JPH11503406A - 芳香族アルデヒドの殺虫剤としての使用 - Google Patents

芳香族アルデヒドの殺虫剤としての使用

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JPH11503406A JP8521162A JP52116296A JPH11503406A JP H11503406 A JPH11503406 A JP H11503406A JP 8521162 A JP8521162 A JP 8521162A JP 52116296 A JP52116296 A JP 52116296A JP H11503406 A JPH11503406 A JP H11503406A
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Abstract

(57)【要約】 天然のフラボノイドアルデヒドをベースとする方法および組成物を提供し、これは殺虫剤としての用途がある。該殺虫剤はダスト、噴霧剤、シャンプーおよび石鹸など、種々の方法で作られ、固体支持体に結合させることができ、あるいは、餌として提供したり、標的害虫が寄生する、または寄生しそうな有機物質に直接しみ込ませることができる。抑制される害虫としては、カ、アリ、ゴキブリ、シラミおよびダニが挙げられる。

Description

【発明の詳細な説明】フラボノイドアルデヒドの殺虫剤としての使用 序論 技術分野 本発明は、フラボノイドアルデヒドを使用する、昆虫およびクモガタ網動物の 生物抑制に関する。その方法は、ナミハダニ、ハエ、ノミ、マダニ、ゴキブリ、 ウェスタンサブテラニアン(western subterranean)シロアリ、アリ、カ、シラ ミ、ヌカカおよびハサミムシの、桂皮アルテビドまたはαヘキシル桂皮アルテビ ドを含む組成物による生物制御によって例示される。背景 腐食有機物質を含む有機物質は、その多くが栄養源として特定の有機物質に依 存している種々の生物によるコロニー形成を受ける。コロニーを形成する生物と しては、種々の昆虫およびクモガタ網動物が挙げられ、そのいくつかは、病気を 蔓延させ、および/またはコロニーを形成する物質を害する。特定の有機物質に コロニーを形成する昆虫およびクモガタ網動物としては、細菌と共生する、ゴキ ブリ、ノミ、シロアリおよびハダニなど の種が挙げられ、宿主生物は共生なしには生存できない。また、コロニーを形成 する生物としては、哺乳類に病気を伝播する生物、例えば、マダニ、ハダニ、ノ ミおよびカなど、ならびに植物に病気を伝播する、液汁を吸う種々の昆虫、例え ば、アブラムシおよびアザミウマなどが挙げられる。プロスチグマート(Prosti gmata)は、液汁を吸う植物寄生生物を含み、その中で重要なのは、世界中の農 業および園芸植物に害を及ぼすフシダニおよびハダニである。 マダニのほとんどの目は、医学的に重要な種を含む。マダニの血液を吸う習性 の作用は、宿主を刺激し、倦怠感を引き起こす。しかし、マダニのヒトを病気に する生物の担体および伝達物質としての役割は、医学的に非常に重要である。生 物、主にウイルス、リケッチアおよびスピロヘータ細菌は、食物摂取時にマダニ の唾液に入って伝達される。マダニの生息地としては、カナダ、米国、マレーシ ア、インドならびに西、北および中央ヨーロッパが挙げられる。マダニによって 引き起こされる種々の病気は一般に、それらが最初に認められた場所に従って命 名される(例えば、オムスク出血熱)。 地理的に蔓延する危険のある別の病気は、ライム病(LD) である。LDは、多系炎症性の病気であり、その初期の局在する形状では、皮膚 および関節、神経系ならびに程度は小さいが他の生体系に影響を及ぼす。ウイル スのように、リケッチアは、生きている細胞の中でのみ発育することができる。 ヒトの主なリケッチア感染は、斑点熱、ダニ咬傷熱およびダニ−チフス熱であり 、最も有名な例の一つは、ロッキー山紅斑熱である。これは、西アメリカでモリ マダニによって媒介される。その病気は、ヒトでは回帰熱を特徴とし、カズキダ ニ属のダニ種によって媒介される。これらは、アフリカおよび南北アメリカで発 生する。 ウシでは、Ornithodoros coriaceusが、ウシの流産との関係を評価するために 研究されている。動物間流行性のウシの流産(EBA)は、カルフォルニアでの 最大範囲の子ウシの産生の妨害における大きな要因であることが認められてきた 。いろいろな年齢および種族の雌ウシは、病気にかかりやすく、40%までの流産 は異常ではない。媒介能をテストした O.coriaceusは、カルフォルニアのEBA 地方病の地域から捕獲した。実験室への運搬および順化の後、若い雌ウシを血液 の供給によりEBAにさらした。O.coriaceus 血液供給とその後の病気との間の 原 因および影響を確かめた。このヒメダニ病は、カルフォルニア州では3〜5千万 ドルの問題を表し、惨事による損失は、約1億ドルである。ウシに影響を及ぼす 病気の他の媒介物質は、多数の流産の媒介物質であるヒメダニである。 ツツガムシ科のダニの幼虫(通常は、chigger または red bugs と呼ぶ)は、 大部分が、脊椎動物のリンパ球によって生きている外部寄生虫である。約20種類 が、chigger の唾液に対するアレルギー反応から生じる皮膚炎(scrub-かゆみ) を引き起こすか、ヒトの病気の生物を媒介する。後者の中で最も重要なものはダ ニから発生する病気である scrub-typhus 病またはツツガムシ病であり、それは 、東南アジアの多くの地域で発生する。ヒトに感染する、最もよく知られたダニ は、ヒゼンダニである。ウシに対する刺激性が強いことでも知られるヒゼンダニ は伝染性が高く、その効力の範囲は、皮膚への刺激から死にまで及ぶ。感染を受 けやすい部位は手および手首であり、通常は、かゆみおよび発疹が強い。 ハウスダストダニは、ヒトにおいて、喘息および鼻炎の形でアレルギー反応を 誘発する。いくつかの種類の食物ダニは、害虫が寄生している食物を取り扱う人 々において、粉ダニの存在 と関連する皮膚炎(乾物屋かゆみ症など)を引き起こす。ケジラミ(頭部(ヒト ジラミ)および恥骨(ケジラミ症))も、ヒトを不快にする。シラミは、リケッ チアである Rickettsia prowazaki によって引き起こされる病気である発疹チフ スに対する媒介動物として作用する。この病気によって何百万人もの死者が出た 。家畜の病気では、より重要には、刺激による体重の減少がシラミによって引き 起こされる。 カは、周囲に運ぶだけでなく、場合によっては活発に増殖する病原性微生物で あるため、ヒトの健康にとってかなり脅威である。ヒトと恐らく最も関連のある カの種は、ヤブカ属(Aedes)のものである。北アメリカでは、この属の約 150 種が存在する。その一つの Aedes vexans は inland folldwaterカであり、その 咬傷が痛いことが知られている。ヒトの健康問題の点で、Aedes の最も重要な種 は A.aegypti であり、これは、ヒトにおいて黄熱病を引き起こすアルボウイル スの媒介動物である。 Aedes 種と関連する他のアルボウイルスとしては、デング熱;東西脳炎;ベネ ズエラウマ脳脊髄炎;St.Louis 脳炎;chikungunya ;oroponehe および bunya midetaを引き起こすものが挙 げられる。この範囲の病気の場合、セスジヤブカの米国への最近の伝来(1985)に 対する心配が懸念される。セスジヤブカは、デング熱の周知の媒介種であり、脳 炎、出血熱および黄熱病の多数の形態の擬似媒介種である。イエカ属は、一般的 なアカイエカ C.pipiens を含む種々の種を含む。北アメリカでは、種々の形態 の脳炎および象皮病の原因であるフィラレア虫 Wuchereria banufti またはマレ ー糸条虫の媒介に関係している。また、カは、フィロウイルスによって引き起こ されるエボラ熱の媒介動物である可能性もある。 ハマダラカ属のカは、世界中で約 300種が存在し、15種が北アメリカに生息し ている。多くの種類のカはヒトの血を吸って生きているが、世界中の個々のカの 大半はそうではない。それらのカにとっては、ヒトの血はまずく、他の脊椎動物 を宿主とする方が好ましいので、それらの脊椎動物に病気を蔓延させる。ハマダ ラカ属のある種のカは、血液中を循環する病原性生物の媒介動物として働き得る 。これらには、プラスモディウム属の原虫がある。それらは、ヒトにおいてマラ リアを引き起こす。これは、毎年2〜3億人を苦しめ、少なくとも 200万人が死 亡する。ヒトは、この属の4種のみによって影響を受ける。すな わち、三日熱マラリア原虫、卵形マラリア原虫、四日熱マラリア原虫および熱帯 熱マラリア原虫である。 病気の媒介動物として働き得る他の害虫は、ゴキブリである。ゴキブリは、殺 虫剤がかなり広く使用されているにもかかわらず、依然として、最も広範囲に及 ぶやっかいな身近で一般的な害虫のひとつである。カリフォルニアで最も害のあ るゴキブリの種は、チャバネゴキブリ(Blattella germanic(L)、ドイツゴキブ リ)である。これらのゴキブリは、食料雑貨店、飲食店、病院、刑務所、ホテル 、アパート、家屋、特に食料が保存されている場所の周辺に見られる。それらは 、しばしば、不十分な衛生状態と関係し、いくつかの病原性微生物の物理的伝播 に関連する。ゴキブリの糞または皮膚は、ヒトにおいてじんま疹または発疹、咳 、くしゃみおよび接触または吸入アレルギー反応を引き起こす。殺虫剤を定期的 に使用するのが、ゴキブリ駆除の通常の方法である。一般的な方策は、昆虫が居 た場所または居そうな場所に噴霧することである。ゴキブリがその仲間を急速に 増やす能力、人々および食料と密接に関連すること、ならびに手の届かない所に 隠れる性質のために、ゴキブリの根絶は困難なものになっている。 昆虫およびクモガタ網動物の害虫の抑制に使用される組成物は、下記成分を含 む。すなわち、マラチオンおよびジトロム(ditrom)などの有機リン酸塩;ジョ チュウギクおよびピレスロイド(合成ジョチュウギク)などの非有機リン酸塩; 鉱物油;油;メトプレン;ならびに bacillus thuriengiensis isrelensis 結晶 タンパク質である。しかし、殺虫剤の広範囲に及ぶ使用により、耐性害虫の発生 および進化が生じ、また、殺虫剤の使用に対する環境および健康上の問題が増大 してきた。例として、マラチオンに対する殺虫剤登録は、USEPAで再登録の 過程で、取り消される可能性があり、DDTに対する殺虫剤登録は、環境および 健康上の問題により同様に取り消された。生態−環境に関するかなり目立った活 動集団および公共の取り締まり機関により、殺虫剤の米国での登録はだんだん減 ってきており、その結果、殺虫剤の関連する研究および開発も少なくなっている 。従って、動物および環境に対する毒性は低いが、昆虫およびクモガタ網動物の 害虫の抑制には有効である「生物学的に合理的な」組成物を同定および/または 開発することは興味深い。関連文献 桂皮アルデヒドを含み、酸化防止剤を必要とする組成物の使用により作物を昆 虫などの害虫による攻撃から保護する方法は、米国特許 No.4,978,686に開示さ れている。桂皮アルデヒドを含む水性組成物の使用による作物の害虫に対する保 護は、フランス特許出願 2529755に開示されている。米国特許 No.2,465,854は 、桂皮アルデヒド誘導体を含む殺虫剤組成物を記載している。 米国特許 No.4,402,950は、芳香植物からスチーム蒸留により得られるテルペ ンを施与することによる、生きているヒトおよび動物内のウイルスの不活性化を 記載している。例として挙げられたテルペンは、ブラックペッパー油、シナモン 粉末油、カルダモン油、酢酸リナリル(linallyl)、桂皮アルデヒド、サフロー ル、carvonおよびシス/トランスcitraoである。桂皮酸化合物を含む抗真菌−抗 菌洗剤は、米国特許 No.4,477,361で報告されている。発明の要旨 本発明は、フラボノイドアルデヒドの使用による栄養媒介により昆虫およびク モガタ網動物の害虫個体数を抑制する方法を 提供する。その方法は、標的の害虫を、その標的害虫の増殖を抑制するのに十分 な量のフラボノイドアルデヒドと接触させる工程を含む。アルデヒドは、種々の 組成物で提供することができる。また、トラップの成分として標的の害虫に与え ることもできる。増殖を調節する物質は、下記(1): [式中、Rは、−CH2OHまたは−CHOを表し;nはO〜3の整数であり; R1は各々独立してOHまたは1〜10個のの炭素原子および0〜5個のヘテロ 原子を含む有機置換基を表すが、全てのR1置換基における炭素およびヘテロ原 子の総数は15以下であり;R4は水素または1〜10個のの炭素原子を含む有 機置換基を表す。]に示す式を有する。これらの化合物は、桂皮アルデヒド、コ ニフェリルアルデヒドおよび密接に関連した化合物などの天然化合物を含む。ま た、αヘキシル桂皮アルデヒド(HCA)などのα置換アルデヒドも興味深い。 本発明は、はびこっている場所またはその疑いがある場所で害 虫集団を抑制し、および/または標的害虫集団を駆除するという用途がある。特定の態様の簡単な説明 フラボノイドアルデヒドを使用して生物抑制することにより、昆虫およびクモ ガタ網動物などの害虫が実質的にいない場所を獲得し、および/または維持する 方法および組成物を提供する。「生物抑制」は、標的害虫に対する殺虫剤の直接 効果、または標的害虫にいる共生細菌に対する抗菌作用による間接的な殺虫活性 による害虫の抑制を意味する。標的害虫がコロニーを形成する場所を天然物質と 接触させる。「コロニー形成」は、害虫と、その害虫の栄養源、典型的にはアミ ノ酸(特にメチオニン)などの必須栄養素としての役目をする有機物質に通じる 場所との会合を意味する。「天然物質」は、ひとつの生物に対して独特の、また は少数の密接に関連する生物に共通の天然起源の有機化合物を意味し、その有機 物質によって得られる二次代謝物を含む。天然物質は、天然源から単離するか、 全体もしくは部分的に合成するか、組換え法によって産生することができる。標 的害虫によってコロニー形成される有機物質に対して使用される、または餌とし て与えられる天然物質の量は、その場所の 蔓延の度合に依存し、ある程度は、その組成物および使用する特定の配合に依存 する。従って、特定の用途に対しては経験的に決定すべきである。 本発明の組成物および方法は、既存の組成物および方法に対していくつかの利 点がある。例えば、使用する濃度では、ヒト、動物および食物源の周辺での使用 に対して安全である。さらに、該組成物は、標的害虫に対する栄養源として作用 する有機物質に浸み込ませるために使用することができ、および/または、ヒト を含む動物に対してそれ自体が無毒性である個体の担体に結合して与えることも できる。組成物の残留性も管理することができる。これは、有益な昆虫を含む統 合された害虫管理プログラムに対して短期間の残留が望まして場合に有益である 。さらに、該組成物は、他の試薬に対して耐性のある害虫に対して有効であり、 また、通常の処理に対して耐性があることが知られている昆虫標的を含む複数の 標的生物に対しても有効である。これは、1種より多い標的害虫の生物抑制に対 して複数の試薬を施与する必要性を減少させる。再導入時間も問題とならない。 典型的には、該組成物は、標的生物に対して急速に致死的となる。このことは、 再導入時間がないことと組み合わせると、特 に有益な特徴である。別の利点は、特に芳香族アルデヒドが好ましい感覚的・嗅 覚的刺激特性を有し、場合によっては、処理した場所の臭いを改善することがで きる。