KR20100085934A

KR20100085934A - 식물 휘발성 물질

Info

Publication number: KR20100085934A
Application number: KR1020107009152A
Authority: KR
Inventors: 페트로넬라 마르티나 블리커; 카이 아멘트; 폴 요한 디에르가르드; 미키엘 테오도얼 쟌 드 보스; 로버트 코르넬리스 슈링크
Original assignee: 키진 엔.브이.
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2010-07-29
Also published as: RU2484628C2; RU2010116175A; EP2203063A1; US20120076751A1; KR101576574B1; CN101861094A; WO2009041814A1; CA2700966A1; US20160255833A1; US9364002B2; MX2010003242A; CN101861094B; AU2008304003A1; CA2700966C; AU2008304003B2

Abstract

본 발명은 가루이 등의 흡즙 곤충을 유인 또는 퇴치하기 위한 화합물과 조성물 및 이 조성물을 사용하기 위한 방법을 제공한다.

Description

식물 휘발성 물질 {PLANT VOLATILES}

본 발명은 농업 분야, 특히 식물의 해충 조절에 관한 것이다. 가루이 (whiteflies) 등의 해충을 퇴치하거나 유인하는 데 적합한 1종 이상의 휘발성 탄화수소 화합물을 포함하는 화합물과 조성물을 제공한다. 또한, 유인제 또는 기피제 화합물/조성물을 제조 및 사용하는 방법과 밭 및/또는 온실 내에서의 곤충 침습과 피해를 조절하는 방법을 제공한다. 상기 조성물은 식물 해충, 특히 진딧물 아목 (Sternorrhyncha)인 흡즙 (吸汁) 해충을 조절하기에 적합하다. 진딧물 아목 곤충으로는 나무이, 가루이, 진딧물, 벚나무깍지벌레, 깍지벌레가 포함되는데, 이들은 동일한 특성, 즉 식량원으로서 식물 수액을 이용하는 특성을 공유한다. 조절될 수 있는 기타의 식물 해충으로서는 삽주벌레, 응애 (예컨대, 잎응애) 및 매미충이 있다. 양호한 실시 상태에 있어서, 가루이 침습과 가루이에 의한 작물 피해를 조절하기 위한 방법과 조성물이 제공된다. 상이한 실시 상태에 있어서, 상기 화합물 및/또는 조성물은 파리목 모기과 (Culicidae)의 곤충 특히, 얼룩날개 모기류 (Anopheles) (약 400 종이 존재하고, 그 중 30~40종은 아노펠레스 감비아 복합종 등과 같이 말라리아병을 전염시킴), 집모기속 (Culex) 및/또는 각다귀속 (Aedes)에 속하는 종들을 퇴치하는 데 사용될 수 있다. 또한, 모든 종류의 등에모기류과 (Ceratopogonidae), 무는 깔따구, 예를 들면 쿨리코이데스 임풍크타투스 (Culicoides impunctatus (highland midge 또는 Scottish biting midge)) 등의 척추 동물 흡혈 쿨리코이데스 속 (genera Culicoides), 등에모기과 (Forcipomyia), 렙토코놉스속 (Leptoconops)은 본 발명에 따라 유인하거나 퇴치될 수 있다.

담배 가루이 속 (genera Bemisia)의 가루이 (고구마 가루이) 및 온실 가루이 (Trialeurodes)는 특히 섭식 동안 식물 바이러스를 전염시켜서 (즉, 그들은 "바이러스 매개체"로서 작용) 경제적 손실을 야기하는바, 전세계를 통틀어 작물 식물의 심각한 해충이다. 담배 가루이 (Bemisia tabaci)는 60개 이상의 서로 다른 제미니바이러스 (Geminiviruses), 다수의 크리니바이러스, 아프리카 카사바 모자이크 바이러스 (African cassava mosaic virus; ACMV), 강낭콩 금빛 모자이크 바이러스 (Bean golden mosaic virus; BGMV), 콩 위축 바이러스 (Bean dwarf virus), 토마토 황화 잎 말림 바이러스 (Tomato yellow leaf curl virus; TYLCV), 토마토 반점 바이러스 (Tomato mottle virus; TMV) 등의 베고모바이러스에 속하는 다수를 전염시킬 수 있다. 토마토, 콩, 조롱박, 감자, 목화, 카사바 및 고구마 등과 같은 열대 작물과 온도 작물 둘 다 영향을 받는다. 지금까지, 주요 조절 전략은 성체, 유충, 알을 사멸하는 것을 목적으로 살충제를 도포하는 것이다. 살충제 도포는 상당한 비용뿐 아니라 심각한 환경적 영향을 끼친다. 더욱이, 담배 가루이는 활성 성분에 대한 저항성을 나타내기 때문에 살충제로 조절하는 것이 어렵다.

살충제 도포를 감소하기 위하여, 밭에서 생장하는 작물 및 온실에서 생장하는 작물 모두에 대한 가루이로 유도되는 작물 손상과 피해를 조절하기 위한 새로운 방법이 요구된다. 문헌에는, 휘발성 성분이 곤충 행동에 직접적으로 영향을 줄 수 있다고 알려져 있다 (예컨대, Bruce et al., 2005, Trends Plant Sci. 10: 269-74). 가루이에 의한 바이러스 전염을 억제하기 위한 한 가지 방법은 작물 식물 표면 또는 그 근처에 도포될 수 있는 곤충 기피제 및/또는 작물로부터 떨어지도록 해충을 유인하기 위하여 인근 지역에 도포될 수 있는 곤충 유인제를 동정(同定)하는 것이다. 유인제 및/또는 기피제를 동정하는 데 있어서의 문제점은 하나의 종을 유인하는 것으로 알려진 화합물이 다른 종의 곤충을 퇴치시킬 수 있다는 것이다. 따라서, 종마다 감각 인지 능력과 섭식 양태를 달리할 수 있기 때문에, 어떤 화합물이나 조성물이 종 전체에 대하여 유인 특성을 가질지 또는 기피 특성을 가질지 속단할 수는 없다. 예를 들면, 가루이는 관다발 조직으로부터 수액을 빨기 전에 상피 표면을 아랫입술 (labial)로 두드려서 [메카노센서 (mechanosensors)와 케모센서 (chemosensors)을 사용] 숙주 식물을 살핀다 (탐침 삽입 (probing)). 이 시점에서 그들의 결정은 예컨대 구조적으로 생성된 기피제에 의하여 영향을 받지만, 아마도 잎 표면의 특성에 의해서도 역시 영향을 받는다. 선호도의 문제는 탐침 삽입 (probing)시 발생하는 바이러스 전염과 퍼포먼스에 직접 관련된다. 바이러스 전염을 피하려면, 탐침 삽입을 방지하거나, 최소한 크게 감소시켜야 한다. 이는 단지 탐침 삽입이 일어난 후에만 가루이를 사멸시키는 화합물은 작물 보호제로서 적합하지 않다는 것을 의미하는데, 이 경우 바이러스 전염이 이미 일어났을 것이기 때문이다. 그 밖에, 가루이의 곤충 포식자는 가루이 개체군을 감소시키는 데 유용하므로 기피제 또는 유인제는 이들에 영향을 미쳐서는 아니된다.

가루이를 억제하기 위한 적절한 화합물 및/또는 조성물을 동정함에 있어서의 또 한 가지 문제점은, 자연 발생되는 식물 헤드스페이스 (headspace) 조성물과 식물의 선천적인 분비모 (trichomes)의 내용물은 종 (種), 그리고 각 식물 계통 또는 억세션 종들 내에서 다양할 수 있는 다수의 서로 다른 화합물을 서로 다른 농도로 함유하고 있다는 사실이다. 해충에 대한 특정 효과를 갖는 식물 헤드스페이스 조성물이 전체로서 동정된다고 하더라도 유인제 또는 기피제로서 적절할 수 있는 성분 또는 성분의 배합을 동정하는 것은 쉬운 일이 아니며, 지금까지 가루이와 기타의 흡즙 해충에 대한 적절한 기피제 또는 유인제는 없다.

장 (Zhang) 등 (J. Econo Entomolog 2004, 97, p1310-1318)은 담배 가루이 (B. argentifolii)에 대한 기피제로서 0.25%의 생강유 용액을 시험하였다. 선택 없는 시험 (no-choice test)에서, 단지 10.2 내지 16.6% 미만의 성체 가루이가 처리된 식물에 자리잡았고, 식물에 놓여진 알의 수에는 차이가 없음이 발견되었다. 생강유의 농도 증가는 식물 독성과 관련이 있어서, 가루이 기피제로서의 생강유의 효과적인 사용을 방해한다.

EP 0 583 774는 임의의 곤충 조절제로 사용될 수 있는 나뭇잎 곤충 조절제의 식물성 독성을 감소시키기 위한 식물성 유지의 사용을 개시하고 있다.

선모 (腺毛)는 토마토 속 (Lycopersicon) (현재 가지속 (屬)으로 분류됨)의 나뭇잎과 줄기에 두드러지는데, 세스퀴테르펜 탄화수소, 세스퀴테렌산, 메틸케톤 및 당 에스테르 (sugar ester) 등과 같은 다량의 이차 화합물을 생산하는 것으로 밝혀졌다. 몇 가지 연구는 선모의 밀도가 옥수수 유충 (옥수수 담배나방; Heliothis zea) 또는 콜로라도 잎벌레 등과 같은 식물 해충에 대한 저항과의 연관성에 대하여 시도를 하였다 (Kauffman and Kennedy, 1989, J Chem Ecol 15, 1919-1930; Antonious, 2001, J Environ Sci Health B 36, 835-848 and Antonious et al. 2005, J Environ Sci Health B 40: 619-631). 또한, 엘. 히르수툼 에프. 글라브라툼 (L. hirsutum f. glabratum)의 선모 내에 저장되어 있는 메틸케톤 2-운데카논 및 2-트리데카논도 콜로라도 감자잎 벌레와 성충 담배 가루이 각각의 4번째의 영충 (齡蟲)에 대하여 독효과를 나타낸다는 것이 밝혀졌다 (Antonious et al. 2005, J Environ Sci Health B 40: 619-631).

안토니우스와 코하르 (J Environm Science and Health B, 2003, B38: 489-500)는 천연 살충제 생산용 세스퀴테르펜 탄화수소의 생산에 사용될 수 있는 야생형 토마토 억세션을 선별하기 위한 목적으로 야생형 토마토 억세션으로부터 징기베렌과 커쿠민을 추출하고 정량하였다. 그러나, 그러한 화합물이 가루이 기피제 또는 유인제로 사용될 수 있는지에 대해서는 개시하고 있지 않다. 징기베렌은 콜로라도 저항성 및 사탕무 장군벌레 저항성과 관련이 있고, 커쿠민은 살충 효과와 관련된다고 언급하였다. 야생형 토마토 종 엘. 히르수툼 에프. 티피쿰 (L. hirsutum f. typicum)은 담배 가루이 (B. argentifolii)에 대한 저항성이 있다고 언급되어 있지만 (Heinz et al. 1995, 88:1494-1502), 분비모(毛)계 식물 저항성은 물론, 여러 가지 이유를 갖지만 이 논문으로부터 가루이를 유인 또는 퇴치하는 특성을 갖는 화합물의 존재 또는 동정에 관한 추론을 이끌어낼 수는 없다.

코스티우코브스키 (Kostyukovsky) 등은 (Acta Horticulturae 2002, 576, 347-358) 에센셜 식물성 유지 (씨네올, 사프롤, 꿀풀과 (Labiatae) 또는 회향 (Foeniculum vulgare) 또는 M-브로마이드)의 훈증약을 10 내지 20 mg/l의 농도로 절화의 해충(예컨대, B. tabaci)에 도포하면 노출 후 2 내지 4시간에는 사멸을 야기한다는 것을 발견하였다 (표 5를 참조).

프레이타스 (Freitas) 등은 (Euphytica 2002, 127: 275-287) 야생형 방울 토마토 (L. esculentum) (재배 토마토, 징기베렌이 적음)와 야생형 털며느리밥풀 (L. hirsutum var . hirsutum) (징기베렌이 높음) 간의 이종간의 교배에서 세스퀴테르펜 징기베렌과 선모Ⅰ류, Ⅳ류, Ⅵ류 및 Ⅶ류 둘 다의 생산을 위하여 유전자의 유전성을 연구하였다. F₂식물 내의 징기베렌 함유량은 담배 가루이 (B. argentifolii)의 저항성에 상관관계로 기여하였고, 동시에 높은 수준의 가루이 저항성에 기여하기 위하여 높은 농도의 징기베렌, 2-트리데카논 및/또는 아실당 (acylsugar)을 갖는 식물을 재배할 것을 제시하였다. 그러나, 해충 저항을 위한 재배는 해충 기피제 또는 유인제 조성물을 개발하는 것과는 근본적으로 차이가 있다. 가루이 기피제로서의 합성 또는 정제된 징기베렌의 용도 또는 다른 화합물과 배합하여 사용하는 것에 대해서는 어떠한 암시도 없다.

발명의 요약

본 발명자들은 흡즙 해충, 특히 가루이의 기피제/유인제와 관련된 10개의 테르펜 (또는 테르펜 유사체)를 발견하였다. 이 화합물들은 효과적인 곤충 기피제 및/또는 곤충 유인제 조성물을 제조하기 위하여 독립적으로 또는 배합하여 사용될 수 있다. 다음 7가지 화합물, 커쿠민, 특히 알파-커쿠민 (세스퀴테르펜), 미르센 (myrcene), 특히 베타-미르센 (모노테르펜), 시멘 (cymene), 특히 파라-시멘 (모노테르펜과 관련된 탄화수소), 테르피넨 (terpinene), 특히 감마-테르피넨 (모노테르펜) 및/또는 테르피넨 (모노테르펜), 징기베렌 (zingiberene) (세스퀴테르펜) 및/또는 펠란드렌 (phellandrene), 특히 알파-펠란드렌 (모노테르펜) 중 1가지 이상으로 구성되거나 포함하는 곤충 기피제 조성물 (특히, 작물 식물의 수액을 빨아먹는 해충, 좋기로는 가루이를 퇴치함)을 제공하며, 또한 이들을 사용하는 방법과 분배 장치 (dispensers) 또는 기타 용기들 또는 이들을 포함하는 담체 물질을 제공한다.

