KR19990067050A - 곤충 기생성 선충 제제의 제조 방법 및 보존방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 곤충 기생성 선충, 점토 및 물을 함유하는 혼합물을 그 선충을 불활성화시키는 제1 온도에서 일정 기간 유지시키고, 다시 건조를 억제하는 조건 하에 상기 제1 온도보다 낮은 상기 선충을 불활성화시키는 제2 온도에서 일정 기간 유지시키는 공정을 포함하는 살충용 제제의 제조 방법을 개발하였다. 본 발명에 의해 보존성이 우수한 곤충 기생성 선충 및 점토를 함유하는 곤충 기생성 선충 제제를 제공할 수 있다.

Description

곤충 기생성 선충 제제의 제조 방법 및 보존 방법

일반적으로 선충은 그 기생하는 대상에 따라 주로 자활성 선충, 식물 기생성 선충, 곤충 기생성 선충으로 분류된다. 농작물에 피해를 주는 네코부센츄 등은 식물 기생성 선충이지만, 농작물의 병원균 등을 먹는 균보식성 선충(Aphelenchus avenae) 또는 해충에 기생하여 해충을 죽이는 곤충 기생성 선충(Steinernema속, Heterorhabditis속) 등은 그러한 특성을 이용하여 생물 농약으로서의 개발이 요망되고 있다. 특히, 곤충 기생성 선충은 이미 실용화되어 있는 종도 있어 유망한 생물 자재라 할 수 있다.

곤충 기생성 선충은 숙주가 되는 곤충과 협잡하는 상태에서는, 곤충의 입, 항문, 발의 관절 등으로부터 곤충의 혈체강(血體腔) 중에 침입하여 선충 체내에 유지되고 있는 공생 세균을 방출하고, 숙주 곤충의 면역 기구를 파괴한 후, 곤충 체내에서 증식하여 숙주 곤충을 죽게 만든다. 곤충에 대한 감염성을 갖는 것은, 선충의 라이프 사이클 중에서 "감염태 3기 유충"이라는 단계의 선충 뿐이다. 이 감염태 3기 유충의 단계는 2기 유충시의 탈피 껍질로 덮혀 있고, 여러 가지 나쁜 환경에 견딜 수 있는 내구성을 가지고 있다.

종래부터, 이 감염태 3기 유충의 선충을 이용하여 식물에 피해를 주는 해충을 방제하는 방법이 알려져 있으며, 인공적인 영양 하에서의 대량 배양은 이미 실시되고 있다. 일반적으로는, 배양 후의 선충을 장기간의 보존에 견딜 수 있도록 제제화한 후, 대상 해충이 있는 서식지에 사용된다.

종래의 곤충 기생성 선충의 보존 형태로서는, 이하의 형태를 들 수 있다.

① 증류수 중에 현탁시킨 선충을 호기성 조건 하에서 보존하는 방법(S.R. Dutky, J.V.Thompson, George E. Cantwell, J. of Insect Pathology, No. 6, p417, 1964)

② 증류수 중에서 현탁시킨 선충을 폴리우레탄 폼과 같은 담체에 침입시켜 통기성 포대에 넣는 방법(Bedding, R.A., Ann. Appl. Biol., Vol. 104, No. 1, p117, 1984)

③ 활성탄과 같은 흡착 물질과 선충을 혼합하는 방법(일본 특개소 제61-501392호 공보, 국제 공개 85/03412호 명세서)

④ 점토와 선충을 균일하게 혼합하여 수분을 조정하는 방법(일본 특개소 제2-503913호 공보, 국제 공개 88/8668호 명세서)

⑤ 선충을 알긴산 겔 중에 비드상 또는 필름상으로 포괄시키는 방법(Kaya, H.K., Nelsen, G.E., Env. Entomol., Vol. 14, No. 5, p572, 1985, 일본 특개소 제62-116501호 공보, 미국 특허 제4615883호 명세서, 일본 특개소 제4-505701호 공보, 국제 공개 90/10063호 공보)

