JP3536180B2 - 植物の病害を防除するための組成物と方法 - Google Patents
植物の病害を防除するための組成物と方法Info
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Description
は本発明は、細菌の種シュードモナス・クロロラフィス
(Pseudomonas chlororaphis)の新規な菌株(NCIMB
受託番号40616)、および植物病原性微生物体の侵襲に
対して植物を保護するために上記細菌菌株または植物生
産中に上記菌株が産生する抗生物質を含有する組成物を
使用することに関する。
体は、作物に大きな損害を起こして経済的損失を与え
る。これら微生物体の多くは、葉および/または植物の
他の気中部分を侵襲し、次いで通常、空気伝染胞子によ
って新しい未感染作物に到達する。他の微生物体は種子
伝染性であるため一つの作物世代から次の作物世代へ伝
染し、そしていくつかの経済的に重大な病害誘発体は土
壌伝染性であり、感染しやすい作物が成長するまでは土
壌中に多少不活性な状態で存在している。
う方法は高コストであることが多いが、大部分の作物成
長系で経済上必要である。広く使用される一方法は、制
生物(biostatic)化学薬剤または殺生物化学薬剤によ
って処理する方法である。これらの薬剤は、ほとんどの
場合、成長中の作物への噴霧剤、種子もしくは根の処理
剤または土壌殺菌剤として施用される。他の標準的な方
法は、抵抗性を得るための品種改良と作付体系自体の管
理である。
ている。作付体系を管理することは、特定の病害の問題
にのみ有効であるかまたは好都合であるに過ぎない。ま
た抵抗性を得るため作物植物の品種改良を行うことは、
特定の場合のみ可能かもしくは適切であり、長期間を要
し、そして得られた抵抗性は、ある期間の後、その病原
菌の新しい株が出現して中断されることがある。化合物
は非常に有効なことが多いが、環境に望ましくない作用
を与え、大部分は人の健康に対して危険なので慎重に取
扱う必要があり、また耐性病原菌株が発生して効果がな
くなることもある。
用することは、他の防除法を用いるより有効かまたは好
ましいので、このような薬剤は広く試みられている。い
くつもの細菌および真菌の菌株が、各種の病害誘発性微
生物体の成長を阻害することは公知である。これら菌株
は、有効でかつ使用可能であるためには、圃場で安定で
再現性がある結果を与えなければならず、そして圃場条
件下で施用可能でなければならない。今までこれら菌株
は大部分がこれらの必要条件を満たしていないので商業
製品としてほとんど使用されていない。
除するのに有用でかつ有効な生物学的防除剤を提供する
ものである。望ましい特性を示す細菌シュードモナス・
クロロラフィスの新規な菌株(MA342)を提供するもの
である。その分離株は、ブダペスト条約に基づいて1994
年2月14日付でスコットランドのアバディーンに所在の
ザ・ナショナル・コレクションズ・オブ・インダストリ
アル・アンド・マリン・バクテリア・リミテッド(The
National Collections of Indsutorial and Mar
ine Bacteria Limited)(NCIMB)に寄託してNCIMB受
託番号40646を受けた。
じ特性を有するその突然変異株、またはその菌株の抗病
原的に活性な代謝産物もしくはその誘導体を有効成分と
して含有する植物病害防除組成物も提供するものであ
る。さらに本発明は、新規な菌株MA342もしくはほとん
ど同じ特性を有するその突然変異株、またはその菌株の
抗病原的に活性な代謝産物もしくはその誘導体を用い
る、植物病害防除方法を提供するものである。
アイデンディフィケーション、システム(Microbial I
dentification System(MIDI Ltd.社)米国ニューア
ーク)によって得た脂肪酸プロフィルを示す。
して菌株の好ましい増殖方法および好ましい製剤法と圃
場もしくは温室での好ましい施用法を説明する。いくつ
もの実施例を提供してさらに例証するが本発明の方法と
組成物を限定するものではない。
o Ltd.社);12gのTechnical Agar(Oxoid Ltd.社)
の含有の1000ml蒸留水〕上のコロニーの形態は、寒天中
に高い細胞密度で肉眼でよく見える無色透明の結晶を生
成する円形で白色の中程度の凸状のコロニーである。こ
の菌株は、Kings培地B〔1000ml蒸留水中、1.5gのK2HPO
4;1.5gのMgSO4・7H2O;20gのProteose Peptone(Difco
Ltd.社);10mlのグリセリン;15gのBacto Agar(Difc
o Ltd.社)を含有〕上で鮮やかな黄色の蛍光を示すグ
ラム陰性桿菌である。
す。この分析は、マイクロビアル・アイデンティフィケ
ーション、システム(Microbial Identification Sys
tem(MIDI Ltd.社)、米国ニューアーク)バージョン
3.7を使用して実施した。この試験プログラムによれ
ば、MA342は、マッチングインデックス(matching ind
