JP2002161006A

JP2002161006A - 害虫防除剤及び害虫抵抗性植物

Info

Publication number: JP2002161006A
Application number: JP2000358883A
Authority: JP
Inventors: Keimei Serizawa; 啓明芹沢; Tetsuo Shinoda; 徹郎篠田; Masayoshi Nakayama; 真義中山; Akira Kawai; 章河合; Seiji Koshioka; 政二腰岡; Tomita Usui; 冨太臼井; Hitoshi Nakazawa; 斉中沢
Original assignee: NAGANOKEN SHOKUBUTSU BOEKI KYO; NAGANOKEN SHOKUBUTSU BOEKI KYOKAI; Nagano Prefecture; National Agricultural Research Organization
Current assignee: NAGANOKEN SHOKUBUTSU BOEKI KYO; NAGANOKEN SHOKUBUTSU BOEKI KYOKAI; Nagano Prefecture; National Agricultural Research Organization
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2002-06-04
Anticipated expiration: 2020-11-27
Also published as: JP3455513B2

Abstract

(57)【要約】【課題】安全性が高く且つ特定の害虫、特にコナガに
作用する化合物を有効成分として含有する害虫防除剤、
及び該化合物を生産する植物体を提供することを目的と
する。【解決手段】一般式（Ｉ）：【化１】で示されるトリテルペンサポニン系化合物又はその塩を
有効成分とする害虫防除剤、及び前記化合物を生成又は
増加するように育種された害虫抵抗性植物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トリテルペンサポ
ニン系化合物を有効成分とする害虫防除剤、及び該化合
物を含有するよう育種された害虫抵抗性植物に関する。

【０００２】

【従来の技術】植物の害虫による被害を防ぐために農薬
を散布することが行われている。例えば、コナガ（Plut
ella xylostella）は多種類のアブラナ科野菜・花卉を
加害する重要害虫であり、コナガ等の害虫の防除のため
に多様な剤型の化学合成（非天然物）農薬が開発され普
及している。しかしながら、それらの化学合成農薬は標
的とする害虫以外の生物にも作用するものが少なくな
く、生態系への影響が懸念される。さらに、消費者及び
生産者の食品に対する安全・健康志向の高まりから、化
学合成農薬の使用に関して抑制的な考え方が広まりつつ
ある。

【０００３】また、害虫を駆除する方法として先にも述
べたように植物に化学合成農薬を散布することが多く行
われているが、それらの化学合成農薬は人体への影響が
懸念されており、化学合成農薬を少なくし安全で健康な
食生活を実現するという観点から、近年では化学合成農
薬を使用せずに植物そのものに害虫抵抗性を付与した害
虫抵抗性品種の開発が進められてきている。

【０００４】これらの背景に鑑み、標的とする害虫に選
択的に作用しそれ以外の生物体には無害である害虫防除
剤、及び化学合成農薬を使用しなくてもよい害虫抵抗性
を有する植物の開発が強く求められている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の問題
点を解決し、安全性が高く且つ特定の害虫、特にコナガ
に作用する化合物を有効成分として含有する害虫防除
剤、及び該化合物を生産するように育種された植物を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、植物から
の抽出物について鋭意研究した結果、アブラナ科植物か
ら得られるトリテルペンサポニン系化合物が特定の害
虫、特にコナガに対してその摂食を阻害することを見出
し本発明を完成させるに至った。即ち、本発明は以下の
発明を包含する。（１）一般式（Ｉ）：

【０００７】

【化２】

【０００８】で示されるトリテルペンサポニン系化合物
又はその塩を有効成分とする害虫防除剤。（２）一般式（Ｉ）で示されるトリテルペンサポニン系
化合物を含有する植物の処理物を有効成分とする害虫防
除剤。（３）一般式（Ｉ）で示されるトリテルペンサポニン系
化合物を生成又は増加するように育種された害虫抵抗性
植物。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明で用いられる化合物（Ｉ）
は、以下の一般式（Ｉ）：

【００１０】

【化３】

【００１１】で示されるトリテルペンサポニン系化合物
又はその塩である。化合物（Ｉ）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、有機アミン塩等が挙げられる。

【００１２】化合物（Ｉ）は、化合物（Ｉ）を含有する
植物から得ることができる。化合物（Ｉ）を含有する植
物としては特に限定されないが、例えばハルザキヤマガ
ラシ(Barbarea vulgaris)、ヤツデが挙げられる。例え
ば、ハルザキヤマガラシ、ヤツデ等の植物から化合物
（Ｉ）を含む処理物及び化合物（Ｉ）を得る場合、以下
のようにして行うことができる。

