JP2003515613A - 情報物質 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ｃｉｓ−ジャスモンは昆虫の行動および／または植物の生理を変化させる情報物質として使用であることが見出された。これは植物摂食アブラムシについてアブラムシの捕食昆虫および捕食寄生昆虫を誘引する直接信号伝達の役割をもち、かつ捕食寄生昆虫による採餌を刺激する揮発性の植物情報物質（モノテルペンである（Ｅ）−β−オシメンなど）の産生を誘導する空中信号としても作用することを見出した。これはヒトにとって快い芳香をもつきわめて無害な化合物であり、刺激を除いた後も持続性の効果をもつ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、情報物質（ｓｅｍｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ）、たとえば植物ストレス
信号としての、ある物質の新規な使用、ならびにこの物質に昆虫または植物を曝
露することにより昆虫の行動および／または植物の生理を変化させる方法に関す
る。

【０００２】 サリチル酸メチルはクロダイズアブラムシ（Ａｐｈｉｓ ｆａｂａｅ）、およ
び穀類アブラムシ（Ｓｉｔｏｂｉｏｎ ａｖｅｎａｅ）などの穀物アブラムシを
忌避させ、かつそれらの宿主植物への誘引も阻止すると報告されている。Ｊ．Ｃ
ｈｅｍ．Ｅｃｏｌ．，２０，２５６５−２５７４（１９９４）（Ｐｅｔｔｅｒｓ
ｓｏｎ ｅｔ ａｌ．）およびＪ．Ｃｈｅｍ．Ｅｃｏｌ．，２０，２４８７−２
８５５（１９９４）（Ｈａｒｄｉｅ ｅｔ ａｌ．）参照。以下のことが示唆さ
れた：この忌避性はサリチル酸メチルとサリチル酸の関係および誘導性の植物防
御機序により生じ、代謝性サリチル酸メチルが揮発性物質として作用することに
より外部信号として作用する；サリチル酸メチルの存在は化学的防御が誘導され
たという信号を発生し、したがって寄生アブラムシは普通は誘引性である宿主植
物を不適切な宿主であると認知する。

【０００３】 より最近になって、サリチル酸メチルは空中信号伝達性の植物病原体抵抗物質
としても作用することが示された。Ｎａｔｕｒｅ，３８５，７１８−７２１（１
９９７）（Ｓｈｕｌａｅｖ ｅｔ ａｌ．）参照。サリチル酸メチルは最初は、
Ｐｅｔｔｅｒｓｓｏｎ らによって触角上の嗅覚器からの単一細胞記録（ＳＣＲ
）と直接連係したガスクロマトグラフィー（ＧＣ）により、アブラムシ情報物質
（たとえば行動制御化学物質、または他の形で生物の生理に影響を及ぼす信号）
として同定された。その後、４目に属する３０種を超える昆虫（植物摂食昆虫と
それらの天敵の両方）がこの化合物に対して特異性および感受性の高い嗅覚受容
体をもつことが見出された。

【０００４】 ＷＯ−Ａ−９１／１９５１２（ワシントン州大学研究財団）には、ジャスモン
酸もしくはそれのエステルまたはその置換誘導体を用いた植物防御機序誘導方法
が開示されている。この化合物は植物防御タンパク質、たとえばプロテイナーゼ
阻害物質の産生を誘導し、植物において植物防御遺伝子の発現を誘導することに
より昆虫、病原体またはウイルスに対する抵抗性を増強できる。植物組織にこの
化合物を直接付与するか、あるいはこの化合物を空中伝達することにより、植物
をこの化合物と接触させることができる。植物防御タンパク質の発現は、植物を
昆虫による攻撃の影響から保護するのには有用であるが、問題の昆虫が植物を攻
撃するのは防げない。植物は隣接植物と共に摂食昆虫により攻撃され続けるであ
ろう。さらにその作用は短期間であり、刺激を除いた後には消失する。

【０００５】 ジャスモン酸およびジャスモン酸メチルは他の多数の物質と共にＫａｒｂａｎ
ａｎｄ Ｂａｌｄｗｉｎ，Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｔｏ Ｈｅ
ｒｂｉｖｏｒｙ，１２−４６（Ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｃ
ａｇｏ Ｐｒｅｓｓ，シカゴ，１９９７）にも述べられている。

【０００６】 他の物質ｃｉｓ−ジャスモンは植物の揮発性成分として周知であり、たとえば
鱗翅目幼虫がワタを摂食する際の損傷により、その放出が誘導される。Ｊ．Ｃｈ
ｅｍ．Ｅｃｏｌ．，２１，１２１７−１２２７（１９９５）（Ｌｏｕｇｈｒｉｎ
ｅｔ ａｌ．）参照。これは芳香性物質であり、この望ましい特性でしばしば
使用されている。ＵＳ−Ａ−４７８８１６４（Ｃｈｅ ｅｔ ａｌ．／Ｈｏｅｃ
ｈｓｔ Ｃｅｌａｎｅｓｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）には、芳香剤または昆虫
忌避剤を含めた持続放出組成物が開示されている。一例（例ＩＶ）では、ジャス
ミンの香りを付与するためにジャスモンを含有する溶液を用いている。

