うことができる。

縮合しているピリジン環の水素化法としては、任意の置換基を有するキノリン-8-カルボン酸を原料として、酸化白金（II）とともにエタノールなどのアルコールに溶解し、水素雰囲気下で反応させることによって合成することができる。この時、キノリン-8-カルボン酸誘導体のエタノールに対する濃度は３〜１０％、酸化白金（II）の添加量はキノリン-8-カルボン酸誘導体に対し５〜１０モル％が好ましい。合成後はアルゴン雰囲気下とし、セライトなど多孔性吸着材を添加して不純物を除去することにより精製物を得ることができる。精製度が不十分な場合は、ジエチルエーテルなど非水和性有機溶媒で溶出し、溶媒を留去することによって精製物を得ることができる。精製物は、さらに再結晶法によって精製することができる。
本発明に用いる化合物又はその塩は、水可溶性であることが望ましい。水不溶性化合物の場合は、水に分散する形態にして使用することができる。

本発明における植物成長調整剤として有用な、代表的化合物名称及び一般式を次に例示する。当然本発明は、これらの化合物に限定されるものでない。

化合物１
キノリン-8-カルボン酸（Quinoline-8-carboxylic acid）

化合物２
6-クロロキノリン-8-カルボン酸（6-Chloro-quinoline-8-carboxylic acid）

化合物３
6-ブロモキノリン-8-カルボン酸（6-Bromo-quinoline-8-carboxylic acid）

化合物４
キノリン-8-カルボン酸メチル（Quinoline-8-carboxylic acid methyl ester）

化合物５
1,2,3,4-テトラヒドロキノリン-8-カルボン酸（1,2,3,4-Tetrahydroquinoline-8-carboxylic acid）

本発明の植物成長調整剤は、複数の活性作用をもつ化合物を２種以上組み合わせ、使用することもできる。またオーキシンなどの植物ホルモン剤と併用することも可能である。

本発明において用いられる「植物成長調整」という用語は、例えば、植物の矮化（伸長抑制）、開花時期の調節、直立葉の誘導（及びそれに伴う光合成効率の向上、バイオマス増加作用）、花粉成長抑制、花の鮮度保持、植物の抗ストレス剤（熱、乾燥、寒さなど）、生殖制御による雑草防除、植物の老化抑制、根の肥大化、着果促進、果実肥大促進、落果防止、果皮着色促進などを含めて、最も広義に解釈する必要がある。例えば、発根促進剤、植物成長促進剤、根系発達促進剤などは、本発明の植物成長調整剤の典型的な例であるが、本発明の植物成長調整剤はこれらに限定されることはない。

本発明の植物成長調整剤は、化合物の水溶液をそのまま植物成長調整剤として用いることができるが、水和剤、乳剤、粒剤、粉剤、界面活性剤など、通常の植物成長調整剤で用いられる担体を用いて製剤化してもよい。例えば、固体担体としては鉱物質粉末（カオリン、ベントナイト、クレー、モンモリロナイト、タルク、ケイソウ土、雲母、バーミキュライト、セッコウ、炭酸カルシウム、リン石灰など）、植物質粉末（大豆粉、小麦粉、木粉、タバコ粉、デンプン、結晶セルロースなど）、高分子化合物（石油樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニル酢酸樹脂、ポリ塩化ビニル、ケトン樹脂など）、更に、アルミナ、ワックス類などを使用することができる。また、液体担体としては、例えば、アルコール類（メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、ベンジルアルコールなど）、芳香族炭化水素類（トルエン、ベンゼン、キシレンなど）、塩素化炭化水素類（クロロホルム、四塩化炭素、モノクロルベンゼンなど）、エーテル類（ジオキサン、テトラヒドロフランなど）、ケトン類（アセトン、メチルエチルケトンなど）、エステル類（酢酸エチル、酢酸ブチルなど）、酸アミド類（Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドなど）、エーテルアルコール類（エチレングリコールエチルエーテルなど）、又は水などを使用することができる。

乳化、分散、拡散などの目的で使用される界面活性剤としては、非イオン性、陰イオン性、陽イオン性及び両イオン性のいずれも使用することができる。本発明において使用することができる界面活性剤の例を挙げると、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、オキシエチレンポリマー、オキシプロピレンポリマー、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルアリールスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル、第四級アンモニウム塩、オキシアルキルアミン、レシチン、サポニン等である。また、必要に応じてゼラチン、カゼイン、アルギン酸ソーダ、デンプン、寒天、ポリビニルアルコールなどを補助剤として用いることができる。

