花芽の充実と果実の質を高めるテカミンフラワーの科学Vol.3（全3回）

チュートリアル更新日：2024年6月10日

当記事では、YouTubeチャンネル「味の素グループアミノ酸肥料ch」で公開されている動画「【科学的/徹底解説】Tecamin Flowerにはどういった効果があるのか？農業技術の専門家が科学的に解説します」の内容をテキスト化してご案内しています。

前回のvol.2では開花プロセスに注目し、芽の形成から開花までの流れや、開花にいたるメカニズム「オルタネート・ベアリング現象」について解説しました。

最終回となるVol.3では、テカミンフラワーが植物生理に及ぼす科学的な根拠と具体的な影響について解説します。テカミンフラワーを施用した植物の遺伝子解析結果をもとに、テカミンフラワーによる遺伝子活性化や開花プロセスに及ぼす影響、実際にテカミンフラワーを施用する際の最適なタイミングや施用方法などについて具体的に解説します。ぜひ最後までご覧ください。

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テカミンフラワーの科学的根拠

テカミンフラワーの開花促進効果について、私たちはこれまで数多くの研究と試験を行ってきました。寒さに強く様々な試験に用いられるシロイヌナズナを利用し、テカミンフラワー散布後の遺伝子解析を続けた結果、T6P（＝トレハロースー6ーリン酸）が特定の開花関連遺伝子を活性化することを発見しました。このT6Pという物質自体はテカミンフラワーに配合されていませんが、その材料となる糖とリン酸が含有され、植物にT6Pを生成するようにシグナルを出す成分が含有されています。

この時の遺伝子解析の研究結果を通して、テカミンフラワーが遺伝子に対してどのような影響を与えたのかをご紹介します。

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テカミンフラワーが活性化させる遺伝子と開花に対する具体的な影響

今回の研究は、様々な研究でよく使用されるシロイヌナズナを用いておこなわれたものです。シロイヌナズナにテカミンフラワーを散布し遺伝子解析を続けたところ、複雑な開花プロセスに関与する複数個の遺伝子がT6Pの影響により活性化することが判明しました。以下はその際の研究データです。

この研究結果をもとに、テカミンフラワーが活性化させた遺伝子にはどういった役割があるのか、そしてそれが植物の開花プロセスに対してどのような影響を与えるのかを具体的に解説します。

遺伝子の役割とは

植物内には数万〜数十万個の遺伝子が存在しており、生理的プロセスにおけるあらゆる場面で重要な役割を果たしています。たとえば、次のような役割が該当します。

植物の形状：根や茎、葉、花などの器官の形態を決める
生理機能：発芽や開花、呼吸、光合成といった生理プロセスを制御し維持する
ストレスへの耐性：ストレスに対しての耐性度合いを決める

今回の研究でT6Pの働きにより活性化した遺伝子は、開花プロセスに直接的に関連しているものです。これらの遺伝子は、花芽の器官に化合物を通じてシグナルを送る役割を担っています。

また、遺伝子のなかにはPEPCを誘発する遺伝子も存在しています。PEPCとは植物内で必要とされる酵素の一種で、光合成での炭素固定やストレス対応を助ける役割を担っています。

テカミンフラワーにより生成が促進されたT6Pにより活性化した遺伝子は、開花プロセスにおいて花粉管を卵細胞へと誘導する酵素を誘発する役割を担っています。つまり、この遺伝子の活性化が花粉管の伸長促進へと繋がるわけです。

花粉管とは雌しべに備わっている管状のもので、受精といった生殖活動においては要となる器官です。受粉により花粉管が伸長することで胚珠内の卵細胞へと花粉を送り、受精がおこなわれます。

加えて、活性化した遺伝子のなかにはグルコースとフルクトースという糖類に関連した役割をもつ種も存在します。

植物が花と葉のどちらに成長するかを決定する際、十分な量の糖分があることが花になる条件のひとつです。糖分の量が足りない場合は花へと成長できません。しかし、テカミンフラワーにより花芽の器官形成の前段階、すなわち蕾が形成される前に遺伝子活性化の兆候が現れるため、芽に糖分が送られるようになります。結果、十分な量の糖分を感知することとなり、花芽が増えるのです。

このように、テカミンフラワーは植物の遺伝子の役割を活性化させることで、開花プロセスに対して良い効果をもたらしています。

T6Pが与える具体的な影響

テカミンフラワーがもたらす昆虫を引き寄せる効果について、もう少し具体的に解説しましょう。

テカミンフラワーを植物に施用することにより植物の受粉率が高まり、結実率の向上や収量の増加が期待できます。理由は、テカミンフラワーに生成を促進するT6Pが開花プロセスに密接に関与する遺伝子を活性化させるからです。