다음 3가지 화합물, 펠란드렌, 특히 베타-펠란드렌 (모노테르펜), 리모넨 (D-이성질체 및/또는 L-이성질체) (모노테르펜) 및/또는 2-카렌 (모노테르펜) 중 1가지 이상으로 구성되거나 포함하는 해충 유인제 조성물 (특히, 작물의 수액을 빨아먹는 해충, 좋기로는 가루이를 유인함)을 제공하며, 또한 이들을 사용하는 방법과 분배 장치 또는 기타 용기들 또는 이들을 포함하는 물질을 제공한다.

본 발명의 추가적인 실시 상태에 있어서, 상기 기피제 또는 유인제 화합물 또는 조성물은 파리목 모기과 (Culicidae) (파리목; order Diptera) 및/또는 등에모기류 (Ceratopogonidae), 특히 모기 등과 같은 사람과 동물에게 자극적이고 질병을 전염시킬 가능성이 있는 흡혈 해충을 유인 또는 퇴치하기 위하여 사용할 수 있다.

일반 정의 ( General Definition )

"식물 곤충 유해 동물" 또는 "식물 해충" 또는 "곤충 유해 동물" 또는 "식물 해충 종"은 식물 또는 식물 일부에 침습하여 작물 및/또는 관상 식물 (숙주 식물 종)에 침습과 손상을 야기하는 해충 종이다. "침습"은 지역 (예컨대, 밭 또는 온실) 내, 숙주 식물의 표면 위, 또는 숙주 식물과 접촉할 수 있는 어떤 것, 또는 토양 내의 다량의 해충 유기체의 존재이다. 해충은 흡즙 해충 (하기를 참조)을 포함하지만, 삽주벌레, 매미, 응애 (예컨대, 잎응애와 기타) 및 매미충 등의 다른 해충도 포함한다.

본 명세서에서 "포유류의 해충" 또는 "포유류 질병 매개체"는 흡혈/무는 곤충이며, 말라리아 등과 같은 인간 및/또는 포유류의 질병 (반드시 그런 것은 아니지만, 이들은 단지 짜증스러울 수 있다)의 매개체로서의 역할을 할 가능성이 있는 파리목 (order Diptera)의 곤충을 의미한다. 본 명세서에서 "해충"을 언급할 때, 문서의 부분들은 또한 이들이 흡혈/무는 곤충이라는 것을 제외하고는, 식물 해충과 유사한 방식으로 동물, 특히 포유류를 공격하는 곤충에 해당하는 것으로 이해된다.

"수액을 빨아먹는 해충"은 (노린재류 목 (order Hemiptera), 곤충 강 (class Insecta)의) 진딧물 아목 (suborder Sternorrhyncha)의 식물 해충 즉, 식량원으로서 식물 수액을 이용하는 공통된 특성을 공유하는 나무이, 가루이, 진딧물, 벚나무깍지벌레 및 깍지벌레를 포함하는 해충을 포함한다.

본 명세서에서 "진딧물"은 목화진딧물 (Aphis gossypii), 사탕무우진딧물 (A. fabae), 콩진딧물 (A. glycines), 박주가리진딧물 (A. nerii), 진딧물 (A. nasturtii), 복숭아혹진딧물 (Myzus persicae), 매화혹진딧물 (M. cerasi), 진딧물 (M. ornatus), 진딧물 (Nasonovia) (예컨대, 감자수염진딧물 (N. ribisnigri), 수염진딧물 (Macrosiphum), 양배추가루진딧물 (Brevicoryne) 등과 같은 진딧물과 (family Aphididae)를 포함한다.

"곤충 매개체"는 바이러스를 식물에게 운반하고 전염시킬 수 있는 곤충이다. 포유류 질병 매개체와 관련하여, 곤충 매개체는 포유류를 공격하는 곤충이고 말라리아 원충 (Plasmodium)을 인간에게, 또는 사상충을 개에게 전염시킬 수 있는 모기 등과 같이 포유동물에게 질병을 잠재적으로 전염시킬 수 있는 곤충이다.

"가루이" 또는 "가루이들"은 가루이 (Bemisia) 속의 종, 특히 담배 가루이 (B. tabaci)와 은빛가루이 (B. argentifolii) (담배 가루이의 생물형 B라고도 알려진 것), 및/또는 가루이 (Trialeurodes), 특히 온실가루이 (T. vaporariorum) (온실 가루이)와 가루이 (T. abutinolea) (구부러진 날개 가루이 (banded winged whitefly))를 의미한다. 본 명세서에는 담배 가루이의 생물형 Q와 생물형 B등의 모든 생물형뿐만 아니라 알, 유충, 번데기, 성충 등의 모든 발생 단계가 포함된다.

"기피제" 화합물 또는 조성물은 그것이 도포된 지역 및/또는 표면에서 하나 이상의 해충 종 (예컨대, 가루이)을 쫓아내고, 상기 기피제로 처리되지 않은 동일한 지역 및/또는 표면에 비하여 해충 (예컨대, 가루이)에 의하여 야기되는 침습 및/또는 손상을 상당히 감소시키는 (기피제 도포 후 1회 이상의 주요시점에서 측정됨) 하나 이상의 화합물을 의미한다. "상당한 감소"는 최소 5%, 좋기로는 최소 10%, 15%, 20%, 30%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% 또는 그 이상 (100%)의 감소이다. 해충(들) (예컨대, 가루이)에 의하여 야기된 침습 및/또는 손상은 다양한 방식으로 측정할 수 있는데, 예컨대 식물 건강 상태의 평가에 의하거나 해충 수, 곤충이 낳은 알, 조직의 곤충 탐침 삽입, 바이러스 전염 또는 바이러스 발생 정도, 수득률 손실, 식물 조직 손상, 또는 곤충 침습/손상의 다른 직접적인 또는 간접적인 증상 등을 평가함으로써 측정할 수 있다. 포유류 해충에 있어서는 상기 효과를 평가 및/또는 수량화하는데, 예를 들면 곤충의 수, 곤충에게 물린 자국 또는 질병 증상을 사용할 수 있다.

"유인제" 화합물 또는 조성물은 그것이 도포된 지역 및/또는 표면에서 하나 이상의 해충 종 (특히, 가루이 등의 흡즙 해충)을 유인하고, 유인제를 사용하지 않은 동일한 지역 및/또는 표면에 비하여 해충 생물체 (예컨대, 가루이)의 수를 상당히 증가시키는 (유인제 도포 후 1회 이상의 주요 시점에서 측정됨) 하나 이상의 화합물을 의미한다. "상당한 증가"는 최소 5%, 좋기로는 최소 10%, 15%, 20%, 30%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% 또는 그 이상 (100%)의 증가이다. 유인제가 식물 조직에 도포될 때, 상기 유인제의 효과는 다양한 방식으로 측정할 수 있는데, 예를 들면 유인제의 도포 후 1회 이상의 주요시점에서 곤충의 수를 측정함으로써, 또는 조직 손상이나 곤충 침습/손상과 관련된 다른 증상을 평가함으로써 측정할 수 있다. 포유류 해충과 관련하여, 예를 들면 곤충의 수는 상기 효과 (유인)를 평가 및/또는 수량화하는데 사용될 수 있다.

기피제 화합물 또는 조성물의 "유효량"은 상기 화합물 또는 조성물을 처리하지 않은 식물보다 처리한 식물에서 해충 (특히, 가루이 등과 같은 1종 이상의 흡즙 해충)에 의하여 야기된 침습 및/또는 손상을 상당히 감소시키기에 충분한 양을 의미한다. 포유류 해충과 관련하여, 기피제 화합물 또는 조성물의 유효량은 상기 정의한 곤충을 상당량 퇴치하는 데 충분한 양을 의미한다.

유인제 화합물 또는 조성물의 "유효량"은 상기 화합물 또는 조성물을 처리하지 않은 지역 또는 표면보다 처리한 지역 또는 처리한 표면에서의 해충의 수 (특히, 가루이 및/또는 가루이의 단계, 예컨대 낳은 알 등과 같은 1 이상의 흡즙 해충)를 상당량 증가시키기에 충분한 양을 의미한다. 포유류 해충에 있어서, 유인제 화합물 또는 조성물의 유효량은 상기 정의한 곤충을 상당량 유인하기에 충분한 양을 의미한다.

"활성 성분"은 제제 내에서 생물학적으로 활성인 성분/성분들 예컨대, 곤충 매개체/해충 기피제 또는 유인제를 의미한다. "불활성 성분" 또는 "비활성"은 예컨대, 물, 오일 또는 오일계 운반체, 용매 등의 활성 성분(들)의 운반체와 같이 (적어도 표적 곤충 매개체) 생물학적으로 활성이 아닌 성분들을 의미한다.

"용매"는 고체, 액체 또는 기체 용질을 용해시켜서 용액, 분산매, 유제를 생성하는 액체이다.

"덫"은 도포되는 유효량의 유인제 화합물 또는 조성물을 의미한다. 일반적으로 덫은 다수의 식물 (덫 작물 또는 덫 식물)이나 용기 (예컨대, 포충기)일 수 있고, 또는 유인제 화합물이나 조성물이 도포된 표면이나 액체일 수 있으며, 곤충은 상기 덫의 방향 또는 덫 내/위로 모여든다. 상기 유인제 화합물 또는 조성물은 "미끼 제제"라고도 부를 수 있다.

"살충제" 또는 "살충의"는 하나 이상의 곤충 단계를 사멸시키거나 비활성화시키는(살란제, 살충제, 제충제 등), 즉 곤충의 분포도 보다는 사충률에 영향을 미치는 화합물 또는 조성물 (기피제와는 대조적임)을 의미한다.

본 명세서에서 "해충 포식자" 또는 "해충 기생자"는 해충을 먹거나 해충에 기생하는 생물체를 의미한다. 예컨대, 본 명세서에서 "가루이 포식자" 또는 "기생자"는 폭 넓은 진드기 (차먼지응애; Polyphagotarsonemus latus), 지중해이리응애 (Swirski-mite) (Amblyseius swirskii), 풀잠자리, 다양한 딱정벌레 등, 또는 기생말벌류 (온실가루이 좀벌 (Encarsia)과 황온좀벌 (Eretmocerus spp) 등)와 같은 포식 및/또는 기생하여 다수의 가루이를 감소시키는 해충 등의 생물체를 의미한다.

"숙주 식물(들)"은 해충의 1개 이상의 자연 숙주 종을 의미한다. 예를 들면, 이에 한정되는 것은 아니지만, 가루이는 토마토, 피망, 가지, 상추, 기름씨평지, 브로콜리, 꽃양배추 및 양배추 작물 등의 배추속 식물 (Brassica) 종, 오이, 멜론, 호박, 스쿼시 (squash) 등의 박과 작물, 대두, 목화, 콩, 카사바, 감자, 고구마 및 오크라 등의 넓은 숙주 범위를 가진다. 또한, 바람직한 숙주 중에는 히비스커스, 포인세티아, 백합, 부꽃, 란타나 장미 및 피튜니아 등과 같은 관상용 종도 있다.

"작물" 또는 "작물 식물" 또는 "재배 식물"은 이에 한정되는 것은 아니지만,식량, 사료를 얻기 위하여 또는 오일, 탄수화물, 약효 성분 등의 식물 유래 산물을 포함한 식물 또는 식물 일부로부터의 임의의 기타 성분을 얻기 위한 것, 또한 관상용 목적으로 재배된 식물, 또는 골프 코스, 운동장 또는 공원의 잔디 (풀로 덮인 영역) 등, 또는 숲이나 공원 등에서 기른 식물 등의 사회 경제적 목적을 위한 것 등의 다양한 목적을 위하여 인간이 기른 식물을 의미한다. 작물 식물은 밭, 정원, 온실 내에서 또는 다른 방식으로 자랄 수 있고, 소규모 또는 대규모로 생장할 수 있다.

최근에 토마토는 가지 속(屬)으로 재분류되고 있다. 이 문헌 전체에서 사용된 "토마토 (Lycopersicon esculentum)"와 "토마토 (Solanum lycopersicum)"는 재배되는 토마토 식물을 의미하는 것으로 교환적으로 사용된다. 유사하게, 야생형 토마토 리코퍼시콘 페넬리 (Lycopersicon pennelli)와 솔라눔 페넬리 (Solanum pennelli) 뿐만 아니라 리코퍼시콘 히르수툼 에프.글라브라툼 (Lycopersicon hirsutum f.glabratum)과 리코퍼시콘 히르수툼 에프.티피쿰 (Lycopersicon hirsutum f.typicum) 및 솔라눔 하브로샤이트 (Solanum habrochaites)도 교환적으로 사용된다. 유사하게, 야생형 토마토 (Lycopersicon) 종을 언급할 때, 이것은 가지속에 속하는 것으로 현재 재분류된 것으로 이해되고, 상기 속(屬) 명칭은 교환적으로 사용된다.

