JPWO2003020032A1 - 植物の病害抵抗性誘導組成物およびその製造法 - Google Patents

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Abstract

本発明によれば、糸状菌由来のスフィンゴ糖脂質を含んでなる植物病害抵抗性誘導組成物が提供される。本発明によればまた、糸状菌由来のスフィンゴ糖脂質を含んでなる組成物により目的植物を処理する工程を含んでなる植物病害の防除方法が提供される。

Description

発明の背景
発明の分野
本発明は、糸状菌の菌糸または子実体を原料として、環境負荷が少なく、かつ使用者および消費者にとって安全な植物病害抵抗性誘導組成物およびその製造法に関する。
背景技術
農作物の主要な病害防除方法としてば、殺菌剤や侵入阻害剤などの化学農薬を用いて行われる方法、拮抗菌などの微生物農薬や天敵生物など生体を用いた方法などがある。
また、化学農薬の多くは植物病原菌に直接作用することで病害を防除するが、その他に、植物自体が有する病害抵抗性を高めることで作物の病害を防除する農薬(抵抗性誘導型農薬)が使用されている。
植物病原菌に対して作用する農薬は、その作用は明確であるものが多いが、継続的な使用により薬剤に対して耐性変異株が出現する場合が多い。一方、抵抗性誘導型農薬は、直接病原菌に作用するのではなく、植物の抵抗性を誘導することで病害感染を防除することから、これまでにこれら薬剤の耐性変異株が出現した事例は認められていない。このため、抵抗性誘導型農薬は、その他の生物を含めた環境への影響は比較的少ないと考えられている。
農業生産においては、持続可能な農業生産技術を確立することが求められており、その目的を達成するために環境調和型の農業資材の開発が重要な課題となっている。
また、近年の消費者の食品に対する安全性志向の高まりにより、農業の自然循環機能を活かして栽培された有機農産物の需要が増加してきている。有機農産物の生産に使用できる資材に関しては、農林水産省が示すガイドラインにより、天然の有用鉱物資材、植物、動物およびそれらから摘出、抽出または調製した天然物質であり、これらを病害虫防除等農薬としての目的で使用する場合は、当該農薬が農薬取締法に基づき登録されたものであるときに限られ、抗生物質の使用は認められないことが示されている。
このように、有機農産物の生産に使用可能な防除資材が示されているため、従来の化学農薬に替わる天然物由来の効果の高い病害防除剤が求められている。前述の予防的に防除する抵抗性誘導型の病害防除効果を有し、かつ天然物由来の農業資材を供給することができれば、使用者である農業生産者および消費者に対して安全な農薬であるとともに、環境負荷の低減化を計ることができる。
これまで植物の病害抵抗性誘導を目的とした農薬はイネいもち病防除剤として登録されている「オリゼメート」(一般名:プロベナゾール、明治製菓株式会社製)と「バイオン」(一般名:アシベンゾラル−S−メチル、ノバルティス株式会社製)に限られている。
また、その他の病害抵抗性誘導物質では、ファイトアレキシン誘導剤として多糖体分解物(特開平5−331016号)、ジャスモン酸の誘導体(特開平11−29412号)などが報告されている。
上記の病害抵抗性誘導を目的とした農薬は、植物病原菌に対して直接作用するのではなく、植物の抵抗性を誘導することで様々な作物病害防除効果を示すため、これまでにこれらの薬剤に対する耐性変異株の出現は報告されていない。しかしながら、いずれも化学合成農薬であるため、ガイドラインに適合しない。また、上記のファイトアレキシン誘導剤は、植物の病害抵抗反応の一つであるファイトアレキシンの生成を誘導するが、必ずしも実用的な病害防除効果については明らかにされていない。
同じくファイトアレキシンの誘導作用として報告されているセレブロシド類は、イネ病害に対して実用レベルの防除効果を有することが認められている(特許第2846610号、WO98/47364)。セレブロシド類はスフィンゴ糖脂質の一種で、セラミドの一級アルコールにヘキソースがグリコシド結合した糖脂質である。スフィンゴ糖脂質は多くの生物種において膜の構成成分として普遍的に存在しており、すでに化粧品成分としても使用され高い安全性が確認されている。病害抵抗性誘導作用を有するスフィンゴ糖脂質はセレブロシド類であると考えられている(Koga J.et al.(1998)J.Biol.Chem.48(27),31985−31991)。セレブロシドBは、Penicillium funiculosum(Kawai G.,Ikeda Y.,Tubaki K.(1985)Agric.Biol.Chem.49(7),2137−2146)、Lentinus edodes(Kawai G(1989)Biochim.Biophys.Acta 1001(2)185−190)、Pachybasium sp.(Sitrin R.et al.(1988)J.Antibiot.41(4),469−480)、Rizoctonia sp.(Umemura K.et al.Plant Cell Physiology 41(6),676−683)に分布が認められている。セレブロシドBの構造は式(I)の通りである。
Figure 2003020032
