バイオスティミュラントハンドブック

～植物の生理活性プロセスから資材開発、適用事例まで～

序論　バイオスティミュラントの現状と普及に向けた今後の課題《山内　靖雄，須藤　修》
　1．環境ストレスと戦う日本の農業の歴史
　2．環境ストレス応答研究の農業への貢献―研究者の視点から
　3．バイオスティミュラントの開発と普及の現状―開発者の視点から
　4．本書のねらい
　
　
第1編　植物生理
第1章　気候変動と農業
第1節　気象予測から見る日本農業の未来 《広田　知良》
　1．はじめに 
　2．日本における温暖化・気候変動の現状と将来予測 
　3．地球温暖化と10 年規模海洋変動からの観点 
　4．気候変動に伴う極端気象が農業に与える影響 
　5．気象情報を活用した栽培対応，水稲早期警戒システム，栽培管理支援システム 
　6．気象情報活用の土地利用型農業への展開 
第2節　気候変動と植物の環境ストレス応答 《平山　隆志》
　1．はじめに 
　2．地球規模の気候変動 
　3．想定される環境ストレス 
　4．対処法の現状と課題 
　5．おわりに 

第2章　環境ストレスに対する植物の応答メカニズム
第1節　 高温環境下で光化学系活性が低下する2 つの異なるメカニズム
　―障害と応答― 《山内　靖雄》
　1．はじめに 
　2．光化学系を構成するタンパク質複合体群 
　3．チラコイド膜内での2つの電子の流れ
　　　―リニア電子伝達系とサイクリック電子伝達系― 
　4．光化学系タンパク質複合体の異なる安定性 
　5．高温ストレス時の光化学系活性低下に関わる障害と応答機構 
　6．光化学系から見た高温による植物の生産性低下メカニズム 
　7．自然環境下での高温障害回避のために 
第2節　高温ストレスにおける炭酸同化系の応答 《矢守　航》
　1．はじめに 
　2．ルビスコのカルボキシレーション反応とカルビン回路 
　3．ルビスコのオキシゲネーション反応と光呼吸 
　4．ルビスコの活性化制御 
　5．葉の光合成に対する高温の影響 
　6．今後の展望 
第3節　植物の環境応答とレドックス制御：活性酸素と活性カルボニルの意義
《真野　純一》
　1．はじめに 
　2．植物細胞では活性酸素は大量に生成し，大量に消去されている 
　3．環境ストレスと活性酸素 
　4．活性カルボニル種（RCS）：ROS シグナルの二次メッセンジャー分子 
　5．まとめ 
第4節　水ストレスが植物に与える影響と植物の応答 《且原　真木》
　1．はじめに 
　2．浸透圧と水ポテンシャル 
　3．過剰害あるいは過湿害 
　4．乾燥ストレスと塩ストレス 
　5．機能水 
第5節　高CO2 環境が植物生理に与える影響 《深山　浩》
　1．はじめに 
　2．高CO2 環境が作物の生産生理に及ぼす影響 
　3．高CO2 応答と遺伝子発現変化 
　4．高CO2 環境に適した作物の開発 
第6節　塩ストレスが植物に与える影響と適応機構
《山根　浩二，三屋　史朗，大井　崇生，谷口　光隆》
　1．はじめに 
　2．塩ストレスにより誘導される葉緑体傷害 
　3．適合溶質による塩ストレスへの適応 
　4．塩の排出機構（塩腺） 

第3章　ストレス応答に関わる植物ホルモン
第1節　乾燥・高温ストレスに関わる植物ホルモン 《吉田　拓也，篠崎　和子》
　1．植物ホルモンと環境ストレス応答 
　2．乾燥ストレス応答に関わる植物ホルモン 
　3．高温ストレス応答に関わる植物ホルモン 
　4．植物ホルモンシグナル伝達経路の相互作用と展望 
第2節　根圏のストレス応答に関わる植物ホルモン 《伊藤　晋作，森　昌樹，浅見　忠男》
　1．はじめに 
　2．根寄生雑草 
　3．根の伸長阻害 
　4．根寄生線虫 
　5．根圏病害 
第3節　生物ストレスに関わる植物ホルモン 《草島　美幸，仲下　英雄》
　1．はじめに 
　2．SA を介する生物ストレス応答 
　3．JA を介する生物ストレス応答 
　4．ブラシノステロイドを介する生物ストレス応答 
　5．ストリゴラクトンを介する生物ストレス応答 
　6．ストレス応答シグナル間のクロストーク 
　7．植物の防御応答を撹乱する病原体 
　8．おわりに 