"테르펜"은 이소프렌 단위에서 유래된 탄소 골격을 갖는 탄화수소이고, 그들의 탄소수에 기초하여 그룹, 예컨대 C10 모노테르펜, C15 세스퀴테르펜, C20 디테르펜, C25 세스테르테르펜, C30 트리테르펜, C40 테트라테르펜 및 C5n 폴리테르펜으로 세분화된다. 본 명세서에서 이들은 일반적으로 그들의 관용명, 예컨대 문헌 "Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4^th Ed., Vol. 23, page 833-882, 1997"에 개시된 관용명으로 언급된다. 본 명세서에서 사용된 용어 "테르펜(들)"은 "테르페노이드"로 일반적으로 알려진 화합물도 포함하며, 테르펜 및/또는 알코올, 에스테르, 알데하이드 및 케톤, 이들의 임의의 입체 이성질체 및/또는 호변이성체에 해당하는 (천연 또는 합성) 이성질체 등과 같은 테르페노이드 유사체도 포함한다. 본 명세서에서 특정 이성질체 (알파 및/또는 베타 이성질체 등)를 언급할 때, 기타의 이성질체도 포함되는 것으로 이해되며, 기타 이성질체 또는 이성질체의 혼합물은 이들이 작용기인 한, 특별히 언급되기 위하여 대체될 수 있다

또한, 모노테르펜은 탄소 골격 구조로 구별될 수 있으며, "비환식 (非環式) 모노테르펜" (예컨대, 미르센, (Z)- 및 (E)-오시멘, 리나롤, 제라니올, 네롤, 시트로네롤, 미르세놀, 제라니알, 시트랄 a, 네랄, 시트랄 b, 시트로넬랄 등), "1환식 모노테르펜" (예컨대, 리모넨, 알파- 및 감마- 테르피넨, 알파- 및 베타- 펠란드렌, 테르피놀렌, 멘톨, 카르베올 등), "2환식 모노테르펜" (예컨대, 알파-피넨, 베타-피넨, 미르테놀, 미르테날, 베르바놀, 베르바논, 피노카르베올 등) 및 "3환식 모노테르펜" (예컨대, 트리사이클렌)으로 그룹화될 수 있다. 문헌, "Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4^th Ed., Vol. 23, page 834-835, 1997"을 참조.

이 문헌 및 청구항에서, 동사 "포함하는"와 상기 동사의 활용형은 뒤따라 언급되는 항목을 비제한적으로 포함하고, 특별히 언급하지 않는 항목은 배제한다는 것을 의미하도록 사용된다. 또한, 부정관사 "하나 (a)" "하나 (an)"의 요소로 언급되는 대상은, 문맥에서 명확하게 상기 요소가 하나 또는 단지 하나만 존재할 것을 요하지 않는 한, 상기 요소가 하나 이상 존재할 가능성을 배제하지 않는다.

"식물" 또는 "식물들" (또는 다수의 식물들)이 언급될 때마다, 별도로 언급하지 않는 한, 본 명세서에서는 식물 일부 (세포, 조직 또는 기관, 종자, 절단되거나 수확된 부분, 잎, 묘목, 꽃, 꽃가루, 과실, 가지, 뿌리, 캘러스, 원형질체 등), 자가 수정 또는 이종 교배로 얻은 종자 등과 같이 모체의 구별되는 특성을 보유하는 식물의 자손 또는 클론 번식, 예컨대 잡종 종자 (2개의 양친 계열을 교차 동종번식하여 얻음), 잡종 식물과 그들로부터 유래한 식물 일부 등을 포함한다.

발명의 상세한 설명

본 발명은 곤충 기피제 또는 곤충 유인제 특성을 갖는 하나 이상으로 구성되거나 포함하는 화합물과 조성물에 대한 한 가지 실시 상태와 관련이 있다.

화합물 및 조성물

가루이는 그들의 숙주 식물을 발견하기 위하여 시각적 단서와 화학적 단서 모두를 사용한다. 시각적 단서를 제거한 토마토 식물을 이용한 자유 선택 재포획 시험에서, 가루이는 여러 가지의 야생 토마토 종 (Solanum pennelli, LA716; Solanum habrochaites f. typicum, PI27826; L. hirsutum f. glabratum 이라고도 불리는 Solanum habrochaites f. glabratum; PI126449)에 비하여 재배된 토마토 (L.esculentum) (재배종 머니메이커 (Moneymaker))를 선호한다는 것이 발견되었다. 야생형 토마토 식물의 헤드스페이스 (headspace)를 제거하여 펜탄-에테르 내에 용해시킨 다음, 이를 머니메이커 재배종에 첨가하자 (여과지 담체를 이용), 이 재배종은 가루이 (담배 가루이, 생물형 Q)에 대하여 최대 60%까지 덜 유인적으로 된 반면, 대조군 (용매 펜탄-에테르)을 적용한 경우에는 어떠한 유인/퇴치 효과도 없었다. 실시예 1을 참조할 것.

대규모 실험 (실시예 2를 참조)에서, 16개의 야생형 토마토 표본 (accession)과 5개의 재배한 토마토 계통의 헤드스페이스를 표본조사하고 분석하였다 (6회 반복). 포획한 헤드스페이스 내에 존재하는 총 51개의 화합물을 동정하였다. 또한, 21개의 토마토 표본의 각각의 퇴치/유인의 정도를 1 내지 7의 순위 척도 (1=가장 높은 퇴치, 7=가장 낮은 퇴치)를 사용하여 담배 가루이 (생물형 Q)로 자유 선택한 생물 검정으로 확립하였다. 다음으로, 선형회귀분석을 통하여 동정된 휘발성 화합물과 각 토마토 표본의 격퇴/유인 지수와의 연관성을 나타냈다. 결국, 7개의 휘발성 성분이 가루이 퇴치와 관련되며, 3개의 휘발성 성분이 가루이 유인과 연관성이 있음이 나타났다 (표 1).

휘발성 방향족 탄화수소

휘발성 화합물 (일반명)	곤충에 대한 효과	화학 구조, 화학명, (CAS 등록 번호)
알파-커쿠민 (alpha-curcumene )	기피제	1-(1,5-디메틸-4-헥센일)-4-메틸벤젠 (644-30-4)
베타-미르센 (beta-myrcene)	기피제	1,6-옥타디엔, 7-메틸-3-메틸렌 (123-35-3)
파라-시멘 (para-cymene)	기피제	벤젠, 1-메틸-4-(1-메틸에틸) (99-87-6)
감마-테르피넨 (gamma-terpinene)	기피제	1,4-시클로헥사디엔, 1-메틸-4-(1-메틸에틸)- (99-85-4)
징기베렌 (zingiberene)	기피제	1,3-시클로헥사디엔, 5-(1,5-디메틸-4-헥센일)-2-메틸- (495-60-3)
알파-테르피넨 (Alpha-terpinene)	기피제
알파-펠란드렌 (Alpha-phellandrene)	기피제
베타-펠란드렌 (beta-phellandrene)	유인제	메틸-6-(1-메틸에틸)시클로헥센<3-> (555-10-2)
리모넨 (limonene)	유인제	메틸-4-(1-메틸에테닐)시클로헥센<1-> (138-86-3)
2-카렌 (2-carene)	유인제	바이시클로 [4.1.0] 헵트-2-엔, 3,7,7-트리메틸 (554-61-0)

표 1에 개시된 순수 화합물 (화학적으로 합성되거나 공급 업체로부터 구매함) 각각의 가루이 기피제 또는 유인제 특성은 생물 검정으로 확인하였다 (실시예 3). 또한, 2개 이상의 기피제 또는 2개 이상의 유인제 혼합물의 효능 및 상승 효과를 시험하였다. 담배 가루이 반응과 표 1의 (각각의 또는 혼합한) 화합물 간의 직접적인 관계는 후각 검출기 (ODP: Olfactory Detector Port)를 사용한 더듬이 전기 생리학적 실험으로 확인하였다 (실시예 4). 이런 방식으로, 표 1의 각각의 휘발성 화합물 또는 2개 이상의 표 1의 화합물의 혼합물을 전극을 통하여 가루이의 더듬이에 직접적으로 접촉시켜서 EAD-포텐셜 (전기촉각그래프 결합 검출; Electro-antennographic detection)을 수립하였다.

상기 결과는 흡즙 곤충, 삽주벌레, 응애와 기타의 곤충, 포유류 해충 등과 같은 다른 해충에도 확대될 수 있다. 예를 들면, 삽주벌레에는 파총채 벌레 (Thrips tabaci), 꽃노랑총채벌레 (Frankliniella occidentalis), 트립스 푸스시페니스 (Thrips fuscipennis), 총채벌레 (Echinothrips americanus)와 그 밖의 것들이 포함된다. 예를 들면, 응애에는 소위 잎응애 (응애 과), 먼지 응애 (thread-footed mites) (먼지응애 과) 및 혹응애가 포함된다.

따라서, 본 발명의 한 가지 실시 상태는 알파-커쿠민, 베타-미르센, 파라-시멘, 감마-테르피넨, 알파-테르피넨, 알파-펠란드렌 및/또는 징기베렌 중 1개 이상의 유효량으로 구성되거나 포함하는 곤충 기피제 (특히, 흡즙 곤충 기피제, 삽주벌레 및/또는 응애 기피제, 좋기로는 최소한 가루이 기피제) 조성물을 제공한다.

2개 이상의 기피제 화합물의 배합물은 아래의 바람직한 조합을 포함한다.

- S-커쿠민과 에피징기베렌의 배합,

- 파라-시멘 및/또는 감마 또는 알파 테르피넨, S-커쿠민 및/또는 징기베렌과 베타-미르센의 배합,

- 파라-시멘과 베타-미르센 및/또는 감마-테르피넨,

-파라-시멘과 알파-테르피넨 및/또는 알파-펠란드렌,

- 기피제 화합물의 2, 3, 4, 5, 6 또는 7의 임의의 배합으로, 상기 배합은 좋기로는 자연 발생하지 않고/않거나 순도 (기타의 화합물이 결핍) 내에서 발생하지 않고, 본 명세서에서 제공된 농도 및/또는 비율에 의한 배합.

본 발명의 또 다른 실시 상태는, 베타-펠란드렌, 리모넨 및/또는 2-카렌 중 1개 이상의 유효량으로 구성되거나 포함하는 곤충 유인제 (특히, 흡즙 곤충 유인제, 삽주벌레 및/또는 응애 유인제, 좋기로는 최소한 가루이 유인제) 조성물을 제공한다. 2개 이상의 유인제 화합물의 배합물은 아래의 바람직한 조합을 포함한다.

- 베타-펠란드렌 및 리모넨,

- 베타-펠란드렌 및 2-카렌,

- 리모넨 및 2-카렌, 및

- 베타-펠란드렌 리모넨 및 2-카렌.

상기 화합물의 1개 이상의 서로 다른 해충에 대한 이들의 유인 또는 퇴치 효과의 순위는 다양할 수 있다. 7개의 기피제 화합물 중 어떤 것이 독립적으로 1개 이상의 해충의 기피제로서 가장 효과적이고, 3개의 유인제 화합물 중 어떤 것이 1개 이상의 해충 (좋기로는, 흡즙 해충, 삽주벌레 및/또는 응애, 가장 좋기로는 최소한 가루이)의 유인제로서 가장 효과적인지는 본 명세서의 다른 곳에서 기술하거나 그로부터 채택한 생물 검정 내에서 시험할 수 있다.

유사하게, 7개의 기피제 또는 3개의 유인제 중에서 선택된 2개 이상의 화합물의 배합물 중 어떤 것이 1개 이상의 해충을 유인하거나 퇴치하는 데 가장 효과적인지는 본 명세서의 다른 곳에서 기술한 바와 같이, 과도한 실험 없이 생물 검정을 사용하여 시험할 수 있다. 상승적 배합물은 화합물들을 함께 (예컨대, 혼합물로서 또는 동일한 지역에 연속하여) 도포한 경우의 효과가 화합물들을 개별적으로 도포하였을 때 얻을 수 있는 효과보다 큰 배합물이다.

2개의 화합물의 혼합물을 사용할 때, 다양한 비율이 1개 이상의 해충의 유인 또는 퇴치하는데 가장 효과적일 수 있다. 적절할 수 있는 비율은 100:1, 50:1, 10:1, 5:1, 2:1, 1:1, 1:2, 1:5, 1:10, 1:50, 1:100 또는 그 사이의 비율일 수 있다.

3개의 화합물의 혼합물을 사용할 때, 적절한 비율로는 1:1:1, 1:2:1, 1:2:2, 1:10:10 등이 포함될 수 있다. 기타 적절한 비율로는 표 3을 참조하라. 숙련된 자들은 특정의 곤충 종에 대한 가장 적절한 비율을 결정할 수 있을 것이다.

본 발명의 한 가지 실시 상태에 있어서, 전술한 군에서 선택된 적어도 1종, 2종 또는 3종 이상의 유인제 또는 기피제를(로) 포함하거나 구성된 선택되지 않은 다른 테르펜 또는 테르펜류 화합물, 특히 식물에 의하여 자연 생성되는 선택되지 않은 테르펜 및/또는 테르펜류 화합물을 실질적으로 (즉, >90%, 특히>95%, >98% 또는 >99%) 또는 전혀 (즉, 100%) 포함하지 않는다. 따라서, 상기 조성물은 선택된 화합물 또는 화합물의 배합물의 유효량만을 활성 성분(들)으로서 포함한다. 식물의 자연 발생 헤드스페이스 조성물 (즉, 재배된 식물 또는 야생형 식물 등과 같이 비유전자이식 식물의 헤드스페이스로서 자연 발생한 것)은 다량의 테르펜과 테르페노이드를 함유하므로, 상기 조성물은 식물의 자연 발생 헤드스페이스 조성물이 아니다. 이러한 자연 발생한 헤드스페이스 조성물은 시간과 서로 다른 환경 조건 하에서 다양할 수 있다. 대조적으로, 본 발명에 따른 상기 조성물은 정의된 조성물이다.

상기 화합물은 화학 합성에 의하여 제조될 수 있으며 (Millar et al., 1998, J. Nat. Prod 61:1025-1026) 또는 증류 (Agarwal et al ., 2001, Pest Man. Sci., 57:289-300 ), 생체 내 생산 (Colby et al., 1998, PNAS 95: 2216-2221; Chang et al., 2007, Nat. Chem. Biol., 3: 274-277) 및/또는 예컨대, 식물의 에센셜 오일/정유의 성분을 얻기 위하여 사용되는 (예컨대, Peng et al., 2004, J. Chromatogr. A., 1040: 1-17; Eikani et al., 2006, J. Food Eng., 80: 735-740; Durling et al., 2006, Food Chem., 101:1417-1424를 참조) 재래식 용매 추출법 등과 같은 기술 분야에 알려진 방법을 사용하여 식물, 식물 조직(들) 또는 헤드스페이스로부터 정제될 수도 있다. 증류를 위하여, 잎, 뿌리, 꽃, 껍질, 등의 식물 원료 물질을 물 위의 증류 장치에 두고 가열하였다. 증기가 휘발성 물질을 증발시키고, 상기 증기는 응결되고 수집된다. 이어서, 상기 증류액을 추가로 분류할 수 있고, 또는 특정의 화합물로 농축할 수 있다. 별법으로, 출발 물질은 주로 정제된 휘발성 물질을 포함한다.

