JP2866095B2

JP2866095B2 - ポリフィリン系殺虫剤

Info

Publication number: JP2866095B2
Application number: JP1007533A
Authority: JP
Inventors: コンスタンテイン・エー・リベンツ; ジョン・エー・ジャビク; キャロル・シー・リベイツ
Original assignee: YUNIBAASHITEI OBU IRINOIZU FUAUNDEESHON; University of Illinois
Current assignee: YUNIBAASHITEI OBU IRINOIZU FUAUNDEESHON; University of Illinois
Priority date: 1988-01-13
Filing date: 1989-01-13
Publication date: 1999-03-08
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: MX170055B; NO890138D0; IL88867A0; AU626533B2; DK13889D0; HUT50179A; CN1036688A; DE68908195D1; ZA8957B; FI890177A0; MA21473A1; DD283317A5; FI890177A; AU2849889A; DK13889A; PT89440B; EP0326835B1; PT89440A; ATE92712T1; IE63488B1

Description

【発明の詳細な説明】ここに記載され本発明は、米国農業省、国立化学財
団、イリノイ大学、イリノイ農業実験局、及びジョン
ピートレベラスホトバイオテクノロジーリサーチ
エンドウメントの補助による研究のもとでなされたも
のである。

本発明は、殺虫剤組成物及び方法に関し、特に昆虫内
の固有のテトラピロールレベルを上昇する殺虫剤組成物
及び方法に関する。

別途出願中の米国特許出願895,529には、デルタ−ア
ミノレブリン酸（delta−aminolevulinic acid）、植物
内のデルタ−アミノレブリン酸の誘導剤類（inducer
a）、植物中でデルタ−アミノレブリン酸を光力学的に
テトラピロール類に転換する増強剤類、及び植物中でジ
ビニルテトラピロールをモノビニルテトラピロールに転
換する抑制剤類、から選択された一若しくは二以上を含
む除草剤組成物を開示しており、さらに上記組成物を使
用して、生きている植物中でジビニルテトラピロール類
の蓄積を誘引する方法、及び上記組成物を用いて植物を
殺す方法を開示している。しかるに、上記組成は、本件
出願前には、殺虫剤として知られておらず、また開示さ
れていないものである。

本明細書中で記載する以下の用語は、特に別の表現が
為されない限り、以下の意味で使用される。

ALA＝デルタ−アミノレブリン酸 Chl＝クロロフィル Chlide＝クロロフィリド Coprogen＝コプロポルフィリノゲン DP＝ジピリジル DV＝ジビニル Mg−proto＝Mg−プロトポルフィリン IX MV＝モノビニル PA＝フェナントロリン PBG＝ポルホビリノゲン PChl＝プロトクロロフィル PChlide＝プロトクロロフィリド Pheo＝フェオフィチン Pheobide＝フェオフォルバイド Proto＝プロトポルフィリン IX Protogen＝プロトポルフィリノゲン Uro＝ウロポルフィリンオクタメチルエステル Urogen＝ウロポルフィリノゲン Proto,Mg−Proto,PChlide,Chlide,Chl,Pheo、及びPhe
obideなる用語は、MV又はDVの呼称により明確に示され
た場合を除いて、MV及び／又はDV組成で作られたプール
に関する。

デルタ−アミノレブリン酸は、５つの炭素のアミノ酸
で、多くの生きている動物及び植物細胞に見られ、主要
なテトラピロール先駆体（precursor）である。これら
はいくつかの化学企業、例えばミゾリー州、セントルイ
スのシグマケミカル（株）から入手できる。植物中で
は、ALAは、プロトプロフィリノゲン、プロトポルフィ
ル、Mg−プロトポルピリン、長波長のメタロポルフィリ
ン、プロトクロロフィリン、及びクロロフィリドを含む
６分岐パスウエイを介在してクロロフィルの先駆体であ
る（米国特許出願895,529参照）。昆虫では、ALAは、ポ
ルホビリノゲン、ウロポルフィリノゲン、コプロポルフ
ィリノゲン、プロトポルフィリノゲン、プロトポルフィ
リン IX、及びフェラスプロトポルフィリン IX（即
ちプロトヘム）を含むパスウエイを介在してプロトヘム
（フェラスプロトポルフィリン IX）に転換される。

（メタボリックパスウエイズ、Vol.2,D.M.グリーン
ベルグ編、グラニック、S.及び,D.モウツェラール著、
アカデミックプレス1961年、第525−616頁参照）。プロ
トヘム及びヘムａ及びｃは、植物と動物の細胞中の全て
のシトクロム類の補欠分子族（prosthetic group）であ
る。

本発明では、ALA、昆虫中でのALAの誘引体、昆虫中で
のALAのテトラピロールへの変換の増強剤からなるクル
ープから選択された一又は二以上の化合物からなる組成
物の投薬により、昆虫を殺すことができることを見出し
た。

とくに生きている昆虫では、外来のALAにさらすこと
により、テトラピロール中間体の蓄積が誘引され、この
量は、このような昆虫で通常見出されるレベルよりも過
剰な人工的に高い量であり、そしてこのように誘引され
た人工的に高いレベルは昆虫にとって毒であることを見
出した。このことは驚くべきことである。なぜなら、通
常、昆虫は、成長と回復に対応していくのに十分な速度
でのみシトクロムを合成していくものであって、この速
度はこのようなテトラピロール中間体の致死量にまで蓄
積するのに十分なものであろうということは以前には信
じられていなかったためである。

毒性についての正確なメカニズムは知られていない
が、蓄積されたテトラピロールは、２つのうち１つの方
法で作用する。光の中では、蓄積されたテトラピロール
により、非常に強い酸化剤である一重項（singlet）酸
素が感光的に形成されると考えられる。一重項酸素は急
速に昆虫の細胞膜のリポプロテイン成分を酸化し、従っ
て、高度に破壊的なフリーラジカル鎖反応が作動状態と
なる。これは次のように要約される。ただし、hv＝光の
フォトン;¹Tet＝一重項の基底状態のテトラピロール;³T
et＊＝３重項の励起状態のテトラピロール:³O₂＝３重項
の基底状態の酸素;¹O₂＊＝一重項の励起状態の酸素;UML
P＝不飽和膜リポプロテイン１） ¹Tet＋hv→³Tet＊２） ³Tet＊＋³O₂→¹Tet＋¹O₂＊３） ¹O₂＊＋（UMLP）→ハイドロパーオキサイド４）ハイドロパーオキサイド→フリーラディカル５）フリーラディカル＋UMLP→より多くのハイドロパ
ーオキサイド６）多くのUMLPが酸化されるまで（４）及び（５）の
工程の繰返し注入されたテトラピロールによる感光については、動
物及び人間の細胞に関して記載されている。（例えば、
エレフソン,R.D.,Mayo Clinic Proc.57:454−458（198
2）；クリステンセン,T.,T.サンドクイスト,K.フェレ
ン,H.ワクスビック，及びJ.モアン,Br.J.キャンサ48:35
−43（1983）；ホプフ,F.R.,及びD.G.ホイッテン,in th
e Porphyrin s,Vol.1,Dolphin,D.G.,ed.（アカデミック
プレス、ニューヨーク、1978）,161−195頁；ラサム,P.
S.,及びJ.R.ブルーマー,Photochem.Photobiol.37:553−
557（1983）；ビッカース,D.R.,DR.ディキット及びH.ム
クタ,Biochem.Biophys.Res.Comm.108:1032−1039（198
2）参照）。しかし、以前には、ALAに依存性してテトラ
ピロールが蓄積される現象については、昆虫について延
べられていなかった。また害になる昆虫種を殺すのに適
用することについても延べられていなかった。