セレブロシドBは、WO98/47364においてイネの病害防除剤として開示されているが、当該特許の防除剤は植物病原菌から抽出したものである。また、セレブロシドBおよびこれ以外のセレブロシド類のイネ以外の農作物に対する病害防除効果に関する報告はこれまでなされていない。
担子菌類中のセレブロシド類の分布については、生シイタケ子実体のエタノール抽出物中にセレブロシド類が含有されること(Kawai G(1989)Biochim.Biophys.Acta 1001(2)185−190)や、スエヒロタケ培養菌糸体からセレブロシドがアセトン抽出されること(特公昭63−52878号)が知られている。しかしながら、上記物質の作用は子実体誘導活性に関して報告されたものであり、植物に対する病害防除効果については報告されていない。
また、担子菌抽出物の作物栽培への利用については、農作物の収量増大や生育促進効果(特公昭56−44040号)、柑橘類の着色促進および増糖剤(特公昭57−48087号)などが報告されているが、これらはいずれも水系の抽出物による作用である。
ところで、一般的に病害抵抗性を誘導する物質は植物種により作用が異なることが知られている。これまでに報告されている微生物由来の抵抗性誘導物質の代表例として、グルコースの重合体であるグルカンが知られているが、大豆の病害抵抗性を誘導するグルカンはイネに対しては抵抗性反応を引き起こさない。一方、イネの病害抵抗性を誘導するグルカンは大豆に対して抵抗性誘導能が無く(Sharp K.(1984)J.Biol.Chem.259,11321−11336,Yamaguchi T.(2000)Plant Cell 12,817−826)、同じグルカンでも重合の仕方により作物種の反応は異なることが示されている。またアラキドン酸はジャガイモに対して抵抗性誘導することが報告されている(Bostock M.(1981)Science 212,349−360)が、ジャガイモ以外に抵抗性を誘導するとの報告はなされていない。このように、抵抗性誘導物質は作物種によって特異的な作用を示すと考えられている。
発明の概要
このような背景のもと、本発明者等は食用菌類を含めて広く糸状菌を原料として、糸状菌に含まれるスフィンゴ糖脂質を有効成分とする植物病害抵抗性誘導組成物を検討したところ、驚くべきことに、糸状菌由来のスフィンゴ糖脂質がイネのみならずイネ以外の様々な作物種の病害に対して防除効果を有することを見出した。
本発明者等はまた、糸状菌類からスフィンゴ糖脂質と共に抽出される脂溶性物質が展着剤として効果的に作用することを見出した。糸状菌からスフィンゴ糖脂質を抽出して有効成分として使用する場合には、スフィンゴ糖脂質とともに脂溶性物質も抽出されてくるため展着剤を新たに添加する必要がなく、作業効率およびコスト低減の観点から極めて有利である。本発明者等は更に、糸状菌類から抽出された脂溶性物質を含む組成物は有効成分の植物への浸透移行性が高いことを見出した。
本発明者等は更に、スフィンゴ糖脂質を含む糸状菌類から有機溶媒による抽出により得られた粗抽出物が植物に対する生育阻害現象を有することを見出した。本発明者等は、糸状菌の有機溶媒粗抽出液中に抵抗性誘導物質の夾雑成分として植物に対する生理阻害物質が含まれていることを見出し、この生理阻害物質を濃縮分離工程により効果的に除去することに成功した。
従って本発明は、食経験のある安全な糸状菌などを原料とし、植物に対する生理阻害作用がなく、様々な作物種に対する幅広い防除スペクトラムを有し、かつ環境負荷の少ない抵抗性誘導型の病害防除組成物を提供することをその目的とする。
そして本発明によれば、糸状菌由来のスフィンゴ糖脂質を含んでなる植物病害抵抗性誘導組成物が提供される。
本発明によればまた、有機溶媒に浸漬された糸状菌の菌糸または子実体を撹拌し、スフィンゴ糖脂質と脂溶性物質を有機溶媒に抽出させる有機溶媒抽出工程と、この抽出工程において得られた有機溶媒抽出液を濃縮し、次いで抽出液中に含まれる植物の生理阻害物質を沈殿除去する濃縮分離工程とを含んでなる、本発明による組成物の製造法が提供される。
発明の詳細な説明
本発明において「スフィンゴ糖脂質」とは、式(I)のように長鎖塩基、脂肪酸、および糖からなる化合物をいい、糖の種類や数は特に限定されない。
本発明において「セレブロシド類」とは、糖の部分がヘキソースであるスフィンゴ糖脂質を言う。
糸状菌由来のスフィンゴ糖脂質は、長鎖塩基の部分の9位にメチル基が入っていることを構造上の特徴とし(Kawai G.,Ikeda Y.,Tubaki K.(1985)Agric.Biol.Chem.49(7),2137−2146、Kawai G(1989)Biochim.Biophys.Acta1001(2)185−190)、この構造がイネの病害抵抗誘導活性に関与していることが知られている(Koga J.et al.(1998)J.Biol.Chem.48(27),31985−31991,Umemura K.et al.(2000)Plant Cell Physiol.41(6),676−683)。従って本発明において用いられる「糸状菌由来のスフィンゴ糖脂質」とは、長鎖塩基の部分の9位にメチル基がついているスフィンゴ糖脂質をいう。また本発明において用いられる「糸状菌由来のセレブロシド類」とは、長鎖塩基の部分の9位にメチル基がついているセレブロシド類をいう。
糸状菌由来のセレブロシド類としては、下記のものが挙げられる:
セレブロシドA((4,8)−−D−2’−ヒドロキシ−()−3’−ヘキサデセノイル−1−−β−D−グルコピラノシル−9−メチル−4,8−スフィンガジエニン)、
セレブロシドB((4,8)−−D−2’−ヒドロキシパルミトイル−1−−β−D−グルコピラノシル−9−メチル−4,8−スフィンガジエニン)、
セレブロシドC((4,8)−−D−2’−ヒドロキシ−()−3’−オクタデセノイル−1−−β−D−グルコピラノシル−9−メチル−4,8−スフィンガジエニン)、および
セレブロシドD((4,8)−−D−2’−ヒドロキシステアロイル−1−−β−D−グルコピラノシル−9−メチル−4,8−スフィンガジエニン)。
本発明による組成物は、セレブロシドA、セレブロシドB、セレブロシドC、またはセレブロシドDを単独で含んでいても、組み合わせて含んでいてもよい。
本発明による組成物に有効成分として含まれるスフィンゴ糖脂質は、糸状菌の菌糸または子実体から得ることができる。
糸状菌としては、好ましくは担子菌類に属する微生物や、酵素生産、抗生物質生産、多糖類生産など醗酵生産に使用される微生物が挙げられる。
担子菌類としては、Pleurotus属、Lentinus属、Flammulina属、Grifola属、Agaricus属、Auriculariales属、Tremellales属、Pholiota属、Sparassi daceae属などの食用担子菌類やWolfiporis属、Ganoderma属などの薬用担子菌類が挙げられる。醗酵生産に使用される微生物としては、Aspergillus属、Penicillium属、Trichodernma属、Acremonium属、Mucor属、Rhizopus属に分類される微生物が挙げられる。使用できる微生物の好ましい例としては、担子菌類ではLentinus edodesPleurotus ostrea tusFlammulina velutipesGlifola frondosaAgaricus bisporusAgaricus campestrisAuricularia polytrichaが挙げられ、醗酵生産に使用される微生物ではAspergillus nigerAspergillus oryzaePenicillium roquefortiiが挙げられる。
糸状菌の菌糸または子実体は、生菌体、菌体の培養液、その濃縮物、乾燥菌体、あるいは醗酵残渣等を含むそれらの加工処理物等を用いることができる。好ましくは、子実体の乾燥菌体が望ましい。
糸状菌の乾燥菌体を用いる場合はパワーミル等粉砕機で溶媒が浸潤しやすい程度に粉砕することにより効率よく抽出することができ、好ましくは開口部2mm程度の篩を通る程度まで細かく粉砕することによりさらに効率よく抽出することができる。
本発明の好ましい態様によれば、有機溶媒に浸漬した糸状菌の菌糸または子実体を撹拌して、菌体に含まれた成分を有機溶媒に抽出させる有機溶媒抽出工程と、この抽出工程において得られた有機溶媒抽出液を濃縮して抽出液中に含まれる植物の生理阻害物質を沈殿除去する濃縮分離工程含んでなる植物病害抵抗性誘導組成物の製造法が提供される。得られた組成物中には有効成分としてスフィンゴ糖脂質が、展着性成分として脂溶性物質がそれぞれ含まれる。
本発明において「脂溶性物質」とは、油脂に可溶化できる物質をいい、その多くは有機溶媒にて抽出することができる。脂溶性物質の定量法としてはn−ヘキサンを用いて簡易的に抽出・測定する方法が挙げられる。糸状菌の菌糸または子実体由来の脂溶性物質は、有効成分であるスフィンゴ糖脂質と同時に糸状菌類から抽出することができる。抽出された脂溶性物質には展着作用を有する両親媒性物質が含まれている。従って、散布時における葉への展着性がよくなるため、有効成分であるスフィンゴ糖脂質の植物体への展着性および浸透移行性を高めることができる。また、本発明による植物病害抵抗性誘導組成物は、有効成分を糸状菌類から抽出する場合にはその抽出液に展着性成分が含まれていることから、施用時の展着剤の添加が不要か、あるいは少量添加するのみでよく、作業効率やコスト低減の観点から有利であり、また環境への影響を軽減することもできる。
抽出工程において、糸状菌に有機溶媒を加えて撹拌し、有効成分を抽出した液を固液分離して、有機溶媒抽出液と残渣に分離して、有機溶媒抽出液を得る。抽出工程において用いる有機溶媒は、エタノール、メタノール、ヘキサン、石油エーテル、エチルエーテル、酢酸エチル、クロロホルム、アセトン等が挙げられる。抽出効率のよい溶媒として、好ましくは酢酸エチル、クロロホルムが挙げられるが、有機農産物の栽培に使用可能な病害防除剤とする場合はエタノールを使用することが好ましい。
抽出条件は、使用する有機溶媒や糸状菌の状態に応じて適切な条件で行うことが望ましいが、抽出時の液温は15〜80℃が好ましい。また、歩留まりを良くするため、残渣に残存している有効成分を再抽出する操作、すなわち固液分離して得られた残渣に、再び有機溶媒を加えて浸漬した後、固液分離して、有機溶媒抽出液を分離し、先に得られた有機溶媒抽出液に加える操作を行ってもよい。
濃縮分離工程において、得られた有機溶媒抽出液を、濃縮することにより、有効成分および展着性成分の含有率を高めると共に植物の生理阻害物質を除去することができる。
濃縮は、フリーズドライ、減圧濃縮、加熱蒸留など、通常実施される濃縮方法が適用できるが、高温での濃縮は好ましくないため、減圧濃縮により行うことが好ましく、加熱蒸留する場合は、最高品温を80℃以下として濃縮する。
