JPH10511955A - 農薬としての芳香族アルデヒドの利用 - Google Patents

農薬としての芳香族アルデヒドの利用

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JPH10511955A JP8521179A JP52117996A JPH10511955A JP H10511955 A JPH10511955 A JP H10511955A JP 8521179 A JP8521179 A JP 8521179A JP 52117996 A JP52117996 A JP 52117996A JP H10511955 A JPH10511955 A JP H10511955A
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Abstract

(57)【要約】 シンナムアルデヒド、α−ヘキシルシンナムアルデヒドおよびコニフェリルアルデヒドを含む天然産フラボノイドアルデヒドに基づく方法と組成物が提供されており、これらを農薬として使用できる。本組成物は、処理される宿主植物に植物毒性のない濃度で、病原性真菌類、蛛形類および昆虫類に対して有効である。葉や種子、苗、果実、花、根などを含む、植物体のさまざまな侵襲部位を処理することができる。処理に感受性の生物には、サビ病菌、ウドン粉病菌、ボトリチス、ネアブラムシ、アブラムシ、アザミウマ、ヒメハマキガ、センチュウおよびヨコバイが含まれる。

Description

【発明の詳細な説明】 農薬としてのフラボノイドアルデヒドの利用 緒言 技術分野 本発明は、養分の仲介による、植物病原体の生物的制御に関する。本発明は、 菌類の生育を抑制したり、植物の器官や組織の表面に寄生する吸汁性昆虫を含む 寄生性昆虫及び菌類の生育を制御するためにシンナムアルデヒドおよびコニフェ リルアルデヒドを利用することによって具体化される。 発明の背景 根や葉などの植物の器官の表面には、さまざまな生物が生息するが、それらの 多くは栄養源としての宿主植物に依存している。これらの寄生生物には、病原菌 や吸汁性昆虫が含まれるが、どちらの生物群も、宿主植物の生長を阻害したり、 植物の生産性を低下させるなどして、宿主植物に重大な損傷を与えることができ 、宿主植物を枯死に至らせる。 植物に対する菌類病原体は多種多様である。菌類のほとんどのグループの中に 含まれている。サビ病菌、ウレディナリス(Uredinales)や、ウドンコ病菌やベ ト病菌のエリシファセア (Erysiphacea)やペロノスポラセア(Peronosporacea)など、いくつかの菌は 絶対寄生菌である。一般的に、特定のサビ病菌やウドンコ病菌は、病原菌が必要 とする栄養分を合成する特異的な宿主植物につく。 例えば、フラミドリウム・ムクロナツラム(Phramidrium mucronatrum)が原 因となるサビ病は、バラで起きる重要な菌類病で、バラの葉の裏側に明るいオレ ンジ色のいぼができ、表側には黄白色の斑点ができる。また、スフェロセカ・パ ノーサ・ロゼ・ウォロニチン(Sphaerotheca pannosa(Wallr.ex.Fr.)Lev var.r osae Woronichine)も、バラにつくが、温室や庭園、畑で栽培されるバラのいず れにも、おそらく最も広範に分布する重大な病害である。 植物に寄生する病原性昆虫には、アブラムシやヨコバイ、コナジラミなど、細 菌と共生する種が含まれ、これらの宿主昆虫は共生細菌なしでは生きられない。 例えば、アブラムシ(homoptera)は、血体腔の中にある菌細胞と呼ばれる細胞 の中に、ブックネラ(Buchnera)属の共生細菌をもっている。この細菌は、メス のアブラムシから仔虫へと直接に伝播され、この共生関係から離れたアブラムシ は、自然には存在しない。この 細菌は、宿主昆虫の胚発生に必要な脂質を供給するようだが、昆虫が寄生した植 物の篩部の汁液の中には、この脂質は存在しないか、低濃度でしか存在しない。 植物病原体には、アブラムシに似た昆虫であるブドウネアブラムシ(Daktulos phaira vitifoliae)や、ネマトーダ(線虫)が含まれる。ブドウネアブラムシ は、米国のロッキー山脈の東側に起源し、そこでは原生のブドウの野生種に寄生 しているが、このブドウは、この昆虫による食害に対して抵抗性になっている。 かつてはワイン製造に用いられた欧州ブドウ(Vitis vinifera)は、西アジアで 進化したが、ネアブラムシに対する抵抗性をもたない。カリフォルニア州のすべ ての主要な農業地域から、ナミクキセンチュウ(Ditylenchus dipsaci)が報告 されている。この広範な分布は、このネマトーダがニンニクの鱗茎のような群生 する植物材料上で蔓延していることを反映している。このような群生植物が生育 するところであればどこにでもネマトーダが入り込む。ナミクキセンチュウ(Di tylenchus dipsaci)が、広範な栽培植物や野生植物に寄生しているのを見るこ とができる。ネマトーダは、感染した組織で虫瘤を作る。ネマトーダの虫瘤自体 によって起こる傷害に加えて、弱った根 組織や、虫瘤の未分化細胞である肥厚部に容易に付着する、一定の寄生菌類によ って、感染植物への損傷は大きくなる。さらに、例えば、ピシウム(Pythium) やフザリウム(Fusarium)、リゾクトニア(Rhizoctonia)など、菌類によって は、根の他の領域よりも虫瘤でずっと速く成長し、生殖するものがあり、そのた めに根組織の破壊がより早くなる。 植物病原体を制御するために、様々な農薬組成物が用いられてきた。例えば、 環境が病気の発生しやすい状態になったとき、6−7日の日程で、サビ病とウド ンコ病の両方に対する予防的な殺菌スプレーを散布するのが典型的な制御方法で ある。頻繁に使用される二つの全身性殺菌剤はベノミル(benomyl)とトリフォ リン(triforine)である。しかし、ウドンコ病を防御するための殺菌剤には費 用がかかる。切り花にするバラ産物で、この処理にかかる費用は、カリフォルニ ア州では年間数百万ドルに上る。 古くからある殺菌剤には、銅や硫黄などの無機化合物と、チラム(thiram)や キャプタム(captam)、マネブ(maneb)、クロロソロニル(chlorotholonil) などの有機保護剤が含まれる。これらの化合物は、植物の表面のみに作用し、感 染を防ぐため には病原菌が出現する時か、出現する前に存在しなければならない。これらの古 い殺菌剤は多部位阻害剤、すなわち、菌類のさまざまな代謝活性に影響する阻害 剤である。新しい殺菌剤は、ベンゾイミダゾール類やステロール生合成阻害剤、 カルボキシアニリド類(carboxanilides)、フェニルアミド類(phenylamides) などの極めて効果的な有機全身剤で、植物の表面だけでなく、内部にも作用する 。古くからの表面保護剤とは対照的に、全身性殺菌剤は、一般的に、より低い薬 量でも効果があり、病害管理における重要な因子である、菌類による感染が成立 していても回復させることができる。全身性殺菌剤は、菌類の単一の部位を標的 として作用し、菌類生物の成長、生存、毒性に必要な、新しい細胞材料を産生す るのに必要な特異的代謝過程を阻害する。これらの調製物は、典型的には、菌類 病原体にのみ有効である。 一定の地上害虫(例えば、ハダニやアブラムシ、コナジラミ、ヨコバイなど) を化学的に制御するための最新の方法には、例えば、合成ピレスロイドを有機リ ン系あるいは有機塩素系殺虫剤と組み合わせるなど、異なる化学分類に属する二 つの殺虫剤を組み合わせたものが含まれる。土壌燻蒸剤が、土壌性病害虫 (ネマトーダ、ネアブラムシ)に対する一般的な処理法であった。ある種の、非 常に効果的な殺虫剤や燻蒸剤の使用が、公的規制機関による製造物登録抹消や再 登録拒絶によって、近年急激に減少した。 農薬の広範な使用が、耐性病原体の発生と進化をもたらし、また、環境や健康 に対する関心を増大させる結果となった。著名な生態−環境活動家の共同体や公 的規制機関が、農薬の登録を減らして行くにつれ、関連する研究や開発も減って いった。そして、動物や環境に対する毒性がより低く、病原菌や病原昆虫にを制 御するのに用いられる濃度では、有意な植物毒性を示さない、”生物的に合理的 な(biorational)”殺菌剤を同定および/または開発するのが目的となっている 。 関連する参考文献 シンナムアルデヒドを含む組成物を用いた、抗酸化剤を必要とする方法で、害 虫や微生物、病原菌による攻撃から作物を保護する方法が、米国特許第4,978,68 6号で開示されている。シンナムアルデヒドを含む液体組成物を施用して、病原 微生物や害虫から作物を保護することが、フランス国特許出願第529755号で開示 されている。米国特許第2,465,854号は、シンナムア ルデヒドの誘導体を含む殺虫剤組成物を説明している。マッシュルームを栽培す る基質の中でシンナムアルデヒドを用いて、ウェルティシリウム(Vericillium )を制御することが米国特許第5,149,715号で開示されている。 リウェリ(Reweri)らは、キュウリにおいて、ホスファート類によって、ウド ンコ病に対する全身抵抗性が誘導されることを説明している(Biol.Agric.and H ort.(1993)9:305-315)。ホルストとカワマト(Horst and Kawamato)は、バラ のウドンコ病と黒点病の制御に対する、炭酸水素ナトリウムとオイルの効果を開 示している(Plant Disease,1992年3月号、p.247)。黒点病とウドンコ病を防 除するために、炭酸水素ナトリウムと、充分に溶解精製した軽パラフィン性石油 とが用いられてきた(Ziv et al.,Hort.Science(1993)28: 124-126)。 エラド(Elad)らは、キュウリのウドンコ病に対する、薄層形成ポリマーの効 果を開示している(Phytoparasitica(1989),17: 279-288)。ハギラディとジブ (Hagiladi and Ziv)は、圃場において、ウドンコ病を防除するために抗蒸散剤 を使用することを開示している(J.Environ.Hortic.(1986),4: 69-71)。マルコ (Marco)らは、抗蒸散性コーティングポリマーによるウ ドンコ病の防除を開示している(Phytoparasitica(1994),22:19-29)。パウラス とネルソン(Paulus and Nelson)は、バラのウドンコ病とサビ病を防除するた めに、フルシラルゾル(flusilarzol)、マイシオブタニル(myciobutanil)、 フェナリモル(fenarimol)、ペントナゾート(pentonazote)およびジニコナゾ ール(diniconazole)を使用することを開示している(Calif.Agric.1988,42 : 15)。 米国特許第4,402,950号は、芳香植物から採取できるテルペンを蒸気化して施 用して、ヒトや動物の生体中で、ウイルスを失活させることを説明している。引 用されているテルペンは、黒コショウ油、シナモン粉末油、カルダモン油、酢酸 リナリル、シンナムアルデヒド、サフロール、カルボン、および、シス/トラン ス・シトラオ(cis/trans citrao)などである。米国特許第4,477,361号は、表 面に直接施用される抗微生物界面剤を含むシンナム化合物を説明している。 単独の、あるいは、他の薬剤と組み合わせた、さまざまなサポニンの抗微生物 特性に関する参考文献には、以下の文献が含まれる。すなわち、JP21572 05、DE3724595、JP61065802、JP61007290。植 物の中でリ グニン合成を抑制して、飼料作物の消化をよくする方法として、トランスジェニ ツク植物の中でCAD活性を阻害することが提案されている(WO 93/05 159)。 発明の要約 本発明は、植物体や種子、苗などで、病原生物を防除するための方法と、養分 による媒介によって実質的に植物病原菌を排除した植物を提供する。この方法は 、病気にかかった植物の一つ以上の部位または組織に、または、病原体による攻 撃に感受性の植物に、標的病原生物の増殖を抑制するのに充分な量の抗病原性薬 剤を接触させるステップを含む。増殖を調節する生成物は、下の(1)に示す化 学式をもつ。 [ここで、Rは、−CH2OHまたは−CHOを表し、nは、0から3までの整 数を表す。各R1は、それぞれ独立に、OH基か、1個から10個の炭素原子と 、0個から5個のヘテロ原子を含む有機置換基を表すが、該化合物のいずれのR1 置換基 においても、炭素原子とヘテロ原子の合計数は15個以下である。R4は、水素 か、1個から10個の炭素原子を含む成分を表す。]これらの化合物には、シン ナムアルデヒドなどの天然物が含まれる。また、α−ヘキシルシンナムアルデヒ ド(HCA)などのα置換されたアルデヒドも利用できる。本方法は、病原生物 に対して、観賞用植物や農作物を処理するときに用いることができる。 具体的な態様の説明 吸液昆虫(sapsucking insects)及び真菌類などの病原性 生物が実質的に付いていない種、苗木、植物体、及び果実のような植物の一部が 、フラボノイドアルデヒドを用いる植物での病原体侵襲を生体制御(bioco ntrol)する方法と共に提供される。“生体制御”は、直接抗病原活性及び /又は病原体の侵襲に対するホスト植物の耐性の誘発による植物病原体の制御を 意味する。葉、根、もしくは花部のような植物の一部の表面、又は木質部もしく は師管部のような組織にコロニーを形成する真菌及び/又は昆虫を天然生成物と 接触させる。“コロニー形成”は、微生物もしくは昆虫と、その病原体が栄養分 、典型的にはアミノ酸、特にはメチオニンの ような必須栄養分を引き出す植物の一部もしくは組織との関りを意味する。“天 然生成物”は、1種類の生物に独自の、又は少数の密接に関連する生物に共通の 天然物起源の有機化合物を意味し、これには真菌の二次代謝物及び植物によって 生成される化学物質が含まれる。この天然生成物は、天然資源から単離されるも のであっても、完全にもしくは部分的に合成されるものであっても、組換え技術 によって生成されるものであってもよい。 主題発明の方法は、病原体阻害有効量の本発明の化合物を植物ホスト、又はそ れが成長し、もしくは成長させようとする基質(substrate)に添加することに より実施する。植物それ自身又は根域のいずれかに適用される抗病原剤の量は、 侵襲の程度及び、ある程度は、用いられる処方及び具体的な調合に依存し、した がって、最良の結果のためには経験的に決定しなければならない。“抗病原性” は、農薬、すなわち、病原体の成長の制御に有効な処方を意味し、その病原体の 殺害及び/又はその増殖の遅延もしくは阻止を含み得る。病原体には、昆虫、真 菌及びそれらがコロニー形成する植物に悪影響を及ぼす微生物が含まれる。 主題発明の組成物及び方法は、現存する組成物及び方法を上回る幾つかの利点 を提供する。フラボノイドアルデヒド、桂皮アルデヒドが抗真菌特性を発揮する ことが報告されてはいるが、これらは従来、酸化防止剤を含まない水性エマルジ ョン又は水溶液として植物に対して用いられてはいない。例として、米国特許出 願第4,978,686号には、作物への施用に用いられる組成物に桂皮アルデ ヒドと共に酸化防止剤を用いることが必須であることが開示されている。酸化防 止剤は高価であり、したがって、主題発明を用いることで大幅なコスト上の利益 が実現する。加えて、さび病及びうどん粉病を含めて植物ホストを病原性生物か ら長期間保護するのに1回の桂皮アルデヒドの施用で十分であり、従来報告され ているものよりも低濃度で有効である。 また、主題発明の処方(又は製剤:formulation)は、アザミウマ及びワタア ブラムシのような害虫を含む、通常の処理に対して耐性であることが知られる害 虫に対しても有効である。この処方の植物毒性も、用いられるアルデヒドの濃度 がより低く、かつ必要とされる施用の回数がより少ないことにより減少している 。また、主題処方は、真菌及び昆虫の両者の有効な制御も 提供し、これは複数の薬剤を施用する必要性を排除する。本発明のこの側面は、 昆虫が植物の一部もしくは組織に損傷を与え、二次的な真菌症が発病する場合の ような特定の状況において特に有利である。病原性生物の長期にわたる制御によ り、未処理の植物と比較してより健康な植物が得られ、そのホスト植物による作 物の収穫量が改善される。抗病原剤のより低い濃度及び1回の適用量は、植物又 はその作物に対する損傷の可能性を低下させるだけではなく、その殺虫剤を施用 する作業員、又は処理された植物の組織もしくはその一部を摂取する動物、魚も しくは家禽に対するあらゆる副作用の可能性を低減する。別の利点は、特に芳香 族アルデヒドが、処理された作物の風味及び/又は匂いを改善する場合もある陽 性の感覚刺激性及び嗅覚特性を有することである。HCAの匂いは、いくらか青 臭い花もしくはジャスミン様であると記述されている(テクニカルデータシート )。 アルファヘキシルシンナムアルデヒド、ベンズアルデヒド、アセトアルデヒド 、シンナムアルデヒド、ペピロナール、及びバニリンのような、主題発明におけ る用途が見出されている多くの芳香族及び脂肪族アルデヒドは、一般に、安全な (GRA S)合成風味付け剤とみなされている(21CFR§172.515)。HCA は1950年代以前には公に使用されており、現在は消費用調製物(石鹸、洗浄 剤、クリーム、ローション、香料)に広く用いられている(Monograph s on fragrances raw materials.Food C osmet.Toxicol.12:suppl.,915,1974)。HC AはFEMA(風味付け抽出物製造者協会(Falavoring Extra ct Manufacturers’ Association)によってGR AS(generally recognized as safe:一般に安全と認められる)の地位が認め られている。1965年の風味付け成分使用レベルの調査(No.2569,F d.Technol.,Champaign,19;(part 2)155, 1965)及びこれは米国FDAによって食品での使用が認可されている(21 CFR121.1164)。欧州委員会(1970)(Council of Europe,Nature and Artificial Flavour ing Substances.Partial Agreement in the Social and Public Health F ield.Strasbourg,List A(1),Series 1,N o.129,p.55,1970)は、HCAを1ppmのレベルで容認し得る 人工風味付け物質のリストに含めた。これらの物質の様々なものがC.ボツリヌ スの胞子の発芽に対する阻害活性を有することが報告されている。Bowles and Miller,G.Food Protection(1993)5 6:788−794。これらの化合物の一般式は上に(1)として示されている 。 ツィーン(Tween)(ポリソルベート)のような乳化剤として用いること ができる界面活性剤も、サポニン(これもGRASの地位を有する)と同様に、 すでに食品添加物として用いられている。加えて、製剤残留性(formulationresi duality)も制御することができる。これは、益虫を用いる統合害虫管理プログラ ムに短期間の残留が好ましい場合に非常に有益なものである。加えて、この処方 は、他の薬剤に耐性であるもののような害虫に対して有効である。温室の再立ち 入り(リエントリー)の時間も問題になるものではない。典型的には、この処方 は標的生物を速やかに死に至らしめる。これは、再立ち入り時間なし(例えば、 切花在庫の損失なし)と組み合わされる場合 に特に有益な特徴である。 主題処方及び方法のさらなる利点は、処理によって害虫に対する長期的に持続 する保護が提供されるだけではなく、それが主題処方が施用される点から隔たっ た植物の部位で有効であることである。例えば、主題処方の茎葉散布は、根及び 分裂組織のような植物の比較的隔たった近づき難い領域にコロニーを形成する病 原体に有効である。この遠隔効果は、フラボノイドアルデヒドが生きている植物 内でのこの化合物の遠距離搬送を可能にする植物の維管束系内を搬送されるため に、及び/又は主題処方の施用が全身的な獲得耐性(systemic acquiredresista nce:SAR)を誘発するために生じる。SARは感染、特に壊死性病原体によ る感染に応答して生じ、同じ病原体による引き続く攻撃に対する耐性、及び無関 係の病原体による攻撃に対する耐性さえも強化する。SARは、植物全体を通し ての(全身的な)広範囲の無関係の病原体に対する長期間(数週ないし数ヶ月) の防御を提供する。植物細胞における防御応答の例には、植物細胞構造成分、例 えば、クチン及びコルク質、カロース、リグニン、H22のような化学防御化合 物、並びにタンニン及びフィトアレキシンのような抗菌もしくは抗真菌化合 物の合成の誘発が含まれる。 好ましい化合物を下記式(2)に示す。 (ここで、R1は−CHOを表し、R2は−OHもしくは1ないし10個の炭素原 子を含む有機置換基を表し、かつR3はメトキシ基もしくは1ないし10個の炭 素原子を含む有機置換基を表し、かつR4は水素もしくは1ないし10個の炭素 原子を含む有機置換基を表す。) 特に関心があるものはフラボノイドアルデヒド、特には芳香族アルデヒドである 。本発明において用いられる芳香族アルデヒドの例は桂皮アルデヒド(下記(3 ))及びコニフェリルアルデヒド(下記(4))である。 関心のある他の化合物には、アルファ位でヘキシル基のようなアルキル又はア ミル基のような分岐アルキル基で置換されている化合物のような式(1)の化合 物の類似体が含まれる。一般的には、アルファ位の基はC−5ないしC−10で ある。このような化合物にはアルファヘキシルシンナムアルデヒド及びアルファ アミルシンナムアルデヒドが含まれる。アルファヘキシル桂皮アルデヒド(HC A)の化学構造を(5)に示す(下記)。 HCAのケミカルアブストラクツサービス(CAS)名は2−(フェニルメチレ ン)オクタナールであり、CAS登録番号は[101−86−0]である。この 化合物は2−ヘキシル−3−フェニル−2−プロペナールの化学名でも記述され る。この化合物の式はC1520Oであり、分子量は216.3である。HCAは 、25℃で70×10-5mmHgの蒸気圧を有する、低揮発性ないし穏やかに揮 発する化合物である。その親化 合物である桂皮アルデヒドは、約40倍高い蒸気圧(25℃で2970×10-5 mmHg)を有する。比較のために挙げると、防虫剤N,N−ジエチル−m−ト ルアミンは僅かに高い蒸気圧(25℃で167×10-5mmHg)を有する(R eifenrath,W.G.(1995)Volatile Substan ces.Cosmetics and Toiletries,110:85− 93)。 主題発明の芳香族及び脂肪族アルデヒドは、当該技術分野における熟練者に公 知の様々な合成法で調製することができる。例えば、J.March,ed., Appendix B,Advanced Organic Chemistr y:Reactions,Mechanisms,and Structure ,2nd Ed.,McGraw−Hill,New York,1977を参 照のこと。シンナムアルデヒドは、例えば、シンナミルアルコールの酸化(Tr aynelis et al.,J.Am.Chem.Soc.(1964)8 6:298)又はスチレンとホルミルメチルアニリンとの縮合(Britの特許 504,125号)によって合成により調製することができる。主題アルデヒド 類は、天然資源 から単離することによっても得ることができる。例えば、シンナムアルデヒドは 木材腐敗菌ステレウム・サブピレアタム(Stereum subpileat um )から単離することができる。Birkinshaw et al.,Bi ochem.J.(1957)66:188。 HCAは、例えばUSPN5,055,621、に記述されるように合成する ことができる。実験室の規模では、HCAは窒素雰囲気下でベンズアルデヒドを オクタナールと反応させることによって合成することができる(アルドール縮合 )(Personal Communication,Eric Walbor sky,Firmenich Chemical Manufacturing Center,Port Newark,New Jersey)。この反応 は、メタノール、309ppmのジフェニルアミン、水酸化カリウム及びベンズ アルデヒドを収容した撹拌フラスコで行う。オクタノールを徐々に添加した後、 この反応混合物を酢酸で7.5−9.5のpHにする。メタノールを蒸発させて 反応混合物を水で洗浄した後、その有機相を蒸留ユニットに移す。このポットチ ャージの約20−24%をベンズアルデヒド及び“軽量物 (lights)”として除去し、アルファ−ヘキシル桂皮アルデヒドの“ハー トカット(heart cut)”を構成する留分を残す。この“ハートカット ”をさらに分画し、ここで臭気評価により物質の1−5%(重量基準)を“軽量 物”画分に除去する。最終生成物は、20℃で0.955−0.965の比重、 20℃で1.548−1.562の屈折率、1気圧で305℃の沸点、及び26 ℃の融点を有する明黄色油である。 HCAはFirmenichから得ることもできる。その生成物は、原理的に 、(E)−シス異性体(最大93.8%)及び(Z)−トランス異性体(最大6 %)を含んでなる。少数成分の中にはオクタナールの自己アルドール縮合生成物 が存在する(1−1.5%(Personal Communication, June Burkhardt,Firmenich,Plainsboro, New Jersey)。この市販生成物は、酸化防止剤として作用する0.0 4%の2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール(ブチル化ヒドロキシト ルエン、すなわちBHT)を添加することで安定化している(テクニカルデータ シート、ヘキシル桂皮アルデヒド907600、853改定、Firmenic h Inc.、Plainsb oro、New Jersey)。HCAは米から単離することが可能であり、 これは自然に生じることが報告されている。(Givaudan−Roure Index,Givaudan−Roure Corporation,Cli fton,New Jersey,1994,p.89)。 主題アルデヒド化合物は単独で、又は他の活性もしくは不活性物質と組み合わ せて用いることができる。幾つかの場合には、1種以上の他の成分、すなわち、 式(1)の化合物以外の化合物をこの処方に添加することにより処方の効力を増 大させることができる。さらなる成分(1種又はそれ以上)が特定処方の抗病原 性効果を増大させつつこの処方の植物毒性を最少にすることが好ましい。その存 在により所望の効果を添加量を上回って増大させる成分である“協力剤(synerg ist)”を使用することが特に好ましい。1種以上の他の処方成分の濃度は、そ の処方の所望の植物毒性及び抗病原性効果を防止又は増強しながら変更すること ができる。特に関心があるのは、処方に成分を添加して、所定の処方の効力を実 質的に維持しながらその処方中の1種以上の他の成分の濃度の減少を可能にする ことである。そのような成分を処方の他の成分と組み合わせることは、混合 及び/又は施用の任意の適切な段階で1以上の工程で為し遂げることができる。 特に関心があるのは、処方に補助剤を添加することである。“補助剤”は主要 成分の作用を助けるために処方に添加される物質を意味する。農業用化学物質の 施用においては、噴霧補助剤がこの機能を果たす。有効な噴霧補助剤を1種以上 の界面活性剤、溶媒又は共溶媒を含むように処方することができる。界面活性剤 、水及び油性成分を含む系は順序付けられた相を形成する多くの他の可能性を有 する。界面活性剤はそれ自身を様々な形状の凝集に構造化し、それらの可能性の 1つとしての第1順相を有するミセルを形成する。また、界面活性剤は、相互に 浸透する油相と水相との界面に集合して、マイクロエマルジョンを形成すること も可能である。例えば、ツィーン80のような乳化剤を含めることによりその処 方を直接的(substantive)なものにすることができる。用いることができる他 の洗浄剤には、米国特許出願第4,978,686号に記述されるもののような 陰イオン性洗浄剤が含まれる。一般には、この処方において用いられる洗浄剤及 び他の成分はフラボノイドアルデヒドの殺虫特性を損なうものではなく、むしろ その処方の直接的な 特性を高め(例えば、米国特許出願第4,477,361号を参照)、農薬特性 を改善し得るものである。 農薬に好ましい界面活性剤はサポニンであり、これは様々な資源の任意のもの から得ることができる。サポニンは、補助剤及び界面活性剤として、用いられる フラボノイドアルデヒドの植物毒性の減少及び/又は効力の増大のために用いる ことができる。サポニンは1つのクラスの化合物の集合であり、各々はサポゲニ ン部分及び糖部分からなる。サポゲニンはステロイド又はトリテルペンであって もよく、糖部分はグルコース、ガラクトース、ペントース、又はメチルペントー スであってもよい。S.Budavari,ed.,The Merck In dex,11th ed.,Merck&Co.,Inc.,Rahway,N .J.,1990,p.1328。本発明において用いられるサポニンは、果実 、葉、種子及び/又は根を含む様々な植物部分から、当該技術分野において公知 の手段を用いて、ユッカ、キラヤ、リュウゼツラン、タバコ、カンゾウ、大豆、 チョウセンニンジン及びアスパラガスからアロエ樹までの範囲の、それらを生成 することが知られている様々な植物を含む様々な資源から生成及び/又は単離す ることができる。本 発明で用いるサポニンは、好ましくは、用いられる濃度でヒト及び高等動物に対 して非毒性である。