JP2658378B2 - 殺虫剤の製造方法 - Google Patents

殺虫剤の製造方法

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【発明の詳細な説明】 (イ) 発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、バチルス・チューリングゲンシス(Bacill
us thuringiensis:以下BT菌という)の産生する結晶毒
素を有効成分とする鱗翅目昆虫等に対して有効な殺虫剤
(以下BT農薬という)を製造する方法に関するもので、
農薬業界及び農業の分野で広く利用されるものである。
〔従来の技術〕
BT菌の産生する結晶毒素は、鱗翅目、双翅目、鞘翅目
等の昆虫に対して強力な殺虫作用を示し、しかも、人畜
魚介類に対して、無害であることから、バイオ農薬とし
て実用化されている。
一般に、BT農薬は結晶毒素の他に、自己再生のための
生命体である胞子(芽胞とも言う)を含んでおり、自然
界において、そのままの状態で散布されると、胞子が発
芽し、BT菌の増殖が生じ、蚕に薬害を与える恐れがあ
り、国内の養蚕業保護の立場から、胞子の二次増殖のな
いBT農薬が求められている。
この課題を解決するために、結晶毒素を含有するBT菌
の培養液内の細菌細胞・芽胞に対して、該結晶毒素の殺
虫能を喪失せしめることなく、細菌細胞・芽胞を殺滅し
得る緩徐な化学的細菌処理と同じく緩徐な物理的殺菌処
理とを組合せ、それらを同時に行なうことを特徴とする
殺虫剤の製造法が提案されている(特公昭51−5047号公
報)。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の方法は、細菌細胞・芽胞の殺滅方法としては優
れているものであり、実用化されている方法であるが、
該方法で得られた結晶毒素はその実用的な濃度(BT農薬
は一般にコナガに対して1,000乃至2,000倍の製剤水懸濁
液として用いられる)における残存殺虫活性が製造毎に
異なり、場合によってはかなりの高濃度で使用しなけれ
ば充分な殺虫活性を示さないものが得られることがあ
り、一定の薬効を示す製品を定常的に得ることが困難な
方法であった。
本発明者等は、上記の問題点を追求し、それを解消
し、品質の一定した製品が得られる製造方法を確立すべ
く鋭意検討を行なった。
(ロ) 発明の構成 〔課題を解決するための手段〕 本発明者等は、前記問題点を解消するための検討課程
において、殺菌処理を施す培養液の培養期間に応じて、
殺菌処理後の残存殺虫活性が変化することを見出し、殺
菌処理をする培養液の培養期間を特定の範囲内、すなわ
ち該微生物の培養過程において、芽砲の90%が細胞外に
放出されてから24時間以内の培養期間内に制御すること
によって、実用に供し得る殺虫剤を製造するに足る残存
殺虫活性を有する結晶毒素が一定して得られるのみなら
ず、残存殺虫活性の飛躍的に向上した結晶毒素が得られ
ることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、BT菌の培養液の殺菌を、芽胞の
90%が放出された後であって、かつ該放出後24時間以内
に実施することを特徴とする殺虫剤の製造方法に関する
ものである。
◯ BT菌の培養液 本発明に用いられる培養液としては、結晶毒素を産生
するBT菌株を、通常公知の培養方法及び条件で培養して
得られる一般的な培養液があげられる。
例えば、肉エキス、ペプトンなどよりなる培地を用
い、BT菌を通常の方法及び条件で培養し、芽胞及び結晶
毒素が形成され、所定の培養期間内にある培養終了液、
或いは該培養液を部分精製または精製して得られた結晶
毒素と芽胞を含有する水懸濁液等が使用される。