受粉にはミツバチなど花粉を媒介してくれる昆虫の存在が重要ですが、T6Pの影響で多くの昆虫が花に引き寄せられるようになります。結果、花粉を媒介することになり、受粉率や結実率の向上に繋がるのです。

植物における受粉のメカニズムには、昆虫の媒介による受粉方法があります。昆虫が花粉や花の蜜を餌にするため採取する際、身体に付着した雄しべの花粉が雌しべに運ばれることで受粉となる仕組みです。当然、花に集まる昆虫が多ければ多いほど受粉の確率は高まります。では、この受粉のメカニズムとT6Pがどのように関係しているのでしょうか。

植物に吸収されたT6Pは、開花プロセスに関与する複数の遺伝子を活性化させます。この時、活性化した遺伝子は花芽の器官に対して化合物を通じ、あるシグナルを送るようになります。

そのシグナルとは「昆虫を引き寄せる物質の生産促進」です。花には受粉のために、昆虫を引きつける物質を生産する働きがあります。T6Pによって活性化された遺伝子が器官に生産促進のシグナルを送ることにより、花の器官は昆虫を引きつける物質の生産が活発になります。結果、より多くの昆虫が花に集まるようになり、受粉率が高まるのです。

このように、テカミンフラワーの散布により効果的に受粉率を上げることで、結実率や果実の収量への増加が期待できるのです。実際にテカミンフラワーを施用した研究の現場では、花粉を媒介するミツバチなどの昆虫が花の周りに多く集まる光景を目の当たりにしています。この成果は、テカミンフラワーにより活性化した遺伝子によるものです。このようにテカミンフラワーによる開花プロセスへの効果は高く、与える影響も大きいのです。

糖分と光周期が開花プロセスに及ぼす効果とテカミンフラワーがこれらの要素をどのように最適化するか

T6Pによる開花プロセスへの目覚ましい効果は、昆虫の誘引やPEPCの活性化だけにとどまりません。複数個の遺伝子を活性化させる効果により、植物が花を咲かすために必要な糖分と光周期にもメリットをもたらします。植物が開花するには糖分量と光周期の条件が揃う必要があるのですが、テカミンフラワーにより生成が促進されるT6Pは、これらの条件を整える手助けをします。

まず、植物が花を形成するためには、十分な糖分が必要です。糖分はエネルギー源として機能し、芽が花に成長するために必要な条件の一つです。T6Pは、植物内の糖分代謝を促進し、花芽の形成をサポートします。

次に、光周期の条件も重要です。植物は日照時間の長さに応じて花芽を形成します。T6Pは、光周期に対する遺伝子の反応を最適化し、適切なタイミングでの開花を促進します。つまり、T6Pは植物が光周期の条件をより効果的に利用できるようにするのです。

これにより、糖分と光周期の両方の条件が揃い、植物はより確実に花を咲かせることができます。T6Pはこれらのプロセスを最適化し、開花の成功率を高めます。では、糖分と光周期が開花プロセスにどのように関係するのかをふまえながら、T6Pがもたらす影響をより具体的に解説します。

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糖分の重要性

糖分は開花プロセスにおいて、必要不可欠な栄養分です。芽を形成してから開花に至るまで、植物は多量のエネルギーを使います。糖分は成長するためのエネルギー源として活用されるため、十分な量の糖分がなければエネルギー不足となり、花を咲かせられないのです。

しかし、テカミンフラワーの散布により糖分量に対してのハードルを下げることが可能となります。

T6Pの影響で活性化する遺伝子のなかには、植物に対して「十分な量の糖分があるので花を咲かせて良い」と指示する働きがあります。たとえ、植物が花を形成するのに十分な糖分を持っていなかったとしても、「多量の糖分を持っている」と伝達するのです。つまり、T6Pの作用により、芽は花になるための十分な糖分を持っているのだと判断し、実際に芽は花を形成するために必要な糖分を効率的に蓄積し、花へと成長し始めるのです。

これにより、植物の花数増加が期待できます。花がたくさん咲けば、そのぶん受粉率や結実率の向上も見込めるため、テカミンフラワーの散布は収量増加に効果的と言えるのです。

開花プロセスにおいて、花成誘導の後で芽は花になる条件をクリアして花芽へと成長を遂げます。しかし、このプロセスは可逆的であり、花芽は再び葉芽に戻るケースがあります。なぜ、このようなプロセスが起こるのでしょうか。

