JP5330536B2 - 植物ウイルス病防除効果を有するシュードモナス・オレオボランス菌株 - Google Patents
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Description
<1-1> BPF-004菌株の分離
忠清北道陰城地域のタバコ圃場にて、タバコ植物の根を含む土壌試料を採集した。前記土壌試料を滅菌蒸留水で希釈した後、抗生剤であるサイクロヘキサミド(cyclohexamide)が100 ppmの濃度で含まれたTSA 寒天培地(Difco, Detroit, MI)に土壌希釈液を塗抹した後、27 ℃で培養して菌を分離した。
前記<1-1>で分離した菌株をミューラーヒントン(Mueller Hinton)寒天培地(牛肉抽出物2.0 g、カゼイン17.5 g、澱粉1.5 g及び寒天17.5 g)を利用して30℃で24時間培養した。
KBPF-004菌株及びその基準菌株であるシュードモナス・オレオボランスATCC8062をミューラーヒントン培地を利用して30℃で24時間の間振盪培養した後、培養液を20倍希釈し、タバコ半葉法を通じて抗ウイルス活性を検定した(Kim et al., Plant Pathol. J. 20(4): 293-296, 2004)。
シュードモナス・オレオボランス種は、生分解性高分子であるポリヒドロキシアルカノエート(polyhydroxyalkanoate; PHA)を生産する菌株として知られている。これに関し、KBPF-004菌株の特異的な抗ウイルス活性がPHAにより誘導されたものであるかを検証するために、タバコ半葉法を通じてPHA(シグマ社製)及びKBPF-004菌株培養液の抗ウイルス活性をそれぞれ測定して、その結果を下記表5に示した。
ミューラーヒントン培地よりも抗ウイルス物質の生産量が優れた培地条件を選ぶために、多様な種類の炭素源と窒素源を利用して最適化培地を製造した。
<3-1> KBPF-004菌株の培養液の製造
KBPF-004菌株の培養液を大量に製造するために、水1L当りグルコース10g、酵母抽出物20g、硫酸マグネシウム0.2g、第1リン酸カリウム2g及び第2リン酸カリウム2gが添加された培地を使用した。
KBPF-004菌株培養液の乾燥粉末を製造するために、菌株死滅、濃縮、凍結乾燥及び磨砕段階を含む後処理工程を行った。
KBPF-004菌株の生物製剤は水和剤、粒状水和剤、液状水和剤及び粒剤の場合には培養液の乾燥粉末に、液状剤の場合には培養液に剤形化した。
培養液の乾燥粉末を水和剤に剤形化するために、前記<3-2>で製造したKBPF-004菌株の培養液乾燥粉末25重量%、ポリオキシエチレンオクチルフェニルサルフェート3重量%、ソジウムリグニンスルホン酸3重量%、ソジウムラウリルサルフェート2重量%、ホワイトカーボン5重量%及び残量としてカオリンを混合し、生成された混合物を乾式粉砕機で粉砕した。粉砕後、前記混合物の平均粒子径は6.47μmであったのであり、このように得られた水和剤を理化学的分析及び生物試験に使用した。理化学的分析及び生物試験の結果を下記<4-6>に示した。
培養液の乾燥粉末を粒状水和剤に剤形化するために、前記<3-2>で製造したKBPF-004菌株の培養液乾燥粉末25重量%、ソジウムナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物6重量%、ソジウムラウリルスルホン酸2重量%、ソジウムリグニンスルホン酸2重量%、珪藻土5重量%及び残量としての炭酸カルシウムを混合し、生成された混合物を乾式粉砕機で粉砕した。粉砕後、前記混合物の平均粒子径は6.08μmであった。引き続き前記混合物に混合物対比10重量%の水を入れて捏ね、組立機により成形し、流動層乾燥機内で30分間乾燥させて粒状水和物を製造した。このように得られた粒状水和剤を理化学的分析及び生物試験に使用した。理化学的分析及び生物試験の結果を下記<4-6>に示した。
培養液の乾燥粉末を液状水和剤に剤形化するために、前記<3-2>で製造したKBPF-004菌株の培養液乾燥粉末25重量%、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル3重量%、エチレンオキサイドプロピレンオキサイドコポリマー2重量%、ソジウムジオクチルスルホサクシネート2重量%、プロピレングリコール10重量%及び蒸留水55.5重量%を混合し、生成された混合物を湿式粉砕機で粉砕した。粉砕後、混合物の平均粒子径は2.45μmであった。引き続き前記混合物に、混合機で撹拌及び混合して処理したキサンタンガムの2%水溶液の2.5重量%を添加した。前記物質を混合機で撹拌及び混合して水性混濁液形態の液状水和剤を製造した。このように得られた液状水和剤を理化学的分析及び生物試験に使用した。理化学的分析及び生物試験の結果を下記<4-6>に示した。