培養について、さらに具体的に説明すると、窒素源、
炭素源、ミネラルおよびビタミンに富む天然培地で培養
する。結晶毒素ならびに菌体の産生は、通気攪拌条件に
大きく左右され、充分な好気的条件で培養した場合に、
両者の産生量が増す。培養温度は、約25〜30℃がよい。
炭素源としては、例えば、コーンスチープリカー、硫酸
アンモニウム、塩化アンモニウム、綿実粉、酵母エキ
ス、大豆粉、カゼイン水解物などが挙げられる。また、
ミネラルおよびビタミンは、糖密、コーンスチープリカ
ー、酵母エキスで代用することができ、必要に応じて
は、無機塩類、ビタミン類をさらに添加してもよい。特
に、大量生産を行う場合、深部通気攪拌培養が望まし
い。
○ 培養期間の設定 芽胞が細胞外に放出され始めてから、芽胞の90%が細
胞外に放出されるまでの経過は、無菌的に経時採取した
培養液を位相差光学顕微鏡を用いて鏡検することによ
り、容易に追跡できる。芽胞の放出は、細胞内に形成さ
れた結晶毒素と芽胞が、培養の進行に拌ってBT菌細胞壁
が自己消化した結果、細胞外にそれらが放出され、培養
液中にて浮遊した状態を言う。
芽胞は短軸1〜3μ×長軸5〜10μの楕円状物体で、
光屈折性を有するため、位相差光学顕微鏡の視野内で
は、青白い光を放つことから、他の顆粒と識別できる。
また、公知の染色法によっても、結晶毒素と芽砲は区別
できる(Fadel A.Sharif et al.,J.Ind.Microbiol.,3,
227〜229(1988))。
さらに、芽胞の90%が細胞外に放出されたことは、顕
微鏡視野内の全菌数(結晶毒素・芽胞を内在する細胞と
遊離芽胞の総数)に対する遊離芽胞の割合が当該範囲に
あることで確認できる。なお、培養条件によって、ある
程度の差はあるものの、芽胞が細胞外に放出され始めて
から、上記の状態に達するまで8〜24時間を必要とす
る。本発明においては、この様にして芽胞の90%が細胞
外に放出された培養液に対して24時間以内に殺菌処理を
施こすのである。
上記範囲外で殺菌処理を行なうと、結晶毒素の殺虫活
性が損なわれ、実用的濃度で有効な殺虫剤を定常的に製
造することが不可能となり、また残存殺虫活性が飛躍的
には向上しない。
○ 殺菌 本発明における殺菌は、細菌細胞・芽胞を殺滅するた
めに行われるものであって、下記のような化学的殺菌処
理及び物理的殺菌処理方法があり、前掲の特公昭51−50
47号公報に開示されているように、単に一種類の殺菌処
理のみでは、結晶毒素の殺虫能力を保持させながら、細
菌細胞・芽胞を完全に死滅させることは困難であるか
ら、本発明においても緩徐な化学的殺菌処理と物理的殺
菌処理とを組合わせて、それらを同時に行うことが好ま
しく、その方法により、容易に細菌細胞・芽胞を完全に
死滅させることができ、殺虫能の優れた産業上極めて有
用な殺虫剤を得ることができる。
○ 化学的殺菌処理 化学的殺菌処理方法は、ホルマリン、パラトルエンス
ルホンクロルアミドナトリウム、パラトルエンスルホン
酸ジクロアミド、アゾビスクロロホルムアミジン、アク
リフラビン、メチレンブルー、塩化ベンザルコニウム、
塩化ベンゼトニウム、塩化セチルピリジニウムなどの薬
剤を上述の培養液等に適量加え殺菌する方法である。
○ 物理的殺菌処理 物理的殺菌処理方法は、加熱、超音波、放射線などに
より、上述の培養液等を殺菌する方法である。
○ 殺虫活性の測定法 結晶毒素の殺虫活性を定量的に把握する方法として
は、コナガを用いた殺虫試験により半数致死濃度を求
め、残存殺虫活性を定量的に測定するという方法を採用
した。すなわち、適当に希釈した試料液夫々に対する検
定供試昆虫の死亡率を測定し、試料液の濃度と死亡率と
の関係から半数致死濃度を求め殺虫活性の高低を比較す
る方法である。