【０００７】 ＵＳ ５６６５３４４（Ｐａｉｒ ｅｔ ａｌ．／アメリカ合衆国、代表：農
務長官）には、ｃｉｓ−ジャスモンの組成物が鱗翅目成虫を誘引することが見出
されたと示されている。ｃｉｓ−ジャスモンは、単独で、またはスイカズラ（Ｊ
ａｐａｎｅｓｅ ｈｏｎｅｙｓｕｃｋｌｅ）の花に含まれる１またはそれより多
くの他の揮発性物質、特にリナロールおよび／またはフェニルアセトアルデヒド
と組み合わせて使用できる。これらの誘引剤は、鱗翅目成虫を誘引殺虫用のおと
り（ｂａｉｔ）および／または野外トラップへ誘引することによりこれらの農業
害虫を駆除およびモニターするのに有用であると述べられている。ｃｉｓ−ジャ
スモンを昆虫毒物または殺虫剤と組み合わせると、これらの害虫を殺すことがで
きる。

【０００８】 本発明者らは、ｃｉｓ−ジャスモンは植物摂食アブラムシについてアブラムシ
の捕食昆虫および捕食寄生昆虫を誘引する直接信号伝達の役割をもち、かつ捕食
寄生昆虫による採餌を刺激する揮発性植物成分（モノテルペン（Ｅ）−β−オシ
メンなど）の産生を誘導する空中信号としても作用することを今回見出した。こ
の信号伝達の役割は、生合成によるジャスモン酸メチルのものと異なる性質のも
のであり、刺激が除かれた後も長時間持続する効果を与える。先行技術が示唆す
るものと異なり、これは当該植物に有益な昆虫を誘引し、あるいは有害な昆虫を
忌避するのに使用できる。

【０００９】 したがって本発明によれば、 ・有益昆虫の誘引剤および／または有害昆虫の忌避剤として作用することによ
り昆虫の行動を変化させ；ならびに／あるいは ・植物の生理を変化させる 情報物質としてのｃｉｓ−ジャスモンの使用が提供される。

【００１０】 情報物質とは、行動変化または他の生理学的変化を引き起すが、一般にそのプ
ロセスに直接関与することはない化学信号物質であるとされている。 本発明は、植物ストレス信号その他としてのｃｉｓ−ジャスモンの使用に関す
るものであり、ｃｉｓ−ジャスモンを植物上で使用して昆虫の忌避または誘引を
起させるのに特に適用される。しかしｃｉｓ−ジャスモンを単独で用いてもなお
昆虫の忌避または誘引を起させることができる。”有益”または”有害”という
用語は、昆虫に関して用いる場合はヒトに対する有益性、またはｃｉｓ−ジャス
モンを植物上で用いる場合は当該植物に対する有益性を示す。しかしｃｉｓ−ジ
ャスモンを植物に用いてこれらの植物の生理を変化させる場合、本発明はこの化
合物が有益昆虫を誘引する能力または有害昆虫を忌避する能力に限定されない。

【００１１】 ｃｉｓ−ジャスモンを植物摂食昆虫、たとえば植物摂食アブラムシの忌避剤と
して使用できる。しかし、昆虫捕食昆虫または昆虫捕食寄生昆虫、特に植物摂食
アブラムシの捕食昆虫または捕食寄生昆虫など有益昆虫の誘引剤として使用する
ことが特に有用である。これは、ストレス状態の植物を知らせることにより、弱
っているように見える植物をいずれかの草食昆虫に攻撃させるように仕向ける可
能性もある。

【００１２】 ｃｉｓ−ジャスモンを使用して揮発性植物情報物質、たとえば（Ｅ）−β−オ
シメン、（Ｅ，Ｅ）−α−ファルネセン、（−）−β−カリオフィレンおよび（
Ｅ）−４，８−ジメチル−１，３，７−ノナトリエンの産生を誘導することがで
きる。本発明者らは、植物をｃｉｓ−ジャスモンに曝露した後、特にマメ科植物
からの揮発性情報物質の産生を誘導するのにｃｉｓ−ジャスモンを使用した場合
、（Ｅ）−β−オシメンが特に多量になることを見出した。

【００１３】 本発明の他の態様においては、昆虫または植物をｃｉｓ−ジャスモンに曝露す
ることを含む、 ・有益昆虫の誘引剤および／または有害昆虫の忌避剤として作用することによ
り昆虫の行動を変化させ；ならびに／あるいは ・植物の生理を変化させる 方法を提供する。

【００１４】 ｃｉｓ−ジャスモンを葉に適用することにより植物組織に直接適用してもよい
が、好ましくはｃｉｓ−ジャスモンを含有する空気に植物を曝露する。ｃｉｓ−
ジャスモンを空気１リットル当たり１０〜１０００μｇの濃度で使用するが、空
気１リットル当たり５０〜２００μｇ、より好ましくは空気１リットル当たり７
５〜１２５μｇ、殊に空気１リットル当たり１００μｇ程度の濃度で使用する。
これは、ｃｉｓ−ジャスモンを空中放出用のカプセル封入剤形にすることにより
達成できる。

【００１５】 ｃｉｓ−ジャスモンは、植物に対する昆虫の忌避または誘引を起させることが
できる。たとえばアブラムシなどの植物摂食昆虫を忌避させる。ｃｉｓ−ジャス
モンが昆虫捕食昆虫または昆虫捕食寄生昆虫、殊に植物摂食アブラムシの捕食昆
虫または捕食寄生昆虫を誘引する場合、特に有用である。この信号物質は、遺伝
子発現の調節、すなわち作物の保護、栄養補給または収穫時期調節といった種々
の要望のために遺伝子の始動が望まれる多くの分野で著しい価値がある。Ｋａｒ
ｂａｎ ａｎｄ Ｂａｌｄｗｉｎによる文献、Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｒｅｓｐｏｎｓ
ｅｓ ｔｏ Ｈｅｒｂｉｖｏｒｙ，１２−４６（Ｔｈｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｏｆ Ｃｈｉｃａｇｏ Ｐｒｅｓｓ，シカゴ，１９９７）に注目されたい。そ
こには、本発明の課題である植物防御誘導信号の必要性が強調されている。信号
を利用すると、植物のエネルギーが浪費されないであろう。害虫の耐性に関する
問題は、必要なときにだけ生成物を発現する有用な遺伝子により回避される。

