JPH07505118A - ジャガイモシスト線虫用孵化剤 - Google Patents
ジャガイモシスト線虫用孵化剤Info
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- JPH07505118A JPH07505118A JP5502743A JP50274393A JPH07505118A JP H07505118 A JPH07505118 A JP H07505118A JP 5502743 A JP5502743 A JP 5502743A JP 50274393 A JP50274393 A JP 50274393A JP H07505118 A JPH07505118 A JP H07505118A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
4、前記培養によって得られる粗製溶液が精製される、請求項2または3記載の
明化剤。
5、ナス属(5olanaceae )に属する植物の水培養、または、適切な
栄養源の存在下におけるナス属(5olanaceae)に属する植物の組織ま
たは細胞の培養を行い、生じる液体から明化剤を単離することにより特徴づけら
れる、請求項1〜4記載の明化剤を製造する方法。
6、得られた前記明化剤は精製されることを特徴とする請求項5記載の方法。
7 、 Globodera rostochiensfsおよびGlobod
era pallidaを含む、ジャガイモの病気を引き起こす線虫種、および
病原性型線虫をその嚢胞から岬化させるための明化剤であり、前記明化剤は、ト
マトの、たとえば温室における培養基培養の再循環給水から単離される。明化剤
の製造方法。
8、請求項5〜7の方法によって得ることができる明化剤。
9 、 Globodera rostochiensisおよびGlobod
erapallidaを含むジャガイモの病気を引き起こす線虫種および病原性
型線虫をその嚢胞から卿化させるための、請求項1〜4または8に記載の明化剤
および適切な担体を有する卿化製剤。
10、前記担体が水または水溶液である請求項9記載の卿化製剤。
11、 Globodera rostochfensisおよびGlobod
erapallidaを含む、ジャガイモの病気を引き起こす線虫種および病原
性型線虫を防除する、ジャガイモを作るべき畑に、請求項1〜4または8に記載
の明化剤、または請求項9または10に記載の卿化製剤を、1.3−ジクロロプ
ロペンおよびメタムナトリウムのような土壌消毒剤と任意に組み合わせて適用す
ることを特徴とする方法。
明 細 書
発明の名称
ジャガイモシスト線虫用明化剤
本発明は、ジャガイモシスト線虫用明化剤、がかる明化剤を製造する方法、およ
びジャガイモの病気を除去する方法に関する。
ジャガイモの病気、すなわち、ジャガイモ草本のジャガイモシスト線虫(PCN
)による侵蝕は、重大な問題である。特に集約的ジャガイモ耕作により行われる
ことが多い商業的なジャガイモ生産の場合、この侵蝕は減産につながる1種ジャ
ガイモや消費用ジャガイモの栽培においても、かがる病気が発生する。
ジャガイモ草本は、ジャガイモの病気を引き起こす有機体、すなわち、Glob
oderarostochiensisおよびGlobodera palli
daの名で現在知られており、それについては種々のタイプの病気が知られてい
る線虫の宿主植物として働く。
これらの線虫は、ジャガイモが畑にない期間を、すなわち秋から春までを、また
は、成育中のジャガイモや他の宿主植物がない場合には、これよりも長い期間を
土壌中に自由に発生する嚢胞中で過ごすにれらの嚢胞は実際のところ、前世代の
雌の線虫の硬くなった腹部であり、卵がぎっしりとつまっている。春になり、ジ
ャガイモの草本が成長してくると、この草本は、嚢胞壁を介して該植物に、卵か
らこれら線虫の幼虫を誘い出す靜化物質を発散する。
これまで、これらの線虫を防止する手段およびこれを制御することが可能であろ
うとされてきた方法は、主に、集約輪作、農場の衛生措置、耐性変種の利用、お
よび土壌の消毒より成るものであジャガイモのへクタールあたりの産出額は、他
の作物よりも優れているため、集約輪作はほとんど魅力がなく、可能であるなら
ば、他の措置が好ましい。
しかしながら、他の措置の中でも、土壌の消毒が、今までのところ広範な用途を
見出した唯一のものであった。1.3−ジクロロプロペンおよびメタムナトリウ
ムがこの目的のために使用される主な消毒剤である。使用される消毒剤がかなり
の量であることや、これらの薬剤の化学的、物理的および消毒学的特性に鑑みて
、これらの薬剤の使用を制限する傾向がある。その最も重要な理由が、これらの
薬剤は環境を脅かすものと見られているからである。
過去において、すでに、線虫の靜化を人工的に行う薬剤についてがなりの研究が
行われてきた。
実際、栽培を行っていない間に、土壌にPCNの群化を誘発する薬剤を適用する