第4章　遺伝子による環境ストレス制御メカニズム
第1節　HSP 遺伝子活性化物質による高温耐性向上メカニズム 《原　正和》
　1．はじめに 
　2．植物の高温ストレス応答機構 
　3．HTLEs とその作用 
　4．HTLEs のバイオスティミュラントへの適用 
　5．おわりに 
第2節　DREB1 遺伝子発現制御による低温ストレス耐性メカニズム 《城所　聡》
　1．植物の低温ストレス耐性および馴化獲得機構 
　2．DREB1/CBF 転写因子を介した低温ストレス応答機構 
　3．DREB1 遺伝子の発現量を制御する転写因子群 
　4．CAMTA 転写因子を介したDREB1 遺伝子の発現制御機構 
　5．概日時計関連転写因子を介したDREB1 遺伝子の発現制御機構 
　6．おわりに 
第3節　 5-アミノレブリン酸（5-ALA）による遺伝子発現と
　環境ストレス耐性メカニズム 《金丸　研吾》
　1．はじめに 
　2．テトラピロール合成系の遺伝子発現と5-ALA 合成制御構 
　3．5-ALA 投与による非生物的ストレスへの耐性増強効果と遺伝子発現 
　4．5-ALA 投与による果色改善効果と遺伝子発現 
　5．5-ALA 投与による生物的ストレスへの耐性増強効果と遺伝子発現 
　6．今後の5-ALA 研究における課題と展望 

第5章　植物の環境ストレス応答における分子メカニズム
第1節　環境ストレスに対抗する植物イオンチャネル制御メカニズム
《佐藤　奏音，石丸　泰寛，魚住　信之》
　1．はじめに 
　2．イオン輸送体とその駆動力 
　3．環境ストレスとイオンチャネル制御形式 
　4．おわりに 
第2節　植物の温度感知とカルシウムシグナルを用いた低温馴化制御メカニズム
《開　勇人，上村　松生，河村　幸男》
　1．はじめに 
　2．植物はどのように季節を知るか 
　3．温度感知と低温馴化制御 
　4．おわりに 
第3節　高温登熟による玄米白濁化メカニズム 《三ツ井　敏明》
　1．はじめに 
　2．デンプン分解酵素が玄米白濁化に関与する 
　3．高温登熟はデンプンの代謝バランス異常を引き起こす 
　4．MSD1 強発現は高温登熟耐性をもたらす 
　5．過酸化水素プライミングは玄米白濁化を軽減する 
　6．おわりに 

第6章　植物- 微生物共生システム
第1節　メタオミクス解析を活用した植物有用微生物の単離およびその機能の解明
《 Yuniar Devi Utami，晝間　敬》
　1．植物微生物相互作用におけるメタオミクス解析 
　2．メタオミクス解析を用いた植物と相互作用する微生物の同定およびその機能の推定 
　3．メタオミクス解析から浮かび上がってきた微生物候補の単離およびその機能の解明 
　4．おわりに 
第2節　マメ科植物の生育を促す根粒菌の多様性解明
《番場　大，佐藤　修正，土松　隆志》
　1．マメ科植物と根粒菌の共生関係の多様性 
　2．根粒菌との共生関係に存在する特異性とその分化 
　3．マメ科のモデル植物ミヤコグサとその共生根粒菌 
　4．植物生育への根粒菌の効果 