例えば、HCAの臭いはフローラルまたはジャスミン様であり、いくらか 草本性を有すると記載されている(テクニカルデータシート)。 ヒトを含む動物に施与する場合、本発明の組成物は、使用濃度では毒性がなく 、皮膚に対する刺激もない。例えば、αヘキシル桂皮アルデヒド(HCA)は、 ラットにおける経口LD50が3.1 g/kgであり、経皮LD50が3 g/kgより大きい( Moreno,O.M.Report to RIFM,March 24,1971)。HCAは、閉塞下で24時間 、そのままのウサギまたは剥離したウサギにその純粋な化合物を施与した場合、 刺激は中位であることが分かった(Moreno)。石油に入れて12%で使用すると、H CAは、ヒトに対して閉じたパッチテストを48時間行った場合、刺激はなく、25 人に対して行った最大化テストでの感作もなかった(Kligman(1966)J.Invest. Dermatol.47:393)。フタル酸ジエチルにおける20%のHCAは、100 人に対し て行った繰り返し発作パッチテストにおいて、正の反応はなかった。モルモット において最大化テストを使用した研究において、Senma およびその共 同研究者らは、桂皮アルデヒドのα水素と置き換わるアルキル基の炭化水素数が 増えるにつれて、感作反応速度が低下するという傾向を報告している。 本発明の組成物は、上記式(1)で示される通りである。好ましい組成物は、 下記式(2): [式中、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はメトキシ基または1〜10個の炭素原子を含む有機置 換基を表し、R4は水素または1〜10個の炭素原子を含む有機置換基を表す。 ]で示される。特に興味深いのは、フラボノイドアルデヒド、特に芳香族アルデ ヒドである。本発明で使用する芳香族アルデヒドの例は、桂皮アルデヒド(下記 (3)): およびコニフェリルアルデヒド(下記(4)): である。 興味深い他の化合物としては、α位がアルキル(ヘキシル基など)または分岐 アルキル基(アミル基など)で置換された化合物などの、式(I)の化合物の類 似体が挙げられる。一般に、α位の基はC−5〜C−10である。該化合物とし ては、αヘキシル桂皮アルデヒドおよびαアミル桂皮アルデヒドが挙げられる。 αヘキシル桂皮アルデヒド(HCA)は、下記(5)で示される。 HCAのCASによる命名は、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。その化合物は、2−ヘキシル−3−フェニ ル−2−プロペナールの化学名でも記載される。その化合物の化学式はC1520 Oであり、分子量は 216.3である。HCAは、Firmenich から得ることができ、 その製品は、主に(E)−シス異性体(最大93 8%)および(Z)−トランス異 性体(最大6%)で構成されている。少量成分の一つとして、オクタナールの自 己アルドール縮合物質がある(1〜1.5 %(Personal Communication,June Burk hardt,Firmenich,Planisboro,New Jersey))。 本発明において使用することができる多数の芳香族および脂肪族アルデヒド、 例えばベンズアルデヒド、アセトアルデヒド、桂皮アルデヒド、ピペロナールお よびバニリンなどは、一般に、安全な(GRAS)合成香料として認められてい る(21 CFR§ 172.515)。これらの化合物の一つとして、HCAがある。HCAは、1950年代以 前に公に使用され、今日では、コンシューマープロダクト(石鹸、洗剤、クリー ム、ローション、香料)において広く使用されている(芳香性材料に関する論文 、Food Cosmet.Toxicol.12:suppl.,915,1974)。HCAは1965年にFEMA (香料抽出製造者協会、香料成分使用レベルの調査表No.2569.Fd.Technol.,C hampaign,19:(part 2)155,1965)によってGRAS(一般に安全であると認 められる)の認定を受け、米国のFDAにより、食料での使用が承認されている (21CFR121.1164)。欧州協議会(1970)(Council of Europe.天然および人工の芳 香物質、社会公共衛生領域における部分的同意、ストラスブルグ、List A(1),S eries 1,no.129,p.55,1970)は、HCAを、1ppm のレベルで、容認される人 工芳香物質のリストに含めた。さらに、Tweens(ポリソルビン酸塩)を含むフラ ボノイド化合物に対する乳化剤として使用することができる界面活性剤は、サポ ニン(これもGRASの認定を受けている。)と同様に、食品添加物として使用 されている。 本発明の芳香族および脂肪族アルデヒドは、当業者には周知の種々の合成方法 によって製造される。例えば、J.March編、 Appendix B,Advanced Organic Chemistry: Reactions,Mechanisms,and Struc ture,2nd Ed.,McGraw-Hill,New York,1977を参照。桂皮アルデヒドは、例え ば桂皮アルコールの酸化(Traynelisら、J.Am.Chem.Soc.(1964)86:298)また はスチレンとホルミルメチルアニリンとの縮合(英国特許 504,125)によって合 成的に製造できる。本発明でのアルデヒドは、天然源からの単離によっても得る ことができる。例えば、桂皮アルデヒドは、木材を腐食する真菌である Stereu m subpileatumから単離することができる(Birkinshaw ら、Biochem.J.(1957) 66:188)。 HCAは、例えば、USPN 5,055,621の記載に従って合成できる。実験室規模で は、HCAは、窒素雰囲気下でのベンズアルデヒドとオクタナールとの反応(ア ルドール反応)により合成できる。反応は、メタノール、309 ppm のジフェニル アミン、水酸化カリウムおよびベンズアルデヒドを充填したフラスコを攪拌する ことにより行う。オクタナールをゆっくり添加したのち、反応混合物のpHを酢 酸によって 7.5〜9.5 にする。メタノールを蒸発させ、反応混合物を水で洗浄し た後、有機層を蒸留装置に移す。ポットチャージの約20〜24%がベンズアルデヒ ドおよび「軽留分」として取り出され、残りの流出物は、αヘキシル桂皮アルデ ヒド「heart cut」を構成する。その「heart cut」をさらに分画すると、臭いの 評価に応じて、その物質の 1〜5 重量%が「軽留分」画分に除去され得る。最終 物質は、20℃での比重が 0.955〜0.965 であり、20℃での屈折率が 1.548〜1.56 2 であり、1気圧での沸点が305℃であり、融点が26℃である淡黄色の油状物質 である。市販物質は、酸化防止剤として作用する 0.04 % の2,6−ジ−t−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)(テク ニカルデータシート、ヘキシル桂皮アルデヒド 907600,Revision 853,Firmeni ch Inc.,Plainsboro,New Jersey)の添加により安定化される。HCAは、そこ に天然に存在することが報告されている米から単離することもできる(Givaudan -Roure Index,Givaudan-Roure Corporation,Clifton,New Jersey,1994,p. 89)。 HCAは、揮発性が低〜中の化合物であり、25℃での蒸気圧は70×10-5mmHgで ある。その親化合物である桂皮アルデヒドは、蒸気圧が約40倍高い(25℃で2970 ×10-5mmHg)。駆虫剤であるN,N−ジエチル−m−トルアミンの蒸気圧はわず かに高い (25℃で 167×10-5mmHg)(Reifenrath,W.G.(1995)Volatile Substances.Cosme tics and Toiletries,110:85-93)。 フラボノイドアルデヒドの合成に代わる方法は、組換え法、例えば微生物宿主 によって合成する方法である。得られる微生物は、発酵系でのフラボノイドアル デヒドの製造に使用され、または生きている、もしくは生きていない微生物の製 造でのフラボノイドアルデヒドの天然運搬系として使用される。酵母、特に Saa choromyces cerevisiae は、PALの高レベル発現に対してすでに遺伝子操作が 行われており(Faulkener,J.D.B.ら、Gene 143:13020,1994)、また植物のシ ンナメート4−ヒドロキシラーゼは酵母で機能することが示されている(Urban ら、1994 Eur.J.Biochem 222:843-850)ので、この目的に好ましい生物である 。 PALの発現によって、フェニルアラニンからの桂皮酸の産生能が導入される 。フェニルアラニンからの桂皮アルデヒドの産生には酵素によるさらに2つの工 程が必要である。植物では、これらの工程は、酵素であるシンナメート:CoA リガーゼ(CL)およびシンナモイルCoAリダクターゼ(CCoAR)によっ て触媒されるが、4−クマレートCoAリガーゼ(4C L)は基質として桂皮酸を使用することもできる(Knobloch および Hahlbrock 1 977,Arch.Biocem.Biophys.184:237-248)ので、4CLを、CLの代わりに使 用することができる。20より多くのクローン化PAL遺伝子および6より多い4 CL遺伝子が、本発明の実施における使用を容易にするのに十分詳しく(GenBank )記載されている。CCoARに対する遺伝子は、精製タンパク質のN−末端ま たはペプチド断片のアミノ酸配列に由来する配列をプローブとして使用してcD NAクローンを単離するための標準的な遺伝子クローン化法を使用することによ り植物から得られる。CCoARは、大豆培養(Wengenmayer ら、(1976)Eur .J.Biochem,65:529-536; Luderitz および Grisebach,Eur.J.Biochem,11 9:115-124,1981)、トウヒ形成層樹液(Luderitz および Grisebach、前出)、ポ プラ木部(Sarni ら、Eur.J.Biochem,139:259-265,1984)および Eucalyptu s gunnii(Goffner ら、Plant Physiol.106:625-632,1994)の異なる木部から 精製し、部分的に解析されている。精製の好ましい方法は、Goffner ら(前出) の方法である。なぜならば、それは、タンパク質の配列分析に使用することがで きるSDS−ポリアクリルアミドゲル上に単一のタンパク質 のバンドを生じるからである。 クローン化した遺伝子は、標準的な発現ベクターに導入され、電気穿孔法(Bec ker および Guarante,Methods in Enzymol,194:182-187,1991)などの標準的 な形質転換法による、微生物宿主、好ましくは酵母の形質転換に使用される。標 準的な酵素アッセイを使用して、遺伝子操作した遺伝子の機能的発現を確認し、 フラボノイドアルデヒドのアッセイを使用して、最大産生の菌株を選択する。フ ラボノイドアルデヒドは抗菌性を有するので、増殖サイクルの終わりまたは化学 誘発剤に反応して、導入された遺伝子のみの発現を生じる発現ベクターを使用す るのが好ましい。また、培養培地においてアルデヒドが蓄積するのを防ぐために 、固定化した全細胞反応器において遺伝子操作した微生物宿主を増殖させるのも 望ましいと考えられる(例えば、Evans ら、Biotechnology and Bioengineering 30:1067-1072,1987)。 上記した式(1)、(2)、(3)、(4)および(5)の特定の化合物の他 に、前駆体に対して生物学系が作用すると上記式の化合物を産生するこれらの化 合物の誘導体は、本発明の化合物と同等であると考えられる。すなわち、前駆体 を代謝し て上記式の特定の化合物を産生することができる害虫に前駆体化合物を使用する ことは、本発明の実施と同等である。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 No.5,149,715およびそこに引用されてい る参考文献に記載されている。また、Casey および Dobb Enzyme Microb.Techo l.(1992)14:739-747も参照。 他の成分(式(1)のもの以外)を組成物に添加すると、組成物に存在する少 なくとも1つの他の化合物の効果を調整することができ、それによって、結合し た作用がそれらの成分を添加しない場合よりも大きくなり、好ましくは、組成物 の式(1)の成分と共働的に作用する。共働的とは、別の成分を有する組成物の 活性が、その成分を含まない組成物と比較して、効果を一つにまとめることによ り大きくなることが予想されることを意味する。 好ましい別の成分としては、サポニンが挙げられる。サポニンは、一群の化合 物であり、各々、サポゲニン部分と糖部分とから成る。サポゲニンは、ステロイ ドまた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 ントースまたはメチルペントースであってもよい。S.Budavari 編、 The Merck Index,11th ed.,Merck & Co.,Inc.,Rahway,N.J,,1990,p.132 8。本発明の組成物で使用されるサポニンは、植物に広く分布するステロールグ リコシドを含み、各サポニンは、サポゲニンおよび少なくとも1種の糖部分から 成る。サポゲニンはステロイドまたはトリテルペンを含み、糖部分は、グルコー ス、ガラクトース、ペントースまたはメチルペントースを含むことができる。本 発明で使用されるサポニンは、周知の方法を使用して、それを産生することが知 られている、ユッカ、セッケンボク、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およびアスパラガスからジンコウまでの範囲に及ぶ種々の 植物を含む種々の源の果実、葉、種子および/または根などの植物の種々の部分 から産生および/または単離することができる。本発明で使用されるサポニンは 、好ましくは、ヒトおよび高等動物に対して毒性がない。最も好ましくは、本発 明で使用されるサポニンの毒性は、食料と同一の等級であり、源はユッカ植物で あり、最も好ましくはYucca schidigera または Y.validaおよびそれらの同等 物に由来する。Yucca schidigera由来のサポニンはステロイド系サポニンを含み 、主なサポゲニンは、サルサポゲニンおよびチゴゲニンである。サルサ サポニンを加水分解すると、サルササポゲニン(サルササポゲニン5−β、20 −βF、22−δF、25−βF;スピロスタン−3−β−01およびパリゲニ ンとしても知られる)、グルコースおよびガラクトースを生じる。サルササポゲ ニンの分子式はC27443である(Nobel,Park S.,Agaves,Oxford Univ.Pre ss,New York,1994)。従って、所望の害虫増殖抑制特性を有する組成物を生じ るこれら化合物の誘導体は、本発明と同等であると考えられる。サポニンは、特 定のサポニンの化学的構成に帰因する種々の活性を有し、サポニンの源に依存す る。例えば、Japanese Camillaに由来するサポニンは、カの幼虫の増殖を抑制す る。ユッカ植物以外を源とするサポニンは、殺虫剤組成物における活性成分とし て使用することができる。適切であれば、サポニンを含まない組成物と比較して 組成物の害虫増殖抑制効果を増加するサポニンを選択するのが好ましい。 