⑥ 선충을 건조시키는 방법(일본 특개평 제2-501300호 공보, 국제 공개88/01134호 명세서, 일본 특개소 제3-503526호 공보, 국제 공개 89/00460호 명세서, 국제 공개 89/08704호 명세서)

⑦ 기름으로 수분 증발을 방지하는 방법(일본 특개소 제52-41225호 공보)

그러나, ①의 형태는 에어레이션 장치를 사용하는 것이 조건이어서 대량 수송 형태로서는 적합하지 않으며, ②의 형태는 서식지에 처리할 경우, 선충을 한번 스폰지에서 꺼낼 필요가 있어 번거롭다. ③의 형태는 어느 특정 선충에만 적용할 수 있으며 활성탄의 조작성의 문제가 지적되어 있다. 본 발명자들은 실제로 에스. 쿠시다이(S. kushidai)에서 그 형태에 의한 보존을 시도했으나 보존성은 매우 불량했다. ⑤의 형태는 사용할 때에 한번 시트르산 나트륨 등의 1가 이온 용액 중에 현탁시켜 겔을 용해시켜야 하므로 대량 조제가 곤란하다. ⑥의 형태는 선충을 건조시킬 때의 습도, 온도 등의 환경 설정이 엄격하게 요구된다. ⑦의 형태는 사용할 때 식물의 엽면 상에서의 선충의 건조를 일시적으로 방지하기 위한 것으로서 수 개월에 이르는 장기간의 보존에는 사용할 수 없다.

점토를 사용하는 ④의 형태에 대해서는, 활성탄을 사용하는 방법에 비해 저렴하며, 조작성도 좋으므로 유망한 방법이라 할 수 있다. 그러나, 입경이 작은 점토를 사용하면, 선충에서 점토로의 급속한 수분의 이동이 일어나 선충이 해를 받는다는 문제가 있었다. 한편, 입경이 큰 점토를 사용하는 경우, 밭이나 잔디밭 등의 실제 서식지에서의 처리를 생각하면 이러한 제제는 한번 물로 희석시킨 후에 산포할 필요가 있기 때문에 그대로 현탁시킨 것은 통상의 약제 산포기 또는 살수기에서는 산포 노즐의 구멍을 점토가 폐색시킨다는 문제가 있었다.

본 발명자들은 이러한 문제를 해결하기 위하여 ④의 개량법으로서 표면수를 보유하고 있는 곤충 기생성 선충 집단과 점토를 접촉시켜 선충을 점토 속으로 이동시키는 공정을 포함하는 살충용 제제의 제조 방법을 개발하여 출원하였다. 이 방법에 의하면 제제 중의 선충의 보존성이 좋으며 점토 입경을 작게 할 수 있으므로 실용성이 높은 우수한 방법이라 할 수 있다. 그러나 ④의 방법 또는 그 개량법 제제의 보존성에 대해서는 명확하지 않는 부분이 많아 보존성을 가능한 한 향상시키는 것이 요망되고 있었다.

<발명의 개시>

본 발명은 보존성이 우수한 곤충 기생성 선충 및 점토를 포함하는 곤충 기생성 선충 제제를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은, 예의 검토를 거듭한 결과, 곤충 기생성 선충, 점토 및 물을 함유하는 혼합물(이하, 단순히 "혼합물"이라 칭하는 수가 있음)을 건조를 억제하는 조건하에 상기 선충을 불활성화시키는 제1 온도에서 일정 기간 유지시키고, 다시 건조를 억제하는 조건 하에서 상기 제1 온도보다 낮은 상기 선충을 불활성화시키는 제2 온도에서 일정 기간 유지시키는 공정을 포함하는 살충용 제제의 제조 방법을 개발하여 본 발명을 완성하였다.