ことが可能であれば、この有機体を制御する効果的な生物学的方法になるであろ
う、実際のところ、こういった状況下においては、線虫は栄養源をもたないので
、死滅するであろうし、その後は、ジャガイモの病気による被害を低下させてジ
ャガイモを栽培することができる。ががる薬剤と少量の化学殺虫剤とを組み合わ
せることによって、更により良い効果を得ることができる。
過去においては、化学的な制御が効果的であったので、生物学的方法に関する研
究は、何ら成果が得られないままに中断されてしまった。これらの研究について
は、多く報告されているが、とりわけ、Nematologica、月、No、
2(1985) 、pp159−170に報告された。その中において、嚢胞を
靜化するためにジャガイモの根の拡散膜透過物を使用することについて言及され
ている。
ヨーロッパ特許願No、434,417においては、5olanaceaeの根
の細胞から、ジャガイモのシスト線虫の卵の靜化を刺激することができる物質の
生産方法が言及されている。
本発明の目的は、ジャガイモのシスト線虫を群化させるための明化剤を提供する
ことである。本発明は、Globodera rostochiensisやG
loboderapaJIidaを含む、ジャガイモの病気の原因となる線虫種
および病原性型線虫を、とりわけその嚢胞から靜化するための分子量498、組
成はC27H3゜09、および以下の構造式を有する薬剤およびその誘導体、エ
ステル、および塩に関するものである。
広範かつ複雑な研究の結果、上記の化合物はジャガイモのシスト線虫の靜化を行
うことができる成分として同定された。この化合物の分類名は、メトキシ−7,
7,16−)リメチル−5,10゜20−トリオキシ−19−オキサヘキサシク
ロ[9、7,0,1コ 6 、 03 署−、1寡 2 15. Q12 +
6 ]−]エイコサー111)、8−ジエン−15−イル)シクロプロパンカル
ボン酸である。
純粋なこの化合物のスペクトルデータは例の中に挙げた。
該明化剤は、水、メタノール、ジエチルエーテル、エチルアセテート、および匹
敵する極性溶剤中ではよく溶解するが、ヘキサン、ジクロロメタン、クロロホル
ムなどには溶解しない不揮発性化合物である。
この明化剤はpH2以下、7以上、および約35℃以上の温度においては不安定
である。
本発明に従った明化剤は、適切な栄養源の存在下において、水培養から、または
ナス科(Solanaceae )の−員である植物の部分の組織または細胞の
培養から単離することが可能で、より詳細には、ジャガイモやトマトの根がら単
離することができる。
該線虫の群化剤を製造するための適切な方法はナス科の適切な植物種の水培養に
よる、または、かかる植物の組織の細胞懸濁培養による生産である。
この明化剤はまた、ナス科の一員の培養基培養、より詳細にはトマトの培養基培
養の再循環給水から適切に生産することもできる。驚いたことに、トマトの温室
培養基培養の、通常ロックウール上にある再循環給水は、相当量の明化剤を含有
していることが判明した。
本発明による明化剤は、たとえば、ナス科の多様な適切な種の組織の細胞懸濁培
養を用いて得ることができる。たとえば、以下に述べるように、適切な培養基を
用いて、かかる細胞の懸濁液から、この群化剖液が得られる。開始生成物は、細
胞滲出液も可能であるが、適切な細胞のエキスやホモジネートを用いることも可
能である。たとえば、該線虫を群化することができるナス科の適切な一員の組織
から細胞を採取する。特に、重要なのは、Solanum tuberosum
L種の培養変種、たとえば11entor変種である。これらの細胞をそれ自
体で、または、たとえばAgrobacterium tumefaciens
(アグロバクテリウム チュメファシエンス)を用いて、固有の遺伝子情報が
取り入れられた、遺伝学的に変更された細胞として用いることが可能である。ま
た、細胞懸濁培養の代わりに、発芽培養、または根の培養を用いることも可能で
ある。これらの方法においては、変種の選択については、細胞懸濁培養の場合と
同じことを配慮する。
細胞懸濁液からの群化剤生産に適しているであろう培地は、以下のものを有する
ニ
ー基礎成分(塩、胞子成分)
一炭水化物源(多くは、蔗糖であるが、1つまたはそれ以上の他の炭水化物を用
いることも可能一ビタミン(ビタミンの小包は標準的な処方のものとして市販さ
れており、そのまま使用が可能−ホルモン(ジベレリン酸とアブシジン酸との組
み合わせには関係なく、多く利用される組み合わせは、サイトカイニン/オーキ
シンであるが、組成および濃度は細胞のタイプによって変更することができる)
培養基成分の可能な組み合わせは、以下のものから成るニ
一基 成 +ビタミン
MurshigeおよびSkoog(Physiol、plant 15,47
3−497(1962))に従ったもの。
−丸木上11
蔗糖溶液、たとえば30g/I!