サポニンの組成物における別の添加成分としての効果は、混合する、またはフ ラボノイドアルデヒドの所与の組成物と組み合わせて個々に使用するサポニンの 量を変えて添加することにより測定する。組成物の効果は、サポニンの順次希釈 物を含む、または含まない各組成物に対する特定の害虫の感受性を調べる ことにより測定する。一般に、サポニンの有効量は、10°ブリックスのサポニン 抽出物の約0.01〜3 %の範囲、最も好ましくは約0.25% v/vの水性溶液である。 10°ブリックスは、糖化学における技術用語である。ブリックス値は、溶液にお ける糖の重量%に等しい(Hawley編、The Condesned Chemical Dictionary,10t h ed.,Van Nostrand Reinhold,New York,1981,p.149)。 重炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、リン酸ナトリウムまたは二リン酸ナトリ ウムなどの多塩基酸の塩の水性製剤などの他の成分を組成物に含めることができ 、その場合、その添加は、組成物の殺虫性を増加し、および/または、例えば、 組成物と接触した表面上に残渣を残すのが好ましい適用に対してはそれを実質的 に行なうことにより組成物に他の正の特性を付与する。一般に、組成物は、特定 のアルデヒド、例えばコニフェリルアルデヒドの固有の酸化防止特性以外に酸化 防止剤を使用しなくても有効である。 組成物の安定化は、係る組成物を設定時間にわたって高められた温度にさらす 加速テストなどの種々の方法で評価することができる。組成物のサンプルを規則 的な間隔で取り出し、当業 者に周知の方法によって化学的に分析し、分解の速度および性質を測定する。例 えば、HCAは、30 mの非極性ポリジメチルシロキサン毛細管カラム(例えば、 HP-1、Hewlett-Packard または SPB-1、Supelco )および水素炎イオン化検出器 を使用する気液クロマトグラフィー(GLC)によって分析できる。担体ガスと してヘリウムを使用し(8 ml/分)、カラムの温度を約 240℃とすると、(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。 特に興味深いのは、組成物へのアジュバントの添加である。「アジュバント」 は、主要成分の作用を助けるために組成物に添加される物質を意味する。農薬の 塗布では、噴霧アジュバントがこの機能を果たす。有効な噴霧アジュバントは、 1種以上の界面活性剤、溶媒または共溶媒を含むように配合することができる。 界面活性剤、水および油性成分を含む系は、規則相(ordered phase)を形成する という他の多くの可能性を有し、可能性の一つとしての一次相の場合、界面活性 剤がそれ自体でまとまって種々の形状の集合体をなし、ミセルを形成することが できる。界面活性剤は、互いに浸透する油相および水相の間 の界面に集まってミクロエマルジョンを形成することもできる。殺虫剤用に好ま しい界面活性剤はサポニンである。サポニンは、アジュバントおよび界面活性剤 として、また植物毒性の低下のために使用することができる。植物毒性の抑制お よび毒物学的安全の両方に対して好ましいサポニンは、Yucca spp.由来のもので ある。コレステロールを結合しない好ましいサポニンとしては、アスパラガス由 来のものが挙げられる。 化合物は単独で、または他の活性もしくは不活性物質と一緒にして使用するこ とができ、手近な特定の目的に対してより適するような濃度の活性化合物を含む 濃縮液体、溶液、懸濁物、粉末などの形態で噴霧、注入、浸漬することにより使 用することができる。それらは例えば、適する溶媒における希釈溶液の形態で、 害虫の居る場所または居そうな場所に直接施与することができる。例えば、カー ペット、ペットの寝所、ペットの毛、衣類、皮膚などの表面の洗浄手段として使 用する場合、アルデヒドを水性溶液として単独で配合することができるが、石鹸 または洗剤として製造することもできる。使用できる洗剤としては、米国特許 N o.4,978,686に記載されたものなどの陰イオン洗剤が挙げられる。いくつかの用 途に対しては、化合物を固体 支持体に結合して粉末状または「トラップ」にして使用する。例として、組成物 を特定の害虫に対するトラップとして、または餌として使用すべき用途では、本 発明の組成物を害虫の居る場所に直接噴霧することができ、あるいは、固体支持 体に結合させるか、時間とともに放出する物質に入れてカプセル化することがで きる。固体担体を使用する場合、活性アルデヒドの酸化に導き得る物質は避ける べきである。放出系の例としては、澱粉−デキストランなどが挙げられる。放出 系の例に関しては、Yuanら、Fundamental and Applied Toxicology(1993)20:8 3-87を参照。 標的害虫としては、昆虫およびクモガタ網動物、特に、有機物質にコロニーを 形成するものが挙げられ、特に、害虫の誘因物質である有機物質にコロニーを形 成する昆虫およびクモガタ網動物が挙げられる。誘因物質とは、害虫が必要とす る栄養を提供する有機物質を意味する。また、興味深い標的害虫、有機物質また はそれらの栄養を提供する生息地は次の通りである。ハエ(Muscara domestica( L.)および Stomoxys calcitranus(L.))、腐敗有機物質、特にプトレシンを含む 物質;ノミAphaniptera(Siphonaptera)、血;ダニArgas(Persicargas) arboreus(Ixodoidea:Argasidae)、カタダニ(Ixodidae 科)、ヒメダニ(Argasidae 科)、血;Dictyoptera: Blattellidae 、腐敗有機物質;シロアリ Isoptera: Rh inotermitidae、有機物質、特にセルロースを含む物質;アリ(formicidae)、例 えばハリアリ(Solenopsis invicta)、オオアリ(Camponotus pennyslvanicus )、サスライアリ(Eciton);カ(Aedes aegypti)、血。また、興味深いのは、 オーストラリアなどでのウシの大きな問題と関連し、マウスとも関連のあるカタ ダニの Boophillysannulatus である。一般に、シラミは、二つの目に分けられ る。すなわち、Anoplura(sucking lice)および Mallophaga(他の全て、例えば elephant liceおよび chewing lice)である。 また、標的害虫として興味深いは、ハダニ(arthropoda)、dust ダニ、ミツ バチを感染させるダニならびにCryptostygmata(beetlemite); Mesostigmata(家 禽の赤いダニ);Prostigmata(フシダニ、water ダニ、ツツガムシ(follicle mite,quill mites);Astigmata(粉につくダニ、家具につくダニ、毛につくダ ニ、疥癬ダニまたは皮癬ダニ、fuschia ダニおよび dust ダニ)の目のものなど の他の種々のダニなどのダニである。本発明の組成物による処理が可能な昆虫お よびクモガタ網 動物の多くは、それらの消化管に共生細菌が寄生しているというのが本発明の理 論である。従って、上記で挙げたもの以外で共生生物が寄生している昆虫および クモガタ網動物も、本発明組成物によって抑制することができる。 使用に際しては、殺虫剤を含む組成物を、害虫が居そうな場所に入れる。例え ば、組成物を、標的害虫が居る有機物質または標的害虫が居そうな有機物質の表 面に湿性または乾性の組成物として噴霧する。あるいは、組成物を、標的害虫と 接触し得る出没場所に湿性または乾性施与することができる。 場合によっては、時間とともに放出される組成物を使用することができ、特に 、動物に施与する場合、または動物の住処などの再び出没する場所に施与する場 合である。固体形状またはマイクロカプセル化の状態で使用する場合、使用用量 は、典型的には、1〜35重量%であり、最大充填は、選択した入れ物の材料の関 数として決定され得る。放出速度は、化学的分析法を使用して測定し、最適化す る。定性的には、GC法を使用して放出されるアルデヒドの量を測定することが できる。カプセル化した(ペレット化した)製品のサンプルは、種々の時間にサ ンプリングして、放出の測定をおこなう。あるいは、組成物か ら放出される揮発性の気体を分析することもできる。噴霧または粉末で使用する 場合の活性の測定に対しては、時間に対する組成物の安定性を、当業者に周知の 方法を使用するGC法によって評価することもできる。組成物のメタノールまた はアルコール抽出を行って、HPLC分析により評価することもできる。 アルデヒド成分は、所望によりポリサッカリダーゼ結合ドメインなどのリンカ ーにより、固体支持体に結合させることができ、その場合、固体支持体は、セル ロース、特に微結晶セルロースなどの多糖である。セルロース結合ドメインの作 製は、米国特許 No.5,340,731、5,202,247 および 5,166,317ならびにPCT出 願 No.WO94/24158に記載されている。アルデヒドは、当業者に周知の方法を使用 して、分解可能な結合を含んで、または含まないで、結合ドメインに結合させる ことができる。これらの組成物を使用すると、適切な多糖を含む表面に直接浸透 させることができ、例えば、表面が紙または木材などのセルロースの場合、セル ラーゼ結合ドメインが使用される。例として、フラボノイドアルデヒド−セルラ ーゼ結合ドメイン組成物を使用すると、シロアリが外寄生する、あるいはすでに 外寄生している木材に浸透させることができる。他の用途では、アルデヒ ド−セルラーゼ結合ドメイン組成物をトラップとしての紙に、または顆粒がコロ ニーに送り戻される微結晶セルロースに結合させることができる。所望により、 餌またはトラップは、さらに、標的の害虫に対する化学誘因物(例えば、ハエに 対するプトレシンまたはゴキブリに対するカダベリン)をセルラーゼ結合ドメイ ンによりセルロース支持体に結合させて含めることができる。化学誘因物の他の 例は、当業者には周知である。 餌またはトラップを用意することの他に、標的害虫の外寄生を、粉末または洗 剤組成物(例えば、ダストダニおよびノミならびに他の疑わしい害虫の外寄生を 処理するためのカーペットシャンプーなど)を使用して処理することもできる。 本発明の組成物は一般に、しみにならないし、さらに、処理表面に快い芳香を付 与することが多い。該組成物はまた、ノミおよびダニによる外寄生を含む動物ま たはヒトの外寄生の処理に対して、エマルジョンまたはゲルとして使用すること もできる。一般に、該組成物は、使用濃度では摂取に対して安全であり、さらに 、典型的には、正の感覚刺激性および嗅覚刺激性を有する。 本発明組成物に対する特定の害虫の感受性を調べるためには、実施例に記載し たin vitroおよび in vivo試験を使用すること ができる。適切な場合は、組成物の皮膚に対する影響を評価する必要もある。従 って、適切な場合は、組成物の毒性の少なくとも一つの評価を標的害虫の動物宿 主または処理表面と接触し得る動物に対して試験して、皮膚に対する影響が使用 する殺虫剤の用量に対して試験できるようにすることが重要である。そのような 皮膚に対する感受性の試験は、当業者に周知の方法を使用して行うことができる 。場合によっては、処理組成物を調整して、組成物に関連する皮膚への影響を減 少させるようにすることが必要であると考えられる。 本発明の方法は、標的害虫の増殖および/または生存力を損なうのに十分な量 の殺虫剤を標的害虫に導入することによって行われ、それによって、ある場所に おけるその害虫の集団を減少させる。係る殺虫剤の標的害虫への導入法は、標的 害虫によるトラップからの直接摂取により、または殺虫剤で処理される、栄養を 備えた有機物質を標的害虫の餌とすることにより可能である。場合によっては、 特に、組成物が、害虫、特に害虫の幼虫または他の成虫前の形態の外部組織によ り吸収される洗剤組成物などの場合は、殺虫剤を害虫に吸収させてもよい。場合 によっては、標的害虫の皮膚骨格を実質的な組成物との接触によ って溶解させる。いくつかの用途では、組成物を害虫のコロニーの位置に運ぶ必 要があるかもしれない。 組成物の使用法の少なくとも一部は、処理すべき害虫およびその飼養習性なら びに生殖および巣作りの習性に依存する。以下は、特定の種類の害虫の外寄生の 処理法の例である。ハダニおよびその関連体(例えば、ナミハダニ(Tetranychus urticae))の場合、生活段階は、卵、初期の6脚未成熟段階および8脚未成熟 段階ならびに成虫段階を含む。室温および温かい温度ならびに低湿度では、世代 は10日間ほどで完了する。メスの成虫は、典型的には、14〜21日間にわたって1 日に5個までの卵を産む。 成虫のクモガタ網動物は、植物の細胞を通り抜け、液汁を餌とする。feeding mites の周りには白い小さな斑点の傷が現れ、全身性の変色が生じ、外寄生が進 むにつれて褐色になる可能性がある。成長力が低下し、成熟する前に葉が落ちる 可能性がある。中でも、ラズベリー、バラ、豆、キュウリおよびマリーゴールド は、最もよく、大きな被害を受ける。さらに、ナミハダニも、温室作物および室 内植物に被害を与える最も一般的な種である。 ハダニは、殺虫剤で抑制するのが極めて困難であり、一般に使用される多くの 殺虫剤(例えば、Sevin )は、天然の食肉動物を滅ぼすことにより問題を増加さ せ得る。マラチオンおよび ortheneなどのダニ駆除剤は、ハダニがそれらに対す る耐性を持つようになったので、無効であることが多い。 マダニは、亜綱 Acariの最大群であり、陸上の脊椎動物の真正な吸血外部寄生 虫である。ある種は家畜の害虫であるが、別の群はヒトの病気を媒介する。ダニ は、3つの科に分類され、一つを除く全ての種は、Ixodidae(カタダニ)または Argasidae(ヒメダニ)に属する。カタダニの名前は、体の前の上部の厚い甲( 盾板)に由来する。カタダニは十分発達した突出した口器を有する。これは、数 日はかかり得る栄養補給中に放浪する宿主に対して自身を守るために必要である 。通常のカタダニは、全世界的な褐色のアメリカイヌカクマダニである。本発明 の化合物は、噴霧剤、粉末、ダスト、シャンプーおよび浸液として宿主に使用す ることができ、また、動物の首輪または寝所の処理に使用することもできる。ヒ メダニは盾板がなく、裏側の目立たない所に比較的弱い口器を有する。ヒメダニ は habitatダニであり、宿主の隠れ場所に留まり、宿主が戻ると栄養補 給を行う。ヒメダニの口器は、栄養補給が進んでいる間、宿主は一般に休息して いるので、例外的にあまり武装していない。栄養補給の後、ダニは通常、地面に 下りて卵を産み、または脱皮する。本発明の化合物を使用すると、巣および住処 、小放牧場、檻などに有効量を噴霧することにより処理することができる。 アリ(Formicidae)のいくつかの種は、庭および家庭内、特に台所での厄介物で あり得る。米国のアリのほとんどの種は、産卵する女王アリ、若いまたは幼虫の アリ、さなぎおよび多くの働きアリが残っているコロニーまたは巣の中で生活す る社会性昆虫である。働きアリは全てが卵を生まないメスであり、コロニーの世 話をするとともに食料を探し、それを巣に持ってくる。春または秋には、アリの コロニーから羽のあるオスが生まれる。彼らは飛び回り、交尾し、新しいコロニ ーを形成し始める。餌は、アリが巣に持ち帰るように作ることができる。 アリは、粒状の土のマウンド、すなわち小さい丘を作る。これは、周囲の植物 を厚くおおう可能性がある。また、草は、その草の根の周りの土が発掘や穴堀り の影響で干からびると、枯れる可能性がある。