KBPF-004菌株の土壌に処理する際の防除効果を調べるために、前記<3-2>で製造したKBPF-004菌株の培養液乾燥粉末2.5重量%、リグニンスルホン酸カルシウム0.5重量%、カオリン1.5重量%を混合した。引き続き、平均粒子径が6.25μmになるように乾式粉砕機で粉砕して混合物を製造した。ポリビニルアルコール1重量%とデキストリン0.5重量%を水1.5重量%に溶かして接着液を製造してから、砂94重量%に前記接着液を均等に付けた後、ここに前記混合物を塗抹した。このようにして製造された粒剤を流動層乾燥機内で30分間乾燥させた。このように得られた粒剤を理化学的分析及び生物試験に使用した。生物試験結果の具体的な内容を下記<4-6>に示した。
培養液を液状剤に剤形化するために、前記<3-1>で製造したKBPF-004菌株の培養液を後処理工程を通じて死滅、濃縮させた後、培養液70重量%、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル5重量%、ソジウムジオクチルスルホサクシネート5重量%、プロピレングリコール10重量%及びエタノール10重量%を混合した。生成された混合物を混合機で撹拌及び混合して液状剤を製造した。このように得られた液状剤を理化学的分析及び生物試験に使用した。理化学的分析及び生物試験の結果を下記<4-6>に示した。
前記<4-1>乃至<4-5>で製造した剤形の物性(製剤形態、外観、水和性、粉末度及び貯蔵安定性)試験及びタバコ半葉法を利用した薬効防除価を測定し、その結果を下記の表8に示した(農薬の検査方法、韓国農村振興庁告示)。
<4-1>で製造したKBPF-004の25%水和剤の経時安定性を評価するために54℃で6週間以上保管して、毎週タバコ半葉法で抗ウイルス活性の消失有無を測定し、その結果を図2に示した。図2に示されているように、54℃で6週間以上タバコモザイクウイルスに対する抗ウイルス活性が維持されることが分かる。したがって、韓国農村振興庁で告示した農薬の登録試験基準と方法により約3年の薬効保証期間を設定した。
<5-1> 処理濃度によるタバコモザイクウイルスの感染抑制効果
KBPF-004の25%水和剤の処理濃度によるタバコモザイクウイルスの感染抑制効果を測定するために、ウイルスゲノムRNAの特異的な塩基配列(外被蛋白質領域)を認識することができるプライマー(Choi et al., Plant Pathol. J., 14: 7-12, 1998; Yoon, Doctoral Thesis, Seoul Women's Univ., Seoul, 166, 2003)を利用してRT-PCR(逆転写酵素重合連鎖反応)試験を行った結果を図3に示した。
図3に示されているように、KBPF-004の25%水和剤を0.005g乃至0.02g/mlの濃度に処理する場合、タバコモザイクウイルスが全く検出されなかった。したがって、KBPF-004菌株のタバコモザイクウイルスに対する感染抑制効果が明らかに示されることを確認した。
KBPF-004の25%水和剤の植物ウイルスの単独又は複合感染による防除効果を検定するために、<4-1>で製造したKBPF-004の25%水和剤を1000倍希釈して噴霧器を用いて青陽トウガラシに噴射処理した。引き続き、トウガラシモットルウイルス(PepMoV)、トウガラシマイルドモットルウイルス(PMMoV)及びキュウリモザイクウイルス(CMV)を単独又は複合的に接種し、RT-PCR産物の検出有無を確認した上でその結果を図4に示した。
KBPF-004の25%水和剤のトウガラシマイルドモットルウイルスゲノムRNAに対する感染抑制効果を調べるために、<4-1>で製造したKBPF-004の25%水和剤を1000倍希釈して植物体に噴射処理した。引き続き、トウガラシマイルドモットルウイルスのゲノムRNAを局部感染寄主のタバコ(Nicotiana glutinosa)に接種した後、抑制効果が現れた結果を下記表10に示した。
KBPF-004の25%水和剤処理による植物体の誘導抵抗性の効果を調べるために、2種類の品種のタバコ(Nicotiana tabacum cv. xanthi nc及びNicotiana glutinosa)の下葉にKBPF-004の25%水和剤を1000倍希釈して植物体に噴射処理してから、10日後にトウガラシマイルドモットルウイルスを接種して防除価を計算した。その結果を下記の表11に示した。
本発明の生物製剤の直接的なウイルス抑制効果を確認するために、電子顕微鏡を利用してKBPF-004菌株がウイルス粒子又は外被蛋白質に及ぼす影響を分析した。
<6-1> 薬効スクリーニング
植物ウイルスに対するKBPF-004菌株の生物製剤の薬効を評価するために、温室ポット水準で多様な作物を対象に試験を行った。
防除価(%)= [1-(薬剤処理区の罹病株率/無処理区の罹病株率]×100)
前記<6-1>のタバコモザイクウイルスに対する防除試験において、タバコモザイクウイルスの接種4週間後にKBPF-004の25%水和剤の防除価を計算した結果を下記の表13に示した。その結果、前記水和剤の500倍及び1000倍希釈液はそれぞれ90.8%及び76.8%の防除効果が現れ、対照群である脱脂粉乳に比して優れた防除効果を示した。したがって、KBPF-004菌株の抗ウイルス物質が薬剤の濃度と比例するように薬効を示すことを確認した。