濃縮は、好ましくは、セレブロシドB含量が0.4〜3.0mg/ml、より好ましくは0.9〜3.0mg/ml、脂溶性物質含量がn−ヘキサン抽出物として、好ましくは10〜200mg/ml、より好ましくは30〜100mg/mlとなるように実施できる。もちろん、セレブロシドB以外のセレブロシド類含量を指標として濃縮を行ってもよい。濃縮する際の目安としては、体積比で好ましくは1/5〜1/30、より好ましくは1/10〜1/20に減容するとよい。
脂溶性物質含量がn−ヘキサン抽出物として10mg/ml未満の濃縮では植物の生理阻害成分が沈殿物として除去されない場合があり、200mg/mlより過度な濃縮をすると、希釈時に脂溶性物質が分離して均一な成分が得られない場合がある。
本発明の植物病害抵抗性誘導組成物の剤型は液剤、粉剤、粒剤、乳剤、水和剤、油剤、エアゾール、フロアブル剤等の農薬としての何れの使用形態でも良い。また、施用の為の薬剤の形態、その使用形態、施用方法も特に限定されるものではないが、組成物の好ましい施用濃度はセレブロシド類含量として0.5〜100μg/ml、さらに好ましくは1〜50μg/ml、特に好ましくは5〜20μg/mlとすることができる。ただし、施用濃度は植物の種類、生育ステージ、施用方法により適切な濃度に調製する。
本発明の植物病害抵抗性誘導組成物の保護対象となる植物としては栽培植物すべてが挙げられ、例えば、穀類(イネ、オオムギ、コムギ、トウモロコシなど)、ナス科植物(トマト、ナス、ジャガイモなど)、ウリ科植物(キュウリ、メロン、カボチャなど)、マメ科植物(エンドウ、ダイズなど)、アブラナ科植物(ダイコン、ハクサイ、キャベツなど)、バラ科植物(イチゴ、リンゴ、ナシなど)、キク科(レタスなど)、ヒルガオ科(サツマイモなど)、セリ科(ニンジン、パセリ、セロリなど)、ブドウ科(ブドウなど)が挙げられる。また、植物の一般的な病害抵抗反応は病原菌に対して特異性が無いと考えられていることから、上記作物の対象病害としては、糸状菌を原因とする植物病害すべてが挙げられ、例えば、イネいもち病菌(Magnaporthe grisea)、イネごま葉枯病菌(Cochliobolus miyabeanus)、サツマイモつる割病菌(Fusarium oxysporum)、メロンつる割れ病菌(Fusarium oxysporum f.sp.melonis)、レタス根腐れ病菌(Fusarium oxysporum f.sp.lactucae)、およびトマト半身萎凋病(Verticillium dahliae)による病害が挙げられる。
本発明の好ましい態様によれば、糸状菌由来のスフィンゴ糖脂質と脂溶性物質とを含んでなる植物病害抵抗性誘導組成物であって、該スフィンゴ糖脂質がセレブロシドBを含んでなる植物病害抵抗性誘導組成物が提供される。
本発明の好ましい態様によればまた、糸状菌由来のスフィンゴ糖脂質と脂溶性物質とを含んでなる植物病害抵抗性誘導組成物であって、該スフィンゴ糖脂質がセレブロシドBを含んでなり、セレブロシドB含有量が0.4〜3.0mg/mlであり、脂溶性物質含量がn−ヘキサン抽出物として10〜200mg/mlである植物病害抵抗性誘導組成物が提供される。
本発明の他の態様によれば、糸状菌由来のスフィンゴ糖脂質を含んでなる組成物により目的植物を処理する工程を含んでなる、植物に病害抵抗性を誘導する方法が提供される。
本発明の他の態様によればまた、糸状菌由来のスフィンゴ糖脂質を含んでなる組成物により目的植物を処理する工程を含んでなる、植物病害の防除方法が提供される。
実 施 例
以下、実施例をもって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例1:植物病害抵抗性誘導組成物の製造
(1)有機溶媒抽出工程
乾燥シイタケをパワーミル(昭和技研株式会社製、卓上パワーミルP−02)にて粉砕し、スクリーン目開き1.0mmを用いて粉砕品を回収した。その乾燥シイタケ粉砕品1kgに対して、5リットルの99.5%エタノールを加え、25℃に保温し、24時間撹拌しながら抽出した。その後、固液分離して、第1回目のエタノール抽出液と残渣に分離した。さらに残渣を5リットルの99.5%エタノールで30分間浸漬することで洗浄し、第2回目のエタノール抽出液と残渣とに分離した。第1回目と第2回目のエタノール抽出液を混合し、エタノール抽出液を得た。
(2)濃縮分離工程
有機溶媒抽出工程で得られたエタノール抽出液を常圧、液温80℃にてもとの体積の約1/20まで濃縮した。濃縮後、室温まで冷却し、液中に生じた沈殿を遠心分離で除きエタノール抽出濃縮液Aを約80ml得た。このエタノール抽出濃縮液A中の脂溶性物質含量をn−ヘキサン法により、また、セレブロシドB含量をHPLC法により測定した。それぞれの分析値は100mg/mlおよび2.2mg/mlであった。
(3)抽出液の分析
実施例で得られた抽出液は下記のようにして分析した。
セレブロシドB含量およびセレブロシドD含量は、TSKgel ODS120A(東ソー株式会社製、4.6mm×300mm)カラムを用いたHPLC法により分析した。カラム温度を50℃とし、80%エタノールを溶媒として1ml/min.の流速条件下において、保持時間20.8分および24.6分にUV215nmで検出される当該物質を定量し、それぞれ、セレブロシドB含量およびセレブロシドD含量とした。