조직의 용매 추출에는 휘발성 물질을 추출하기 위하여 예를 들면, 헥산 또는 초임계 상태 이산화탄소 및/또는 에틸 알코올을 사용하는데, 선택적으로 추출 단계와 함께 사용한다. 또한, 헤드스페이스 휘발성 물질은 펜탄 에테르 등과 같은 용매를 사용하여 추출할 수 있다.

좋기로는 비교적 순수 화합물, 즉 주로 바라지 않는 테르펜을 제거하였을 뿐 아니라 식물 조직, 왁스, 레진 또는 기타의 식물 유래 오염물질이 없는 화합물을 사용하는데, 합성 화합물 및/또는 재조합으로 생성된 화합물 및/또는 주로 정제된 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 한 가지 실시 상태에 있어서, 상기 독립적인 화합물의 각각은 "실질적으로 순수"한데, 바라지 않는 탄화수소, 단백질, 왁스, 레진, DNA, RNA, 당, 세포벽 또는 다른 식물 성분들 등의 오염물질이 10% 미만, 더 좋기로는 5% 미만, 좋기로는 3%, 2% 또는 1% 미만으로 존재한다.

상기 화합물은 시그마-알드리치 (Sigma-Aldrich) (www.sigmaaldrich.com을 참조) 등의 공급 업체로부터 구할 수도 있다. 예를 들면, 베타-미르센 (Sigma-Aldrich 제품 번호: 64643, =95% 순도), 파라-시멘 (Sigma-Aldrich 제품 번호: 30039, =99.5% 순도) 및 감마-테르피넨 (Sigma-Aldrich 제품 번호: 86476, =98.5% 순도)는 Sigma-Aldrich로부터, (+)-리모넨과 (-)-리모넨 또는 이들의 이성질체 (Sigma-Aldrich 제품 번호: 62118, 62128, 89188)와 (+)2-카렌 (Sigma-Aldrich 제품 번호: 21984), 알파-펠란드렌 (Sigma-Aldrich 제품 번호 77429, =95% 순도) 및 알파-테르피넨 (Sigma-Aldrich 제품 번호: 88473, =95% 순도)로 구할 수 있다. 또한, 징기베렌과 커쿠민은 예컨대 Millar (1998, J. Nat. Proc. 61: 1025-1026)에 개시된 바와 같이 화학적으로 변경하고 그 후 증류하여 진저 오일로부터 추출할 수 있다. 베타-펠란드렌 등의 화합물은 처음부터 화학적으로 합성될 수 있다 (US 4,1361,26 참조).

또한, 상기 모노테르펜 및/또는 세스퀴테르펜 화합물을 박테리아 (예컨대, E. coli) 또는 곰팡이 (예컨대, 피치아 (Pichia) 또는 한세눌라 (Hansenula)) 등과 같은 재조합 미생물 내에서 생산하는 것도 가능하다. 미생물 내의 1개 이상의 유전자의 발현, 좋기로는 성장 배지 내로의 화합물의 분비는 순수 화합물 (기타의 모노테르펜과 세스퀴테르펜이 제거된)의 생산을 다량으로 보다 저렴한 비용으로 가능하도록 한다. 예를 들면, WO 2006/065126는 시토크롬 P450 효소를 발현하는 미생물 숙주 내의 적절한 기질로부터 생산 가능한 리모넨 등의 테르펜 수산기를 개시한다. 대장균 (E. coli) 내의 모노- 및 디-테르펜의 생산을 기술하고 있는 Reiling et al . (Biotechnol. Bioeng. 2004, 87: 200-212)을 또한 참조하라.

이들의 1개 이상으로 구성되거나 포함하는 상기 화합물 및/또는 조성물은 휘발성/기체, 액체, 반고체 (예컨대, 겔 비드, 크림, 거품 등)의 형태, 또는 고체 (입자상, 파우더 등)일 수 있다. 따라서, 그들은 좋기로는 가루이 행동에 어떠한 영향도 주지 않는 용매 등, 예를 들면 알코올 (예컨대, 에탄올) 또는 에테르 (예컨대, 펜탄 에테르) 또는 다른 유기 용매 (예컨대, 헥산) 등의 비활성 담체를 포함할 수 있다. 알코올 또는 알코올 혼합물 또는 에테르 등의 용매 내에 용해시키는 대신, 오일계 담체를 사용할 수도 있다. 물에서는 이러한 친유성 화합물의 혼화성은 낮거나 없으므로, 일반적으로 물은 매우 적절한 담체는 아니다. 상기 화합물(들)의 제형은 목적 장소에 손쉽게 도포될 수 있고, 곤충 행동이 영향을 받는 (그리고 좋기로는 도포되는 지역 내의 곤충 분포가 상당히 영향을 받는) 식이어야 한다. 한 가지 실시 상태에 있어서, 상기 기피제 화합물 및/또는 조성물은 다량의 작물에 도포되는데 반면, 상기 유인제 조성물은 좋기로는 작물로부터 구별되는 장소, 예컨대 작물 열 (crop rows) 사이에 심은 덫 작물 (boarder trap-crop)이나 덫 열 (trap row)의 장소에 도포될 수 있다. 예컨대 밭 내, 또는 온실 내의 식물에 도포할 때, 기체, 액체 (예컨대, 공기와 접촉하여 증발하는) 또는 반고체 형태가 바람직할 수 있고, 대기 중의 식물 표면에 분사하거나 확산시킬 수 있다. 고체 제형은 과립, 파우더, 서방형 물질 (예컨대, 코팅하거나 활성 성분을 매트릭스로 둘러싸서 상기 성분이 천천히 방출되는 것) 등을 포함한다. 또한, 상기 활성 성분과 담체 (예컨대, 용매)는 휘발성 물질이 천천히 방출되는 고무 격막 (구매 가능) 등의 고체 용기 내에 둘 수 있다.

그러나, 본 발명에 따른 유인제 제형과 기피제 제형 둘 다에 대한 모든 종류의 제형은 본 명세서에서 예상된다. 숙련자들은 하기의 요인들을 고려하여 적절한 제형을 어떻게 제조할 것인지 알 수 있을 것이다. 1. 활성 성분의 비율, 2. 핸들링과 혼합의 용이성, 3. 인간과 비표적 동물 (해충 포식자 또는 기생자)에 대한 안정성, 4. 제형이 도포될 환경 (밭, 온실 등), 5. 표적 곤충 (예컨대, 가루이 및/또는 다른 해충)의 습성, 6. 보호 받을 작물과 손상될 가능성이 있는 작물. 일반적으로, 식물 살충제로서 적절한 제형은 본 발명에 따른 기피제 또는 유인제 제형을 제조하는데 사용되거나 적용될 수 있다. 제형의 종류로는 하기 제형이 포함된다.

a) 활성 성분(들)은 오일 또는 다른 용매에 용해되고, 오일 또는 물과 혼합되어 상기 제형을 분무되도록 유화제가 첨가된 액체 제형인, 유화시킨 농축물 (Emulsified Concentrates; EC) 제형.

b) 고농도의 활성 성분(들)을 함유하며, 일반적으로 오일 또는 물과 혼합하여 희석되거나, 직접적으로 희석함 없이 사용될 수 있는 고농도 액체, 분무 농축물 및 ULV's (미량 농축물).

c) 일반적으로 추가적인 희석이 불필요하고 적절한 약제 투하량 내의 활성 성분(들)을 포함하는, 저농도 액체 또는 오일 용액.

d) 물 또는 오일과 잘 용해되지 않은 활성 성분을 위한 유동성 액체를 제조할 수 있다. 상기 활성 성분은 둥글거나 미세한 파우더 형태인 고체이다. 이어서, 상기 미세한 고체는 (침강 방지제, 아쥬번트 및/또는 다른 성분과 함께) 액체 내에서 부유한다.

e) 용매 (예컨대, 물 또는 유기 용매) 내에서 활성 성분(들)을 용해시켜서 제조한 액체 제형인, 용액 또는 수용성의 농축물.

f) 예를 들면, 액체 내에 부유될 수 있는 (예컨대, 분사되는) 활성 성분(들)이 작은 캡슐 또는 코팅제 내에 함유된 캡슐 제형.

g) 건조한 상태로 도포되는 가루 제형. 이들은 예컨대 미세하게 빻은, 선택적으로 탈크 등의 다른 분말과 혼합한 고체로서의 활성 성분(들)을 포함한다.

h) 활성 성분이 도포된 다공성 물질을 건조시켜서 제조한 과립. 과립 제형은 종종 흙에 도포되지만, 식물에 도포될 수도 있다.

i) 건조한 분말 제형인 수화제. 가루 제형 (Dust formulation)과는 대조적으로, 습윤제 및/또는 분산제가 상기 제형 내에 존재한다. 이들은 종종 가루 제형보다 더 높은 농도의 활성 성분, 예컨대 15% 내지 95% 활성 성분을 함유한다.

j) 수화제와 유사하지만, 용액 내에 완전히 용해되는 수용제.

k) 과립처럼 보이지만, 수화제와 동일한 방식으로 사용되는 입상 수화제 (Dry flowables).

l) 액화시킨 휘발성 물질 또는 가스 제형인 액화 가스 및/또는 훈증제 (燻蒸劑). 특정 휘발성 물질은 예컨대, 압력 하에서 액체를 형성하는데, 예컨대, 상기 압력이 방출되는 등의 특정 조건 하에서는 다시 증기 (휘발성 물질)로 될 것이다. 상기 기화된 활성 성분 (휘발성 물질)은 방출시 목적 효과를 가질 것이다. 상기 제형은 흙 내에 또는 타프 (캔버스) 등의 외피 아래에, 또는 (비교적) 폐쇄된 환경 내에 방출될 수 있다. 또한, 상기 (액화된 또는 기체의) 활성 성분은 기화된 활성 성분을 대기로 천천히 방출하는 캡슐, 겔 또는 다른 물질 내로 통합될 수 있다.

m) 유인 제형은 본 발명에 따른 1개 이상의 유인 화합물을 포함하는 제형을 의미한다. 선택적으로, 그들은 표적 곤충 종 및/또는 기타의 곤충 종에 유해한 다른 유인제 또는 균등한 화합물을 함유할 수 있는데, 예를 들면, 그들은 섭취 또는 접촉시에 표적 곤충 (및/또는 다른 곤충), 예컨대, 가루이를 사멸시키는 1개 이상의 살충제를 포함할 수 있다. 그러한 독소는 이를테면 유인제 제형 내에는 함유될 필요가 없지만, 독립된 성분으로서 (예컨대, 유인제 화합물 또는 조성물 전, 후 또는 함께) 표적 영역 또는 표적 식물에 도포될 수도 있다. 그러한 조성물의 키트 또한, 본 발명의 실시 상태이다.

n) 에어로졸은 압력, 예컨대 깡통 내에 저장된 기체 제형이다.

본 명세서에서는 상기 l) 제형이 특히 바람직하다.

또한, 제형은 곤충 기피제 DEET (N,N-디에틸-m-톨루아미드 또는 N,N,-디에틸-3-메틸벤자미드)에 사용된 것, 특히 포유류 질병 매개체를 퇴치할 때 사용되는 제형과 유사할 수도 있다. DEET는 활성 성분의 범위가 4 내지 100%인 에어로졸 분사, 비에어로졸 분사, 크림, 로션, 거품 제재, 스틱 등의 200가지를 초과하는 제형이 가능하다. 휘발성 곤충 기피제 제형과 서방형 제형에 관해서는 US 4,774,082와 US 6,180,127를 참조해라.

유사하게, 휘발성 제초제 (예컨대, 휘발성 에스테르 제초제)로 일반적으로 사용되는 제형을 본 명세서에서 사용할 수 있다. 예컨대, US 3,725,031 또는 토양 오염을 감소시키기 위하여 잎에 도포된 휘발성 물질, Dalapon의 제형을 개시하고 있는 문헌 "Day, Weed Research, Volume 1, Issue 3, Page 177-183, September 1961"을 참조해라.

선택적으로 활성 성분 (기피제(들) 또는 유인제(들))에 영양소 등, 삼투성 완화제, 1개 이상의 적절한 담체, 희석제, 유화제, 습윤제, 계면활성제, 분산제, 아쥬반트, 휘발성 물질, 안정제 등의 다른 성분을 첨가할 수 있다. "담체"는 활성 성분(들)과 결합될 수 있지만, 그 자체로는 최소한 가루이 등의 표적 곤충 종에 대하여 중요한 생물학적 활성이 없는 화합물을 의미한다. 좋기로는, 상기 사용되는 담체는 숙주 작물 등의 식물에 부정적인 생물학적 효과가 없는, 즉 좋기로는 식물에 전혀 유해하지 않거나 최소한으로 유해하다. 담체는 기체, 액체 (예컨대, 휘발성 액체) 또는 고체일 수 있고, 물, 오일, 오일을 포함하는 용액 (예컨대, 유제), 용매 등일 수 있다.

최종 유인제 또는 기피제 조성물 내의 활성 성분의 비율은 활성 성분(들)의 활성, 제형의 종류, 도포 위치와 방식에 따라 상당히 달라질 수 있다. 활성 성분(들)의 비율은 조성물 대비 최소 약 1 중량%, 2 중량%, 5 중량%, 10 중량%, 30 중량%, 50 중량%, 70 중량%, 80 중량%, 90 중량%, 95 중량% 또는 심지어 100 중량% 일 수 있다.

따라서, 1개 이상의 활성 성분들 (1개 이상의 기피제 또는 1개 이상의 유인제)을 포함하는 조성물은 식물이나 처리될 지역에 분사 또는 담체로부터의 증발 등에 의하여 처리 도포될 수 있다. 또한, 기피제 조성물은 식물들 사이에 둘 수 있는 반면 (예컨대, 담체 위에), 1개 이상의 유인제로 구성되거나 포함하는 조성물은 좋기로는 덫 내/위에 두거나 보호될 식물 근처의 장소 내/위에 둘 수 있다.