【００１６】 したがって本発明は、昆虫の行動および／または植物の生理を変化させる情報
物質としてのｃｉｓ−ジャスモンの使用であって、遺伝子を発現させるためにｃ
ｉｓ−ジャスモンを使用することを含む。

【００１７】 本発明をより理解するために、本発明は後述のように図面を参照しながら記載
されるであろう。 ｃｉｓ−ジャスモンを有翅形レタスアブラムシ（Ｎａｓｏｎｏｖｉａ ｒｉｂ
ｉｓ−ｎｉｇｒｉ）（同翅目：アブラムシ科Ａｐｈｉｄｉｄａｅ）の行動活動に
ついて４方向嗅覚計で調べ、有意に忌避性であることが認められた（処理済みア
ームに入った平均数は２．０±０．５８であり、一方、対照アームに入った平均
数は４．３±０．５８であった；処理済みアームに要した平均時間は０．５±０
．１６分であり、一方、対照アームに要した平均時間は２．１±０．３６分であ
った；Ｐ＝＜０．０５）。忌避性は、夏形のホップイボアブラムシ（Ｐｈｏｒｏ
ｄｏｎ ｈｕｍｕｌｉ）についての野外予備試験でも証明された。この場合、ｃ
ｉｓ−ジャスモン（２．０５μｇ／日／トラップ）の徐放により、視覚（黄色）
誘引性をもつ水トラップ内の捕獲数が４０％（Ｐ＜０．０４）減少した。

【００１８】 ｃｉｓ−ジャスモンを用い、花粉アブラムシ（ｐｏｌｌｅｎ ｂｅｅｔｌｅ）
に対しても野外捕獲実験を実施した。誘引性黄色ボウルトラップを１ｍの高さに
１０ｍの間隔でラテン方陣形に配置した（ラテン方陣の１列＝１回の試験；トラ
ップ当たり平均１０匹のアブラムシが捕獲されると方陣の次の列へトラップをラ
ンダム再配分する）。おとりなしボウルの捕獲数を、２種類の異なる割合で放出
されるｃｉｓ−ジャスモンのおとり付きボウルの捕獲数と比較した。分析は変換
した全捕獲データについてのＡＮＯＶＡにより行われた。用いた変換式はｘ＝ｌ
ｏｇ₁₀（ｙ＋１）であり、ここでｘおよびｙはそれぞれ変換データおよび未変換
データである。変換した平均値をＬＳＤ（最小標準差）試験により比較し、逆変
換して表１に示す結果を得た。

【００１９】

【表１】

【００２０】 同一欄の異なる文字の下に示す平均値には有意差がある；Ｐ＜０．０５；括
弧内の数値は、おとりなしトラップと比較したトラップ捕獲数の低下率（％）で
ある。 図１は、野外試験で５つのサンプリング日におけるｃｉｓ−ジャスモン処理プ
ロットと非処理プロット上の穀類アブラムシの平均数の比較を示す。提示しやす
くするためにデータを対数から逆変換した。ｃｉｓ−ジャスモンプロットの方が
アブラムシの数が一貫して少なく、後２つのサンプリング日では対照と有意差が
あった。主なアブラムシ種はバラ−穀類アブラムシ（Ｍｅｔｒｏｐｏｌｏｐｈｉ
ｕｍ ｄｉｒｈｏｄｕｍ）であった。穀類アブラムシ（Ｓｉｔｏｂｉｏｎ ａｖ
ｅｎａｅ）およびムギクビレアブラムシ（Ｒｈｏｐａｌｏｓｉｐｈｕｍ ｐａｄ
ｉ）もみられたが、数はきわめて少なかった。寄生アブラムシの数も少なく、処
理間で有意差はみられなかった。

【００２１】 草食昆虫に対して忌避剤または宿主誘引阻害剤として作用する情報物質は、し
ばしば捕食または寄生に関係するので、ｃｉｓ−ジャスモンの活性をより高い栄
養段階（ｔｒｏｐｈｉｃ ｌｅｖｅｌ）でも調べた。たとえば重要なアブラムシ
捕食昆虫であるナナホシテントウムシ（Ｃｏｃｃｉｎｅｌｌａ ｓｅｐｔｅｍｐ
ｕｎｃｔａｔａ）（鞘翅目：テントウムシ科Ｃｏｃｃｉｎｅｌｌｉｄａｅ）は、
嗅覚計内のこの化合物源に誘引されることが示された（処理済みアームにみられ
た平均数は４．１±１．５５であり、一方、対照アームにみられた平均数は２．
４±０．６９であった；Ｐ＝＜０．００５）。マメ科（Ｆａｂａｃｅａｅ）植物
にコロニー形成しているアブラムシを好んで攻撃するアブラムシ寄生捕食昆虫ア
ブラバチ（Ａｐｈｉｄｉｕｓ ｅｒｖｉ）（膜翅目：コマユバチ科Ｂｒａｃｏｎ
ｉｄａｅ）の応答についても風洞で調べ、ｃｉｓ−ジャスモンが誘引性であるこ
とを単一選択試験で証明した（表２）。これらの実験は、植物、草食昆虫、それ
らの捕食昆虫および捕食寄生昆虫間の相互作用に与える影響においてｃｉｓ−ジ
ャスモンが行動上の役割をもつことを示す。