暗闇では、蓄積されたテトラピロールは、別のメカニ
ズムを介在して作用し、Zn−プロトポルピリン（porphy
rin）のレベルを増加させる結果となると思われる。Zn
−Protoは、プロピリン−ヘムパスウエイの自然な代謝
中間体ではない。生きている細胞及び組織中にこれが発
生することは、毒に冒されたポルピリン−ヘムメタポリ
ズムを意味する（例えばラモラ,A.A.,及びT.ヤマネ,Sci
ence 186:936−938（1974）参照）。多くのフエロケラ
ターゼ（フエラス鉄をProto内に挿入してヘムを形成す
る酵素）は、鉄の代わりにZnをProto内に挿入すること
によりZn−Protoを、とくに好ましくない反応条件の下
で形成することができる（マークス,G.S.,in Heme and
Chlorophyll（Van Nostrand,1969）,146−147頁参
照）。これについての正確なメカニズムは知られておら
ず、また出願人は、いずれの特定の理論に縛られること
を望まないが、現在では、本発明の殺虫方法おこなう結
果、Zn−Protoが蓄積されるが、これは、フェロケラテ
ーゼシステムへの損傷により、酵素が、いくつかのPr
oto内にフエラス鉄の代わりに亜鉛を挿入させることに
起因すると考えられる。結局、これはフェラス鉄の代わ
りに亜鉛が決定的な呼吸用酵素であるシトクロムｃ
オキシダーゼの補欠分子族内に見出されることを意味す
る。その結果、ヘムの代わりにZn−Protoを含むこれら
のシトクロムｃオキシダーゼは、酸素、過酸化物、
亜酸化物のフリーラジカルのような毒性のフリーラジカ
ルを堅固に保持することができない。これらフリーラジ
カルは、通常クレップスのくえん酸サイクル過程で形成
される（ハリウェル,B.,What′s New in Plant Physiol
ogy 15:21−24（1984）参照）。これらの状況下で危害
を加えるフリーラジカルは、生物膜環境内で解放され、
フリーラジカル依存する破損に寄与することとなり、そ
の結果、昆虫の死を招く。

さらに、外来のALAに暴露することに加えて、生きて
いる昆虫をALAの誘引剤に暴露すると、昆虫組織中に毒
性のテトラピロールが大量に蓄積されることとなる。こ
こで「ALAの誘引剤」又は「誘引剤」とは、昆虫に適用
した時、昆虫が内生のALAを通常の値よりも多量生産す
ることを刺激する化合物を意味する。そして上記内生AL
Aは、外来ALAと同じ効果を持つことになる。従って、本
発明の殺虫組成物は、ALAに加えて、もしくはこれに代
えてALAの一若しくは二以上の誘引剤を具備している。
誘引剤の例として、2,2′−ジピリジル;1,10−フェナン
トロリン;4,7−ジメチル−1,10−フェナントロリン;4−
メチル−1,10−フェナントロリン;5−ニトロ−1,10−フ
ェナントロリン;5−メチル−1,10−フェナントロリン;
5,6−ジメチル−1,10−フェナントロリン;4,7−ジフェ
ニル−1,10−フェナントロリン;5−クロロ−1,10−フェ
ナントロリン;3,4,7,8−テトラメチル−1,10−フェナン
トロリン;2,2′−ジチオビス（ピリジン−Ｎ−オキシ
ド）;4,4′−ジメチル−2,2′−ジピリジル；フェニル
−２−ピリジルケトキシム；及び2,2′:6′,2″−テル
ピリジンがある。

さらにある化合物は、昆虫中でALAがテトラピロール
に転換するのを増強するALA増強剤として機能すること
が見出された。「ALA増強剤」又は「増強剤」は、これ
を昆虫に適用した時、外来及び内生のALAが殺虫性のテ
トラピロールに転換することについて、その昆虫の能力
を増強する化合物を意味する。従って、本発明の殺虫組
成物は、外来ALA又はALAの誘引剤とともに又はこれらに
変えてALAの増強剤を一又は二以上具備している。その
適切な例を挙げれば、この例に限定されるものではない
が、2,2′−ジピリジル;1,10−フェナントロリン;4−７
−ジメチル−1,10−フェナントロリン;4−メチル−1,10
−フェナントロリン;5−ニトロ−1,10−フェナントロリ
ン;5−メチル−1,10−フェナントロリン;5,6−ジメチル
−1,10−フェナントロリン;4,7−ジフェニル−1,10−フ
ェナントロリン;5−クロロ−1,10−フェナントロリン;
3,4,7,8−テトラメチル−1,10−フェナントロリン;2,
2′−ジチオビス（ピリジン−Ｎ−オキシド）;4,4′−
ジメチル−2,2′−ジピリジル；フェニル−２−ピリジ
ルケトキシム；及び2,2′:6,2″−テルピリジンがあ
る。一つの組成物中で誘引剤として機能するある化合物
は、他の組成物中で増強剤又は別の濃度で増強剤として
機能する。さらにまたある化合物（例えば2,2′−ジピ
リジル;1,10−フェナントロリン;4−７−ジメチル−1,1
0−フェナントロリン;4−メチル−1,10−フェナントロ
リン;5−ニトロ−1,10−フェナントロリン;5−メチル−
1,10−フェナントロリン;5,6−ジメチル−1,10−フェナ
ントロリン;4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリ
ン;5−クロロ−1,10−フェナントロリン;3,4,7,8−テト
ラメチル−1,10−フェナントロリン;2,2′−ジチオビス
（ピリジン−Ｎ−オキシド）;4,4′−ジメチル−2,2′
−ジピリジル；フェニル−２−ピリジルケトキシム；及
び2,2′:6′,2″−テルピリジン）は、誘引剤及び増強
剤として同時に機能する。

本発明の殺虫化合物は、ALA、誘引剤、増強剤、から
なるグループから選択された二又はそれ以上の化合物、
例えば、〔ALA＋一又は二以上の誘引剤〕、〔ALA＋一又
は二以上の増強剤〕、〔ALA＋一又は二以上の誘引剤＋
一又は二以上の増強剤〕、〔一又は二以上の誘引剤＋一
又は二以上の増強剤〕などがある。

この組成物は、以下のものを１又は２以上含む。適切
なキャリアー（例えばコロイダルマグネシウムアル
ミニウムシリケート、軽石、滑石、又はこれらの組合
わせ）；溶媒（例えば、水、0.45アセトン:0.45エタノ
ール:0.1ツイン80:9水（v/v/v/v）、0.45アセトン:0.45
メタノール:0.1ツイン80:9水（v/v/v/v）、水中の0.1−
１％のツイン80（v/v）、0.9ポリエチレングリコール
（PEG）:0.1ツイン80:9水（v/v/v）、0.1−0.7PEG:0.2
−0.8メタノール:0.1ツイン80:9水（v/v/v/v）、0.9メ
タノール:0.1ツイン80:9水（v/v/v）、0.45アセトン:0.
45エタノール:0.2ツイン80:0.9エチレングリコール:18
水（v/v/v/v）もしくはベンゼン、トルエン、キセノ
ン、灯油、２−メトキシエタノール、プロピレングリコ
ール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコール
ジエチルエーテル、ホルムアミド、メチルホルムアミ
ド、シクロヘキサン、イソホロンの一又は二以上、）；
緩衝剤（例えば、くえん酸）；湿潤剤（例えば、Ｎ−メ
チル−Ｎ−オレオイルトウル酸（oleoyltaurate）ナト
リウム、アルカリフェノキシポリオキシエチレンエ
タノール、アルファーオレフィンスルフォン酸ナトリ
ウム、イソプロピルナフタレンスルフォン酸ナトリウ
ム、ポリオキシエチル化植物油）；分散剤（例えば、リ
グニンスルフォン酸ナトリウム、ナフタレンスルフ
ォン酸−ホルムアルデヒド濃縮物のナトリウム塩、ヒド
ロキシエーテルセルロース）；消泡剤（例えば、シリ
コーン）；吐剤（emetic）（例えば、トリポリ燐酸ナト
リウム、ピロ燐酸テトラカリウム、アレコティン、アポ
モルフィン、硫酸銅）；悪臭剤（stench）（例えば、ピ
リジン）；浸透剤；表面活性剤；乳化剤；補助薬；除草
剤；及び一又は二以上の他の公知の殺虫剤。

この組成物は、殺虫調整品に適用される従来の任意の
方法で調整することができる。例えば、当業者に知られ
ている手順にもとづいて、内部系用の昆虫飲食物中の成
分として、又は外部毒用の溶液、懸濁物、エマルジョ
ン、流動可能な濃縮物、乳化可能な濃縮物、ゲル、糊、
泡沫、クリーム、アエロゾル、湿潤可能な粉末、ダス
ト、分散可能な顆粒等が用いられる。調製に当たっては
標的昆虫により作用する成分の一つを適当量配合する。
局部的に使用のためには、組成物は、好ましくは、溶
液、懸濁物、エマルジョン、アエロゾール、流動可能な
又は乳化可能な濃縮物、又は湿潤可能な粉末がよい。無
論、局所的使用のための調製は、活性成分が昆虫の組織
を浸透し、テトラピロール合成の位置に移動するもので
なければならない。

活性な成分を上述の一又はそれ以上の活性な又は不活
性な化合物又は組成物と組合せる場合は、最終組成物の
安定性が損なわれないという条件の下で、室温又はそれ
以上若しくはそれ以下の温度で行なうことができる。組
成物がALAの場合は、その温度は好ましくは約４〜約75
℃である。