일반적으로 곤충 기생성 선충은 일정한 온도 이하(예를 들면, 에스. 쿠시다이는 약 10 내지 15 ℃ 이하)에서 불활성화(선충의 운동이 활발하지 못하여 산소 요구, 에너지 대사가 억제된 상태를 가리킨다)된다. 본 발명은 "혼합물"을 상기 선충이 불활성화되는 제1 온도에서 일정 기간 유지시키고, 다시 건조를 억제하는 조건하에서 상기 제1 온도보다 낮은 상기 선충을 불활성화시키는 제2 온도에서 일정 기간 유지시키는 것을 특징으로 하고 있다. 본 발명에서는 "혼합물" 중의 선충을 급격히 저온하에 두지 않고, 제1 온도로 순화시킨 후에 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 유지시킴으로써 선충에 대한 저온 충격을 적게 할 수 있다는 점이 특징이다. 또한, 제2 온도로 유지시킨 후, 제2 온도와 다른 적당한 온도로 다시 한번 또는 복수회 유지시키는 방법도 본 발명에 포함된다.

본 발명에서의 "곤충 기생성 선충, 점토 및 물을 함유하는 혼합물"의 예로서, 상술한 점토와 선충을 균일하게 혼합하여 수분을 조정하는 방법(일본 특개평 제2-503913호 공보, 국제 공개 88/08668호 명세서 참조)에 의해 제조된 것 또는 상기 본 발명자들에 의한 "개량법"에 의해 제조된 것을 들 수 있다.

본 발명자들에 의한 "개량법"이란, "표면수를 보유하고 있는 곤충 기생성 선충 집단과 점토를 접촉시켜 선충을 점토 속으로 이동시키는 공정을 포함하는 살충용 제제의 제조 방법"을 말한다. 이하 상기 개량법(이하 단순히 "개량법"이라 약칭하는 수가 있음)에 대하여 설명한다.

"개량법"에서는 표면수를 보유하고 있는 곤충 기생성 선충(이하 단순히 "선충"이라 칭하는 수가 있음) 집단과 점토를 접촉시키면 점토의 흡수성에 의해 우선 물이 점토로 이동하는데, 이 때 선충의 집단으로부터 점토의 외측 쪽으로 물의 농도 구배가 형성된다. 이 상태에서 건조를 억제시킨 후에 선충의 활동 최적 온도, 일반적으로 25 내지 28℃에서 정치시킴으로써 선충은 산소를 구하여 집단에서 점토 쪽으로의 물의 농도 구배를 역행하는 방향으로 이동을 개시한다. 이 조건은 예를 들면 선충과 점토의 혼합물을 통기성 필름으로 이루어지는 포대 또는 통기성 필름을 일부 갖는 용기에 넣고, 상대 습도 95% 이상의 방에 정치시킴으로써 달성할 수 있다. 또, 단시간이라면, 선충과 점토의 혼합물을 뚜껑이 부착된 용기 속에 넣고, 실내에서 간헐적으로 완만하게 교반함으로써 달성할 수 있다.

이 때, 이동 중인 선충의 표면수는 서서히 점토에 흡수되어 가고, 최종적으로 선충의 움직임을 정지시킬 수 있는 수분 농도에서 선충은 움직임을 멈춘다. 움직임을 멈춘 선충은 이미 평형 수분으로 유지된 점토에 의해 주위가 둘러싸여 있기 때문에 더 이상 건조해지지 않으며 불활성화에 최적인 수분 조건으로 유지된다. 이 상태의 선충은 활동 정지 휴면 상태가 되어 제제 중에서의 보존성이 향상된다. 여기까지의 소요 시간은 사용하는 선충의 종, 흡수체 또는 선충 덩어리의 크기 및 선충의 농도 등에 따라 달라지지만, 대개 15분 내지 24시간이며, 통상 30분 내지 12시간이다. 또, 본 발명에서의 점토 입경은 특별한 제한되지 않으나 100 ㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ 이하의 것이 적합하게 사용된다.

"개량법"의 하나의 실시 형태로서, 점토와 선충을 접촉시키기 전에 한번 흡수체에 선충을 유지시킨 다음, 흡수체에 유지된 선충 및 물을 크래이와 접촉시키는 방법을 들 수 있다. 적합한 흡수체로서는 폴리우레탄 폼, 셀룰로오스 스폰지, 종이 조각, 나무 조각, 칩, 섬유, 고분자 흡수체 등이 사용된다. 흡수체에 유지시키는 선충 현탁액은, 사용하는 흡수체, 선충의 종류 및 목적하는 최종 제제 중의 선충 농도에 따라 다르지만, 대개 20 내지 200만 마리/ml의 농도(액상)까지 농축된 것이 바람직하다.