芝生のある場所に常に出入りし、 最後には 蟻塚を作るアリのいくつかの種には、イエヒメアリ(Monomorium minimum)、pave ment アリ(Tetramorium caespitum)および thiefアリ(Solenopsis molesta)があ る。本発明の化合物を使用すると、巣および蟻塚ならびにそれらが作られそうな 場所を有効量で処理することができる。他のアリは、植物のある場所または草の 生えている場所の近くにいるかもしれない。クロオオアリ(Camponotus pennsyl vanicus)は、腐朽した木、丸太および家を構成している木材にすら巣を作る。 これらの大きくて羽のあるクロアリは、その長さが1mmを超えるものも多い。羽 のあるオスおよびメスは時々群がることがある。絶滅には、餌や接触噴霧剤を使 用することができる。 アカトフシアリ(Solenopsis invicta)のコロニーは、0.5×106匹までの働きア リを含む蜂の巣型の小丘を作る。これらの小丘は、牧草地、路辺、野辺および家 の芝生に見つけられる。アリは、多くの場所に小丘を作るが、日の当たる場所を 好み、砂土よりも泥土を好む。ハリアリは、湿った場所の上に移動するために、 雨季にその小丘を大きくする。巣や小丘作りに使用する土は、ある濃度の組成物 で処理すると、働きアリや兵隊アリを殺し、小丘の大きさを小さくすることがで きる。 カは、その生活環中に完全変態を受ける。水中で繁殖する卵は、孵化のために H2Oを必要とする(いくつかの種類は乾いた土の上に産卵し、他は水中に直接 産卵する。)。幼虫の成長は速く、4〜10日で4回脱皮する。カの餌は単細胞 生物およびお互いである。さなぎは餌を食べないで、2〜4日で成虫になる。本 発明化合物の組成物を使用すると、水がよどんでいる環境(例えば、水がよどん で腐っている池、捨てられたタイヤ、びん、缶など)を処理することができる。 水鳥のいる場所(湿地の池、湖など)では、係る化合物の組成物の濃度を調整し て、後期の幼虫を殺すことができる。幼虫の期間が長くなると、水鳥のいくつか の種はカの幼虫を食べる(例えば、アヒル)ことが報告されているので、水鳥の 餌になる可能性がある。成虫は、有効濃度の本発明化合物を含む殺虫剤を表面上 または飛行中に噴霧接触させることにより抑制できる。 ゴキブリは、その生活環中に徐々に変態を受ける。腺状分泌液とともに生まれ た多くの卵生卵は、硬化して、丈夫な保護用のカプセル−卵嚢を形成する。これ は、基板(通常は破片によつて包み隠される)に粘着するか、メスの腹部の端に 付いて運ばれる。可能な場合は、若虫および成虫に直接接触噴霧するこ とによりその昆虫を抑制することができ、あるいは、通り道(例えば、食料を準 備する場所、ゴミのある場所など)に有効量を噴霧する。あるいは、化学誘因物 質の殻に係る化合物の組成物を入れてカプセル化し、トラップまたはよく通る表 面に置いてもよい。 ハエは、完全変態を受ける。産卵は、湿気のある生息地で行われる。脚のない 幼虫が水分を必要とするからである。寄生ハエは、多くの環境にたくさんいて、 広い範囲の動物、他の昆虫および脊椎動物の中および上で卵を産む。ハエは、接 触殺虫剤(例えば、噴霧剤、粘着紙のついたトラップ、他の型のトラップおよび 固形の餌)として配合した有効量の本発明化合物により、成虫の段階で殺すこと ができる。 ノミは完全変態をうける。幼虫は自由生活を行い、脚がなく、発達した頭部が ある。ノミは哺乳類に寄生し、巣、隠れ場および穴をつくる宿主を好む。幼虫は 、宿主がそのねぐらに居る間に宿主の血を吸って生きており、血は乾燥して、成 虫のノミから排泄物として出る。幼虫は天候の変化に弱い(乾燥した条件では乾 燥し、水滴でおぼれ死ぬ)。このため、ノミのいる環境は限られる(巣、穴など )。卵、幼虫およびさなぎ(silk cocoon)は、宿主の巣または生息地で自由に成長する(例えば、ネコおよびイヌ の毛につくノミは、ほとんど、巣(ねぐら)の中である)。さらに、ノミは通常 、イヌやネコに寄生し、多くは、ヒトの血を吸ったときに生じる痛みのあるちく ちくした刺傷を経験している。ノミは、ほとんど脚の上を刺し、しばしば1列に 2〜3個の刺傷ができるのが特徴である。ノミは宿主から宿主へ移り、平気で数 種類の動物にたよって生きる。ネコのノミ(Ctenocepalides felis Bouche 、Si phonaptera目、pulicidae 科)は、ほとんどがネコと同様にイヌやヒトにも見ら れる。本発明の化合物を使用すると、宿主または生息地に本発明化合物を含む有 効量の組成物を、噴霧剤、ダスト、粉末またはルーメンおよび胃が1つである哺 乳類の消化器系を通過するのに適した消化されない材料でカプセル化したものと して接触させることによりノミを抑制することができる。 シロアリは、卵から幼虫(若虫)を通り、成虫へと変態を受け、さなぎの段階 はない。若虫は、成虫のシロアリに似ている。シロアリは、生活環のほとんどの 段階を、コロニーを作って生きている。成虫の下部の腸にいる原生動物は糞の接 触によって成虫から若虫に入る。高等なシロアリは、アミノ酸の供給に含 まれる腸細菌を有する。シロアリは、若虫および成虫に適切な組成物を直接噴霧 することにより本発明の化合物で処理することができる。シロアリが接触する木 材の表面も、有効量の組成物で処理することができる。シロアリは、本発明のマ イクロカプセル化した組成物と接触させることができ、本発明化合物をセルロー ス結合ドメインを介して木材の表面に結合させることもできる。誘因物質および 本発明の化合物を餌としたトラップも使用し得る。 ワタまたはメロンアブラムシ(Aphis gossypii Glover)は、ワタが葉を出すと すぐにワタの木に飛んでくる。これらの小さくて軟体の淡緑色をしたアリマキは 、植物に飛んできて繁殖を始める。アリマキは、天然の敵が十分に活動すること ができない寒くて湿った季節に、植物の発育を妨げて変形させるのに十分なほど 増えることができる。しばしば、暑い季節、すなわち夏が到来すると、彼らは事 実上、消失する。地上で生きている最も重要な種は、ワタまたはメロンアブラム シ(Aphis gossypii Glover )である。本発明化合物は、アブラムシまたはその 生息地に本発明化合物を含む有効量の組成物を、噴霧剤、 ダスト、粉末または不消化材料でカプセル化したものとして接触させることによ りアブラムシを抑制するのに使用することができる。 有毒クモは、哺乳類において、軽い局部炎症から重い全身性の反応までに及ぶ 病気を引き起こす。北アメリカにいる最も有毒なクモであるクロゴケグモLatrod ectus mactans(Fabricius)およびL.geometricus(Fabricius)は、ヒトの約 0. 2%の死亡率の原因である。北アメリカにいる毒の強い他のクモは、イトグモ La xosceles reclusa(Gertschおよび Malaik)である。オスもメスも刺す。本発明の 化合物を使用すると、有効量を噴霧することにより、巣および住処などを処理す ることができる。 ウシ疥癬ダニなど疥癬ダニ(またはPsoroptic Scab)(Psoroptes equi(Raispai l)およびP.ovis(Herlng))は、その鋭い形の口で皮膚に穴を開けることにより 動物に傷を負わせる、小さくて白っぽい8本脚のダニである。初期の症状は、滲 み出る小さくて赤い小膿疱である。ダニの数が増えると、血清が充満した黄色が かったかさぶたで覆われる部分が大きくなる。ダニの上の皮膚にはより大きい疥 癬が生じ、毛が大きな部分で現れ る。ウシの疥癬は、隔離性の病気である。本発明の化合物を使用すると、本発明 化合物を含む有効量の組成物を噴霧剤、ダストまたは粉末として宿主またはその 生息地に接触させることにより、疥癬ダニを抑制することができる。 通常のトコジラミ(Cimex lectularis)およびその密接に関連したもの(家禽の シラミ(Haematosiphon inodorus(Duges)、ヨーロッパハトシラミ(Cimex colu mbarius Jerjus)およびツバメシラミ(oeciains vicarius Hrovath))は、家禽舎 のありふれた害虫である。夜になると、若虫および成虫が眠っているニワトリに 入り込み、その血を吸う。座っているニワトリは、特にこれらの害虫に悩まされ 、巣を離れることを余儀なくされる。トコジラミは、ヒト、ウサギ、モルモット 、ウマおよびウシをも攻撃する。ヒトの場合、刺傷は、1週間以上にわたってだ んだん痛みが増してくる。トコジラミは、混み合った汚い条件下で繁殖する。本 発明化合物は、本発明化合物を含む有効量の組成物を例えば噴霧剤、ダストまた は粉末として宿主またはその生息地に接触させることによりトコジラミに使用す ることができる。 コナカイガラムシは、その奇妙な外見は別として、アブラムシ、キジラミおよ びネアブラムシとあまり違わない。彼らは植物の液を吸い、病気を広げる。かれ らが分泌する蜜によって、すすのような菌類の増殖が生じ、宿主植物の光合成を 妨げる。本発明の化合物を使用すると、本発明化合物を含む有効量の組成物を噴 霧剤、ダスト、粉末または不消化材料でカプセル化したものとしてコナカイガラ ムシまたはその生息地に接触させることによりコナカイガラムシを抑制すること ができる。 下記実施例により本発明を説明するが、以下の実施例は本発明を限定するもの ではない。実施例 材料および方法 以下の実施例で使用した化学薬品は、下記から得た。桂皮アルデヒド、Spectr um Chemical Company,N.J.;コニフェリルアルデヒド、APIN Chemical,U.K. ;Tween 80および重炭酸ナトリウム、Spectrum Chemical Company,Gardena,Ca lifornia;αヘキシル桂皮アルデヒド、Firmenish Chemical Manufacturing Cen ter,Port Newark,New Jersey。濃度は、指示した溶液の希釈前の濃度として示 す。 実施例1ハダニに対する組成物の効果 ナミハダニ(Tetranychus urticae)に対する桂皮アルデヒドおよび/またはコ ニフェリルアルデヒドの活性を以下のように測定した。二重盲検法において、ペ トリ皿(直径 60 mm)の内表面を 100μl の試験組成物で処理し、風乾して、 1時間以内に使用した。20匹のハダニの成虫を各ペトリ皿に入れ、処理した皿と の接触の24時間後のハダニの死亡率(%)を求めた。 処理プレートとの接触の3時間後を、水のみで処理したペトリ皿におけるハダニ と比較する。植物の葉のバイオアッセイ ワタ植物を、温室で鉢植え用の土を入れた7.5mm の容器に植えて生育させる。 植物が三葉の段階に達したところで、60匹のハダニの成虫を寄生させる(6回) 。ダニを落ちつかせて、餌を与える。植物に、100〜2000pm(0.1〜2g/l)の濃度の 試験組成物を含む組成物を噴霧して流出させる(約5ml)。植物を背の高いプラ スチックのかご(高さ5mm×直径10mm)で覆う。試験組成物を噴霧した植物上で のハダニの死亡率を求め、水のみを噴霧した植物上でのハダニと比較する。 実施例2ハエに対する組成物の効果 1.5m×1.5m×1.5mの大きさの空調を施した箱の中で、150 匹のハエ(Musca dom estica(l..)およびStomoxys calcitranus(l..))を放ち、8mlの試験物質を噴霧 する。試験物質は、適切な組成物中に 100〜2000ppm の桂皮アルデヒドおよび/ またはコニフェリルアルデヒドを含む。15分さらした後、飛ぶことのできないハ エの数を記録する。全てのハエを新鮮な空気を入れ た保管ケースに移し、20時間で回復させる。死亡したハエの数を数え、各組成物 によって死亡したハエの割合を、未処理の場合および約70 %のレベルでハエを死 亡させることが知られている組成物で処理した場合と比較する。 実施例3ノミに対する組成物の効果 ペトリ皿によるバイオアッセイ Aphanptera(Siphonaptera)の感受性を次のように試験する。ペトリ皿(直径 60mm)を水に溶解した特定用量の物質(100〜2000ppm )で処理し、乾燥させる 。20匹の昆虫試料および20匹の昆虫の幼虫を各々、別々の皿に入れる(10回繰り 返す)。処理プレートと接触させて30時間後の昆虫および幼虫の死亡率を、希釈 剤のみで処理した昆虫および幼虫、ならびに約70%のレベルでノミを死亡させる ことが知られている組成物で処理した場合と比較する。接触処理 ネコのノミ(Ctenocepalides felis)のαヘキシル桂皮アルデヒドを含む種々の 組成物による処理を次のように試験する。二重盲検法において、種々の濃度の処 方のネコのノミ(Ctenocepa lides felis)に対する活性を試験した。最初の実験では、6%のTween 80におけ る5%、10%および20%濃度のαヘキシル桂皮アルデヒドを試験した。対照とし て、6%のTween 80を含むブランク組成物および組成物を含まない負の対照を試 験した。ノミをそれらの組成物と直接接触させ、死亡率を、視覚的および接触の 72時間後のプローブ検査の両方で評価した。 各組成物濃度の約11,356mlを、20PSI でカーペット(DuPont)の 0.279m2の部 分に噴霧した。風乾した後(20分)、直径が各14cmの4個のプラグを、処理した カーペットの各部分から切り取った。全部で4回の反復実験の各実験に対して1 個のプラグを使用した。各処理および実験に対し、25匹のノミを各プラグの上に 導入した。次いで、回転させ、脱出試験を行い、2l容器に空気を通した。72時 間後に死亡率を評価した。 種々の濃度のαヘキシル桂皮アルデヒドを使用した全ての処理によるノミの死 亡率は80%より高かった。6%組成物のブランクでは、14%の死亡率が認められ た。表2を参照。 実施例4マダニに対する組成物の効果 二重盲検法において、濾紙(90mm)(Whatman)を1mlの試験組成物で処理して均 一に飽和させ、90mmのペトリ皿に置いた。10匹のクモガタ綱動物を各ペトリ皿に 入れ、皿を閉じた。30分、1時間、3時間、6時間、12時間および24時間後に死 亡率を観 察した。桂皮アルデヒドの濃度は、2%Tween 80、6%NaHCO3の賦形剤に おいて10〜50,000ppm と変化させた。賦形剤のみ、またはH2O(HPLC)の 効果も試験した。別の実験では、賦形剤の成分の効果を水と比較した評価した。 カタダニ(Ixodea pacificus および Dermacentor albipietus)による予備実験 では、24時間で、賦形剤における濃度が2500ppm において 100%の死亡率が達 成された。賦形剤において2500以下の濃度では、死亡率に対する効果はなかった 。H2Oまたは賦形剤のみの場合も効果は認められなかった。 ヒメダニ(Ornithodoros coriaceus)による予備実験では、賦形剤における濃度 が12,500ppm 以下(試験1)、および賦形剤における濃度が12,500ppm(試験2 )で100%の死亡率が達成された。H2Oまたは賦形剤のみの場合は効果は認めら れなかった。表3参照。 実施例5ドイツゴキブリに対する組成物の効果 ゴキブリのオスの成虫(Dictyoptera; Blattelidae)を使用して、桂皮アルデヒ ドおよび/またはコニフェリルアルデヒドの殺虫剤活性を局所塗布法により評価 した。局所塗布によるバイオアッセイ 20匹のゴキブリをステンレス製のふた付きバケツ(2l)に入れた。食料、水 および避難所を用意して1週間後、Gilmour スプレーびんを使用して、腕の長さ (約1m)で5mlの試験組成物を噴霧した。