本発明の殺虫剤組成物が水溶液の場合は、活性成分の
安定性又は溶解性が効率を損なう方向に影響されないと
いう条件の下で、pHは活性成分の等電位又はそれ以上若
しくはそれ以下に設定できる。しかし殺虫剤組成物がAL
Aのときは、pHは約３〜約８に調節するのが好ましい。

殺虫剤組成物をつくるため２又はそれ以上の成分を組
合せる場合は、これらを好ましくは組成物全体で均一な
濃度が達成されるように組合せるのがよい。これは撹
拌、ミキシング、ブレンディングなどで行なうことがで
きる。

本発明の殺虫剤組成物が活性成分だけからなる場合
は、均一な適用ができるようにこの成分を注意深く調製
しなければならない。これは、活性成分が固体の場合
は、微細な粉末にすれば達成される。そのような単一成
分が液体の場合は、当業者によく知られた方法で適温下
で微細な霧又は煙状にすることができる。経口又は外部
局所投与用の組成物が溶液の場合は、都合のよいこと
に、これらは約２〜約50mMのALA及び約0.1〜約50mMの誘
因剤又は増強剤をつくる。

本発明方法によれば、殺されるべき昆虫は、ALA及び
／又はALAの誘引剤及び／またはALAのテトラピロールへ
の転換を増強する増強剤を備えた殺虫組成物と接触す
る。本発明の殺虫組成物は、原則的に、例えばダスト、
浸漬、ディプ、スプレー、ミスト、又はフォグとして、
テトラピロールの致死内部レベルを達成するに十分な量
を用いて達成される。毒として適用される殺虫組成物の
量は、選択される特定の活性成分に依存して異なる。し
かし、一般には、１エーカー当り約0.25−21b ALAから
約0.1−1.5 1b ALA供給するのが十分な量である。最適
な適用割合を決定する手段は、当業者の範囲内である。

また、本発明の殺虫組成物は、殺される昆虫が摂取す
る餌、又は他の食物、飲食物を媒介して管理することが
できる。同様に、管理される殺虫組成物の量は、選択さ
れる特定の活性成分に因って変わるが、一般には、体重
1mg当り約10ngから約５μg ALA及び／又は約1ngから約
５μｇの誘引剤又は増強剤がよい。

昆虫が暗闇メカニズムを介在して殺されるのであるな
らば、昆虫を処理して、光の暴露から遮断して、テトラ
ピロールの蓄積が最大となるようにする。昆虫は、任意
の公知の方法で遮断することができる。例えば、昆虫が
見出されるグランドや領域を布、黒い紙又は箔で遮断す
る。野外では、暗くする企だての時期を提供するための
理想的な方法は、昆虫が休む期間を選択して、殺虫組成
物を少なくとも１時間暗い時若しくは夜に適用すること
である。テトラピロールの蓄積を促進するために、暗闇
は、全く光がないことを必要とはしない。しかしむしろ
380−700nmの波長の光が実質的にないことが必要であ
る。好ましくは、昆虫を１乃至20時間暗闇に保持するの
がよい。１乃至８時間は特に好適である。無論多くの昆
虫は、自然に暗い環境を好み、殺虫組成物と接触させた
後、これらを光から遮断するために特別な工程をとる必
要はない。

昆虫が光のメカニズムによって殺される場合、殺虫剤
組成物が適用され、又は投入される。そして昆虫は、同
時に又は順次約5ft.またはそれ以上のキャンドルの光に
波長約380−700nmに暴露する。光は、任意の利用可能な
光源により供給できる。例えば、白熱ランプ、メタルハ
ライドランプ、サンランプ、又はクールホワイト、螢光
バルブなどが適用できる。野外では、無論、好適な光源
は、太陽の光である。昆虫は、多くの不飽和膜リポプロ
テインを酸化させるに十分な期間光にさらされる。この
期間は、約２分から３日が好適である。

本発明で処理される昆虫は、卵、幼虫、成虫の段階で
適切になされる。幼虫では、脱皮と脱皮の中間形態
（令）の段階によって処理の感染しやすさが異なる。後
半の令の幼虫は、初期又は中間期の令にくらべて、この
処理に比較的より感染しやすい。従って、処理される幼
虫の母集団の多数のものの発達段階に応じて投入量を変
える必要がある。

殺虫活性は、肌の色の変化で示され、これは乾燥、死
につながるものである。

本発明は、以下にしめす実施例（ただしこれに限定さ
れない）によって更に理解さる。先に及び以下に使用さ
れるように、別の表現をしていない限り、全ての温度及
び温度範囲は、℃で示され、外気及び室温は約20−25℃
である。パーセント又は％は、重量％を示し、モルはグ
ラムモルを示す。「有意義レベル」は、相関係数（ｒ）
が等しいか零の母集団に対する確率をいい、サイズｎの
試料を取り出し、所定の試料に対して報告されたｒの計
算値と等しいか、若しくはこれを越える相関係数に対し
ていわれる。略後「n.s.」は「有意義でない」ことをい
う。

実施例１トリコプルシア二幼虫が飼育された食物の色素トリコプルシアニ（ハブナー）（Trichoplusiani,H
ubner）の卵（キャベツのしゃくとり虫、米国で野菜の
作物中の最も大規模な害虫である）をコロンビア、ミズ
リー大学の昆虫局、USDA昆虫生物制御研究所のパウラ
ピータース氏から得た。この幼虫、さなぎ、及び成虫の
蛾をパーシバルモデルＩ−60培養器（パーシバルMfg.株
式会社、ブーネ、ロワ50036）で、25℃、75％相対湿
度、一日14時間の光と10時間の暗闇での養生により培養
した。幼虫を、ワルドバウエル、G.P.、R.W.コーエン及
びS.フリードマン著、クレイトレイクスエントモル
（1984）17:114に記載された人工的な食物上に維持し
た。20〜30の幼虫を清浄なプラスチック縁を持つ８オン
スの紙容器内で夫々培養した（オーガスタ、GAのリリー
チューリップ（株）から購入）。コロニー内で遺伝学的
なシフトが生じるのを避けるために、夏には、カルチャ
ー内に野生のものを入れた。細菌による病気の発生を最
少とするために、各世代の卵とさなぎを表面−殺菌消毒
した。

黄色がかった緑色のアルファルファ食物を含む食糧で
養育されたＴ．ni幼虫は、黄色がかった緑色を獲得し、
一方アルファルファ食物のない食糧で養育されたＴ．ni
幼虫は、視覚的に色素がない。この為、食物に内生する
色素内容物について、化学的な処理によりテトラピロー
ルの誘引を研究するための予備的な段階として調査され
た。

アルファルファ食物を含む食糧の黄色がかった緑色
は、代表的にはフェオス（Mg原子が取れたChls）及びフ
ェオバイズ（Mg原子が取れたChlides）の黄色がかった
緑色である。このことは、77゜Kスペクトル螢光光度計
によって確認された。食物のグラム量は6mlアセトン:0.
1N NH₄OH（9:1v/v）内で均一化され、この結果得られ
る各種色素を含む水溶性アセトン抽出物については、39
000g、10分、０℃の遠心分離によりポプロテイン及び細
胞残骸を一掃した。Chls及びPheosのようなアポーラー
色素は、ヘキサンでの抽出により水溶性アセトン溶液か
ら除去された。よりポーラーのジ及びモノカルボキシル
基の色素（Proto,Mg−Proto,PChlides,Chlides及びPheo
sなど）は、ヘキサンで抽出された水溶性アセトン留分
内に残された。クロロピラス色素を含むヘキサン抽出物
の少量を、窒素ガスの下で乾燥した。そして残りはChls
とPheos量をスペクトル螢光光度計で決定するために、8
0％アセトンに溶解した。この方法は、バザーズ法、M.
B.及びC.A.リバイズ、ホトケムホトバイオル（1987）
30:709によった。

螢光スペクトルは、十分修正されたホトン計測スペク
トル螢光光度計、モデルSLM 8000DS、（レバイツ、C.
A.,A.モンタザーツホール、H.J,ホープン及びS.M.ウ
ー、エンジムミクロブテクノル（1984）6:390に記
載されている）により記録された。励起は400,420,440n
mであった。吸収スペクトルは、アミンミコモデルDW−
２二重波長スペクトル光メータ（トラベノルラボラト
リーズ（株）、シルバースプリングス、MD 20910）上の
2nmのスリット幅で記録された。比較参照体は、それぞ
れMV Chl ａ及びbbから調整されたMV Pheo ａ及びｂで
あった（バザーズ、M.B.及びC.A.リバイズ、ホトケム
ホトバイオル（1970:709に記載されている）。その結果
を表１に示す。