脂溶性物質含量は、n−ヘキサン抽出物として測定した(昭和60年環境庁告示第28号付表に準拠)。即ち、100ml分液ロートに50mlの脱イオン水をとり、試料溶液を1ml加えた。次いで、n−ヘキサン10mlとNaCl0.5gを加え振盪静置した。分離後、下層を除去し再び水50mlを加え水洗した。この水洗操作を2回繰返し、ヘキサン層を回収した。脱水するため、そのヘキサン層に無水硫酸ナトリウムを十分量加えた後、No.2ろ紙(商標;ADVANTEC、Toyo Roshi Kaisha,Ltd.製)にてろ過し、少量のヘキサンでろ紙を洗浄した。抽出液を蒸発容器に移し80℃の熱板上で蒸発させ、乾燥機内で乾燥させた(80℃)。これを秤量したものをn−ヘキサン抽出物とした。
実施例2:
有機溶媒の違いによるセレブロシド抽出割合を比較するため、生シイタケから抽出されるセレブロシドBおよびセレブロシドD含量を測定した。比較検討に用いた有機溶媒として、メタノール、エタノール、クロロホルム、アセトン、n−ヘキサン、酢酸エチルを使用した。生シイタケ100gを各種溶媒150mlと水30mlを加えた後、ウォーリングブレンダー(株式会社日本精機製作所製、エースホモジナイザーAM−7)にて磨砕した。磨砕液を遠沈管に移した後、振とう機(タイテック株式会社製、旋回往復振とう機R−30)上で12時間振とうすることにより有機溶媒層へのセレブロシド抽出を行った。溶媒抽出されたセレブロシド量を上記のHPLC法にて測定し、生シイタケg生重あたりのセレブロシドBおよびセレブロシドD含量として換算した値を表1に示す。また、この抽出液の中には、セレブロシドBおよびD以外のセレブロシドが数種含まれていることを確認した(データ省略)。これは、Kawai et al(Biochimica et Biophysica Acta,1001,1989,185−190)LenI〜Xに相当するものであった。
Figure 2003020032
実施例3:セレブロシドB含量、脂質含量、および濃縮割合と、イネいもち病防除価の関係
実施例1のエタノール抽出濃縮液Aを調製する過程で得られた各濃度の濃縮物および、抽出濃縮液Aをさらに濃縮した溶液を用いて脂溶性物質含量とセレブロシドB含量、また、そのいもち病防除効果を確認した。各濃度は抽出工程終了後のエタノール抽出液を1倍希釈とし、濃縮分離工程において各濃縮後の液量に対する抽出終了後の液量を濃縮倍率として、1、2、5、10、20、30、50倍の溶液を供試した。脂溶性物質含量はn−ヘキサン抽出物として表した。さらに被検液の展着性、希釈時の液の状態について、また散布した葉の生理障害の程度として葉面の状態についても比較した。
病除効果を調べるために、評価試験を実施した。評価試験の方法は、イネ(品種:あきたこまち)の催芽種子を1ポットあたり8粒播種して人工気象室で栽培し、本葉3〜4葉齢の段階で試料を噴霧処理した。1区あたり5ポットとして、各濃縮倍率の溶液をセレブロシドBとして10ppmとなるように希釈した液を処理し、比較試験としてセレブロシドB標品を10ppmとなるように希釈した液を用い、ポットあたり2mlの薬液量を茎葉散布し、葉面の薬液が乾燥するまで1時間放置した後、再び人工気象室にて栽培した。セレブロシドB標品は、Umemuraらの方法により分離精製した標品(セレブロシドB濃度2mg/ml溶液)(Plant Cell Physiology 41(6),676−683(2000))を用いた。
試料処理3日後、イネいもち病菌(Magnaporthe grisea レース007株)の分生胞子懸濁液の噴霧接種による感染処理を行った。噴霧接種後、暗所、加湿条件下に36時間放置することにより、いもち病菌を感染させた。その後、人工気象室に移して栽培し、接種5日後に各区の第3本葉に発生した罹病性病斑数を測定することにより防除価を算出した。防除価の算出は、防除価=(1−各区の一葉あたりの平均病斑数/対照区の一葉あたりの平均病斑数)×100として求めた。対照区は、ポットあたり2mlの水を噴霧した。
結果を表2にまとめた。濃縮倍率が低い試料を用いると葉面が変色し障害を受けることが確認された。また、濃縮倍率が高い試料を用いる場合には希釈液が分離し防除価、操作性が劣ることが明らかとなった。従って、葉面の状態、展着性、希釈時の状態、防除価から総合的に考えると、セレブロシドB濃度が0.4〜3.0mg/ml脂溶性物質含量がn−ヘキサン抽出物として10〜200mg/mlになるように濃縮するのが良いと考えられた。
Figure 2003020032
実施例4:イネいもち病防除試験
(1)方法
防除効果の評価方法は実施例3の方法を用い、実施例1で得られたエタノール抽出濃縮液Aを300倍希釈(セレブロシドB換算で10ppm)に水で希釈した薬液処理区(A)と、セレブロシドB 10ppm溶液に展着剤としてTween20を0.1%加用した薬液処理区(B)として、ポットあたり2mlの薬液量を茎葉散布した。
(2)結果
その結果を表3に示した。対照区の一葉あたりの平均病斑数は18.6個であったのに対してセレブロシドB処理区(B)は2.3個、エタノール抽出濃縮液A処理区(A)は1.8個となり、いずれの区も明らかな発病抑制効果が認められた。本発明のエタノール抽出濃縮液A処理区(A)は展着剤Tween20を添加したセレブロシドB処理区(B)よりも高い防除価となった。
Figure 2003020032