処理後5分、30分、1時間および12 時間で、死亡した、または死にかけているゴキブリの数を数え、未処理(希釈剤 のみ)と比較した。Raid(活性成分:ペルメトリン、ピレトリンおよびPBO) を正の対照として使用した。5分以内に、Raidで処理した全てと同様に、水性賦 形剤(2% Tween 80 、6%NaHCO3)における2%の桂皮アルデヒド(20,0 00 ppm)で処理した全てのゴキブリが死亡した。賦形剤のみで処理したゴキブリ は10%が30分以内に死亡したが、12時間までに死亡率のそれ以上の増加はなかっ た。 実施例6Western Subterranean シロアリ(Isoptera; Rhinotermitidae)の処理−実験室バ イオアッセイ トレイによるバイオアッセイ 滅菌した砂を各組成物および成分の水性エマルジョンで処理して500ppmの堆積 物(重量/砂の重量)を得た。砂の 500g のサンプルを金属製のトレイ((50×30 )cm)上に1mmの厚さに均一に広げ、エアブラシを使用して65mlのエマルジョン を 1,970g/cm2(28psi)で噴霧して、均一な処理を得る。各組成物および成分に 対して6個のサンプルを用意する。処理した砂を煙フードで30分間脱水乾燥し、 各処方で処理した砂の殺虫剤活性を、処理した堆積物に対してシロアリを24時間 連続して閉じ込めることにより測定する。10匹のシロアリをペトリ皿(35×10mm) にある処理した2.5ml の砂に対してさらし、各々、5回反復実検する。シロアリ およびペトリ皿を、飽和硫酸ナトリウム水溶液により93%RHに維持した部屋に 入れて保つ。24時間さらした後の死亡した、または死にかかっているシロアリの 数を測定する。シロアリは、5分以内に回復できない場合は死亡とみなす。試験 組成物の有効性を希釈剤のみ、または約70%のレベル でシロアリを殺すとこが知られている組成物で処理したシロアリと比較する。 実施例7アリに対する組成物の効果 成虫のオオアリ(Camponotus pennsylvanicus)に対する桂皮アルデヒドの効 果を次のように評価した。20匹のアリの成虫を20lのステンレス製ふた付きバケ ツに入れた。試験組成物を用意して1時間以内に使用し、昆虫に噴霧する直前に 攪拌した。8mlの試験溶液を、ファインスプレー(Gilmourハンド噴霧器)によ って噴霧した。0.5 、1、8および24時間後に昆虫を観察した。2% Tween 80 および6% NaHCO3/水における桂皮アルデヒド(2%、20,000ppm)は、全 ての時点で死亡率が 100%であった。2 2% Tween 80 および6% NaHCO3の賦形剤。Raid(活性成分:ペルメ トリン、ピレトリンおよびPBO)を正の対照として使用し、0.5時間で90%の 死亡率が得られ、他の全ての時点で 100%の死亡率が得られた。 実施例8カに対する組成物の効果 成虫 カに対する組成物の毒性を、カリフォルニア大学 Mosquito Control Research Laboratory at the kearney Agricultural Centerから得たカの成虫 Aedes aeg yptiを使用して測定した。実験は、二重盲検法として行った。 1mlの試験組成物を shellバイアル(84mm×23mm)に合うように切った11cm # 2 Whatmannの濾紙環上にピペットで落とし、室温で2時間風乾し、shell バイア ル(84mm×23mm)に入れた。約4日齢の雑種のメスのカの成虫20匹を、各shell バイアルに静かに吸引することにより吸引した。バイアルの開いている端を1mm のナイロンメッシュおよび完全に覆われるように11cm #2 Whatmannの濾紙環から 合わせて切った濾紙でカバーした。バイアルを、中に湿ったペーパータオルが入 っているポリエチレン製のカの袋(46cm×20cm)に入れ、ゆるく封をした。空気 を静かに入れることにより、袋を静かに膨らませ、22℃のインキュベーターに24 時間入れ、日光サイクル(14時間は明るく、10時間は暗い)を使用した。未処理 の濾紙およびH2Oで処理し た濾紙を対照として使用した。死亡率は、死亡したカの数を数えることによって 求めた。 2% Tween 80 および6% NaHCO3の組成物における種々の濃度の桂皮 アルデヒドの効力を、25,000ppm〜10ppm の範囲の濃度の桂皮アルデヒドを使用 し、10°ブリックスの溶液の1:60希釈度のサポニンを添加した場合と添加しな い場合とで試験した。濾紙に添加する濃度を 100ppm に落としても 100%のカが 死亡した。濾紙に 10ppmで添加すると、サポニンの不在下では78%のカが死亡し 、サポニンがある場合はほんの5%であった。2% Tween 80 および6% Na HCO3のみを濾紙に添加すると14%のカが死亡し、さらに1:60希釈度の10° ブリックスのサポニンを添加すると、50%が死亡した。死亡率は、3回の反復実 験の平均であり、対照の死亡率に対して補正した。表4参照。マラチオンは、正 の対照として使用した。幼虫 試験組成物の濃度を変化させた場合の殺虫剤活性を、Culex quinguefasciatus のカの幼虫に対する二重盲検バイオアッセイで試験した。Culex quinguefasciat usの三齢後期の幼虫25匹を 100×80mmの Purex #3250ガラス製容器に入れた。25 0ml の蒸 留水をピペットでその容器に入れた。賦形剤(2体積%のTween 80および6%の 重炭酸ナトリウム/蒸留水)における10〜25,000ppm の桂皮アルデヒドを含む1 mlの試験組成物をピペットで各容器に入れた。試験組成物の代わりに1mlの蒸留 水を使用した対照ブランクも用意した。 処理および未処理の全てのガラス容器を温度が29℃に制御された部屋に置いた 。各容器の24時間ごとの幼虫の死亡率を評価した。死亡した幼虫の数を報告した バイオアッセイの結果は表5を参照。桂皮アルデヒドの濃度が5,000ppm以上の場 合は、24および48時間で死亡率が90%であった。 実施例9シラミの処理 毒性の測定 賦形剤(2体積%のTween 80および6%の重炭酸ナトリウム/蒸留水)におけ る種々の濃度の桂皮アルデヒドを含む5mlの試験組成物をできるだけ平らに円形 の濾紙(直径 5.5cm)の半分に塗布する。各溶液に対して2枚の試験濾紙を用意 する。濾紙を空気流の中で30分間風乾する。各濾紙を10cmのガラス製ペトリ皿の 中央に入れる。シラミの若いメスの成虫10匹(鬱血後5〜7時間)を円形濾紙の 中央に入れ、ペトリ皿をカバーする。ペトリ皿を30±2℃で約50%湿度のインキ ュベーターに入れる。 シラミがランダムに分かれ、分散する時間である5分が経過した後、処理側に いるシラミを数える。2分のインキュベーションをさらに4回行い、各回の後に ペトリ皿を再検査する。濾紙上にいないシラミは、全サンプル数から除き、次の 検査で数えるために濾紙に戻す。同じ日に5回の反復実験を行う。サンプリング したシラミの総数と同様に得点を合計し、対照のランダムな分布をチェックする 。防虫性をSchneck(1977)の式を使用して計算する。産卵場所の選択に対する桂皮アルデヒドの効果の測定 直径9m の円形濾紙を正方形に破り、線を引いて(鉛筆)二分し、2個の三角 形を作る。濾紙は、粗い端が誘因性のある産卵場所であるように破る。濾紙の半 分を200μl のH2Oまたは組成物で湿らし、30分間脱水乾燥する。20匹の若いメ スの成虫および20匹の若いオスの成虫の1バッチを30±20℃で24時間インキュベ ートする。生まれた卵を数える。試験は5日間にわたってくり返し、卵の数を各 種類の場所ごとにまとめる。 実施例10微生物系にお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週齢のタバコのステムから抽出したRNAを使用し て作製する。20μg のポリA RNAを作製し、cDNAを合成する。この一部 をλ−ZAP IIベクター(市販のクローニングベクター)でクローン化する。少な くとも 500,000個の組換え体を、Goffner ら、Plant Physiol.(1994)106:625の プロトコールを使用して、6週齢のタバコのステムの組織から精製したCCoA rタンパク質のペプチド配列から設計したオリゴヌクレオチドプローブを使用し てスクリーニングする。強くハイブリダイズするクローンを選択し、cDNA ライブラリーの再スクリーニングに使用する。得られたクローンを、cDNA挿 入物の全長の同定、および、適切なCCoAR遺伝子配列の酵母発現ベクター p MTL8110(Faulknerら、(1994)Gene 143:13-20)への導入を可能にするために、配 列分析する。Rhodosporidium toruloides フェニルアラニンアンモニアリアーゼ (PAL; GenBank locus RHDPAL)およびパルスレイ4−クマレート:CoA1リガ ーゼ(4CL; GenBank locus PC4CL1AA)をコードする配列を同様に同等の酵母発現 ベクターに導入する。PAL、4CLおよびCCoAR構築体を使用して、発表 され確立された方法(Beckerおよび Guarente,Methods in Enzymology 194:182 -187,1991; Simon,(1993)Methods in Enzymol 217:478-483)を使用した電気 穿孔法により、Saccharomyces cereviseae菌株の形質転換を行う。形質転換体の 選択を、ロイシンのない最少培地で行う。3種類全ての遺伝子構築体を有する形 質転換体菌株をPCRおよびセレクターによって同定して、さらに分析を行う。 形質転換された菌株および形質転換されていない対照菌株の両方の抽出物を使 用して、十分確立されたアッセイを使用したPAL、4CLおよびCCoAR酵 素活性の測定を行う。PA L、4CLおよびCCoARの活性が対照菌株において検出されるバックグラン ドの活性よりもかなり大きい菌株を選択して、さらに分析を行う。選択された菌 株は、公表された標準的方法を使用してフラボノイドアルデヒド産生の分析を行 い、かなりの量の桂皮アルデヒドを産生する菌株を選択して、発酵条件の最適化 を行う。 実施例11桂皮アルデヒドならびにTween 80および/またはNaHCO3によるウリハムシ の処理 植物の葉のバイオアッセイ 植物を、温室で鉢植え用の土を入れた 7.5 mm の容器に植えて生育させる。ウ リハムシに対して、トウモロコシの植物を使用する。植物が三葉の段階に達した ところで、60匹の特定の節足動物を寄生させる(6回)。ウリハムシを落ちつか せて、餌を与える。植物に、100〜2000pm(0.1〜2g/l)の濃度の試験組成物を含 む組成物を噴霧して流出させる(約5ml)。組成物が土に触れるのを防ぐために 、植物にプラスチックのカバーをかける。試験組成物を噴霧した植物上でのウリ ハムシの3、5および7日後の死亡率を求め、水および/またはブランク組成物 のみを噴霧した植物上でのウリハムシと比較する。 実施例12桂皮アルデヒドならびにTween 80および/またはNaHCO3によるロシア小麦 アブラムシの処理 植物の葉のバイオアッセイ 植物を、温室で鉢植え用の土を入れた 7.5mmの容器に植えて生育させる。ロシ ア小麦アブラムシに対して、小麦植物(Kansas種)を使用する。植物が三葉の段 階に達したところで、60匹の特定の節足動物を寄生させる(6回)。昆虫を落ち つかせて、餌を与える。植物に、100〜10,000pm(0.1〜10g/l)の濃度の試験組成 物を含む組成物を噴霧して流出させる(約5ml)。組成物が土に触れるのを防ぐ ために、植物にプラスチックのカバーをかける。試験組成物を噴霧した植物上で の昆虫の36時間、5日および7日後の死亡率を求め、水および/またはブランク 組成物のみを噴霧した植物上での昆虫と比較する。 実施例13桂皮アルデヒドならびにTween 80および/またはNaHCO3によるアザミウマ の処理 植物の葉のバイオアッセイ 植物を、温室で鉢植え用の土を入れた 7.5mmの容器に植えて生育させる。アブ ラムシに対して、種々のバラ植物を使用する。植物が三葉の段階に達したところ で、60匹の特定の節足動物を寄生させる(6回)。昆虫を落ちつかせて、餌を与 える。植物に、100〜10,000pm(0.1〜10g/l)の濃度の試験組成物を含む組成物を 噴霧して流出させる(約5ml)。組成物が土に触れるのを防ぐために、植物にプ ラスチックのカバーをかける。試験組成物を噴霧した植物上での昆虫の36時間、 5日および7日後の死亡率を求め、水および/またはブランク組成物のみを噴霧 した植物上での昆虫と比較する。 実施例14メロンアブラムシ処理 植物の葉のバイオアッセイ メロンアブラムシ(Aphis gossypii Glover)の処理を次のように行う。植物 は、室で鉢植え用の土を入れた 7.5mmの容器に植えて生育させた。メロンアブラ ムシに対する植物の葉のバイアアッセイに対して、キク(c.morifolum)を使用し た。 A.顕花植物の桂皮アルデヒドによる処理 顕花植物に寄生させ、各植物の集団の大きさを予め数えて、 葉ごとにアブラムシの若虫の平均数を計算した。植物に、1,000ppm、3,000ppmお よび10,000ppm の濃度の桂皮アルデヒドを含む水性組成物、ならびにH2Oのみ を含む負の対照を噴霧して流出させた(約5ml)。36時間後、所与の試験組成物 を噴霧した葉における昆虫の数を測定し、負の対照のみを噴霧した葉における昆 虫の数と比較した。葉ごとのアブラムシの若虫の平均を求めると、前計数の平均 が約60匹であったのと比較して、各桂皮アルデヒド濃度では10匹より小さかった 。表6参照。 B.桂皮アルデヒドおよびサポニンによる植物の処理 花が咲かない鉢植えのキク植物全体を使用して、メロンアブラムシのアッセイ を行った。各処理に対して2つの植物を処理し、植物の上部からの1枚と植物の 下部からの1枚の2枚の葉をサンプリングして、生きているメロンアブラムシと 死んでいるメロンアブラムシとの数を測定した。3種類の処理を施した。すなわ ち、1.0%のCNMA+ 0.5%のサポニン、0.5%のCNMA+0.25%のサポニン 、および 0.5%のサポニンのみである。植物全体を噴霧して、葉の上部および下 部の両方に「したたる」ようにした。結果は、死んでいるアブラムシの割合とし て表す。結果は次の通りである。対照の植物(0.5%のサポニンのみ):14.8% ±4.5 ; 0.5%のCNMA:48.3±16.1; 1.0%のCNMA:72.0±11.2。 これらの結果は、CNMAのみ、またはサポニンをも含む場合は、直接施与す ることにより高い割合でアブラムシを殺すことができることを示している。 実施例15クモの処理 接触処理 組成物の接触活性を調べるために、試験用のクモガタ綱動物 Latrodectus spp および Laxosceles reclusa に直接噴霧する。処理したクモは、注意して取り出 し、未処理のペトリ皿またはバイアルに入れる。組成物における5種類の濃度の 各活性成分を試験用のクモに直接噴霧する。ブランク組成物および負の対照も試 験する。各組成物およびクモによる試験を5回反復実験する。クモの平均死亡率 を、各処理に対して24時間および48時間後に測定する。 実施例16疥癬ダニの処理 接触処理 疥癬ダニ(Psoropric Scab)(Psoroptes equi(Raispail)および P.ovis(Hering ))を試験して、本発明組成物の接触殺虫剤活性を調べる。試験用のダニに所与の 試験組成物を直接噴霧する。処理したダニを取り出し、未処理のペトリ皿または バイアルに入れる。