【００２２】

【表２】

【００２３】 ＡＮＯＶＡ分析Ｆ＝１６．１９，Ｐ＝＜０．０１；異なる文字の下に示す平
均値には有意差がある；Ｐ＝＜０．０５（Ｔｕｋｅｙ多重比較試験）。 植物の空中信号としてこの化合物がもつと思われる役割を、ソラマメ（Ｖｉｃ
ｉａ ｆａｂａ）（履歴 Ｔｈｅ Ｓｕｔｔｏｎ）を用いて調べた。植物を清浄
な空気中またはｃｉｓ−ジャスモン（１００μｇ／ｌ）を含有する空気中に２４
時間保持した。次いで植物が放出した揮発性物質の試料を、処理終了後４８時間
、４期間にわたって（すなわち最高１９２時間）採取することにより得た。ｃｉ
ｓ−ジャスモン自体は４８時間後に検出できなくなった。しかしｃｉｓ−ジャス
モンに曝露された植物が放出する（Ｅ）−β−オシメンのレベルは、１９２時間
の採取期間にわたって有意に高く、４試料すべてにおいて対照植物からの放出レ
ベルより２．５〜３倍高かった（図２）。若干の実験からは（Ｅ，Ｅ）−α−フ
ァルネセン、（−）−β−カリオフィレンおよび（Ｅ）−４，８−ジメチル−１
，３，７−ノナトリエンも採取された。これらの化合物はすべて、草食昆虫が産
生を誘導し、昆虫捕食寄生昆虫による採餌が増加したことを示す。ノナトリエン
はもともと植物により産生され、草食昆虫に対する防御のために損傷を模倣する
ので、昆虫捕食寄生昆虫に対して誘引性である。（Ｅ）−β−オシメンおよび（
Ｅ，Ｅ）−α−ファルネセンをアブラバチ（Ａｐｈｉｄｉｕｓ ｅｒｖｉ）につ
いて風洞で調べ、両化合物とも誘引性であることが単一選択試験で証明された（
表２）。この活性、およびソラマメにより産生されるこれらの化合物のレベルが
ｃｉｓ−ジャスモン処理後に上昇したことは、アブラバチによる採餌および処理
植物への誘引が対照と比較して増大したことを示唆する。事実、単一選択試験に
おいて処理の４８時間後（この時点ではｃｉｓ−ジャスモンレベルは検出不可能
）に採取したソラマメ植物は、風洞試験においてアブラバチに対し非処理植物よ
り有意に誘引性が高かった（表３ａ）。さらに、アブラバチに処理植物または非
処理植物の選択肢を与えた風洞実験で、対照と比較して３倍もの昆虫捕食寄生昆
虫がｃｉｓ−ジャスモン処理植物に定位したことが証明された（表３ｂ）。

【００２４】

【表３】

【００２５】 ｃｉｓ−ジャスモンと同一条件下でソラマメについてジャスモン酸メチルの活
性も調べた。この系では、ジャスモン酸メチルへの曝露により（Ｅ）−β−オシ
メンの放出レベルは有意には上昇しなかった（図３）。これは、ｃｉｓ−ジャス
モンが空中信号としてジャスモン酸メチルと異なる特性をもつことを証明する。
ｃｉｓ−ジャスモンはジャスモン酸と近縁であり、さらに異化された、すなわち
β−酸化、脱水および脱カルボキシル化された生成物であるが、正確な経路はま
だ報告されていない。この結果は、ｃｉｓ−ジャスモンを単にリポキシゲナーゼ
由来の揮発性成分およびジャスモン酸の溜めとみなすのではなく、他の観点の植
物信号伝達と関連した潜在的に重要な植物空中信号物質とみるべきであることを
示す。ｃｉｓ−ジャスモンはジャスモン酸メチルより揮発性が高いのでより有効
な信号化合物となることも注目すべきである。ｃｉｓ−ジャスモンは生物活性を
示すというだけでなく、この試験で調べた３種類すべての栄養段階で活性をもつ
ことを証明した。

【００２６】 したがって本発明者らは、空中信号物質としてのこれらのタイプの化合物の産
生を誘導しうる化合物、すなわちヒトにとって快い芳香をもつきわめて無害な化
合物であるｃｉｓ−ジャスモンを同定した。

【００２７】 方法 電気生理学的測定 Ｊ．Ｅｘｐ．Ｂｉｏｌ．，５１，７１−９７（１９６９）（Ｍａｄｄｒｅｌｌ
）の報告に従い、ただしグルコースを添加せずに、生理食塩液を充填したＡｇ−
ＡｇＣｌガラス電極を用いて有翅形レタスアブラムシ（Ｎａｓｏｎｏｖｉａ ｒ
ｉｂｉｓ−ｎｉｇｒ）のエレクトロアンテノグラム（ＥＡＧ）記録を行った。昆
虫を冷却により麻酔し、頭部を切取って無関係電極に取り付けた。記録電極の内
径が触覚の末端突起を受容するのにちょうど十分な大きさになるように、電極の
先端を取り去った。信号を高インピーダンス増幅器（ＵＮ−０３ｂ、Ｓｙｎｔｅ
ｃｈ）に通し、オシロスコープ上に表示した。