最も好ましくは、本発明において用いられるサポニンは非毒 性食品グレードであり、その源はユッカ植物である。さらに好ましいものは、ユ ッカ・シジゲラ(Yucca schidigera)又はY.バリダ(Y.v alida )起源のサポニン及びそれらの等価物である。植物毒性の制御及び毒 学的な安全性の両者のためには好ましいサポニンはユッカ種起源のものであり、 コレステロールを結合しない好ましいサポニンにはアスパラガス起源のものが含 まれる。サポニンは、一般には、冷却圧縮抽出法により調製し、得られた液体抽 出物をサポニン濃度についてHPLCで分析する。ユッカ繊維も用いることが可 能であり、典型的には、天日乾燥して粉砕し、篩でサイズ調整をする。 様々な構造的に関連するサポニンが公知であり、最も変化し得る構造的な特徴 はグリコシル化パターンである。サポニンは、ステロイドが結合したサポニンで あるサラサポニンのようにさらなる修飾を含んでいてもよく、サポニン構造を当 該技術分野において公知の幾つもの酵素的、化学的及び/又は機械的手段で修飾 することも可能である。Nobel,Park S., Agaves,Oxford Univ.Press,New York,19 94,pp.42−44。したがって、所望の抗病原性及び/又は植物毒性効果 を有する処方を生成するこれらの化合物の誘導体は本発明の等価物であると考え られる。その構造に依存して、所定のサポニンは特定の農薬特性を有し、本発明 の処方で使用することができる。一般には、サポニンの有効量は0.01ないし 3%の範囲にあり、最も好ましくは100ブリックスサポニン抽出物の約0.2 5%v/v水溶液である。 処方の抗真菌特性を高めるために、ポリプロトン酸の塩、例えば、重炭酸ナト リウム、硫酸ナトリウム、リン酸ナトリウム又は二リン酸ナトリウムの水性調製 品のような追加成分を処方に任意に含めることができる。得られるエマルジョン は、使用するために適切な濃度に希釈する。 他の化合物を単独で、又は組成物、例えば、アルカリ性環境でA.フラブス(A.flavus )のような特定の真菌を殺すことが知られるH22、と組み合 わせて用いることができる。米国特許5,290,557号に記述されるものの ように、グリセロール、プロピレングリコール、エチレングリコール及び /又はイソプロピレンアルコールのような凍結防止成分、及びキサンタンゴム、 アカシアゴム、ゼラチン、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のゴムもしく はゴム様物質も含めることができる。さらに、収穫前の使用に、様々な真菌に対 する非全身的もしくは全身的な植物耐性を誘発する化合物を野外条件における特 定の真菌のコロニー形成及び/又は成長の制御に用いることができる。 式(1)、(2)、(3)、(4)及び/又は(5)の化合物を含む組成物の 最も有効な処方は、実施例に記述されるもののようなプロトコル及び当該技術分 野における熟練者に公知の他の方法を用いて決定することができる。処方の各々 は、特定の有害生物及び/又は植物ホストに対するその効果について、その処方 の抗病原性効果を維持もしくは増大させつつ毒性を最少にする特定の施用に適合 する各成分の組み合わせ及び有効量にある式(1)の任意の化合物及びツィーン 80及び/又は重炭酸ナトリウムのようなその処方の他の成分を用いて評価する 。各成分の有効量は、試験処方中のその成分の量を体系的に変化させ、関心のあ る植物をその試験処方で処理し、非処理対照植物と比較した有害生物侵襲のレベ ルを監視することにより決定 することができる。試験成分の有効量は、植物ホスト上の病原の成長を制御し、 したがって植物の病気の格付けを低下させる量として同定することができる。特 定の施用の各々について平均疾病耐性(MPDC)を算出することができる。M PDCは次の式で定義される。 及び MDIC=非処理対照における疾病発生の平均% MDIT=処理における疾病発生の平均% 一般的に、有効な病原体制御のためには、疾病制御の平均パーセント(MPDC )は60%を上回り、好ましくは少なくとも約70%である。 また、処方は植物毒性についても評価する必要があり、したがって、その処方 の毒性の少なくとも1つの評価がホスト種の生きている植物体に対してなされる ことが重要である。植物毒性は、増大する毒性の強さ;0−いかなる症状もない 植物;1−胚軸の非常に僅かな褐色化(他の症状なし);2−植物の多少のしお れ、下部の葉の死、維管束系の多少の褐色化;3−植 物全体のしおれ、葉の死、外的及び内的症状を有する胚軸;4−茎の壊死、植物 の死、の順序に従って格付けすることができる。用いられる処方は2以下の植物 毒性の格付けを有することが好ましく、より好ましくは1以下である。例として 、0.1ppmないし25,000ppmの範囲の桂皮アルデヒドのうどん粉病 に対する効果を評価する。平均疾病制御は、より高い適用量の桂皮アルデヒドを 用いることにより、及び/又は式(1)の他の化合物を添加することにより、又 は洗浄剤等を添加することによりその処方の直接性を高めることにより増大させ ることができる。 試験化合物の有効成長調節量は、有害生物がホスト植物にコロニーを形成する 程度をその有害生物を殺すか、もしくはその繁殖を防止することにより低減する 量として同定される。1種以上の式(1)、(2)、(3)、(4)、又は(5 )の化合物の有効成長調節量は、一般には約0.01g/lないし25g/l、 より好ましくは約1g/lないし20g/l、最も好ましくは約5g/lないし 10g/lである。好ましい態様において、この処方は、乳化剤としてツィーン 80もしくはサポニン及び任意に重炭酸ナトリウムを含有する処方中に有効成長 調節量のα−ヘキシル桂皮アルデヒド、桂皮アルデヒド及び/又はコニフェリル アルデヒドを含む。好ましい処方は、α−ヘキシル桂皮アルデヒド、桂皮アルデ ヒド及び/又はコニフェリルアルデヒド(0.5重量%ないし10重量%)を含 み、かつ非プロトン酸の塩(8重量%ないし12重量%)及び残部の水を含んで いてもよいエマルジョンである。6−12%の非プロトン酸を含む処方が好まし い。一般には、処方中に存在するアルデヒド(1種又は複数)の総量は5%以下 である。アブラムシの他にうどん粉病、さび病及び胞子の処理に好ましい処方は 、桂皮アルデヒド及び/又はコニフェリルアルデヒド(0.001重量%ないし 10重量%)、ポリプロトン酸(polyprotic acid)の塩(4重量%ないし12 重量%)、乳化剤(1重量%ないし4重量%)、及び残部の水を含むエマルジョ ンである。この処方は、特定のアルデヒド、例えばコニフェリルアルデヒド、に 固有の酸化防止特性以外に酸化防止剤を用いることなく有効である。 処方の安定性は、関心のある処方を設定時間にわたって高温に晒す加速試験を 含む様々な方法によって評価することができる。処方のサンプルを規則的な間隔 で取り、当該技術分野にお ける熟練者に公知の方法で化学的に分析して分解の速度及び性質を決定する。例 えば、HCAは、30メートルの非極性ポリジメチルシロキサンキャピラリーカ ラム(例えば、HP−1、Hewlett−Packard、又はSPB−1、 Supelco)及び水素炎イオン化検出器を用いて気−液クロマトグラフィー (GLC)によって分析することができる。ヘリウムを搬送ガス(8ml/分) として用い、約240℃のカラム温度を用いると、(E)−シス異性体(主要成 分)の保持時間は約6.0分であり、(Z)−トランス異性体(少量成分)の保 持時間は約6.3分である。 処方が、特定の病原体に感受性であるホスト植物を植えるための土壌又は他の 成育基質の調製、すでに汚染されている成育基質への適用、又は収穫されたもの に用いられる適用については、主題発明の処方を根域、基質又は収穫されたもの に直接添加することが可能であり、あるいはそれらを固体支持体に結合させ、又 は徐放性物質中に封入することができる。固体担体が用いられる場合には、活性 アルデヒドの酸化を導き得る物質は避けるべきである。デリバリーシステムの例 にはスターチ−デキストラン等が含まれる。デリバリーシステムの例について は、Yuan et al.,Fundamental and Applie d Toxicology(1993)20:83−87を参照のこと。また、K awada et al.(1994)10:385−389も参照のこと。 式(1)、(2)、(3)、(4)及び(5)の特定の化合物及び任意に上述 のサポニンに加えて、生物学的系の作用によって上記で同定される式の化合物を 生成するこれらの任意の化合物の誘導体が本発明の化合物の等価物であると考え られる。したがって、前駆体化合物を植物の一部もしくは組織又は収穫されたも のに施用することは、本発明の実施と等価である。前駆体化合物のフラボノイド アルデヒドへの生物学的変換は、例えば、米国特許第5,149,715号及び そこに引用される参考文献に記述されている。Casey and Dobb Enzyme Microb.Techol.(1992)14:739−74 7も参照のこと。前駆体化合物の例には、アミノ酸アンモニアリアーゼ経路にお けるもののような植物病原体に対する植物耐性のための獲得された及び/又は全 身的耐性に関連する経路におけるものが含まれ、かつ(桂皮酸を生成する)フェ ニルアラニンが含まれる。関心のある他の前駆体化 合物には、リグニン及びクマリンを生成するための生物学的経路におけるもの、 例えば、p−クマリン酸を生成するチロシンが含まれる。したがって、所望の抗 病原性及び毒性低減効果を有する処方を生成するこれらの化合物の前駆体及び誘 導体は本発明の等価物であると考えられる。 本発明の方法は、標的病原性生物にその標的病原性生物の成長及び/又は生存 能力を害するに十分な量の抗病原剤を導入することにより行う。この抗病原剤を 含む処方を、植物組織又はその一部に、収穫前もしくは収穫後に導入する。施用 の方法には、濃縮液、溶液、懸濁液、粉末等の形態の活性成分の噴霧、注ぎ、浸 漬、注入等が含まれる。例えば、処方は、湿式もしくは乾式処方として、植物病 原体に感染した植物又は植物病原体による侵襲に感受性の植物の葉の表面及び/ 又は裏側あるいは他の植物組織もしくは植物の一部に噴霧し、好ましくは湿式処 方を用いた場合に流れ落ちるまで噴霧する。植物には病原体侵襲の前又は後に噴 霧することが可能であり、好ましくは侵襲の前に噴霧する。しかしながら、ホス ト植物に対する損傷を最少に止めるため、それが可能である場合には、若葉が植 物毒性により感受性である傾向があるため古い植物を処理することが好 ましい。サポニンのような植物成長促進剤が、収穫前に、抗病原性処方中に、も しくは独立した処方として任意に用いられる。あるいは、処方を、湿式もしくは 乾式で、潅漑スケジュールの一部又は独立した適用として、それが根及びその根 にコロニーを形成する関連病原性生物に接触することが可能な根域に適用するこ とができる。幾つかの場合には、特に根域又は収穫後のものへの適用について、 徐放性処方を用いることができる。 この処方の活性成分(1種又は複数)を標的生物に導入する方法は、処理植物 表面からの有害生物による直接摂取によるものであっても、その標的有害生物が コロニーを形成し、抗病原剤を含むかその表面に抗病原剤を有するホストの栄養 供給表面上で有害生物を養うことによるものであってもよい。ホスト植物の栄養 供給表面上での抗病原剤の存在は、その抗病原剤を植物の一部と直接接触させた 結果であっても、又は、その抗病原剤での植物の以前の処理に対する二次的効果 としての全身的耐性の誘発の結果としてもしくはホスト植物の遺伝学的変性の結 果としてのホスト植物からの同化によるものであってもよい。 標的生物に依存して、用いられるアルデヒドをマイクロカプセル化したり、固 体支持体に結合させることができる。これは、 任意に、ポリサッカリダーゼから誘導される結合ドメインのようなリンカーによ り行うことができ、この場合、この固体支持体はセルロース、特には微結晶セル ロースのような多糖である。セルロース結合ドメインの調製は米国特許第5,3 40,731号、5,202,247号及び5,166,317号に記述されて いる。骨格蛋白質からの結合ドメインも用いることができる。Shoseyen et al.(PCT出願PCT/0594/04132)も参照のこと。ア ルデヒドは、開裂可能な結合を備えて、もしくは備えずに、当該技術分野におけ る熟練者に公知の方法を用いて、結合ドメイン又は他の固体支持体に結合させる ことができる。活性成分の固体もしくはマイクロカプセル形態は土壌伝染病原体 の侵襲の処理又は予防に特に有用である。この固体又はマイクロカプセル形態か らの活性成分の放出速度の決定及び最適化には分析化学的手法が用いられる。定 性的な目的には、放出されるアルデヒドの量を決定するのにガスクロマトグラフ ィー手法を用いることができる。例えば、カプセル化(ペレット化)生成物のサ ンプルを選択されたタイプの土壌と混合し、異なる期間にサンプリングして放出 を測定する。処方から放出される揮発性ガスも分析することがで きる。処方の茎葉散布及び滴下灌水施用の全時間にわたる活性及び安定性も、当 該技術分野における熟練者に公知の方法を用いるGC法を用いて評価することが できる。HPLC分析のために処方のメタノール又はアルコール抽出を行うこと も可能である。 本処方の1種以上の成分を、植物、植物の一部、植物細胞、特定の植物組織に おける関心のある化合物のレベルを制御するのに必須であり、及び/又は植物成 長の特定の段階に関連する1以上の酵素又は酵素経路又はクラスターをコードす る1以上の遺伝子の発現を調整することにより、関心のある植物中で生成させる ことが可能である。この酵素は生合成経路にあっても、分解経路に合ってもよく 、その調節をそれぞれ向上もしくは低下させて内在性植物遺伝子又はその植物に 外来的に提供された導入遺伝子のいずれかの発現を調整する。固有の植物遺伝子 はそのホスト植物のゲノムに本来存在するものである。内在的植物遺伝子は関心 のある植物ホストの野生型ゲノムに存在するものである。これは固有遺伝子であ っても、植物の感染の結果として(例えば、ウイルス遺伝子)又は他の方法で自 然に植物ゲノムに組み込まれた遺伝子であってもよい。また、関心のある 化合物のレベルを制御し、かつ1以上の式(1)、(2)、(3)、(4)又は (5)の化合物の合成経路に存在する酵素をコードする1以上の遺伝子を外来的 にホスト植物に導入するために、組換え手段又は伝統的植物育種法によってホス ト植物を変性することも可能である。遺伝子の発現の調整は、関心のある遺伝子 生成物の転写レベル、翻訳レベル及び/又は翻訳後のレベルでの生成の制御を意 味する。関心のある化合物のレベルは、その関心のある化合物の合成に必要な1 以上の酵素をコードする1以上の内在性遺伝子又は導入遺伝子の発現を調整する ことにより制御する。 植物における遺伝子発現の調整方法は当該技術分野において公知である。成育 条件の変化又は植物への化合物の外部からの施用は遺伝子の発現に影響を及ぼす ことがある。例えば、本発明の処方を、内在性遺伝子の発現を調整することによ る全身的な植物耐性の誘発に用いることができる。分子レベルでは、遺伝子の発 現は、構造遺伝子コーディング領域の発現を調整する転写、翻訳及び終止制御領 域に実質的に依存する。これらの制御領域を調節する植物のシグナルを利用する ことにより、又はその制御領域の直接組換え操作により、例えば、桂皮アルデヒ ドのレベルの制御に必須の酵素をコードする遺伝子の発現を調整することが可能 である。導入遺伝子が植物ホストに対して外来的なものである場合、この導入遺 伝子は、遺伝子の発現の所望のレベル及びタイミングを達成するように選択され 、デザインされる制御領域を含む。使用される場合には、この制御領域は関心の ある遺伝子に対して相同(固有)であるか、又は非相同(非固有)である。“相 同”は、その制御領域(1つ又は複数)が関心のある遺伝子に通常関連付けられ る制御領域からのもの、又はこれに類似するものであることを意味する。“非相 同”は、その制御領域(1つ又は複数)が異なるヌクレオチド源もしくは配列に 由来し、あるいは関心のある遺伝子に通常関連付けられる制御領域(1つ又は複 数)とは実質的に異なることを意味する。例えば、酵素コーディング配列が制御 領域と比較して源の中で非相同である場合には、関心のある植物細胞においてそ の遺伝子を発現させるために、これらの植物細胞中で機能する転写及び翻訳開始 調節領域又はプロモーターがそのコーディング配列と作動可能に結合して提供さ れる。植物細胞中で機能する転写及び翻訳開始シグナルには、植物ホスト又は他 の植物種に固有もしくは内在的であり、かつ、植物ホストにお いて直接構成されるか又は選択的に発現する遺伝子からのもの、及び植物に感染 するCaMVのようなウイルスからの配列が含まれる。 特に関心があるものは、植物、植物の一部、植物細胞、特定の植物組織におけ る構造遺伝子の発現を選択的に調節し、及び/又は植物の成長の特定の段階に関 連付けられる遺伝子制御領域である。当該技術分野において公知である制御領域 、特には、植物、植物の一部、植物細胞、又は特定の植物組織における式(1) 、(2)、(3)、(4)、(5)の化合物及び/又はサポニンのレベルの制御 に必須の酵素をコードする遺伝子の発現を調整するのに使用され得、及び/又は 植物の成長の特定の段階に関連付けられる転写制御領域又はプロモーターが好ま しい。例えば、果実における異なる発現パターンを規定するプロモーターがUS PN4,943,674号及びUSPN5,175,095号に、種子における ものがUSPN5,315,001号に、並びに急速に成長する組織及び若い茎 におけるものがUSPN5,177,011号に記述されている。 植物ホストにおける本処方の所望の成分を生成する好ましい 方法は、組換えDNA手段、特には当該技術分野において公知の組換え手法を用 いて遺伝子導入植物を構築することによって関心のある植物組織における式(1 )、(2)、(3)、(4)、(5)の関心のある化合物及び/又はサポニンの 少なくとも1つのレベルを変更することによるものである。この方法は、関心の ある植物細胞を、生成物を調整することが可能な1種以上の酵素をコードするD NA配列にリーディングフレーム5’で結合し及び/又は関心のある化合物を生 成するのに必須の転写及び翻訳開始調節領域、並びに翻訳及び転写終止領域を、 転写の5’から3’方向の作動可能に結合する成分として含む植物細胞において 機能する発現カセットで形質転換することを含む。関心のある化合物の生成に必 須の酵素が発現することにより、化合物の生合成に関与する酵素の濃度が変化す る結果として化合物の生成が増加する。特に関心があるのは、葉、根、果実及び 種子のような植物組織におけるサポニン、桂皮アルデヒド及び/又はコニフェリ ルアルデヒドの生成の選択的制御である。 関心のある組織における桂皮アルデヒドの生合成のためには、桂皮アルデヒド の合成に必須であり、かつその関心のある組織における桂皮アルデヒドの量を増 大させることが可能な1以上 の酵素の構造遺伝子をコードするDNAを含む発現カセットで植物細胞を形質転 換する。同様に、関心のある組織におけるサポニンの生合成の選択的な制御のた めには、サポニンの合成に必須であり、かつその関心のある組織におけるこれら の化合物の量を増大させることが可能な1以上の酵素の構造遺伝子をコードする DNAを含む発現カセットで植物細胞を形質転換する。特に関心があるものは、 植物細胞において通常見出される基質からの、関心のあるサポニン、桂皮アルデ ヒド及び/又はコニフェリルアルデヒド化合物の生合成に必須の前駆体化合物を 代謝することが可能な1以上の酵素をコードする遺伝子である。より関心がある ものは、式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)の化合物及びサポニンの少 なくとも1つの遺伝子導入発現である。 関心のある遺伝子の発現のためのDNA構築体を調製する。これは、発現カセ ットを植物ホストのゲノムに組み込む。組み込みは、アグロバクテリウム(Ag robacterium )エレクトロポレーション、又は高速微粒子介在形質転 換のような当該技術分野において公知の形質転換系を用いてなし遂げることがで きる。その用途により、サポニン又は関心のある他の 化合物のうちの1つを関心のある組織及び/又は特定の細胞器官において優先的 に発現させることができる。組織特異性は、所望の発現プロフィールを有する転 写調節領域を用いることにより達成する。特定の細胞器官に対する酵素の転移は 、適切な転移ペプチドを用いることにより達成する。DNA構築体を組織及び細 胞器官に特有に発現させる方法は記述されており、当該技術分野において公知で ある。 関心のある遺伝子の調節及び発現を確認するために、植物細胞中に存在する所 望のDNA配列がゲノムに組み込まれ、転写されているかどうかを決定する様々 な手法が存在する。ノーザンブロットのような手法を、所望の酵素をコードする メッセンジャーRNAの検出に用いることができる。さらに、酵素活性を検定す ることにより、又はその蛋白生成物に対する免疫検定により発現を検出すること が可能である。最も好ましくは、植物ホストに存在する関心のある化合物のレベ ルは当該技術分野において公知の方法を用いて測定する。例えば、関心のある遺 伝子の発現及び/又は植物ホストに存在するサポニンのレベルで測定される、対 象植物と比較した場合の関心のある植物組織において増加するサポニン及び/又 はフラボノイドアルデヒド の含量が所望の表現型である。 本処方の1種以上の化合物を標的生物に導入するために、関心のある化合物の レベルを制御するのに必須の酵素をコードする遺伝子を発現する植物ホストが標 的生物を抗病原処方の少なくとも1種の成分に晒すことになる。別の態様におい ては、関心のある遺伝子の選択的発現により、病原体の攻撃又はコロニー形成に 対する植物ホストの全身的な耐性が誘発される。抗病原処方の少なくとも1種の 成分を植物ホストによって発現させ、その抗病原処方の他の成分を任意にその植 物ホストに外部的に施用して、その組み合わせが標的生物に直接もしくは間接的 に導入された場合に所望の抗病原性効果を発揮するようにすることが可能である 。シンナムアルデヒド、α−ヘキシル桂皮アルデヒド及びコニフェリルアルデヒ ドのようなフラボノイドアルデヒドを蓄積する能力が増大した遺伝子導入植物を 、植物病原体に対する自己防御に加えて、抽出した後化学農薬として使用するた めのフラボノイドアルデヒドの源として用いることができる。 フラボノイドアルデヒドの蓄積は、所望のアルデヒドのさらなる代謝を引き起 こすか、もしくは代謝中間体を所望のアルデ ヒドから転用酵素をコードする特定の植物遺伝子の発現を下方調節することによ り達成することができる。例えば、シンナムアルデヒドの場合、これにはシンナ マート4−ヒドロキシラーゼ(CA4H)及び桂皮アルコールデヒドロゲナーゼ (CAD)の発現の下方調節が含まれる。CA4Hは、通常、桂皮酸の幾らかを シンナムアルデヒドから転用してそれ自身が代謝中間体であるp−クマリン酸を 生成する。CA4Hの活性を単独で低下させることは、一般には、シンナムアル デヒドの蓄積を引き起こすには十分ではない。これは、CADがシンナムアルデ ヒドを急速にシンナミルアルコールに変換し、これがリグニンに組み込まれ、又 はグリコシドとして蓄積されるためである。CA4H及びCADの活性の両者を 同時に低下させることにより、桂皮酸からシンナムアルデヒドへの代謝的な変化 が増大し、シンナムアルデヒドのシンナミルアルコールへの変換が低下する。特 に桂皮酸の生合成が上昇するときには、シンナムアルデヒドの中にはリグニンに 組み込まれるものもあるが、シンナムアルデヒド(遊離もしくはグリコシドとし てのいずれか)も上記の正常レベルまで蓄積される。これは、フェニルアラニン アンモニアリアーゼ(PAL;一般的なフェニルプロパノイド代謝に おける第1及び速度制限工程、Hahlbrock and Scheel,( 1989)Annu.Rev.Plant Physiol.Plant Mo l.Biol.40:347−369)活性のレベルが高い場合に生じ、この状 況は、真菌病原体による侵襲並びに傷害及び昆虫の摂食に関連する機械的な損傷 を含む広範囲の刺激に応答して植物に自然に生じる。 多くの植物CA4H及びCAD遺伝子がクローン化されており、それらの配列 はジーンバンク(GenBank)から利用可能である。異なる植物種の間で保 存されるヌクレオチド配列を含むこれらの遺伝子の部分を植物発現ベクター(ア ンチセンス又はセンス方向)に直接用いて、対応する内在性遺伝子の発現を抑制 することができる(例えば、Pear et al.(1993)Antise nse Res.and Develop.3:181−190、Napoli et al.1990) The Plant Cell 2:279−28 9。USPN5,107,065号も参照)。より好ましくは、これらの保存さ れた遺伝子配列を用いて、変性しようとする植物種のcDNAライブラリーから CA4H及びCADcDNAクローンを単離する。次に、得られたcDNAクロ ー ン、又はそれらの一部を植物発現ベクター(アンチセンス又はセンス)に導入し 、関心のある植物(1種又は複数)の形質転換に用いる。本発明によるDNA構 築体は、好ましくは、内在性CA4H又はCAD遺伝子に相同の、少なくとも5 0塩基の配列を含む。 ベクターを有用なDNAセグメントに作動可能に結合することによって組換え DNA分子を生成させ、植物の形質転換に用いることができるプラスミドを形成 する。遺伝子のクローン化された部分からのRNAの発現を指向することが可能 なベクターをここでは“発現ベクター”と呼ぶ。このような発現ベクターは、プ ロモーターを含む発現制御要素を含む。高等植物における遺伝子の発現に有用な 典型的なベクターは当該技術分野において公知であり、これにはRogers et al.,Methods in Enzymology(1987)15 3:253−277に記述されるアグロバクテリウム・ツメファシエンス(Ag robacterium tumefaciens)のTiプラスミドから誘導 されるベクターが含まれる。導入された遺伝子の強力な構成性発現を提供するの に用いられる通常のプロモーターはカリフラワーモザイクウイルス (CaMV)35Sプロモーター(Pharmacia,Piscataway ,NJから利用可能)である。(CaMV35Sのような)構成性プロモーター 又は(PAL遺伝子又は内在性CA4HもしくはCAD遺伝子からのプロモータ ーのような)誘発性もしくは発生的に調節されるプロモーターのいずれかを用い ることができる。構成性プロモーターの使用は、誘発性もしくは発生的に調節さ れたプロモーターが所望の組織中及びそれが必須である条件下においてのみアン チセンスもしくはセンスRNAが生成されるという利点を有するのに対して、植 物の全ての部分の機能に影響を及ぼす傾向がある。発生的に調節されたプロモー ターの使用が好ましい。これは、フェニルプロパノイド生合成の下方調節が異種 PAL遺伝子を有する遺伝子導入植物の発生に対する望ましくない副作用を生じ 得ることが知られているためである(Elkind et al.(1990) Proc.Nat.Acad.Sci.87:9057−9061)。 多くの異なる形質転換法を広範囲の植物種の型通りの形質転換に利用すること ができる。双子葉植物へのDNAの移送に特に効果的な方法の1つはアグロバク テリウムの使用を含む。こ の方法では、関心のある遺伝子を(例えば、ネオマイシンホスホトランスフェラ ーゼ11又はホスフィノスリシンアセチルトランスフェラーゼをコードする)選 択可能なマーカー遺伝子を有する小さな組換えプラスミドにスプライシングされ ているT−DNA領域の境界の間に挿入する。次に、この組換えプラスミドを形 質転換又は三親交配によってアグロバクテリウムホストに導入する。その後、こ の関心のある遺伝子(1つ又は複数)を担持するアグロバクテリウム株を用いて 、適切な植物組織(例えば、葉のディスク)と共にこの細菌を共培養することに より植物組織を形質転換する。適切な選別剤を用いて組織培養中で形質転換細胞 を選択した後、植物を再生する(Horsch et al.(1985) S cience 227:1229−1231)。植物細胞、特にはより扱いにく い(recalcitrant)作物植物の形質転換において用いられている他 の方法にはバイオリスティクス(biolistics)及びエレクトロポレー ションが含まれる(詳細なプロトコルについては、Sanford et al .(1993) Methods in Enzymology 217:48 3−509;及びPotter(1993)Methods in Enzymology 217:461−478を参照のこと)。 ひとたび遺伝子導入植物が作製されたら、CA4H及びCADの通常の酵素検 定を用いて異なる形質転換体において達成される酵素活性の抑制のレベルを決定 する。作製された形質転換体の小画分のみが、植物の発生に対する望ましくない 副作用を生じることもなくフラボノイドアルデヒドの蓄積を起こすのに十分低い 残留酵素活性を有するようである。このため、CA4H及びCADの両者が抑制 された所望の形質転換体を作製する好ましい方法は、これらの2つの遺伝子を別 々に異なる形質転換体に導入した後、それらを標準的な性的交配によって結合さ せることである。これは、同時に評価される遺伝子抑制のレベルの多数の組み合 わせを許容する。 遺伝子導入植物におけるフラボノイドアルデヒドの過剰生成に代わるものは、 植物の遺伝子を用いて微生物ホストに特定のフラボノイドアルデヒド及び/又は サポニンを合成する能力を付与することである。得られる微生物は、発酵系にお けるフラボノイドアルデヒドの生成に用いることが可能であり、あるいは生存も しくは非生存微生物調製品中のフラボノイドアルデヒ ドの天然デリバリーシステムとして用いることができる。