組成物における5種類の濃度の各活性成分を試験 用の疥癬ダニに直接噴霧する。ブランク組成物および負の対照も試験する。各組 成物に対する試験を5回反復実験する。ダニの平均死亡率を、各処理に対して24 時間および48時間後に測定する。 実施例17トコジラミの処理 接触処理 桂皮アルデヒド(CNMA)およびαヘキシル桂皮アルデヒド(AHCNMA )組成物の接触活性を測定するために、試験用のトコジラミに所与の試験組成物 を直接噴霧する。処理したトコジラミを取り出し、未処理のペトリ皿またはバイ アルに入れる。組成物における5種類の濃度の各活性成分を試験用のトコジラミ に直接噴霧する。対照として、ブランク組成物および負の対照(H2O)を試験 する。トコジラミの平均死亡率を、各処理に対して24時間および48時間後に測定 する。 実施例18桂皮アルデヒドおよびαヘキシル桂皮アルデヒドの残留活性 2つの別々の実験は、桂皮アルデヒド(CNMA)およびαヘキシル桂皮アル デヒド(AHCNMA)が共に残留活性を有 することを示した。第一の実験では、2mlの2つの濃度のCNMA(0.3および1 %)を濾紙(Whatman)に噴霧した。負の対照として、2mlの水も濾紙に噴霧した。 24時間後、2mlの水を処理および対照の濾紙に噴霧した後、30分間脱水乾燥した 。約30匹のアザミウマの昆虫(Frankliniella occidentalis)を処理した濾紙に導 入し、1時間後にF.occidentalisの数を確認した。各処理に対して、平均死亡率 を計算した。72時間後、処理した濾紙は指ではじき、負の対照の濾紙および1% のCNMAで処理した濾紙のみに2mlの水を噴霧し、30分間脱水乾燥した。約30 匹のアザミウマを、処理した2つの濾紙に導入し、1時間後に、死んだF.occide ntalisの数を確認し、各処理に対する平均死亡率を計算した。同様のアッセイを 、AHCNMAを使用して行った。再水和した濾紙に対する平均死亡率は、再水 和しなかった濾紙と比較して、時間を超えて高かった。これらの実験は、再水和 が、アザミウマと接触させた、処理した濾紙の連続した致死効果において役割を 果たしていることを示すものである。連続接触試験 CNMAおよびAHCNMAの残留活性をさらに調べるため に、昆虫を代表的な2つの表面上の付着物に閉じ込める。非多孔性表面を代表し てガラスを使用し、多孔性表面として濾紙を使用する。組成物における5種類の 濃度の各活性成分2mlを円形の濾紙(直径9cm)またはガラスのペトリ皿(直径 9cm)の底に塗布する。対照として、活性成分を含まない2mlの組成物も塗布す る。付着物は、試験前の24時間、乾燥脱水する。7、14、28および56日の試験間 隔において、1組のプレートおよび濾紙は2mlの水で再水和し、別の1組は再水 和しない。次いで、昆虫をそれらの付着物に連続して閉じ込め、付着物によって 死亡した昆虫の数を定期的に数える。48時間以内に昆虫が付着物によって死亡し なかった場合、これらの処理のそれ以上の経時試験は止める。 実施例19コナカイガラムシの抑制 接触処理 桂皮アルデヒド(CNMA)およびαヘキシル桂皮アルデヒド(AHCNMA )の組成物の接触活性を調べるために、試験用のコナカイガラムシに、所与の試 験組成物を直接噴霧する。処理した昆虫を取り出し、未処理のペトリ皿またはバ イアルに 入れる。組成物における5種類の濃度の各活性成分を試験用のコナカイガラムシ に直接噴霧する。対照として、ブランク組成物および負の対照(H2O)を試験 する。各組成物に対して5回の反復実験を行う。コナカイガラムシの平均死亡率 を、各処理に対して24時間および48時間後に測定する。 上記結果は、桂皮アルデヒドで例示されるフラボノイドアルデヒドを含む組成 物が、病気を媒介する昆虫、およびクモガタ綱動物などの害虫の駆除に有効であ ることを示す。 本明細書で挙げた文献および特許出願は全て、本発明が関与する技術における 当業者のレベルを示す。全ての文献および特許出願は、個々の文献または特許出 願の各々が特定して、個々にそのように指示されているのと同じ程度に、引用す ることによって本明細書に含められるものである。 本発明は十分記載したが、当業者であれば、添付する請求の範囲の精神または 範囲を逸脱しない限り、多くの変更および改変が可能であることは明らかであろ う。
【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.昆虫またはクモガタ綱動物の個体数を抑制する方法であって、該方法が、該 昆虫またはクモガタ綱動物の集団を、害虫の増殖を調節するのに有効な量である 0.01 g/l〜25 g/lの式(1): [式中、Rは、−CH2OHまたは−CHOを表し;nは0〜3の整数であり; R′は各々独立してOHまたは1〜10個の炭素原子および0〜5個のヘテロ原 子を含む有機置換基を表すが、全てのR′置換基における炭素およびヘテロ原子 の総数は15以下であり;R4は水素または1〜10個のの炭素原子を含む有機 置換基を表す。]の1種以上の化合物を含む組成物と接触させることを含む方法 。 2.該組成物が式(1)の1種以上の化合物を 2.5 g/l〜12.5 g/l含む、請求項 1に記載の方法。 3.該組成物が、式(2): [式中、Rは−CHOを表し;R2は−H、メトキシ基または1〜10個の炭素 原子を含む有機置換基を表し;R3は−H、−OHまたは1〜10個の炭素原子 を含む有機置換基を表し;R4は水素または1〜10個の炭素原子を含む有機置 換基を表す。]の化合物を含む、請求項1または2に記載の方法。 4.1種以上の化合物が桂皮アルデヒド、コニフェリルアルデヒドおよび/また はαヘキシル桂皮アルデヒドである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法 。 5.該組成物が、該昆虫またはクモガタ綱動物の集団の約70%以上を駆除するこ とができる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 6.該組成物が、式(1)または(2)の化合物の固有の酸化防止特性以外の酸 化防止剤を含まない、請求項1〜5のいずれ か一項に記載の方法。 7.該組成物が請求項1に記載の式(1)の1種以上の化合物を乳化するのに十 分な量のサポニンを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 8.標的の昆虫またはクモガタ綱動物の集団の約70%以上を駆除するための、増 殖を調節する量である0.01 g/l〜25 g/lの請求項1に記載の式(1)の1種以上 の化合物および殺虫剤として許容され得る担体または賦形剤を含む水性殺虫剤組 成物であって、該化合物が桂皮アルデヒドではない組成物。 9.1種以上の化合物が、コニフェリルアルデヒドおよび/またはαヘキシル桂 皮アルデヒドである、請求項8に記載の組成物。 10.該組成物が、該化合物の固有の酸化防止特性以外の酸化防止剤を含まない 、請求項8または9に記載の水性殺虫剤組成物。 11.該組成物が乳化剤としてのサポニンを含む、請求項8〜10のいずれか一 項に記載の水性殺虫剤組成物。 12.固体支持体と結合した請求項1に記載の式(1)の1種以上の化合物を含 み、所望により、クモガタ綱動物の出入りの ための手段を有するおおいで囲った、クモガタ綱動物の餌として使用するのに適 した組成物。 13.クモガタ綱動物のための化学誘因物を該固体支持体と結合させた、請求項 12に記載の組成物。 14.増殖および/または生存力を損なう物質としての、請求項1に記載の式( 1)の1種以上の化合物の使用。 15.1種以上の化合物がコニフェリルアルデヒドおよび/またはαヘキシル桂 皮アルデヒドである、請求項1〜7に記載の方法。 16.該組成物がさらに界面活性剤を含む、請求項1〜7および15のいずれか 一項に記載の方法。 17.標的の昆虫またはクモガタ綱動物の集団の約70%以上を駆除するための、 増殖を調節する量である 2.5 g/l〜25 g/lの桂皮アルデヒドおよび殺虫剤として 許容され得る担体または賦形剤を含む、水性殺虫剤組成物。 18.該組成物が桂皮アルデヒドの固有の酸化防止特性以外の酸化防止剤を含ま ない、請求項17に記載の組成物。 19.該組成物が乳化剤としてのサポニンを含む、請求項17〜18のいずれか 一項に記載の組成物。 20.該水性殺虫剤組成物がさらに界面活性剤を含む、請求項8〜11および1 7〜19のいずれか一項に記載の水性殺虫剤組成物。 21.固体支持体と結合した請求項3に記載の式(2)の1種以上の化合物を含 み、該化合物が桂皮アルデヒドでない、昆虫またはクモガタ綱動物の餌として使 用するのに適した組成物。 22.請求項3に記載の式(2)の1種以上の化合物を固体支持体に結合させて 含む、昆虫またはクモガタ綱動物の餌として使用するのに適した組成物。 【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1996年8月19日 【補正内容】芳香族アルデヒドの殺虫剤としての使用 序論 技術分野 本発明は、芳香族アルデヒドを使用する、昆虫およびクモガタ網動物の生物抑 制に関する。その方法は、ナミハダニ、ハエ、ノミ、マダニ、ゴキブリ、ウェス タンサブテラニアン(western subterranean)シロアリ、アリ、カ、シラミ、ヌカ カおよびハサミムシの、桂皮アルテビドまたはαヘキシル桂皮アルテビドを含む 組成物による生物制御によって例示される。背景 腐食有機物質を含む有機物質は、その多くが栄養源として特定の有機物質に依 存している種々の生物によるコロニー形成を受ける。コロニーを形成する生物と しては、種々の昆虫およびクモガタ網動物が挙げられ、そのいくつかは、病気を 蔓延させ、および/またはコロニーを形成する物質を害する。特定の有機物質に コロニーを形成する昆虫およびクモガタ網動物としては、細菌と共生する、ゴキ ブリ、ノミ、シロアリおよびハダニなどの種が挙げられ、宿主生物は共生なしに は生存できない。また、 コロニーを形成する生物としては、哺乳類に病気を伝播する生物、例えば、マダ ニ、ハダニ、ノミおよびカなど、ならびに植物に病気を伝播する、液汁を吸う種 々の昆虫、例えば、アブラムシおよびアザミウマなどが挙げられる。プロスチグ マート(Prostigmata)は、液汁を吸う植物寄生生物を含み、その中で重要なのは 、世界中の農業および園芸植物に害を及ぼすフシダニおよびハダニである。 マダニのほとんどの目は、医学的に重要な種を含む。マダニの血液を吸う習性 の作用は、宿主を刺激し、倦怠感を引き起こす。しかし、マダニのヒトを病気に する生物の担体および伝達物質としての役割は、医学的に非常に重要である。生 物、主にウイルス、リケッチアおよびスピロヘータ細菌は、食物摂取時にマダニ の唾液に入って伝達され、いずれかの生物がマダニの広範囲の種によって伝播さ れ得る。それらのウイルスは、出血熱または脳炎を引き起こす。マダニの生息地 としては、カナダ、米国、マレーシア、インドならびに西、北および中央ヨーロ ッパが挙げられる。〔マダニによって引き起こされる〕種々 米国特許 No.2,465,854は、桂皮アルデヒド誘導体を含む殺虫剤組成物を記載し ている。 米国特許 No.4,402,950は、芳香植物からスチーム蒸留により得られるテルペ ンを施与することによる、生きているヒトおよび動物内のウイルスの不活性化を 記載している。例として挙げられたテルペンは、ブラックペッパー油、シナモン 粉末油、カルダモン油、酢酸リナリル(linallyl)、桂皮アルデヒド、サフロー ル、carvonおよびシス/トランスcitraoである。桂皮酸化合物を含む抗真菌−抗 菌洗剤は、米国特許 No,4,477,361で報告されている。発明の要旨 本発明は、芳香族アルデヒドの使用による栄養媒介により昆虫およびクモガタ 網動物の害虫の個体数を抑制する方法を提供する。その方法は、標的の害虫を、 その標的害虫の増殖を抑制するのに十分な量の芳香族アルデヒドと接触させる工 程を含む。アルデヒドは、種々の組成物で提供することができる。また、トラッ プの成分として標的の害虫に与えることもできる。トラップは所望により、標的 害虫に対する化学誘因物を含む。増殖を調節する物質は、下記(1): [式中、Rは、−CH2OHまたは−CHOを表し;nは0〜3の整数であり; R1は各々独立してOHまたは1〜10個のの炭素原子および0〜5個のヘテロ 原子を含む有機置換基を表すが、全てのR1置換基における炭素およびヘテロ原 子の総数は15以下であり;R4は水素または1〜10個のの炭素原子を含む有 機置換基を表す。]に示す式を有する。これらの化合物は、桂皮アルデヒド、コ ニフェリルアルデヒドおよび密接に関連した化合物などの天然化合物を含む。ま た、αヘキシル桂皮アルデヒド(HCA)などのα置換アルデヒドも興味深い。 本発明は、はびこっている場所またはその疑いがある場所で害虫集団を抑制し、 および/または標的害虫集団を駆除するという用途がある。特定の態様の簡単な説明 芳香族アルデヒドを使用して生物抑制することにより、昆虫およびクモガタ網 動物などの害虫が実質的にいない場所を獲得 し、および/または維持する方法および組成物を提供する。「生物抑制」は、標 的害虫に対する殺虫剤の直接効果、または標的害虫にいる共生細菌に対する抗菌 作用による間接的な殺虫活性による害虫の抑制を意味する。標的害虫がコロニー を形成する場所を天然物質と接触させる。「コロニー形成」は、害虫と、その害 虫の栄養源、典型的にはアミノ酸(特にメチオニン)などの必須栄養素としての 役目をする有機物質に通じる場所との会合を意味する。「天然物質」は、ひとつ の生物に対して独特の、または少数の密接に関連する生物に共通の天然起源の有 機化合物を意味し、その有機物質によって得られる二次代謝物を含む。天然物質 は、天然源から単離するか、全体もしくは部分的に合成するか、組換え法によっ て産生することができる。標的害虫によってコロニー形成される有機物質に対し て使用される、または餌として与えられる天然物質の量は、その場所の蔓延の度 合に依存し、ある程度は、その組成物および使用する特定の配合に依存する。従 って、特定の用途に対しては経験的に決定すべきである。 本発明の組成物および方法は、既存の組成物および方法に対していくつかの利 点がある。例えば、使用する濃度では、ヒト、 動物および食物源の周辺での使用に対して安全である。さらに、該組成物は、標 的害虫に対する栄養源として作用する有機物質に浸み込ませるために使用するこ とができ、および/または、ヒトを含む動物に対してそれ自体が無毒性である個 体の担体に結合して与えることもできる。組成物の残留性も管理することができ る。これは、有益な昆虫を含む統合された害虫管理プログラムに対して短期間の 残留が望まして場合に有益である。さらに、該組成物は、他の試薬に対して耐性 のある害虫に対して有効であり、また、通常の処理に対して耐性があることが知 られている昆虫標的を含む複数の標的生物に対しても有効である。これは、1種 より多い標的害虫の生物抑制に対して複数の試薬を施与する必要性を減少させる 。再導入時間も問題とならない。典型的には、該組成物は、標的生物に対して急 速に致死的となる。このことは、再導入時間がないことと組み合わせると、特に 有益な特徴である。別の利点は、特に芳香族アルデヒドが好ましい感覚的・嗅覚 的刺激特性を有し、場合によっては、処理した場所の臭いを改善することができ る。例えば、HCAの臭いはフローラルまたはジャスミン様であり、いくらか草 本性を有すると記載されている(テクニカルデータシート)。 ヒトを含む動物に施与する場合、本発明の組成物は、使用濃度では毒性がなく 、皮膚に対する刺激もない。