본 발명에 따른 조성물은 기술 분야에서 알려진 다른 곤충 유인제 또는 기피제 등, 살충제 등과 같은 기타의 생물학적으로 활성인 화합물도 포함할 수 있다. 또한, 표적 곤충의 서로 다른 단계들은 다른 것보다 하나의 화합물에 더욱 민감할 수 있고, 해충의 서로 다른 단계들을 표적으로 하는 화합물들 (본 발명에 따른 및/또는 기술 분야에서 알려진 화합물)이 배합될 수 있다. 유사하게, 서로 다른 해충 종들은 각각의 해충 종에 대하여 화합물들의 배합 유효량 (본 발명에 따른 및/또는 기술 분야에서 알려진 화합물)에 의하여 표적화될 수 있다.

기피제 또는 유인제 조성물은 살충제, 제초제 (만약, 처리되는 숙주 식물이 이식 유전자를 가진 제초제 저항 식물 등과 같이 제초제에 저항력이 있는 경우), 살진균제 및/또는 생장 촉진제, 약해방지제, 비료 등과 같은 기타의 생물학적으로 활성인 성분을 추가로 포함할 수 있다.

또한, 곤충 유인제 조성물은 곤충 생존 및/또는 번식을 사멸하기 위하여 1개 이상의 살충제를 포함할 수 있다. 또한, 표적 곤충 (예컨대, 가루이)을 유인하는 곤충 페로몬을 상기 유인제 조성물에 추가할 수 있다. 유사하게, 표적 곤충(들)의 포식자에 대한 유인제가 조성물 내에 포함될 수 있다.

좋기로는, 상기 조성물은 식물 (예컨대, 숙주 작물 또는 덫 식물)에 부정적인 생물학적 효과, 즉 좋기로는 숙주 및/또는 덫 식물 종에 전혀 유해하지 않거나 최소한으로 유해한 물질들을 포함하지 않는다. 각 성분 또는 조성의 식물에 유해한 효과는 식물 조직, 예컨대 잎에 상기 성분 또는 조성을 접촉시켜서 손쉽게 테스트할 수 있다. 또한, 상기 조성물은 좋기로는 가루이의 포식자 등의 비표적 곤충에 대하여는부정적인 효과가 없다.

가루이 등의 표적 해충을 유인하거나 퇴치하기 위한 유효량을 상기 조성물 내에 존재하여야 한다. 적절한 양 (특히, 이에 한정되는 것은 아니지만 가루이에 대한 것)은 하기의 표 2에 제시된다. 24 시간 내에 방출되는 휘발성 화합물의 적절한 양의 범위는 최소 약 0.5, 1, 2, 3, 4 또는 5 ㎍ 내지 24 시간 당 방출되는 휘발성 화합물이 최소 10, 20, 30, 50, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 800, 900 또는 10000 ㎍, 또는 그의 등가물일 수 있다. 또한, 처리되는 kg 바이오매스 (생체중 (生體重))의 양으로 표현될 수 있는 적절한 양은 예컨대, 24 시간당 kg 바이오매스에 대하여 최소 약 0.01 mg 화합물 내지 24 시간당 kg 바이오매스에 대하여 최소 약 60, 70, 80, 90 또는 100 mg 화합물의 범위일 수 있다. 예를 들면, 유효량은 최소 약 0.05 mg/kg/24 시간, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0, 6.0 7.0, 8.0, 9.0, 10, 15, 20, 30, 40, 50 mg/kg/24 시간, 또는 그 이상을 포함한다: 또한, 비제한적 실시예로서 표 2를 참조할 것. 기타의 해충의 경우, 이와 다른 양이 요구될 수 있는데, 이러한 양은 과도한 실험 없이, 예를 들면 생물 검정을 사용하여 테스트할 수 있다. 따라서, 상기 유효량은 과도한 실험을 이용하여 실험적으로 결정할 수 있다. 이는 제형과 도포 지역에 따라 다를 수 있다. 온실 (폐쇄된 환경)은 밭 환경에 비하여 필요로 하는 양이 더 적을 수 있다. 중요한 것은, 기피제들(로) 포함하거나 구성된 조성물과 접촉된 식물 조직에 실제로 탐침 삽입한 가루이와 같은 표적 해충의 수가, 미처리 대조군 식물에 비하여 현저히 감소되었기 때문에, 처리된 식물의 경우 바이러스 전염 및 바이러스로 인한 피해가 줄어들었다는 것이다.

곤충, 특히 가루이에 대한 기피제 또는 유인제의 적절한 양

휘발성 화합물 (일반명)	처리되는 kg 바이오매스 (FV) 당 24 시간 당 활성 화합물
기피제
알파-커쿠민	1~30 mg, 예컨대, 1.4~28 mg
베타-미르센	0.05~5 mg, 예컨대, 0.1~2 mg
파라-시멘	0.05~3 mg, 예컨대, 0.05~1 mg
감마-테르피넨	0.1~10 mg, 예컨대, 0.4~8 mg
징기베렌	1~60 mg, 예컨대, 2.8~55 mg
알파-테르피넨	0.1~10 mg, 예컨대, 0.5~8 mg
알파-펠란드렌	0.01~2 mg, 예컨대, 0.06~1.5 mg
유인제
베타-펠란드렌	0.1~10 mg, 예컨대, 0.4~8 mg
리모넨	0.05~5 mg, 예컨대, 0.05~2 mg
2-카렌	0.05~3 mg, 예컨대, 0.05~1 mg

한 가지 실시 상태에 있어서, 1종 이상의 기피제 화합물로 구성되거나 포함하는 조성물은 상이한 미유인성 (기피제) 야생형 토마토 식물에서 측정된 농도 및/또는 화합물 비율과 닮았지만 (아래의 표 3 참조), 그러한 식물 내에서 자연 발견되는 기타의 테르펜 및/또는 테르펜 화합물은 포함되지 않는다.

유효 화합물의 비율

토마토 계통	혼합물 내의 유효 화합물	비율
기피제
LA2560	p-시멘 : 감마-테르피넨 : 베타-미르센	1 : 1: 4
PI27826	징기베렌 : 커쿠민	1 : 1.3
LA716	p-시멘 : 감마-테르피넨 : 징기베렌	1 : 1 : 18
LA1340	p-시멘 : 감마-테르피넨 : 베타-미르센	1 : 0.8 : 4
유인제
S. lycopersicum	베타-펠란드렌 : 리모넨 : 2-카렌	1 : 2.4 : 0.2

분명히, 표 2와 표 3에서 제시된 것 이외의 기타의 양과 비율을 다른 곤충 또는 곤충-숙주 조합 등에 대하여 적절히 사용할 수 있다. 가장 적절한 양 및/또는 비율은 생물 검정 (하기를 참조) 또는 현장 분석 (field assay)을 이용하여 과도한 부담 없이 숙련된 자에 의하여 측정될 수 있다.

1개 이상의 활성 성분의 양이 표적 해충 (예컨대, 가루이)을 유인하거나 격퇴하는데 "유효량"인지 아닌지는 손쉽게 시험할 수 있다. 예를 들면, 하기의 생물 검정을 가루이 및/또는 기타의 표적 해충에 대하여 사용할 수 있다. 명백하게, 유사한 생물 검정은 숙련된 자에 의하여 고안될 수 있다.

적절한 생물 검정은, 예를 들면 하기의 단계를 포함한다.

(a) 토마토 품종들 등의 다수의 숙주 식물을 제공하는 단계,

(b) 1개 이상의 화합물 및/또는 화합물 또는 화합물-혼합물 (또는 이들을 포함하는 조성물)을 1개 이상의 농도로, 직접적으로 또는 간접적으로 식물에 접촉하는 단계. 간접적인 접촉은 식물 위 또는 식물 가까이에 첨가될 화합물을 고무 격막 (예컨대, Sigma Aldrich Z167258) 또는 여과지 등의 지지체를 포함시킴으로써 유효할 수 있다. 예를 들면, 1개 이상의 휘발성 화합물로 적재된 고무 격막은 대조군 (대조군 또는 참고 식물, 또는 "미처리된" 식물)에서는 아니지만 식물 ("처리된" 식물)에 첨가될 수 있다. 참조 식물은 대조군 조성물 (예컨대, 활성 성분/들이 결핍)로 접촉되거나 상기 화합물(들)/조성물(들)로 접촉되지 않는다.

(c) 처리되거나 처리되지 않은 식물의 지역에 표적 곤충을 방출시키고, 상기 곤충이 식물에 자리 잡도록 하는 단계, 좋기로는 상기 표적 곤충은 그 자체의 방출로 인하여 처리된 또는 미처리된/대조군 쪽으로 편향되지 않는 방식으로 방출하였다; 또한, 곤충 행동에 영향을 줄 수 있는 기타의 신호 (시각적 신호 등)를 줄이거나 제거하여, 기타의 신호에 의하여 처리된 식물과 미처리된/대조군 식물에 대한 곤충의 착륙, 탐색 및/또는 섭식이 영향을 받지 않도록 (또는 가능한 적게 영향을 받도록) 하는 것이 좋다.

(d) 방출 후 1개 이상의 시간 지점 (예컨대, 방출 후 10, 20, 40, 60 분, 또는 그 이상의 시간)에서 곤충의 식물 선호도를 분석하고, 미처리된 식물과 처리된 식물에서의 곤충의 수를 비교하는 단계.

1개 이상의 화합물이 유인제 또는 기피제 효과를 갖는지 또는 유인제 또는 기피제 화합물 또는 화합물 혼합물의 가장 최선의 농도가 어떠한지 결정하기 위하여, 상기 데이터는 좋기로는 통계학적으로 분석된다. 가루이에 대한 적절한 생물 검정에 대한 실시예들도 참조하라.

곤충 종에 따라, 실험 구성은 약간씩 달라질 수 있다. 예를 들면, 가루이의 경우에는 처리된 그리고 미처리된/대조군 식물 간에, 최소 50, 100, 150 이상의 가루이가 제공된다.

본 발명에 따른 용도

본 발명은 곤충 기피제 조성물, 좋기로는 흡즙 해충 기피제 조성물, 가장 좋기로는 가루이 기피제 조성물의 제조를 위한 알파-커쿠민, 베타-미르센, 파라-시멘, 감마-테르피넨, 알파-테르피넨, 알파 펠란드린 및/또는 징기베렌 중 1개 이상의 용도를 제공한다.

또 다른 실시 상태에 있어서, 본 발명은 곤충 유인제 조성물, 좋기로는 흡즙 해충 유인제 조성물, 가장 좋기로는 가루이 유인제 조성물의 제조를 위한 베타-펠란드렌, 리모넨 및/또는 2-카렌 중 1개 이상의 용도를 제공한다.

또한, 추가적인 실시 상태에 있어서는 모기 (예컨대, 말라리아 모기, 황열 모기 등과 같은) 등의 포유류 해충을 격퇴 또는 유인하기 위하여, 상기 기피제 또는 유인제 조성물의 1개 이상의 용도가 본 명세서에서 제공된다. 다른 포유류 해충으로는, 스코티쉬 등에 모기 또는 기타의 혈액을 빨아먹는 깔다구 등이 포함된다. 그러한 조성물, 특히 기피제는 기피제의 효과를 발휘하기 위하여 스프레이, 크림, 용액 등으로 사용될 수 있으며 피부, 옷, 섬유, 실외 또는 실내 영역 등에 도포될 수다. 특히, 표 1의 7개의 화합물 중 1개 이상으로 구성되거나 포함하는 모기 기피제 및/또는 깔따구 기피제가 제공된다. 피부 또는 옷, 또는 인간 또는 동물이 거주하기 원하는 지역의 환경 (예컨대, 에어로졸 등으로서), 또는 담체 또는 지지체에 도포된 후, 모기 (특히, 암컷 모기)의 수는 처리되지 않은 대조군에 비하여 확연히 감소하였다.

1개 이상의 화합물 및/또는 조성물의 유효량을 검출하는 방법은 식물 해충에 대하여 사용하는 방법과 유사하다. 예를 들면, Y형 튜브에 곤충을 두고, Y관의 어느 한쪽을 따라 바람과 반대 방향으로 이동하도록 하는 선택 분석법 (choice assays) 등을 포함하는 유사한 분석법을 사용할 수 있다. 하나의 튜브에 기피제 또는 유인제 화합물을 두고, 특정의 선택된 곤충의 수를 계수하였다. 생체 내 시험은 다음을 포함할 수 있다.

(a) 다수의 포유류 대상체를 제공,

(b) 1개 이상의 화합물 및/또는 화합물 또는 화합물 혼합물 (또는 이들을 포함하는 조성물)을 1개 이상의 농도로, 직접적으로 또는 간접적으로 대상체와 접촉. 간접적인 접촉은 상기 화합물 또는 조성물을 옷에 첨가함으로써 효과를 나타낼 수 있다. 참조 대상체는 대조군 조성물 (예컨대, 활성 성분/들이 결핍된)과 접촉시키거나 상기 화합물(들)/조성물(들)과 접촉시키지 않을 수 있다.

(c) 표적 해충을 처리된 대상체 및 처리하지 않은 대상체 (또는 그들의 일부 (예컨대, 팔 또는 손))에 방출하고, 상기 곤충이 자리잡을 수 있도록 허용,

(d) 방출 후, 1 이상의 시간 지점 (예컨대, 방출 후 5, 10, 20, 40, 60 분 이상의 시간)에서 곤충에게 쏘인 상처의 수를 분석하고, 처리된 대상체에서의 곤충의 수와 처리하지 않은 대상체에서의 수를 비교.

따라서, 식물 해충에 대하여 기술하고 있는 본 발명의 일부는 유사한 방식으로 표유류 해충에 대하여 적용되고, "식물 해충"이라고 언급된 부분은 유사하게 명백한 변형 (예컨대, 지지체 물질은 좋기로는 의복 또는 분사 용기, 로션 용기 등과 같은 용기이다)을 가지며 포유류 해충을 포함한다.

상기 조성물은 하기에 추가적으로 기술하는 방법에 따라 사용될 수 있다.