酵母、特にはサッカロ ミセス・セレビシアエ(Saccharomyces cerevisiae) がこの目的に好ましい生物である。これは、これらがすでにPALの高レベル発 現のために加工されており(Faulkener et al.(1994) Gene 143:13020)、植物のシンナマート4−ヒドロキシラーゼが 酵母において機能することが示されている(Urban et al.(199 4) Eur.J.Biochem.222:843−850)ためである。 PALの発現はフェニルアラニンから桂皮酸を生成する能力を導く。フェニル アラニンからシンナムアルデヒドを生成するには2つのさらなる酵素的な工程を 必要とする。植物においては、これらの工程は酵素シンナマート:CoAリガー ゼ(CL)及びシンナモイルCoAレダクターゼ(CCoAR)によって触媒さ れるが、4−クマラートCoAリガーゼ(4CL)も桂皮酸を基質として用いる ことが可能である(Knobloch,and Hahlbrock(1977 ) Arch.Biochem.Biophys.184:237−248)の で、CLの代わりに4CLを用いることができる。20を超えるク ローン化PAL遺伝子及び6を超える4CL遺伝子が、本発明におけるそれらの 使用を容易にするに十分な詳しさで(ジーンバンク)記述されている。CCoA Rの遺伝子は、精製蛋白質のN−末端又はペプチド断片のアミノ酸配列から誘導 された配列をプローブとして用いるcDNAクローンの単離に標準遺伝子クロー ニング手法を適用することにより得る。CCoARは、大豆培養物(Wenge nmayer et al.(1976) Eur.J.Biochem.,6 5:529−536;Luderitz and Grisebach(198 1)Eur.J.Biochem.119:115−124)、トウヒ形成層樹 液(Luderitz and Grisebach、前出)、ポプラ木質部( Sarni et al.,(1984) Eur.J.Biochem.13 9:259−265)及びユーカリ・グニイ(Eucalyptus gunn ii )の分化木質部(Goffner et al.(1994) Plant Physiol.106:625−632)から精製され、部分的に特徴付け られている。精製の好ましい方法は、Goffnerら(前出)のものである。 これは、その方法が、蛋白質の配列決定に用いることができる SDS−ポリアクリルアミドゲル上に単一の蛋白質バンドを生じるためである。 α−ヘキシル桂皮アルデヒドの発現のため、桂皮アルデヒドへのα−ヘキシル基 の付加を触媒する酵素をコードする遺伝子も微生物ホスト又は植物に挿入する。 この遺伝子は、例えば、コメ植物からクローン化することができる。 これらのクローン化遺伝子を標準発現ベクターに導入し、エレクトロポレーシ ョンのような標準形質転換手法による微生物ホスト、好ましくは酵母の形質転換 に用いる(Becker and Guarante(1991) Metho dsin Enzymol.194:182−187)。標準酵素検定を用いて これらの加工(engineered)遺伝子の機能的な発現を確認し、フラボ ノイドアルデヒドのための検定を用いて生成量が最大の株を選択する。フラボノ イドアルデヒドが抗微生物特性を有するため、成長サイクルの後期にのみ、又は 化学誘発剤に応答してのみ導入された遺伝子の発現を生じる発現ベクターを用い ることが好ましい。加工された微生物ホストを固定全細胞反応器(例えば、Ev ans et al.(1987) Biotechnology and B ioengineering 30:1067−1072)におい て成長させて成長培地中のアルデヒドの蓄積を防止することも望ましい。 主題処方及び方法は、病原生物がコロニー形成している植物の処理に有用であ る。これらには、開花植物、鑑賞用ターフグラス、ベントグラスを含むイネ科植 物、並びにトマト、ジャガイモ、キクイモ、イチゴ、トウモロコシ、穀物粒、タ マネギ、キュウリ、レタス、タバコ、及びオレンジ、レモン、ライム及びグレー プフルーツのような柑橘類及びピーマン及びブドウを他に含む野菜、穀類及び果 実、及びモモ、リンゴ及びサクランボのような果樹、バラ及び樹木、特に針葉樹 のような鑑賞用植物が含まれる。魚、家禽及びヒトを含む動物が、直接又は間接 的に消費するための作物も含まれる。“直接又は間接的に”は、それらの作物を 、例えばヒトが摂取し(直接消費)、又はヒトではない動物もしくは家禽がその 作物を摂取し、次にそれらをヒトが摂取する(間接消費)ことを意味する。消費 を目的とする作物には、タバコ、魚、動物及び家禽飼料、アルコール又はコーン シロップのような食料製品に加工することを目的とする作物等が含まれる。 標的病原生物には、植物又は植物の一部、特には植物の一部 の表面にコロニーを形成する真菌が含まれる。本発明の処方を施用する最適時間 及び方法は、真菌がコロニーを形成する植物の特定の部分及び特定の侵襲が生じ たか、もしくは生じそうな植物の生活サイクルの時間によって決定される。例え ば、うどん粉病、さび病及びホスト植物の葉にコロニーを形成する他の病原体を 処理するには、そのホスト植物に本発明の処方を流れ落ちるまで噴霧する。用い られる式(1)の化合物(1種又は複数)の量は、部分的には標的病原体及びホ スト植物に依存して変化し、その標的生物のその処方に対する感受性及びその処 方のホスト植物に対する植物毒性効果を評価することにより経験的に決定するこ とができる。植物には侵襲の前、もしくは後に噴霧することが可能であり、好ま しくは侵襲の前である。しかしながら、ホスト植物の損傷を最小限に止めるため 、それが可能である場合には、若葉が植物毒性により感受性である傾向があるた め古い植物を処理することが好ましい。あるいは、その処方の1以上の成分を病 原体の成長を阻害し、及び/又は病原体を殺すのに十分な量発現する遺伝子導入 作物を用いることが可能である。好ましくは、この成分(1種又は複数)は、病 原体がコロニーを形成する組織、例えば葉、において発現させ る。 特に関心があるものは、標的生物エリシファセアエ(Erysiphacea )科の真菌によって引き起こされるうどん粉病に罹患した植物の処理である。 例えば、以下の種が示される植物においてうどん粉病を引き起こす:エリシフェ ・シコラセアラム(Erysiphe cichoracearum):ベゴニ ア、キク、コスモス、ヒョウタン、ダリア、アマ、レタス及び百日草;E.グラ ミニス(E.graminis):穀類及びイネ科植物;E.ポルゴニ(E.p olgoni ):マメ類、大豆、クローバー、及び他のマメ科植物、ビート、キ ャベツ及び他のアブラナ科植物、キュウリ及びカンタロープ、デルフィニューム 及びアジサイ;マイクロスファエラ・アルニ(Microsphaera al ni ):ブルーベリー、キササゲ、ニレ、ライラック、オーク、シャクナゲ属の 植物、及びスィートピー;フィラクチニア種(Phyllactinia sp .):キササゲ、ニレ、カエデ及びオーク;ポドスファエラ・ロイコトリカ( odosphaera leucotricha):リンゴ、ナシ及びマルメロ ;P.オキシアカンタエ(P.oxyacanthae):アンズ、サクランボ 、 モモ及びプラム;スパエルロテカ・マクラリス(Spaelrotheca acularis ):イチゴ;S.モース−ウバエ(S.mors−uvae) :スグリ及びアカスグリ;S.パンノサ(S.pannosa):モモ及びバラ ;及びウンシヌラ・ネカター(Uncinula necator):ブドウ、 トチノキ及びシナノキ。 同様に特に関心があるものは、特にはウレジナレス(Uredinales) 目の、バシジオミセテス(Basidiomycetes)によって引き起こさ れるさび病に罹患した植物の処理である。約4,000種のさび病真菌が存在す る。最も重要なさび病真菌及び罹患植物には;プシニア(Puccinia): 小麦及び他の全ての小穀粒のような多数のホストのさび病(P.グラミニス( .graminis ));黄色もしくは縞状さび病:小麦、大麦及びライ麦(P .ストリイホルミス(P.striiformis));葉もしくは褐色さび病 :小麦及びライ麦(P.レコンジタ(P.recondita));大麦の葉も しくは褐色矯小さび病(P.ホルデイ(P.hordei));オーツ麦の冠状 さび病(P.コロナタ(P.coronata));トウモロコシさび病(P. ソルグヒ (P.sorghi));南方もしくは熱帯トウモロコシさび病(P.ポリソラ (P.polysora));モロコシさび病(P.プルプレア(P.purp urea ));及びサトウキビさび病(P.サッカリ(P.sacchari) 及びP.クエニイ(P.kuehnii))が含まれる。 プクシニア(Puccinia)も、ワタ(P.スタクマニイ(P.stak manii ))のような野外作物、アスパラガス(P.アスパラギ(P.asp aragi ))のような野菜、並びにキク(P.クリサンテミ(P.chrys anthemi ))、タチアオイ(P.マルバセアラム(P.malvacea rum ))、及びキンギョソウ(P.アンチルリニ(P.antirrhini ))のような花に対して重篤なさび病を引き起こす。ギムノスポランギウム( ymnosporangium )は、重要なヒマラヤスギ−リンゴさび病(G. ジュニペリ−ビルギニアナエ(G.juniperi−virginianae ))及びサンザシ−ヒマラヤスギさび病(G.グロボサム(G.globosu ))を引き起こす。ヘミレイア(Hemileia)は荒廃させるコーヒー葉 さび病を引き起こす。(H.バスタトリックス(H.vastat rix ))。フラグミジウム(Phragmidium)はバラに対するさび病 及びラズベリーに対する黄色さび病を引き起こす。 さび病を引き起こし、主題処方を用いて処理することが可能な他の真菌種には 、ウロミセス(Uromyces):マメ科植物(インゲンマメ、ソラマメ、及 びエンドウマメ)(数種のウロミセス種)及びカーネーション(U.カリオフィ ルリヌス(U.caryophyllinus);クロナルチウム(Crona rtium ):ストローブマツこぶさび病のようなマツ、オーク、及び他のホス トの重篤なさび病(C.リビコラ(C.リビコラ(C.ribicola)); マツ及びオークの紡錘状さび病(C.クエルクウム f.sp.フシフォルメ(C.quercuum f.sp.fusiforme));イースタンゴール (eastern gall)もしくはマツ−オークさび病(C.クエルクウム f.sp.バージニアナエ(C.quercuum f.sp.virgin ianae ));マツ−ヤマモモこぶさび病(C.コムプトニアエ(C.com ptoniae ));マツ−コマンドラ(Comandra)さび病(C.コマ ンドラエ(C.comandrae)); 及びサザンコーン(southern cone)さび病(C.ストロビリヌム (C.strobilinum))が含まれる。他のものには、アマのさび病( M.リニ(M.lini))を引き起こすメラムプソラ(Melampsora )、;松葉のこぶさび病(C.アステリヌム(C.asterinum))を引 き起こすコレオスポリウム(Coleosporium);ブラックベリー及び ラズベリーのオレンジさび病を引き起こすギムノコニア(Gymnoconia );潜在的に破滅的な大豆さび病(P.パヒリジ(P.pahyrhizi)) を引き起こすファコプソラ(Phakopsora);及びモモのさび病を引き 起こすトランツシェリア(Tranzschelia)が含まれる。 主題処方及び方法は、根及び果実のような植物の他の部分にコロニーを形成す る生物による汚染の予防及び処理にも有用である。フサリウム(Fusariu sp.)、アスペルギルス(Aspergillus)、及び(V.アルボ アトリウム(V.alboatrium)及びV.ダーリセ(V.dahlis )を含む)ベルチクルム(Verticulum)のような植物の根をおかす 真菌に対しては、移行により、もし くは全身的な獲得耐性(SAR)を誘発することにより根に到達する活性成分で 、主題処方を葉に施用することによって侵襲を処理することが好ましい。黒斑の ような果実の侵襲を処理するには、果実の発達の間及びその後に、好ましくは発 達している果実に直接、主対処法を施用する。他の標的真菌生物には、フラグミ ジウム(Phragmidium spt);ジプロカオパン・ロサエ(Dip locaopan rosae);スファエロテカ・タンノサ(Sphaero theca tannosa);オイビアプシス・シクラ(Oibiapsis sicula);フィトホヤ・タラエシチカ(Phytophoya tar aesitica );プクシニア(Puccinia spp);アルテルナリ ア(Alternariasp);スサイウン(Susaiun spp);ボ トリチス・シネラ(Botrytis cinera);スクレロチニア・ホモ エオカルカ(Sclerotinia Homoeocarca);ニレ立ち枯 れ病(セラトシスチス・ウルミ(Ceratocystis ulmi))及び オークの枯れ(C.ファガセアルム(C.fagacearum))が含まれる 。青−緑藻類(シアノバクテリア)も含まれる。 また、主題処方は昆虫、特には直翅目のもの;アザミウマを含むチサノプテラ (Thysanoptera);並びにアブラムシ、ヨコバイ、シロバエ、コナ カイガラムシ、セミ及びカイガラムシを含むホモプテラ(Homoptera) に対しても有用である。主題処方を用いる処理に感受性の昆虫がそれらの胞内に 共生細菌を宿すものであることが本発明の原理である。したがって、共生物を宿 す、列挙されたもの以外の昆虫も主題処方で制御することができる。他の標的生 物には、クモ型動物、とくにはハダニ(spider mites)(アルスロ ポダ(Arthropoda))が含まれる。さらなる昆虫標的には、コーンル ートワーム(corn root worm)及びコットンボウルウィーバル( cotton boll weevil)のような鞘翅目;及びシンクイガを含 むレポドプテラ(Lepodoptera)目のものが含まれる。 特に興味があるものは、ブドウにおけるネアブラムシ侵襲の処理である。ブド ウネアブラムシ(ダクツロスファイラ・ビチフォリアエ・フィッチ(Daktu losphaira vitifoliae Fitch))の根型は破壊的な ブドウ昆虫である。植物の損傷はネアブラムシの摂食だけによるも のではなく、むしろ実質的には二次的な真菌、殺虫剤では制御されない生物の侵 襲によるものである。典型的には、ネアブラムシは、8フィート以上の深さにも なることがあるホスト植物の根と同じ深さで見出される。したがって、ブドウに おけるネアブラムシ侵襲の処理のため、根の周りの土壌に液体もしくは固体処方 を注入することなどにより、処方を植物の根に直接送達することができる。ある いは、処方を葉又は植物の他の接近可能な部分に施用し、その植物の維管束系を 通して、又はSARを誘発することにより根の領域に移動させることが可能であ る。うどん粉病及びさび病の処理の場合と同様に、遺伝子導入作物をネアブラム シの処理に用いることができる。式(1)の化合物を発現させる好ましい組織は 根である。 式(1)の化合物は成長の異なる段階のネアブラムシの処理に用いることがで きる。卵、幼虫及び成虫段階のようなネアブラムシの成長の特定の標的段階に対 して化合物を配合し、又は区別して適用することができる。特定の処方及び処理 プロトコルの効力は、野外及び/又は実験室条件下における処理後のネアブラム シの致死率、摂食、及び/又は空になった摂食部位のような多くの手段により、 又は侵襲されたブドウの木の健康状 態の改善により評価することができる。加えて、特定の処方及び処理プロトコル の効力は、当該技術分野において公知の方法によるその処方治療に対する代謝、 移行及び/又は反応におけるブドウの木の生理の分析により評価することができ る。通常試験される適用量、処方及び治療のタイミング以外の因子も、ネアブラ ムシの生物季節学、植物の生物季節学、植物の健康、枝の癒合のパーセンテージ 及び栽培変種(さし穂及び台木の両者)の関係を決定するものと考えられる。 また、主題方法及び処方は芝草(turfgrass)の発生の処理にも有用 である。非感染性疾病の特定の生物薬剤は競合によって芝草に損傷を与える。藻 類は、感染性疾病によって芝が薄くなった後に残る空所を奪って占有することに より、しばしば芝草に損傷を与える。藍藻類(アジャノバクテリア(Ajano bacteria )種)は、過度に湿った土壌の表面に黒色薄膜として発生する 。藻類は空気と土壌との間の気体の交換を低減させ、植物に白化を導くこともあ る。黒色層は、主としてゴルフコースにグリーンを置くことに関連する物理的な 条件である。これは、砂の含量が高い芝において特に気付かれる。加えて、芝草 の真菌疾病は主題処方を用いて処理するこ とが可能である。スクレロチニア・ダラースポット(Sclerotinia dollarspot)、ピシウム胴枯れ病(pythium blight) 及びリゾクトニア胴枯れ病(Rhizoctonia blight)は様々な 芝草種、特にはベントグラスの破滅的な疾病である。芝草の処理に対するこの処 方の効力は、処方の成分、施用方式、施用容量及び/又は処理量を変化させるこ とにより決定することができる。この評価は、湿度、温度、光の質、量及び強度 、土壌の型及び肥沃度、水分含量、排水のような環境条件を考慮しながら、野外 及び/又は実験室条件下で行うことができる。処方の持続性及び活性の効果も、 求頂性の移行及び日常的な芝刈り及び葉の除去を伴う持続性を比較することによ り決定することができる。この処方は様々な処理量及び濃度、並びに所望のレベ ルの疾病制御及び植物毒性を得るための施用様式で施用することが可能である。 この用途には、式(2)及び(5)の組成物が好ましく、式(3)、(4)及び (5)がより好ましい。 特に関心があるものは、スクレロチニア・ダラースポット(Scleroti nia dollar spot)(スクレロチニア・ホメオカルパ(Scle rotinia homeocarpa ))の制御への主題処方の使用である。スクレロチニア・ ダラースポットは、全世界のほとんどの芝草種に生じる、広範囲で永続性の損害 の大きい疾病である。ダラースポットに好都合な環境条件には、長期にわたる高 湿度及び過剰水分が含まれる。これらの環境条件と低い窒素肥沃度とが結び付く と、ダラースポット疾病の発生が増加する。深い密集した成長習性を形成する葉 の細かい草は特に危険が大きく、これがダラースポットを集中的に管理されたゴ ルフコースのグリーンに対する主要な脅威にしている。同様に特に関心があるも のは、ピシウム(Pythium)種によって引き起こされる疾病の制御へのこ の処方の使用である。ピシウム種によって引き起こされる疾病は、しばしばピシ ウム胴枯れ病、グリーススポット、スポット胴枯れ病、冠状腐敗及び根腐れと呼 ばれる。ピシウムは苗木の疾病も引き起こす。ゴルフコースのグリーンの最も一 般的な草であるクリーピングベントグラス、及び合衆国南部で成長した新型のベ ントグラスを含む全ての芝草がピシウム種による攻撃に感受性である。ピシウム の耐性生物型は、典型的には、伝統的な抗真菌剤施用には応答しない。主題処方 は、典型的には、ピシウム種の成長を促進する条件が最初に出 現する前、又はその時点で、葉への噴霧として施用する。ピシウム胴枯れ病につ いては、これは、特には、天候が暑くて湿度が高く、夜も暖かいままである場合 である。 本発明の方法及び組成物の他の好ましい使用は、通常ブラウンパッチと呼ばれ るリゾクトニア胴枯れ病を制御することである。リゾクトニア胴枯れ病は、環境 条件がその成長に好都合である場合、特に急速かつ破壊的な疾病である。したが って、用いられる処方は、一般には、暑く、湿った天候で、高窒素肥沃度で、葉 が濃く茂り、及び/又は頻繁に散水される場合に施用するべきである。芝草での リゾクトニア胴枯れ病の制御は困難であり、伝統的な抗真菌剤はしばしばこの疾 病に対処し損ねる。主題処方を用いるセント・オーガスティンの草のリゾクトニ ア胴枯れ病の制御も関心があるものである。 特に関心のあるものは、アザミウマ、うどん粉病、ブラックスポット、ボトリ チス及びワタアブラムシの鑑賞用花及びこれらの有害生物に狙われる他の植物で の侵襲を処理及び予防することである。主題処方は、バラ、クリスマスツリー( 例えば、マツ)、並びに果樹及び果実の侵襲の予防又は処理に特に用いられるも のである。例えば、この処方は、胴枯れ病に対してモ モを、シンクイガの侵襲に対してリンゴを、並びに葉まき、ネアブラムシ、ヨコ バイ、ボトリチス、アザミウマ、及びうどん粉病の侵襲からブドウを処理するの に有用である。好ましい処方は、式(2)及び(5)の芳香族フラボノイドアル デヒドからのものであり、式(3)、(4)及び(5)が好ましい。 一例は、ワタにおけるワタアブラムシの侵襲の処理である。最も重要な種はワ タアブラムシ(アフィス・ゴシピイ・グローバー(Aphis gossypi Glover))である。ワタが葉を出すとほとんど直ちに、小さく、身体 が柔らかな、淡い緑色の植物シラミが飛来し、繁殖を開始する。したがって、主 題処方をその発生の早い段階でワタに施用するべきである。これらのアブラムシ は地上で摂食するので、茎葉への噴霧が好ましい。処理のための最も重要な時期 は、これらのアブラムシが植物の成長を阻害し、変形させるのに十分多くなり得 る涼しい、湿った季節の直前及び/又はその最中である。 主題発明は、葉枯れ病(late blight)の処理及び予防にも有用で ある。葉枯れ病は、トマト、ジャガイモ、ナス及びその他のジャガイモ科の植物 を冒すものであり、フィトフトラ・インフェスタンス(Phytophthor infestans )による侵襲の結果生じる。主題処方は、好ましくは、植物 の表面上に胞子が定着することによって一般に病原が始まる時期である穏やかな 温度の湿った期間に植物に施用する。同様に、ボールウィーバル(アントノムス ・グランジス・ボヘマン(Anthonomus grandis Bohem an ))の制御も関心のあるものである。ゾウムシ成虫及びそれらの若齢もしく は幼虫によって損傷が引き起こされる。成虫は、綿花(square)及びボー ルにそれらを噛み進むことにより穴を開ける。主題処方の施用は、植物のこの部 分に特に望ましい。 この処理処方は、開花植物の受粉の時期の制御にも有用である。例えば、受粉 を防止し、又は遅らせるために、この処方をハチ及び他の花粉媒介昆虫を忌避す るのに十分な量施用する。該処方の残留性を調整することにより、受粉が阻止さ れる時間の長さを制御することが可能である。他方で、受精のために他家受粉が 必須である植物については、その花粉媒介昆虫がこの処方によって忌避されたり 、殺されたりする場合には、この期間の該処方の施用は回避するべきである。特 には、社会性スズメバチ、ペーパーネストスズメバチ、スズメバチ及びイエロー ジャケットを含むスズメバチ科の種による受粉が主題処方に感受性である。 本発明の化合物を用いるダーマプテラ(Dermaptera)(ヨーロッパ ハサミムシ(ホルチクラ・オウレクラチア(Forticula aurecu latia ))の処理も関心のあるものである。ハサミムシは非常に広い食物嗜 好を有し、収穫前及び後の両者の花、野菜及び果実を含む様々な型の植物を摂取 する。花、トウモロコシの穂の毛(穀粒)及び新しい野菜の苗木が特に攻撃を受 けやすい。したがって、主題処方は、例えば、成長している植物及び/又はハサ ミムシによって後に探し求められる収穫された植物の部分に茎葉噴霧することに より施用する。 特に関心のあることは、花器の溶液中に見出されるもののような微生物の成長 を制御するための、主題発明の処方を用いる切花の収穫後処理である。この処方 は、切花の寿命を、その茎が水中にある間、増加させることも可能である。これ は、部分的には、細菌及び真菌のような花器の溶液の微生物の制御に依存する。 切花の処理は、切断した茎を本発明の主題処方に浸漬し、及び/又は花器の溶液 にこの処方を添加し、あるいは切花 全体を処方に浸漬することによるような、特定の目的に適する多くの手段によっ て行うことができる。好ましい態様においては、収穫後制御は、ボトリチス・シ ネレア・ペルス:Fr.(Botrytis cinerea Pers:Fr .)によって切花に引き起こされるボトリチス花枯れ病を標的とする。ボトリチ ス花枯れ病は、ブドウに加えて温室栽培のバラ及び他の多くの収穫切花の広範囲 に及ぶ破壊的な疾病である。試験処方を用いる収穫後処理を、B.シネレアによ って引き起こされる灰色カビの減少、B.シネレア、リゾプス(Rhizopu )、及びペニシリウム・エクスパンサム(Penicillium expa nsum )によって引き起こされる花(又はラズベリー、イチゴ、リンゴ、ナシ のような果実)の腐敗の遅延に用いることができる。式(2)及び(5)の化合 物が好ましい。サポニン及び/又はツィーン80を含む処方中にシンナムアルデ ヒド及び/又はα−ヘキシルシンナムアルデヒドを含む処方がより好ましい。切 花の寿命を促進し、又は保持するこの処方の効力は、花、葉、もしくは頸部のし おれ、水での戻り、細菌増殖及び茎の汚染、並びに微生物的及び生理的な詰まり の収穫後制御を監視することにより評価することが可能である。 本発明の主題化合物は、シンクイガ(シジア・ポモネラ(Cydia pom onella ))の3つの生活段階、成虫、卵及び幼虫を、それらが果実に進入 する前に、標的とすることができる。この用途のためには、これらの生活段階の 感受性プロフィールを綿密に考えて主題処方の施用のタイミングを最適化する必 要がある。これは、卵、幼虫、及び成虫の処方に対する感受性を、施用されたば かり、及び最初に施用された後に残る残留毒性の両者について試験することによ って行う。 主題フラボノイドアルデヒド組成物は、奇妙な形状の不動の昆虫であるサンホ セカイガラムシの制御にも有用である。コナカイガラムシと同様に、カイガラム シは動物よりも非常に疾病生物に近い。カイガラムシには、園芸作物を摂食する 傾向にあるソフトスケール(コクシデア(Coccidea))及び果樹作物を 好むマルカイガラムシ(ジアスピジダエ(Diaspididae))の2つの 科がある。コクシデア亜科の構成員は、多くの異なる植物の葉、果実及び樹皮に 付着する。したがって、主題処方は、好ましくは、感受性の植物の葉、果実及び 樹皮に施用する。 主題方法及び組成物は、アブラムシ、キジラミ、及びネアブ ラムシに類似するコナカイガラムシの制御にも有用である。コナカイガラムシは 植物から樹液を吸い取り、疾病を蔓延させ、それらが分泌する蜜が光合成を妨げ る媒けた真菌の成長を誘発する。茎葉への施用を用いて煤けた真菌を制御し、そ の用いられる量は、植物にSARを誘発して昆虫が摂食する植物の遠隔領域で樹 液を吸う昆虫の成長を制御するのに十分な量であるべきである。 ホスト植物の処理に加えて、種子も主題処方を用いて処理することができる。 種子は、粉末調整品(この処方を吸着させることができる無機物質の例について は米国特許出願第4,978,686号を参照のこと)を振りかけることも、バ ーミキュライトのような植物の生育基質に混合することもできる。また、式(1 )の化合物が種子中に、好ましくは優先的に種子中に発現する遺伝子導入作物か ら種子を得ることも可能である。処理した種子から無菌条件下で成長させた苗木 には感受性の真菌及び昆虫は存在しない。加えて、苗木も主題処方で処理するこ とができる。感受性の若木が植物毒性の症状をより示すようであるため、処理に 関係付けられる植物毒性を減少させるために処理処方を調整することが必要とな る場合もある。 以下の例は説明のために提供されるものであり、限定するために提供されるも のではない。 実施例 材料と方法 以下実施例で使用する薬品類は次より得た:シンナムアルデヒド、スペクトラ ムケミカル社、N.J.;コニフェリルアルデヒド、A PINケミカル、U.K.; Tween80ならびに重炭酸ナトリウム、スペクロラムケミカル社、Gardena、C.A .;α-ヘキシルシンナムアルデヒド、Firmenich 社、Plainsboro、New Jersey; サポニン、Danco社、Fresno、C.A. 実施例1 バラ栽培変種のうどん粉病の処置 A.鉢植えバラ 8種類のバラの栽培変種を用いて、さび病菌と胞子(spores)に対するシンナム アルデヒド/NaHCO3処方の作用について試験した。使用した栽培変種は無 名のモス(モス)、ガリカ、ロゼットデリッツェ(ハイブリッドティー)、ロー ザルゴッサルブラ(ルゴッサ)、アベルモリソン(ハイブリッドパーペチュアル )、ジョンライン、ベッティープリオー、とローズデロ イである。5種類の鉢植え栽培変種(モス、ガリカ、ハイブリッドティー、ルゴ ッサとハイブリッドパーペチュアル)を選び、PaulusとNelson(上 記)の等級方法に従って、うどん粉病、さび病菌と胞子についての病気等級を決 めた1。モスならびにガリカ栽培変種は0−5等級(ブッシュの全葉について、 0=うどん粉病、さび病/胞子による病変が無い、1=1−25%、2=26− 50%、3=51−75%、4=76−90%に、そして5=90%、に病害が 認められる)の等級5であった。ハイブリッドティーとハイブリッドパーペチュ アルは3に、ルゴッサは1に等級付けされた。モスとガリカも等級3に相当する さび病菌に感染していた。 それぞれの栽培変種に、シンナムアルデヒド5g、NaHCO380g、Tw een80を10gに水を加え1000gにしたシンナムアルデヒド処方液をお よそ100mlを茎葉に噴霧した。更に、イトラン(Yucca shidig era)より得た100ブリックス度のサポニン抽出物の0.01%(v/v) 水溶液250mlを、シンナムアルデヒド/NaHCO3処置日から始めて、週 1回の割合でそれぞれの鉢植え植物に投与した。対照の植物には何らの処置も加 えなかった。