本発明の植物成長調整剤は、製剤の形状も制限はなく、粉剤、顆粒剤、粒剤、水和剤、フロアブル剤、乳剤及びペースト剤等のあらゆる製剤形態に成形することができる。その他の成分を常法に従い、混合、撹拌、噴霧乾燥等することにより製造することができる。
植物に適用する場合、土壌処理剤、茎葉処理剤、播種前の種子処理剤、移植前植物の処理剤及び移植時の植物に対する処理剤等として使用することができる。また、水耕栽培においては水耕液に混合して使用してもよく、組織培養では培地中に懸濁又は溶解させて用いてもよい。
本発明の植物成長調整剤を目的の植物に適用すれば、側根数、不定根数などの根数の増加を通じて根量や根密度が増加するため、苗の移植時の活着率向上や、健苗育成、生育促進、吸水力の向上、吸肥力の向上、肥料成分利用率の向上、緑色の保持、光合成能力の向上、水ストレス耐性の向上、倒伏防止、収量増加等の効果が得られる。また、イネ科植物の登熱を向上させるので、イネ等の収量を向上させることができる。

本発明の植物成長調整剤を散布用として用いる場合の使用濃度は、好ましくは０．０１〜１００００ｐｐｍ、より好ましくは１〜５０００ｐｐｍ、特に好ましくは５〜１０００ｐｐｍの範囲とする。特に育苗期の苗に使用する場合は、上記濃度の希釈液を培養土１Ｌ当たり５０〜２００ｍＬ散布することが望ましい。この場合、展着剤を使用してもよく、用いる展着剤の種類及び使用量については特に制限されない。また葉面散布しても効果を発揮する。
肥料と混合する場合を含め、土壌に直接施用する場合の使用量としては、１ヘクタール当たり１００〜１００００ｇ、特に５００〜５０００ｇ用いるのが好ましい。特に育苗期の苗に使用する場合は、培養土１Ｌ当たり０．００１〜１０ｇ用いるのが望ましい。この場合、播種前の培養土に予め混合しておいてもよく、育苗期間中に散布してもよい。

播種前の種子処理用として用いる場合は、水、アルコール類（メタノール、エタノールなど）、ケトン類（アセトンなど）、芳香族炭化水素類（トルエン、ベンゼンなど）、塩素化炭化水素類（クロロホルム、塩化メチレンなど）、エーテル類（ジエチルエーテルなど）、エステル類（酢酸エチルなど）等の液体担体に０．０１〜１０００００ｐｐｍとなるように希釈し、乾燥種子に噴霧するか、乾燥種子を希釈液に浸漬して種子に吸収させることもできる。浸漬時間としては特に制限されないが１秒〜１２０分が好ましい。また、処理した種子は、風乾、減圧乾燥、加熱乾燥、真空乾燥などによって液体担体を蒸発させてもよい。クレーなどの鉱物質粉末の固体担体を用いて製剤化したものを種子表面に付着させ使用することもできる。通常用いられている種子コーティング剤、種子コーティングフィルムに混合して種子に被覆することもできる。
組織培養や細胞培養時に使用する場合は、通常用いられる植物組織培養用の培地（ＭＳ培地、ホワイト培地、ガンボルグのＢ５培地など）に培地中濃度として、好ましくは０．０１〜１００００ｐｐｍ、特に好ましくは０．１〜１０００ｐｐｍの範囲で溶解又は懸濁して用いることができる。この場合、通常行われているように、炭素源としての糖類（ショ糖、ブドウ糖など）、各種植物ホルモンとしてサイトカイニン（ベンジルアデニン、カイネチンなど）、オーキシン（インドール酢酸、ナフタレン酢酸など）、ジベレリン（ＧＡ３、ＧＡ４など）、アブシジン酸などを適宜加えることができる。
移植前の植物に直接吸収させる場合は、使用濃度として０．１〜１０００ｐｐｍに希釈又は懸濁した液に、植物の根部あるいは全体を浸漬して使用することができる。また、挿し穂、挿し芽、挿し木などであれば基部又は全体を浸漬して使用することができる。この場合の浸漬時間は１秒〜１週間、特に１分〜３日間が望ましい。鉱物質粉末の固体担体を用いて製剤化したものを、根部に付着させたり、挿し穂、挿し芽、挿し木などの場合は茎基部に付着させてもよい。
本発明の植物成長調整剤の投与時期としては、生育期間中いかなる時期にも使用が可能であるが、特に植物成長調整剤として適用する場合は、播種前、播種時、苗の育成時、移植等の耕種的断根を伴う作業の前後、気象要因などで根の発育が阻害されあるいは根に障害が発生した場合などが特に有効である。