第7章　植物免疫システム
第1節　植物の免疫を活性化するプラントアクチベーターとしてのプロベナゾール
《岩田　道顯》
　1．はじめに 
　2．プロベナゾールの防除作用の特徴 
　3．プロベナゾールとサリチル酸情報伝達系 
　4．プロベナゾールの抵抗性誘導作用と植物ホルモン 
　5．まとめ 
第2節　植物共生微生物により誘導される病害抵抗性とプライミング
《藤田　萌香，仲下　英雄》
　1．はじめに 
　2．植物の免疫機構 
　3．根圏微生物との相互作用による病害抵抗性の誘導 
　4．植物共生微生物による病害抵抗性の誘導 
　5．アーバスキュラー菌根菌の定着による植物免疫の活性化 
　6．おわりに 
第3節　抵抗性タンパク質ペアによる病原体認識・抵抗性発現メカニズム
《鳴坂　真理，鳴坂　義弘》
　1．植物による病原体の認識 
　2．エフェクターを認識する受容体 
　3．抵抗性タンパク質ペアの実用化技術の開発に向けて 
　4．まとめ 
第4節　植物の免疫システムを活性化する微生物の簡便な評価手法の開発
《古屋　俊樹，朽津　和幸》
　1．はじめに 
　2．植物培養細胞とエリシターを利用した植物免疫活性化微生物の評価手法 
　3．植物免疫を活性化するコマツナ内生菌のスクリーニング 
　4．シロイヌナズナの植物体を用いた病害抵抗性試験 
　5．おわりに 
第5節　 植物ホルモン受容体「バイアス型アゴニスト」による
　病原菌感染耐性メカニズム 《上田　実》
　1．はじめに 
　2．植物ホルモン受容体の遺伝的冗長性と機能分化 
　3．植物ホルモンミミックの立体異性体を用いる受容体サブタイプ選択的
　　　アゴニストの開発 
　4．おわりに 
　
　
第2編　バイオスティミュラント開発事例
第1章　バイオスティミュラント事業化動向
第1節　バイオスティミュラント素材の開発動向とビジネス展開 《渡辺　和彦》
　1．無機元素―バイオスティミュラントとして認められているケイ酸 
　2．バイオスティミュラントとしてのフルボ酸，フミン酸 
第2節　バイオスティミュラントの海外動向 《和田　哲夫》
　1．世界のバイオスティミュラント（BS）の動向 
　2．BS の製品数の多い地域，国および市場規模 
　3．各国のBS についての法令および扱いの現状 

第2章　腐植物質，有機酸（腐植酸，フルボ酸など）系素材開発
第1節　エタノールなどの化合物による環境ストレス耐性強化
《佐古　香織，戸高　大輔，Zarnab Ahmad，Khurram Bashir，関　原明》
　1．ケミカルプライミングによる環境耐性強化 
　2．エタノールによる環境ストレス耐性強化 
　3．ニコチン酸による乾燥耐性強化 
　4．おわりに 
第2節　腐植物質資材によるバイオスティミュラントの開発 《飯野　藤樹》
　1．腐植物質とは 
　2．作物生育に対する腐植物質の効果 
　3．腐植酸苦土肥料「アヅミン」の製造・販売 
　4．「アヅミン」「アヅ・リキッド」の施用効果 
　5．環境（非生物的）ストレスへの抵抗性に関する
「アヅミン」「アヅ・リキッド」による試験事例
　6．新たな腐植酸液状複合肥料の開発 
　7．当社腐植酸肥料の特徴 
　8．今後の開発に向けて 
第3節　酢酸バイオスティミュラント剤の意義と利用法 《工藤　徹，金　鍾明》
　1．環境，気候変動の概略 
　2．農業・園芸における酢酸の利用 
　3．他の乾燥対策技術との違い 
　4．バイオスティミュラントとしての酢酸の機能メカニズム 
　5．酢酸バイオスティミュラント「スキーポン」の施用方法 
　6．酢酸バイオスティミュラント「スキーポン」を用いた効果の実際 
　7．酢酸バイオスティミュラントの広がりと今後 