8 週後に行った最後の週毎の現場観察では、無処置の対照例がうどん粉病、さび病 菌、胞子のそれぞれについて5,3,4の等級の病害のままであったのに対し、 一回の処置を受けた例ではうどん粉病、さび病菌、胞子が根治していた。更に、 本処置は全身性の耐性を誘導した様に見えた。植物毒性(薬害)は観察されなか った。 (1;胞子についてはモス、ガリカ、と対照植物にのみ調べた。) B.露地植えバラ シンナムアルデヒド/NaHCO3のうどん粉病防止効果を評価するために、 同一時期(季節)、同一環境での露地植えの切りバラを用いた別の実験を計画し た。試験圃場のうどん粉病とさび病菌の接種源は充分であり、病害圧をもたらす 他の接種源は必要ではなかった。本検討に使用した栽培変種はジョンレイング、 ベティープリオーならびにローズデロイである。16株1列のブロックから8株 のジョンレイングを選び処置した。列先頭の植物を最初の処置例とし、以後1株 毎を処置例とした。ベティープリオーは6株のブロックから3株を選び、ローズ デロイは4株のブロックから2株を選び同様に処置した。それぞれの栽培変種に 、シンナムアルデヒド(5g)、 Tween80(10g)、NaHCO3(80g)に水を加え1000gにし たシンナムアルデヒド処方液(およそ100ml)を茎葉に1回噴霧した。植物 は平均で0.86mづつ離れていた。病害の等級付けは、鉢植え栽培変種のうど ん粉病の評価に用いた方法と同じ方法を用いて実施した。対照例は未処置例とし た。無風下で正確にスプレーすることによって、対照例にスプレーがかかること は阻止した。ジョンレイング栽培変種はうどん粉病等級5の若い45日齢植物で あった。これに比べベティープリオー栽培変種は古く(240日齢以上)で、以 前(120日前)にイーグル(Eagle)の噴霧を受けており、うどん粉病の等級 は3であった。そしてローズデロイは上記の等級によればうどん粉病等級が2で さび病菌等級が2の240日齢の植物であった。誘導された全身性の耐性は、処 置を受けた後に植物に現れたうどん粉病とさび病の病変数を数え、未処置の対照 例と比較して決めた。毎週それぞれの植物について観察を行った。処置した処方 が成長速度に及ぼす効果については、各植物の最終の野外観察時に決めた。 未処置の対照例と等級3のうどん粉病の再感染がみられた栽培変種であるベテ ィープリオーの3株を除いて、5週の試験期 間の最終日には全てのバラからうどん粉病は消えていた。植物毒性は観察されな かった。全ての植物は未処置例に比べ良好な成長を示した。 病害防止の平均率(MPDC)を各植物群について計算した。うどん粉病につ いての結果は次の通りであった:ジョンレイング、98.3%;ベティープリオ ー、64.3%;ローズデロイ、100%。うどん粉病についての3種類のバラ 全ての平均値は90.7%であった。さび病についてはローズデロイについての み計算し、その結果は85.0%であった。うどん粉病に対する効果的な殺菌剤 は、温室あるいは露地でMPDC70%以上であり、さび病菌についても65% 以上である。 シンナムアルデヒドと重炭酸ナトリウムを含むエマルジョンを流れる程十分噴 霧すると同時にサポニンも噴霧された鉢植えバラあるいは露地バラは、56日目 までうどん粉病とさび病が認められなかったのに対し、水だけを噴霧された植物 はこれら病害から逃れられなかった。処置された植物にはアブラムシも認められ なかった。ルビゴン(Rubigon)を噴霧されたバラに誘導されたうどん粉病に対 する全身性耐性は平均で20日と報告されている。シンナムアルデヒドとコニフ ェリルアルデヒドの 水溶液あるいは重炭酸ナトリウムとシンナムアルデヒドおよび/またはコニフェ リルアルデヒドを含むエマルジョンを噴霧したバラの平均病害防止値はおよそ7 0%であった。平行して実施した実験でのベノミル(Benomyl)の平均病害防止 値はおよそ80%であった。 実施例2 コニフェリルアルデヒドを用いたバラのカビと昆虫の処置 提供された試験バラ園の感染した6株の栽培変種バラを用いた。ミセスジョン ンレイング(ハイブリッドパーペチュアル)4株とマルチオネーゼオブロンドン デリー(ハイブリッドパーペチュアル)2株に、2種類のコニフェリルアルデヒ ド処方の内の1つを処置しした。低用量処置(T1)の処方はコニフェリルアル デヒド(5g)、Tween80(10g)NaHC03(80g)に905g の水を加え1000gとしたものであった。高用量処置(T2)は100gのコ ニフェリルアルデヒド、20gのTween80、120gのNaHCO3と7 60gの水を加え全量1000gとしたコニフェリルアルデヒド処方であった。 表1を参照。 最初の2株のミセスジョンレイング(P1とP2)はPau lusとNelson(上記)の等級方法に従いうどん粉病とさび病の病害等級 3に等級付けされた。ミセスジョンレイング3ならびに4(P3とP4)はそれ ぞれうどん粉病とさび病の病害等級4と5に等級付けされた。P3とP4はアブ ラムシにも感染しており、各植物には35匹以上の昆虫がいた。マルチオネーゼ オブロンドンデリーの両株(P5とP6)はPaulusとNelson(上記 )の等級法に従ってうどん粉病とさび病について5に等級付けされた。 本試験には2種類の処方を用いた。各植物(P1からP6)には下記表1に示 す処方の処置スプレーをおよそ100mlを噴霧した。対照植物には水だけを噴 霧した。処置前から処置後への等級の変化を本願中記載の病害防止平均率(MP DC)として計算した。 下記表2に示す様に、両処方とも感染のレベルを減じた。水だけを噴霧した植 物に比べ、処置後にはうどん粉病とさび病の両方の感染レベルが最低1等級減じ た。 P3とP4からはアブラムシは排除されおり、本処方が殺虫剤としての性質を有 していることが示された。コニフェリルアルデヒドはシンナムアルデヒドと同様 に抗生物質的性質を有しており、宿主昆虫を殺すことなく宿主昆虫内に存在して いる共生 細菌を排除するだろう。 実施例3 バラのうどん粉病処置 シンナムアルデヒド処方、コニフェリルアルデヒド処方ならびにシンナムアル デヒドとコニフェリルアルデヒドの組み合わせ処方を用いた3種類の処置実験を 、うどん粉病に感受性であることが知られている露地バラを用いて評価した。こ れらの植物は殺菌処置を受ける前に品種毎に集めてから無作為化した。以下の如 く3種類の実験それぞれについて2品種を用いた。実験1では、ライヒスプレジ デントフォンヒンデンブルグ(バーボン)とオスカーコーデル(ハイブリッドパ ーペクチャル)を用いた;実験2ではローザガリカオフィシナリス(アポテカリ ーローズ)とデュイルデポールフォンテイン(ハイブリッドモス)を用いた;実 験3ではコムデシャンボード(ポルトランド)とマダムピオーレオガー(バーボ ン)を用いた。実験1ではシンナムアルデヒド単独ならびにTween80およ び/または重炭酸ナトリウムとの組み合わせの作用について、実験2ではコニフ ェリルアルデヒド単独とTween80および/または重炭酸ナトリウムとの組 み合わせについて、実験3ではシンナ ムアルデヒドとコニフェリルアルデヒドにTween80および/または重炭酸 ナトリウムとの組み合わせについて評価した。実験1では9処置例を、実験2で は6処置例を、実験3でも6処置例を試験した。処置法については表3を参照; これらの実験では処方1を用いた。 各植物はPaulus/Nelsonの等級スケール(上記)を用いてうどん 粉病を評価した後に葉に100mlの茎葉噴霧を1回受けた。処置直前および4 日後にこのスケールを用いて植物を評価した。病害防止平均率データからは、本 実験ではこれら3種類の組合せ処方全て(即ち、G、M、およびQ)で70%以 上の病害防止がもたらされたことが示された(表4)。処置Q(CNMAとCO FA両方)は、ベノミルを含む全ての他の処置に比べて有意に良好であった。更 に、シンナムアルデヒド、コニフェリルアルデヒド、Tween80ならびに重 炭酸ナトリウムは食品産業に使用されており、消費者や園芸家、または同様に噴 霧を受けた食用穀類に対し毒物学的リスクがほとんど無いと考えられる。残留毒 性の全く無い化学薬品と同様に、野生環境に対する有害作用のおそれもほとんど 無く、これら使用は現在の生物学的防止法と両立するとだろう。 実施例4 シンナムアルデヒドおよび/またはコニフェリルアルデヒド単独、および/また は、Tween80および/または重炭酸ナトリウムを併用したネアブラムシの 処置 摂食場所試験 生理学プロセスが破壊された結果の死亡率を成虫および若虫の死亡率実験と卵 の孵化実験から決めた。孵化後、生まれた虫は適当な摂食場所を確保する必要が ある。この行動は虫のライフサイクルを継続する為には成功させなければならな い。この行動中のネアブラムシの死亡率はおよそ80%であることが研究により 示されている。低濃度処方は、この昆虫の”摂食場所の探求と特定”行動を妨害 することで、葡萄の母根(stockroot)を保護するのだろう。3種類全ての作用 について次の方法で評価した。成虫と若虫の死亡率実験 ネアブラムシの卵をおよそ24個を普通に削り取った葡萄の根の上で30日間 発生させた。およそ30日目で、あるものは若虫に、残りは成虫になった。この 間に新たに生まれた卵は取り除いた。昆虫が感染した根を6秒間試験処方に浸し てから空 気で乾燥させた。成長、産卵、足の動きの有無により生存が確認された昆虫の割 合を5日後に求めた。摂食場所を放棄した昆虫は死亡したと考えた。最初の試験 で、様々な添加物を加えた20,000ppmのシンナムアルデヒドの用量の水 溶液(即ち、2%シンナムアルデヒド)について評価した。無添加物のシンナム アルデヒドの死亡率は83.3%であった。1%のTween80を加えた場合 の死亡率は91.7%であった。2%のシンナムアルデヒド液に6%のNaHC O3を添加した場合の死亡率は91.7%であった。2%のシンナムアルデヒド 液に1%のTween80と6%のNaHCO3を加えた場合の死亡率は100 %であった。無添加物の水では死亡率は0であったが、一方250ppmのマラ チオン水溶液を用いた対照例の死亡率は100%であった。孵化実験 様々な齢が混ざった60個のネアブラムシの卵を50×9mmの蓋付きプラス チック製ペトリ皿の中の100μlの溶液で処理した濾紙(ワットマン#1、5 .5cm円形)上においた。選択した濃度の試験処方液40μlを濾紙に添加し 、ペトリ皿に蓋をしてからプラスチックコンテナー箱に置いた。6時間後、 箱を暗所24℃の環境室に置いた。卵は10個で1群とした。1週間後、孵化し た卵の割合を調べた。最初の試験では、6%の重炭酸ナトリウムと2%のTwe en中のシンナムアルデヒドの用量が0.1から25,000ppmの場合につ いて、用量毎に卵1群を用いて調べた。実験は3反覆で行った。処方の効果は7 日後に評価し、殻をかぶったまま死亡した若虫(DIS)あるいは完全孵化しな かった卵の数(IH)(即ち全て死亡した例)でスコア化した。プロビット分析 からLD50とLD95を求めた。5000ppmのシンナムアルデヒド濃度で は、全ての若虫が殻の中で死亡した。100ppmの濃度では若虫の88%が殻 のなかで死亡し、残りの12%は完全孵化できなかった。10ppmの濃度では 、殻のなかで死亡した例は無かったが、100%の卵が完全孵化しなかった。1 00ブリックス度のサポニン水溶液を0.86ml加えた100ppm濃度の処 方では殻の中で死んだ若虫の数は93%に上昇した。同じ用量域ではコニフェリ ルアルデヒド(6%重炭酸ナトリウム、2%Tween80中)の作用は弱かっ た。5000ppm濃度で殻のなかで死亡した若虫は10%であったのに対し、 1000ppmでは12%が殻の中で死亡し、85%が孵化が 不完全であった。H2Oだけで処置されたネアブラムシの卵は全て孵化した;カ ルボフラン(10ppm)あるいはマラチオン(250ppm)で処置した卵は 全て殻のなかで死亡した。 研究室のバイオアッセイにおいてブドウネアブラムシの卵を6%重炭酸ナトリ ウム、2%Tween80のシンナムアルデヒド(CNMA)処方で処置した。 死亡率は卵殻の割裂開始が無いことで示した。7日目のEC50は115ppmC NMAであった。7日後の若虫と成虫の根浸漬処置によるLC50は3,000p pmから10,000ppmの間であった。ブドウネアブラムシに強く感染して いる1年齢の温室栽培のヨーロッパ葡萄(Vitis vinifera)栽培 種メルロー種の葉に同様の処方のCNMA噴霧を流れる程十分に行い処置した。 2週後、昆虫はすべての処置済み葡萄の根からは消え去ったが、水だけを噴霧し た対照例からは消えなかった。表5を参照。CNMAあるいはその他の処置を加 えてから1、2及び5週後に、植物から取った根をバイオアッセイー用のペトリ 皿に置き、未処置のネアブラムシの卵を接種した。これらの卵は水処置された対 照植物から得た根の上では新しいネアブラムシ集団を確立したが、CNMA処置 した植物から得た根の上では新 しい集団を確立しなかった。この結果は本処置が長期にわたり有効であることを 示している。カリフォルニア、デイビスの露地プランターボックスで育った樹齢 1年のメルロー種(表6)と2年のシャルドナイ種(表7)にCNMA処置ある いは対照処置を噴霧で実施した。2週後、10,000ppm処置した例にみら れた集団は、対照ブドウ例にみられた集団より95%少なかった;1000pp mの処置では92%減であった(表8)。これらの結果はブドウネアブラムシの 根型(root forms)についても、本剤を葉に適用することで防止対象となること を示している。 CNMAは研究室のデータが示す通り、ネアブラムシに対して直接的毒物であ り、および/または、CNMAおよび/またはその代謝物がネアブラムシの生存 に有害な植物生理学上のホルモン性若しくは蝋性−回復に変化を生じさせるのだ ろう。 実施例5 ブドウネアブラムシの根型を防除するためのブドウの葉の化学的処理方法 ブドウネアブラムシ(Daktulosphaira vitifoliae Fitch)の根型は世界中で最も破 壊的なブドウ昆虫である。本実験では、1%のTween80で処方したシンナ ムアルデヒドでネアブラムシを防止できるか試験した。温室とプランターボック スでの試験では、この本基本処方に種々濃度の重炭酸ナトリウム(工業用グレー ド)を添加した。露地処置は1%のシンナムアルデヒドに1%のTween80 を加えたもの及び1%Tween80単独であった。更にシンナミルアルコール やシンナム酸メチルエステル、α−ヘキシルシンナムアルデヒド、フェニルアラ ニンや4−アセトアミドフェノール(98%、アルドリッチケミカル株式会社、 ミルウォーキー、WI)を含む類似体やその他の物質でも試験した。 バイオタイプAとBのネアブラムシの研究室コロニーを、前述の如く(DeB enedictisとGranett(1992)ヨーロッパブドウの栽培変種 であるキャビネットセビニョンの切り出し根片を用いて維持した。このコロニー から得た卵を毒性試験や温室および露地ボックス植物への感染、そして薬品処理 した植物の宿主適合性の評価に用いた。研究室でのバイオアッセーはGrane ttとTimperにより記載された試験(1987)と同様にして実施した。 各種齢の卵を、卵の上端半分までメニスカスができるほど十分量の溶液で湿した ワットマン#1濾紙上に置いた。卵の乗った濾紙片を蓋をした ペトリ皿内に入れ7日齢になるまで2℃に置き、それから孵化した個体の数を数 えた。若虫が完全にその卵殻から抜け出している場合に孵化したものとした。卵 殻から一部だけしか出ていない場合には未孵化とした。 若虫試験と成虫試験には、卵を飼育する場合と同様にして切り出し根片上に置 き、ペトリ皿に入れ蓋をして24℃に18−25日置いて昆虫を孵化、摂食開始 、成長させた。およそこの時点で、集団の半数が成虫になっていた。試験する前 に、それぞれの根の集団の数と各昆虫の発達ステージを調べた。卵は取り除いた 。それからこの根片を5秒間試験液の中に浸し、ペトリ皿に戻す前に空気で乾燥 させ、蓋をしてから24℃の定温チャンバー内に戻した。5日後に死亡率を調べ た。昆虫が黒くなっていたり干からびていたりした場合や、処置前観察以来発達 が認められない場合や卵を全く生んでいないかほとんど生んでいない場合には死 亡していると判定した。 温室栽培植物としては、デイビスのカリフォルニア大学のファウンデーション プラントマテリアルスサービスから得た樹齢1年の鉢植えのヨーロッパブドウの 栽培種であるメルロー種を使用した。植物は直径10cmの鉢に植え、処置5週 前にネア ブラムシを感染させた。噴霧する時は鉢をプラスチック製バックに入れて葉から したたり落ちた薬品が土壌中にしみ込まないようにした。噴霧は家庭用の用量1 リットルのプラスチック製の噴霧器を用いて流れる程十分に行った。植物は外に 置いて空気で乾燥させてから温室に戻した。その後一定期間毎に根を鉢から取り 出し、ネアブラムシの総数を調べた。 処置5週後の植物から得た根は切り出し、6つの直径3mm長さ4cmの大き さの根片に分けてきれいに洗ってからバイオアッセーに用いた。このバイオアッ セーの為に、根片に20個の卵を接種し、コロニーとして維持していた根はその まま維持した。25日後、各発達ステージの昆虫の数を数えた。 鉢植えボックスは上部面が1.5m×1mの大きさで、深さが1.5mの木製 の箱である。箱はクレイーローム土壌で満たされており、1995年の初春にそ れぞれの箱に樹齢4年のメルロー種が植えられた。これらのブドウは1995年 の5月におよそ150個のバイオタイプAのネアブラムシの卵を土壌表面近くの 土中にある付着根に隣接して置くことでこのタイプのネアブラムシを感染させた 。この植物は毎週細かい霧吹きで湿らせた。処置は1995年の7月と8月の様 々な時に家庭用の 1リッター用量のプラスチック製噴霧器を用いてしたたり落ちる程度に十分に行 った。処置1週あるいは2週後に、植物の根全体を土壌中から取り出し、ネアブ ラムシの総数を調べた。 1.CNMAを用いた卵試験.CNMAで湿らせた濾紙上に卵を24時間置く処 置;卵は24℃に維持した。 2.卵を用いた類似体の試験;CNMAで湿らせた濾紙上に卵を24時間置く処 置 3.若虫/成虫試験 水を用いた対照試験ではネアブラムシの減少は平均で2%であり、処方ブラン クであるTween80の方がネアブラムシの若虫や成虫に対しいくらか毒性を 有することが示された。シンナムアルデヒド処置による若虫と成虫の死亡率 a:温室メルロー種、樹齢1年、実験1、葉への処置(n=3) b.処置5週後に得た根を用いた再接種試験(25日バイオアッセー)、投与当 たり6つの根にいたネアブラムシの総数。 c.温室メルロー種、樹齢1年、実験2、葉への処置 d.鉢植え、樹齢1年のメルロー種、茎葉へ十分量のCNMA処置。貧弱で断裂 した根を持った植物は除いた。 考察 A.直接毒性 これらの結果からCNMAはブドウネアブラムシの卵、若虫、そして成虫に対 して局所施用した場合には直接的に有毒であることが示された。摂食ステージへ の毒性のレベルの方が卵ステージへの毒性よりも非常に弱い。卵は若い時あるい は孵化近傍時でより感受性が強い。これらの毒性の差はステージ間の吸収特性や 解毒酵素あるいは活性部位の違いを反映しているのだろう。 B.全身活性 全植物茎葉を、温室内あるいは露地で処置した場合、その活 性は2週間以内に根に移行した。空の摂食部位が見られることや、切り出した根 は少なくとも処置5週後でもネアブラムシの再侵襲に対して耐性であることは、 フラボノイドアルデヒドや/あるいは代謝物が根に移行し、そこでネアブラムシ を直接殺すか摂食部位を空にすることが示唆される。あるいは、フラボノイドア ルデヒドが植物の根の化学性を変化させ、それによって根がネアブラムシの摂食 を受容しなくなるのかもしれない。いずれのメカニズムもブドウネアブラムシあ るいはその他の病害種の新しいすばらしい防止方法である。従来の全身性殺虫剤 は多くの場合植物では上向性に移行し、下向性に移行しなかった;従って本剤の 持つ下向性の移行特性は殺虫剤にとって重要な進歩の一つである。フラボノイド アルデヒドが誘導された宿主植物耐性を刺激するのであれば、植物病害に対する 処置の新しいアプローチを提供する。 実施例6 アブラムシとコナジラミ向けの方法 シンナムアルデヒドおよび/またはコニフェリルアルデヒドの黒豆アブラムシ (black bean aphid)、Tetranychus urtic ae 、と銀葉コナジラミ (silverleaf white fly)、Bemisia argen tifolii に対する活性を次の様にして決めた: 1.アブラムシ a.ペトリ皿バイオアッセー ペトリ皿(60mm)を水に溶解した指定された処方(例えば、10−25, 000ppm)で処理し、空気で乾燥させた。20匹のアブラムシの成虫(Te tranychusurticae )を各ペトリ皿に置いた(2重、10回)。 処理したペトリ皿に接触してから3時間後の死亡率を希釈液だけで処理したペト リ皿中のアブラムシの死亡率と比較した。マラチオン(250ppm)を陽性対 照として用いた。 2%Tween80と6%の重炭酸ナトリウム中に指定された濃度に添加され たシンナムアルデヒドについて試験した。2500ppm以上の濃度ではアブラ ムシは100%死んだ。100ppmと10ppmでは死亡率は50%と25% であった。2%Tween80と6%NaHO3(アルデヒド添加無し)でも2 5%の死亡率が観察され、マラチオン(250ppm)処置例ではアブラムシは 100%死んだ。 b.植物茎葉バイオアッセー 植物を温室に置いた7.5mmの鉢の中の土に植えた。コナジラミ用にはワタ の木を、アブラムシ用には甜菜を用いた。植物が3葉ステージに達したときに上 記の花棲昆虫(anthropod)を60匹接種した(6重)。昆虫を定着させ摂食さ せた。この植物に十分量(およそ5ml)の100から2000ppm、あるい は0.1から2g/l濃度の試験処方を含む処方液を噴霧した。植物を高さの高 いプラスチック製のケージ(高さ5mm×直径10mm)でカバーした。試験処 方噴霧3日後に昆虫の死亡率を調べ、水だけを植物に噴霧した場合と比較した。 2.銀葉コナジラミ a.ペトリ皿バイオアッセー ペトリ皿(60mm)を水で溶解した指定された処方(例えば、10−25, 000ppm)で処理し、空気で乾燥させた。20匹の銀葉コナジラミの成虫を 各ペトリ皿に置いた(2重10回)。処理したペトリ皿に接触してから3時間後 の死亡率を希釈液だけで処理したペトリ皿中の銀葉コナジラミの死亡率と比較し た。250ppmのマラチオンを陽性対照として用いた。 2%Tween80と6%のNaHO3中に指定された濃度に添加されたシン ナムアルデヒドについて試験した。2500ppm以上の濃度では銀葉コナジラ ミは100%死んだ。100ppmと10ppmの死亡率はそれぞれ50%と2 5%であった。2%Tween80と6%重炭酸ナトリウム(アルデヒド無添加 )でも25%の死亡率が観察され、マラチオン(250ppm)処置例では銀葉 コナジラミは100%死んだ。表9参照。 実施例7 線虫侵襲に対する処置 ナミクキ線虫(Ditylechus dipsaci)や根瘤線虫(Mel oidogyne spp)を含む様々な線虫が植物に蔓延している。ナミクキ 線虫(Ditylechus dipsaci)にシンナムアルデヒドを含む様 々な処方を用いた処置について以下の如く試験した。 1.ナミクキ線虫 ナミクキ線虫を、ニンニクの小鱗茎をメッシュを底に張ったビーカー内に切り 刻み、このビーカーを水を張ったビーカー内で振って回収した。線虫は宿主組織 から移動しメッシュを通過してビーカーの底に落ちていく。上清を取り除き、ビ ーカー内に残った線虫を時計皿に移し、以下の処置方法に用いた。透明なプラス チック製トレイは20mm×20mm×20mmの大きさの上部が開口した小ブ ロックに分割されている。室温(19℃)の汲み置き水を0.5mlをこの小ブ ロックに入れる。膠で解剖針につけたまつげを用いて線虫を扱い、1小ブロック に10匹づつ入れた。0.5mlの試験液をそれぞれのブロックに添加した。対 照用のブロックには水を入れた。ブロック内 の線虫の生存を双眼顕微鏡を用いて観察しモニターした。溶液添加後1,5,10 ,20,30ならびに60分後の生存線虫数を記録した。線虫が動かなくなったり、マ ニピュレーションに反応しなくなった場合に死亡したとした。本試験は3回繰り 返した。 2.根瘤線虫 a.ペトリ皿アッセー 二重盲検試験で、根瘤線虫、Meloidogyne javanicaに対 する活性について、様々な濃度のアルデヒド化合物を試験した。線虫を化合物に 直接接触させ、24時間毎に死亡を目視と探り針で調べた。Meloidogy ne javanicaは水耕法から得た。線虫は集めてから24時間以内に使 用した。 0.07mlの水の中のおよそ100匹の線虫をピペットを用いてシラキュー ス皿(フィッシャー製)に移し、試験処方液1mlをすぐにそれぞれの皿に加え た。それから皿をプラスチック製バックの中に置き、湿気を保ち、蒸発を防いだ 。各試験処方について4枚のシラキュース皿を使用した。7日間にわたり24時 間毎に液体を観察し、当初10匹いた線虫が生きているか死んでいるかを、その 形態と触診により確かめた。動いて いる線虫は生存例とした。 ビヒクル(2%Tween80,6%NaHCO3)中のシンナムアルデヒド の濃度が100ppm以上の場合には、線虫は24時間以内に100%死亡した 。10ppmでは、24,48,72,96,108,132,156時間目に それぞれ0%,15%,17.5%、22.5%,27.5%,52.5%,5 2.5%死亡した。ビヒクル中のシンナムアルデヒドの濃度が1ppmと0.1 ppmの場合、死亡率への影響はなかった。10ブリックス糖度のユッカ(Yu cca shidigera)サポニンの1:60希釈液を添加すると、ビヒク ル中のシンナムアルデヒドが0.1ppmという低濃度でも、線虫は24時間以 内に100%死亡した。しかし、サポニン単独でも同様の効果を示した。エタノ ール(95%)は全ての線虫を24時間で殺した。ビヒクル自体にも僅かではあ るが死亡率に対する作用が観察された:72時間で2.5%、108時間で5% であった。 b.植物茎葉バイオアッセー 被検処方について、根瘤線虫、ワ線虫、ユミハリ線虫、ロール病(roll lesion)線虫のブドウへの侵襲を減じ る能力について調べた。ブドウ園のブドウ(ハーモニー種母根)に2%twee n80に1000ppmあるいは3000ppmのシンナムアルデヒドを含んだ 液体、あるいは市販の殺線虫剤Nemacurを、またはブランク処置を行った 。線虫汚染の広がりを処置時と処置後30日および60日目に調べた。結果を表 10に示す。 実施例8 イチゴの赤芯病(Phytophthora Fragariae)の処置 イチゴ赤芯病(Strawberry red coredisease)は カビの1種であるPhytophthora fragariae Hickm anにより引き起こされ、汚染された栽培材料や汚染分解物中の長期生存する卵 胞子による土壌汚染により広がる。シンナムアルデヒドおよび/またはコニフェ リルアルデヒドを含む様々な処方について以下の如く試験した。水に浸したPh ytophthora fragariaeに感染したイチゴの根に汚染した堆 肥を良く混ぜ、4−6週間置いて処置に使用するための十分に腐敗した接種源を 作る。これを1kg単位に分けて1500mlの様々な濃度の試験処方液と混合 した。10分間処置した後、堆肥を最低5分間25mmの篩いの中で流水を用い て濯ぎ、完全に残存する試験処方液を除去した。その後、この堆肥を直径9cm のプラスチック製の鉢に入れ、そこに4株のイチゴを植えた。各処方について5 鉢使用した。イチゴは15℃、日照時間18時間に管理された環境下で生育させ た;堆肥は感染を促進するために湿 った状態に保たれた。処置間の交差感染を避けるために、鉢はグリッド上に置い た。 9週後にイチゴの根を洗って堆肥を落とし、縦方向に根を切り、赤色の中心柱 、根の腐敗や茶色の変色の有無を探して、感染の兆候の有無を確かめた。感染し た例については全て根にPhytophthora fragariaeの卵胞 子があるか顕微鏡で確認した。 実施例9 シンナムアルデヒドの安定性 全期間にわたり抗酸化剤がある場合と無い場合でのシンナムアルデヒドの安定性 を調べる方法 重量で2%のシンナムアルデヒドを、ビタミンE(CNMA濃度1%のトコフ ェロール)を添加した場合としない場合の2%Tween80と6%重炭酸ナト リウムを含む処方に加えた。この溶液を50℃に2週間置いた。それから2週間 にわたり一定期間毎に溶液中のシンナムアルデヒドの濃度をHPLC/UVを用 いて調べ、記録した(高圧液体クロマトグラフィー紫外光検出)。 実施例10 脂根瘤病 カビの1種であるFusarium subglutinans f.sp.pini により引き起こされる脂根瘤病(pitch canker dise ase)は、汚染された樹木ではその若枝や枝、露出した根や幹の表面に樹脂が 滲出してくるという特徴を持つ病気である。脂根瘤病原菌の宿主域と汚染地域は 、1986年にカリフォルニアで発見されてから非常に拡大した。細菌では、こ の病原菌がメキシコと日本で発見されている。 様々な濃度と処方のシンナムアルデヒドを用いて二重盲検バイオアッセーを実 施した。バイオアッセーはFusarium subglutinans f. sp.piniの放射状の成長の阻止に基づいている。溶解している2%ポテト デキストロース寒天(PDA)200mlに処方液8ml(濃度不明)を加え、 その混合液を5枚のペトリ皿(25ml皿)に分注した。この内の4枚について は、Fusarium subglutinans f.sp.pini(分離 株SL−1,UCB)の増殖PDA培地から得た寒天プラグを用いて中心部に接 種し た。残りの1枚は、対照として接種せずに残した。各シンナムアルデヒド処方に ついてこの作業を繰り返し行った。