400及び450nm間のアポラ抽出のエーテルグラスの連続
的な励起により、最大655及び666−667nmの二つのChl状
放射帯が誘導された（表1:C1,2）。655nmの放射帯のソ
レット励起スペクトルは、最大440nm（大きな最大）及
び450nm（小さな最大）の分裂したソレット励起を示し
た（表1:C1）。これらの放射及び励起マキシマは、認証
されたMV Pheo ｂ（E440＞E450F656）を示した（表1:
A）。この内容物「E440＞450」は、エーテル中で77゜K
でMV Pheo ｂの分裂してソレット励起マキシマに関す
る。一方、「F656」は、656nmでのMV Pheo ｂの最大螢
光放射に関する。この（E440＞E450F656）螢光帯は、従
って、MV Pheo ｂと同定される。少量のMV Chl ｂもま
た存在する。

666nmのエミッション帯のソレット励起スペクトル
は、最大414nmで一重項の励起が示され、認証されたMV
Pheo ａが示された（表1:C １−４）。この（F41466
6）螢光性化合物は、従って、MV Pheo ａと同定され
た。

ポーラー部分のスペクトル螢光光度計特性は、アポー
ラー部分のそれと大変近似している。しかし、（E440＞
E450F655）及び（E414F666−667）化合物は、ヘキサン
で区割するにはポーラーすぎ、水溶性アセトン残留物内
に残った。これらは、それぞれMV Pheobide ｂ及びMV P
heobide ａと同定された。Pheobideは、Pheosと同じ電
気的分光特性を持っている。しかし、マクロサイクルの
位置７でアルコールの長鎖が切れているので、よりポー
ラーである。マクロサイクルの位置６及び７でのエステ
ル化によっては、電気的吸収及びテトラピロールの螢光
特性に関して影響がないことが知られている（例えば、
ベランジャ、F.C.及びC.A.リバイズ、J.ボイル、ケム
（1982）257:1360）。

Proto,Mg−Protos,PChlides,Chlides及びPheobides
は、ヘキサンで抽出されたアセトンポーラ留分について
スペクトル螢光光度系で決定される（リバイズ、C.A.、
J.R.マテイス、B.B.スミス、C.C.リバイズ、及びD.F.デ
イトン、アーチ、バイオケム、バイオヒロソフィ（197
5）171:549及びバザーズ、M.B.及びC.A.リバイズ、ホト
ミカル、ホトバイオロジー（1979）30:709、による）。
結果は、表２に示す。

ここで、「食糧＋A.M.」＝アルファルファ食物を含む
食糧、及び「食糧−A.M.」＝アルファルファ食物を含ま
ない食糧を示す。

アルファルファ食物含有食糧中のMV Pheobide ａ及び
ｂの量は、表2:Aに示されている。アルファルファ食物
のない食糧は、クロロフィラス色素を単に痕跡量しか含
まれなかった（表2:B）。

実施例II T.ni.の色素むらさきうまごやしを含む飼料と含まない飼料で育て
た５回目の中間形態にあるT.niの幼虫を乳鉢と乳棒又は
ブリンクマンPT10/35ホモゲナイザ（ブリンクマン器械
社、ウエストベリ、NY11590）を用い組織1g当り6mlの溶
媒（アセトンと0.1NのNH₄OHを9:1の容量比で混合したも
の）で完全に均一にしたところ、実施例Ｉと同じように
極性と非極性の色素が抽出された。結果を第III表に示
す。

上表において、「T.ni＋A.M.」はむらさきうまごやし
を含む飼料で育てた幼虫を、「T.ni−A.M.」はむらさき
うまごやしを含まない飼料で育てた幼虫を意味する。

MVフェオビド（pheobide）ａとｂに加えて相当量のMV
フェオ（pheo）ａとｂを含むうまごやし飼料と比較し
て、T.niは少量のフェオしか含まなかった。その量は飼
料ごとに異なる（第III表:A;下記第IV表も参照）。幼虫
に蓄積された色素は極性で主にMVフェオホルビド（pheo
phorbide）ａとMVフェオホルビドｂからなる（第Ｉ表:
E;第III表:A）。他方、むらさきうまごやしを含まない
飼料で育てた幼虫はごく少量のクロロフィル色素しか含
まなかった（第III表:B）。

色素が蓄積する場所を探求するため、むらさきうまご
やしを含む飼料で育てられた５回目の中間形態にあるT.
niの幼虫の皮膚、血リンパ及び内部組織を分離し、色素
の顔料を分析した。血リンパは、むらさきうまごやしを
含む飼料と含まない飼料で育てられた幼虫それぞれ９な
いし10匹の腹部の続きにある心室上部の皮膚を穏やかに
貫通することによって採取した。採取された血リンパは
22番注射器で吸取り、直ちに冷アセトンと0.1NのNH₄OH
を9:1の容量比で混合した溶液中に押出した。血リンパ
を収集した後、幼虫は液体窒素で凍結し、次いで鋭利な
メスで皮膚に縦に裂け目を入れる前に、部分的に氷解さ
せた。次いで氷解させた皮膚（即ち昆虫の外皮）を未だ
凍結されている内部組織から注意深く引き剥がした。皮
膚は、氷を解かして蒸溜した水でさらに洗浄した。他方
内部組織は、冷アセトンと0.1NのNH₄OHを9:1の容量比で
混合した溶液中に安置した。皮膚は蒸溜水で３度洗浄
し、次いで均一化のため冷アセトンと0.1NのNH₄OHを9:1
の容量比で混合した溶液中に安置した。血リンパ、内部
組織及び外皮は、乳鉢と乳棒を用いて、冷アセトンと0.
1NのNH₄OHを9:1の容量比で混合した溶液中で均一化し、
実施例Ｉの手順に従って抽出した。結果を第IV表に示
す。

第IV表から分るように、ほとんどの色素は内部組織に
蓄積している。そして血リンパと外皮にも少量の色素が
検出された。

実施例III δ−アミノレブリン酸と2,2′−ジピリジルで飼育した
T.niにおけるプロトポルフィリンIXの蓄積飼料の塊（2.5×1.5×1cm）と３回目の中間形態にあ
る20〜30匹のT.niの幼虫を８オンスの紙容器（直径9c
m）に入れた。次いでアセトン：エチルアルコール:Twee
n 80:水（容量比で0.45:0.45:0.1:9）の混合液に40mMの
ALAと30mMの2,2′−DPを混合したものを0.35ml加えpHを
3.5に調節してこの容器に噴霧した。上述の溶液は液径
約50μの微細な噴霧にして容器に吹きかけた。これは１
エーカー当り約40ガロンの噴霧量に相当する。この処理
は４回繰返した。噴霧した容器には透明なプラスチック
のふたをした。処理した幼虫は次いで実施例IIと同様の
抽出を行なう前に、一昼夜（17時間、通常午後４時から
翌日の午前９時まで）28℃の暗所でふ化させた。結果を
第Ｖ表に示す。

溶媒だけを噴霧した比較例の幼虫の色素特性は第Ｉ表
のＥ及び第III表のＡのそれと同じであったが、ALA＋2,
2′−DPで処理した幼虫の色素特性はこれと大きく異な
っている。ヘキサンから抽出した水性アセトン分画のMV
フェオビドａとｂの螢光は、室温での631nmにおける放
射極大及び405nmにおけるソーレー励起極大の螢光によ
って完全にぼかされてしまった。この螢光特性はヘキサ
ンから抽出した水性アセトンに溶解している純粋のDVプ
ロトのそれと同じであった（第１図：（ａ）比較例の幼
虫のヘキサンから抽出したアセトン抽出物;MVフェオａ
のそれの674nmにおける放出ピーク；（ｂ）処理した幼
虫の抽出物；（ｃ）ヘキサンから抽出したアセトン中の
純粋のDVプロト）。蓄積した色素の性質の確認は、80％
のアセトン中における吸収スペクトルをウロポルフィリ
ンオクタメチルエステル、コプロポルフィリン、DVプロ
ト、及びDVMg−プロト（ポルフィリン生成物、Logan,U
T）のそれと比較して行なった。第Ｖ表に示すように、
T.niの80％アセトンによる抽出物は、室温において純粋
のDVプロトと同じ吸収スペクトルを示した。エーテル中
に移動させた後も、色素は77Kにおいて純粋のプロトと
同じ螢光放射とソーレー励起極大（それぞれ629と409nm
における）を示した。Mgを色素に含ませたところ（F.C.
ベランガーとC.A.レベイツ「生物化学ジャーナル」（19
82）257,1360の記載による）、77Kのエーテル中におい
て純粋のMg−プロトと同じ螢光放射と励起極大を示した
（第Ｖ表）。これらの経過は、ALAと2,2′−DPで処理し
たT.niの幼虫はDVプロトを生合成し蓄積することを示し
ている。