유인제 화합물 또는 조성물을 포함하는 지지체 물질

본 발명의 또 다른 실시 상태에서는 해충 (예컨대, 가루이) 유인제 조성물을 포함하는 지지체 물질을 제조하기 위한 베타-펠란드렌, 리모넨 및/또는 2-카렌 중 1개 이상의 용도를 제공한다. 본 발명에 따른 유인제 화합물 또는 조성물을 포함하는 상기 지지체 물질이 또한, 본 발명 그 자체의 한 가지 실시 상태이다. 상기 물질은 좋기로는, 상기 유인제 조성물이 위 또는 내에 배치된 용기, 홀더 또는 기타의 고체 지지체이다. 상기 고체 물질은 곤충 덫으로 잘 알려진 덫이 될 수 있다. 별법으로, 상기 고체 물질은 전술한 바와 같은 휘발성 용기일 수 있다. 또한, 상기 고체 물질은 덫 식물 또는 다수의 덫 식물, 또는 그들의 일부 (예컨대, 잎)일 수 있다. 바람직한 덫 식물은 표적 곤충 (예컨대, 가루이)에 민감하고 표적 해충 종의 천연 숙주인 식물 종 및/또는 변종이다. 예를 들면, 유인제를 대기 식물 물질에 도포하는데 재배된 토마토 종이 사용될 수 있다. 별법으로, 유인제 (예컨대, 고무 격막 또는 여과지)를 포함하는 물질을 식물 또는 식물 사이에 첨가하여, 상기 조성물의 잠재적인 식물에 유해한 효과를 피할 수 있다.

임의의 지지체 물질을 사용할 수 있다. 따라서, 예를 들면 상기 고체 물질은 여과지 (유인제(들)이 스포팅 (spotting), 분사, 담금 등으로 도포될 수 있다) 또는 고무 또는 고무 격막 등과 같은 합성 물질일 수 있다. 상기 고체 물질은 플라스틱, 고체 합성 물질, 폴리머, 금속, 유리, 종이, 판지 상자, 생물체의 물질 (예컨대, 나무, 코르크 등) 등으로 제조될 수 있다. 이는 튜브, 디스크, 덩어리, 상자, 정육면체, 구슬, (나노)입자 또는 그라뉼, 또는 기타의 형태일 수 있다. 적절한 고무 셈타는 예를 들면, Sigma-Aldrich (Z167258)로부터 구매할 수 있다. 반고체 지지체 물질은 겔 (예컨대, 아가), 거품 또는 크림일 수 있다.

기피제 화합물 또는 조성물을 포함하는 지지체 물질

그러나, 또 다른 본 발명의 실시 상태에서는, 해충 (예컨대, 가루이) 기피제 조성물을 포함하는 지지체 물질을 제조하기 위한 알파-커쿠민, 베타-미르센, 파라-시멘, 감마-테르피넨, 알파-테르피넨, 알파-펠란드렌 및/또는 징기베렌 중 1개 이상의 용도를 제공한다. 본 발명에 따른 기피제 화합물 또는 조성물을 포함하는 상기 지지체 물질이 또한, 본 발명 그 자체의 한 가지 실시 상태이다. 상기 물질은 좋기로는, 상기 기피제 조성물이 위 또는 내에 배치된 용기, 홀더 또는 기타의 고체 지지체이다. 상기 고체 물질은 휘발성 물질을 오랜 시간에 걸쳐 천천히 방출하는 겔 또는 다른 매트릭스 또는 용기 등의 서방형 물질일 수 있다. 예를 들면, 고체 물질은 전술한 바와 같은 휘발성 기계일 수 있다. 또한, 상기 물질은 하나의 작물 식물 또는 다수의 작물 식물일 수 있다. 바람직한 작물 식물은 표적 해충 (예컨대, 가루이)의 손상으로부터 보호되는 식물 종 및/또는 변종이다. 예를 들면, 토마토, 목화, 박과류, 감자 등의 재배되는 숙주 종은 예컨대, 밭의 보통의 간격에 놓여진 담체 위, 또는 일정한 간격으로 밭 전체에 놓여진 기계 장치 등의 대기 식물 물질 위, 또는 심겨진 밭 내에 기피제를 도포함으로써, 해충 (예컨대 가루이) 손상으로부터 보호될 수 있다. 상기 기피제를 포함하는 지지체 (예컨대, 고무 격막 또는 여과지)는 1개 이상의 작물 식물들 또는 식물들 사이에 첨가되어, 상기 조성물의 잠재적인 식물에 대한 유해한 효과를 피할 수 있다. 화합물 또는 조성물을 상기 지지체 물질에 첨가함으로써, 화합물이나 조성물과 식물 조직 간의 직접적인 접촉은 방지된다.

유인제 지지체로서 상기 기술한 임의의 지지체 물질을 사용할 수 있다.

또한, 본 명세서의 하기 방법을 참조하라.

본 발명에 따른 화합물 또는 조성물을 사용하여 해충을 퇴치 및/또는 유인하기 위한 방법

재배된 식물의 해충 침습을 감소하기 위한 방법, 즉, 하기의 단계를 포함하는 가루이 및/또는 기타의 해충 등의 해충을 기피 및/또는 유인하기 위한 방법이 제공된다.

(a) S-커쿠민, 베타-미르센, 파라-시멘, 감마-테르피넨, 알파-테르피넨, 알파-펠란드렌 및/또는 징기베렌에서 선택된 1개 이상의 기피제로(를) 구성되거나 포함하는 조성물을 제공하는 단계와,

(b) 상기 조성물을 다수의 작물 식물에 1회 이상 첨가하는 단계, 및/또는

(c) 베타-펠란드렌, 리모넨 및/또는 2-카렌 중에서 선택된 1개 이상의 유인제 조성물로(을) 구성되거나 포함하는 조성물을 제공하는 단계와,

(d) 1개 이상의 덫 식물 또는 덫 물질에 1회 이상 상기 조성물을 첨가하는 단계.

상기 (a) 및 (c) 단계의 조성물은 상기 본 명세서에 기술되어 있다. 임의로, 단계 (a)와 (b)는 여러 번 반복될 수 있다. 비슷하게, 임의로 단계 (c) 및 단계 (d)는 여러 번 반복될 수 있다. 작물의 보호가 필요할 때 예컨대, 작물로부터 곤충을 퇴치하고 작물 근처에 위치하거나 작물과 함께 배치될 수 있는 덫으로 곤충을 유인하기 위하여, 유인제 조성물은 기피제 조성물과 독립적으로, 그리고 그 역으로 사용될 수 있고, 또는 둘 다 함께 사용될 수도 있다. 따라서, 본질적으로 3가지 방법이 제공된다. (a) 해충을 격퇴하여 작물을 보호, (b) 작물 식물로부터 떨어진 곳에서 해충을 유인함으로써 작물을 보호, (c) 작물의 해충 침습을 감소하기 위하여 양 전략을 모두 사용.

(b) 단계에서, 상기 조성물은 직접적으로 상기 작물 식물 또는 그의 일부에 첨가될 수 있는데, 예컨대 식물에 분사, 각각의 식물 또는 잎에 분사, 각각의 잎에 부분 도포, 훈증, 액체, 고체 또는 반고체 제형을 다수의 식물 또는 식물의 일부에 수동 배치, 가루 살포에 의하여 첨가 (접촉)될 수 있다. 따라서, 식물 물질과 사용 가능한 상기 화합물 또는 조성물 간의 "직접 접촉" (즉, 물리적 접촉)이 사용될 수 있다.

별법으로, 또 다른 실시 상태에 있어서, 작물 식물과 상기 화합물 또는 조성물 간의 "간접 접촉"이 사용되는데, 상기 조성물 또는 화합물은 처음에는 지지체 (또는 담체) 물질과 접촉되고, 이어서 (상기 화합물 또는 조성물을 포함하는) 상기 지지체 물질은 1개 이상의 식물 또는 식물의 일부, 또는 예컨대 열 사이, 식물 사이 또는 식물이 자라거나 자랐던 토양 내/위 등의 식물 근처에 놓여진다.

기피제가 도포되는 또는 숙주 식물 근처의 최적의 장소는, 도포의 빈도뿐 아니라 작물의 구성과 생리, 작물의 수명, 제형, 지역 내의 해충 침습 등의 수많은 요인에 따라 좌우된다. 매우 빨리 휘발되는 제형의 경우, 가루이 등의 표적 해충을 효과적으로 쫓기 위해서는 더욱 잦은 도포가 요구될 수 있다. 유사하게, 강우량이 많은 지역의 경우, 공중 도포는 더 빨리 세척될 수 있으므로 1회 이상의 추가 도포 또는 도포 간격을 줄이는 것이 요구된다. 숙련된 자들은 침습을 효과적으로 감소하기 위한 최적의 도포 빈도를 손쉽게 측정할 수 있다. 따라서, 매일, 매주 또는 매달 1회 이상, 또는 심지어 낮게는 작물의 생장 기간당 1, 2, 3 또는 4회 도포 될 수 있다. 한 가지 실시 상태에 있어서, 본 발명에 따른 1개 이상의 기피제 화합물을 포함하는 상기 조성물은 묘목의 출현 전에 미리 침습을 감소하기 위하여 작물이 파종 또는 심겨지기 전 작물이 성장할 지역에 도포될 수도 있다.

따라서, 작물의 심기와 수확 사이의 적절한 도포 빈도는 예를 들면 1, 2, 3, 4 또는 그 이상일 수 있다. 상기 작물은 폐쇄된 환경 (예컨대, 온실 또는 터널), 반폐쇄 환경 (예컨대, 천으로 둘러싸인 밭 작물) 또는 개방된 환경 내에서 자랄 수 있다. 본 발명에 따른 유인제 및/또는 기피제로부터 혜택을 받는 작물은 물론, 상기 본 명세서에서 개시된 화합물과 조성물에 의하여 행동이 변하는 해충에 예민한 천연 숙주인 작물이다. 따라서, 한 가지 실시 상태에 있어서, 상기 작물 식물은 흡즙 곤충, 특히 가루이의 숙주인 식물 종이다. 상기 온실 가루이 (Trialeurodes vaporariorum)는 대부분의 채소 종과 관상 종 등과 같은 매우 광범위한 숙주 종을 가진다. 또한, 은빛잎 가루이와 담배 가루이 (Bemisia argentifolii 및 B. tabaci)도 대부분의 채소 종을 포함하는 매우 광범위한 숙주 범위를 갖는다. 바람직한 실시 상태에 있어서, 상기 작물 식물은 토마토 식물, 좋기로는 재배된 토마토이다. 또한, 상기 작물 식물은 유전적으로 변이된 식물, 즉 예컨대 제초제 저항 유전자를 포함하는 유전자 이식 식물 또는 유전자 변이된 식물 (cisgenic)일 수 있다.

기피제를 포함하는 조성물의 도포는 좋기로는, 가루이 등의 성체 흡즙 해충을 감소하여 처리된 작물 내의 식물 조직 탐침 삽입로 인한 바이러스의 전염을 상당히 감소시킨다. 따라서, 미처리된 작물에 비하여 처리된 작물 내에서의 바이러스 전염의 상당한 감소는 처리의 효용을 측정하는데 사용될 수도 있다. 별법으로, 본 발명에 따른 임의의 조성물의 가장 효과적인 투여량과 도포 요법을 결정하기 위하여, 처리된 작물과 미처리된 작물 사이의 표적 곤충 (예컨대, 가루이)의 수 또는 작물의 산출량 및/또는 질을 계수/측정할 수 있다.

어떤 것은 동일한 작물에 2회 이상 동일한 기피제 조성물을 도포할 필요가 없지만, 복합 처리처럼 처리의 변경이 또한 예상된다. 예를 들면, 7개의 기피제 중 1개를 포함하는 (1개로 구성되는) 조성물로의 처리는 기타의 7개의 기피제 화합물 중 임의의 1개를 포함하는 (1개로 구성되는) 조성물로의 처리 또는 복합 처리로 변경될 수 있다. 유사하게, 7개의 기피제 중 2개를 포함하는 (2개로 구성되는) 조성물로의 처리는 기타의 7개의 기피제 화합물 중 임의의 1개를 포함하는 (1개로 구성되는), 또는 2개의 기타의 기피제 화합물 등으로 구성되는 조성물로의 처리 또는 복합 처리로 변경될 수 있다. 따라서, (a) 단계에서는 여러 개의 서로 다른 조성물이 제공될 수 있고, 이어서 (b) 단계에서는 동시에 또는 연속하여 함께 도포될 수도 있다.

유사하게, (a)에서 제공되고 (b)에서 도포되는 활성 성분(들)의 제형 및/또는 농도는 동일할 필요는 없다. 예를 들면, 해충 (예컨대, 가루이) 침습 또는 그들의 주의 등에 따라 작물의 생장 기간을 통틀어 활성 성분의 농도는 증가하거나 감소된다. 그러나, 한 가지 실시 상태에 있어서, (a) 내에서 제공되고 (b)에서 도포되는 상기 활성 성분(들)은 화학적으로 동일하고, 바람직하게는 동일한 제형 및/또는 농도이다.

바람직한 실시 상태에 있어서, 상기 활성 성분(들)은 상기 조성물로부터 오랜 기간 동안 서서히 방출된다. 따라서, 바람직한 제형은 서방형 또는 방출 제어형이다. 그러한 제형은, 예를 들면 살충제 제조를 위하여 기술 분야에서 알려진 방법, (마이크로)캡슐화, 적층 스트립, 폴리염화비닐 스트립, 고무 펠렛 등의 방법, 또는 서방 및/또는 방출 제어에 사용되는 기타의 방법을 사용하여 제조할 수 있다. 발로우, F (Barlow, F) (1985, Chemistry and formulation. In: Pesticide Application: Principles and Practice. Ed: P T Haskell. Oxford Science Publications: Oxford. pp 1-34), 덴트, D R (Dent, D R) (1995, Integrated Pest Management. Chapman & Hall: London, Glasgow, Weinheim, New York, Todyo, Melbourne, Madras), 롬브크 (Rombke), J & J M Moltmann (1995, Applied Ecotoxicology. Lewis Publishers: Boca Raton, New York, London, Tokyo) 또는 웨어, G W (Ware, G W) (1991, Fundamentals of Pesticides. A self-instruction guide. Thomsom Publications: Fresno USA)을 참조하라.