例えば、αヘキシル桂皮アルデヒド(HCA)は、 ラットにおける経口LD50が3.1 g/kgであり、経皮LD50が3 g/kgより大きい( Moreno,O.M.Report to RIFM,March 24,1971)。HCAは、閉塞下で24時間 、そのままのウサギまたは剥離したウサギにその純粋な化合物を施与した場合、 刺激は中位であることが分かった(Moreno)。石油に入れて12%で使用すると、H CAは、ヒトに対して閉じたパッチテストを48時間行った場合、刺激はなく、25 人に対して行った最大化テストでの感作もなかった(Kligman(1966)J.Invest .Dermatol.47.393)。フタル酸ジエチルにおける20%のHCAは、100 人に対 して行った繰り返し発作パッチテストにおいて、正の反応はなかった。モルモッ トにおいて最大化テストを使用した研究において、Senma およびその共同研究者 らは、桂皮アルデヒドのα水素と置き換わるアルキル基の炭化水素数が増えるに つれて、感作反応速度が低下するという傾向を報告している。 本発明の組成物は、上記式(1)で示される通りである。好ましい組成物は、 下記式(2): [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、メトキシ基または1〜10個の炭素原子 を含む有機置換基を表し、R4は水素または1〜10個の炭素原子を含む有機置 換基を表す。]で示される。特に興味深いのは、芳香族アルデヒドである。本発 明で使用する芳香族アルデヒドの例は、桂皮アルデヒド(下記(3)): およびコニフェリルアルデヒド(下記(4)): である。 興味深い他の化合物としては、α位がアルキル(ヘキシル基など)または分岐 アルキル基(アミル基など)で置換された化合物などの、式(1)の化合物の類 似体が挙げられる。一般に、α位の基はC−5〜C−10である。該化合物とし ては、αヘキシル桂皮アルデヒドおよびαアミル桂皮アルデヒドが挙げられる。 αヘキシル桂皮アルデヒド(HCA)は、下記(5)で示される。 HCAのCASによる命名は、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。その化 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載され る。その化合物の化学式はC1520Oであり、分子量は 216.3である。HCAは 、Firmenich から得ることができ、その製品は、主に(E)−シス異性体(最大 93.8%)および(Z)−トランス異性体(最大6%)で構成されている。少量成 分の一つとして、オクタナールの自己アルドール縮合物質がある(1〜1.5 %(Pe rsonal Communication,June Burkhardt,Firmenich,Planisboro,New Jersey) )。 本発明において使用することができる多数の芳香族および脂肪族アルデヒド、 例えばベンズアルデヒド、アセトアルデヒド、桂皮アルデヒド、ピペロナールお よびバニリンなどは、一般に、安全な(GRAS)合成香料として認められてい る(21 CFR§172.515 )。これらの化合物の一つとして、HCAがある。HCA は、1950年代以前に公に使用され、今日では、コンシューマープロダクト(石鹸 、洗剤、クリーム、ローション、香料)において広く使用されている(芳香性材 料に関する論文、Food Cosmet.Toxicol.12:suppl.,915,1974)。HCAは19 65年にFEMA(香料抽出製造者協会、香料成分使用レベルの調査表No.2569,F d.Technol.,Champaign,19:(part 2)155,1965) によってGRAS(一般に安全であると認められる)の認定を受け、米国のFD Aにより、食料での使用が承認されている(21CFR121.1164)。欧州協議会(1970 )(Council of Europe.天然および人工の芳香物質、社会公共衛生領域における 部分的同意、ストラスブルグ、List A(1),Series 1,no.129,p.55,1970)は 、HCAを、1ppm のレベルで、容認される人工芳香物質のリストに含めた。さ らに、Tweens(ポリソルビン酸塩)を含む芳香族化合物に対する乳化剤として使 用することができる界面活性剤は、サポニン(これもGRASの認定を受けてい る。)と同様に、すでに食品添加物として使用されている。 本発明の芳香族および脂肪族アルデヒドは、当業者には周知の種々の合成方法 によって製造される。例えば、J.March編、Appendix B,Advanced Organic Che mistry: Reactions,Mechanisms,and Structure,2nd Ed.,McGraw-Hill,New York,1977を参照。桂皮アルデヒドは、例えば桂皮アルコールの酸化(Traynelis ら、J.Am.Chem.Soc.(1964)86:298)またはスチレンとホルミルメチルアニリ ンとの縮合(英国特許 504,125)によって合成的に製造できる。本発明でのアル デヒドは、天然源からの単離によっても得ることができる。例えば、桂皮アル デヒドは、木材を腐食する真菌である Stereum subpilealumから単離すること ができる(Birkinshawら、Biochem.J.(1957)66:188)。 HCAは、例えば、USPN 5,055,621の記載に従って合成できる。実験室規模で は、HCAは、窒素雰囲気下でのベンズアルデヒドとオクタナールとの反応(ア ルドール反応)により合成できる。反応は、メタノール、309 ppm のジフェニル アミン、水酸化カリウムおよびベンズアルデヒドを充填したフラスコを攪拌する ことにより行う。オクタナールをゆっくり添加した後、反応混合物のpHを酢酸 によって 7.5〜9.5 にする。メタノールを蒸発させ、反応混合物を水で洗浄した 後、有機層を蒸留装置に移す。ポットチャージの約20〜24%がベンズアルデヒド および「軽留分」として取り出され、残りの流出物は、αヘキシル桂皮アルデヒ ド「heart cut 」を構成する。その「heart cut 」をさらに分画すると、臭いの 評価に応じて、その物質の 1〜5 重量%が「軽留分」画分に除去され得る。最終 物質は、20℃での比重が 0.955〜0.965 であり、20℃での屈折率が 1.548〜1.56 2 であり、1気圧での沸点が 305℃であり、融点が26℃である淡黄色の油状物質 である。市販物質は、酸化防止 剤として作用する 0.04 % の2,6−ジ−t−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)(テクニカルデータシート、ヘキシル 桂皮アルデヒド 907600,Revision 853,Firmenich Inc.,Plainsboro,New Jer sey)の添加により安定化される。HCAは、そこに天然に存在することが報告さ れている米から単離することもできる(Givaudan -Roure Index,Givaudan-Rour e Corporalion,Clifton,New Jersey,1994,p.89)。 HCAは、揮発性が低〜中の化合物であり、25℃での蒸気圧は70×10-5mmHgで ある。その親化合物である桂皮アルデヒドは、蒸気圧が約40倍高い(25℃で2970 ×10-5mmHg)。駆虫剤であるN,N−ジエチル−m−トルアミンの蒸気圧はわず かに高い(25℃で 167×10-5mmHg)(Reifenrath,W.G.(1995)Volatile Subst ances.Cosmetics and Toiletries,110:85-93)。 芳香族アルデヒドの合成に代わる方法は、組換え法、例えば微生物宿主によっ て合成する方法である。得られる微生物は、発酵系での芳香族アルデヒドの製造 に使用され、または生きている、もしくは生きていない微生物の製造での芳香族 アルデヒドの天然運搬系として使用される。酵母、特に Saachoromyces cerevisiae は、PALの高レベル発現に対してすでに遺伝子操作が行われてお り(Faulkener,J.D.B.ら、Gene 143:13020,1994)、また植物のシンナメート 4−ヒドロキシラーゼは酵母で機能することが示されている(Urban ら、1994 E ur.J.Biochem 222:843-850)ので、この目的に好ましい生物である。 PALの発現によって、フェニルアラニンからの桂皮酸の産生能が導入される 。フェニルアラニンからの桂皮アルデヒドの産生には酵素によるさらに2つの工 程が必要である。植物では、これらの工程は、酵素であるシンナメート:CoA リガーゼ(CL)およびシンナモイルCoAリダクターゼ(CCoAR)によっ て触媒されるが、4−クマレートCoAリガーゼ(4CL)は基質として桂皮酸 を使用することもできる(Knobloch および Hahlbrock 1977,Arch.Biocem.Bi ophys.184:237-248)ので、4CLをCLの代わりに使用することができる。20 より多くのクローン化PAL遺伝子および6より多い4CL遺伝子が、本発明の 実施における使用を容易にするのに十分詳しく(GenBank)記載されている。CC oARに対する遺伝子は、精製タンパク質のN−末端またはペプチド断片のアミ ノ酸配列に由来する配列をプローブとして使用してcDNAクローンを単 離するための標準的な遺伝子クローン化法を使用することにより植物から得られ る。CCoARは、大豆培養(Wengenmayerら、(1976)Eur.J.Biochem,65:5 29-536; Luderitzおよび Grisebach,Eur.J.Biochem,119:115-124,1981)、 トウヒ形成層樹液(Luderitz および Grisebach、前出)、ポプラ木部(Sarniら 、Eur.J.Biochem,139:259-265,1984)およびEucalyptus gunnii(Goffnerら 、Plant Physiol.106:625-632,1994)の異なる木部から精製し、部分的に解析 されている。精製の好ましい方法は、Goffner ら(前出)の方法である。なぜな らば、それは、タンパク質の配列分析に使用することができるSDS−ポリアク リルアミドゲル上に単一のタンパク質のバンドを生じるからである。 クローン化した遺伝子は、標準的な発現ベクターに導入され、電気穿孔法(Be ckerおよび Guarante,Methods in Enzymol,194:182-187,1991)などの標準的 な形質転換法による、微生物宿主、好ましくは酵母の形質転換に使用される。標 準的な酵素アッセイを使用して、遺伝子操作した遺伝子の機能的発現を確認し、 芳香族アルデヒドのアッセイを使用して、最大産生の菌株を選択する。芳香族ア ルデヒドは抗菌性を有するので、増 殖サイクルの終わりまたは化学誘発剤に反応して、導入された遺伝子のみの発現 を生じる発現ベクターを使用するのが好ましい。また、培養培地においてアルデ ヒドが蓄積するのを防ぐために、固定化した全細胞反応器において遺伝子操作し た微生物宿主を増殖させるのも望ましいと考えられる(例えば、Evans ら、Biote chnology and Bioengineering 30:1067-1072,1987)。 上記した式(1)、(2)、(3)、(4)および(5)の特定の化合物の他 に、前駆体に対して生物学系が作用すると上記式の化合物を産生するこれらの化 合物の誘導体は、本発明の化合物と同等であると考えられる。すなわち、前駆体 を代謝して上記式の特定の化合物を産生することができる害虫に前駆体化合物を 使用することは、本発明の実施と同等である。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 No.5,149,715およびそこに引用されて いる参考文献に記載されている。また、Casey および Dobb Enzyme Microb.Tec hol.(1992)14:739-747 も参照。 他の成分(式(1)のもの以外)を組成物に添加すると、組成物に存在する少 なくとも1つの他の化合物の効果を調整することができ、それによって、結合し た作用がそれらの成分を添 加しない場合よりも大きくなり、好ましくは、組成物の式(I)の成分と共働的 に作用する。共働的とは、別の成分を有する組成物の活性が、その成分を含まな い組成物と比較して、効果を一つにまとめることにより大きくなることが予想さ れることを意味する。 好ましい別の成分としては、サポニンが挙げられる。サポニンは、一群の化合 物であり、各々、サポゲニン部分と糖部分とから成る。サポゲニンは、ステロイ ドまた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 ントースまたはメチルペントースであってもよい。S.Budavari 編、The Merck Index,11th ed.,Merck & Co.,Inc.,Rahway,N.J.,1990,p.1328。本発明 の組成物で使用されるサポニンは、植物に広く分布するステロールグリコシドを 含み、各サポニンは、サポゲニンおよび少なくとも1種の糖部分から成る。サポ ニゲンはステロイドまたはトリテルペンを含み、糖部分は、グルコース、ガラク トース、ペントースまたはメチルペントースを含むことができる。本発明で使用 されるサポニンは、周知の方法を使用して、それを産生することが知られている 、ユッカ、セッケンボク、リュウゼツラン、タバコ、カンゾウ、大豆、チ ョウセンニンジンおよびアスパラガスからジンコウまでの範囲に及ぶ種々の植物 を含む種々の源の果実、葉、種子および/または根などの植物の種々の部分から 産生および/または単離することができる。本発明で使用されるサポニンは、好 ましくは、ヒトおよび高等動物に対して毒性がない。最も好ましくは、本発明で 使用されるサポニンの毒性は、食料と同一の等級であり、源はユッカ植物であり 、最も好ましくはYucca schidigeraまたは Y.validaおよびそれらの同等物に由 来する。Yucca schidigera由来のサポニンはステロイド系サポニンを含み、主な サポゲニンは、サルサポゲニンおよびチゴゲニンである。サルササポニンを加水 分解すると、サルササポゲニン(サルササポゲニン5−β、20−βF、22− δF、25−βF;スピロスタン−3−β−01およびパリゲニンとしても知ら れる)、グルコースおよびガラクトースを生じる。サルササポゲニンの分子式は C27443である(Nobel,Park S.,Agaves,Oxford Univ.Press,New York ,1994 )。従って、所望の害虫増殖抑制特性を有する組成物を生じるこれら化 合物の誘導体は、本発明と同等であると考えられる。サポニンは、特定のサポニ ンの化学的構成に帰因する種々の活性を有し、サポニンの源に依存 する。例えば、Japanese Camillaに由来するサポニンは、カの幼虫の増殖を抑制 する。ユッカ植物以外を源とするサポニンは、殺虫剤組成物における活性成分と して使用することができる。適切であれば、サポニンを含まない組成物と比較し て組成物の害虫増殖抑制効果を増加するサポニンを選択するのが好ましい。 サポニンの組成物における別の添加成分としての効果は、混合する、または芳 香族アルデヒドの所与の組成物と組み合わせて個々に使用するサポニンの量を変 えて添加することにより測定する。組成物の効果は、サポニンの順次希釈物を含 む、または含まない各組成物に対する特定の害虫の感受性を調べることにより測 定する。