実施例IV ALA＋2,2′−DP処理の殺虫効果 ALA＋2,2′−DP処理と色素の蓄積と殺虫効果の関係を
調べるため、３回目の中間形態にあるT.niの幼虫に40mM
のALAと30mMの2,2′−DPをpH3.5にして噴霧し、実施例I
IIにあるように28℃の暗所に一晩（17時間）置いてふ化
させた。翌朝幼虫死亡率を観察するため、３つの試料群
を25℃の温室において、14時間明所に、そして10時間暗
所に放置した。４つ目の試料群は比較例にし（溶媒だけ
を噴霧）、比較例と処理済みの試料群を色素の定量分析
のため、実施例IIと同じように抽出した、幼虫死亡率は
処理済の試料群と比較例の試料群の間で毎日、生存幼虫
数を比較することによって求めた。タンパク質は、内部
組織のホモジネートの遠心分離によって沈澱したアセト
ンに不溶な残留物を蒸溜水中でガラス製の粉砕器で懸濁
させて定量分析した。タンパク質の全量は、C.A.レベイ
ツとP.A.カステルフランコ「植物生理学」（1965）40,2
81にある方法に従って脱脂質化した後、少量の懸濁液を
用いてビュレットで定量した。結果を第VI表に示す。

上表で「幼虫死亡率」は第４回目の露光サイクルの初
め、即ち温室での３日目における死亡率（％）を差す。
また「変化量」は、噴霧後17時間暗所でふ化した後のAL
A＋3,2′−DPで処理した幼虫と比較例の幼虫における色
素含量の差を示す。

ALA＋2,2′−DP処理は、プロトの大量蓄積と高い幼虫
死亡率をもたらした。また幼虫死亡率はプロトの蓄積と
高い相関を示した（第VI表）。幼虫はほとんど第１の露
光サイクル中に死亡している。露光後数分から数時間の
後に、幼虫は体液の欠乏のため、動きがのろくなり、体
がぐちゃぐちゃしてきた。そしてさらに乾燥させると死
亡した。

プロトが蓄積する箇所を調べるため、ALA＋2,2′−DP
で処理した５回目の中間形態にある幼虫の外皮、血リン
パ及び内部組織を分けて、実施例IIと同じように色素の
含量を分析した。血リンパ中でタンパク質１単位当り約
59％のプロト蓄積が観察された。同様に内部組織中では
35％、外皮中では６％のプロト蓄積が観察された。

実施例Ｖプロトポルホリン蓄積の幼虫死亡率と暗所と明所におけ
る体重変化に対する影響実験の最中、ALA＋2,2′−DPで処理した幼虫は、明所
だけでなく暗所でも死亡するのが観察された。ALA＋2,
2′−DPで処理した幼虫の死亡が光合成現象によるもの
かどうかを観るため、３回目の中間形態にあるT.ni幼虫
に溶媒だけを噴霧した試料群と、実施例IIIと同じよう
にpH3.5に調節した40mM ALA＋30mM 2,2′−DP溶液を噴
霧した試料群を用意した。次いで噴霧した幼虫を28℃で
17時間暗所に置きふ化させることによって一晩プロトを
蓄積させた。翌朝何匹かの幼虫を実施例IIと同様の色素
抽出の前に、温室内で0,3,又は６時間露光した。同じ露
光処理をした２つの試料群を、実施例Ｖと同じように平
均幼虫死亡率をモニターする前に、それぞれ48,45及び4
2時間暗所に戻した。さらに、生存した幼虫の処理に依
存する障害を評価するため、温室内で３日露光処理を繰
返した後体重を測定した。２つの実験の結果を第VII表
に示す。

幼虫をALA＋2,2′−DPで処理したところプロトが蓄積
した。露光（第VII表:A2,B2）前の、噴霧後17時間の暗
所ふ化の終わりにおいては、処理した幼虫についてもか
なりの死亡が認められた。暗所でのふ化を続けると、さ
らに死亡率が増加した。この原因による死亡率をここで
は暗所死亡率と呼ぶ。暗所に放置後も生存した幼虫は、
体重の減少がみられなかった（第VII表:A1,2;B1,2）。
これらの結果は、ALA＋2,2′−DP処理によるプロトの蓄
積は、暗所での幼虫死亡を伴うことを示している。

噴霧後17時間の暗所ふ化でプロトを蓄積した幼虫を３
又は６時間露光したところ、蓄積したプロト（第VII表:
A2−4,B2−４）が分解し消失した。45及び42時間の暗所
での放置に戻す前に３又は６時間露光処理した幼虫の死
亡率は、暗所死亡率（第VII表:A2−4,B2−４）を上回っ
た。この原因による死亡率をここでは暗所死亡率と呼
ぶ。この死亡率は露光時間（第VII表：第６欄）と有意
な相関を示した。さらに、露光処理下でも生存した幼虫
は、溶媒だけを噴霧した未処理の比較例（第VII表，第
７欄）に比べ、体重の増加の抑制において有意性を示し
た。処理後の露光時間と体重増加の抑制との相関も、高
い有意性を示した（第VII表，第７欄）。

これらの結果は、暗所死亡率だけでなく、プロトの蓄
積も暗所死亡又は光合成死亡をもたらすことを示してい
る。さらに、蓄積したプロトも露光中に光分解して消失
する。

実施例VI T.niにおけるプロトポルフィリン蓄積および幼虫死に関
するALAと2,2′−DPとの相乗効果実施例IIIと同様に処理し、実施例IIと同様の方法で
検定した３中齢のT. niについて、プロトポリフィリン蓄
積（Proto accumulation）および幼虫死に対するALAお
よび2,2′−DPの相対的効果を第VIII表Ａに記載した。

デルタ−アミノレブリン酸単独処理の場合、プロトポ
ルフィリン蓄積レベルは低く、かつ幼虫死は少なかった
（第VIII表A2参照）、ALA無添加の2,2′−ジピリジル
は、プロトポルフィリン蓄積および幼虫死を起こすとい
う点において、ALA単独処理の場合よりも効果があった
（第VIII表A2および３参照）。すなわち、ALA無添加の
場合、2,2′−DPはプロトポルフィリン蓄積の誘導剤と
して作用した。結局、T.ni幼虫を処理するとき、ALAと
2,2′−DPが共に用いられた場合、この二つの化学物質
の相乗効果が現われた。ALAと2,2′−DPが共に用いられ
た場合、プロトポルフィリン蓄積量（80.4nmol）および
幼虫死亡率（90％）は、ALAと2,2′−DPをそれぞれ単独
で用いて処理した場合のプロトポルフィリン蓄積量の合
計および幼虫死亡率の合計〔すなわち、プロトポルフィ
リン蓄積量（2.5＋15.5＝18nmol）および幼虫死亡率（2
6＋41＝67％）〕をはるかに越えていた（第VIII表A2な
いし４参照）。

実施例VII 2,2′−ジピリジルによる、ALAのプロトポルフィリンへ
の転換の増強誘導特性に加えて、2,2′−DPが第VIII表Ａで示唆さ
れているような増強化特性を示すかどうかを調べるため
に、様々な量のALAを添加してプロトポルフィリン蓄積
およびこれに伴う幼虫死に関する作用を調べた。実施例
IIIと同様に３中齢の幼虫を散布し、実施例IIと同様の
方法で検定した。高濃度（30mM）および中濃度（15mM）
では、2,2′−DPは、誘導特性に加えて増強特性をも示
した。2,2′−DPのプロトポルフィリン誘導特性は、ALA
添加がないときのプロトポルフィリン蓄積量の増加、お
よびこれに伴う幼虫死により証明することができる（第
VIII表B2およびC2参照）。2,2′−DPの増強特性は、外
因性ALAのプロトポルフィリンへの転換が主に改善され
た結果、ALA＋2,2′−DPによって処理された幼虫のプロ
トポルフィリン蓄積および幼虫死が、2,2′−DP単独処
理の場合よりも多く、劇的に増加するということにより
証明された（第VIII表B3ないし５、C3ないし５参照）。
最後に、2,2′−DPの活性化特性の2,2′−DP濃度に対す
る依存性を第VIII表Ｄに記載した。

概して言えば、前記の結果は、ALAの添加がない場
合、2,2′−DPはプロトポルフィリン蓄積の誘導剤とし
て作用し、外因性ALAが存在する場合はALAのプロトポル
フィリンへの転換増強剤として作用することを示してい
る。このように、2,2′−DPはテトラピロール生合成の
誘導剤であり増強剤でもある。