陽性対照例は、5ppmのベノミルで処理し た4枚のペトリ皿に上記同様に接種したものである;陰性対照例は、未処置の4 枚のペトリ皿にF.subglutinansを接種したものである。接種した ペトリ皿と未接種のペトリ皿を、全て18℃で5日間インキュベートし、その後 にコロニーの直径を測定した。 表11には本バイオアッセーのコロニーの直径の生データの平均値を示してあ り、表12ではサポニン(10ブリックス糖度のユッカ(Yucca schi degira )抽出物、0.86ml)を加えた、又は加えない、様々なCNM A濃度のコロニー直径に及ぼす効果を比較した。 実施例11 シンナムアルデヒドとTween80および/またはNaHCO3を用いたコー ンルートワームの処置 植物茎葉バイオアッセー 植物は温室中の7.5mmの鉢に植えて育てた。コーンルートワーム用にトウ モロコシを用いた。植物が3葉ステージに達した時、この節足動物を60匹(6 重)感染させた。コーンルートワームが定着、摂食するにままにした。この植物 に100から2000ppmあるいは0.1から2g/l濃度の試験処方を含む 処方液を十分量(およそ5ml)噴霧した。植物は処方液が土壌に触れるのを防 ぐためにプラスチックのカバーで覆った。コーンルートワームの死亡率を試験処 方液噴霧後3,5,ならびに7日後に調べ、水および/または処方ブランクだけ を噴霧した植物の場合と比較した。 実施例12 シンナムアルデヒドならびにTween80および/またはNaHCO3による ロシア小麦アブラムシの処置 植物茎葉バイオアッセー 植物は温室中の7.5mmの鉢に植えて育てた。ロシア小麦 アブラムシ(russian wheat aphid)用に小麦(カンサス種)を用いた。植物が 3葉ステージに達した時、指定された節足動物60匹(6重)感染させた。この 昆虫が定着、摂食するにままにした。この植物に100から10,000ppm あるいは0.1から10g/l濃度の試験処方を含む処方液を十分量(およそ5m l)噴霧した。植物は処方液が土壌に触れるのを防ぐためにプラスチックのカバ ーで覆った。昆虫の死亡率を試験処方液噴霧後36時間後、5日後,ならびに7 日後に調べ、水および/または処方ブランタだけを噴霧した植物の場合と比較し た。 実施例13 シンナムアルデヒドならびにTween80および/またはNaHCO3よるア ザミウマ類の処置 植物は温室中の7.5mmの鉢に植えて育てた。アブラムシ用に多種のバラを 用いた。植物が3葉ステージに達した時、指定された節足動物を60匹(6重) 感染させた。この昆虫が定着、摂食するにままにした。この植物に100から1 0,000ppmあるいは0.1から10g/l濃度の試験処方を含む処方液を 十分量(およそ5ml)噴霧した。植物は処方液が土 壌に触れるのを防ぐためにプラスチックのカバーで覆った。昆虫の死亡率を試験 処方液噴霧後36時間後、5日後,ならびに7日後に調べ、水および/または処 方ブランクだけを噴霧した植物の場合と比較した。 実施例14 芝生での藻類の繁殖に対する処置 芝生における藻類の繁殖は、芝生の厳重な管理を行う上で(例えば、ゴルフコ ース)最も一般的な問題である。藻類の繁殖の防止は困難になりつつある。藻類 の繁殖の管理の為の試験実験を藻類が繁殖した芝生の小区画を利用して計画した 。汚染された芝生を5種類の試験処方液と処方ブランクで5重処理した。処置の 効果は2、3ならびに5週目に評価した。 実施例15 シンナムアルデヒドを用いたワタアブラムシの処置 ワタアブラムシ(Aphis gossypii Glov)に対する処 置を次の様にして行った。ワタアブラムシの植物茎葉バイオアッセーにはキク(C.morifolum )を使用した。植物は温室中の7.5mmの鉢に植えて育 てた。花を付けたキクに感染させ、それぞれのキクのアブラムシの数を前 もって数え、葉当たりのアブラムシの若虫の平均を出した。このキクに十分量( およそ5ml)のシンナムアルデヒドが1,000ppm、3,000ppm、 そして10,000ppmの濃度の処方液を噴霧した。陰性の対照例としては水 だけを含む処方液を噴霧した。36時間後に処方液を噴霧した葉の上のアブラム シの数を、陰性対照液を噴霧した葉の昆虫の数と比較した。葉当たりの平均のア ブラムシの若虫の数は、噴霧前が平均で60以上であったの対し、噴霧後はいず れのシンナムアルデヒド濃度でも10以下であった。 実施例16 葉枯れ病(Phytophthora infestans)の処置 葉枯れ病はトマトやポテト、ナスやその他のポテト類の植物を侵す:この病気 は、カビの胞子が温暖な気温の期間中に湿った植物表面に定着して始まる。Ph ytophthora infestansの防除試験は温室内のポテトの苗木 を利用して実施した。ポテトには温室内で分離された本菌を噴霧して接種した。 この苗木に接種前後のいずれかに処置を加えた。本処置の効果は2週および3週 後に評価した。 実施例17 スズメ蜂類(Vespidae)の防止処置 処方の接触活性を調べるために、被試験体の蜂に処方液を直接噴霧した。処置 された蜂を取り出し、未処置のペトリ皿かバイアルの中に入れた。5種類の処方 と1種類の処方ブランクを試験し、各処方と蜂について5重測定を行った。死亡 した蜂の数を24時間目と48時間目に数えた。 実施例18 Dermoptera−ヨーロッパハサミムシ(Forticula aure culatia)の処置 処方の接触活性は、被試験体のハサミムシに直接噴霧して調べた。処置された 昆虫を取り出し、未処置のペトリ皿かバイアルの中に入れた。5種類の処方と1 種類の処方ブランクと陰性対照例(水)を用い、各処方について5重測定で試験 した。死亡したハサミムシの数を24時間目と48時間目に数えた。 実施例19 シンナムアルデヒドとα−ヘキシルシンナムアルデヒドの残存活性 2つの別の実験からシンナムアルデヒド(CNMA)とα−ヘキシルシンナム アルデヒド(AHCNMA)はともに残存活性を有していることが示された。最 初の実験では、2種類のCNMA濃度(0.3と1%)の液体2mlを濾紙(ワ ットマン)に噴霧した。陰性対照例として2mlの水を濾紙に噴霧した。24時 間後2mlの水を処方処置した濾紙と対照例の濾紙に噴霧し、30分間乾燥させ た。およそ30匹のアザミウマ(Frankliniella occiden talis ) を置き1時間後にその数を調べた。各処置例について平均死亡率を計算した。 72時間後に処置済み濾紙をひっくり返してから、陰性対照例の濾紙と1%C NMA処置された濾紙だけに2mlの水を噴霧し、30分間乾燥させた。およそ 30匹のアザミウマを上記2種類の濾紙上に置き1時間後に死亡したアザミウマ の数を観察し、処置毎に平均死亡率を計算した。同様のアッセーをα−ヘキシル シンナムアルデヒドを用いて実施した。平均死亡率は水を再び含ませなかった濾 紙に比べて、再度水和した濾紙の方がいずれの時間をとっても高かった。これら の実験から、再水和がアザミウマに接触した処置済み濾紙の致死作用の持続に役 立つことが示された。連続暴露試験 CNMAとAHCNMAの残存活性を更に調べるために、代表的な2種類の表 面に処方をデポジットし昆虫を閉じこめた。無孔性表面の代表としてはガラスを 、有孔性表面としては濾紙を用いた。5種類の濃度で各活性成分を含む本処方液 2mlを濾紙(直径9cm)かガラス製ペトリ皿(直径9cm)の底に施用した 。対照として処方から活性成分を抜いたもの2mlを 同様に施用した。処方剤が蓄積した表面を試験前に24時間乾燥させた。7,1 4,28,56日目毎に、ペトリ皿と濾紙の1組に再度2ml水を加えて水和さ せ、別の1組を再水和しないままにした。それから昆虫をこの蓄積表面に閉じこ め、その作用により死亡した昆虫の数を定期的に数えた。48時間以内に蓄積し た処方成分で昆虫が死亡しない場合には、その処置についての継続試験は中止し た。 実施例20 西洋ハナアザミウマ 西洋ハナアザミウマ、Frankliniella occidentali に対するCNMA処方の薬量−死亡率反応について調べた。異なる3種類のC NMAの薬量レベルを水だけの対照例と比較した。それぞれおよそ30匹の成虫 西洋ハナアザミウマが付いたミニチュアバラの茎葉が入った500mlの風通し の良い紙製の箱を実験エリアとして試験を実施した。キクとミニチュアバラの上 で維持されたハナアザミウマのコロニーが本試験のアザミウマ源である(カリフ ォルニア大学、デイビス、昆虫学教室)。所望の用量で113L/エイカーに相 当する噴霧を、3種類の用量レベル(0.1,0.3,と 1.0%)で研究室の噴霧タワーを用いて行った。4重測定(1処置について4 観察)を行い各用量間で比較した。各試験毎に、箱は処置を受け、室温で維持さ れた。各処置について、試験用観察期間中の西洋ハナアザミウマ(F.occi dentalis )の平均死亡率を観察し、平均死亡率を計算した。表14に平 均死亡率処置データを示す。 実施例21 ノーザンコーンルートワーム(Diabrotica Longicornis /D.virgifaris)の処置 これらのコーンルートワーム類は北アメリカでトウモロコシの最も破壊的な病 害虫である。ネブラスカ大学より得た直径10cmの鉢に植えられた温室トウモ ロコシに、処置前にコーンルートワームを接種した。噴霧時には植物の鉢はプラ スチックバックの中に置いて、葉から滴り落ちる薬品が土壌中にしみ込まないよ うにした。噴霧は家庭用の用量1リッターの噴霧器を用いて流れる程十分に行っ た。トウモロコシは外において空気で乾かしてから温室に戻した。その後毎週鉢 植えから根を取り出し、ルートワームの総数を確認した。 実施例22 ハナゾウムシ(Anthonomus grandis Boheman)の処 本処方の接触活性は、コットンハナゾウムシ(cotton boll weevils)に処方液を直接噴霧して調べた。処置されたハナゾウムシを取り出し 、未処置の滅菌したペトリ皿かバイアルの中に入れる。試験した処置法では、5 種類の処方と1種類の処方ブランクを用い、5重測定で行った。死亡したゾウハ ナムシの数を24時間目と48時間目に数えた。 実施例23 切り花の収穫後処置 1.生け花の寿命を伸ばすための切り花の処置 収穫後の切り花の生け花としての寿命の延長に関して、表面活性剤が入った2 種類の濃度の4種類のシンナムアルデヒドとα−ヘキシルシンナムアルデヒド処 方液の効果を調べた。収穫後の細菌と生理学的閉塞状態(plugging)に 対する管理について切りバラを用いて調べた。50株の収穫したばかりのバラを 処置群と対照群(陰性ならびに陽性)に割り付けた。陰性対照例は脱イオン水で あり、陽性対照例はOasis(商標)花舟保存剤である。個々の花を、処置例 、非処置例に関わらず滅菌ボトルライナーの付いたPlatex240mlベビ ーボトルに入れた。各ボトルは3週間にわたり花の質;茎の直線性、茎の強さ、 花の大きさ、生け花の寿命、成熟度の均一性 について等級付けされた。上記の等級は当分野で受け入れられている標準法に依 った。 2.切り花でのBotrytis cinereaの収穫後防除 Botryticinerea Pers:Frによって引き起こされる ボトリティス花枯れ病(blossomblight)は広く流行する病気であ り、また温室栽培のバラ、その他の切り花やブドウなどに対しては破壊的な病害 である。バラの花(Rosa Hybrida L.)を処置液中に2−3秒間 浸し、それからゆっくりとふって残った液を払い乾燥させた。ついで花に分生胞 子懸濁液(B.cinerea)をクロミスト(chromist)噴霧器(ゲ ルマンサイエンス社、アンアーバー、MI)を用いて噴霧した。非接種の花には 自然な感染をモニターする目的で脱イオン水を噴霧した。接種後、バラの花を2 ℃に保たれた保湿保存箱の中に入れた。接種後7日目に花を取り出し、病害の発 生を各花に現れた病変の数で定量化した。 続いてバラを10日間、冷白色蛍光灯(PAR=32μ E.M-2.S-1)を用 いた12時間の明期で、21℃の消費者疑似 環境下において、評価した(生け花寿命試験)。毎日生重量測定と外観観察を行 った。10日間の間でB.Cinereaにより花卉全体が萎れ花が茎から落下 したり、花びらが落ちたりした時点でバラを破棄した。 実施例24 シンクイ蛾、Cydia pomonellaの防除: シンクイ蛾の生活ステージ別の対フラボノイドアルデヒド感受性 シンクイ蛾は野外に於いては3つの生活ステージで殺虫剤の接触処置あるいは 一時処置に暴露される機会があると考えられる:即ち、成虫、卵および果物内に 進入する前の幼虫ステージである。野外での最も効果的な適用時期を探るため、 これらの生活ステージの感受性プロフィールについて調べた。 A.卵の感受性 1.残留毒性:粘着性のプラスチックフォイルのストリップ(5×10cm) を、ポーター噴霧タワーを用いて様々な濃度のフラボノイドアルデヒド処方液で 処置した。残液が乾いた後、処置済みプラスチックストリップを10−15つが いのシンクイ蛾と一緒に産卵ケージに入れ暴露した。24−48時間後に 卵の付いたストリップを取り出し、25℃、相対湿度60−70%に置き、未処 置対照群で孵化した後に処置群の卵の死亡率を測定した。本試験は果実(リンゴ )あるいは葉上での毒性を決めるために天然物を使用して行うこともできる。 2.局所毒性:プラスチック製のストリップあるいは果実(リンゴ)上の卵は 様々な濃度のフラボノイドアルデヒド処方液でポーター噴霧タワー内で処置した 。卵の死亡率は上記同様にして評価した。試験は若い卵(白色ステージ)と孵化 直前の卵(黒頭ステージ)を用いて行った。 B.幼虫の感受性 Riedlらが報告した幼虫アッセー法((1986)Agric.Ecos yst.Environ.16:189−202)を用いた。リンゴを様々な濃 度のフラボノイドアルデヒド処方液でポーター噴霧タワー内で処置した。小さな ゼラチン製カプセルを処置を加えた果実の表面に蜜蝋で付着させた。そしてこの ゼラチン製カプセル内に幼虫を1匹入れた。閉じこめられた幼虫の付いたリンゴ を25℃、相対湿度60−70%下に置いた。7日後、カプセルを取り出し、幼 虫の死亡率と果実の損傷(侵入、刺し傷)について調べた。 プラスチック製ペトリ皿アッセーを利用して幼虫への接触活性についても試験 した。小さなペトリ皿の内面を噴霧タワーで処理した。幼虫を様々な期間残留物 に暴露させた後未処置の人工餌を入れたカップに移した。10日後に死亡率を調 べた。 C.成虫に対する毒性と近致死量効果 CO2で麻酔した成虫を様々な濃度のアルデヒドで噴霧タワーに入れて処置し た。処置済みの蛾のペアを小さな産卵ケージ内に入れた。処置した成虫と処置し ていない成虫から得た卵の発生を比較した。更に、全ての蛾が死亡するまで、処 置した成虫と処置していない成虫について死亡率を24時間毎に調べた。 実施例25 フラボノイドアルデヒド処方液の接触活性を調べる目的で、処方液を被試験体 のカイガラムシに直接噴霧した。処置された昆虫は取り出し、滅菌した処置され ていないペトリ皿かバイアル中に入れた。5種類の処方と処方ブランク1種類を 用いる試験を、5重測定で実施した。死亡した昆虫の数を24時間目と48時間 目に調べた。 実施例26 コナカイガラムシの防除 フラボノイドアルデヒド処方液の接触活性を調べるため、処方液を被試験体の コナカイガラムシに直接噴霧した。処置された昆虫は取り出し、滅菌した処置さ れていないペトリ皿かバイアル中に入れた。5種類の処方と処方ブランク1種類 を用いる試験を、5重測定で実施した。死亡した昆虫の数を24時間目と48時 間目に調べた。 実施例27 シンナムアルデヒドとサポニンを含む処方の植物毒性とバイオアッセー A.植物毒性試験 3種類の温室栽培作物を用いて、CNMAの表面活性剤アジュバントとしてポ リソルバート(例えば、Tween)の代わりにサポニンを使用した場合の適合 性を調べるための植物毒性試験を行った。以下にアッセーの結果を要約する: 1.ミニバラ.(サンバースト).4鉢のミニバラ(サンバースト)を3種類 の処方液で処置した;0.5%CNMAに0.05%のサポニンを加えたもの、 0.25%のCNMAに 0.025%のサポニンを加えたもの、そして水だけの対照例である。植物には 噴霧タワーを用いて実験室内で噴霧し、全ての植物に流れる程十分量の処方液が 噴霧された。噴霧後、植物を5日間観察した。古いものも、若いものにも、ある いは花びらに対しても植物毒性は認められず、これらの処理量がミニバラへの適 用に問題が無いことが示された。 2.キク.3鉢のキクを0.5%CNMAに0.05%のサポニンを加えたも の、0.25%のCNMAに0.025%のサポニンを加えたもの、そして水だ けの対照例で処置した。上記と同様に植物に噴霧した。5日後の観察では、葉あ るいは花びらに対していずれの植物毒性も認められず、これらの処理量が適用に 問題が無いことが示された。 3.ポインセチア.2鉢のポインセチアを0.5%CNMAに0.05%のサ ポニンを加えたもの、0.25%のCNMAに0.025%のサポニンを加えた もの、そして水だけの対照例で処置した。5日後の観察では、最も高い処理量( 0.5%CNMA、0.05%サポニン)で若い葉の成長に植物毒性が認められ た。低い処理量(0.25%CNMA、0.025%サポニン)では若い葉の成 長にもいずれの兆候も認められず、 低い処理量には問題が無いことが示された。 B.有害昆虫バイオアッセー 1.ナミハダニ.ダニは、ほぼ同数のハダニが侵襲したバラの葉をワットマン 濾紙を底に敷いたペトリ皿に入れてアッセーした。ダニの入った4枚のペトリ皿 を葉の両側から噴霧し、次の3種類の処置を加えた:0.5%CNMA+0.0 5%サポニン、0.25%CNMA+0.025%サポニンならびに対照例とし て水だけの処置である。処置を加えられたダニは24時間そのままにし、その後 生存しているダニ数を数え、記録した。結果は以下の通りであった:対照ペトリ 皿(水のみ)、53.25±15.57(平均±標準偏差);0.25%CNM A、6.75±1.18;0.5%CNMA、0.75±0.48。これらの結 果から、CNMAにサポニンを加えた処方は直接噴霧し適用した場合にはダニに 対して高い有効性を有していることが示された。 2.西洋ハナアザミウマ(western flower thrips).アザミウマは、ほぼ同数 が接種されたバラの葉をワットマン濾紙のを底に敷いたペトリ皿に入れてアッセ ーした。アザミウマの入った4枚のペトリ皿を葉の両側から噴霧し、次の3種類 の処置を 加えた:0.5%CNMA+0.05%サポニン、0.25%CNMA+0.0 25%サポニンならびに対照例として水だけの処置である。処置を加えられたア ザミウマを6時間そのままにし、その後死亡しているアザミウマ数を数え、記録 した。結果は以下の通りであった:対照ペトリ皿(水のみ)、1.4%±0.8 5%(平均標準偏差);0.25%CNMA、53.2%±11.8;0.5% CNMA)87.2%±2.79。これらの結果から、CNMAにサポニンを加 えた処方は、直接噴霧して適用した場合にアザミウマに対して高い有効性を有し ていることが示された。 3.ワタブラムシ.ワタアブラムシについては、花をつけていない鉢植えのキ クをそのまま用いてアッセーした。各処置について2株を用い、2枚の葉を1枚 は植物の頂部から、他の1枚は基部から取り、生存しているワタアブラムシと死 亡したワタアブラムシの数を求めた。以下の3種類の処置を行った:1.0%C NMA+0.5%サポニン、0.5%CNMA+0.25%サポニンならびに0 .5%サポニンだけの処置である。植物全体を葉の表裏両側に滴り落ちるほど噴 霧した。結果は死亡したアブラムシの割合で表示した。結果は以下の通りで ある:対照植物(0.5%サポニンのみ)14.8%±4.5;0.5%CNM A48.3±16.1;1.0%CNMA72.0%±11.2。これらの結果 よりCNMAは直接施用した場合、高い割合でアブラムシを殺すことが示された 。 実施例28 シバでのSclerotiniaダラースポット(dollar spot)防 材料と方法 病害度データはテキサス農業試験場−ダラス、テキサス州のナーセリーグリー ンで得た。ベントグラスグリーンの成分配合は砂/ピートの混合(90:10) であった。グリーンは常に高さが0.4cmになるよう刈られ、適度の施肥、毎 日潅水が行われた。接種株(SH−03)は、野外接種に先立ってオートクレー ブ処理したライ麦で2週間育てた伝染性のS.homoecarpa分離株から 調製した。実験は無作為に選んだ2.5×18ftの大きさ(45平方フィート )の区域で3回実施した。感染したライ麦を手でおよそ20/平方フィートの密 度で蒔いた。シンナムアルデヒドの処方A、B、Cのをフィールド施用は、週1 回の割合で4週間行われた(表15)。 しかし、処方Dはシバに対する植物毒性作用のため1回のみの適用とした。処方 A,B,CならびにDは、感染ライ麦のフィールド接種の4日前に、加圧CO2 噴霧器(30psi)を用いて7ガロン/1000平方フィートの割合で適用し た。 実験域は接種後十分に潅水し、菌がコロニーを形成する様に芝刈りは控えた。 各反覆の接種域はプラスチック製の薄板で多い湿度を高く保ち、病害の発生を増 強した。病害の評価は接種2日目に感染ライ麦からの菌糸の成長を目で確認して 行った(0−4max)。全域の外観の目による評価は、最初の処置から3週半 後から始め毎週行い、最後の処置後からは4日間継続して行った。この等級付け (0=植物毒性;4=無病害)は試験区に自然に発生した病害や、本処方を適用 したことによる植物毒性も含んでいる;0=植物毒性あり、1=重度の病害、2 =中度の病害、3=軽度の病害、4=無病害。データはSAS ANOVA法に よるANOVAを用いて、処置法の統計的有意差を調べた(1)。有意差が認め られた場合には、Duncanの多領域比較試験(p>.05)を用いて処置法 の分離を行った。 結果 ダラースポット病防止のための処置方法を評価するために2種類の方法を使用 した。評価法には1)自然病害発生法、と2)フィールド接種法がある。フィー ルド接種法は病害圧について厳格な形式と考えられている。フィールド接種法は 病害が発生する自然状態に近似させており、自然環境下で病気発生をもたらす感 染時の自然な接種負荷量を考慮して実施される。 フィールド接種法は抗菌剤であるダコニル2787の評価を使用した。この方 法は10日間毎日行われた接種中に利用され、抗菌剤を適用した後8日間にわた り抗菌剤を検出した。抗菌剤 の噴霧計画をどれだけ早く、あるいは遅くなるか自然が決めるこの実験は、天候 や繁殖能力や刈り込みの深さや回数を含む刈り込みを含むグリーンの刈り込み圧 といった栽培変数によって無効になってしまう。 今回使用した全ての処方(A,B,CとD)による病害防除法については両法 で評価し、未処置の対照域と比較した。自然発生ダラースポット病の防除 全ての処方のダラースポット病の防止効果を自然の病害抑制評価用試験区で評 価した。未処置の対照域では全期間を通じて強い病害圧が観察された。シンナム アルデヒド処方Dによる処置は、処置後48時間以内に葉身全体が薄く黄色化す る兆候から、初期の植物毒性反応を示した。いずれの評価データでもシンナムア ルデヒド処方A,B,CならびにDを用いた本病害防除は処置を加えなかった対 照区に比べ良好であった。人工接種後のダラースポットの防除 人工的に接種した試験区を用いた試験では、評価した全てのシンナムアルデヒ ド試験処方にダラースポット病にたいする効果が認められた(表16参照)。未 処理の接種対照区では、実験期間を通じて接種後48時間目で接種点から直径2 cm以上 に菌糸体が伸びており、厳しい病害等級を示した。シンナムアルデヒド処方Dは ダラースポット病に効果を示したが、本処方が実験ベントグラスグリーンに対し 永続的な植物毒性障害を与えることを避ける為に中断した。驚くべき事に、11 月8日以後に評価した結果は寒くなった天候による影響を受けていた。週毎の平 均病害等級について実施した32の処置例の統計的群分けより、試験処方のA, BとCは未処置例に対して優れており、天候が寒くない場合には病気の発生はも っと少ないことが示された。処方A,BならびにCによる処置は、4度の観察日 全てについて統計的に同一であった。 上記の結果は、試験処方A,B,ならびにCはフイールド試験区接種によるダ ラースポットによる葉の胴枯れ病や本病害の自然発生時に効果的であることを示 している。ダラースポット病の自然感染に対する防止効果について行った追加観 察も、A,B,CならびにDの4種類全ての試験処方が本病害について効果的で あることを示した。本結果で示されたシンナムアルデヒド処方剤のダラースポッ ト病に対する防止効果のレベルと期間は驚くべきものだった。 実施例29 シバのPythium胴枯れ病の防止 病害重度のデータは、テキサス農業実験試験場−ダラス、テキサス州、にある ベントグラスグリーンから得たターフグラスプラグ(直径7cm)を用いた環境 チャンバー試験で行った。ベントグラスグリーンの土壌は砂/ピートの混合(9 0:10)で、適度の施肥と毎日潅水が行われシバは常に高さが0.4cmにな るよう刈られた。実験は無作為に選んだ2.5×13ftの大きさ(32.5平 方フィート)の区域で3回実施した。シンナムアルデヒドの処方剤A、B、C、 ならびにD(表15)と陽性対照例のAleiette(商標)(4oz)を、 フィールドプラグ(直径7cm)で環境チャンバーで接種する4日前に与えた。 処方剤は、7ガロン/1000平方フィートの用量でCO2噴霧器(30psi )を用いて、メーカーが指定する速度で噴霧した。 接種株P#24は環境チャンバー試験用に、滅菌した水寒天 の上で3日間育てられた。環境チャンバー試験では病原菌である水寒天上に育っ たP#24株を接種されたベントグラスプラグ3個を使用した。各ベントグラス プラグは、その中央部に病原菌を含む1cmの水寒天のプラグが置かれ接種され た。このベントグラスプラグは28℃に保たれた照明付きウォークイン式環境チ ャンバー内に運ばれ、病気発生確認前の4日間そこに置かれた。このプラグには 病気発生に最適な高い湿度環境を維持する為に毎日水が与えられた。環境チャン バー試験の病気の確認は、菌糸体の広がり(cm直径)から病気の拡大を決める 方式で4日後に行った。 データはSAS ANOVA法によるANOVAを用い、処置法の統計的有意 差を調べた。有意差が認められた場合には、Duncanの多領域比較試験(p >.05)を用いて処置法の分離を行った。シンナムアルデヒド処方A,B,C ならびにDのいずれもが環境チャンバー内でPythiumによる胴枯れ病を防 除した(表17)。対象的に、処置していない接種対照では実験期間中重度の病 害が認められ、接種48時間後の接種点からの平均の菌糸体の成長は5cm以上 であった(表17)。シンナムアルデヒド処方剤Dを1回処置した例では、 処置を受けたベントグラスに葉の黄色化や成長妨害といった植物毒性の兆候が現 れ、一回だけの施用とした。 上記の結果より、シンナムアルデヒド処方剤であるA,B,Cは処置後4週間 有効であることが示された。これらの結果は、病害防除の程度と期間について、 特に本試験中4週間にわたって毎週噴霧した標準的な抗菌剤であるAliett e4.0ozと比較した場合驚くべきものであった。 実施例30 シバのRhizoctonia胴枯れ病の防除 病害度データはテキサス農業試験場−ダラス、テキサス州のナーセリーグリー ンで得た。ベントグラス用土の成分配合は砂/ピートの混合(90:10)であ った。グリーンは常に高さが0.4cmになるよう刈られ、適度の施肥、毎日の 潅水が行われた。接種株(R#31)は、フィールド接種に先立っ てオートクレーブ処理したライ麦で5日間育てた伝染性のRhizoctoni a solani 分離株から調製した。実験は無作為に選んだ2.5×18ft の大きさ(45平方フィート)の区域3反覆で実施した。感染したライ麦を手で およそ20/平方フィートの密度で蒔いた。各抗菌剤のフィールド適用は3週間 継続して行われた。ダコニル6.0oz陽性対照の噴霧頻度はメーカーの指示に 従った。シンナムアルデヒド処方剤A,B,CならびにD(表15参照)は毎週 1回適用したが(Dは1回のみ)、ダコニル6.0ozは14日ごとに適用した 。全ての処方剤は、感染ライ麦のフィールド接種の4日前に、加圧CO2噴霧器 (30psi)を用いて7ガロン/1000平方フィートの割合で噴霧した。実 験域は接種後十分に潅水し、菌がコロニーを形成する様に芝刈りは控えた。各実 験の接種域はプラスチック製の薄板で多い湿度を高く保ち、病害の発生を増強し た。 病害の評価は接種2日目に感染ライ麦からの菌糸の成長を目で確認して行った (0.4max);0=無病害、1=菌の成長開始、2=.5cmの成長、3= 1cmの成長、4=>1cmの成長。データはSAS ANOVA法によるAN OVAを 用いて、処置法の統計的有意差を調べた。有意差が認められた場合には、Dun canの多領域比較試験(p>.05)を用いて処置法の分離を行った。 試験したシンナムアルデヒド処方剤全てについて、接種した病害抑制評価用の 試験区に於いてRhizoctonia胴枯れ病の防除効果が認められた(表1 8)。処置を加えなかった接種対照例では実験期間中重度の病害等級を示し、菌 糸体の成長の平均は接種後48時間の時点で接種点から2.8cm径を示した。 処方剤Dは1回適用で植物毒性が観察されたので、その後の使用は中止した。 上記の結果から処方剤BとCには植物毒性が無く、接種フィイールド試験では ダコニル6ozに相当するベントグラスのRhizoctonia胴枯れ病防除 効果が認められた。これらの結果は、処方剤BおよびCについて、少なくともダ コニル6.0ozに等しい病害防除力と効果期間が観察されたことは驚くべきも のであった。 実施例31 トランスジェニック植物によるフラボノイドアルデヒド類の過剰生産 20μgのポリA RNAをシンナムアルデヒドを産生する植物から調製し、 cDNAを合成した。その一部をラムダーZAPIIベクター(市販のクローニン グベクター)内にクローン化した。