【００２８】 連結ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）−電気生理学的測定 キャピラリーカラムＧＣからの流出物を触覚標本とＧＣ検出器へ同時に送る連
結ＧＣ−電気生理学的測定系は、先に文献に記載されている。Ｗａｌｄｈａｍｓ
，Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｓ
ｅｃｔ Ｈｏｒｍｏｎｅｓ ａｎｄ Ｐｈｒｏｍｏｎｅ（編者ＭｃＣａｆｆｅｒ
ｙ ｅｔ ａｌ．）２８９−２９８（Ｐｌｅｎｕｍ Ｐｒｅｓｓ、ニューヨーク
、１９９０）参照。カラム上の低温インジェクターおよび火炎イオン化検出器（
ＦＩＤ）を備えたＡＩ ９３ ＧＣにより、空気採取試料の分離を行った。カラ
ム（３０ｍ×内径０．５３ｍｍ、ＨＰ−Ｉ）を４０℃に２分間保持し、次いで１
０℃／分で２５０℃までプログラミングした。キャリヤーガスは水素であった。
ＥＡＧ増幅器およびＦＩＤからの出力を同時にチャート記録計でモニターした。

【００２９】 嗅覚測定：アブラムシ Ｊ．Ｅｎｔｏｍｏｌ．Ｓｃａｎｄ．，１，６３−７３（１９７０）（Ｐｅｔｔ
ｅｒｓｓｏｎ）に記載のものと同様なＰｅｒｓｐｅｘ（商標）嗅覚計により、弱
い空気流を４本のサイドアームそれぞれから中心へ向け、行動アッセイを行った
。ヘキサン（１０μｌ）中の被験化合物（１μｇ）を１本のサイドアームの末端
にある濾紙（Ｗｈａｔｍａｎ Ｎｏ．１）に乗せ、他のアームには対照としてヘ
キサンのみを用いた。１匹の未産（ｖｉｒｇｉｎｏｐａｒａ）有翅形レタスアブ
ラムシを円形台（ａｒｅｎａ）の中心に置き、その動きを１０分間にわたって観
察した。２４℃に維持したこの装置を上から蛍光管で照らし、方向の偏りを避け
るために２．５分毎に９０°回転させた。この実験を６回繰り返し、結果をＳｔ
ｕｄｅｎｔのｔ−試験により分析した。

【００３０】 嗅覚測定：テントウムシ 装置および方法はアブラムシ（前記）に用いたものと同様であった。被験化合
物を１本のサイドアームの末端にある０．５μｌのマイクロキャップ（Ｄｒｕｍ
ｍｏｎｄ Ｓｃｉ．社）に入れ、相対湿度の差を最小限にするために各サイドア
ームに湿った濾紙を付与した。各ナナホシテントウムシ（Ｃｏｃｃｉｎｅｌｌａ
ｓｅｐｔｅｍｐｕｎｃｔａｔａ）を円形台の中心に入れ、それらの位置を２分
毎に２０分間記録した。この実験を８回繰り返し、結果を前記に従って分析した
。

【００３１】 風洞試験 実験未経験の（ｎａｉｖｅ）メスのアブラバチ（Ａｐｈｉｄｉｕｓ ｅｒｖｉ
）をＪ．Ｃｈｅｍ．Ｅｃｏｌ．，１６，３８１−３９６（１９９６）（Ｐｏｐｐ
ｙ ｅｔ ａｌ．）の記載に従って風洞内に飛ばせた。この昆虫捕食寄生昆虫を
ターゲットの風下２５ｃｍ（単一選択試験）または風下４０ｃｍ（二重選択試験
）で放した。ターゲットは、緑色の環状クレープペーパーで囲んだ２×１ｃｍの
濾紙片（Ｗｈａｔｍａｎ Ｎｏ．１）に乗せた植物または合成化合物（ヘキサン
１０μｌ中１０μｇ）であった。合成化合物に応答して定位飛行した昆虫捕食寄
生昆虫の割合を、３日間毎日計算した。次いでこれらの数値をロジット変換して
データを正規化した後、ＡＮＯＶＡ分析し、続いてＴｕｋｅｙ事後分析を行った
。単一植物ターゲットへ風上定位した昆虫捕食寄生昆虫の数を記録し、χ²偶発
性試験（ＧｅｎｓｔａｔによるＰｅａｒｓｏｎ法−Ｇｅｎｓｔａｔ ５ Ｃｏｍ
ｍｉｔｔｅｅ参照。Ｇｅｎｓｔａｔ ５ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｍａｎｕａｌ，
Ｒｅｌｅａｓｅ ３（Ｃｌａｒｅｎｄｏｎ Ｐｒｅｓｓ、オックスフォード、１
９９３））を行って、定位応答が植物処理のタイプに関係があるかを判定した。
二重選択試験で各植物に定位した数をχ²試験により分析して、いずれかの植物
が他の植物より誘引性であるかを判定した。

【００３２】 野外試験 秋蒔きコムギ（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ａｅｓｔｉｖｕｍ）（履歴 Ｃｏｎｓｏｒ
ｔ）の区画（６ｍ×６ｍ）を５×５準完全ラテン方陣形に配列した。５つのｃｉ
ｓ−ジャスモン処理区画には、１９９９年５月５日および６月１１日に、携帯用
水圧器具により２００Ｌ／ｈａのＥｔｈｙｌａｎ ＢＶ（０．１％）水溶液中、
有効成分５０ｇ／ｈａの割合で噴霧した。対照区画は処理しなかった。穀類アブ
ラムシおよび寄生されたアブラムシを５月初めと６月半ばの間に８回計数した。
各計数時に２つの対角線トランセクト上の１２の別個の位置にある５本の若芽、
区画当たり合計６０本の若芽を検査した。変換データ（ｙ＝ｌｏｇ（ｙ＋１））
をＡＮＯＶＡ処理し、処理数の二乗の和を有意差試験用に分割した。