本発明の植物成長調整剤の適用対象となる植物としては、特に限定されないが、例えば、トマト、ピーマン、トウガラシ、ナス等のナス類、キュウリ、カボチャ、メロン、スイカ等のウリ類、セルリー、パセリー、レタス等の生菜・香辛菜類、ネギ、タマネギ、ニンニク等のネギ類、ダイズ、ラッカセイ、インゲン、エンドウ、アズキ等の豆類、イチゴ等のその他果菜類、ダイコン、カブ、ニンジン、ゴボウ等の直根類、サトイモ、キャッサバ、バレイショ、サツマイモ、ナガイモ等の芋類、アスパラガス、ホウレンソウ、ミツバ等の柔菜類、トルコギキョウ、ストック、カーネーション、キク等の花卉類、イネ、トウモロコシ等の穀物類、ベントグラス、コウライシバ等の芝類、ナタネ、ヒマワリ等の油料作物類、サトウキビ、テンサイ等の糖料作物類、ワタ、イグサ等の繊維料作物類、クローバー、ソルガム、デントコーン等の飼料作物類、リンゴ、ナシ、ブドウ、モモ等の落葉性果樹類、ウンシュウミカン、レモン、グレープフルーツ等の柑橘類、サツキ、ツツジ、スギ等の木本類が挙げられる。これらのうち、トマト、ピーマン、トウガラシ、ナス、キュウリ、カボチャ、メロン、スイカ、セルリー、パセリー、レタス、ネギ、タマネギ、アスパラガス、トルコギキョウ、ストック、イネ、ベントグラス、コウライシバ、テンサイ、イグサ等の栽培中に移植を行う植物や、キク、カーネーション、サツキ、ツツジ、ブドウ等の切り枝や挿し穂から発根させることにより増殖を行う植物に対しては特に有効である。また、倒伏防止を目的とする場合のイネ科の植物としては、イネ、コムギ、オオムギ、ライムギ、トウモロコシ等が挙げられる。特にイネや麦類は分けつ期に散布することで不定根が多く発生し、根系全体の発育が促進し、栄養分の吸収効率が向上するので本発明の植物成長調整剤としての効果を発揮させるのに好ましい。
本発明の植物成長調整剤を圃場に散布したり、植物に直接散布することで栽培植物の根系の発達、生育の期間の短縮、分けつ数の増加、収量の増加などにつながる。

また、本発明の効果向上を目的として、上記したように他の植物成長調整剤（植物ホルモン剤）と併用することもでき、場合によっては相乗効果を期待することもできる。例えば、高い栽植密度、高湿度、日照不足などといった極めて徒長しやすい条件下での育苗時には、地上部地下部重比の小さい良質な苗の育成を目的として、強力な茎の伸長抑制作用を持つ抗ジベレリン剤（パクロブトラゾール、ウニコナゾールＰ、アンシミドールなど）、成長抑制剤（ダミノジッドなど）、エチレン発生剤（エテホンなど）と併用してもよい。挿し穂、挿し芽、挿し木、組織培養時においては、発根促進効果の増強を目的として、オーキシン系化合物（インドール酢酸、インドール酪酸、ナフチルアセトアミド、ナフタレン酢酸など）と併用してもよい。播種前の種子処理時には、発芽促進作用を持つジベレリン剤と併用してもよい。