その原因も、まさに糖分量にあります。植物体内で糖分が急激に減少すると、開花プロセスが逆行する可能性があるのです。

この現象は、糖分不足の改善はもちろんのこと、NPKの三大栄養素を含む肥料を施し、微量要素を加えることで、栄養不足を解消し植物ホルモンのバランスを整えれば解決します。

テカミンフラワーにはVol.1で解説したように、開花に特化した多種多様な栄養素が豊富に含まれています。植物に散布することで、先ほど述べたように糖分不足に対しての効果はもとより、花から葉になる原因である栄養不足の改善が期待できます。

植物が栄養不足に陥る要因のひとつは、栽培者の管理不足です。植物を栽培する際には、健全に成長するよう十分な栄養を与えるようにしましょう。

光周期の調整

糖分と同様に、光周期も開花するために必要な条件です。光周期とは日照時間とそれ以外の時間の長さ、端的に言うと昼と夜の長さを指します。植物は開花プロセスにおいて、日照時間の長短で花芽の形成時期をコントロールしています。T6Pにより活性化した複数個の遺伝子は、この光周期に対しても対応できることが研究により判明しました。

植物における日照時間と糖分量に対してのシグナルが一致しているため、遺伝子はどちらに対しても「花に成長して良い」とシグナルを送るようになります。つまり、この遺伝子を活性化することで開花条件を2つともクリアできるということです。これまで2つの条件が揃わなければ花に成長できなかったものが、条件を揃えなくても花芽の形成が可能となります。

さらに、活性化した遺伝子は、小麦栽培においても重要な役割を担うことも明らかになりました。この遺伝子は、種子の充実や粒の充填、細胞分裂の促進、デンプンの蓄積など、様々なプロセスを制御する役割を果たしています。それゆえ、遺伝子を活性化させることで小麦の成長プロセスに対しても促進効果が期待でき、結果的により多くの収量が見込めます。以上のことから、小麦の栽培にもテカミンフラワーは効果的に作用すると言って良いでしょう。

テカミンフラワーの施用時期と方法

テカミンフラワーの施用時期と施用方法については、植物の種類によって異なります。具体的にまとめましたので、以下の表をご覧ください。

種類	施用時期	施用方法
豆類・麦類・水稲	着蕾期、開花初期	10a当たり200mlを希釈して葉面散布
果菜類	開花期、着果期	10a当たり200～300mlを希釈して葉面散布
果樹類	開花期、着果期	10a当たり300mlを希釈して葉面散布
花卉類	着蕾期	10a当たり200～300mlを希釈して葉面散布

テカミンフラワーの効果を最大限発揮するには、開花プロセスに効果的なタイミングと方法での施用が重要です。誤ったタイミングで施用してしまうと、開花プロセスへのサポートができず、成長促進による効果が見込めなくなります。そのため、葉面散布は推奨される時期で実施することが重要です。

次に、適切な施用タイミングについて詳しく解説しましょう。

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適切なタイミング

テカミンフラワーの適切な施用時期は、開花プロセスの初期段階と開花期、つまり芽から花芽になるタイミングと開花する直前のタイミングです。

花芽が形成されはじめ、成長ルートを葉に変更できる可逆的段階から変更不可能な不可逆的段階に移行すると、いよいよ花の器官形成が開始され、花の分化が始まります。この時点で、植物は成長するためのエネルギーと細胞分裂のための栄養素を多量に必要とします。

花の細胞は、開花プロセスの初期段階ではゆっくりと分裂するものの、花の分化を境にスピーディーに分裂を始めます。また、細胞分裂をおこなうには膨大なエネルギーが必要ですが、そのためにはリン酸の存在が不可欠です。

リン酸は細胞分裂をするために重要となる微量要素であることに加え、エネルギー生産にも深く関与しています。そのため、花の細胞分裂が活発となる器官形成の時期である初期段階とエネルギーを多く必要とする開花直前のタイミングでリン酸を補給する必要があるのです。

また、リン酸とエネルギー補給で細胞分裂が活発になれば、大きな花を咲かせるようになり花の品質を向上させる効果も高まります。花の品質の良し悪しは結実にも影響を及ぼすため、そのまま果実の品質にも直結します。つまり、花の品質が良いほど得られる果実の品質も良くなるわけです。

このように、テカミンフラワーによりリン酸や細胞分裂に必要な栄養素を補給し細胞分裂をサポートすることで、花数の増加や品質向上を十分に期待できます。また、そのためには推奨時期に施用することが重要となります。

施用方法

テカミンフラワーは葉面散布での施用が推奨されています。土壌散布でも効果は得られると考えられますが、植物への吸収率や効果の即効性を考慮すると、葉面散布での施用がベストです。一般的には農薬と混用して葉面散布されています。