実施例VIII ALA＋2,2′−DP依存性プロトポルフィリン蓄積量とT.ni
の幼虫死亡率に対するpH効果デルタ−アミノレブリン酸は双性イオンである。すな
わち、その実効電荷はpHの関数である。デルタ−アミノ
レブリン酸の等電点はpH6.47であるので、pHが6.47より
小さい場合、デルタ−アミノレブリン酸は正に帯電し、
pHが6.47より大きい場合は負に帯電する。双性イオンの
生体組織への移行はイオンの実効電荷強度に影響するの
で、処理される幼虫へのALAおよび2,2′−DPの移行に関
するこのパラメーターの影響を調べた。T.niの幼虫への
ALAおよび2,2′−DPの移行範囲は、プロトポルフィリン
蓄積量の範囲および幼虫死亡率の範囲から推測された。

それぞれpH3.5,pH5.5（ALAは正に帯電）およびpH7.5
（ALAは負に帯電）である2,2′−DP（30mM）＋ALA（40m
M）溶液を用い、３虫齢のＴ．ni幼虫を実施例IIIと同様
の手順により散布した。通例の如く、溶媒のみで幼虫を
散布し、これをコントロールとした。散布後17時間に渡
る遮光でのインキュベーション終了後、実施例IIの手順
によるプロトポルフィリン試験のために幼虫の一部を取
出した。一方、複製標本（duplicate samples）を温室
内で光にさらした。幼虫死は温室内で３日後に決定し
た。この結果を第IX表に示す。

第IX表に示した通り、処理された幼虫によって、すべ
てのpH値においてかなりの量のプロトポルフィリンが生
成されていた。幼虫死亡率もすべてのpHで実質的に観察
された。pH3.5からpH7.5のあいだでは、プロトポルフィ
リン蓄積量も幼虫死亡率もpHと相関関係を示さなかっ
た。概して言えば、これらの結果は、pH3.5ないし7.5の
範囲内では、Ｔ．niの幼虫へのALA＋2,2′−DPの移行お
よび引を続いて行なわれる幼虫によるALAのプロトポル
フォリンへの転換は、厳密にはpH値に依存しないことを
示している。

実施例９ ALA＋2,2′−DPで処理されたT.niにおける幼虫死の幼虫
齢依存性 ALA＋2,2−DPで処理されたＴ．niにおける幼虫死の幼
虫齢依存性を調べた。初齢、二齢、三齢、四齢のＴ．ni
幼虫を実施例３と同様に、pH3.5で40mM ALA＋30mM 2,
2′−DPで処理した。この処理した幼虫と、対照の幼虫
とを遮光状態で、17時間インキュベートした後、温室で
光の下にさらした。温室に出して３日後に幼虫の死を調
べた。結果を第10表に示す。

第10表は、Ｔ．niのALA＋2,2′−DP処理に対する感受
性が幼中齢に反比例することを示している。すなわち、
若い初齢の幼虫は感受性が最も高く、成熟した四齢の幼
虫は感受性が最も低い。

ALA＋2,2′−DP処理に対する感受性が、個々の幼虫齢
内の、初期、中期、後期の段階に関係するのかどうか決
定するために、三齢、四齢のＴ．ni幼虫のそれぞれにつ
いて、初期、中期、後期の段階のものを、上記と同様に
ALA＋2,2′−DP処理した。結果を第11表に示す。

これらの結果より、ある幼虫齢では、後期が最も感受
性が強く、次に初期、中期の順になることがわかる。こ
のことは言替えれば、幼虫はアポリシス（クチクラが表
皮組織から分離すること）に近ずけば近ずくほど、ALA
＋2,2′−DP処理に対して感受性が高くなると言える。
いずれの幼虫齢においても、中期、初期、後期それぞれ
について、1,2,3のランク付がされているが、１は最も
低い感受性を示し、３は最も高い感受性を示している。
三齢と四齢の感受性における統計上の差を無くすために
（第10表参照）すべての実験の幼虫死割合を同一値に標
準化した。すなわち、すべての幼虫齢の後期の幼虫死割
合を100とした（第11表の右端欄）。このようにして、
幼虫齢に関係なく、幼虫死割合と幼虫齢の初期、中期、
後期との関係を確めることが可能となった。第11表に明
らかなように、ALA＋2,2′−DP処理に対して幼虫齢の初
期および中期段階が後期に比べて感受性が低いという関
係は非常に重要であった。最大の感受性を示す時期は、
幼虫が静止期に入り古いクチクラの下で新しいクチクラ
が次の脱皮のために活性に合成される時期と一致する。

実施例10 幼虫種、ALA＋2,2′−DP依存性プロト蓄積および幼虫死
の関係 ALA＋2,2′−DP依存性プロト蓄積と幼虫死との関係が
すべての混虫の幼虫に共通の現象なのか、ある特定の昆
虫の幼虫にだけ当てはまるのかを決定するために、種々
の幼虫種についてALA＋2,2′−DP処理に対しての反応が
研究された。Urbana−Campaignにあるイリノイ大学の昆
虫学部門の、Gilbert Waldbauer博士より提供された、
卵からとうもろこし蝕い虫Heliothiszea（Boddie）（Le
pidoptera:Noctuidae）のコロニーを成長させた。その
幼虫は、上記Ｔ．niと同じ餌が与えられた。Ｈ．zeaに
実施例３と同様に殺虫液をかけた。しかし、Ｔ．niと違
ってＨ．zeaは共食性であるため、異なった取扱いが必
要であった。長さ1cmの25匹の幼虫（三齢と四齢の混
合）をそれぞれ立方体の餌とともに、25区画に分れたプ
ラスチックトレー（Bioserve,Inc.製Frenchtown,NJ 088
25）の１区画に（３×５×1.5cm）に１匹ずつ入れた。
この幼虫をそれぞれ前記１区画に閉じこめるため、プラ
スチックトレーにガラスプレートでカバーをした。その
ガラスプレートは、スプレーする前に取除き、スプレー
後直ちに元に戻した。殺虫方法は上記したＴ．ni幼虫と
同様にした。プラスチックトレーはスプレー後ガラスプ
レートでカバーした後、25℃の遮光状態で17時間置い
た。結果を第12表に示す。

大量のプロト蓄積を引起こし、Ｔ．niの有意な幼虫死
（第６−９表）を招く40mM ALA＋30mM 2,2′−DP処理
は、Ｈ．zeaには低いプロト蓄積しか引起こさない結果
となった。幼虫死もまたＴ．ni幼虫より低いものとなっ
た（第12表）。ALA＋2,2′−DP処理により、Ｔ．ni幼虫
に比べＨ．zea幼虫が低いプロト蓄積を示すと同時に、
低い幼虫死を示すのは、昆虫の内部組織における、応用
化学に言う転座の違いによるものか、両者のポリフェリ
ンヘム経路の調整における、さらに基本的な生化学的違
いによるものかは、現在のところ分っていない。

Ｔ．ni幼虫のALA＋2,2′−DP処理においては、血リン
パ中に多くのプロト蓄積が生じた。このことは言替えれ
ば、標的部位に適当なALAと2,2′−DPの転座が生じたこ
とを示している。Ｈ．zeaの内部組織において、これら
の化学的転座が生じているのかどうかは分っていない。

これらのことから、幼虫種のいくつかは他の種に比べ
て、ALA＋2,2′−DP処理に対して感受性が高いことがわ
かった。有益な昆虫を殺さず、有害な昆虫だけを殺せる
のは非常に望ましいので、種特異的ポルフィリン殺虫剤
の開発を目指して、各種昆虫のポルフィリン殺虫剤に対
する感受性の違いが研究された。

実施例11 殺虫後遮光インキュベート期間を設けないALA＋2,2′−
DP処理の有効性二齢のＴ．ni幼虫にALA＋2,2′−DPをスプレー後、温
室で光にさらす前に遮光状態で17時間インキュベートし
た（dark−spray）。同様の幼虫を14時間光の下−10時
間遮光状態とする光周期の始めに温室内でALA＋2,2′−
DPをスプレーした。（light spray）４実験の結果を第1
3表に示した。

light sprayはdark sprayに比べて幼虫死をより多く
引起こした。これらの結果は米国特許出願895,529.に見
られる明暗光動力を利用した除草剤処理に非常に良く似
ていた。

実施例12 誘導剤／抑制剤としての1,10−フェナンスロリン植物においてピロール４量体の特性を誘導又は抑制す
る薬品が、昆虫においても同様の特性を示すかどうかを
決定するために、植物において知られたピロール４量体
蓄積のいくつかの促進作用や誘導作用のＴ．ni幼虫にお
けるピロール４量体蓄積への影響を調べた。三齢のＴ．
ni幼虫に実施例３のALA＋2,2′−DPについて説明したの
と同様に、40mM ALA＋30mM 1,10′−PA溶液をスプレー
した。コントロールと処理済みの幼虫は実施例２と同様
に処理、実験された。実験結果を第14表に示す。