一ホルモン
a 非遺伝子的に変更された細胞の懸濁培養の場合、5 m g / fのナフ
チル酢酸を添加してもよい。
b 非遺伝子的に変更された種培養の場合、0゜2mg/I!のジベレリン酸お
よび0.05mg/lのナフチル酢酸を添加してもよい。
C遺伝子的に形質転換された細胞に基づく培養の場合(細胞懸濁、根または発芽
培養)、ホルモンを常に使う必要はない。
当然のことながら、上記の培養基成分は使用することができる成分の単なる例で
あるが、まさにこれらの成分を使用することが本質的なことではない。当業者は
、当技術分野における一般的知識に基づいて、優れた明化剤の生産に到る他の組
み合わせおよび組成物を開発することも可能であろう。
培養の性質に依存して、培地また細胞からのq化剤の単離に、種々の処理手段を
使用することができる。細胞や細胞外培地からの明化剤の単離のための適切な手
段は、以下の処置を有することが1 全細胞質量の均一化
2 蛋白質および細胞片除去のための抽出または沈殿
3 所望であれば、所望の濃度を得るための群化剤を含む液相の濾過、および希
釈または濃縮4 分離用クロマトグラフ精製法を用いた液相の精製。
明化剤を回収するための適切なりロマトグラフ精製は、明化剤の下記の特性の1
つまたはそれ以上に基づくことできるニ
ーメタノールにおける溶解性
一水/メタノールと水/クロロホルム系の間の分配係数の差
一セファロースを用いた、分離用/分析用クロマトグラフにおける装入量
一逆相クロマトグラフにおける疎水性
−イオン排除クロマトグラフにおける装入量/上述したように、本発明に従った
明化剤は、不揮発性化合物である。揮発性が低いため、核剤を含む溶液は回転フ
ィルム蒸発装置などの真空技術によって、および/または凍結乾燥によって効果
的に濃縮することができる。
本発明に従った明化剤は、純粋な形で得て、使用することができ、それは少なく
とも99重量%の純度を有している。しがしながら、これほどまでのものは必要
としなくてもよく、したがって、たとえば明化剤が吸着された吸着剤を溶出する
ことにより得ることができるような、部分的に精製された形で得て、利用するこ
とができる。WI化剤が温室中培養基における商業的トマト生産から得られる場
合には、これは特に有用である。この生産に利用される給水は、温室中を再循環
し、必要なだけ新鮮な水が補足されるものであるが、これは相当量の明化剤を含
んでいることが判明した。
たとえば再循環水から明化剤を連続的に、または不連続的に、たとえば、吸着や
吸収によって回収することができる。WI化剤の溶出により、結果として担体と
して水溶液を含む濃縮群化剤が得られる。
該明化剤は、酸の形であるようなものとして、または、たとえばナトリウム塩、
またはカリウム塩などの塩として、適切な化合物とのエステルとして、または誘
導体、置換化合物などとして用いることができる。
明化剤はそれ自体で、または水や水溶液のような適切な担体との製剤の形で、土
壌中に取り入れることが可能である。また固体の担体も使用することができる。
作用を長引かせるために、徐放性製剤を利用することには長所がある。たとえば
土壌中で使用されるべき成分のために使用することができるような適切な徐放性
製剤が周知である。
精製された、または、部分的に精製された形の明化剤は、水溶液中において、ま
たは固体として(所望であれば製剤において)、0.01〜1000 m g
/ k g土壌の範囲の濃度において、好適には1〜100 m g / k
g土壌の範囲において活性である。
最良の結果を得るには、この溶液または固体を、所望であれば、製剤において、
土壌中好適には深さ約10−20cmのところに取り入れるべき、または注入す
るべきである。
驚いたことに、本発明に従った明化剤の作用は、精製された形、および水培養、
細胞培養、または組織培養からの未精製製剤の形のいずれにおいても、酸性組成
物中で、たとえばアスコルビン酸と組み合わせて、それを使用することによって
、がなり高めることができる。