第3章　海藻および海藻抽出物，多糖類系素材開発
第1節　持続可能な作物生産とトレハロース 《東山　隆信》
　1．はじめに 
　2．トレハロースとは 
　3．バイオ製剤とトレハロース 
　4．バイオスティミュラントとしてのトレハロース 
　5．持続可能な農業に貢献するトレハロース 
　6．今後の展開 
第2節　 トレハロースによるピーマン，ナスの低温・高温耐性の反応と
　バイオスティミュラントの開発 《西村　安代》
　1．はじめに 
　2．低温期におけるピーマンへの効果 
　3．高温期におけるナスへの効果 
　4．トレハロースを用いたバイオスティミュラントの開発 
第3節　かに殻由来の機能性成分・低分子量キチン（LMC ） 《樋口　昌宏》
　1．はじめに 
　2．キチンとキトサン 
　3．LMC と病原抵抗性 
　4．LMC のBS 効果事例 
　5．LMC と植物ホルモン 
　6．LMC と土壌微生物叢 
第4節　琵琶湖由来水草堆肥のバイオスティミュラントとしての利用 《玉井　鉄宗》
　1．琵琶湖と水草 
　2．水草の農業利用の歴史 
　3．水草利用の現状 
　4．水草堆肥の有機肥料として評価 
　5．水草堆肥の土壌改良剤として評価 
　6．水草堆肥に含まれるバイオスティミュラント 
　7．水草堆肥におけるバイオスティミュラント研究の意義 
第5節　バイオスティミュラントとしての海藻抽出物 《山田　拓史》
　1．はじめに 
　2．農業用市販商品 
　3．効　果 
　4．含有成分 
　5．製法と効果の関係 

第4章　アミノ酸およびペプチド系資材開発
第1節　微生物分解した大豆タンパク質由来ペプチドの根毛増殖 《久保　幹》
　1．はじめに 
　2．大豆タンパク質と肥料効果 
　3．大豆タンパク質分解微生物の探索 
　4．大豆ペプチドの植物成長効果 
　5．微生物分解した大豆タンパク質由来ペプチドの根毛増殖効果 
　6．大豆タンパク質由来ペプチドのバイオスティミュラントとしての利用 
第2節　酸化型グルタチオンを用いたバイオスティミュラント資材の開発　《阿久澤　拓己》
　1．はじめに 
　2．酸化型グルタチオンの農業資材への活用 
　3．グルタチオンとは 
　4．酸化型グルタチオンが植物の成長に与える影響例 
　5．カネカ ペプチドの栽培事例 
　6．まとめ 
第3節　アミノ酸による植物生育への作用メカニズム 《二瓶　直登，市橋　泰範》
　1．作物生育にとってのアミノ酸 
　2．アミノ酸のスクリーニング 
　3．アミノ酸の直接吸収 
　4．吸収したアミノ酸の代謝 
　5．圃場における作物生育へのアミノ酸の影響評価 
　6．まとめ 
第4節　5-アミノレブリン酸の農業利用に関する研究 《西川　誠司》
　1．はじめに 
　2．5-アミノレブリン酸（5-ALA）の植物への作用に関する研究 
　3．5-アミノレブリン酸が農業資材として応用される場面の実際 
　4．おわりに 

第5章　微生物系資材開発
第1節　 アーバスキュラー菌根菌の力を利用する
　バイオスティミュラント資材の開発に向けて 《佐藤　匠，市橋　泰範》
　1．はじめに 
　2．リン肥料と黒ボク土 
　3．AM 菌とは 
　4．AM 菌の培養 
　5．AM 菌バイオスティミュラントの今後の展開 
第2節　 バイオスティミュラントとしての昆虫病原性細菌Bacillus thuringiensis
　　―トマトにおけるPGPR 効果と病害抑制効果―
《小池　正徳，冨田　悠斗，山崎　蔵亭，相内　大吾，浅野　眞一郎》
　1．はじめに 
　2．材料と方法 
　3．結　果 
　4．考　察 
　5．まとめ 
第3節　根圏微生物叢を制御するバイオスティミュラント 《中安　大，杉山　暁史》
　1．はじめに 
　2．植物特化代謝物により形成される根圏微生物叢 
　3．イソフラボンによる根圏微生物叢形成 
　4．根圏に分泌されるサポニン 
　5．サポニンによる根圏微生物叢の形成 
　6．サポニンの構造と細菌叢形成能の相関 
　7．イソフラボン，サポニンを分解する土壌微生物 
　8．植物特化代謝物の利用 
第4節　マメ科作物の安定生産に有用な微生物資材の開発 《杉井　太一》
　1．はじめに 
　2．マメ科作物と根粒菌 
　3．根粒菌普及事業 
　4．新たな微生物資材の開発 
　5．今後の課題 
第5節　微生物由来の揮発性バイオスティミュラントの開発
《 BASLAM Marouane，AYCAN Murat，三ツ井　敏明》
　1．はじめに 
　2．微生物由来バイオスティミュラント：技術，植物科学，農業の現状 
　3．植物との相互作用における微生物由来揮発性化合物（mVC）：
　　　概念，多様性，作用機序，応用 
　4．植物のコミュニケーションに関与するmVC 
　5．植物-mVC 相互作用のための共培養システムおよび技術の開発 
　6．結論と展望：ラボからマーケットへのmVCs アプローチ 