2,2′−DPについて見ると（第８表）、ピロール４量
体の誘導抑制特性が非常に強烈に示されていた。これは
ALAと1,10−PAを同時に使用した時に見られるプロト蓄
積に対する強力な共働作用と同様である。

プロトの大量蓄積に加えて、1,10−PAをALAの存在ま
たは非存在下で使用した結果、少量の亜鉛プロト蓄積形
成となった。亜鉛プロト蓄積と幼虫死との関係は非常に
重要である。言替えれば亜鉛プロト蓄積形成は、ともか
く幼虫死に強い関係があった。

亜鉛プロトが実際に酵素作用で形成されているかどう
かを決定するために、他の実験を行なった。例えば80％
のアセトンに溶かしたプロトに1,10−PAを加えて17時間
インキュベートしてみると、亜鉛プロトは形成されなか
った。他の実験は生存および死亡Ｔ．ni幼虫を第14表で
記載した通り正確に、40mM ALA＋30mM 1,1′−PAで処理
した。死亡幼虫はスプレー前に100℃で５分間煮沸して
殺したものである。結果を第15表に示す。

表から明らかなように、代謝活性を持っている生存幼
虫だけがプロトおよび亜鉛−プロト蓄積できた。要する
に、これらの結果は、処理された昆虫によるプロトおよ
び亜鉛−プロト形成は酵素活性によるものであること
を、はっきり示していた。

実施例13 餌によるALA＋1,10−PAの投薬散布地の状況によっては、殺虫剤をスプレーするより
経口投与した方が好ましい場合がある。ポリフィリン殺
虫剤を経口投与した時の効果を論証するために、以下の
実験を行なった。

第１の実験は立方体の餌（Waldbauerの培地）に、全
体として液体状の餌10mlに対して1.5mlの割合で殺虫剤
をスプレーした。３分の１の量を一度にスプレーした。
その後立方体の餌は乾燥状態に起き、以上のプロセスを
さらに２回繰返した。殺虫剤をスプレーしていない幼虫
と幼虫剤をスプレーした餌を暗所に17時間置いた。

一方、幼虫と餌を一緒に実施例３で示す通り正確にス
プレーした。結果を第16表に示す。

表に示すように、餌に対する薬品の使用はそれだけ
で、昆虫と餌の両方にスプレーするのと同様に幼虫死を
効果的に引起こした。さらに薬品処理した餌の摂取によ
る幼虫死は８分間光の下に置いている間に生じ、事実上
の死は当初２分以内に生じていることがわかった。

別の実験では、餌の中にALAと1,10−PAをそれぞれ16m
M,12mMの割合で混ぜた。そしてそれを37℃で５分間ブレ
ンダーにかけた。幼虫をその餌の上に置き、暗所で17時
間経過後、光にさらした。結果を第17表に示す。

さらに他の実験では、餌をオーブンで加熱し、57℃に
暖められた餌にALAと1,10−PAを添加した。その混合物
をソーバルオムニミキサー（Omni Co.International,CT
06706）で45秒間混合した。結果を第18表に示す。

第17表（２）と第18表（４）に見られるように、餌中
の薬品の混合は、非常に大量の幼虫死を招いた。２つの
薬品をスプレーした時（第15表対第８表）と同様の共働
作用がALAと1,10−PAの間にも見られた。要するに、以
上の結果は、ポルフィリン殺虫剤はスプレーにも経口投
与にも有効であることを示している。

実施例14 代替の誘導剤および／または増強剤の投与ワルドバウエル（Waldbauer）の培地を対流オーブン
中で57〜65℃に熱し、4mM ALAおよび種々の試験化合物
の１つ（3mM）と合せた。この混合物をソルバールオム
ニミキサー中で２分間ブレンドした。

上記のように、Ｔ．ni幼虫を処理した餌とともに暗中
で17時間置いた。暗期間の終点（露光前）および温室中
３日後にそれぞれ幼虫死を測定した。

ブランク（未処理）餌からなる対照を、試験した各化
合物について実施した。

結果を第19表に示す。

4mM ALA単独についての繰返し実験では、温室中３日
後の幼虫死は一貫して０ないし５％であった。したがっ
て、上記結果は、1,10−フェナントロリン、4,7−ジメ
チル−1,10フェナントロリン、４−メチル−1,10−フェ
ナントロリン、５−ニトロ−1,10−フェナントロリン、
5,6−ジメチル−1,10−フェナントロリン、4,7−ジフェ
ニル−1,10−フェナントロリン、５−クロロ−1,10−フ
ェナントロリン、3,4,7,8−テトラメチル−1,10−フェ
ナントロリン、2,2′−ジチオビス（ピリジンＮ−オキ
シド）、4,4′−ジメチル−2,2′−ジピリジル、フェニ
ル２−ピリジルケトキシムおよび2,2′:6′,2″−テル
ピリジンがALAの誘導剤および／または増強剤として機
能し、効果的な光活性殺虫剤であることを明瞭に示して
いる。

実施例15 ALAおよび1,10−フェナントロリンのマメストラブラシ
カエ（Mamestra brassicae）の幼虫に及ぼす効果 ALAおよび1,10−フェナントロリンからなる摂取され
た殺虫剤の効果を、アブラナ科植物の重要な害虫である
マメストラブラシカエの幼虫について試験した。

餌はステンレススチール製のボウル中でケンウッドキ
ッチンブレンダーを用いて以下のように調製した。

1. 脱イオン水1530ml、ひいたトウモロコシ（最大粒径
1mm）505g、ビール酵母135gおよびコムギ胚芽135gを室
温で温和した。

2. パラヒドロキシメチルベンゾエート5.4gを90℃でエ
タノール12mlに稀釈し、全12mlを上記工程（１）の混合
物に加えた。

3. 水1530mlを寒天72gおよび安息香酸6gと混和し、こ
の混合物を沸騰させた。混合物を70℃まで冷却させ、こ
れを上記工程（２）の混合物に加えた。

4. 上記工程（３）の混合物を40℃に冷却させ、酸化防
止剤としてアスコルビン酸18gを加えた。

5. こうして得た混合物をホモジナイズし、標準の餌と
して使用した。

処理した餌は、活性成分の適当量をエタノール中に溶
解し、この溶液1mlを脱イオン水9mlに加えることによっ
て調製した。得られた適当量の活性成分を含有するエタ
ノール：水（1:9v/v）溶液を、アスコルビン酸を加える
前の上記工程（３）の混合物に加えた。

M.ブラシカエのコロニーを標準の（未処理）餌上に大
量成長させた。幼虫が三齢に近づいたとき、20匹の幼虫
のバッチそれぞれを標準餌から活性成分を含む種々の試
験餌に切り替えた皿をアルミニウムフォイルに包み、幼
虫を16時間の暗期間中自由に食させた。しかる後、フォ
イルを除去し、幼虫を人工光（400ワット水銀上記ラン
プ、50cm）に曝露した。対照には未処理餌を食させた。
結果を第20表に示す。

露光の効果は劇的である。露光直後に処理昆虫はもだ
え苦しみ、死に始めた。100％の処理昆虫が２分以内に
死んだ。この実験は３回おこない、同一結果を得た。

実施例16 ALAおよび６−アミノニコチンアミドの成虫ブラテラジ
ャーマニカ（Blatella germanica）に対する効果 ALAおよび６−アミノニコチンアミドからなる摂取さ
れた殺虫剤の効果を家庭内害虫であるブラテラジャーマ
ニカ（ドイツゴキブリ）について試験した。

標準の餌は、ひいた穀物（トウモロコシ、コムギ、コ
メおよびふすま）、ショ糖、大豆蛋白、卵、ウイキョウ
エキス、実験室マウス用完全餌、および脱イオン水から
なるものであった。

処理した餌は、適当量の活性成分をエタノール中に溶
解し、このエタノール溶液１部を水19部と混和し、得ら
れた溶液1mlを餌5gに加えることによって調製した。使
用前に餌を乾燥させた。

B.ジャーマニカのコロニーを標準（未処理）餌で成虫
段階まで大量成長させた。フランスのマルセイユにおい
て11月の午後の初めに、10匹の雄成虫を試験餌の１つ
（5g）とともにペトリ皿に置いた。日中の残りの時間
（約3.5時間）、皿をベンチの上に置き、通常の室内光
（蛍光と日光）を受けさせた。皿をさらに通常の室内条
件（室内光および温度）の下にさらに４日間置き、通常
の家庭内条件をシミュレートした。これらを各夜のあい
だ自然の暗所に13時間曝露し、および各日中約11時間雰
囲気光に曝露した。対照の第４の皿には標準（未処理）
餌を与えた。死亡率は、各午後に測定した。結果を第21
表に示す。