이 방법에서는, 흡수체로 유지된 선충 및 물을 점토와 접촉시키면, 점토의 흡수성에 의해 먼저 물이 흡수체에서 점토로 이동하지만, 흡수체의 수분 유지력에 의해 물의 이동은 어느 수준에서 균형을 유지하고, 흡수체로부터 점토의 외측 쪽으로 물의 농도 구배가 안정하게 형성되는 점이 특징이다. 점토는 건조된 것이어도, 어느 정도(약 1 내지 5% 정도) 물을 함유한 것이어도 좋다. 흡수체에서 점토로 이동한 선충은 최종적으로 선충의 움직임을 정지시킬 수 있는 수분 농도에서 움직임을 정지한다. 움직임을 정지한 선충은 이미 평형 수분으로 유지된 점토에 의해 주위가 둘러싸여 있기 때문에 더 이상 건조되지 않고, 불활성화에 최적인 수분 조건으로 유지된다.

또한, 선충 이동 후 1 내지 5 mm 눈금 간격의 체로 흡수체를 점토로부터 분리하는 것이 바람직하다. 이 때, 선충은 통상 90% 이상이 점토로 회수되지만, 흡수체에 남은 선충은 다시 물 속에 침지시킴으로써 현탁액 상태로 회수할 수 있다. 또한, 폴리우레탄 폼이나 셀룰로오스 스폰지와 같은 흡수체는 세정한 후 건조기로 건조시킴으로써 재이용할 수 있다. 이와 같이, 체로 분별함으로써 점토, 수분, 선충이 균일하게 분포된 분말상의 제제를 얻을 수 있다. 이와 같은 제제는 소립자의 점토 및 선충이 서로 입체 구성을 형성하기 때문에, 선충에게 필요한 산소를 공급하기 위한 공간을 제공할 수 있다.

"개량법"의 다른 실시 형태로서 배양 후의 선충 현탁액을 괴상(塊狀)이 될 때까지 탈수하고, 이 선충 덩어리를 점토 내에 매립하는 방법이 있다. 이 선충 덩어리는 사용하는 선충에 따라 다르지만 대개 40만 내지 400만 마리/ml 의 농도(괴상)까지 농축, 탈수된 것이 바람직하다. 이 선충 덩어리를 미리 10 내지 30 %의 수분이 포함된 점토 중에 넣어 건조를 억제시킨 후에 정치시키면, 물이 선충 덩어리에서 점토 속으로 이동하여 물의 농도 구배가 형성된다. 선충 덩어리에서 점토 속으로 이동한 선충은 최종적으로 선충의 움직임을 정지시킬 수 있는 수분 농도에서 움직임을 멈춘다. 이 방법에 의하면, 흡수체를 사용하지 않으므로 제조 공정이 간편하다는 장점이 있다.

본 발명에서의 "제1 온도", "제2 온도"는 선충의 종류, 제제의 형태 등에 따라 최적 온도가 다른데, 예를 들면 에스. 쿠시다이의 경우에 제1 온도는 약 10 내지 15℃, 제2 온도는 약 1 내지 5℃가 바람직하다. 또, 에스. 글라세리(S. glaseri) 및 에스. 카르포캅새(S. carpocapsae)에 대해서도 같은 온도 범위가 바람직하다.

또, 제1 온도 또는 제2 온도로 유지시키는 기간에 대해서도 선충의 종류, 제제의 형태 등에 따라 최적 기간이 다른데, 일반적으로 제1 온도로 적어도 1주일 이상 유지시키는 것이 바람직하다. 예를 들면 에스. 쿠시다이에서는 제1 기간에 약 7일 내지 14일, 제2 기간에 약 7일 내지 14일 유지시키는 것이 바람직하다. 또, 에스. 글라세리 및 에스. 카르포캅새에 대해서도 같은 기간이 바람직하다.