〔作 用〕
殺菌処理を施すBTの培養液を、その培養期間が芽砲の
90%が細胞から放出されてから、24時間以内のものとす
ることが、なぜ結晶毒素の殺虫活性を維持することに有
効であるのか、その具体的な機構は不明であるが、本発
明によれば殺菌処理後の殺虫活性を飛躍的に高めること
ができるのである。
〔実施例〕
次に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明す
る。
実施例中に於ける芽胞の放出率測定、生残細胞・芽胞
数測定及び残存殺虫活性測定は以下の方法に準じて行な
われた。
芽胞の放出率測定: 培養の種々の過程で培養液を適宜、無菌採取し、位相
差光学顕微鏡(倍率1500倍、油浸法)下で培養状況を観
察する。培養液一試料あたり、任意に視野を5箇所選
び、芽胞の放出率を個々に求め、その平均値をもって、
各培養過程における芽胞の放出率とした。
なお、芽胞の放出率は、視野に存在する全芽砲数(結
晶毒素ならびに芽砲を自己体内に含む細胞と培養液中に
遊離する芽胞の総数)に対する遊離芽胞数の割合(%)
で表示することとする。
生残細胞・芽胞数測定: 試料液1mlを採り、無菌水にて適宜希釈し、肉エキス
・ペプトン寒天平板上に流し、30℃にて48時間培養し、
発生する集落を数えて、これより試料中の生残細胞・芽
胞数(ケ/ml)を計算する。
残存殺虫活性測定: 試料液を適当に水で希釈した一連の5乃至6濃度段階
の被検定液を作製し、この一連の被検定液50mlに200cm2
のキャベツ生葉を1分間浸漬する。キャベツ生葉風乾
後、これを大型シャーレに敷き各区30頭のコナガ3令幼
虫を放飼し、72時間後に死虫数を数え、死亡率(%)を
算出する。この結果をフィニー(Finney)の図解法(Fi
nney,D.J.(1947)Probit Analysis.Cambridge Univ.
Press,Cambridge,pp318)により解析し、半数致死濃度
(被検定液中の試料液の濃度;ppm)を求める。
培養例 肉エキス1%、ペプトン1%、Nacl0.5%、pH7.0の培
養原料液100mlを500ml容坂口フラスコに入れ、110℃に
て10分間加熱殺菌し、これにバチルス・チューリンゲン
シスバラエティクルスタキHD−1菌株を肉エキス・
ペプトン寒天斜面に30℃、24時間生地静置した種菌を接
種し、30℃にて振盪培養を行った。
表1に培養時間と芽胞の放出率の関係を示す。
視野によって芽胞の放出率に若干のばらつきが認めら
れるものの、培養48時間目には、芽胞の放出率は90%以
上となった。なお、培養に用いる培地の種類ならびに培
養条件(フラスコ培養:培地仕込量と振盪速度,ジャー
培養:培地仕込量,通気量と攪拌速度)によって培養の
進行状態に差異は生ずるが、当該方法に基づいて、培養
時間と芽胞の放出率の関係が容易に得られる。
実施例1(ホルマリン及び加熱による殺菌処理) 培養例に示した各培養時間毎に、培養液を採取する。
つぎに、それらの固形分を測定(培養液の遠心14,000rp
m,4℃,10分)残渣を100℃で恒量となるまで乾燥し、そ
の重量百分率で算出し、適当な濃度のH2SO4或はNaOH溶
液及び無菌水を用いて、それらの培養液固形分を単位重
量中に同量含み、かつpHが5.5となるように調製する。
上記の培養液を5mlずつ試験管に分注し、これに2%の
ホルマリン水溶液5mlを夫々加えて、混合液中のホルマ
リン濃度を1%となるようにし、これを70℃に10分間加
熱した後、室温に冷却し、14,000rpmにおいて10分間遠
心分離操作に付し、上漬液を捨てて沈降物に5mlの無菌
水を加えて懸濁する操作を2回繰り返し、ホルマリン及
び菌体外可溶性毒素物質を除去した。
このようにして得られた夫々の試料液の生残細胞・芽