GenBankから得たクローン化されたC A4HとCAD遺伝子の保存配列から設計したか、対象宿主植物から精製した蛋 白質のペプチド配列を基に設計したオリゴヌクレオチドプローブを用い、少なく とも500,000個の組換体をスクリーニングした。強くハイブリダイズした クローンを選択しcDNAライブラリーの再スクリーニングに使用した。得られ たクローンの配列を調べ、適当な遺伝子配列を得て、植物発現カッセットの中に アンチセンスあるいはセンス方向に挿入でき るようにした。アンチセンスおよびセンス構築物をAgrobavterium tumefaciens LBA4404内に公開されている方法に従い直接 形質転換を利用して導入した。良く知られている方法により(Horschら. (1985)Science227:1229−1231)タバコ(N.tab acum 変種サムソン)の葉ディスクを形質転換した。CA4HあるいはCAD 構築物を含む植物はPCRあるいはハイブリダイゼーションを用いて特定し、次 の解析に向けて選択した。 形質転換した植物と形質転換していない対照例の植物から得た植物材料を利用 して、良く知られた方法によりCA4HとCADの酵素活性を調べた。CA4H あるいはCADの酵素活性が対照植物の20%未満に低下した植物を更なる解析 に向けて選別した。CA4H活性が低いことで選別された植物を同様にCAD活 性が低いことで選別された植物と交配し、両方の遺伝子構築物を有する子孫をP CRを用いて選別した。抑制されたCA4Hと抑制されたCAD活性を持つ植物 のフラボノイドアルデヒド産生について標準的な公開された方法に従って解析し た。 実施例32 微生物系に於けるフラボノイドアルデヒドの産生 cDNAライブラリーを6週齢のタバコの茎から抽出したRNAを利用して作 成した。20μgのポリA RNAを調製し、cDNAを合成した。その一部を ラムダーZAPIIベクター(市販のクローニングベクター)内にクローン化した 。Goffnerらの方法、Plant Physiol.(1994)106 :625により6週齢のタバコの茎組織から精製したCCoArタンパク質のペ プチド配列を基に設計したオリゴヌクレオチドプローブを用い、少なくとも50 0,000個の組換体をスクリーニングした。強くハイブリダイズしたクローン を選択しcDNAライブラリーの再スクリーニングに使用した。得られたクロー ンの配列を決定することで挿入されたcDNAの全長を特定することができ、適 当なCCoAR遺伝子配列を酵母発現ベクターpMTL8110内(Faulk nerら(1994)Gene143:13−20)に導入することができる。Rhodosporidium toruloidesのフェニルアラニンアン モニアリガーゼをコードしている配列(PAL;GenBank locus RHDPAL)と パセリ4−クマラート:CoA1リガーゼ(4CL;GenBank locu s PC4CL1AA)をコードしている配列を同等の酵母発現ベクター内に導 入した。公表されている確立した方法を用いたエレクトロポレーション法で、P AL,4CLおよびCCoAR構築物を用いてSaccharomyces erevisiae 株を形質転換した(BeckerとGuarente,Me thods in Enzymology194:182−187,1991; Simon、(1993)Methods in Enzymol217:47 8−483。形質転換細胞をロイシンを抜いた最小限定培地上で選別した。上記 3つの遺伝子構築物全てを持つ形質転換細胞をPCRを用いて選別し、更なる解 析に供した。 実施例33 HCAを産生する酵母株の構築 シンナムアルデヒド(CNMA)を生合成するために必要な酵素を含むSac charomyces cereviciaeの様な酵母株を次の様にして構築 した。まず、Faulkenerら(1994)Gene143:13020に よる報告の様にして高レベルにPALを発現する様に株を作成した。植 物のシンナマート4−ヒドロキシラーゼ遺伝子もまた適当な制御シグナルに作動 可能に連結し株の中に挿入する(Urbanら(1994)Eur.J.Bio cehm.222:843−850参照)。シンナモイルCoA還元酵素(CC oAR)遺伝子は、標準的な遺伝子クローニング技術を用いて、幾つかの植物か ら精製し特徴付けされた精製蛋白質の部分アミノ酸配列から得たヌクレオチド配 列をプローブとして用いてcDNAを単離することで得た。CCoAR遺伝子も 酵母内で作動する制御シグナルに連結し、酵母株の中に挿入した。 CNMAのHCVへの転換を触媒する酵素をコードする遺伝子は次の様にして クローン化した。cDNAライブラリーを、コメ植物から得たmRNAを用いて 酵母発現ベクター内に構築した。このcDNAライブラリーを前もって構築して おいた酵母株に形質転換し、発現ベクター上の選択マーカーを利用して形質転換 細胞を選別した。 HCAを産生する酵母株を特定するために、形質転換細胞を酵母生育培地養寒 天が入ったマイクロタイターウエルに移した。このマイクロタイタープレートを HCAに感受性であるがCNMAには感受性でないノミを含むチャンバーの中に 入れた。死 んだノミの数が非形質転換細胞である酵母細胞株を含むウエルに比べ、統計的に 有意に多いウエルの酵母株を希釈し、マイクロタイタープレートに再度入れ、ス クリーニングを繰り返して単一の形質転換酵母細胞に由来するコロニーを得た。 ノミの死亡率の増加を示した単一細胞由来のコロニーについて、30メーター の非極性ポリジメチルシロキサンキャピラリーカラム(例えば、HP−1、ヒュ ーレットパッカード社、あるいはSPB−1、スペルコ社)とフレームイオン化 検出器を用いた気−液クロマトグラフィー(GLC)を用いてHCAの産生につ いて分析した。キャリアーガス(8ml/分)としてヘリウムを用い、カラム温 度がおよそ240℃の場合の(E)シスイソマー(主要成分)の保持時間はおよ そ6.0分であり、(Z)トランスイソマー(マイナー成分)の保持時間はおよ そ6.3分である。 発現ベクターDNAはHCAを産生するコロニーから分離し、その挿入した配 列からヌクレオチドの配列を得て、CNMAのHCAへの転換を触媒する酵素の アミノ酸配列を導出した。 実施例34 HCAを産生するトランスジェニック植物の構築 シンナムアルデヒド(CNMA)のα−ヘキシルシンナムアルデヒド(HCA )への転換を触媒する酵素をコードする遺伝子をコメ植物からトランスポゾン突 然変異法を用いてクローン化した。コメのプロトプラスを、ハイグロマイシンB ホスホトランスフェラーゼ(hygB)遺伝子のコーディング配列(Izawa ら(1991)Mol.Gen.Genet.227:391−396;Mur aiら(1991)Nucl.Acids.Res.19;617−622参照 )を中断する様にhygB遺伝子に挿入されたトウモロコシのAc転位因子を含 むクローニングベクターを用いて形質転換した。形質転換したプロトプラストを 、再生による非ハイグロマイシン耐性プロトプラストの出現を阻止できるのに十 分量のハイグロマイシンBを含む生育用寒天培地で培養した。Ac転位因子が yg B遺伝子からコメの遺伝子にジャンプしたプロトプラストはハイグロマイシ ンBに耐性となり、その結果再生してカルス組織を形成する。ハイグロマイシン 耐性のカルス組織から植物を再生した(Izawaら.上記参照)。 再生しコメ植物について、CNMAとHCAの有無について前記実施例で記載 した方法で解析した。CNMAを産生するがHCAを産生しない植物はHCA生 合成遺伝子内に挿入されてACトランスポゾンを有している。ゲノムDNAをC NMA+/HCA-突然変異から分離し、ラベルしたトランスポゾンDNAとハイ ブリダイズした。トランスポゾンDNAプローブとハイブリダイズした断片をマ ッピングと配列解析の為に適切なクローニングベクターにサブクローン化した。 HCA生合成遺伝子はAcトランスポゾンの既知の配列が挿入されたことで中断 されたオープンリーディングフレームとして同定される。この遺伝子の断片を用 いてcDNAライブラリーから対応するCDNAを単離する。 HCA生合成酵素のcDNAを発現ベクターに挿入し、病害耐性が望まれる植 物の中で機能可能な強力に発現しているプロモーターに作動可能に結合する。発 現ベクターは当業者に公知な形質転換方法を用いて植物内に挿入した。トランス ジェニック植物について、HCA産生および/または忌避物質あるいは病害虫に 対する農薬活性について上記実施例33記載の方法で解析した。 これらの実施例より、本発明のフラボノイドアルデヒド処方と方法が、広範囲 の病害性生物の植物への侵襲に対する(治療)および/または予防に有用である ことが示された。例えば、本実験により本処方がバラにおけるうどん粉病、さび 病、アブラムシ感染、ブドウに於けるネアブラムシの侵襲(本処方はネアブラム シの卵、若虫、そして成虫の生活ステージに有効である)に対する処置に効果的 であることが示されている。本処方はまたハダニ、アブラムシ、コナジラミ、線 虫、そしてアザミウマに対しても有効であることが示された。更に本処方はFu sarium subglutinansBotrytiscineraの様 な有害菌類や、Sclerotinia dollar spotやRhizo ctonia 胴枯れ病菌やPythium胴枯れ病菌の様なシバ病菌に対しても 有効である。 本明細書中記載の全ての刊行物及び特許出願は、本願発明の属する分野の通常 の技術を有する当業者のレベルを示唆するものである。本願中の刊行物及び特許 出願の全ては、各刊行物あるいは特許出願が具体的かつ個別的に本願に参照とし て組み込まれることが示されている様に、参照として組み込まれる。 本願発明について十分な記載を行ったが、この発明の精神あるいは添付の請求 の範囲から外れることなく変更することができることは当業者にとって明らかで ある。
【手続補正書】特許法第184条の4第4項 【提出日】1996年8月19日 【補正内容】 請求の範囲 1. 植物上の病原生物の増殖を抑制する方法において、病原生物の増殖を効果 的に抑制できる量の、以下の化学式 [式中、R1は−CHOを表し、R2はH、−OH、または、1−10個の炭素原 子を含む有機置換基を表し、R3はH、−O−CH3、または、1−10個の炭素 原子を含む有機置換基を表し、また、R4はH、または、1−10個の炭素原子 を含む有機置換基を表す。]で示される1以上の化合物を植物の表面に提供し、 該量は該植物に非毒性であり、且つ、化学式(2)以外の抗酸化剤は提供されな い方法。 2. 請求項1による方法において、請求項1による1以上の化合物を0.01 −50g/l含む水性処方剤を、該植物に接触させる方法。 3. 請求項1または2による方法において、R1は−CHO を表し、R2は−OH、または、1−10個の炭素原子を含む有機置換基を表し 、R3は、−O−CH3、または、1−10個の炭素原子を含む有機置換基を表し 、また、R4はH、または、1−10個の炭素原子を含む有機置換基を表してい る方法。 4. 請求項1または2による方法において、R1は−CHOを表し、R2とR3 はHを表し、R4は、−(CH25−CH3を表している方法。 5. 請求項1−4のいずれか一つの請求項による方法において、植物種がバラ 、ブドウ、リンゴ、モモ、シバ、マツあるいはワタである方法。 6. 請求項1−5のいずれか一項による方法において、病原生物が、真菌類、 細菌、センチュウ、藻類、昆虫または蛛形類の中の1以上を含む方法。 7. 請求項5または6による方法において、病原生物が、ウドンコ病、サビ病 、ボトリチス、Pitch canker、Sclerotiniaダラースポ ット、Pythium胴枯れ病、および、Rhizoctonia胴枯れ病を引 き起こす菌類である方法。 8. 請求項1−6のいずれか一項による方法において、病原 生物が、アブラムシ、ヨコバイ、ハマキムシ、ナミクキセンチュウ、ネアブラム シ、らん藻類、ヒメハマキガおよびアザミウマの中の1以上を含む方法。 9. 請求項1−3、および5−8のいずれか一項による方法において、少なく とも一つの化合物がシンナムアルデヒドかコニフェリルアルデヒドである方法。 10. 請求項1−9のいずれか一項による方法で用いるための水性組成物にお いて、以下の化学式 [式中、R1は−CHOを表し、R2はH、−OH、または、1−10個の炭素原 子を含む有機置換基を表し、R3はH、−O−CH3、または、1−10個の炭素 原子を含む有機置換基を表し、また、R4はH、または、1−10個の炭素原子 を含む有機置換基を表す。]で示される一種以上の化合物を0.01−50g/ l含み、該組成物が、この化学式の抗酸化剤以外の抗酸化剤を含まない水性組成 物。 11. 請求項10による組成物において、R1が−CHOを表し、R2とR3が 、Hを表し、R4は、−(CH25−CH3を表している組成物。 12. 請求項10による組成物において、R1が−CHOを表し、R2が、−O H、または、1−10個の炭素原子を含む有機置換基を表し、R3が、−O−C H3、または、1−10個の炭素原子を含む有機置換基を表し、また、R4が、− H、または、1−10個の炭素原子を含む有機置換基を表す組成物。 13. 請求項10による組成物において、少なくとも一つの化合物がシンナム アルデヒドかコニフェリルアルデヒドである組成物。 14. 植物上での病原生物の増殖の抑制における、請求項10−13のいずれ か一項による組成物の使用。 15. 病原生物に対する植物の抵抗性を誘導するための方法において、化学式 [式中、R1は−CHOを表し、R2はH、−OH、または、1 −10個の炭素原子を含む有機置換基を表し、R3はH、−O−CH3、または、 1−10個の炭素原子を含む有機置換基を表し、また、R4はH、または、1− 10個の炭素原子を含む有機置換基を表す。]で示される、1種類以上の化合物 のある量を植物に接触させ、該量が、該病原生物に対する全身性抵抗性を誘導す るのに十分な量である方法。 16. 請求項15による方法において使用するための組成物において、化学式 [式中、R1は−CHOを表し、R2はH、−OH、または、1−10個の炭素原 子を含む有機置換基を表し、R3はH、−O−CH3、または、1−10個の炭素 原子を含む有機置換基を表し、また、R4はH、または、1−10個の炭素原子 を含む有機置換基を表す。]で示される1以上の化合物を該全身性抵抗性を誘導 するために有効な量で含有する水性処方剤を含み、該処方剤が、この化学式の抗 酸化剤以外の抗酸化剤を含まない 組成物。 17. 病原生物に対する植物中の全身性抵抗性の誘導における、請求項10− 13または16による組成物の使用。 18. 病原体の増殖を調節できる量の、一種類以上の、化学式 [式中、R1は−CHOを表し、R2はH、−OH、または、1−10個の炭素原 子を含む有機置換基を表し、R3はH、−O−CH3、または、1−10個の炭素 原子を含む有機置換基を表し、また、R4はH、または、1−10個の炭素原子 を含む有機置換基を表す。]で示される化合物を含み、且つ、農業上適合する担 体を含む組成物において、該組成物が、1以上の植物体表面に生息する1以上の 病原生物に対して、平均病害抵抗性が約70%高くなることを提供する該組成物 。 19. 請求項18による組成物において、農業上適合する該担体が水性エマル ジョンである組成物。 20. 請求項19による組成物において、該エマルジョンが、該エマルジョン を形成するのに十分な量の界面活性剤を用いて調製される組成物。 21. 請求項20による組成物において、該界面活性剤がサポニンである組成 物。 22. 1以上の植物体表面に生息する、1以上の病原生物に対して、平均病害 抵抗性を約70%以上高くするための、請求項10−13、16または18によ る組成物の使用。 23. 請求項1−9のいずれか一項による方法によって得られる、実質的に真 菌類を排除した種子および植物体。 24. 請求項18による組成物を種子および植物体に接触させて得られる、実 質的に真菌類を排除した該種子と植物体。 25. 化学式 [式中、R1は−CHOを表し、R2はH、−OH、または、1−10個の炭素原 子を含む有機置換基を表し、R3はH、−O −CH3、または、1−10個の炭素原子を含む有機置換基を表し、また、R4は H、または、1−10個の炭素原子を含む有機置換基を表す。]で示される真菌 類の増殖を調節する天然物に対する植物病原体の感受性をスクリーニングするた めの方法において、該植物病原体を、真菌類の増殖を調節する天然物と接触させ ること、および、該天然物の抗真菌物質としての効力を判定することを含む該方 法。 【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1996年12月29日 【補正内容】 農薬としての芳香族アルデヒドの利用 緒言 技術分野 本発明は、養分の仲介による、植物病原体の生物的制御に関する。本発明は、 菌類の生育を抑制したり、植物の器官や組織の表面に寄生する吸汁性昆虫を含む 寄生性昆虫及び菌類の生育を制御するためにシンナムアルデヒドおよびコニフェ リルアルデヒドを利用することによって具体化される。 発明の背景 根や葉などの植物の器官の表面には、さまざまな生物が生息するが、それらの 多くは栄養源としての宿主植物に依存している。これらの寄生生物には、病原菌 や吸汁性昆虫が含まれるが、どちらの生物群も、宿主植物の生長を阻害したり、 植物の生産性を低下させるなどして、宿主植物に重大な損傷を与えることができ 、宿主植物を枯死に至らせる。 植物に対する菌類病原体は多種多様である。菌類のほとんどのグループの中に 含まれている。サビ病菌、ウレディナリス(Uredinales)や、ウドンコ病菌やベ ト病菌のエリシファセア (Erysiphacea)やペロノスポラセア(Peronosporacea)など、いくつかの菌は 絶対寄生菌である。一般的に、特定のサビ病菌やウドンコ病菌は、病原菌が必要 とする栄養分を合成する特異的な宿主植物につく。 例えば、フラミドリウム・ムクロナツラム(Phramidrium mucronatrum)が原 因となるサビ病は、バラで起きる重要な菌類病で、バラの葉の裏側に明るいオレ ンジ色のいぼができ、表側には黄白色の斑点ができる。また、スフェロセカ・パ ノーサ・ロゼ・ウォロニチン(Sphaerotheca pannosa(Wallr.ex.Fr.)Lev var .rosae Woronichine)も、バラにつくが、温室や庭園、畑で栽培されるバラの いずれにも、おそらく最も広範に分布する重大な病害である。 植物に寄生する病原性昆虫には、アブラムシやヨコバイ、コナジラミなど、細 菌と共生する種が含まれ、これらの宿主昆虫は共生細菌なしでは生きられない。 例えば、アブラムシ(homoptera)は、血体腔の中にある菌細胞と呼ばれる細胞 の中に、ブックネラ(Buchnera)属の共生細菌をもっている。この細菌は、メス のアブラムシから仔虫へと直接に伝播され、この共生関係から離れたアブラムシ は、自然には存在しない。この 細菌は、宿主昆虫の胚発生に必要な脂質を供給するようだが、昆虫が寄生した植 物の篩部の汁液の中には、この脂質は存在しないか、低濃度でしか存在しない。 リウェリ(Reweri)らは、キュウリにおいて、ホスファート類によって、ウド ンコ病に対する全身抵抗性が誘導されることを説明している(Biol.Agric.and Hort.(1993)9:305-315)。ホルストとカワマト(Horst and Kawamato)は、バ ラのウドンコ病と黒点病の制御に対する、炭酸水素ナトリウムとオイルの効果を 開示している(Plant Disease,1992年3月号、p.247)。黒点病とウドンコ病を 防除するために、炭酸水素ナトリウムと、充分に溶解精製した軽パラフィン性石 油とが用いられてきた(Ziv et al.,Hort.Science(1993)28: 124-126)。 エラド(Elad)らは、キュウリのウドンコ病に対する、薄層形成ポリマーの効 果を開示している(Phytoparasitica(1989),17: 279-288)。ハギラディとジブ (Hagiladi and Ziv)は、圃場において、ウドンコ病を防除するために抗蒸散剤 を使用することを開示している(J.Environ.Hortic.(1986),4: 69-71)。マルコ (Marco)らは、抗蒸散性コーティングポリマーによるウドンコ病の防除を開示 している(Phytoparasitica(1994),22:19-29)。パウラスとネルソン(Paulus a nd Nelson)は、バラのウドンコ病とサビ病を防除するために、フルシラルゾル (flusilarzol)、マイシオブタニル(myciobutanil)、フェナ リモル(fenarimol)、ペントナゾート(pentonazote)およびジニコナゾール( diniconazole)を使用することを開示している(Calif.Agric.1988,42: 15) 。 米国特許第4,402,950号は、芳香植物から採取できるテルペンを蒸気化して施 用して、ヒトや動物の生体中で、ウイルスを失活させることを説明している。引 用されているテルペンは、黒コショウ油、シナモン粉末油、カルダモン油、酢酸 リナリル、シンナムアルデヒド、サフロール、カルボン、および、シス/トラン ス・シトラオ(cis/trans citrao)などである。米国特許第4,477,361号は、表 面に直接施用される抗微生物界面剤を含むシンナム化合物を説明している。 単独の、あるいは、他の薬剤と組み合わせた、さまざまなサポニンの抗微生物 特性に関する参考文献には、以下の文献が含まれる。すなわち、JP21572 05、DE3724595、JP61065802、JP61007290。植 物の中でリグニン合成を抑制して、飼料作物の消化をよくする方法として、トラ ンスジェニツク植物の中でCAD活性を阻害することが提案されている(WO 93/05159)。 発明の要約 本発明は、植物体や種子、苗などで、病原生物を防除するための方法と、養分 による媒介によって実質的に植物病原菌を排除した植物を提供する。この方法は 、病気にかかった植物の一つ以上の部位または組織に、または、病原体による攻 撃に感受性の植物に、標的病原生物の増殖を抑制するのに充分な量の抗病原性薬 剤を接触させるステップを含む。増殖を調節する生成物は、下の(1)に示す化 学式をもつ。 [ここで、Rは、−CH2OHまたは−CHOを表し、nは、0から3までの整 数を表す。各R′は、それぞれ独立に、H、OH基か、1個から10個の炭素原 子と、0個から5個のヘテロ原子を含む有機置換基を表すが、該化合物のいずれ のR′置換基においても、炭素原子とヘテロ原子の合計数は15個以下である。 R4は、水素か、1個から10個の炭素原子を含む成分を表す。]これらの化合 物には、シンナムアルデヒドなど の天然物が含まれる。また、α−ヘキシルシンナムアルデヒド(HCA)などの α置換されたアルデヒドも利用できる。本方法は、病原生物に対して、観賞用植 物や農作物を処理するときに用いることができる。 具体的な態様の説明 吸液昆虫(sapsucking insects)及び真菌類などの病原性 生物が実質的に付いていない種、苗木、植物体、及び果実のような植物の一部が 、芳香族アルデヒドを用いる植物での病原体侵襲を生体制御(biocontr ol)する方法と共に提供される。“生体制御”は、直接抗病原活性及び/又は 病原体の侵襲に対するホスト植物の耐性の誘発による植物病原体の制御を意味す る。葉、根、もしくは花部のような植物の一部の表面、又は木質部もしくは師管 部のような組織にコロニーを形成する真菌及び/又は昆虫を天然生成物と接触さ せる。“コロニー形成”は、微生物もしくは昆虫と、その病原体が栄養分、典型 的にはアミノ酸、特にはメチオニンのような必須栄養分を引き出す植物の一部も しくは組織との関りを意味する。“天然生成物”は、1種類の生物に独自の、又 は少数の密接に関連する生物に共通の天然物起源の有機化合物を意味し、 これには真菌の二次代謝物及び植物によって生成される化学物質が含まれる。こ の天然生成物は、天然資源から単離されるものであっても、完全にもしくは部分 的に合成されるものであっても、組換え技術によって生成されるものであっても よい。 主題発明の方法は、病原体阻害有効量の本発明の化合物を植物ホスト、又はそ れが成長し、もしくは成長させようとする基質(substrate)に添加することに より実施する。植物それ自身又は根域のいずれかに適用される抗病原剤の量は、 侵襲の程度及び、ある程度は、用いられる処方及び具体的な調合に依存ししたが って、最良の結果のためには経験的に決定しなければならない。“抗病原性”は 、農薬、すなわち、病原体の成長の制御に有効な処方を意味し、その病原体の殺 害及び/又はその増殖の遅延もしくは阻止を含み得る。病原体には、昆虫、真菌 及びそれらがコロニー形成する植物に悪影響を及ぼす微生物が含まれる。 主題発明の組成物及び方法は、現存する組成物及び方法を上回る幾つかの利点 を提供する。芳香族アルデヒド、桂皮アルデヒドが抗真菌特性を発揮することが 報告されてはいるが、これらは従来、酸化防止剤を含まない水性エマルジョン又 は水溶液 として植物に対して用いられてはいない。例として、米国特許出願第4,978 ,686号には、作物への施用に用いられる組成物に桂皮アルデヒドと共に酸化 防止剤を用いることが必須であることが開示されている。酸化防止剤は高価であ り、したがって、主題発明を用いることで大幅なコスト上の利益が実現する。加 えて、さび病及びうどん粉病を含めて植物ホストを病原性生物から長期間保護す るのに1回の桂皮アルデヒドの施用で十分であり、従来報告されているものより も低濃度で有効である。 また、主題発明の処方(又は製剤:formulation)は、アザミウマ及びワタア ブラムシのような害虫を含む、通常の処理に対して耐性であることが知られる害 虫に対しても有効である。この処方の植物毒性も、用いられるアルデヒドの濃度 がより低く、かつ必要とされる施用の回数がより少ないことにより減少している 。また、主題処方は、真菌及び昆虫の両者の有効な制御も提供し、これは複数の 薬剤を施用する必要性を排除する。本発明のこの側面は、昆虫が植物の一部もし くは組織に損傷を与え、二次的な真菌症が発病する場合のような特定の状況にお いて特に有利である。病原性生物の長期にわたる制御により、未処理 の植物と比較してより健康な植物が得られ、そのホスト植物による作物の収穫量 が改善される。抗病原剤のより低い濃度及び1回の適用量は、植物又はその作物 に対する損傷の可能性を低下させるだけではなく、その殺虫剤を施用する作業員 、又は処理された植物の組織もしくはその一部を摂取する動物、魚もしくは家禽 に対するあらゆる副作用の可能性を低減する。別の利点は、特に芳香族アルデヒ ドが、処理された作物の風味及び/又は匂いを改善する場合もある陽性の感覚刺 激性及び嗅覚特性を有することである。HCAの匂いは、いくらか青臭い花もし くはジャスミン様であると記述されている(テクニカルデータシート)。 アルファヘキシルシンナムアルデヒド、ベンズアルデヒド、アセトアルデヒド 、シンナムアルデヒド、ペピロナール、及びバニリンのような、主題発明におけ る用途が見出されている多くの芳香族及び脂肪族アルデヒドは、一般に、安全な (GRAS)合成風味付け剤とみなされている(21CFR§172.515) 。HCAは1950年代以前には公に使用されており、現在は消費用調製物(石 鹸、洗浄剤、クリーム、ローション、香料)に広く用いられている(Monog raphs on fragrances raw materials.Food Cosmet .Toxicol.12:suppl.,915,1974)。HCAはFEM A(風味付け抽出物製造者協会(Falavoring Extract Ma nufacturers’ Association)によつてGRAS(gene rally recognized as safe:一般に安全と認められる)の地位が認められている 。1965年の風味付け成分使用レベルの調査(No.2569,Fd.Tec hnol.,Champaign,19;(part 2)155,1965) 及びこれは米国FDAによって食品での使用が認可されている(21CFR12 1.1164)。欧州委員会(1970)(Council of Europ e,Nature and Artificial Flavouring S ubstances.Partial Agreement in the S ocial and Public Health Field.Strasb ourg,List A(1),Series 1,No.129,p.55, 1970)は、HCAを1ppmのレベルで容認し得る人工風味付け物質のリス トに含めた。これらの物質の様々なものがC.ボツリヌスの胞子 の発芽に対する阻害活性を有することが報告されている。Bowles and Miller,G.Food Protection(1993)56:78 8−794。これらの化合物の一般式は上に(1)として示されている。 ツィーン(Tween)(ポリソルベート)のような乳化剤として用いること ができる界面活性剤も、サポニン(これもGRASの地位を有する)と同様に、 すでに食品添加物として用いられている。加えて、製剤残留性(formulation res iduality)も制御することができる。これは、益虫を用いる統合害虫管理プログ ラムに短期間の残留が好ましい場合に非常に有益なものである。加えて、この処 方は、他の薬剤に耐性であるもののような害虫に対して有効である。温室の再立 ち入り(リエントリー)の時間も問題になるものではない。典型的には、この処 方は標的生物を速やかに死に至らしめる。これは、再立ち入り時間なし(例えば 、切花在庫の損失なし)と組み合わされる場合に特に有益な特徴である。 主題処方及び方法のさらなる利点は、処理によって害虫に対する長期的に持続 する保護が提供されるだけではなく、それが主題処方が施用される点から隔たっ た植物の部位で有効である ことである。