또, 제1 온도, 제2 온도로 유지시키고 있는 동안 "혼합물"의 건조를 억제하기 위해서는 혼합물을 폴리 필름 등의 미세 통기성 필름으로 이루어지는 포대 또는 미세 통기성 필름을 일부 갖는 용기에 넣어 상대 습도 70% 이상의 분위기에 정지시키는 것이 바람직하다.

또, 제1 온도, 제2 온도로 유지시키고 있는 동안 "혼합물"의 건조를 억제하기 위해서는 혼합물을 폴리 필름으로 이루어지는 포대 또는 통기성 필름을 일부 갖는 용기에 넣어 상대 습도 95% 이상의 분위기에 정지시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 의해 제조된 제제는 상온에서도 일정 기간 보존이 가능한데, 저온하에서 보존하는 것이 바람직하다. 적합한 보존 온도는 일반적으로는 제2 온도와 동일한 온도가 적합한데, 에스. 쿠시다이에서는 약 1 ℃ 내지 5 ℃이다. 또, 에스. 글라세리 및 에스. 카르포캅새에 대해서도 같은 온도 범위가 바람직하다. 또한, 에스. 쿠시다이 및 에이치. 박테리포라(H. bacteriphora) 등은 저온에 약하여 5 ℃ 이하에서의 보존은 종래의 어떠한 방법으로도 곤란하다고 생각되고 있었으므로 본 발명에 의해 이러한 저온에 약한 선충의 저온 보존이 비로서 가능해졌다고 할 수 있다. 또, 보존할 때는 건조를 방지하기 위하여 밀폐 용기 속에 보존하는 것이 바람직하다.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

이하, 본 발명을 실시예를 들어 다시 설명을 하지만, 실시예의 개시는 본 발명을 전혀 제한하지 않는다.

<실시예 1> 셀룰로오스 스폰지를 사용한 제조 방법

S.kusidai 10,000,000 마리가 들어 있는 선충 크림 8 ml을 0.65 g의 셀룰로오스 스폰지(5 mm 각) 속에 충분히 흡수시킨 후, 17 g의 건조 점토(항진균제 함유)와 혼합하였다. 이 상태에서 24 시간(25 ℃, 상대 습도 95 % 이상) 보관하고, 그 후 체(눈금 간격 1 mm) 상에서 선충이 포함된 점토와 스폰지를 분리하였다. 이렇게 제조한 선충 점토 제제를 표 1의 "유지 온도"에 나타낸 각 온도에서 각 기간 동안 상대 습도 95% 이상의 조건으로 유지시켰다. 그 후 적당량의 물에 현탁시키고, 현탁액을 슬라이드 글라스 상에 적하하고 현미경으로 관찰하여 생존하고 있는 선충의 비율을 구하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.

<실시예 2> 습윤 점토를 사용한 제조 방법

건조 점토(방곰팡이제를 함유)에 15%(중량비)의 물을 적하하고, 블렌더로균일하게 분쇄한 습윤 점토를 미리 제작하였다. 이와 같이 제작한 습윤 점토 27 g 중에 에스. 쿠시다이의 선충 덩어리(메쉬 상에서 탈수시킨 선충 10,000,000 마리로 구성된 덩어리) 약 5 g을 얹어 간단히 혼합하였다. 이 상태에서 통기성 포대에 넣고 24 시간(25℃, 상대습도 95 % 이상) 보관하고, 그 후 체(직경 1 mm)로 제제의 입경을 균일하게 하였다. 이렇게 제조한 선충 점토 제제를 표 1의 "유지 온도"에 나타낸 각 온도에서 각 기간 동안 상대 습도 95% 이상의 조건으로 보존하였다. 그 후 적당량의 물에 현탁하여 현탁액을 슬라이드 글라스 상에 적하하고 현미경으로 관찰하여 생존하고 있는 선충의 비율을 구하였다. 결과를 표 1에 나타냈다.