これら結果は、６−アミノニコチネートがALAの効果
的な誘導剤および／または増強剤であり、この発明の殺
虫組成物が雰囲気光および暗所の通常の室内条件の下で
昆虫に対して効果的であることを明瞭に示している。

暗所および明所で幼虫死を引起こす、プロトと亜鉛−
プロトの昆虫内蓄積の化学的誘導は、新規な殺虫剤組成
物と方法を提供する。この現象をもたらすものを「ポル
フィリン殺虫剤」と名付ける。数時間、光の下では昆虫
内に、プロトと亜鉛−プロトの蓄積が見られない。これ
は米国特許出願895,529に見られる除草剤の光動力作用
に似ている。しかしながら、その除草剤による植物の損
害は光の下でのみ起こり、それは専ら光動力作用によっ
ている。さらに、最も損害を受けるピロール４量体はク
ロロフィル生物合成経路に関係するMg−ピロール４量体
であった。昆虫内では、クロロフィル生物合成をもたら
すピロール４量体生物合成経路のMg側鎖は機能的に作用
していないと思われる。ALAまたはALA＋2,2′−DP処理
されたＴ．ni幼虫においては、クロロフィル生物合成経
路のMgを含有する中間産物の生物合成は認められない。

それゆえ、幼虫の黄色味がかった緑色の色素であるク
ロロフィルは恐らくほとんど餌から摂取されたものであ
ろう（第2,3,4表）。しかし、すべての昆虫は酸化的燐
酸化において、電子を運ぶチトクロームを有している。
現在のところチトクロームのヘム部分はポルフィリン生
物合成経路を経てALAから合成されるプロトから形成さ
れると信じられているが、Ｔ．niによるプロトおよび亜
鉛プロトのALA依存性蓄積は、この説と十分に一致す
る。

植物において見られるのと反対に、Ｔ．ni幼虫におけ
るプロトの暗所蓄積は、暗所で幼虫死を伴う（第７
表）。光の下ではプロトが増強しているが、光動力作用
による損害にまではいたっていない。（第7,8表）。こ
の混乱は以下の２つの見解に基づくものである。

（ａ）光の下では大量のプロト蓄積は見られない、こ
とは恐らく合成されたプロトの安定的な光分解の結果と
思われる。

（ｂ） Light−sprays（スプレー後、プロトが蓄積す
る暗所でのインキュベート期間を含まない）はスプレー
後、プロトが蓄積する暗所でのインキュベート期間を含
むdark−spraysと同じ位、幼虫死に対して効果的であっ
た（第13表）。すなわちこれらの結果より、処理した昆
虫に光動力作用による損害を起こさせるのに必要なもの
は、遊離基側鎖の反応に影響を与えるのに充分なごく少
量のプロトの安定的な形成である。

殺虫剤工業の直面している主要な問題の１つは、昆虫
が驚くべき速さで、殺虫剤に対する耐性を獲得すること
である。これは多くの場合、昆虫の解毒作用を高めるあ
るいは、毒素の脂肪親和性を変え、その細胞膜を透水性
にしてしまう突然変異の結果としておこる。これは言替
えれば、新しく出現した殺虫剤の有効な寿命を短くし、
それらの経済的価値を下げるものである。本発明による
ポルフィリンヘム経路の化学的調節は、複数の代謝段階
を含むため、昆虫にとってはポルフィリン殺虫剤に対す
る耐性を獲得するのは難しいと確信する。たとえある種
の昆虫がピロール４量体蓄積を直ちに破壊することによ
って、ポルフィリン殺虫剤に対する耐性を獲得するのに
成功しても、そのことは、光の下での光動力作用による
損害に対する突然変異の昆虫を保護することにはならな
い。第７表および第13表に示されるように、光の下で、
プロトは恐らく形成されるときと、同じ位早く分解され
るが、微量のプロトの蓄積でも、幼虫に大きな損害を与
えることが可能である。さらに、プロトやチトクローム
合成の障害となる突然変異も同様に致命的である。

発明の要旨を変更しない範囲で、組成物の変更や応用
が可能であり、本発明は上記した実施例に限定されるも
のではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例及び比較例の螢光特性を示す
グラフ図である。

フロントページの続き (72)発明者キャロル・シー・リベイツアメリカ合衆国、イリノイ州 61801, アーバナ、ウエスト・ペンシルバニア 301 (56)参考文献特公昭40−13758（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A01N 37/44 ＣＡ（ＳＴＮ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】化合物であるデルタ−アミノレブリン酸お
よび該化合物を含有する殺虫剤用組成物。
【請求項２】請求項１に記載の殺虫剤用組成物であっ
て、前記デルタ−アミノレブリン酸またはこれを含有す
る組成物が、デルタ−アミノレブリン酸の誘発剤または
デルタ−アミノレブリン酸のテトラピロールへの変換増
強剤である１以上の化合物と組み合わされて用いられる
殺虫剤用組成物。
【請求項３】請求項１または２に記載の殺虫剤用組成物
であって、前記デルタ−アミノレブリン酸は、0.4ヘク
タール（１エーカー）当たり0.11〜0.91kg（0.25〜２ポ
ンド）のデルタ−アミノレブリン酸が供給されるのに十
分な量で用いられる殺虫剤用組成物。
【請求項４】請求項２に記載の殺虫剤用組成物であっ
て、前記誘発剤または増強剤は、0.4ヘクタール（１エ
ーカー）当たり0.05〜0.68kgが供給される量で用いられ
る殺虫剤用組成物。
【請求項５】請求項１〜４の何れか１項に記載の殺虫剤
用組成物であって、前記化合物は、担体、溶媒、緩衝
剤、湿潤剤、分散剤、消泡剤、催吐剤、悪臭剤、浸透
剤、表面活性剤、乳化剤、アジュバント、除草剤、およ
び１以上の他の殺虫剤からなる群から選択される１以上
の成分と組み合わせて用いられる殺虫剤用組成物。
【請求項６】請求項５に記載の殺虫剤用組成物であっ
て、0.1〜50mMの誘発剤または増強剤が存在するとき、
前記化合物は、デルタ−アミノレブリン酸濃度が２〜50
mMの溶液で用いられる殺虫剤用組成物。
【請求項７】請求項５に記載の殺虫剤用組成物であっ
て、前記化合物は昆虫に摂取される製剤に含有されてお
り、また前記化合物の量は、昆虫の体重1mg当たり約10n
g〜約５μｇのデルタ−アミノレブリン酸を供給し、ま
た存在するときには、昆虫の体重1mg当たり1ng〜５μｇ
の誘発剤または増強剤を供給するのに十分な量である殺
虫剤用組成物。
【請求項８】請求項２に記載の殺虫剤用組成物であっ
て、デルタ−アミノレブリン酸は、2.2′−ジピリジル;
1,10−フェナントロリン;4.7−ジメチル−1,10−フェナ
ントロリン;4−メチル−1,10−フェナントロリン;5−ニ
トロ−1,10−フェナントロリン;5−メチル−1,10−フェ
ナントロリン;5,6−ジメチル−1,10−フェナントロリ
ン;4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン;5−クロ
ロ−1,10−フェナントロリン;3,4,7,8−テトラメチル−
1,10−フェナントロリン;2,2′−ジチオビス（ピリジン
Ｎ−オキシド）;4,4′−ジメチル−2,2−ジピリジル；
フェニル２−ピリジルケトキシム；および2,2′;
6′、２″−ターピリジンからなる群から選択される１
以上と組み合わせて用いられる殺虫剤用組成物。
【請求項９】請求項１〜８の何れか１項に記載の殺虫剤
用組成物を用いた殺虫方法であって、昆虫を前記化合物
または化合物類と接触させ、次いでこの接触させた昆虫
を波長380〜700nm（ナノメータ）の光の実質的不存在下
に置き、次に前記昆虫を光に曝すことを具備した殺虫方
法。
【請求項１０】請求項９に記載の殺虫方法であって、前
記昆虫の殆どの不飽和膜リポタンパクを酸化するのに十
分な時間だけ、前記昆虫を光に曝す殺虫方法。
【請求項１１】請求項９に記載の殺虫方法であって、前
記昆虫を光に曝す前に、約１〜８時間の間、昆虫を前記
光の実質的不存在下に置く殺虫方法。
【請求項１２】請求項10に記載の殺虫方法であって、約
２分〜３日の間、前記昆虫を光に曝す殺虫方法。
【請求項１３】請求項７に記載の殺虫方法であって、前
記接触させた昆虫を、波長380〜700nm（ナノメータ）の
光の実質的不存在下に置く殺虫方法。