例えば、主題処方の茎葉散布は、根及び分裂組織のような植物の比 較的隔たった近づき難い領域にコロニーを形成する病原体に有効である。この遠 隔効果は、芳香族アルデヒドが生きている植物内でのこの化合物の遠距離搬送を 可能にする植物の維管束系内を搬送されるために、及び/又は主題処方の施用が 全身的な獲得耐性(systemic acquired resistance:SAR)を誘発するために 生じる。SARは感染、特に壊死性病原体による感染に応答して生じ、同じ病原 体による引き続く攻撃に対する耐性、及び無関係の病原体による攻撃に対する耐 性さえも強化する。SARは、植物全体を通しての(全身的な)広範囲の無関係 の病原体に対する長期間(数週ないし数ヶ月)の防御を提供する。植物細胞にお ける防御応答の例には、植物細胞構造成分、例えば、クチン及びコルク質、カロ ース、リグニン、H22のような化学防御化合物、並びにタンニン及びフィトア レキシンのような抗菌もしくは抗真菌化合物の合成の誘発が含まれる。 好ましい化合物を下記式(2)に示す。 (ここで、R1は−CHOを表し、R3は−OHもしくは1ないし10個の炭素原 子を含む有機置換基を表し、かつR2はH、メトキシ基もしくは1ないし10個 の炭素原子を含む有機置換基を表し、かつR4は水素もしくは1ないし10個の 炭素原子を含む有機置換基を表す。) 特に関心があるものは芳香族アルデヒドである。本発明において用いられる芳香 族アルデヒドの例は桂皮アルデヒド(下記(3))及びコニフェリルアルデヒド (下記(4))である。 関心のある他の化合物には、アルファ位でヘキシル基のようなアルキル又はア ミル基のような分岐アルキル基で置換されている化合物のような式(1)の化合 物の類似体が含まれる。一 般的には、アルファ位の基はC−5ないしC−10である。このような化合物に はアルファヘキシルシンナムアルデヒド及びアルファアミルシンナムアルデヒド が含まれる。アルファヘキシル桂皮アルデヒド(HCA)の化学構造を(5)に 示す(下記)。 特に関心があるのは、処方に補助剤を添加することである。“補助剤”は主要 成分の作用を助けるために処方に添加される物質を意味する。農業用化学物質の 施用においては、噴霧補助剤がこの機能を果たす。有効な噴霧補助剤を1種以上 の界面活性剤、溶媒又は共溶媒を含むように処方することができる。界面活性剤 、水及び油性成分を含む系は順序付けられた相を形成する多くの他の可能性を有 する。界面活性剤はそれ自身を様々な形状の凝集に構造化し、それらの可能性の 1つとしての第1順相を有するミセルを形成する。また、界面活性剤は、相互に 浸透する油相と水相との界面に集合して、マイクロエマルジョンを形成すること も可能である。例えば、ツィーン80のような乳化剤を含めることによりその処 方を直接的(substantive)なものにすることができる。用いることができる他 の洗浄剤には、米国特許出願第4,978,686号に記述されるもののような 陰イオン性洗浄剤が含まれる。一般には、この処方において用いられる洗浄剤及 び他の成分は芳香族アルデヒドの殺虫特性を損なうものではなく、むしろその処 方の直接的な特性を高め(例えば、米国特許出願第4,477,361号を参照 )、農薬特性を改善し得るものである。 農薬に好ましい界面活性剤はサポニンであり、これは様々な資源の任意のもの から得ることができる。サポニンは、補助剤及び界面活性剤として、用いられる 芳香族アルデヒドの植物毒性の減少及び/又は効力の増大のために用いることが できる。サポニンは1つのクラスの化合物の集合であり、各々はサポゲニン部分 及び糖部分からなる。サポゲニンはステロイド又はトリテルペンであってもよく 、糖部分はグルコース、ガラクトース、ペントース、又はメチルペントースであ ってもよい。S.Budavari,ed.,The Merck Index ,11th ed.,Merck&Co.,Inc.,Rahway,N.J. ,1990,p.1328。本発明において用いられるサポニンは、果実、葉、 種子及び/又は根を含む様々な植物部分から、当該技術分野において公知の手段 を用いて、ユッカ、キラヤ、リュウゼツラン、タバコ、カンゾウ、大豆、チョウ センニンジン及びアスパラガスからアロエ樹までの範囲の、それらを生成するこ とが知られている様々な植物を含む様々な資源から生成及び/又は単離すること ができる。本発明で用いるサポニンは、好ましくは、用いられる濃度でヒト及び 高等動物に対して非毒性である。最も好ましくは、本発明にお いて用いられるサポニンは非毒性食品グレードであり、その源はユッカ植物であ る。さらに好ましいものは、ユッカ・シジゲラ(Yucca schidige ra )又はY.バリダ(Y.valida)起源のサポニン及びそれらの等価物 である。植物毒性の制御及び毒学的な安全性の両者のためには好ましいサポニン はユッカ種起源のものであり、コレステロールを結合しない好ましいサポニンに はアスパラガス起源のものが含まれる。サポニンは、一般には、冷却圧縮抽出法 により調製し、得られた液体抽出物をサポニン濃度についてHPLCで分析する 。ユッカ繊維も用いることが可能であり、典型的には、天日乾燥して粉砕し、篩 でサイズ調整をする。 様々な構造的に関連するサポニンが公知であり、最も変化し得る構造的な特徴 はグリコシル化パターンである。サポニンは、ステロイドが結合したサポニンで あるサラサポニンのようにさらなる修飾を含んでいてもよく、サポニン構造を当 該技術分野において公知の幾つもの酵素的、化学的及び/又は機械的手段で修飾 することも可能である。Nobel,Park S.,Agaves,Oxfo rd Univ.Press,New York,1994,pp.42−44 。したがって、所望の 抗病原性及び/又は植物毒性効果を有する処方を生成するこれらの化合物の誘導 体は本発明の等価物であると考えられる。その構造に依存して、所定のサポニン は特定の農薬特性を有し、本発明の処方で使用することができる。一般には、サ ポニンの有効量は0.01ないし3%の範囲にあり、最も好ましくは100ブリ ックスサポニン抽出物の約0.25%v/v水溶液である。 一般には、処方中に存在するアルデヒド(1種又は複数)の総量は5%以下であ る。アブラムシの他にうどん粉病、さび病及び胞子の処理に好ましい処方は、桂 皮アルデヒド及び/又はコニフェリルアルデヒド0.001重量%ないし10重 量%)、ポリプロトン酸(polyprotic acid)の塩(4重量%ないし12重量% )、乳化剤(1重量%ないし4重量%)、及び残部の水を含むエマルジョンであ る。この処方は、特定のアルデヒド、例えばコニフェリルアルデヒド、に固有の 酸化防止特性以外に酸化防止剤を用いることなく有効である。 処方の安定性は、関心のある処方を設定時間にわたって高温に晒す加速試験を 含む様々な方法によって評価することができる。処方のサンプルを規則的な間隔 で取り、当該技術分野における熟練者に公知の方法で化学的に分析して分解の速 度及び性質を決定する。例えば、HCAは、30メートルの非極性ポリジメチル シロキサンキャピラリーカラム(例えば、HP−1、Hewlett−Pack ard、又はSPB−1、Supelco)及び水素炎イオン化検出器を用いて 気−液クロマトグラフィー(GLC)によって分析することができる。ヘリウム を搬送ガス(8ml/分)として用い、約240℃のカラム温 度を用いると、(E)−シス異性体(主要成分)の保持時間は約6.0分であり 、(Z)−トランス異性体(少量成分)の保持時間は約6.3分である。 処方が、特定の病原体に感受性であるホスト植物を植えるための土壌又は他の 成育基質の調製、すでに汚染されている成育基質への適用、又は収穫されたもの に用いられる適用については、主題発明の処方を根域、基質又は収穫されたもの に直接添加することが可能であり、あるいはそれらを固体支持体に結合させ、又 は徐放性物質中に封入することができる。固体担体が用いられる場合には、活性 アルデヒドの酸化を導き得る物質は避けるべきである。デリバリーシステムの例 にはスターチ−デキストラン等が含まれる。デリバリーシステムの例については 、Yuan et al.,Fundamental and Applied Toxicology(1993)20:83−87を参照のこと。また、K awada et al.(1994)10:385−389も参照のこと。 式(1)、(2)、(3)、(4)及び(5)の特定の化合物及び任意に上述 のサポニンに加えて、生物学的系の作用によって上記で同定される式の化合物を 生成するこれらの任意の化 合物の誘導体が本発明の化合物の等価物であると考えられる。したがって、前駆 体化合物を植物の一部もしくは組織又は収穫されたものに施用することは、本発 明の実施と等価である。前駆体化合物の芳香族アルデヒドへの生物学的変換は、 例えば、米国特許第5,149,715号及びそこに引用される参考文献に記述 されている。Casey and Dobb Enzyme Microb.T echol.(1992)14:739−747も参照のこと。前駆体化合物の 例には、アミノ酸アンモニアリアーゼ経路におけるもののような植物病原体に対 する植物耐性のための獲得された及び/又は全身的耐性に関連する経路における ものが含まれ、かつ(桂皮酸を生成する)フェニルアラニンが含まれる。関心の ある他の前駆体化合物には、リグニン及びクマリンを生成するための生物学的経 路におけるもの、例えば、p−クマリン酸を生成するチロシンが含まれる。した がって、所望の抗病原性及び毒性低減効果を有する処方を生成するこれらの化合 物の前駆体及び誘導体は本発明の等価物であると考えられる。 関心のある遺伝子の発現のためのDNA構築体を調製する。これは、発現カセ ットを植物ホストのゲノムに組み込む。組み込みは、アグロバクテリウム(Ag robacterium )エレクトロポレーション、又は高速微粒子介在形質転 換のような当該技術分野において公知の形質転換系を用いてなし遂げることがで きる。その用途により、サポニン又は関心のある他の化合物のうちの1つを関心 のある組織及び/又は特定の細胞器官において優先的に発現させることができる 。組織特異性は、所望の発現プロフィールを有する転写調節領域を用いることに より達成する。特定の細胞器官に対する酵素の転移は、適切な転移ペプチドを用 いることにより達成する。DNA構築体を組織及び細胞器官に特有に発現させる 方法は記述されており、当該技術分野において公知である。 関心のある遺伝子の調節及び発現を確認するために、植物細胞中に存在する所 望のDNA配列がゲノムに組み込まれ、転写されているかどうかを決定する様々 な手法が存在する。ノーザンブロットのような手法を、所望の酵素をコードする メッセンジャーRNAの検出に用いることができる。さらに、酵素活性を検定す ることにより、又はその蛋白生成物に対する免疫検定 により発現を検出することが可能である。最も好ましくは、植物ホストに存在す る関心のある化合物のレベルは当該技術分野において公知の方法を用いて測定す る。例えば、関心のある遺伝子の発現及び/又は植物ホストに存在するサポニン のレベルで測定される、対象植物と比較した場合の関心のある植物組織において 増加するサポニン及び/又は芳香族アルデヒドの含量が所望の表現型である。 本処方の1種以上の化合物を標的生物に導入するために、関心のある化合物の レベルを制御するのに必須の酵素をコードする遺伝子を発現する植物ホストが標 的生物を抗病原処方の少なくとも1種の成分に晒すことになる。別の態様におい ては、関心のある遺伝子の選択的発現により、病原体の攻撃又はコロニー形成に 対する植物ホストの全身的な耐性が誘発される。抗病原処方の少なくとも1種の 成分を植物ホストによって発現させ、その抗病原処方の他の成分を任意にその植 物ホストに外部的に施用して、その組み合わせが標的生物に直接もしくは間接的 に導入された場合に所望の抗病原性効果を発揮するようにすることが可能である 。シンナムアルデヒド、α−ヘキシル桂皮アルデヒド及びコニフェリルアルデヒ ドのような芳香族アルデヒド を蓄積する能力が増大した遺伝子導入植物を、植物病原体に対する自己防御に加 えて、抽出した後化学農薬として使用するための芳香族アルデヒドの源として用 いることができる。 芳香族アルデヒドの蓄積は、所望のアルデヒドのさらなる代謝を引き起こすか 、もしくは代謝中間体を所望のアルデヒドから転用酵素をコードする特定の植物 遺伝子の発現を下方調節することにより達成することができる。例えば、シンナ ムアルデヒドの場合、これにはシンナマート4−ヒドロキシラーゼ(CA4H) 及び桂皮アルコールデヒドロゲナーゼ(CAD)の発現の下方調節が含まれる。 CA4Hは、通常、桂皮酸の幾らかをシンナムアルデヒドから転用してそれ自身 が代謝中間体であるp−クマリン酸を生成する。CA4Hの活性を単独で低下さ せることは、一般には、シンナムアルデヒドの蓄積を引き起こすには十分ではな い。これは、CADがシンナムアルデヒドを急速にシンナミルアルコールに変換 し、これがリグニンに組み込まれ、又はグリコシドとして蓄積されるためである 。CA4H及びCADの活性の両者を同時に低下させることにより、桂皮酸から シンナムアルデヒドへの代謝的な変化が増大し、シンナムアルデヒドのシンナミ ルアルコールへの変換が低下する。 特に桂皮酸の生合成が上昇するときには、シンナムアルデヒドの中にはリグニン に組み込まれるものもあるが、シンナムアルデヒド(遊離もしくはグリコシドと してのいずれか)も上記の正常レベルまで蓄積される。これは、フェニルアラニ ンアンモニアリアーゼ(PAL;一般的なフェニルプロパノイド代謝における第 1及び速度制限工程、Hahlbrock and Scheel,(1989 )Annu.Rev.Plant Physiol.Plant Mol.Bi ol.40:347−369)活性のレベルが高い場合に生じ、この状況は、真 菌病原体による侵襲並びに傷害及び昆虫の摂食に関連する機械的な損傷を含む広 範囲の刺激に応答して植物に自然に生じる。 多くの植物CA4H及びCAD遺伝子がクローン化されており、それらの配列 はジーンバンク(GenBank)から利用可能である。異なる植物種の間で保 存されるヌクレオチド配列を含むこれらの遺伝子の部分を植物発現ベクター(ア ンチセンス又はセンス方向)に直接用いて、対応する内在性遺伝子の発現を抑制 することができる(例えば、Pear et al.(1993)Antise nse Res.and Develop.3:181−190、Napoli et al. 1990) The Plant Cell 2:279−289。USPN5 ,107,065号も参照)。より好ましくは、これらの保存された遺伝子配列 を用いて、変性しようとする植物種のcDNAライブラリーからCA4H及びC ADcDNAクローンを単離する。次に、得られたcDNAクローン、又はそれ らの一部を植物発現ベクター(アンチセンス又はセンス)に導入し、関心のある 植物(1種又は複数)の形質転換に用いる。本発明によるDNA構築体は、好ま しくは、内在性CA4H又はCAD遺伝子に相同の、少なくとも50塩基の配列 を含む。 ベクターを有用なDNAセグメントに作動可能に結合することによって組換え DNA分子を生成させ、植物の形質転換に用いることができるプラスミドを形成 する。遺伝子のクローン化された部分からのRNAの発現を指向することが可能 なベクターをここでは“発現ベクター”と呼ぶ。このような発現ベクターは、プ ロモーターを含む発現制御要素を含む。高等植物における遺伝子の発現に有用な 典型的なベクターは当該技術分野において公知であり、これにはRogers et al.,Methods in Enzymology(1987) 153:253−277に記述されるアグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)のTiプラスミドから 誘導されるベクターが含まれる。導入された遺伝子の強力な構成性発現を提供す るのに用いられる通常のプロモーターはカリフラワーモザイクウイルス(CaM V)35Sプロモーター(Pharmacia,Piscataway,NJか ら利用可能)である。(CaMV35Sのような)構成性プロモーター又は(P AL遺伝子又は内在性CA4HもしくはCAD遺伝子からのプロモーターのよう な)誘発性もしくは発生的に調節されるプロモーターのいずれかを用いることが できる。構成性プロモーターの使用は、誘発性もしくは発生的に調節されたプロ モーターが所望の組織中及びそれが必須である条件下においてのみアンチセンス もしくはセンスRNAが生成されるという利点を有するのに対して、植物の全て の部分の機能に影響を及ぼす傾向がある。発生的に調節されたプロモーターの使 用が好ましい。これは、フェニルプロパノイド生合成の下方調節が異種PAL遺 伝子を有する遺伝子導入植物の発生に対する望ましくない副作用を生じ得ること が知られているためである(Elkind et al. (1990)Proc.Nat.Acad.Sci.87:9057−9061 )。 ひとたび遺伝子導入植物が作製されたら、CA4H及びCADの通常の酵素検 定を用いて異なる形質転換体において達成される酵素活性の抑制のレベルを決定 する。作製された形質転換体の小画分のみが、植物の発生に対する望ましくない 副作用を生じることもなく芳香族アルデヒドの蓄積を起こすのに十分低い残留酵 素活性を有するようである。このため、CA4H及びCADの両者が抑制された 所望の形質転換体を作製する好ましい方法は、これらの2つの遺伝子を別々に異 なる形質転換体に導入した後、それらを標準的な性的交配によって結合させるこ とである。これは、同時に評価される遺伝子抑制のレベルの多数の組み合わせを 許容する。 遺伝子導入植物における芳香族アルデヒドの過剰生成に代わるものは、植物の 遺伝子を用いて微生物ホストに特定の芳香族アルデヒド及び/又はサポニンを合 成する能力を付与することである。得られる微生物は、発酵系における芳香族ア ルデヒドの生成に用いることが可能であり、あるいは生存もしくは非生存微生物 調製品中の芳香族アルデヒドの天然デリバリーシステムとして用いることができ る。酵母、特にはサッカロミセス・セレビシアエ(Saccharomyces cerevis iae )がこの目的に好ましい生物である。これは、これらがすでにPALの高 レベル発現のために加工されており(Faulkener et al.(19 94) Gene 143:13020)、植物のシンナマート4−ヒドロキシ ラーゼが酵母において機能することが示されている(Urban et al. (1994) Eur.J.Biochem.222:843−850)ためで ある。 PALの発現はフェニルアラニンから桂皮酸を生成する能力を導く。フェニル アラニンからシンナムアルデヒドを生成するには2つのさらなる酵素的な工程を 必要とする。植物においては、これらの工程は酵素シンナマート:CoAリガー ゼ(CL)及びシンナモイルCoAレダクターゼ(CCoAR)によって触媒さ れるが、4−クマラートCoAリガーゼ(4CL)も桂皮酸を基質として用いる ことが可能である(Knobloch,and Hahlbrock(1977 ) Arch.Biochem.Biophys.184:237−248)の で、CLの代わりに4CLを用いることができる。20を超えるクローン化PA L遺伝子及び6を超える4CL遺伝子が、本発明におけるそれらの使用を容易に するに十分な詳しさで(ジーン バンク)記述されている。CCoARの遺伝子は、精製蛋白質のN−末端又はペ プチド断片のアミノ酸配列から誘導された配列をプローブとして用いるcDNA クローンの単離に標準遺伝子クローニング手法を適用することにより得る。CC oARは、大豆培養物(Wengenmayer et al.(1976) Eur.J.Biochem.,65:529−536;Luderitz a nd Grisebach(1981)Eur.J.Biochem.119: 115−124)、トウヒ形成層樹液(Luderitz and Grise bach、前出)、ポプラ木質部(Sarni et al.,(1984) Eur.J.Biochem.139:259−265)及びユーカリ・グニイ (Eucalyptus gunnii)の分化木質部(Goffner et al.(1994) Plant Physiol.106:625−632 )から精製され、部分的に特徴付けられている。精製の好ましい方法は、Gof fnerら(前出)のものである。これは、その方法が、蛋白質の配列決定に用 いることができるSDS−ポリアクリルアミドゲル上に単一の蛋白質バンドを生 じるためである。α−ヘキシル桂皮アルデヒドの発現のため、 桂皮アルデヒドへのα−ヘキシル基の付加を触媒する酵素をコードする遺伝子も 微生物ホスト又は植物に挿入する。この遺伝子は、例えば、コメ植物からクロー ン化することができる。 これらのクローン化遺伝子を標準発現ベクターに導入し、エレクトロポレーシ ョンのような標準形質転換手法による微生物ホスト、好ましくは酵母の形質転換 に用いる(Beckerand Guarante(1991) Method sin Enzymol.194:182−187)。標準酵素検定を用いてこ れらの加工(engineered)遺伝子の機能的な発現を確認し、芳香族ア ルデヒドのための検定を用いて生成量が最大の株を選択する。芳香族アルデヒド が抗微生物特性を有するため、成長サイクルの後期にのみ、又は化学誘発剤に応 答してのみ導入された遺伝子の発現を生じる発現ベクターを用いることが好まし い。加工された微生物ホストを固定全細胞反応器(例えば、Evans et al.(1987) Biotechnology and Bioengine ering 30:1067−1072)において成長させて成長培地中のアル デヒドの蓄積を防止することも望ましい。 主題処方及び方法は、病原生物がコロニー形成している植物 の処理に有用である。これらには、開花植物、鑑賞用ターフグラス、ベントグラ スを含むイネ科植物、並びにトマト、ジャガイモ、キクイモ、イチゴ、トウモロ コシ、穀物粒、タマネギ、キュウリ、レタス、タバコ、及びオレンジ、レモン、 ライム及びグレープフルーツのような柑橘類及びピーマン及びブドウを他に含む 野菜、穀類及び果実、及びモモ、リンゴ及びサクランボのような果樹、バラ及び 樹木、特に針葉樹のような鑑賞用植物が含まれる。魚、家禽及びヒトを含む動物 が、直接又は間接的に消費するための作物も含まれる。“直接又は間接的に”は 、それらの作物を、例えばヒトが摂取し(直接消費)、又はヒトではない動物も しくは家禽がその作物を摂取し、次にそれらをヒトが摂取する(間接消費)こと を意味する。消費を目的とする作物には、タバコ、魚、動物及び家禽飼料、アル コール又はコーンシロップのような食料製品に加工することを目的とする作物等 が含まれる。 標的病原生物には、植物又は植物の一部、特には植物の一部の表面にコロニー を形成する真菌が含まれる。本発明の処方を施用する最適時間及び方法は、真菌 がコロニーを形成する植物の特定の部分及び特定の侵襲が生じたか、もしくは生 じそうな 植物の生活サイクルの時間によって決定される。例えば、うどん粉病、さび病及 びホスト植物の葉にコロニーを形成する他の病原体を処理するには、そのホスト 植物に本発明の処方を流れ落ちるまで噴霧する。用いられる式(1)の化合物( 1種又は複数)の量は、部分的には標的病原体及びホスト植物に依存して変化し 、その標的生物のその処方に対する感受性及びその処方のホスト植物に対する植 物毒性効果を評価することにより経験的に決定することができる。植物には侵襲 の前、もしくは後に噴霧することが可能であり、好ましくは侵襲の前である。し かしながら、ホスト植物の損傷を最小限に止めるため、それが可能である場合に は、若葉が植物毒性により感受性である傾向かあるため古い植物を処理すること が好ましい。あるいは、その処方の1以上の成分を病原体の成長を阻害し、及び /又は病原体を殺すのに十分な量発現する遺伝子導入作物を用いることが可能で ある。好ましくは、この成分(1種又は複数)は、病原体がコロニーを形成する 組織、例えば葉、において発現させる。 本発明の方法及び組成物の他の好ましい使用は、通常ブラウンパッチと呼ばれ るリゾクトニア胴枯れ病を制御することである。リゾクトニア胴枯れ病は、環境 条件がその成長に好都合である場合、特に急速かつ破壊的な疾病である。したが って、用いられる処方は、一般には、暑く、湿った天候で、高窒素肥沃度で、葉 が濃く茂り、及び/又は頻繁に散水される場合に施用するべきである。芝草での リゾクトニア胴枯れ病の制御は困難であり、伝統的な抗真菌剤はしばしばこの疾 病に対処し損ねる。主題処方を用いるセント・オーガスティンの草のリゾクトニ ア胴枯れ病の制御も関心があるものである。 特に関心のあるものは、アザミウマ、うどん粉病、ブラックスポット、ボトリ チス及びワタアブラムシの鑑賞用花及びこれらの有害生物に狙われる他の植物で の侵襲を処理及び予防することである。主題処方は、バラ、クリスマスツリー( 例えば、マツ)、並びに果樹及び果実の侵襲の予防又は処理に特に用いられるも のである。例えば、この処方は、胴枯れ病に対してモモを、シンクイガの侵襲に 対してリンゴを、並びに葉まき、ネアブラムシ、ヨコバイ、ボトリチス、アザミ ウマ、及びうどん粉病の侵襲からブドウを処理するのに有用である。好ましい処 方は、式(2)及び(5)の芳香族アルデヒドからのものであり、式(3)、( 4)及び(5)が好ましい。 一例は、ワタにおけるワタアブラムシの侵襲の処理である。最も重要な種はワ タアブラムシ(アフィス・ゴシピイ・グローバー(Aphis gossypi Glover))である。ワタが葉を出すとほとんど直ちに、小さく、身体 が柔らかな、淡い緑色の植物シラミが飛来し、繁殖を開始する。したがって、主 題処方をその発生の早い段階でワタに施用するべきである。これらのアブラムシ は地上で摂食するので、茎葉への噴霧が好ましい。処理のための最も重要な時期 は、これらのアブラムシが植物の成長を阻害し、変形させるのに十分多くなり得 る涼しい、湿った季節の直前及び/又はその最中である。 主題発明は、葉枯れ病(late blight)の処理及び予防にも有用で ある。葉枯れ病は、トマト、ジャガイモ、ナス及びその他のジャガイモ科の植物 を冒すものであり、フィトフトラ・インフェスタンス(Phytophthor infestans)による侵襲の結果生じる。主題処方は、好ましくは、 植物の表面上に胞子が定着することによって一般に病原が始まる時期である穏や かな温度の湿った期間に植物に 施用する。同様に、ボールウィーバル(アントノムス・グランジス・ボヘマン(Anthonomus grandis Boheman))の制御も関心のあ るものである。ゾウムシ成虫及びそれらの若齢もしくは幼虫によって損傷が引き 起こされる。成虫は、綿花(square)及びボールにそれらを噛み進むこと により穴を開ける。主題処方の施用は、植物のこの部分に特に望ましい。 この処理処方は、開花植物の受粉の時期の制御にも有用である。例えば、受粉 を防止し、又は遅らせるために、この処方をハチ及び他の花粉媒介昆虫を忌避す るのに十分な量施用する。該処方の残留性を調整することにより、受粉が阻止さ れる時間の長さを制御することが可能である。他方で、受精のために他家受粉が 必須である植物については、その花粉媒介昆虫がこの処方によって忌避されたり 、殺されたりする場合には、この期間の該処方の施用は回避するべきである。特 には、社会性スズメバチ、ペーパーネストスズメバチ、スズメバチ及びイエロー ジャケットを含むスズメバチ科の種による受粉が主題処方に感受性である。 本発明の化合物を用いるダーマプテラ(Dermapter a)(ヨーロッパハサミムシ(ホルチクラ・オウレクラチア(Forticul aureculatia))の処理も関心のあるものである。ハサミムシは 非常に広い食物嗜好を有し、収穫前及び後の両者の花、野菜及び果実を含む様々 な型の植物を摂取する。花、トウモロコシの穂の毛(穀粒)及び新しい野菜の苗 木が特に攻撃を受けやすい。したがって、主題処方は、例えば、成長している植 物及び/又はハサミムシによって後に探し求められる収穫された植物の部分に茎 葉噴霧することにより施用する。 特に関心のあることは、花器の溶液中に見出されるもののような微生物の成長 を制御するための、主題発明の処方を用いる切花の収穫後処理である。この処方 は、切花の寿命を、その茎が水中にある間、増加させることも可能である。これ は、部分的には、細菌及び真菌のような花器の溶液の微生物の制御に依存する。 切花の処理は、切断した茎を本発明の主題処方に浸漬し、及び/又は花器の溶液 にこの処方を添加し、あるいは切花全体を処方に浸漬することによるような、特 定の目的に適する多くの手段によって行うことができる。好ましい態様において は、収穫後制御は、ボトリチス・シネレア・ペルス:Fr. (Botrytis cinerea Pers:Fr.)によって切花に引き 起こされるボトリチス花枯れ病を標的とする。ボトリチス花枯れ病は、ブドウに 加えて温室栽培のバラ及び他の多くの収穫切花の広範囲に及ぶ破壊的な疾病であ る。試験処方を用いる収穫後処理を、B.シネレアによって引き起こされる灰色 カビの減少、B.シネレア、リゾプス(Rhizopus)、及びペニシリウム ・エクスパンサム(Penicillium expansum)によって引き 起こされる花(又はラズベリー、イチゴ、リンゴ、ナシのような果実)の腐敗の 遅延に用いることができる。式(2)及び(5)の化合物が好ましい。サポニン 及び/又はツィーン80を含む処方中にシンナムアルデヒド及び/又はα−ヘキ シルシンナムアルデヒドを含む処方がより好ましい。切花の寿命を促進し、又は 保持するこの処方の効力は、花、葉、もしくは頸部のしおれ、水での戻り、細菌 増殖及び茎の汚染、並びに微生物的及び生理的な詰まりの収穫後制御を監視する ことにより評価することが可能である。 