群化製剤は、卵がらの幼虫の群化に関する作用について試験することができる。
この目的のために、線虫を板片および/または泥から取り出し、0.5mmおよ
び0.25mmのふるいによって選別する。0.5より大の片を32mg、およ
び0.25〜0.5の片を22゜5mg計量した。これら全部で線虫は約120
0に達している。試験すべき固体を、生水に溶解させ、125 m g / 1
の本来の出発材料と等価である濃度にする。この貯蔵液を、10倍および1゜0
倍に希釈した。
卵の懸濁液を70m/の生水に混合し、段シリング−に移し、水中ポンプによっ
て空気を吹き込む。
5mI!の群化剤溶液と0.5mlの卵懸濁液をピペットを用いて、ポリスチレ
ン管に入れ、次いで空気が入らないよう密閉する。対照として、0゜5mfの卵
懸濁液をピペットを用いて5mi!の生水の中に入れる。その後これらの管は回
転させながら20℃で保存される。
卵と残留している線虫の数を1〜0日でカウントし、および成虫の数をt=4日
、t=5日、および/またはt=6日でカウントする。この目的のために、管を
まず最初に4秒間手で強く振って混合し、さらに10秒間Vortexミキサー
で振り混ぜる。
この懸濁液が静止したなら、液面下1cmのところでとベット・を使って、この
懸濁液0.5mfを取る。この試料を計数皿上に配置し、水の膜が底全体をおお
うまで新鮮な生水で希釈する。双眼顕微鏡下で卵と成虫の数を数える。
計算は以下のようにして行った:
絶対活性度
An=調べられた試料の活性度
遊離卵の明化剤の存在に対する反応は、基質の非競合阻害による、微生物の成長
に関するMonodの速度論を使って説明することができる。
例
約700本の(llentor種の)ジャガイモ草本を、硝酸カリウム、硝酸カ
ルシウム、リン酸二水素カリウム、硫酸アンモニウム、硫酸マグネシウム、硫酸
鉄(■)、硫酸マンガン(■)、硫酸亜鉛、硫酸銅(■)、およびホウ酸ナトリ
ウムを含む、再循環供給溶液を用いて、水培養にて培養した。
この供給溶液のリン酸塩および硝酸塩成分を測定し、必要ならば調整する。必要
ならば6%硝酸および4.25%リン酸溶液を加え、pHを4.2以下に保つ。
Amberlite XAD−2を含むカラムに、この再循環供給溶液を通し、
明化剤をカラム上に吸収させた。
この供給溶液を交換する場合には、XAD−2カラムをはずし、伝導率が7X1
0−@s以下になるまで蒸留水で洗浄する。吸着された材料をXAD−2から、
60%メタノール−水およびメタノールで順次溶出して脱離させる。溶出物を回
転真空蒸発装置および凍結乾燥装置を使って、濃縮、乾燥させた。
この群化製剤に、以下のものを基礎とするいくつかの精製処置を施す。
一メタノールと水の溶解度の差
一向流抽出における分配係数
一セファロースを用いた分離用/分析用クロマトグラフィーへの装入量
一逆相クロマトグラフにおける疎水性
−イオン排除、クロマトグラフにおける装入量/疎水性比
この目的のために、この製剤をメタノールに溶解させ、均質な混合物となるまで
振とうした。遠心分離を行った後、透明上澄み液をとベットにより採取し、回転
真空蒸発装置および凍結乾燥装置により、濃縮および乾燥させた。
小滴向流クロマトグラフ(DCCC)の配管系をクロロホルム、メタノールおよ
び水(35:65:40)の混合物の最上層で充填した。この群化製剤をこの混
合物の最上層において溶解させ、カラムに導いた。この明化剤を該混合物の最下
層と共に溶出させ、分留捕集した。固定相をカラムからポンプにより取り出し、
さらに分留捕集した。
可動および固定層の捕集された留分の活性度は別々に試験した。
次いで、各留分を陰イオン交換体、たとえば、Q 5epharose HPに
より分留した。この目的のために、この群化剤を緩衝剤(たとえば、5mMピペ
ラジン酢酸pH6,0)に溶解させ、カラムに通し、非結合物質がカラムから出
された後に、他の緩衝剤(たとえば、5mMピペラジン+IM酢酸ナトリウム)