【００３３】 誘導試験 マメ科植物ソラマメ（Ｖｉｃｉａ ｆａｂａ）（履歴 Ｔｈｅ Ｓｕｔｔｏｎ
）を標準的温室条件下で２〜４葉期まで生育させ、土壌を洗い落として洗浄済み
の砂を入れた加熱処理済みガラス鉢に、１鉢３本ずつ移植した。これらを１〜２
日間順化させた。濾紙片（Ｗｈａｔｍａｎ Ｎｏ．１）に付与したｃｉｓ−ジャ
スモンまたはジャスモン酸メチル（２．５ｍｇ）を槽の床に置いた２５Ｌのガラ
ス槽内に、処理すべき植物（１鉢３本ずつ３鉢）を入れてシールし、２４時間お
いた。次いで処理した植物または処理しなかった植物を１０Ｌのガラス製採取容
器内に置き、それぞれからの揮発性物質を４８時間にわたって１９２時間採集し
た。Ｂｌｉｇｈｔ，Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ Ｉｓｏｌａｔｉｏ
ｎ ｏｆ Ｉｎｓｅｃｔ Ｈｏｒｍｏｎｅｓ ａｎｄ Ｐｈｅｒｏｍｏｎｅｓ（
編者ＭｃＣａｆｆｅｒｙら）２８９−２９８（Ｐｌｅｎｕｍ Ｐｒｅｓｓ、ニュ
ーヨーク、１９９０）参照。Ｐｏｒａｐａｋ Ｑ（５０ｍｇ）を入れたガラス管
から、蒸留したばかりのジエチルエーテル（５００μｌ）により揮発性物質を溶
離し、次いで１００μｌに濃縮してＧＣおよびＧＣ−ＭＳによる分析に用いた。

【００３４】 分析 温度プログラミング可能なオンラインインジェクターおよびＦＩＤを備えたＨ
ｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ ５８９０ ＧＣを用いてＧＣ分析を行った。こ
れはＨＰ−Ｉ（５０ｍ×内径０．３２ｍｍ）およびＳＰＢ−３５（３０ｍ×内径
０．３２ｍｍ）カラムを備え、水素をキャリヤーガスとして用いた。オーブンを
４０℃に１分間保持し、次いで１０℃／分で２５０℃までプログラミングした。
ＶＧ Ａｕｔｏｓｐｅｃ質量分析計（Ｆｉｓｏｎｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）
に接続したＨｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ ５８９０ ＧＣを用いてＧＣ−Ｍ
Ｓ分析を行った。イオン化を７０ｅＶ、２３０℃の電子衝撃により行った。ＧＣ
を３０℃に５分間維持し、次いで５℃／分で１８０℃までプログラミングした。
採取試料のｃｉｓ−ジャスモン検出限界は、ＧＣについては４０ｐｇ／時、ＧＣ
−ＭＳについては４００ｐｇ／時であった。ＧＣ／ＧＣ−ＭＳにより同定した化
合物は、ＨＰ−１（非極性）およびＳＰＢ−３５（極性）カラムへの基準試料の
同時注入により確認された。基準試料は市販されているが、ただし（Ｅ）−β−
オシメン、（Ｅ，Ｅ）−α−ファルネセンおよび（Ｅ）−４，８−ジメチル−１
，３，７−ノナトリエンは下記に従って標準法により合成された。

【００３５】 （Ｅ，Ｅ）−α−ファルネセンおよび（Ｅ）−β−オシメン （Ｅ，Ｅ）−α−ファルネセンおよび（Ｅ）−β−オシメンは３−メチル−２
，５−ジヒドロチオフェン−１，１−ジオキシドから合成された。Ｊ．Ｃｈｅｍ
．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．Ｃｏｍｍ．，１９８４，１３２３（Ｃｈｏｕ ｅｔ ａｌ
．）参照。Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ Ｌｅｔｔ．，１９７７，１１，９４７（Ｇ
ａｏｎｉ）のプロトコルに基づく改変プロトコルに従い、過剰の水素化アルミニ
ウムリチウムを用いて、二酸化硫黄を脱離した。

【００３６】 乾燥ジエチルエーテル中における水素化アルミニウムリチウム（１当量（重量
））の撹拌懸濁液（１０ｍｍｏｌ／ｍｌ）に還流下で、乾燥ジエチルエーテル（
１ｍｌ）中におけるジヒドロチオフェン−１，１−ジオキシド（１当量）の溶液
を注射器により滴加した。１時間還流した後、冷却した（０℃）混合物を１５％
ＮａＯＨ（１ｍｌ）、水（３ｍｌ）で処理し、混合物をＣｅｌｉｔｅ（商標）に
より濾過した。濾液を減圧下で蒸発させた後、Ｆｌｏｒｉｓｉｌ上（１００％ヘ
キサン）でカラムクロマトグラフィー処理して、生成物を無色の油として得た。