本発明の主題化合物は、シンクイガ(シジア・ポモネラ(Cydia pom onella ))の3つの生活段階、成虫、卵及び幼虫を、それらが果実に進入 する前に、標的とする ことができる。この用途のためには、これらの生活段階の感受性プロフィールを 綿密に考えて主題処方の施用のタイミングを最適化する必要がある。これは、卵 、幼虫、及び成虫の処方に対する感受性を、施用されたばかり、及び最初に施用 された後に残る残留毒性の両者について試験することによって行う。 主題芳香族アルデヒド組成物は、奇妙な形状の不動の昆虫であるサンホセカイ ガラムシの制御にも有用である。コナカイガラムシと同様に、カイガラムシは動 物よりも非常に疾病生物に近い。カイガラムシには、園芸作物を摂食する傾向に あるソフトスケール(コクシデア(Coccidea))及び果樹作物を好むマ ルカイガラムシ(ジアスピジダエ(Diaspididae))の2つの科があ る。コクシデア亜科の構成員は、多くの異なる植物の葉、果実及び樹皮に付着す る。したがって、主題処方は、好ましくは、感受性の植物の葉、果実及び樹皮に 施用する。 主題方法及び組成物は、アブラムシ、キジラミ、及びネアブラムシに類似する コナカイガラムシの制御にも有用である。コナカイガラムシは植物から樹液を吸 い取り、疾病を蔓延させ、それらが分泌する蜜が光合成を妨げる煤けた真菌の成 長を誘発 する。茎葉への施用を用いて煤けた真菌を制御し、その用いられる量は、植物に SARを誘発して昆虫が摂食する植物の遠隔領域で樹液を吸う昆虫の成長を制御 するのに十分な量であるべきである。 ホスト植物の処理に加えて、種子も主題処方を用いて処理することができる。 種子は、粉末調整品(この処方を吸着させることができる無機物質の例について は米国特許出願第4,978,686号を参照のこと)を振りかけることも、バ ーミキュライトのような植物の生育基質に混合することもできる。また、式(1 )の化合物が種子中に、好ましくは優先的に種子中に発現する遺伝子導入作物か ら種子を得ることも可能である。処理した種子から無菌条件下で成長させた苗木 には感受性の真菌及び昆虫は存在しない。加えて、苗木も主題処方で処理するこ とができる。感受性の若木が植物毒性の症状をより示すようであるため、処理に 関係付けられる植物毒性を減少させるために処理処方を調整することが必要とな る場合もある。 以下の例は説明のために提供されるものであり、限定するために提供されるも のではない。 実施例 材料と方法 以下実施例で使用する薬品類は次より得た:シンナムアルデヒド、スペクトラ ムケミカル社、N.J.;コニフェリルアルデヒド、A PINケミカル、U.K.; Tween80ならびに重炭酸ナトリウム、スペクロラムケミカル社、Gardena、C.A .;α-ヘキシルシンナムアルデヒド、Firmenich 社、Plainsboro、New Jersey; サポニン、Danco社、Fresno、C.A. 考察 A.直接毒性 これらの結果からCNMAはブドウネアブラムシの卵、若虫、そして成虫に対 して局所施用した場合には直接的に有毒であることが示された。摂食ステージへ の毒性のレベルの方が卵ステージへの毒性よりも非常に弱い。卵は若い時あるい は購化近傍時でより感受性が強い。これらの毒性の差はステージ間の吸収特性や 解毒酵素あるいは活性部位の違いを反映しているのだろう。 B.全身活性 全植物茎葉を、温室内あるいは露地で処置した場合、その活性は2週間以内に 根に移行した。空の摂食部位が見られることや、切り出した根は少なくとも処置 5週後でもネアブラムシの再侵襲に対して耐性であることは、芳香族アルデヒド や/あるいは代謝物が根に移行し、そこでネアブラムシを直接殺すか摂食部位を 空にすることが示唆される。あるいは、芳香族アルデヒドが植物の根の化学性を 変化させ、それによって根がネアブラムシの摂食を受容しなくなるのかもしれな い。いずれのメカニズムもブドウネアブラムシあるいはその他の病害種の新しい すばらしい防止方法である。従来の全身性殺虫剤は多くの場合植物では上向性に 移行し、下向性に移行しなかった;従って本剤の持つ下向性の移行特性は殺虫剤 にとって重要な進歩の一つである。芳香族アルデヒドが誘導された宿主植物耐性 を刺激するのであれば、植物病害に対する処置の新しいアプローチを提供する。 実施例6 アブラムシとコナジラミ向けの方法 シンナムアルデヒドおよび/またはコニフェリルアルデヒドの黒豆アブラムシ (black bean aphid)、Tetranychus urtic ae 、と銀葉コナジラミ(silverleaf white fly)、Be misia argentifoliiに対する活性を次の様にして決めた: 1.アブラムシ a.ペトリ皿バイオアッセー ペトリ皿(60mm)を水に溶解した指定された処方(例えば、10−25, 000ppm)で処理し、空気で乾燥させた。20匹のアブラムシの成虫(Te tranychus urticae )を各ペトリ皿に置いた(2重、10回)。処理したペトリ皿に 接触してから3時間後の死亡率を希釈液だけで処理したペトリ皿中のアブラムシ の死亡率と比較した。マラチオン(250ppm)を陽性対照として用いた。 実施例24 シンクイ蛾、Cydia pomonellaの防除: シンクイ蛾の生活ステージ別の対芳香族アルデヒド感受性 シンクイ蛾は野外に於いては3つの生活ステージで殺虫剤の接触処置あるいは 一時処置に暴露される機会があると考えられる:即ち、成虫、卵および果物内に 進入する前の幼虫ステージである。野外での最も効果的な適用時期を探るため、 これらの生活ステージの感受性プロフィールについて調べた。 A.卵の感受性 1.残留毒性:粘着性のプラスチックフォイルのストリップ(5×10cm) を、ポーター噴霧タワーを用いて様々な濃度の芳香族アルデヒド処方液で処置し た。残液が乾いた後、処置済みプラスチックストリップを10−15つがいのシ ンクイ蛾と一緒に産卵ケージに入れ暴露した。24−48時間後に卵の付いたス トリップを取り出し、25℃、相対湿度60−70%に置き、末処置対照群で孵 化した後に処置群の卵の死亡率を測定した。本試験は果実(リンゴ)あるいは葉 上での毒性を決めるために天然物を使用して行うこともできる。 2.局所毒性:プラスチック製のストリップあるいは果実(リ ンゴ)上の卵は様々な濃度の芳香族アルデヒド処方液でポーター噴霧タワー内で 処置した。卵の死亡率は上記同様にして評価した。試験は若い卵(白色ステージ )と孵化直前の卵(黒頭ステージ)を用いて行った。 B.幼虫の感受性 Riedlらが報告した幼虫アッセー法((1986)Agric.Ecos yst.Environ.16:189−202)を用いた。リンゴを様々な濃 度の芳香族アルデヒド処方液でポーター噴霧タワー内で処置した。小さなゼラチ ン製カプセルを処置を加えた果実の表面に蜜蝋で付着させた。そしてこのゼラチ ン製カプセル内に幼虫を1匹入れた。閉じこめられた幼虫の付いたリンゴを25 ℃、相対湿度60−70%下に置いた。7日後、カプセルを取り出し、幼虫の死 亡率と果実の損傷(侵入、刺し傷)について調べた。 プラスチック製ペトリ皿アッセーを利用して幼虫への接触活性についても試験 した。小さなペトリ皿の内面を噴霧タワーで処理した。幼虫を様々な期間残留物 に暴露させた後未処置の人工餌を入れたカップに移した。10日後に死亡率を調 べた。 実施例31 トランスジェニック植物による芳香族アルデヒド類の過剰生産 20μgのポリA RNAをシンナムアルデヒドを産生する植物から調製し、 cDNAを合成した。その一部をラムダーZAPIIベクター(市販のクローニン グベクター)内にクローン化した。GenBankから得たクローン化されたC A4HとCAD遺伝子の保存配列から設計したか、対象宿主植物から精製した蛋 白質のペプチド配列を基に設計したオリゴヌクレオチドプローブを用い、少なく とも500,000個の組換体をスクリーニングした。強くハイブリダイズした クローンを選択しcDNAライブラリーの再スクリーニングに使用した。得られ たクローンの配列を調べ、適当な遺伝子配列を得て、植物発現カッセットの中に アンチセンスあるいはセンス方向に挿入できるようにした。アンチセンスおよび センス構築物をAgrob avterium tumefaciens LBA4404内に公開されてい る方法に従い直接形質転換を利用して導入した。良く知られている方法により( Horschら.(1985)Science227:1229−1231)タ バコ(N.tabacum変種サムソン)の葉ディスクを形質転換した。CA4 HあるいはCAD構築物を含む植物はPCRあるいはハイブリダイゼーションを 用いて特定し、次の解析に向けて選択した。 形質転換した植物と形質転換していない対照例の植物から得た植物材料を利用 して、良く知られた方法によりCA4HとCADの酵素活性を調べた。CA4H あるいはCADの酵素活性が対照植物の20%未満に低下した植物を更なる解析 に向けて選別した。CA4H活性が低いことで選別された植物を同様にCAD活 性が低いことで選別された植物と交配し、両方の遺伝子構築物を有する子孫をP CRを用いて選別した。抑制されたCA4Hと抑制されたCAD活性を持つ植物 の芳香族アルデヒド産生について標準的な公開された方法に従って解析した。 実施例32 微生物系に於ける芳香族アルデヒドの産生 cDNAライブラリーを6週齢のタバコの茎から抽出したRNAを利用して作 成した。20μgのポリA RNAを調製し、cDNAを合成した。その一部を ラムダーZAPIIベクター(市販のクローニングベクター)内にクローン化した。 Goffnerらの方法、Plant Physiol.(1994)106: 625により6週齢のタバコの茎組織から精製したCCoArタンパタ質のペプ チド配列を基に設計したオリゴヌクレオチドプローブを用い、少なくとも500 ,000個の組換体をスクリーニングした。強くハイブリダイズしたクローンを 選択しcDNAライブラリーの再スクリーニングに使用した得られたクローンの 配列を決定することで挿入されたcDNAの全長を特定することができ、適当な CCoAR遺伝子配列を酵母発現ベクターpMTL8110内(Faulkne rら(1994)Gene143:13−20)に導入することができる。Rh odosporidium toruloidesのフェニルアラニンアンモニ アリガーゼをコードしている配列(PAL;GenBank locus RH DPAL)とパセリ4−クマラート:CoA1リガーゼ(4CL;GenBan k locus PC4CL1AA)をコードしている配 列を同等の酵母発現ベクター内に導入した。公表されている確立した方法を用い たエレクトロポレーション法で、PAL,4CLおよびCCoAR構築物を用い てSaccharomyces cerevisiae株を形質転換した(Be ckerとGuarente,Methods in Enzymology1 94:182−187,1991;Simon、(1993)Methods in Enzymol217:478−483。形質転換細胞をロイシンを抜い た最小限定培地上で選別した。上記3つの遺伝子構築物全てを持つ形質転換細胞 をPCRを用いて選別し、更なる解析に供した。 形質転換した株としていない対照株を用いて、PAL、4CL及びCCoAR 酵素活性を公知方法により決定する。PAL、4CL及びCCoAR活性が、対 照株で決められるバックグランドに比べ有意に大きい株を選択して、更に解折し た。選択された株は、芳香族アルデヒドの産生について、公知方法で解折し、発 酵条件を最適化する為に有意な量のシンナムアルデヒドを生産する株を選択した 。 実施例33 HCAを産生する酵母株の構築 シンナムアルデヒド(CNMA)を生合成するために必要な酵素を含むSac charomyces cereviciaeの様な酵母株を次の様にして構築 した。まず、Faulkenerら(1994)Gene143:13020に よる報告の様にして高レベルにPALを発現する様に株を作成した。植物のシン ナマート4−ヒドロキシラーゼ遺伝子もまた適当な制御シグナルに作動可能に連 結し株の中に挿入する(Urbanら(1994)Eur.J.Biocehm .222:843−850参照)。シンナモイルCoA還元酵素(CCoAR) 遺伝子は、標準的な遺伝子クローニング技術を用いて、幾つかの植物から精製し 特徴付けされた精製蛋白質の部分アミノ酸配列から得たヌクレオチド配列をプロ ーブとして用いてcDNAを単離することで得た。CCoAR遺伝子も酵母内で 作動する制御シグナルに連結し、酵母株の中に挿入した。 CNMAのHCVへの転換を触媒する酵素をコードする遺伝子は次の様にして クローン化した。cDNAライブラリーを、コメ植物から得たmRNAを用いて 酵母発現ベクター内に構築 した。このcDNAライブラリーを前もって構築しておいた酵母株に形質転換し 、発現ベクター上の選択マーカーを利用して形質転換細胞を選別した。 HCAを産生する酵母株を特定するために、形質転換細胞を酵母生育培地養寒 天が入ったマイクロタイターウエルに移した。このマイクロタイタープレートを HCAに感受性であるがCNMAには感受性でないノミを含むチャンバーの中に 入れた。死んだノミの数が非形質転換細胞である酵母細胞株を含むウエルに比べ 、統計的に有意に多いウエルの酵母株を希釈し、マイクロタイタープレートに再 度入れ、スクリーニングを繰り返して単一の形質転換酵母細胞に由来するコロニ ーを得た。 再生しコメ植物について、CNMAとHCAの有無について前記実施例で記載 した方法で解析した。CNMAを産生するがHCAを産生しない植物はHCA生 合成遺伝子内に挿入されてACトランスポゾンを有している。ゲノムDNAをC NMA+/HCA-突然変異から分離し、ラベルしたトランスポゾンDNAとハイ ブリダイズした。トランスポゾンDNAプローブとハイブリダイズした断片をマ ッピングと配列解析の為に適切なクローニングベクターにサブクローン化した。 HCA生合成遺伝子はAcトランスポゾンの既知の配列が挿入されたことで中断 されたオープンリーディングフレームとして同定される。この遺伝子の断片を用 いてcDNAライブラリーから対応するcDNAを単離する。 HCA生合成酵素のcDNAを発現ベクターに挿入し、病害耐性が望まれる植 物の中で機能可能な強力に発現しているプロモーターに作動可能に結合する。発 現ベクターは当業者に公知な形質転換方法を用いて植物内に挿入した。トランス ジェニック植物について、HCA産生および/または忌避物質あるいは病害虫に 対する農薬活性について上記実施例33記載の方法で解析した。 これらの実施例より、本発明の芳香族アルデヒド処方と方法が、広範囲の病害 性生物の植物への侵襲に対する(治療)および/または予防に有用であることが 示された。例えば、本実験により本処方がバラにおけるうどん粉病、さび病、ア ブラムシ感染、ブドウに於けるネアブラムシの侵襲(本処方はネアブラムシの卵 、若虫、そして成虫の生活ステージに有効である)に対する処置に効果的である ことが示されている。本処方はまたハダニ、アブラムシ、コナジラミ、線虫、そ してアザミウマに対しても有効であることが示された。更に本処方はFusar ium subglutinansBotrytiscineraの様な有害 菌類や、Sclerotinia dollar spotやRhizocto nia 胴枯れ病菌やPythium胴枯れ病菌の様なシバ病菌に対しても有効で ある。 本明細書中記載の全ての刊行物及び特許出願は、本願発明の属する分野の通常 の技術を有する当業者のレベルを示唆するものである。 本願発明について十分な記載を行ったが、この発明の記載内容から多くの明ら かな変更を加えることができることは当業者 にとって明らかである。 【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1997年2月18日 【補正内容】 請求の範囲 1. 植物上で病原生物の増殖を抑制する方法において、以下の化学式 [式中、R1が−CHOを表し、R3がH、−OH、または、1−10個の炭素原 子を含む有機置換基を表し、R2がH、−O−CH3、または、1−10個の炭素 原子を含む有機置換基を表し、また、R4がH、または、1−10個の炭素原子 を含む有機置換基を表す。]で示される1以上の化合物を、病原生物の増殖を効 果的に抑制できる量で含む処方剤を植物の表面に提供し、該化合物は、シンナム アルデヒドではなく、該処方剤が該植物に対して非毒性であり、また、上記式で 示される以外の抗酸化剤は提供されない方法。 2. 植物上で病原生物の増殖を抑制する方法において、以下の化学式 [式中、R1が−CHOを表し、R3がH、−OH、または、1−10個の炭素原 子を含む有機置換基を表し、R2がH、−O−CH3、または、1−10個の炭素 原子を含む有機置換基を表し、また、R4がH、または、1−10個の炭素原子 を含む有機置換基を表す。]で示される1以上の化合物を、病原生物の増殖を効 果的に抑制できる量である1−50g/l含む水性処方剤を植物の表面に提供し 、該処方剤が該植物に対して非毒性であり、また、上記式以外の抗酸化剤は提供 しない方法。 3. 請求項1または2による方法において、R1は−CHOを表し、R2および R3は、−Hを表し、R4は−(CH25−CH3を表している方法。 4. 請求項1−3のいずれか1項による方法において、植物種がバラ、ブドウ 、リンゴ、モモ、シバ、マツあるいはワタである方法。 5. 請求項1−4のいずれか1項による方法において、病原生物が、真菌類、 細菌類、線虫類、藻類、昆虫類および蛛形類 の中の1以上を含む方法。 6. 請求項4または5による方法において、病原生物が、ウドンコ病、サビ病 、ボトリチス、pitch canker、スクレロティニア(Sclerot inia )ダラースポット、ピシウム(Pythium)胴枯れ病、および、リ ゾクトニア(Rhizoctonia)胴葉枯れ病を引き起こす菌類である方法 。 7. 請求項1−5のいずれか1項による方法において、病原生物が、アブラム シ、ヨコバイ、ハマキムシ、ナミクキセンチュウ、ネアブラムシ、らん藻類、ヒ メハマキガおよびアザミウマの中の1以上を含む方法。 8. 請求項2による方法において、少なくとも一つの化合物がシンナムアルデ ヒドかコニフェリルアルデヒドである方法。 9. 請求項1−8のいずれか1項による方法で用いるための水性組成物におい て、以下の化学式 [式中、R1は−CHOを表し、R3はH、−OH、または、1−10個の炭素原 子を含む有機置換基を表し、R2はH、−O−CH3、または、1−10個の炭素 原子を含む有機置換基を表し、また、R4はH、または、1−10個の炭素原子 を含む有機置換基を表す。]で示される1以上の化合物を1−50g/l含み、 該組成物が非植物毒性である担体を含有し、且つ、上記化学式の抗酸化剤以外の 抗酸化剤を含まない水性組成物。 10. 請求項9による組成物において、R1が−CHOを表し、R2とR3が、 Hを表し、R4が、−(CH25−CH3を表している組成物。 11. 請求項9による組成物において、少なくとも一つの化合物がシンナムア ルデヒドかコニフェリルアルデヒドである組成物。 12. 植物上での病原生物の増殖の抑制における、請求項9−11のいずれか 1項による組成物の使用。 13. 病原生物に対する植物の抵抗性を誘導するための方法において、非植物 毒性である担体と、化学式 [式中、R1は−CHOを表し、R3はH、−OH、または、1−10個の炭素原 子を含む有機置換基を表し、R2はH、−O−CH3、または、1−10個の炭素 原子を含む有機置換基を表し、また、R4はH、または、1−10個の炭素原子 を含む有機置換基を表す。]で示される1以上の化合物のある量を含有する組成 物を植物に接触させ、該量が、該病原生物に対する全身性抵抗性を誘導するのに 十分な量である方法。 14. 請求項13による方法において使用するための組成物において、化学式 [式中、R1が−CHOを表し、R3がH、−OH、または、1−10個の炭素原 子を含む有機置換基を表し、R2がH、−O −CH3、または、1−10個の炭素原子を含む有機置換基を表し、また、R4が H、または、1−10個の炭素原子を含む有機置換基を表す。]で示される1以 上の化合物を該全身性抵抗性を誘導するための有効量である1−50g/lの量 で含有する水性処方剤を含み、該処方剤が、上記化学式の抗酸化剤以外の抗酸化 剤を含まない組成物。 15. 病原生物に対する植物の全身性抵抗性の誘導における、請求項9−11 または14による組成物の使用。 16. 病原体の増殖を調節できる量である1−50g/lの、一種類以上の、 化学式 [式中、R1が−CHOを表し、R3がH、−OH、または、1−10個の炭素原 子を含む有機置換基を表し、R2がH、−O−CH3、または、1−10個の炭素 原子を含む有機置換基を表し、また、R4がH、または、1−10個の炭素原子 を含む有機置換基を表す。]で示される化合物を含み、且つ、農業上 適合し得る担体を含む組成物において、該化合物はシンナムアルデヒドではなく 、該組成物が、1以上の植物体表面に生息する1以上の病原生物に対する、約7 0%高い平均病害抵抗性を提供する該組成物。 17. 病原体の増殖を調節できる量である1−50g/lの、一種類以上の、 化学式 [式中、R1が−CHOを表し、R3がH、−OH、または、1−10個の炭素原 子を含む有機置換基を表し、R2がH、−O−CH3、または、1−10個の炭素 原子を含む有機置換基を表し、また、R4がH、または、1−10個の炭素原子 を含む有機置換基を表す。]で示される化合物を含み、且つ、農業上適合し得る 担体の水性エマルジョンを含む組成物において、該組成物が、1以上の植物体表 面に生息する1以上の病原生物に対する、約70%高い平均病害抵抗性を提供す る該組成物。 18. 請求項17による組成物において、該エマルジョンが、 該エマルジョンを形成するのに十分な量の界面活性剤を用いて調製される組成物 。 19. 請求項18による組成物において、該界面活性剤がサポニンである組成 物。 20. 1以上の植物体表面に生息する、1以上の病原生物に対して、平均病害 抵抗性を約70%以上高くするための、請求項9−11、14または16による 組成物の使用。 21. 請求項1−8のいずれか1項による方法によって得られる、実質的に真 菌類を排除した種子および植物体。 22. 請求項17による組成物を種子および植物体に接触させて得られる、実 質的に真菌類を排除した該種子と植物体。 23. 化学式 [式中、R1が−CHOを表し、R3がH、−OH、または、1−10個の炭素原 子を含む有機置換基を表し、R2がH、−O−CH3、または、1−10個の炭素 原子を含む有機置換基を 表し、また、R4がH、または、1−10個の炭素原子を含む有機置換基を表す 。]で示される真菌類の増殖を調節する天然物に対する植物病原体の感受性をス クリーニングするための方法において、該植物病原体を、上記真菌類の増殖を調 節する天然物1−50g/lと接触させること、および、該天然物の抗真菌物質 としての効力を判定することを含む該方法。
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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 植物上の病原生物の増殖を抑制する方法において、病原生物の増殖を効果 的に抑制できる量の、以下の化学式 [式中、R1は−CHOを表し、R2はH、−OH、または、1−10個の炭素原 子を含む有機置換基を表し、R3はH、−O−CH3、または、1−10個の炭素 原子を含む有機置換基を表し、また、R4はH、または、1−10個の炭素原子 を含む有機置換基を表す。]で示される1以上の化合物を植物の表面に提供し、 該量は該植物に対して非毒性であり、且つ、化学式(I)以外の抗酸化剤は提供 されない上記方法。 2. 請求項1による方法において、請求項1による1以上の化合物を0.01− 50g/l含む水性処方剤を、該植物に接触させる方法。 3. 請求項1または2による方法において、R1は−CHOを 表し、R2は−OH、または、1−10個の炭素原子を含む有機置換基を表し、 R3は、−O−CH3、または、1−10個の炭素原子を含む有機置換基を表し、 また、R4はH、または、1−10個の炭素原子を含む有機置換基を表している 方法。 4. 請求項1または2による方法において、R1は−CHOを表し、R2とR3は Hを表し、R4は、−(CH25−CH3を表している方法。 5. 請求項1−4のいずれか1項による方法において、植物種がバラ、ブドウ、 リンゴ、モモ、シバ、マツあるいはワタである方法。 6. 請求項1−5のいずれか1項による方法において、病原生物が、真菌類、細 菌、センチュウ、藻類、昆虫または蛛形類の中の1以上を含む方法。 7. 請求項5または6による方法において、病原生物が、ウドンコ病、サビ病 、ボトリチス、pitch canker、Sclerotiniaダラースポット、Pythium胴枯れ病、 または、Rhizoctonia胴枯れ病を引き起こす菌類である方法。 8. 請求項1−6のいずれか1項による方法において、病原生物が、アブラムシ 、ヨコバイ、ハマキムシ、ナミクキセンチュ ウ、ネアブラムシ、らん藻類、ヒメハマキガおよびアザミウマの中の1以上を含 む方法。 9. 請求項1−3、および5−8のいずれか1項による方法において、少なくと も一つの化合物がシンナムアルデヒドかコニフェリルアルデヒドである方法。 10. 請求項1−9のいずれか1項による方法で用いるための水性組成物にお いて、以下の化学式 [式中、R1は−CHOを表し、R2はH、−OH、または、1−10個の炭素原 子を含む有機置換基を表し、R3はH、−O−CH3、または、1−10個の炭素 原子を含む有機置換基を表し、また、R4はH、または、1−10個の炭素原子 を含む有機置換基を表す。]で示される一種以上の化合物を0.01−50g/ l含み、該組成物が、この化学式の抗酸化剤以外の抗酸化剤を含まない水性組成 物。 11. 請求項10による組成物において、R1が−CHOを 表し、R2とR3が、Hを表し、R4は、−(CH25−CH3を表している組成物 。 12. 請求項10による組成物において、R1が−CHOを表し、R2が、−O H、または、1−10個の炭素原子を含む有機置換基を表し、R3が、−O−C H3、または、1−10個の炭素原子を含む有機置換基を表し、また、R4が、− H、または、1−10個の炭素原子を含む有機置換基を表す組成物。 13. 請求項10による組成物において、少なくとも一つの化合物がシンナムア ルデヒドかコニフェリルアルデヒドである組成物。 14. 植物上での病原生物の増殖の抑制における、請求項10−13のいずれか 1項による組成物の使用。 15. 病原生物に対する植物の抵抗性を誘導するための方法において、化学式 [式中、R1は−CHOを表し、R2はH、−OH、または、1 −10個の炭素原子を含む有機置換基を表し、R3はH、−O−CH3、または、 1−10個の炭素原子を含む有機置換基を表し、また、R4はH、または、1− 10個の炭素原子を含む有機置換基を表す。]で示される1種類以上の化合物の ある量を植物に接触させ、該量が、該病原生物に対する全身抵抗性を誘導するの に十分な量である方法。 16. 請求項15による方法において使用するための組成物において、化学式 [式中、R1は−CHOを表し、R2はH、−OH、または、1−10個の炭素原 子を含む有機置換基を表し、R3はH、−O−CH3、または、1−10個の炭素 原子を含む有機置換基を表し、また、R4H、または、1−10個の炭素原子を 含む有機置換基を表す。]で示される化合物の1種類以上を、該全身性抵抗性を 誘導するために有効な量で含む水性処方剤を含み、該処方剤が、この化学式の抗 酸化剤以外の抗酸化剤を含まない 組成物。 17. 病原生物に対する植物中の全身性抵抗性の誘導における、請求項10− 13または16による組成物の使用。 18. 病原体の増殖を調節できる量の、一種類以上の、化学式 [式中、R1は−CHOを表し、R2はH、−OH、または、1−10個の炭素原 子を含む有機置換基を表し、R3はH、−O−CH3、または、1−10個の炭素 原子を含む有機置換基を表し、また、R4はH、または、1−10個の炭素原子 を含む有機置換基を表す。]で示される化合物を含み、且つ、農業上適合する担 体を含む組成物において、該組成物が、1以上の植物体表面に生息する1以上の 病原生物に対して、平均病害抵抗性が約70%高くなることを提供する該組成物 。 19. 請求項18による組成物において、農業上適合する該担体が水性エマルジ ョンである組成物。 20. 請求項19による組成物において、該エマルジョンが、 該エマルジョンを形成するのに十分な量の界面活性剤を用いて調製される組成物 。 21. 請求項20による組成物において、該界面活性剤がサボニンである組成物 。 22. 1以上の植物体表面に生息する、1以上の病原生物に対して、平均病害 抵抗性を約70%以上高くするための、請求項10−13、16または18によ る組成物の使用。 23. 請求項1−9のいずれか1項による方法によって得られる、実質的に真 菌類を排除した種子および植物体。 24. 請求項18による組成物を種子および植物体に接触させて得られる、実 質的に真菌類を排除した該種子と植物体。 25. 化学式 [式中、R1は−CHOを表し、R2はH、−OH、または、1−10個の炭素原 子を含む有機置換基を表し、R3はH、−O−CH3、または、1−10個の炭素 原子を含む有機置換基を 表し、また、R4はH、または、1−10個の炭素原子を含む有機置換基を表す 。]で示される真菌類の増殖を調節する天然物に対する植物病原体の感受性をス クリーニングするための方法において、該植物病原体を、真菌類の増殖を調節す る天然物と接触させること、および、該天然物の抗真菌物質としての効力を判定 することを含む該方法。
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