を用いた傾斜溶出を行った。溶出液を分留捕集し、試験を行った。
陰イオン交換体の複合活性部を、傾斜溶出により分離用R51l C18カラム
(250X25mm>を介して分留した。活性な留分を結合させ、濃縮し、凍結
乾燥させた。この材料を1mMHClに溶解させ、HPX−87Hカラムにより
分留しな、活性部を結合させ、2本の直列に接続されたBakerbond C
18カラムにより溶出した。この方法で、過飽和溶液から結晶させた245μg
の純粋な明化剤を得た。このようにして得た明化剤に、その化学構造を決定する
ため種々の分析を行った。この結果、該畔化剤の構造は以下のようになった:こ
の群化剤は、約10@g/I!のMonod速度論に従って定義されたKm値を
有していた。この値に基づき未精製溶液の明化剤成分を、下式を用いてめること
ができる:
上式においてKmは、未精製剤による最大群化の半分が見つけられた濃度である
。
」鯰肛立豆1次遣
LL光11遣
精製剤明化剤の分析を、Finnigan MAT−95Q、Finnigan
11^T TSQ 700111S/1113およびFinnigan MA
TLaser TOF 質量分光計を用いて行った。
酸形式での材料の質量スペクトルにより、分子量498および、質量/電荷が4
80,470および450Daltonのいくつかの7ラグメントを有する分子
イオンが生じた。ナトリウム塩のエレクトロスプレーおよびレーザー脱離質量ス
ペクトルにより、質量/電荷 52 / D a 1 t o nが得られた。
」五凡及上(核磁気共鳴)
この明化剤を0.5m1D20に溶解させ、Varian −400分光計に配
置した。走査時間は約15時間(4720過渡)。比較用対照からもスペクトル
を得た。
陽子NMRスペクトルにおいて、5℃、D20中にてVarian−Unity
400 M Hz分光計と3−(メチルシリル)−プロピオン酸−d4.0.
0ppmの外部基準ナトリウム塩とを用いて、以下の転位と結合が見つけられた
。
試料はナトリウム塩として用いられた。
赤4L棟」L折
純粋な群化剤をメタノールに溶解し、KBr充填マイクロカップに移した。念入
りに蒸発を行っ同様の方法で純粋なメタノールを準備した。
Bruker IF5−85 FTIR分光計、DTGS検出装置、光学分割4
cm−’、走査数128/256を用いてスペクトルを測定した。このスペクト
ルをKubella−Munk変換装置を用いて変換した。吸収帯域を以下のよ
うに定めることができた。
波数(cm−’) 官能基
3379 −OH,HzOを含む
2949/1470 5環におけるーCH3、および/またはCH2
2838−QC)(。
1765 4環における〉C=0
1660 C=C
1200−100種々の脂肪族エーテルにおける錯体結合 酸素原子
fLLIA(U V )
群化剤のUVスペクトルについて、267nmにおける最大吸収および約200
nmにおける最大吸収により特・徴づける。225nmおよび267nmにおけ
る吸光比は純粋な群化剤の場合、約1.5である。267nmにおける吸光係数
は、4550±1250f/mol−cmである。この吸収は、C=Cおよび/
またはC=0結合の共役系の存在を示唆するもので、これは本発明の明化剤の構
造に相当するものである。
X線回折分析
結晶をEnraf−Nonius CAD−4デイフラクトメータにて、黒鉛−
単色 CuKα放射およびω−2θスキヤンにより測定した。全部で10551
の反射を、−13≦h≦13、−25≦に≦0、−14≦1≦14の範囲内で測
定した。唯一のセ・7トは5257の反射より成る。これらの内、3721は2
.5σ(I>の有意レベル以上であった。
sinθ/λの最大値は0.61人−1であった。
2つの基準反射(021,200)を毎時測定した結果、補正された16時間の
採集時間中に9%の低下を示した。単位−細胞パラメータを、74°く2θ〈8
4°を有する23の反射を用ν)で、最小自乗調整法により正確化した。 Lo