<실시예 3> 습윤 점토를 사용한 제조 방법

건조 점토(방곰팡이제 함유)에 12%(중량비)의 물을 적하하여 블렌더로 균일하게 분쇄한 습윤 점토를 미리 제작하였다. 이와 같이 하여 제작한 습윤 점토 160 g 중에 S.kushidai의 덩어리(메쉬 상에서 탈수시킨 선충 114,000,000 마리로 구성된 덩어리) 57 g을 얹어 비이커 내에서 시약 숟가락을 사용하여 간단히 혼합하였다. 이 상태에서 비이커의 상부를 알루미늄 호일로 덮어 약 25℃에서 1 시간 보관하였다. 보관 중에 약 15 분간 숟가락으로 간단한 혼합을 1회 행하였다. 그 후 체(눈금 간격 1 mm)로 제제의 입경을 균일하게 하였다. 이렇게 제조한 선충 점토 제제를 폴리필름 포대(미세 통기성)에 넣고, 표 1의 유지 온도에 표시된 온도에서 각 기간 및 상대습도 70% 이상의 조건으로 보존하였다.

그 후 적당량의 물에 현탁시킨 액을 슬라이드 글라스 위에 적하하고 현미경 으로 관찰하여 생존하고 있는 선충의 비율을 구하였다. 결과를 표 1에 나타냈다.

제제 방법	유지 온도	선충 농도(마리/g)	보존 일수
			10일	20일	30일	40일	50일	60일	90일	120일	150일	180일	210일
실시예1	15℃(10일)→5℃	292,000	97.5	93.5	93.9	100	91.7	100	88.0	87.5	88.0	85.6	78.9
실시예1	15℃	292,000	99.3	97.5	93.7	91.4	-	86.2	80.6	76.5	59.2	42.0	17.6
실시예2	15℃(10일)→5℃	307,000	98.1	93.1	96.3	-	-	93.3	90.2	86.0	90.0	81.0	78.7
실시예2	5℃	307,000	-	-	37.0	-	-	0.0	-	-	-	-	-
실시예2	15℃	307,000	99.9	95.1	94.6	-	-	88.0	78.0	75.0	67.0	52.4	29.8
실시예2	25℃	307,000	99.7	84.6	66.9	-	-	21.6	-	-	4.7	-	-
실시예3	15℃(10일)→5℃	456,000	-	-	93.3	-	-	89.4	-	89.5	85.7

화살표 앞의 숫자는 경과 일수의 계산 전에 제제를 유지시킨 온도(본 명세서의 "제1 온도"에 해당)와 일수를 나타낸다. 화살표 뒤의 온도 또는 단독 온도는 경과 일수의 계산에 들어간 후에 제제를 유지시킨 온도를 나타낸다.

표 1에서, 본 발명의 방법으로 제조된 선충은 일정 온도로 유지된 제제 중의 선충보다도 생존율이 좋다는 것을 알 수 있었다.

본 발명은 해충의 구제에 사용되는 생물 농약에 관한 것이다. 상세하게는, 본 발명은 해충의 구제에 사용되는 곤충 기생성 선충 제제에 관한 것이다.

본 발명에 의해 선충의 보존성이 향상된 실용성이 우수한 제제를 제조하는 것이 가능해졌다.

Claims (5)

1. 곤충 기생성 선충, 점토 및 물을 함유하는 혼합물을 건조를 억제하는 조건 하에 상기 선충을 불활성화시키는 제1 온도에서 일정 기간 유지시키고, 다시 건조를 억제하는 조건 하에 상기 제1 온도보다 낮은 상기 선충을 불활성화시키는 제2 온도에서 일정 기간 유지시키는 공정을 포함하는 살충용 제제의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 제1 온도에서 1주일 이상 유지시키는 방법.
3. 제1항에 있어서, 곤충 기생성 선충이 에스. 쿠시다이(S. kushidai)인 방법.
4. 제1항에 기재한 방법으로 제조된 살충용 제제를 밀폐 용기중에 보존하는, 제1항에 기재한 방법으로 제조된 살충용 제제의 보존 방법.
5. 제1항에 기재한 방법으로 제조된 살충용 제제를 저온 하에 보존하는, 제1항에 기재한 방법으로 제조된 살충용 제제의 보존 방법.