前記<6-1>のトウガラシモットルウイルスに対する防除試験において、KBPF-004の25%水和剤の防除価を計算した結果を下記の表14及び図7に示した。前記水和剤の500倍及び1000倍希釈液はいずれもトウガラシモットルウイルス病の感染抑制率が100%と示された。また、無処理区では薬剤処理前のウイルス感染率が5.4%であったが、薬剤処理後に11.8%に感染率が増加したのに対し、KBPF-004の25%水和剤処理区では薬剤処理後のウイルス感染率が減少し、それ以上ウイルスが伝播しないものと示された。
前記<6-1>のイネ縞葉枯れウイルスに対する防除試験において、保毒虫(ヨコバイ幼虫)をイネ幼苗に接種する1日前にKBPF-004の25%水和剤500倍及び1000倍の希釈液を処理し、保毒虫を接種してから14日後に発病度を測定した。その結果を下記の表15及び図8に示したのであり、KBPF-004の25%水和剤の500倍希釈液は無処理に比して優れた防除効果が現れることが分かった。
前記実施例<4-4>で製造したKBPF-004の2.5%粒剤を土壌に処理する場合、タバコモザイクウイルスに対する防除効果を調べるために、タバコモザイクウイルスに感染したタバコを凍結乾燥させて粉砕して製造した感染源1gを真土100gと混合して罹病土を製造した。引き続き、KBPF-004の2.5%粒剤1 gを上記で製造した罹病土100gと十分に混合し、本葉3葉期の局部病斑寄主タバコ(Nicotiana tabacum cv. Xanthi nc)を移植して、3週間温室で栽培しながら枯死の有無を確認した。
前記<4-5>で製造されたKBPF-004の70%液状剤の500倍希釈液を慣行の殺虫剤としてジノテフラン水和剤、粒剤(Dinotefuran WP, WG)、スピロメシフェン液状水和剤(Spiromesifen SC)、ジクロルボス油剤(Dichlorvos EC)及びアミトラズ+ブプロフェジン油剤(Amitraz+buprofezin EC)を共に混用して散布したところ、防除価が99.9%と示された。それに対し、慣行の殺虫剤としてスピノサド粒状水和剤(Spinosad WG)、アセタミプリド水和剤(Acetamiprid WP)、ジノテフラン水和剤、スピロメシフェン液状水和剤、及びエマメクチンベンゾエート油剤(Emamectin benzoate EC)のみを7日間隔で交互に散布したところ、持続的に病気が発生して80.2%の高い罹病率を示した。
国 際 様 式
原寄託に関する受託証
国際寄託機関において定めた規則7.1により発行
受領人:李ビョンマン
ソウル特別市瑞草区瑞草洞1337-4 (郵便番号137-070)
様式BP/4 (KCTC 様式17)
Claims (10)
- 植物ウイルス病防除効果を有するシュードモナス・オレオボランス(Pseudomonas oleovorans)KBPF-004(KCTC 10159BP)菌株。
- 植物ウイルス病防除効果を有するシュードモナス・オレオボランスKBPF-004(KCTC 10159BP)菌株の培養液。
- 請求項2の培養液の乾燥粉末。
- 前記乾燥が凍結乾燥機又は噴霧乾燥機によるものであることを特徴とする請求項3の乾燥粉末。
- 植物ウイルス病防除効果を有するシュードモナス・オレオボランス(Pseudomonas oleovorans)KBPF-004(KCTC 10159BP)菌株、その培養液又はその培養液の乾燥粉末を有効成分として含有する、植物ウイルス病防除用生物製剤。
- 前記生物製剤が、2.5乃至70重量%のシュードモナス・オレオボランスKBPF-004(KCTC 10159BP)菌株、その培養液又はその培養液の乾燥粉末、2乃至30重量%の界面活性剤、及び残量として増量剤を含むことを特徴とする、請求項5の植物ウイルス病防除用生物製剤。
- 前記界面活性剤が陰イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、又はこれらの混合物であることを特徴とする、請求項6の植物ウイルス病防除用生物製剤。
- 前記増量剤がベントナイト、滑石、粘土、カオリン、炭酸カルシウム、珪砂、軽石、珪藻土、酸性白土、ゼオライト、パーライト、ホワイトカーボン、アンモニウムサルフェート、沃素、ブドウ糖、デキストリン、水及びこの混合物からなる群より選ばれたものであることを特徴とする、請求項6の植物ウイルス病防除用生物製剤。
- 前記生物製剤が、水和剤、粒状水和剤、液状水和剤、粒剤、液剤、水溶剤、水溶性粒剤及びカプセル化剤からなる群より選択された剤形であることを特徴とする、請求項5の植物ウイルス病防除用生物製剤。
- 前記植物ウイルスがククモウイルス(Cucumovirus)、ジェミニウイルス(Geminivirus)、ポチウイルス(Potyvirus)、テヌイウイルス(Tenuivirus)及びトバモウイルス(Tobamovirus)からなる群より選ばれた植物ウイルスであることを特徴とする、請求項5の植物ウイルス病防除用生物製剤。
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