本発明の植物成長調整剤は、各種殺虫剤、殺菌剤、微生物農薬、肥料等と混用又は併用することも可能である。特に、殺菌剤との混用において殺菌作用の他に発根促進作用も報告されているヒドロキシイソキサゾール、メタスルホカルブ、メタラキシルなどとの併用は有効である。種子に直接処理する殺虫殺菌剤や育苗期に使用する殺虫殺菌剤（チアメトキサム、フルジオキソニル、メタラキシル、クロラントラニリプロールなど）と混用は特に有効である。
肥料と併用する場合、健苗育成を目的とした育苗用肥料との併用、活着促進を目的とした移植直前施用肥料との併用は特に有効である。本発明の植物成長調整剤の効力を長期間持続させ肥料成分利用率を向上させることを目的とした緩効性肥料との混用も特に有効である。

次に、化合物２〜化合物５の製造例、化合物１〜化合物５試験例、実施例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

製造例１（化合物２：6-クロロキノリン-8-カルボン酸の合成）
５-クロロアントラニル酸１．０１ｇおよびヨウ素２６．６ｍｇをグリセロール０．７６ｇに混合したものを激しく撹拌し、６５℃〜７０℃下で濃硫酸０．４４ｍｌを３０分間かけて滴下して１４０℃で６時間反応させた。室温にし、０℃の水１７ｍLを添加し、２８％アンモニア水でｐH６．５としたものを濾過し、固形分を冷水で洗浄した後乾燥させた。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、不溶物を濾過して除去し、活性炭を添加して不純物を吸着させ、活性炭を濾過により除去した。溶媒を留去して得た残渣をクロロホルムと酢酸エチルの混合液下で再結晶させ、得られた結晶を酢酸エチルで洗浄した。溶媒を留去して化合物９６．２ｍｇ（収率７．９％）を得た。この化合物についてＮＭＲ、マススペクトル、融点を測定し、一般式３の構造を有する化合物2（6-クロロキノリン-8-カルボン酸）であることを確認した。

製造例２（化合物３：6-ブロモキノリン-8-カルボン酸の合成）
５-ブロモアントラニル酸１．２６ｇおよびヨウ素２３．３ｍｇをグリセロール０．７６ｇに混合したものを激しく撹拌し、６５℃〜７０℃下で濃硫酸０．４４ｍｌを３０分間かけて滴下して１４０℃で６時間反応させた。室温にし、０℃の水１７ｍLを添加し、２８％アンモニア水でｐH６．５としたものを濾過し、固形分を冷水で洗浄した後乾燥させた。得られた残渣をエタノールに溶解して濾過し、乾燥させて得た残渣をクロロホルムに溶解し、活性炭を添加して不純物を吸着させ、活性炭を濾過により除去した。溶媒を留去して得た残渣をクロロホルムと酢酸エチルの混合液下で再結晶させ、溶媒を留去して化合物２８．７ｍｇ（収率２．０％）を得た。この化合物についてＮＭＲ、マススペクトル、融点を測定し、一般式４の構造を有する化合物３（6-ブロモキノリン-8-カルボン酸）であることを確認した。

製造例３（化合物４：キノリン-8-カルボン酸メチルの合成）
キノリン-８-カルボン酸８５．６ｍｇをアルゴン雰囲気下におき、メタノール２．５ｍｌおよびジクロロメタン２．５ｍｌに溶解した。トリメチルシリルジアゾメタン０．８ｍｌを添加し、３０分反応させた後、溶媒を留去した。残渣を４０％酢酸エチル６０％ヘキサン混合液を展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して溶媒を留去し、化合物６９．４ｍｇ（収率７７％）を得た。この化合物についてＮＭＲ、マススペクトル、融点を測定し、一般式５の構造を有する化合物４（キノリン-8-カルボン酸メチル）であることを確認した。

製造例４（化合物５：1,2,3,4-テトラヒドロキノリン-8-カルボン酸の合成）
キノリン−８−カルボン酸１７４ｍｇと酸化白金（II）１５．３ｍｇとをエタノール３ｍｌに溶解し、水素雰囲気下にし、５時間反応させた後アルゴン雰囲気下とした。セライトを添加して不純物を吸着させ、濾過により除去した。溶媒を留去して得た物資を温めたジエチルエーテルで洗浄し、溶媒を留去して化合物１４０．８ｍｇ（収率７９％）を得た。この化合物についてＮＭＲ、マススペクトル、融点を測定し、一般式６の構造を有する化合物５（1,2,3,4-テトラヒドロキノリン-8-カルボン酸）であることを確認した。
化合物２〜５のＮＭＲ測定結果並びに融点の測定結果を下記の表１に示す。