【００１３】ハルザキヤマガラシ、ヤツデ等をすりつぶ
し、すりつぶしたものを有機溶媒で抽出する。抽出溶媒
としてはメタノール、エタノール、クロロホルム等が好
ましい。これらのすりつぶしたものや抽出液等の処理物
は化合物（Ｉ）を含有しており、そのままでも害虫防除
剤として用いることができる。前記抽出液から純粋な化
合物（Ｉ）を得る場合には、例えばシリカゲルカラムク
ロマトグラフィー、ODSカラム等の通常用いられる精製
手段によって抽出液中の化合物（Ｉ）を分離精製する。
例えば、抽出液をクロロホルムと水で液液分配してクロ
ロホルム層を採取し、該クロロホルム層をシリカゲルカ
ラムクロマトグラフィーを用いて分画し、前記化合物
（Ｉ）を含む画分をODSカラムで分画する。更にLH-20カ
ラムを用いて分画することにより、純粋な化合物（Ｉ）
が得られる。

【００１４】前記のようにして得られた化合物（Ｉ）又
は該化合物を含有する植物の処理物を害虫防除剤として
そのまま使用してもよいが、例えば、化合物（Ｉ）又は
該化合物を含有する植物の処理物を適当な液体担体に溶
解するか若しくは分散させ、又は適当な粉末担体と混合
するか若しくはこれに吸着させ、所望によりさらにこれ
らに通常用いられる乳化剤、分散剤、懸濁剤、展着剤、
湿潤剤、安定剤、浸透剤等を添加し、乳剤、油剤、水和
剤、粉剤等の製剤として使用してもよい。製剤中の化合
物（Ｉ）の配合割合は必要に応じて適宜変更できるが、
例えば乳剤、水和剤等の溶液剤とするときは１０〜９０
重量％とするのが好ましく、粉剤等の製剤として使用す
る場合は０．１〜１０重量％とするのが好ましい。

【００１５】製剤に使用できる液体担体としては、例え
ば水、メタノール、エタノール若しくはエチレングリコ
ール等のアルコール類、アセトン若しくはメチルエチル
ケトン等のケトン類、ジオキサン、テトラヒドロフラン
若しくはジメトキシエタン等のエーテル類、脂肪族炭化
水素類、芳香族炭化水素類、ジメチルホルムアミド等の
酸アミド類等の溶媒、又はこれらの二種以上を組み合わ
せた混合溶媒が挙げられる。

【００１６】また粉末担体としては、例えばタルク、カ
オリン、ベントナイト、ゼオライト、消石灰、珪藻土、
酸性白土等の鉱物質粉末、さらにアルミナ、シリカゲル
等、又はこれらの二種以上を組み合わせたもの等が挙げ
られる。

【００１７】展着剤、乳化剤、浸透剤、分散剤、可溶化
剤等には、これらの用途に通常用いられるものなら特に
限定されず、例えば、高級アルコールの硫酸エステル、
高級脂肪酸エステル、アルキルアリールスルホン酸エス
テル、アルキレンオキシド系界面活性剤等が挙げられ
る。

【００１８】本発明の害虫防除剤は通常用いられる他の
殺虫剤、殺菌剤等を混合・配合して又は組合せて用いて
もよい。本発明の害虫防除剤は水稲、果樹、野菜、その
他の作物及び花卉等の植物、好ましくはアブラナ科野菜
・花卉に使用することが好ましい。また、本発明の害虫
防除剤は前記植物に加害する害虫、特にコナガに対して
顕著な防除効果を有する。

【００１９】本発明の害虫防除剤を、害虫の発生が予測
される時期に合わせて、害虫の発生前又は発生が確認さ
れた時点で前記植物の茎葉又は土壌等に散布又は塗布す
ることにより所期の効果が奏せられる。

【００２０】本発明の害虫防除剤を植物に散布又は塗布
することによって植物から害虫を防除することができる
が、別の方法としては対象とする植物が化合物（Ｉ）を
自ら生産できるように、該植物を害虫抵抗性植物に改変
することによっても同様の目的を達成することができ
る。対象とする植物を害虫抵抗性植物に改変する方法と
しては、例えば、体細胞雑種による方法又は遺伝子組換
えによる方法等が挙げられる。