一般に、サポニンの有効量は、10°ブリックスのサポニン抽出物の約0. 01〜3 %の範囲、最も好ましくは約0.25% v/vの水性溶液である。10°ブリック スは、糖化学における技術用語である。ブリックス値は、溶液における糖の重量 %に等しい(Hawley編、The Condesned Chemical Dictionary,10th ed.,Van N ostrand Reinhold,New York,1981,p.149 )。 重炭酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、リン酸ナトリウムまたは二リン酸ナトリ ウムなどの多塩基酸の塩の水性製剤などの他 の成分を組成物に含めることができ、その場合、その添加は、組成物の殺虫性を 増加し、および/または、例えば、〔組成物と接触した表面〕上に残渣を残すの が好ましい適用に対してはそれを実質的に行うことにより組成物に他の正の特性 を付与する。 それらの消化管に〔共生〕細菌〔が寄生しているというのが本発明の理論である 〕。従って、上記で挙げたもの以外で共生生物が寄生している昆虫およびクモガ タ網動物も、本発明組成物によって抑制することができる。 使用に際しては、殺虫剤を含む組成物を、害虫が居そうな場所に入れる。例え ば、組成物を、標的害虫が居る有機物質または標的害虫が居そうな有機物質の表 面に湿性または乾性の組成物として噴霧する。あるいは、組成物を、標的害虫と 接触し得る出没場所に湿性または乾性施与することができる。 場合によっては、時間とともに放出される組成物を使用することができ、特に 、動物に施与する場合、または動物の住処などの再び出没する場所に施与する場 合である。固体形状またはマイクロカプセル化の状態で使用する場合、使用用量 は、典型的には、1〜35重量%であり、最大充填は、選択した入れ物の材料の関 数として決定され得る。放出速度は、化学的分析法を使用して測定し、最適化す る。定性的には、GC法を使用して放出されるアルデヒドの量を測定することが できる。カプセル化した(ペレット化した)製品のサンプルは、種々の時間にサ ンプリングして、放出の測定をおこなう。あるいは、組成物か ら放出される揮発性の気体を分析することもできる。噴霧または粉末で使用する 場合の活性の測定に対しては、時間に対する組成物の安定性を、当業者に周知の 方法を使用するGC法によって評価することもできる。組成物のメタノールまた はアルコール抽出を行って、HPLC分析により評価することもできる。 アルデヒド成分は、所望によりポリサッカリダーゼ結合ドメインなどのリンカ ーにより、固体支持体に結合させることができ、その場合、固体支持体は、セル ロース、特に微結晶セルロースなどの多糖である。セルロース結合ドメインの作 製は、米国特許No.5,340,731、5,202,247 および 5,166,317ならびにPCT出願 No.WO94/24158 に記載されている。アルデヒドは、当業者に周知の方法を使用し て、分解可能な結合を含んで、または含まないで、結合ドメインに結合させるこ とができる。これらの組成物を使用すると、適切な多糖を含む表面に直接浸透さ せることができ、例えば、表面が紙または木材などのセルロースの場合、セルラ ーゼ結合ドメインが使用される。例として、芳香族アルデヒド−セルラーゼ結合 ドメイン組成物を使用すると、シロアリが外寄生する、あるいはすでに外寄生し ている木材に浸透させることができる。他の用途では、アルデヒド−セ ルラーゼ結合ドメイン組成物をトラップとしての紙に、または顆粒がコロニーに 送り戻される微結晶セルロースに結合させることができる。所望により、餌また はトラップは、さらに、標的の害虫に対する化学誘因物(例えば、ハエに対する プトレシンまたはゴキブリに対するカダベリン)を〔セルラーゼ結合ドメインに よりセルロース支持体に結合させて〕含めることができる。 カタダニ(Ixodea pacificusおよびDermacentor albipietus)による予備実験 では、24時間で、賦形剤における濃度が 2500ppm において 100%の死亡率が達 成された。賦形剤において2500以下の濃度では、死亡率に対する効果はなかった 。H2Oまたは賦形剤のみの場合も効果は認められなかった。 ヒメダニ(Ornithodoros coriaceus)による予備実験では、賦形剤における濃度 が12,500 ppm以上(試験1)で 100%の死亡率が達成された。H2Oまたは賦形 剤のみの場合は効果は認められなかった。表3参照。 5分以内に回復できない場合は〔死亡とみなす〕。試験組成物の有効性を希釈剤 のみ、または約70%のレベルでシロアリを殺すとこが知られている組成物で処理 したシロアリと比較する。 実施例7アリに対する組成物の効果 成虫のオオアリ(Camponotus pennsylvanicus)に対する桂皮アルデヒドの効 果を次のように評価した。20匹のアリの成虫を20 lのステンレス製ふた付きバケ ツに入れた。試験組成物を用意して1時間以内に使用し、昆虫に噴霧する直前に 攪拌した。8 mlの試験溶液を、ファインスプレー(Gilmour ハンド噴霧器)によ って噴霧した。0.5 、1、8および24時間後に昆虫を観察した。2%Tween 80お よび 6%NaHCO3/水における桂皮アルデヒド(2%、20,000 ppm)は、全ての 時点で死亡率が 100%であった。2 2 % Tween 80 および 6%NaHCO3の賦形剤。Raid(活性成分:ペルメト リン、ピレトリンおよびPBO)を正の対照として使用し、0.5 時間で90%の死 亡率が得られ、他の全ての時点で 100%の死亡率が得られた。 実施例8カに対する組成物の効果 成虫 カに対する組成物の毒性を、カリフォルニア大学 Mosquito Control Research Laboratory at the kearney Agricultural Centerから得たカの成虫 Aedes aeg yptiを使用して測定した。実験は、二重盲検法として行った。 1mlの試験組成物を shellバイアル(84 mm×23 mm)に合うように切った11 cm #2 Whatmann の濾紙環上にピペットで落とし、室温で2時間風乾し、shell バイ アル(84 mm×23 mm)に入れた。約4日齢の雑種のメスの力の成虫 20 匹を、各sh ell バイアルに静かに吸引することにより吸引した。バイアルの開いている端を 1 mmのナイロンメッシュおよび完全に覆われるように11 cm #2 Whatmann の濾 紙環から合わせて切った濾紙でカバーした。バィアルを、中に湿ったペーパータ オルが入っているポリエチレン製のカの袋(46 cm×20 cm)に入れ、ゆるく封をし た。空気を静かに入れることにより、袋を静かに膨らませ、22℃のインキュベー ターに24時間入れ、日光サイクル(14時間は明るく、10時間は暗い)を使用した 。未処理の濾紙およびH2Oで 処理した濾紙を対照として使用した。死亡率は、死亡したカの数を数えることに よって求めた。 2% Tween 80 および 6%NaHCO3の組成物における種々の濃度の桂皮アル デヒドの効力を、25,000 ppm〜10 ppmの範囲の濃度の桂皮アルデヒドを使用し、 10°ブリックスの溶液の1:60希釈度のサポニンを添加した場合と添加しない場 合とで試験した。濾紙に添加する濃度を 100 ppmに落としても 100%のカが死亡 した。濾紙に10 ppmで添加すると、サポニンの不在下では78 %のカが死亡し、サ ポニンがある場合はほんの5 %であった。2% Tween 80 および 6%NaHCO3 のみを濾紙に添加すると14%のカが死亡し、さらに1:60希釈度の10°ブリック スのサポニンを添加すると、50%が死亡した。死亡率は、3回の反復実験の平均 であり、対照の死亡率に対して補正した。表4参照。マラチオンを、正の対照と して使用した。幼虫 試験組成物の濃度を変化させた場合の殺虫剤活性を、Culex quinguefasciatus のカの幼虫に対する二重盲検バイオアッセイで試験した。Culex quinguefasciat usの三齢後期の幼虫25匹を 100×80 mmの Purex #3250ガラス製容器に入れた。2 50 mlの 蒸留水をピペットでその容器に入れた。賦形剤(2体積%のTween 80および6% の重炭酸ナトリウム/蒸留水)における10〜25,000 ppmの桂皮アルデヒドを含む 1 mlの試験組成物をピペットで各容器に入れた。試験組成物の代わりに1 mlの蒸 留水を使用した対照ブランクも用意した。産卵場所の選択に対する桂皮アルデヒドの効果の測定 直径9 cmの円形濾紙を正方形に破り、線を引いて(鉛筆)二分し、2個の三角 形を作る。濾紙は、粗い端が誘因性のある産卵場所であるように破る。濾紙の半 分を 200μl のH2Oまたは組成物で湿らし、30分間脱水乾燥する。20匹の若い メスの成虫および20匹の若いオスの成虫の1バッチを30±20℃で24時間インキュ ベートする。生まれた卵を数える。試験は5日間にわたって繰り返し、卵の数を 各種類の場所ごとにまとめる。 実施例10微生物系における芳香族アルデヒドの産生 cDNAライブラリーを6週齢のタバコのステムから抽出したRNAを使用し て作製する。20μg のポリA RNAを作製し、cDNAを合成する。この一部 をλ−ZAP IIベクター(市販のクローニングベクター)でクローン化する。少な くとも500,000 個の組換え体を、Goffner ら、Plant Physiol.(1994)106:625の プロトコールを使用して、6週齢のタバコのステムの組織から精製したCCoA rタンパク質のペプチド配列から設計したオリゴヌクレオチドプローブを使用し てスクリーニングする。強くハイブリダイズするクローンを選択し、cDNA ライブラリーの再スクリーニングに使用する。得られたクローンを、cDNA挿 入物の全長の同定、および、適切なCCoAR遺伝子配列の酵母発現ベクターpM TL8110(Faulknerら、(1994)Gene 143:13-20 )への導入を可能にするために、 配列分析する。Rhodosporidium toruloides フェニルアラニンアンモニアリアー ゼ(PAL; GenBank locus RHDPAL)およびパルスレイ4−クマレート:CoA1リ ガーゼ(4CL; GenBank locus PC4CL1AA)をコードする配列を同様に同等の酵母発 現ベクターに導入する。PAL、4CLおよびCCoAR構築体を使用して、発 表され確立された方法(Beckerおよび Guarente,Methods in Enzymology 194:1 82-187,1991; Simon,(1993)Methods in Enzymol 217:478-483)を使用した電 気穿孔法により、Saccharomyces cereviseae菌株の形質転換を行う。形質転換体 の選択を、ロイシンのない最少培地で行う。3種類全ての遺伝子構築体を有する 形質転換体菌株をPCRおよびセレクターによって同定して、さらに分析を行う 。 形質転換された菌株および形質転換されていない対照菌株の両方の抽出物を使 用して、十分確立されたアッセイを使用したPAL、4CLおよびCCoAR酵 素活性の測定を行う。PA L、4CLおよびCCoARの活性が対照菌株において検出されるバックグラン ドの活性よりもかなり大きい菌株を選択して、さらに分析を行う。選択された菌 株は、公表された標準的方法を使用して芳香族アルデヒド産生の分析を行い、 試験する。各組成物に対して5回の反復実験を行う。コナカイガラムシの平均死 亡率を、各処理に対して24時間および48時間後に測定する。 上記結果は、桂皮アルデヒドで例示される芳香族アルデヒドを含む組成物が、 病気を媒介する昆虫、およびクモガタ綱動物などの害虫の駆除に有効であること を示す。 本明細書で挙げた文献および特許出願は全て、本発明が関与する技術における 当業者のレベルを示す。全ての文献および特許出願は、個々の文献または特許出 願の各々が特定して、個々にそのように指示されているのと同じ程度に、引用す ることによって本明細書に含められるものである。 本発明は十分記載したが、当業者であれば、添付する請求の範囲の精神または 範囲を逸脱しない限り、多くの変更および改変が可能であることは明らかであろ う。
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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.昆虫またはクモガタ綱動物の個体数を抑制する方法であって、該方法が、該 昆虫またはクモガタ綱動物の集団を、式(1): [式中、Rは、−CH2OHまたは−CHOを表し;nはO〜3の整数であり; R1は各々独立してOHまたは1〜10個の炭素原子および0〜5個のヘテロ原 子を含む有機置換基を表すが、全てのR1置換基における炭素およびヘテロ原子 の総数は15以下であり;R4は水素または1〜10個のの炭素原子を含む有機 置換基を表す。]の1種以上の化合物を 0.01g/l〜25g/l 含む組成物と接触させ ることを含む方法。 2.該組成物が式(1)の1種以上の化合物を2.5g/l〜12.5g/l 含む、請求項1 に記載の方法。 3.該組成物が、Rが−CHOを表し;R2が−OHまたは1 〜10個の炭素原子を含む有機置換基を表し;R3がメトキシ基または1〜10 個の炭素原子を含む有機置換基を表し;R4が水素または1〜10個の炭素原子 を含む有機置換基を表す下式の化合物を含む、請求項1または2に記載の方法。 4.1種以上の化合物が式(3)、(4)および/または(5): で表わされる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 5.該組成物が、該昆虫またはクモガタ綱動物の集団の約70%以上を駆除するこ とができる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 6.該組成物が、式(1)または(2)の化合物の固有の酸化防止特性以外の酸 化防止剤を含まない、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 7.該組成物が請求項1に記載の式(1)の1種以上の化合物を乳化するのに十 分な量のサポニンを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 8.標的の昆虫またはクモガタ綱動物の集団の約70%以上を駆除するための、増 殖を調節する量の請求項1に記載の式(1)の1種以上の化合物および殺虫剤と して許容され得る担体または賦形剤を含む殺虫剤組成物。 9.1種以上の化合物が、請求項3に記載の式(2)、請求項4に記載の式(3 )、式(4)および/または式(5)で示される、請求項7に記載の組成物。 10.該組成物が、式(1)または(2)の化合物の固有の酸化防止特性以外の 酸化防止剤を含まない、請求項7または8に記載の組成物。 11.該組成物が乳化剤としてのサポニンを含む、請求項7〜9のいずれか一項 に記載の組成物。 12.固体支持体と結合した請求項1に記載の式(1)の1種以上の化合物を含 み、所望により、害虫の出入りのための手段を有するおおいで囲った、昆虫また はクモガタ綱動物の餌として使用するのに適した組成物。 13.害虫のための化学誘因物を該固体支持体と結合させた、請求項10に記載 の組成物。 14.増殖および/または生存力を損なう物質としての、請求項1に記載の式( 1)の1種以上の化合物の使用。
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