植物は生きていくうえで、常に糖類やデンプンといった炭水化物を必要としています。炭水化物は植物にシグナルを送るだけではなく、細胞分裂にも必須です。テカミンフラワーに含まれる炭水化物は、呼吸や光合成といった生育プロセスのなかでエネルギー源として直接的に利用される成分です。そのため、利用効率や植物への吸収率、即効性などの面から見ても、テカミンフラワーを葉面散布することが非常に重要なのです。

総括

これまで全3回にわたり、テカミンフラワーと植物の開花に焦点をあてて解説しました。全体を振り返る前に、まずは今回解説した点についてまとめます。

テカミンフラワーは私たちの遺伝子研究により、植物の開花と受粉に対する促進効果が実証されました。テカミンフラワーを散布することでT6P（＝トレハロースー6ーリン酸）が複数の遺伝子を活性化させ、役割に沿って様々な器官にシグナルを伝達します。その結果、以下のような影響が表れました。

昆虫を多く引き寄せる物質の生産促進→昆虫による受粉率、結実率の増加
花になるために必要な糖分と光周期の条件達成→花数の増加、花や果実の品質向上

このように、テカミンフラワーは開花プロセスに大きく関与し、花や果実の成長促進と品質向上、さらには果実の収量に対してもプラスの効果を与えているのです。

なお、テカミンフラワーは細胞分裂が活発となり膨大な成長エネルギーを消費するタイミングでの施用がベストです。開花プロセスの初期である花成誘導期と開花期の初期に散布するようにしましょう。どちらも細胞分裂が迅速に起こる時期であり、成長するために植物が多量のエネルギーを必要とする時期です。

また、テカミンフラワーには、リン酸をはじめとする細胞分裂に必要不可欠な栄養素が豊富に配合されています。加えて、成長エネルギー源となる栄養素も含まれていることから、植物の栄養不足を予防し、成長促進へのサポートにはテカミンフラワーの施用が望ましいと言えるでしょう。農薬と混用して葉面散布すると、より効果的になります。

それではVol.1とVol.2の内容を簡単に振り返ってみましょう。

テカミンフラワーは味の素グループが提供しているバイオスティミュラントで、植物の開花への効果に特化していることから、スペシャリティ製品として位置付けられています。

そもそもバイオスティミュラントとは、植物の生育に作用し、成長をサポートする農業資材です。環境ストレス耐性の向上や成長促進などを目的とし、農薬とも肥料とも施用目的が異なります。

テカミンフラワーは開花プロセスへのアプローチに特化しているのが大きな特徴です。そのため、開花プロセスに作用する栄養素が何種類も含まれています。たとえばモリブデンやホウ素、リン酸などが該当します。ほかにも、三大栄養素やアミノ酸など、植物全体の成長促進効果が期待できる成分が含まれています。

またpH値がやや酸性寄りに作られていることにより、植物がスムーズに栄養素を吸収できる利点があります。

テカミンフラワーがサポートする開花プロセスは、休眠期間中に枝のなかで形成される芽の段階から始まります。始めに芽ができる段階では、まだ花になるか葉になるか決められていません。その後、成長するにつれ糖分量や光周期など様々な環境と影響により、芽自体が成長先を選択します。この期間を花成誘導といいます。そうして花へと成長することを選択した芽は、蕾になるために花の器官を形成する分化期へと進んでいきます。長い期間をかけて休眠と細胞分裂を繰り返し準備を整えた花芽は、然るべきタイミングに膨大なエネルギーを使うことで、ようやく花を咲かせるのです。この一連の働きが開花プロセスと呼ばれるものです。

一方で、果樹類の開花にはオルタネート・ベアリングと呼ばれる現象があります。隔年結果とも呼ばれており、1年ごとに豊作と不作が交互に発生する現象です。この現象は様々な要素が影響しあって引き起こされていますが、開花プロセス内で起こるエネルギー不足も要因とされています。

これまでに述べたように、植物の開花プロセスにおいては糖分とエネルギー、そして光周期が重要なポイントとなります。テカミンフラワーはいずれに対してもポジティブに影響し、開花プロセスに良い効果をもたらします。花数の増加や受粉率、結実率の増加、花や果実の品質が向上する効果が期待でき、遺伝子解析研究による科学的根拠も実証されています。テカミンフラワーはバイオスティミュラント本来の目的である、生育プロセスをしっかりサポートしているのです。

植物の健全な成長に加え、花や果実を高品質にするには適切な栄養管理が必須です。テカミンフラワーを効果的に施用して、ぜひ植物の成長に役立ててください。

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