試験例
＜アズキ切り口浸漬処理による不定根の発生誘導作用の確認試験＞
化合物１〜５について蒸留水で希釈し、濃度が０．０３ｍＭ、０．１ｍＭの水溶液を調製し、希塩酸と水酸化ナトリウム水溶液を用いてｐＨ７とし、アズキ発根促進アッセイ(Itagaki et al. 2003. Biological activities and structure-activity relationship of substitution compounds of N-[2-(3-indolyl)ethyl] succinamic acid and N-[2-(1-naphthyl)ethyl] succinamic acid、derived from a new category of root-promoting substance、 N-(phenethyl)succinamic acid analogs. Plant Soil 255: 67-75.)を行った。なお、化合物3のみ0.03ｍＭの溶液を用いた試験は行わなかった。
アズキ切片は基部を72時間、０．０３ｍＭ及び０．１ｍＭの各被検液に浸漬し、７日後に発生した不定根数を数えた。なお反復数を５本とした。また、各化合物の活性を測定する際に、対照として蒸留水で処理したものを培養し、同様に不定根数を測定した。このため、対照区は複数回測定した総平均値を示した。
試験結果を下記表２に示す。

表２に示すとおり化合物１〜５を含有する溶液は、対照区の不定根発根数と比較すると高い不定根発生誘導作用と発根促進作用が認められた。
特に、化合物１は濃度0.03mMで300%以上、濃度0.1mMで500%以上の発根率を示した。また、濃度0.03mMの化合物２および濃度0.03mM 、0.1mMの化合物４および５では200%以上の発根率を示した。また、茎や葉のクロロシスなどの兆候は観察されなかった。

＜圃場における効果＞
化合物１〜５を肥料に混入し、圃場栽培中のトウモロコシに散布した。各化合物とも、肥料のみの散布圃場に比して顕著な根系の発達と生育の促進、収穫量の増加が確認された。また散布による茎や葉のクロロシス発生は、観察されなかった。

＜トウモロコシ支持根増加効果試験＞
飼料用トウモロコシ（品種LG3215；雪印種苗（株））に対し、1mMのキノリン-８-カルボン酸溶液に1/1000量の展着剤（アプローチBI：ポリオキシエチレンヘキシタン脂肪酸エステル：丸和バイオケミカル株式会社）を添加したものを、播種後３週間目から２週間おきに４回、葉面散布を行った。
播種後４か月の植物体２０本について支持根をカウントし、平均値を算出した。
試験結果を下記表３に示す。

表３に示す通り本発明の１ｍＭキノリン-８-カルボン酸を含有する溶液は、対照区と比較すると強い支持根発根作用を示し、本発明の化合物が土耕栽培でも強い発根効果を発揮することは明らかであった。

Claims

一般式１で表される化合物もしくはその塩からなる、植物発根剤。

ただし、一般式１の−Ａ１−Ａ２−Ａ３−Ａ４−およびＲ１〜Ｒ３は次のいずれかの構造である。
−Ａ１−Ａ２−Ａ３−Ａ４−が−Ｎ＝ＣＨ−ＣＨ＝ＣＨ−、又は−ＮＨ−ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＣＨ_２−
Ｒ１＝水素原子
Ｒ２＝水素原子、塩素原子、又は臭素原子
Ｒ３＝ヒドロキシル基、又はメトキシ基
キノリン−８−カルボン酸（Ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ−８−ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃａｃｉｄ）、６−クロロキノリン−８−カルボン酸（６−Ｃｈｌｏｒｏ−ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ−８−ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃａｃｉｄ）、６−ブロモキノリン−８−カルボン酸（６−Ｂｒｏｍｏ−ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ−８−ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃａｃｉｄ）、キノリン−８−カルボン酸メチル（Ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ−８−ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃａｃｉｄｍｅｔｈｙｌｅｓｔｅｒ）、１，２，３，４−テトラヒドロキノリン−８−カルボン酸（１，２，３，４−Ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｑｕｉｎｏｌｉｎｅ−８−ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃａｃｉｄ）から選択される１以上の化合物を含有する植物発根剤。
請求項１又は２に記載の植物発根剤を含有する肥料。
請求項１又は２に記載の植物発根剤を含有する農薬。