第6章　その他素材開発
第1節　作物の高温耐性を高める揮発性バイオスティミュラント「すずみどり」
《山内　靖雄》
　1．はじめに 
　2．光合成生物であるがゆえに環境ストレスの影響を受けやすい植物 
　3．高温・酸化ストレス応答シグナルとして機能するRSLV 
　4．遺伝子発現様式から見たみどりの香りの機能 
　5．揮発性バイオスティミュラントとしてのすずみどりの開発 
　6．圃場におけるすずみどりの実施例 
第2節　乳酸菌培養液由来バイオスティミュラントの開発 《眞木　祐子，佐藤　長緒》
　1．はじめに―乳酸菌とその応用 
　2．ボカシ肥料中発根促進物質 
　3．乳酸菌代謝物の非生物的ストレス耐性付与 
　4．乳酸菌培養液由来バイオスティミュラントの開発 
第3節　ビール酵母由来素材によるバイオスティミュラントの開発 《北川　隆徳》
　1．開発の経緯 
　2．植物への作用：抵抗性誘導と側根誘導 
　3．植物への作用：ジャスモン酸誘導による増収効果 
　4．土壌還元消毒への応用 
　5．農業現場での使用事例 
　6．温室効果ガス排出量の削減 
第4節　鉄吸収向上バイオスティミュラントの開発 《鈴木　基史》
　1．鉄の役割と欠乏症 
　2．鉄の吸収メカニズム 
　3．鉄吸収を向上させる資材 
　4．鉄資材の利かせ方とそのメカニズム 
　5．おわりに 
第5節　微量要素を主成分とするバイオスティミュラント資材
《鳴坂　義弘，谷口　伸治，鳴坂　真理》
　1．生長と防御応答のトレードオフ 
　2．微量要素の働き 
　3．微量要素を主成分とするバイオスティミュラント資材 
　4．イチゴにおける微量要素資材の作用機作 
　5．イチゴにおける微量要素資材の効果 
　6．作物の健全な生育と収量の向上 
　7．乾燥ストレス耐性の付与効果 
　8．まとめ 

第7章　適用事例
第1節　バイオスティミュラントの効果的活用法の提案 《高木　篤史》
　1．はじめに 
　2．BS の分類と期待される効果 
　3．バイオスティミュラントの活用法について 
　4．実践例：微生物を利用した病害抑止土壌の作り方 
第2節　 トリコデルマ・ハルジアナムT-22 を利用したバイオスティミュラント資材
「トリコデソイル」の農業利用 《須藤　修》
　1．はじめに 
　2．バイオスティミュラントに利用される主な微生物群の分類 
　3．微生物型バイオスティミュラントの主な機能例 
　4．微生物型バイオスティミュラントに求められること 
　5．トリコデルマ菌の農業利用 
　6．トリコデルマ菌の農業利用の事例 
　7．まとめ 
第3節　バイオスティミュラント資材の民間活用事例 《髙谷　憲之》
　1．はじめに 
　2．具体的な効果例 
　3．近年の状況 
第4節　有機土壌環境と木酢液の植物病抑制効果
《久保　幹，雲川　雄悟，荒木　希和子，小西　淳一》
　1．はじめに 
　2．化学土壌環境と有機土壌環境 
　3．木酢液 
　4．根こぶ病 
　5．土壌環境と根こぶ病 
　6．木酢液と根こぶ病 
　7．木酢液が土壌微生物に及ぼす影響 
　8．木酢液の農業利用