기피제로의 작물의 처리는 유인제 또는 미끼 조성물로 식물이나 작물 근처 지역의 처리와 결합될 수 있다. 별법으로, 유인제 또는 미끼 조성물의 사용은 그 자체가 해충 (예컨대, 가루이) 손상으로부터 작물을 보호하는데 충분할 수 있고, 그러한 경우 작물 그 자체에 대한 처리는 필요하지 않다.

단계 (a)와 (b)에 대한 상기 설명은 또한, 단계 (c)와 (d)에 적용되는데, 단계 (d)에서 상기 식물들은 작물 식물일 필요가 없고, 심지어 작물 식물로서 동일한 종일 필요가 없다는 (비록, 그럴 수 있지만) 차이가 있다. 덫 식물은 식물의 어떤 종일 수 있지만, 선천적으로 해충 (예컨대, 가루이)에 민감한 식물인 것이 좋다.

상기 식물들은 작물로부터 곤충을 꾀어서 작물로의 침습을 감소시키기 위하여 작물 근처에서 생장될 수 있다. 예를 들면, 덫 식물의 대상 (帶狀) 또는 경계는 작물 식물의 1개 이상의 모서리 근처에서 생장될 수 있다. 별법으로, 작물 식물과 덫 식물은 평행 열 내에서 생장될 수 있다. 분명히, 작물 밭의 중앙 등의 작물 식물 내로부터 떨어진 지역에서 덫 식물이 생장될 수도 있다.

작물 밭 또는 식물이 생장하는 온실 하우스 근처 또는 안에 배치될 수 있는 덫 물질에도 동일하게 적용된다. 작물 식물로부터 가루이를 충분히 꾀기 위하여 작물 식물 근처에 덫 식물 또는 덫 물질을 두는 것이 좋다. 상기 덫 물질은 본 발명에 따른 조성물에 첨가되는 전통적인 곤충 덫일 수 있다.

도 1: 4개의 뿌리 토마토 (S. lycopersicum) 식물군 중 1개의 식물에 대한 야생형 토마토 헤드스페이스의 처리 효과 (미처리군의 %로서 표시). empty: 공 (空)담체, pe: 펜탄:에테르 함유 담체, penelli: 에스. 페넬리 (S. pennelli)의 총헤드스페이스를 함유하는 담체 (24 시간에 걸쳐 수집), 둥근잎 천남성 (typicum): 솔라눔 해브로체티스 (S. habrochaites f. typicum.)의 총 헤드스페이스를 함유하는 담체. 막대들은 3회 실험의 평균 (±SE)을 나타낸다.
도 2: 4 개의 토마토 (S. lycopersicum)군 내의 1개의 식물에 대한 휘발성 화합물 (또는 혼합)의 처리 효과 (미처리군의 %로 표시). A) p-시멘으로 처리, B) γ-테르피넨으로 처리, C) β-시멘으로 처리, D) p-시멘, γ-테르피넨 및 β-미르센 ("혼합")으로 처리, E) α-테르피넨으로 처리, F) α-펠란드렌으로 처리, G) 에피징기베렌으로 처리, H) S-커쿠민으로 처리, I) 징기베렌으로 처리, J) R-커쿠민으로 처리. 막대들은 8회 실험의 평균 (±SE)을 나타낸다. nt: 군 내 식물에는 어떠한 휘발성 물질도 첨가되지 않음.
도 3: 두 개의 모체 (짙은 막대; 각각은 머니버그 (Moneyberg)와 LA716)] 에 비교한 72 유전자 이입선 (S. lycopersicum cv Moneyberg x S. pennelli LA716) (연한 막대)에 대한 상대적인 담배 가루이 유인률 (%). n=3±SE.

이하의 비제한적인 실시예는 본 발명의 상이한 실시 상태를 예시하고 있다. 실시예에서 달리 언급하지 않으면, 이 기술 분야에서 알려져 있는 표준 프로토콜을 사용한다.

실시예

실시예 1 - 토마토 헤드스페이스 휘발성 물질과 가루이의 선호도

1.1 재료 및 방법

2005년 10월, 산타 마리아 델 아길라 (Santa Maria del Aguila) 내의 흔한 온실에서 담배 가루이 (Bemisia tabaci)의 개체군을 수집하였다. PCR 분석으로 이 개체군이 Q-생물형에 속하는지 동정하였다. 상기 개체군을 토마토와 오이 식물이 혼합된 기후 (온도 28 ℃, 16 시간 조명) 내에서 사육하였다. 특정 식물 (처리된 또는 비처리된/조절 처리된)에 대한 곤충의 선호도를 자유 선택한 생물 검정법으로 시험하였다.

가루이들은 이들의 숙주를 찾기 위하여 냄새뿐 아니라 시각적 신호도 이용한다는 것이 알려져 있다. 토마토를 그물망 커버 아래에 놓고 행하는 "블라인드" 분석에서 담배 가루이는 시각적 신호 없이, 휘발성 신호를 사용하여 상이한 토마토들을 구별할 수 있다는 사실이 본 발명자들에 의하여 밝혀졌다.

가루이의 숙주 선호도에 관한 토마토 식물의 냄새 효과를 시험하기 위하여, 야생형 토마토 식물 표본 (accessions) LA716 (S. pennelli), PI27826 (S. habrochaites f. typicum) 및 PI126449 (S. habrochaites f. glabratum)를 더욱 많은 기피제 (본 발명자들이 이미 확립한 바와 같이)로 이루어진 신호 화학 물질 (semiochemicals)의 완전한 혼합을 함유하는 시료화된 헤드스페이스를 비기피제/유인제 식물 (cv Moneymaker)에 도포하였다. 1) "C.M. Rick Tomato Genetic Resource Center (TGCR), Department of Plant Sciences, University of California-Davis, One Shields Avenue, Davis, CA 95616, United States of America" 또는 2) "The United States Department of Agriculture-Agricultural Research Service, Plant Genetic Resources Unit, Cornell University, 630 West North Street, Geneva, NY 14456, United States of America"로부터 상기 종자를 얻었다.

토마토 헤드스페이스 시료화

16 시간의 낮 기간을 포함하여 24 시간 동안 대량 건조기 내의 기후 조건을 맞춘 실내에서 3주령의 야생형 토마토 식물을 두고 휘발성 물질을 수집하였다. 건조기를 400 분^-1에서 탄소 가압 여과하여 환기시켰다. 휘발성 물질을 칸트 (Kant) 등 (2004)에 따른 300 mg의 Tenax 레진을 함유하는 시료 튜브에서 포획하였다. 다음으로, Tenax를 내부 표준으로 BA를 함유하는 1 ml의 펜탄:디에틸에테르 (4:1)으로 녹여서 분리하였다. 275℃까지 가열하고 유속 4℃/s인 옵틱 인젝션 포트 (Optic injection port) (ATAS GL International, Zoeterwoude, Nl)로 용리액 1 ㎕를 주입하여 50℃에서 동정을 수행하였다. 분류 (分流)는 2분 동안 0 ㎖이고, 이어서 25 ㎖ 분^-1이었다. 3분 동안 40℃에서, 이어서 250℃까지 30℃ 분^-1에서 담체 기체로서 헬륨으로 모세관 DB-5 컬럼 (10 × 180 ㎛, 필름 두께 0.18 ㎛; Hewlett Packard)에서 화합물이 분리되었다. 컬럼 유속은 2분 동안 3 ㎖ 분^-1이고, 이어서 1.5 분^- ¹였다. 용출 화합물의 질량 스펙트럼은 70 eV (200℃에서 이온 공급원)에서 생성되었고, 1597 eV에서 90초 지연하여 타임-오프-플라이트 MS (Time-of-Flight MS) (Leco Pegasus III, St. Joseph, MI, USA)에서 20 스펙트라 초^-1의 획득률로 수집하였다. 샘플 동정과 획득은 알려진 농도 (Fluka, Ml, USA)의 합성 외부 표준에 기초하였다. 각각의 토마토 표본을 6회 측정하였다. 추가로, 여과지 카드 (Whatman, 25 mm 지름)에 스며들도록 사용한 1 ㎖ 샘플 (토마토 휘발성 물질을 함유하는 펜탄-디에틸에테르)을 담배 가루이 생물 검정에 사용하였다.

담배 가루이와 토마토를 이용한 자유 선택 생물 검정

담배 가루이를 이용한 자유 선택 실험을 온실 구획 (28℃, RH 65%)에서 수행하였다. 빛은 250 W/m²의 복사열을 갖는 나트륨 램프 (Hortilex Schrder SON-T PIA GP 600W)로 공급하였다. 담배 가루이 생물형 Q (Almeria 개체군)와 생물형 B (labculture Netherlands)의 선호 행동은 서로 다른 야생형 토마토 ((LA1777, LA2560, GI1560)와 S. lycopersicum cv Moneymaker)에서 생물 검정으로 비교하였다. 흙을 채워, 비닐로 덮은 나무 상자 (170 x 100 x 20 cm)에, 식물을 동일 간격으로 심었다. 200개의 성체 가루이를 포획하고, 5분 동안 4℃에 두고, 이어서 셋업 중앙부에 방출시켰다. 방출 10분 및 20분 후, 각 식물 위의 가루이 수를 기록하였다. 담배 가루이 B와 Q 간의 행위에는 어떠한 차이도 발견되지 않았기 때문에, 모든 추가 생물 검정은 Almeria (Q) 개체군으로 수행하였다.

헤드스페이스 (총 헤드스페이스 또는 단일 화합물)로 생물 검정함에 있어서, 4개의 토마토 식물 모종 (S. esculentum cv Moneymaker)을 스퀘어 셋업 내에 50 cm의 간격으로 심었다. 150개의 성체 가루이를 방출하고 전술한 바와 같이 기록하였다. 기피제에 대한 선택된 헤드스페이스 성분의 효과를 테스트하기 위하여, 합성 표준 (FLUKA)을 10 여과지 (Whatman, 25 mm 지름) 또는 10 고무 마개 (Sigma Aldrich, Z167258)에 도포하였다. 로딩하기 전, 상기 마개를 24 시간 동안 CH₂Cl₂ 내에 두고 3일 동안 자연 건조 (Heath et al., 1986)시켰다. 휘발성 물질을 함유하는 상기 여지 또는 마개를 철사로 4가지 식물 중 어느 하나에 부착시켰다. 처리된 토마토의 위치는 무작위로 선택하였다. 이들 식물에 휘발성 물질을 뿌리고 나서 5분 후에, 가루이를 놓아주었다. 각각의 성분에 대하여 적어도 8회 반복 시험을 수행하였다. 하나의 셋업 마다, 한 식물에 대하여는 상기 화합물들을 항상 처리한 반면 이와 대조적으로, 나머지 3 식물들에 대하여는 담체만으로 처리하였다. 휘발성 물질에 대한 각각의 분석을 수행하기에 앞서, 동일한 백그라운드에서 비교할 수 있도록 하기 위하여, 동일한 위치에서, 4가지 식물들을 미처리 셋업으로 실험하였다.

1.2 결과

실험 결과를 도 1에 도시하였다. 이 결과는, 기피성이 보다 강한 토마토 표본의 냄새를 구성하는 전체 헤드스페이스 성분들을 머니메이커 품종의 토마토에 첨가할 경우, 그의 배경 냄새에 비하여, 상기 토마토 품종을 최대 60%까지 덜 유인적으로 만들 수 있다는 것을 보여준다. 헤드스페이스가 용리된 용매인 펜탄-에테르는 기피/유인에 대하여 아무런 효과도 미치지 않는 것으로 나타났다.

실시예 2 - 담배 가루이 기피제 내에 포함된 헤드스페이스 성분의 측정

2.1 재료 및 방법

16개의 야생형 및 5개의 재배된 토마토를 수집하여 준비하였다 (표 4). 이들 품종 각각에 대한 가루이 기피 정도를, 개방된 온실에서 자유 선택형 생물 검정법으로 무작위형 헥사곤 셋업을 이용하여 확인하였다. 각 실험에서 300마리의 새로운 처리되지 않은, 성체 가루이 (Almeria 개체군)를 무작위로 선택된 6개의 식물 한 가운데에 방출시키고, 방출 20분 후 각 식물 위의 가루이의 수를 계수하였다. 각각의 셋업을 3회 반복하였으며, 각 셋업 후, 기피성이 가장 저조한 식물 2개를 2개의 새로운 시험 식물로 대체하였다. 회귀분석을 순차적으로 테스트하여 마침내 명백한 차이 기피 (표 4)를 갖는 7개의 군으로 서열화하였다.

16개의 야생형 토마토 및 5개의 재배된 토마토의 헤드스페이스 (표 4)를 수집하였다. 손대지 않은 3주령의 토마토 식물을 40L 건조기에 이송시켰다. 전술한 바와 같이 휘발성 성분을 포획하여, 헤드스페이스를 16 시간의 낮 기간을 포함하여 24 시간 동안 시료화하였다. GC-MS 분석은 각 등록 토마토에 대하여 독특한 휘발성 성분의 "지문"을 나타냈다. 각 표본은 6회 시료화하였다.

2.2 통계 분석

토마토 헤드스페이스에서 동정된 성분과 생물 검정에서 측정된 가루이 기피제의 순위 간의 상관관계를 통계적으로 분석하였다. 2개의 접근법, 단계적 선형 회귀 분석과 MANOVA를 사용하여, 8개의 휘발성 물질과 가루이 퇴치와의 관련성을 동정하였고, 기피 또는 유인과 어떠한 관련도 없는 24개의 다른 휘발성 화합물은 제거하였다.

2.3 결과

담배 가루이에 대한 16개의 야생형 및 5개의 재배된 토마토 표본의 퇴치 순위, 1~7의 범위, 1은 기피성이 가장 높은 것을 의미하고 7은 최저의 기피/최고의 유인성을 의미한다.