実施例5:イネごま葉枯病防除試験
(1)方法
実施例3のいもち病防除試験と同様の条件(被検植物の栽培、試料の処理方法・処理濃度、および病原菌感染方法)でエタノール抽出濃縮液A処理区(A)、セレブロシドB処理区(B)のイネごま葉枯れ病に対する防除効果を調べた。病斑数を測定は、ごま葉枯病菌(Cochliobolus miyabeanus)分生胞子懸濁液を噴霧接種して2日後に実施した。
(2)結果
その結果を表4に示した。対照区の一葉あたりの平均病斑数が10.2個であったのに対し、セレブロシドB処理区(B)では1.3個、エタノール抽出濃縮液A処理区(A)は0.9個となり明らかな発病抑制効果が認められ、さらにエタノール抽出濃縮液A処理区はセレブロシドB処理区よりも高い抑制効果を示した。
Figure 2003020032
実施例6:イネいもち病防除圃場試験
(1)方法
いもち病常発地帯のイネ栽培圃場において24mずつランダムに区切り試験区とした。イネ(品種:コシヒカリ)の苗を移植後、44日目と51日目に散布処理を行った。噴霧処理は1区あたり3区画毎に、120L/10aの割合で行った。各区のサンプルは実施例1で得られたエタノール抽出濃縮液Aを150倍に水で希釈した溶液(セレブロシドB換算で20ppm)(E)、また、比較区として、セレブロシドB濃度が20ppmであり、展着剤としてマイリノー(日本農薬株式会社製)を約0.02〜0.03%加用したセレブロシドB溶液処理区(F)、およびラブサイドフロアブル(呉羽化学工業株式会社製)1000倍希釈液(有効成分:フサライド500ppm)に展着剤としてマイリノー(日本農薬株式会社製)を約0.02〜0.03%加用した処理区(G)を設定した。
(2)結果
初回散布後、一ケ月目に葉いもち病発病調査を行い発病度から求めた防除価で比較した。その結果を表5に示した。エタノール抽出濃縮液A処理区(E)で95、セレブロシドB処理区(F)で93、比較区(G)で94の防除価となり、イネいもち病防除に有効であることが明らかになった。しかも、エタノール抽出濃縮液A処理区(E)はセレブロシドB処理区(F)よりも高い防除価を示した。このことから、有機農産物の栽培に使用することができる本発明の植物病害抵抗性誘導組成物が、実際の栽培圃場において、化学農薬と同等以上の効果を有することを確認した。
Figure 2003020032
実施例7:サツマイモつる割病防除試験
(1)方法
サツマイモつる割病菌(Fusarium oxysporum)に罹病したサツマイモ(品種:紅こまち)の苗を圃場に植え付け前に30分間各溶液に地下部を浸漬処理した。各区のサンプルは、実施例1で得られたエタノール抽出濃縮液Aを150倍に希釈した溶液(セレブロシドB換算で20ppm)処理(E)、セレブロシドB20ppm処理(H)とした。一区あたり20株で4区画とし、60cm間隔で圃場に移植した。
(2)結果
移植26日後に発病株率を調査し、平均発病株率から防除価を算出し、表6に示した。その結果、エタノール抽出濃縮液A処理区(E)で79、セレブロシドB処理区(H)で70の防除価であった。本発明の病害抵抗性誘導組成物は、土壌病害に対しても防除効果を有することを確認した。土壌病害は有効な殺菌剤がほとんど無いことから難防除とされており、一般に土壌燻蒸剤が用いられているが、効果が限定的であることや環境汚染の観点から代替技術が望まれている。本発明の病害抵抗性誘導組成物を用いることにより、作物の抵抗性誘導作用を利用した土壌病害防除法の一つとなることが明らかとなった。
Figure 2003020032
実施例8:メロンつる割病防除試験
(1)方法
メロン(品種:アムス)の本葉3〜4枚展開苗を10時間各溶液に浸漬処理した後、ポテト・デキストロース培地で培養したメロンつる割れ病菌(Fusarium oxysporum f.sp.melonis レース2)の分生胞子を灌注接種した。各区のサンプルは、実施例1で得られたエタノール抽出濃縮液Aを150倍に希釈した溶液(セレブロシドB換算で20ppm)処理区(E)、セレブロシドB20ppm処理区(H)とした。
(2)結果
接種21日後に発病株率を調査し、平均発病株率から防除価を算出し、表7に示した。その結果、エタノール抽出濃縮液A処理区(E)は63、セレブロシドB処理区(H)は52であった。よって、本発明の病害抵抗性誘導組成物は、野菜に対する病害防除に極めて有効であることが確認された。これは、本発明の病害抵抗性誘導組成物に含まれる脂溶性物質の散布時における展着効果により有効成分であるセレブロシドの植物体への浸透移行性を高めたためであると考えられる。
これは、本発明の病害抵抗性誘導組成物に含まれる脂溶性物質の散布時における展着効果と、有効成分であるセレブロシドの植物体への浸透移行性を高めたためであると考えられる。
以下の理論に拘束されるわけではないが、セレブロシドは水溶中ではその構造は不安定であるが、本発明の組成物に含まれる脂溶性物質とともに安定した高次構造を形成することにより植物体中でも比較的安定となって徐々に移行拡散していくと推定される。この浸透性のために、雨による葉の表面から流失、太陽光による分解が少なく、また散布液量の多少による防除効果のふれも小さくなることで安定した防除効果と長い残効性が期待できる。
Figure 2003020032
実施例9:
シイタケ(Lentinus edodes)、マイタケ(Glifola frondosa)、ヒラタケ(Pleurotus ostreatus)の各子実体の凍結乾燥品より酢酸エチルを溶媒とする抽出を行った。また、Aspergillus属菌(Aspergillus niger)、Penicillium属菌(Penicillium roquefortii)、Mucor属菌(Mucor prainii)、Rhizopus属菌(Rhizops delemar)をコーンスターチ、モラセス、コーンスティープリカ(各1%配合、pH5.5に水酸化カリウム水溶液で調整)の液体培地で培養した。培養液を6,000×gで20分間の遠心処理により菌糸体を回収した後、菌糸体生重量あたり10倍量(w/v)の酢酸エチルにて溶媒抽出を行った。溶媒抽出液を実施例1の製造方法に従い1/10に減容する濃縮分離工程を経ることにより、生理阻害物質を分離・濃縮し、植物病害抵抗性誘導組成物を調製した。
組成物中のセレブロシドB量を上記のHPLC法にて測定し、原料の重量あたりのセレブロシドB含量として算出した。さらに、得られた各溶媒抽出液をセレブロシドB換算で100ppmの濃度になるように水で希釈した後イネ葉身に施用し、施用7日後の葉組織中に誘導されるファイトアレキシン量を指標とするエリシター活性をWO98/47364記載の方法にて測定し、表8に示した。ファイトアレキシン量は、ファイトカサンA、B、C、D、およびモミラクトンA、Bの総量で表した。
この結果から、特に担子菌類から効率よくセレブロシドBを抽出できることを確認した。また、各糸状菌から抽出して調製した組成物が、ファイトアレキシンの誘導能を有することを確認した。
Figure 2003020032
実施例10:レタス根腐れ病防除試験
(1)方法
本葉が3枚展開したレタス(品種:パトリオット)の苗に対して接種12時間前に薬剤処理した後、レタス根腐れ病菌(Fusarium oxysporum f.sp.lactucaeレースSB1−1)の汚染土(希釈平板法による菌密度を測定した結果は3×10CFU/gであった)に移植して感染接種処理を行った。各試験区は、実施例1で得られたエタノール抽出濃縮液Aを300倍に希釈した溶液(E)(セレブロシドB換算で10ppm)を用いて、浸漬処理、散布処理および潅水処理による効果およびセレブロシドB20ppm溶液(H)での浸漬処理による効果を比較した。
(2)結果
移植28日後、内部病徴による発病調査を実施した。発病度の判定基準は、維管束に変色無しが0、維管束の1/3未満の変色が1、維管束の1/3〜2/3の変色が2、維管束の2/3以上の変色が3、の指数を与えて発病程度を評価した。(対照区の平均発病度−試験区の平均発病度)/(対照区の平均発病度)×100の算出式より防除価を算出し、表9に示した。また、農産物として商品となる地上部重量についても合わせて測定した。その結果、エタノール抽出濃縮液処理(E)することにより、浸漬処理区は100、散布処理区で72、潅水処理区で86の防除価であった。また、地上部の生重は、対照区を100とすると、浸漬処理区は693、散布処理区で266、潅水処理区で559であった。本発明の病害抵抗性誘導組成物は、作物種や対象病害により至適的な処理条件は存在するが、処理法に限定されることなく防除効果を示すことを確認した。
Figure 2003020032
実施例11:トマト半身萎凋病防除試験
(1)方法
本葉が2枚展開したトマト苗(品種:ハウス桃太郎)に対して実施例1で得られたエタノール抽出濃縮液Aを150倍に希釈した溶液(E)を浸漬処理した。薬剤処理後、トマト半身萎凋病(Verticillium dahliae)の菌密度が5×10CFU/gの汚染土に移植することにより感染接種した。試験区としてエタノール抽出濃縮液Aを150倍に希釈した溶液(E)(セレブロシドB換算で20ppm)を3、6、12、24時間処理した場合とセレブロシドB20ppm溶液(H)を12時間処理した場合の防除効果について比較検討を行った。
(2)結果
移植21日後、外部病徴による発病調査により防除効果を調べた。外部病徴の発病度の基準は、健全葉を0、下位の1〜2葉に病徴がある場合を1、半数程度の葉に病徴があるものを2、ほとんどの葉に病徴があり落葉もみられるものを3、株が枯死したものを4との指数を与えて評価した。(対照区の平均発病度−試験区の平均発病度)/(対照区の平均発病度)×100の算出式より防除価を算出し、表10に示した。その結果、エタノール抽出濃縮液処理(E)することにより、処理時間3時間の区では防除価が12と充分な防除効果は得られなかったが6時間以上処理することにより防除価は60程度となり対照区に対して明らかな病害防除作用を示した。この時間的な作用の違いは、本発明の病害防除組成物は抵抗性誘導による防除作用であるため、植物側の抵抗性が確立するまでに要する時間と推測される。また、セレブロシドB20ppm溶液を12時間処理した区(H)の防除価は60であったことから、本発明の病害防除組成物に含まれる脂溶性物質は、植物種に拘わらずセレブロシドの病害防除作用を高める事を確認した。
Figure 2003020032

Claims (28)

  1. 糸状菌由来のスフィンゴ糖脂質を含んでなる、植物病害抵抗性誘導組成物。
  2. スフィンゴ糖脂質がセレブロシド類である、請求項1に記載の組成物。
  3. セレブロシド類がセレブロシドA、セレブロシドB、セレブロシドC、またはセレブロシドDのいずれか、あるいはそれらの混合物である、請求項2に記載の組成物。