【００２１】体細胞雑種による方法は公知の方法、例え
ば、Fahleson et al., Plant CellReports(1994)13:411
-416に記載のようにして行うことができ、例えば、ハル
ザキヤマガラシ等の化合物（Ｉ）を生産する植物と害虫
抵抗性植物に改変しようとする植物のそれぞれから酵素
を利用してプロトプラストを単離し、これらのプロトプ
ラストをポリエチレングリコール法、デキストラン法、
電気融合法等の公知の方法により融合させる。融合した
雑種細胞を選抜し培地上で植物を再分化させる。この植
物の葉片を摂食試験に供し摂食阻害を示す固体を選抜す
ることによって害虫抵抗性植物を作出することができ
る。

【００２２】遺伝子組換えによる方法は公知の方法、例
えば、Saito et al., 薬学雑誌114(1)：1-20に記載のよ
うにして行うことができ、例えば、ハルザキヤマガラシ
等から害虫抵抗性物質である化合物（Ｉ）を生産する遺
伝子を単離する。単離した遺伝子をアグロバクテリウム
法、エレクトロポレーション法等の公知の方法により害
虫抵抗性植物に改変しようとする植物の細胞内に導入す
る。この細胞を植物まで再分化させ、摂食試験により摂
食阻害を示す個体を選抜することによって害虫抵抗性植
物を作出することができる。

【００２３】

【実施例】実施例１（ハルザキヤマガラシからの化合物
（Ｉ）の抽出及びその同定） 2.8kgのハルザキヤマガラシをメタノール抽出して濃縮
し、その後クロロホルムと水で液液分配しクロロホルム
層を採取した。シリカゲルカラムを用いてカラムクロマ
トグラフィーで分画した。活性成分は15%メタノール／
クロロホルムによって溶出された。これらをODSカラム
で分画し、70%メタノール／水に摂食阻害活性成分が溶
出された。更にLH-20カラムで分画し、80%メタノール／
水で0.5ml/minの流速で溶出した。10ml／フラクション
で採取し、活性成分を21-25番目のフラクションで得
た。これらのフラクションをODS-HPLCカラムで分画・精
製し、リテンションタイム10.118をピークとするフラク
ションに摂食阻害活性が認められた。単離精製物は白色
固体であった。

【００２４】前記の摂食阻害活性の検定は次のように行
った。直径19mmのコルクボーラーでキャベツ葉を切り取
り、葉片に片面25μｌ、両面で50μｌの画分を塗布す
る。塗布液が乾燥した後、コナガの３齢幼虫を３頭置床
し、24時間後の摂食面積で判断した。

【００２５】次にこの成分の化学構造を決定するために
NMR分析を実施し、以下の結果を得た。 Negative ion FAB MS m/z 795.4535([M-H]^-), C₄₂H₆₇O
₁₄ requires 795.4531,633([M‐glc-H]^-), 471([M‐2gl
c-H]^-)¹ H NMRδ(C₅D₅N)：0.93(9H,s,C22-H,C25-H,and C29-H),
0.96(3H,s,C24-H), 1.00(3H,s,C30-H), 1.02(3H,s,C26
-H), 1.25(3H,s,C27-H), 3.28(br.d,J=11,C18-H), 3.69
(br.d,J=11,C23-Ha), 3.85[ddd,J=2,4,9,g(inner glc)5
-H], 3.96[ddd,J=2,6,9,g'(outer glc)5-H], 4.00(dd,J
=8,9,g2-H), 4.04(dd,J=8,9,g'2-H), 4.14(dd,J=9,9,g'
4-H), 4.18(2H,dd,J=9,9,g3-H and g'3-H), 4.25(dd,J=
6,12,g'6-Ha), 4.29(dd,J=9,9,g4-H), 4.41(dd,J=2,12,
g6-Ha), 4.49(dd,J=2,12,g'6-Hb),4.52(dd,J=4,12,g6-H
b), 5.04(d,J=8,g1-H), 5.14(d,J=8,g'1-H), 5.47(br.
s,C12-H).¹³ C NMRδ(C₅D₅N)：13.6(C24), 16.1(C25), 17.5(C26),
18.2(C6), 23.6(C16),23.7(C30), 23.8(C11), 25.7(C
2), 26.1(C27), 28.3(C15), 30.9(C20), 32.9(C7), 33.
2(C22), 33.2(C29), 34.2(C21), 36.9(C10), 38.6(C1),
39.8(C8), 41.9(C18), 42.2(C14), 43.3(C4), 46.4(C1
9), 46.6(C17), 47.7(C5), 48.1(C9), 62.1(g6), 62.3
(g'6), 64.7(C23), 71.4(g'4), 74.6(g'2), 75.2(g2),
76.3(g5), 76.7(g3), 78.0(g'3), 78.3(g'5), 81.3(g
4), 82.4(C3), 104.9(g'1), 105.3(g1), 122.5(C12), 1
44.8(C13), 180.1(C28). 以上のことから、ハルザキヤマガラシに含まれるコナガ
摂食阻害物質は以下の化学構造を有することが明らかと
なった。