토마토	표본	순위
S. pennelli	LA716	2
	LA1340	2
	LA2560	1
S. habrochaites	LA1777	3
f. typicum	PI27826	1
	PI27827	3
	LA1353	3
S. habrochaites	PI126449	4
f. glabratum	PI134417	3
	PI134418	4
	PI251304	3
	IVT701631	4
	LA407	5
	GI1560	3
	LA1840	5
S. peruvianum	LA1708	5
S. lycopersicum	cv Motelle	6
	cv Mogeor	6
	cv Monalbo	6
	cv Moneymaker	7
	cv Pitenza	6

재배된 토마토 (cv)의 헤드스페이스는 가루이에 대하여 최저의 기피성/최고의 유인성을 나타내는 반면, 야생형 토마토 표본의 헤드스페이스는 기피성이 더 크다는 것을 표 4에서 볼 수 있다.

가루이를 격퇴 또는 유인하는 화합물을 동정하고 표 5에 나타냈다. 베타-미르센, p-시멘, 알파-펠란드렌, 알파-테르피넨 및 감마-테르피넨는 에스. 페넬리 (S. pennelli)와 관련된 기피제 화합물인 반면, S-커쿠민과 7-에피징기베렌은 에스. 하브로샤이트 (S. habrochaites) (종전엔 티피쿰 (typicum))을 덜 유인하는 것으로 나타나는 것 같다. 베타-펠란드렌, 리모넨 및 2-카렌은 더욱 유인하는 재배된 S. lycopersicum 식물들과 상호관련이 있다.

동정된 신호 화학 물질은 담배 가루이 기피 및 유인과 관련된다. 선택 분석 내에서의 담배 가루이 행위에 대한 효과의 차이와 다양한 생물물질들에 대한 담배 가루이 더듬이의 반응 (mV)

공급원	테르페노이드	연관성	행위 효과	더듬이 반응
S. pennelli	p-시멘	기피	***	2,4
S. pennelli	a-테르피넨	기피	*	4,1
S. pennelli	a-펠란드렌	기피	*	2,2
S. habrochaites f. typicum	7-에피징기베렌	기피	***	2,3
S. habrochaites f. typicum	S-커쿠민	기피	**	5,0

야생형 토마토 (S. pennelli, S. habrochaites 및 S. peruvianum)의 표본과 재배 토마토 (S. lycopersicum)를 담배 가루이에 대한 상대적인 퇴치에 근거하여 서열화 하였다. 1=최고의 기피성; 7= 최저의 기피성. 모든 표본들 내에 존재하는 캐리오필렌과 비교하여 야생 토마토 및 재배 토마토에서 퇴치 관련 신호 화학 물질 (㎍ 24시^-1 10g^-1 FW)이 방출된다. 수치는 평균값으로 나타냈다 (±SE) (n=6).

토마토	표본	순위	β-미르센	p-시멘	γ-테르피넨	커쿠민	징기베렌	캐리오필렌
S.pennelli	LA716	2	-	0.34±0.13	4.01±1.71	10.83±8.29	68.5±58.9	0.55±0.20
	LA1340	2	1.46±0.45	0.35±0.11	2.49±0.96	4.46±4.35	6.56±6.56	2.01±0.82
	LA2560	1	1.36±0.61	0.47±0.18	5.88±2.50	3.64±3.09	8.44±4.36	3.06±1.50
S.habrochaites	LA1777	3	0.12±0.10	0.05±0.04	0.06±0.07	12.3±10.8	9.71±9.14	7.39±3.36
(f.typicum)	PI127826	1	-	-	0.24±0.24	282.4±116.2	521.0±323.6	0.28±0.18
	PI127827	3	0.01±0.01	0.03±0.03	-	-	-	0.34±0.21
	LA1353	3	0.20±0.12	0.01±0.01	-	-	-	2.56±0.84
S. habrochaites	PI126449	4	-	-	0.22±0.22	-	-	8.34±2.61
(f.glabratum)	PI134417	3	-	-	-	-	-	13.41±5.98
	PI134418	4	-	-	-	-	-	3.08±1.10
	PI251304	3	-	-	-	0.21±3.21	-	7.23±2.81
	IVT701631	4	-	-	-	3.35±0.21	-	7.27±6.31
	LA407	5	-	-	-	0.96±0.96	-	3.64±0.92
	GI1560	3	-	-	-	11.1±6.6	3.76±3.76	3.48±0.57
	LA1840	5	0.02±0.02	0.01±0.01	0.05±0.05	0.08±0.05	0.88±0.88	0.12±0.05
S.peruvianum	LA1708	5	0.09±0.09	0.07±0.03	1.13±0.68	0.54±0.54	-	2.88±0. 86
S.lycopersicum	Motelle	6	0.08±0.06	0.02±0.01	-	-	-	0.54±0.17
	Mogeor	6	0.08±0.05	0.06±0.05	-	-	0.38±0.38	2.24±0.91
	Monalbo	6	0.42±0.15	0.10±0.05	0.60±0.22	-	0.51±0.34	1.37 ±0.11
	Moneymaker	7	0.07±0.07	0.01±0.01	0.07±0.07	0.11±0.11	-	3.35±2.41
	Pitenza	6	0.17±0.10	0.07±0.04	0.07±0.07	-	-	1.11±0.21

실시예 3. 선택된 성분과 이들 성분의 혼합물의 생물 검정

3.1 재료 및 방법

β-펠란드렌, 징기베렌 및 커쿠민은 상업상 얻을 수 없으므로 합성해야 한다. 징기베렌과 R-커쿠민은 징거 오일에서, 7-에피징기베렌과 S-커쿠민은 밀라(Millar) (1998, J. Nat. Prod 61, 1025) 후 에스. 하브로샤이트 (S. habrochaites) (PI27826) 잎 물질에서 추출하였다.

담배 가루이에 의하여 조작된 헤드스페이스가 있는 숙주 선호도 및 그러한 헤드스페이스가 없는 숙주 선호도는 자유 선택 분석법으로 결정하였다. 각 군 중에서 4개의 재배 토마토 (cv. Moneymaker)를 앞에서 설명한 바와 같이하여 시험하였다. 휘발성 물질에 의한 생물학적 분석을 위하여, 고무 격막 (Sigma Aldrich Z167258)을 CH₂Cl₂로 24 시간 추출하고, 3일간 기건(氣乾)시켰다. 목적하는 휘발성 혼합을 100 ㎕ 헥산 중의 상기 고무 격막에 첨가하였다. 전술한 바와 같이 순수 성분 또는 순수 성분의 혼합물에 의한 생물학적 분석을 수행하였다.

3.2 결과

7개의 후보 성분과 담배 가루이 행위간의 상관관계를 분명히 확인하기 위하여, 숙주 선호도를 순수 성분으로 생물 검정하여 분석하였다. 목적 순수 휘발성 화합물(의 혼합)을 전술한 바와 같이 여과지 카드 표면에 머니메이커 (Moneymaker) 배경에 첨가하였다. 외래 휘발성 물질이 없을 때, 4개의 머니메이커 식물 각각에 대하여 재포획된 담배 가루이의 비율은 예상되는 25%에서 크게 벗어나지는 않았다 (데이터는 나타내지 않았음). 그러나 식물들 중 어느 하나를 10 ㎍ p-시멘으로 처리할 때, 이 식물의 유인 정도는 미처리군의 동일한 식물에 비하여 확연히 감소하였다. 미처리된 식물은 증가된 수의 담배 가루이의 온상인 반면, 처리된 식물을 방문한 가루이의 비율은 평균 44% (p<0.001)로 감소하였다 (도 2A). 일반적으로, 합성 성분이 담배 가루이에 대한 퇴치 효과를 가질 때, 빈 담체를 갖는 식물은 더욱 증가된 유인력을 갖게 된다 (도 2). 비록, 상당한 행동 효과는 확립되지 않았지만, 머니메이커 배경에 γ-테르피넨의 도포는 퇴치를 증가시킨다는 것이 나타났다 (p=0.102) (도 2B). 이들 3가지 성분의 합계가 p-시멘 단독에 비하여 더 큰 효과를 산출하는지 평가하기 위하여, 표본 LA2560 (1:12:3)에서 발견된 것과 동일한 비율의 p-시멘: γ-테르피넨: β-미르센의 혼합물을 테스트하였다. 그 결과, 식물 방문이 평균 45% (p<0.001)로 감소되었다 (도 2D). 유전자 이입선 분석에서 유래된 추가 모노테르펜, α-펠란드렌과 α-테르피넨 둘 다는 토마토 유인을 상당히 감소시켰다 (각각 p=0.030, 0.014) (도 2E,F). 마지막으로, 양 세스퀴테르펜, S-커쿠민의 산화 산물뿐 아니라 토마토 유래 에피징기베렌도 확실한 기피 효과를 나타냈다 (p<0,001)(도 2G,H).

실시예 4 - 담배 가루이 반응에 직접적으로 관련된 토마토 휘발성 물질

개시된 화합물의 10^-3 파라핀유 (Uvasol, Merck) 희석물에 대하여 더듬이가 즉각 반응하는지 확인하기 위하여 Electroantennography (EAG)를 사용하였다. 여과지의 작은 조각 (2 cm²; Schleicher & Schuell, Dassel, Germany)을 100 ㎕의 표준 희석물 또는 파라핀유만으로 (대조군) 적셨다. 여과지는 10 ml 유리 실린지에 삽입하였다 (Poulten & Graf GmbH, Wertheim, Germany). 더듬이에 5 ㎖의 공기를 불어 재현성 자극을 공급하였다 (Schutz et al., 1999). 각 표준 (10^-3) 희석물에 대한 EAG 반응을 기록하였다. 파라핀유에 대한 반응을 음성 대주군으로 여기고, 모든 기록된 EAG 측정에서 제하였다. 서로 다른 순수 화합물에 대한 전극 (mV)의 포텐셜 차이로 표현한 EAG 반응을 표 5의 오른쪽 컬럼에 제시하였다.

실시예 5. 유전자이입 라이브러리 내의 생물 검정

에스. 페넬리 (S. pennelli) 표본들 내에서 발견된 흥미로운 기피성 수준 때문에 유전자이입 라이브러리 (모체 S. pennelli LA716 x S. lycopersicum cv Moneyberg)를 후속적으로 생물 검정에서 확인하였다 (도 3). 예민한 모체에 비하여 유인성이 상당히 감소된 몇몇 계통을 선택하였다. 머니버그 (Moneyberg)-모체뿐 아니라 이렇게 선택된 계통의 헤드스페이스 조성물을 동정하였다. 머니버그 헤드스페이스에 비하여 선택된 계통 내에서의 α-펠란드렌, α-테르피넨 및 p-시멘의 농도가 확연히 높았다.

Claims

(a) 알파-커쿠민, 베타-미르센, 파라-시멘, 감마-테르피넨, 알파-테르피넨, 알파-펠란드렌 및/또는 징기베렌 중에서 선택된 1개 이상의 기피제 화합물로(을) 구성되거나 포함하는 조성물을 제공하는 단계와,
(b) 다수의 작물 식물에 상기 조성물을 1회 이상 첨가하는 단계와 (또는),
(c) 베타-펠란드렌, 리모넨 및/또는 2-카렌 중에서 선택된 1개 이상의 유인제 화합물로(을) 구성되거나 포함하는 조성물을 제공하는 단계와,
(d) 1개 이상의 덫 식물 및/또는 덫 물질에 상기 조성물을 1회 이상 첨가
하는 단계
를 포함하는 가루이를 기피 및/또는 유인하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 액체, 좋기로는 휘발성 액체인 것인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조성물은 토마토 식물 등의 식물의 자연 발생 헤드스페이스 (headspace) 조성물이 아닌 것인 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 조성물은 (a)의 기피제 화합물 또는 (c)의 유인제 화합물의 단지 1종 또는 단지 2종으로(을) 구성되거나 포함하는 것인 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 기피제 또는 유인제 화합물은 화학적으로 합성되는 것인 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 조성물은 이 조성물을 담체 물질에 첨가하거나 상기 조성물을 포함하는 상기 담체 물질을 작물 식물 표면 또는 그 사이에 또는 그 근처에 배치함으로써 (b)의 작물 식물 및/또는 (d)의 덫 식물 또는 덫 물질에 첨가되는 것인 방법.
활성 성분으로서 알파-커쿠민, 베타-미르센, 파라-시멘, 감마-테르피넨, 알파-테르피넨, 알파-펠란드렌 및/또는 징기베렌으로 구성되는 군으로부터 선택된 최소한 1종의 화합물로(을) 구성되거나 포함하는 가루이 기피제 조성물.
제7항에 있어서, 상기 조성물은 상기 화합물의 2종 이하로 구성되거나 포함하는 가루이 기피제 조성물.
활성 성분으로서 베타-펠란드렌, 리모넨 및/또는 2-카렌으로 구성되는 군으로부터 선택된 최소한 1종의 화합물로(을) 구성되거나 포함하는 가루이 유인제 조성물.
제7항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 조성물은 액체, 좋기로는 휘발성 액체인 조성물.
제7항 내지 제10항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 조성물은 토마토 식물 등의 식물의 자연 발생 헤드스페이스 조성물이 아닌 것인 조성물.
제7항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 기피제 또는 유인제 화합물은 화학적으로 합성되는 것인 조성물.
1종 이상의 알파-커쿠민, 베타-미르센, 파라-시멘, 감마-테르피넨, 알파-테르피넨, 알파-펠란드렌 및/또는 징기베렌의 흡즙(吸汁) 또는 흡혈(吸血) 해충 기피제 조성물을 제조하기 위한 용도.
1종 이상의 베타-펠란드렌, 리모넨 및/또는 2-카렌의 흡즙 또는 흡혈 곤충 유인제 조성물을 제조하기 위한 용도.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 흡즙 해충은 가루이이고, 상기 흡혈 곤충은 모기 또는 깔따구인 것인 용도.
제7항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 따른 조성물을 포함하는 고체 지지체 물질.
제7항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 조성물은 서방형 및/또는 방출 제어형 제형인 것인 조성물.
제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 작물 식물에 대한 가루이 침습은 대조군 식물에 비하여 최소 5% 감소되는 것인 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 침습의 감소는 처리된 식물과 대조군 식물의 가루이의 수를 계수함으로써 평가되는 것인 방법.