  4. スフィンゴ糖脂質が、糸状菌から有機溶媒により抽出されたものである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. スフィンゴ糖脂質が、糸状菌からの有機溶媒による抽出液を濃縮した後、植物生理阻害物質を沈殿除去することにより得られる、請求項4に記載の組成物。
  6. 糸状菌由来の脂溶性物質を更に含んでなる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物。
  7. 脂溶性物質が糸状菌から有機溶媒により抽出されたものである、請求項6に記載の組成物。
  8. 脂溶性物質が、糸状菌からの有機溶媒による抽出液を濃縮した後、植物生理阻害物質を沈殿除去することにより得られる、請求項7に記載の組成物。
  9. 糸状菌由来の脂溶性物質を更に含んでなり、かつスフィンゴ脂質がセレブロシドBを含んでなる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物。
  10. 脂溶性物質が、糸状菌から有機溶媒により抽出されたものである、請求項9に記載の組成物。
  11. 脂溶性物質が、糸状菌からの有機溶媒による抽出液を濃縮した後、植物生理阻害物質を沈殿除去することにより得られる、請求項10に記載の組成物。
  12. セレブロシドB含量が0.4mg/ml〜3.0mg/mlであり、脂溶性物質含量がn−ヘキサン抽出物として10mg/ml〜200mg/mlである、請求項9〜11のいずれか一項に記載の組成物。
  13. セレブロシドB含量が0.9mg/ml〜3.0mg/mlであり、脂溶性物質含量がn−ヘキサン抽出物として30mg/ml〜100mg/mlである、請求項9〜11のいずれか一項に記載の組成物。
  14. 糸状菌が、担子菌類に属する微生物または醗酵生産に使用される微生物である、請求項1〜13のいずれか一項に記載の組成物。
  15. 担子菌類に属する微生物が、食用担子菌類に属する微生物または薬用担子菌類に属する微生物である、請求項14に記載の組成物。
  16. 醗酵生産に使用される微生物が、酵素生産、抗生物質生産、および多糖類生産に使用される微生物である、請求項14に記載の組成物。
  17. 食用担子菌類に属する微生物が、Pleurotus属、Lentinus属、Flammulina属、Grifola属、Agaricus属、Auricularia属、Tremellales属、Pholiota属、およびSparassidaceae属からなる群から選択される属に属する微生物である、請求項15に記載の組成物。
  18. 薬用担子菌類に属する微生物が、Wolfiporis属に属する微生物またはGanoderma属に属する微生物である、請求項15に記載の組成物。
  19. 醗酵生産に使用される微生物がAspergillus属、Penicillium属、Trichoderma属、Acremonium属、Mucor属、およびRhizopus属からなる群から選択される属に属する微生物である、請求項16に記載の組成物。
  20. 担子菌類に属する微生物が、Lentinus edodesPleurotus ostreatusFlammulina velutipesGlifola frondosaAgaricus bisporusAgaricus campestris、およびAuricularia polytrichaからなる群から選択される、請求項14記載の組成物。
  21. 醗酵生産に使用される微生物が、Aspergillus nigerAspergillus oryzaePenicillium roquefortiiMucor prainii、およびRhizopus delemarからなる群から選択される、請求項14記載の組成物。
  22. 植物病害防除剤として用いられる、請求項1〜21のいずれか一項に記載の組成物。
  23. 請求項1〜22のいずれか一項に記載の組成物により目的植物を処理する工程を含んでなる、植物病害の防除方法。
  24. 有機溶媒に浸漬された糸状菌の菌糸または子実体を撹拌し、スフィンゴ糖脂質と脂溶性物質を有機溶媒に抽出させる有機溶媒抽出工程と、この抽出工程において得られた有機溶媒抽出液を濃縮し、次いで抽出液中に含まれる植物の生理阻害物質を沈殿除去する濃縮分離工程とを含んでなる、請求項1〜22のいずれか一項に記載の組成物の製造法。
  25. スフィンゴ糖脂質がセレブロシドBを含んでなる、請求項24に記載の製造法。
  26. セレブロシドB含量が0.4mg/ml〜3.0mg/mlになり、脂溶性物質含量がn−ヘキサン抽出物として10mg/ml〜200mg/mlになるように有機溶媒抽出液を濃縮することを特徴とする、請求項25に記載の製造法。
  27. セレブロシドB含量が0.9mg/ml〜3.0mg/mlになるように有機溶媒抽出液を濃縮することを特徴とする、請求項26に記載の製造法。
  28. 脂溶性物質含量がn−ヘキサン抽出物として30mg/ml〜100mg/mlになるように有機溶媒抽出液を濃縮することを特徴とする、請求項26に記載の製造法。
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