【００２６】

【化４】

【００２７】前記の化学構造を有する化合物は、T.Aok
i, Y.Tanio, T.Suga, Phytochemistry(1976),15(5)781-
784; T.Aoki, J.Sci.Hiroshima Univ.Ser.A: Phys.Che
m.(1980),44(1),192-214等に記載の公知の化合物であ
り、前記物性データは当該文献に記載のものと一致し
た。

【００２８】実施例２実施例１で得た化合物の摂食阻害試験を実施した。実施
例１で得た化合物を80%メタノール／水で希釈し、直径1
9mmに切り抜いたキャベツ葉片に62.5μg及び25μgずつ
両面に合計125μg及び50μgを塗布し、風乾させたもの
をa,bの方法で試験に用いた。ａ：塗布処理葉を直径6cmのプラスチックケージに１枚
ずつ入れ、そこへコナガの３齢幼虫を３頭放飼し、24時
間後の摂食面積を測定した。食害度は80%メタノール／
水のみを塗布処理した対照区の摂食面積を100とした場
合の試験区の摂食面積で表した。ｂ：処理葉を直径2.6cmのシャーレに１枚ずつ入れ、そ
こへコナガ１齢幼虫を５頭放飼し、24時間後の生存数を
調査した。結果を表１に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】実施例３ハルザキヤマガラシの抽出液で摂食阻害試験を実施し
た。ハルザキヤマガラシのメタノール抽出物を100%メタ
ノールで希釈し、直径19mmに切り抜いたキャベツ葉片に
100mg、50mg及び25mgずつ両面に、合計200mg、100mg及
び50mgを塗布し、風乾させたものを直径6cmのプラスチ
ックケージに１枚ずつ入れ、そこへコナガの３齢幼虫を
３頭放飼し、24時間後の摂食面積を測定した。食害度は
100%メタノールのみを塗布処理した対照区の摂食面積を
100とした場合の試験区の摂食面積で表した。結果を表
２に示す。

【００３１】

【表２】

【００３２】

【発明の効果】本発明の害虫防除剤は、害虫、特にアブ
ラナ科植物に食害を及ぼすコナガの摂食を阻害すること
により次世代への存続を不可能にする。また、本発明で
使用される化合物（Ｉ）は、ヨーロッパ、北アメリカで
は食用とされているハルザキヤマガラシ（世界有用植物
辞典平凡社、Manual of cultivated plants L.H.Bai
ley）に含有されている成分であることから人体に対し
ては無害であり、またこの種の化合物の昆虫摂食阻害効
果は一般に種特異性が高いため害虫、特にコナガ以外の
生物に対する影響は極めて少ない。

【００３３】また、本発明により、交雑、細胞融合、遺
伝子組換え等の育種技術を駆使して、一般式（Ｉ）で表
されるトリテルペンサポニン系化合物を植物自らが生産
する害虫抵抗性の野菜・花卉品種を得ることができる。
例えば、化合物（Ｉ）を生産するハルザキヤマガラシは
アブラナ科植物であることから、交雑、細胞融合、遺伝
子組み換え等の育種技術によって、他のアブラナ科野菜
・花卉に化合物（Ｉ）を生産又は増加させ、コナガ等の
害虫による食害を防ぐことができる。このように、本発
明は、蔬菜、花卉等の農園芸作物の害虫防除に有用であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者篠田徹郎三重県安芸郡安濃町大塚241 (72)発明者中山真義三重県津市半田397−１ (72)発明者河合章三重県津市一身田大古曽670 (72)発明者腰岡政二三重県津市一身田上津部田1488−80 (72)発明者臼井冨太長野県東筑摩郡麻績村麻8325 (72)発明者中沢斉長野県長野市上野１−1515 Ｆターム(参考） 4H011 AC01 BA01 BB08 BC03 BC18 DA13 DD03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式（Ｉ）：【化１】で示されるトリテルペンサポニン系化合物又はその塩を
有効成分とする害虫防除剤。
【請求項２】一般式（Ｉ）で示されるトリテルペンサ
ポニン系化合物を含有する植物の処理物を有効成分とす
る害虫防除剤。
【請求項３】一般式（Ｉ）で示されるトリテルペンサ
ポニン系化合物を生成又は増加するように育種された害
虫抵抗性植物。