胞数(ケ/ml)と残存殺虫活性を測定した結果を表2に
示す。この結果より、殺菌処理を施す培養液を、その培
養時間が芽胞の90%が放出された後、24時間以内のもの
に設定することで高い残存殺虫活性が得られることがわ
かる。
実施例2(パラトルエンスルホンクロルアミドナトリウ
ム及び加熱による殺菌処理) 実施例1の方法に準じて調製された培養液を、5mlず
つ試験管に分注し、混合液中のパラトルエンスルホンク
ロルアミドナトリウムの濃度が0.1%となるように、夫
々の化合物を添加混合し、60℃に10分間加熱した後、直
ちに冷却した。この試料液から実施例1の方法により、
パラトルエンスルホンクロルアミドナトリウム及び菌体
外可溶性毒素物質を除去した。
このようにして得られた夫々の試料液の生残細胞・芽
胞数(ケ/ml)と残存殺虫活性を測定した結果を表2に
示す。この結果より、殺菌処理を施す培養液を、その培
養時間が芽胞の90%が放出された後、24時間以内のもの
に設定することで高い残存殺虫活性が得られることがわ
かる。
実施例3(実施例2の培養条件を変えたもの) バチルス・チューリンゲンシス・バラエティ・クルス
タキHD−1を、坂口フラスコ中のC培地(グルコース%
1、コーンスチープリカー1%、Mn1ppm:pH7.0)50mlに
接種し、30℃、10時間振盪培養する。同培養液120mlを
種菌とし、予め12lの2×C培地(C培地の2倍濃度:12
0℃、1atm、15分滅菌)を仕込んでおいたジャーファー
メンター(全容量20l)に接種し、pHを7.0に調整、維持
しつつ、30℃で通気攪拌培養(回転数300rpm、通気量0.
5vvm)を行う。培養過程において、培養液を経時採取
し、pH調整、殺菌処理及びパラトルエンスホンクロルア
ミドナトリウムと菌体外可溶性毒素物質の除去を行っ
た。
このようにして得られた夫々の試料液の芽胞の放出率
(%)、生残細胞・芽胞数(ケ/ml)と残存殺虫活性を
測定した結果を表3に示す。この結果より、殺菌処理を
施す培養液を、その培養時間が芽胞の90%が放出された
後、24時間以内のものに設定することで高い残存殺虫活
性が得られることがわかる。
実施例4(実施例3の殺菌剤を変えたもの) 実施例3と同様、培養過程において、培養液を経時採
取し、pH調整後、殺菌処理を施した。殺菌剤としては、
次亜塩素酸ソーダ、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、
過ほう酸ナトリウムの4種を用いた。殺菌処理後の殺菌
剤と菌体外可溶性毒素物質の除去を行い、得られた試料
液の生残細胞・芽胞数が0ケ/mlとなる殺菌処理条件
(殺菌剤濃度と温度条件)を事前に求めておき、同条件
での試料液の残存殺虫活性率を測定した。
同結果を表4に示す。この結果より、殺菌剤の種類を
変えても、殺菌処理を施す培養液をその培養時間が芽胞
の90%が放出された後、24時間以内のものに設定するこ
とで高い残存殺虫活性が得られることがわかる。
(ハ) 発明の効果 本発明方法は、BT菌の結晶毒素を含む培養液の細菌細
胞及び芽胞を高い殺虫活性を維持したまま完全に殺滅す
ることができ、安全でより高い薬効のBT農薬を、安定に
製造することが可能となるという優れた効果を奏する。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】バチルス・チューリンゲンシス(Bacillus
    thuringiensis)の培養液の殺菌を芽胞の90%が放出
    された後であって、かつ該放出後24時間以内に実施する
    ことを特徴とする殺虫剤の製造方法。
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