【００３７】 ４，８−ジメチル−１，３，７−ノナトリエン ４，８−ジメチル−１，３，７−ノナトリエンはゲラニオールから２工程で合
成された。ゲラニオール（７．０ｇ，０．０４５ｍｏｌ，１当量）、二酸化マン
ガン（ＩＶ）（１００．０ｇ）およびジクロロメタン（５００ｍｌ）を合わせて
周囲温度で一夜撹拌した。混合物をＣｅｌｉｔｅ（商標）により濾過し、濾液を
真空濃縮してゲラニアール（５．４２ｇ，８０％）を得た。冷却下（−１５℃）
で、テトラヒドロフラン（５０ｍｌ）およびジエチルエーテル（５０ｍｌ）中に
おけるヨウ化メチルトリフェニルホスホニウム（１６．０ｇ，０．０３９ｍｏｌ
，１．１当量）の撹拌懸濁液を、ｎ−ブチルリチウム（２．５Ｍ；１６ｍｌ，０
．０３９ｍｏｌ，１．１当量）で処理した。０．２５時間後、ゲラニアール（５
．４２ｇ，０．０３６ｍｏｌ，１当量）を添加し、混合物を周囲温度で１時間撹
拌した。混合物をジエチルエーテル（２００ｍｌ）、水（２００ｍｌ）および沸
点４０〜６０℃の石油エーテル（２００ｍｌ）の間で分配し、有機層を乾燥させ
（ＭｇＳＯ₄）、真空濃縮して粗製の油を得た。これをＦｌｏｒｉｓｉｌ上（１
００％ヘキサン）でカラムクロマトグラフィー処理して、上記ノナトリエンを無
色の油として得た（３．４２ｇ，６４％）。

【００３８】 示差的発現 ｃｉｓ−ジャスモンが植物の遺伝子発現の変化を誘導しうるかを判定するため
に、空気、ジャスモン酸メチルまたはｃｉｓ−ジャスモンに曝露した植物から抽
出したＲＮＡについて、高感度の示差的発現法を実施した。ｃｉｓ−ジャスモン
の存在下では、得られた多数のＰＣＲ生成物がそれらの量の変化を示すことが認
められた。この所見を確認するために、乾燥ゲルから目的バンドを切り取って回
収し、適切なオリゴヌクレオチドプライマー対を用いて再増幅した。得られたＰ
ＣＲ生成物をクローン化および配列決定して、増幅生成物の相同性を確認した。
次いでこれらの配列を用いて、対照または処理したソラマメ植物から単離したＲ
ＮＡを調べた。図４から分かるように、ある特定の配列（Ｄ２５１）は、ｃｉｓ
−ジャスモンの存在下でのみ葉組織においてアップレギュレーションされること
が示された。興味深いことに、この同じ（クローン化）配列を用いてソラマメの
幹組織から単離したＲＮＡを調べた場合、ｃｉｓ−ジャスモンまたはジャスモン
酸メチルで処理した植物において同様なレベルにアップレギュレーションされた
。示差的発現法では主に転写配列の３’側非翻訳領域を含む短い遺伝子特異的プ
ローブが生成し、したがって示差的発現した遺伝子の機能性部分は未知である点
を留意することが重要である。

【００３９】 したがって示差的発現および確認のためのノーザンブロット法を用いて、ジャ
スモン酸メチルとｃｉｓ−ジャスモンが植物遺伝子発現に対して明かに異なる作
用をもつことを証明した。この試験では、示差的発現したＰＣＲ生成物Ｄ２５１
をクローン化し、空気、ジャスモン酸メチルまたはｃｉｓ−ジャスモンで処理し
たソラマメ植物の葉または幹組織からのノーザンブロットに用いた。これにより
、Ｄ２５１配列は幹組織では両化合物による蒸気処理でアップレギュレーション
されるが、葉組織ではｃｉｓ−ジャスモンのみがこの配列の定常状態転写レベル
の上昇をもたらすことが明かに示された（図４）。したがってこれら２種類の化
合物は遺伝子発現に対して別個の作用をもち、これらの信号伝達化合物に対する
応答は組織特異的であると思われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 １９９９年５月５日および６月１１日にｃｉｓ−ジャスモンで処理した秋蒔き
コムギの若芽６０本当たりの穀類アブラムシの平均匹数を逆変換したものを示す
。星印（^*）は処理間で有意差があることを表す。

【図２】 ソラマメ（マメ科）がｃｉｓ−ジャスモン（１００μｇ／空気ｌ）に２４時間
曝露された後、４８時間の採取中に産生した（Ｅ）−β−オシメンのレベルを示
す。

【図３】 ソラマメがジャスモン酸メチル（１００μｇ／ｌ空気）に２４時間曝露された
後、４８時間の採取中に産生した（Ｅ）−β−オシメンの比較レベルを示す。

【図４】 ソラマメ植物における遺伝子特異的配列（Ｄ２５１）の示差的発現を示す。空
気、ジャスモン酸メチルまたはｃｉｓ−ジャスモンに曝露した植物の幹または葉
組織から全ＲＮＡを単離した。試料当たり１０μｇのＲＮＡをホルムアルデヒド
ゲルに乗せて分離した（パネルＡ）。次いで試料をナイロン膜に移し、Ｄ２５１
配列で調べた（パネルＢ）。列１＝空気処理（対照）；列２＝ｃｉｓ−ジャスモ
ン処理；列３＝ジャスモン酸メチル処理。葉組織から単離したＲＮＡの場合、ｃ
ｉｓ−ジャスモン処理のみがアップレギュレーションをもたらす。