rentzおよび偏光効果に関する補正が適用された。この構造は、Karte
−Hauptmanマトリ’yクスを用t)て各相を決定するプログラム、CR
11NCHによって解明された。
水の分子が後続のΔF合成において見つけられた。
Fについての異方性ブロックダイアゴナル最小自乗正確化はR=0.126、R
,=0.171、(Δ/σ)、、、=0.85に近づいた。適合度S=0.54
8.計量式型W = < 3 、0 + F −b−+0.011*Fob@”
)−’が用いられた。0.23〜1.43の範囲の係数を用いて、経験的吸収補
正(DIFABSjalker and 5tuart 1983)が適用され
た。ばらつき77クターは、Cro@er and Nano(19611):
International 丁ables for X−rayCrysta
llography(1974)から採用した。計算はすべて、別設の記載がな
い限り、XTAL()fall andStewart 1990)により実施
された。構造式の原子の番号づけは図1に示した。
フロントページの続き
(72)発明者 プリーガー、ピーターオランダ国 9721 ヴエーツエー
グロニンゲン ボールデヴエイクラーン 57(72)発明者 ブリュッゲマン
ーロートガンス、イングリッド エリザベート マリア
オランダ国 2641 ペーイクス ペイナラカー モニケンヴエク 51
Claims (11)
- 1.ジャガイモの病気を引き起こすGloboderarostochiens isおよびGlobodera pallidaを含む、ジャガイモの線虫種お よび病原性型線虫をその嚢胞から孵化させるための、分子量498、組成C27 H30O■および以下の構造式を有する孵化剤。 ▲数式、化学式、表等があります▼
- 2.ナス属(Solanaceae)に属する植物の部分の水培養、または適切 な栄養源の存在下における組織または細胞培養から得られる、より好適にはジャ ガイモの根から得られる、請求項1記載の孵化剤。
- 3.栄養培地の存在下における、細胞懸濁培養を培養することによって得られる 、請求項2記載の孵化剤。
- 4.前記培養によって得られる粗製溶液が精製される、請求項2または3記載の 孵化剤。
- 5.ナス属(Solanaceae)に属する植物の水培養、または、適切な栄 養源の存在下におけるナス属(Solanaceae)に属する植物の組織また は細胞の培養を行い、生じる液体から孵化剤を単離することにより特徴づけられ る、請求項1〜4記載の孵化剤を製造する方法。
- 6.得られた前記孵化剤は精製されることを特徴とする、請求項5記載の方法。
- 7.Globodera rostochiensi およびGloboder a pallidaを含む、ジャガイモの病気を引き起こす線虫種、および病原 性型線虫をその嚢胞から孵化させるための孵化剤であり、前記孵化剤は、トマト の、たとえば温室における培養基培養の再循環給水から単離される、孵化剤の製 造方法。
- 8.請求項5〜7の方法によって得ることができる孵化剤。
- 9.Globodera rostochicnsisおよびGloboder apallidaを含むジャガイモの病気を引き起こす線虫種および病原性型線 虫をその嚢胞から孵化させるための、請求項1〜4または8に記載の孵化剤およ び適切な担体を有する孵化製剤。
- 10.前記担体が水または水溶液である請求項9記載の孵化製剤。
- 11.Globodera rostochiensisおよびGlohode rapallidaを含む、ジャガイモの病気を引き起こす線虫種および病原性 型線虫を防除する、ジャガイモを作るべき畑に、請求項1〜4または8に記載の 孵化剤、または請求項9または10に記載の孵化製剤を、1,3−ジクロロプロ ペンおよびメタムナトリウムのような土壌消毒剤と任意に組み合わせて適用する ことを特徴とする方法。
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