【手続補正書】

【提出日】平成１４年６月１２日（２００２．６．１２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ピケット，ジョン・アンソニー イギリス国ハートフォードシャー エスジ ー４ ８イーキュー，ヒッチン，キンプト ン，パークフィールド・クレッセント 53 (72)発明者 ワダムス，レスター・ジョン イギリス国ハートフォードシャー エイエ ル５ ５エヌビー，ハーペンデン，シェイ クスピア・ロード，ハッドン・コート １ (72)発明者 ナピール，ジョナサン・アンドリュー イギリス国ブリストル ビーエス３ ３イ ービー，ベドミンスター，ザ・ナーサリー 40 Ｆターム(参考） 2B022 EA10 2B121 AA11 CC15 EA26 FA07 4H011 AC06 AC07 BA06 BA07 BA08 DD03 DG03

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ・有益昆虫の誘引剤および／または有害昆虫の忌避剤として作
   用することにより昆虫の行動を変化させ；ならびに／あるいは ・植物の生理を変化させる 情報物質としてのｃｉｓ−ジャスモンの使用。
2. 【請求項２】 ｃｉｓ−ジャスモンを植物ストレス信号として使用する、請求
   項１に記載の使用。
3. 【請求項３】 ｃｉｓ−ジャスモンを単独で、または植物上で使用して、昆虫
   の忌避または誘引を起させる、請求項１または２に記載の使用。
4. 【請求項４】 ｃｉｓ−ジャスモンを植物摂食昆虫の忌避剤として使用する、
   請求項３に記載の使用。
5. 【請求項５】 昆虫が植物摂食アブラムシである、請求項４に記載の使用。
6. 【請求項６】 ｃｉｓ−ジャスモンを植物上で有益昆虫の誘引剤として使用す
   る、請求項３に記載の使用。
7. 【請求項７】 ｃｉｓ−ジャスモンを昆虫捕食昆虫または昆虫捕食寄生昆虫の
   誘引剤として使用する、請求項６に記載の使用。
8. 【請求項８】 昆虫捕食昆虫または昆虫捕食寄生昆虫が植物摂食アブラムシの
   捕食昆虫または捕食寄生昆虫である、請求項７に記載の使用。
9. 【請求項９】 ｃｉｓ−ジャスモンを使用して揮発性植物情報物質の産生を誘
   導する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の使用。
10. 【請求項１０】 揮発性植物情報物質が（Ｅ）−β−オシメン、（Ｅ，Ｅ）−
    α−ファルネセン、（−）−β−カリオフィレンおよび（Ｅ）−４，８−ジメチ
    ル−１，３，７−ノナトリエンから選択される１又はそれより多くの化合物を含
    む、請求項９に記載の使用。
11. 【請求項１１】 揮発性植物情報物質が（Ｅ）−β−オシメンを含む、請求項
    １０に記載の使用。
12. 【請求項１２】 ｃｉｓ−ジャスモンを使用してマメ科植物からの揮発性情報
    物質の産生を誘導する、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の使用。
13. 【請求項１３】 昆虫または植物をｃｉｓ−ジャスモンに曝露することを含む
    、 ・有益昆虫の誘引剤および／または有害昆虫の忌避剤として作用することによ
    り昆虫の行動を変化させ；ならびに／あるいは ・植物の生理を変化させる 方法。
14. 【請求項１４】 ｃｉｓ−ジャスモンを含有する空気に昆虫または植物を曝露
    する、請求項１３に記載の方法。
15. 【請求項１５】 ｃｉｓ−ジャスモンを空気１リットル当たり１０〜１０００
    μｇの濃度で使用する、請求項１３に記載の方法。
16. 【請求項１６】 ｃｉｓ−ジャスモンを空気１リットル当たり１００μｇ程度
    の濃度で使用する、請求項１５に記載の方法。
17. 【請求項１７】 ｃｉｓ−ジャスモンを単独で、または植物上で使用して、昆
    虫の忌避または誘引を起させる、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の方法
    。
18. 【請求項１８】 ｃｉｓ−ジャスモンを使用して植物摂食昆虫の忌避を起させ
    る、請求項１７に記載の方法。
19. 【請求項１９】 昆虫が植物摂食アブラムシである、請求項１８に記載の方法
    。
20. 【請求項２０】 ｃｉｓ−ジャスモンを使用して昆虫捕食昆虫または昆虫捕食
    寄生昆虫の誘引を起させる、請求項１７に記載の方法。
21. 【請求項２１】 昆虫捕食昆虫または昆虫捕食寄生昆虫が植物摂食アブラムシ
    の捕食昆虫または捕食寄生昆虫である、請求項２０に記載の方法。
22. 【請求項２２】 揮発性植物情報物質の産生を誘導する、請求項１３〜２１の
    いずれか１項に記載の方法。
23. 【請求項２３】 揮発性植物情報物質が（Ｅ）−β−オシメン、（Ｅ，Ｅ）−
    α−ファルネセン、（−）−β−カリオフィレンおよび（Ｅ）−４，８−ジメチ
    ル−１，３，７−ノナトリエンから選択される１またはそれより多くの化合物を
    含む、請求項１９に記載の方法。
24. 【請求項２４】 揮発性植物情報物質が（Ｅ）−β−オシメンを含む、請求項
    ２３に記載の方法。
25. 【請求項２５】 マメ科植物をｃｉｓ−ジャスモンに曝露する、請求項２２〜
    ２４のいずれか１項に記載の方法。
26. 【請求項２６】 ｃｉｓ−ジャスモンを使用して遺伝子を発現させる、請求項
    １〜１２のいずれか１項に記載の使用。