ex)が0.705でシュードモナス・クロロラフィスときわ
めて類似している。
場もしくは温室での好ましい施用方法 多量の上記菌株の活性菌株が、上記菌株の純培養物の
試料を液体振とう培地中にまたは適切な醗酵培地が入っ
ている醗酵曹中に接種することからなる醗酵法によって
最高に得られる。上記菌株は無菌表面例えば寒天表面上
でも増殖させることができ、そしてその細胞は増殖した
ならば水または当該技術分野で公知の他の液体培地中に
懸濁させることができる。増殖培地は原則的に当該技術
分野で公知のいずれの細菌増殖培地でもよい。醗酵は、
細胞の充分な濃度、例えば液体培養物1ml当り約5〜108
cfu(コロニー形成単位)が得られるまで実施する。こ
のようにして得た醗酵ブロスまたは細菌懸濁液は同様に
採用して植物保護に使用することができるか、または使
用する前に処理または製剤化することができる。
ば加熱で殺しまたは遠心分離し、そして得られたブロス
または上澄み液(細菌の代謝産物を含有している)は、
予め精製および/または濃縮を行うかまたは行わずに植
物の保護に用いることができる。当該技術分野で公知の
化合物が、上記菌株またはその菌株の抗原的に活性な代
謝産物もしくはその誘導体と相溶性であれば、このよう
な化合物の1種以上または群と、細菌の懸濁液および醗
酵ブロスを均一に混合しても良い。適切な化合物として
は、粉末の添加剤または固体の担体、例えばタルク、カ
オリン、ベントナイトもしくはモンモリロナイトのよう
な当該技術分野で公知の水和剤;炭素源栄養素類(例え
ばグルコース、スクロースおよびフルクトース)もしく
は複合細菌栄養素類(例えば酵母エキス、細菌学的ペプ
トンとトリプシン);金属塩類;脂肪酸類由来の塩類;
脂肪酸エステル類;ノニオン界面活性剤類もしくはイオ
ン界面活性剤類;植物栄養素類;植物成長調節剤類;殺
真菌剤類;殺虫剤類;殺菌剤類などがある。また細菌の
懸濁液と醗酵ブロスは適切な化合物と混合する前または
後に乾燥または凍結乾燥を行い、得られた生成物を植物
の保護に使用してもよい。適切な乾燥法としては、例え
ば細菌醗酵ブロスを供給されたバーミキュライトを風乾
する方法がある。
ニット類および植物と土壌を細菌菌株で処理する公知の
方式で施用することができる。噴霧、微粒化、散粉、ペ
レット成形、浸漬または注入(pouring)を予定の目標
と支配的な環境にしたがって選択することができる。種
子処理に用いる有利な施用量は通常1011〜1012cfu/haで
ありそして噴霧の場合は1012〜1014cfu/haでありまたは
対応する量の細菌代謝産物が施用される。
を無菌水道水で洗浄して粘着している土壌を除いた。幼
根から2〜3cm長の切片を切取り無菌条件下で扱った。
その切片は根端領域の上方の領域から採取した。その根
の切片に、火炎殺菌したメスで小さな切れ目を作った。
次にその根の切片をTSA10寒天の面にこすりつけた。細
菌が増殖した後、MA342を採取しTSA10上で純粋培養を行
った。
た。凍結保護剤として、オートクレーブ処理をした後pH
を7.15に調節した10%グリセリン含有水道水を用いた。
−70℃で冷凍した後、これらのアンプルを−20℃で貯蔵
した。
TSA10寒天上で48時間増殖させた後、生成した細菌叢を
寒天の表面からかきとり、凍結乾燥保護剤〔50gのデキ
ストランT70(Pharmacia Fine Chemicals Ltd.社);
50gのL−グルタミン酸ナトリウム(Kebo AB社)を含
有する1000mlの蒸留水〕と混合し、小アンプル(20ml)
内に注入し次いでHetosicc凍結乾燥機(Heto Ltd.社、
デンマーク)に24時間入れた。凍結乾燥を行った後、そ
れらアンプルはゴム製の栓で気密シールを行い4℃で貯
蔵した。
ァーレ(Microdochium nivale)に対するMA342の効果 該細菌と以下のようにして小麦の種子に施用した。す
なわちTSA10上で15℃にて24時間培養した培養物を、9cm
ペトリ皿の寒天表面からかきとり、次いで40mlの栄養ブ
イヨン〔SNB:18gのスクロース;5gの細菌ペプトン(Oxoi
d Ltd.社);2gの酵母エキス(Oxoid Ltd.社);0.5gの
K2HOP4および0.25gのMgSO4・7H2O含有の1000ml蒸留水で
pHを7.2〜7.4に調節〕および40mlのカルボキシメチルセ
ルロース(CMC)ナトリウムの2%(W/V)無菌蒸留水溶
液と混合した。その混合物を種子上に注ぎ入れた。20分
後に過剰の混合物を流し出して種子を換気扇下で一夜乾
燥した。
つの植木鉢に各植木鉢当り50粒ずつ種子をまいた。これ
らの植木鉢は直径が18cmで高さが4cmであり、砂を20%
(V/V)混合した非滅菌の市販ピート混合物(Enhetsjoy
d K Normal)で2/3を満たした。
レを侵襲させてから細菌で処理した。上記病原体は、回
転振とう培養機で室温にて、ジャガイモデキストロース
ブロス〔24gのPotato Dextrose Broth(Difco Ltd.
社)/1000ml蒸留水〕中で7日間培養した。得られたス
ラリーとキッチンブレンダーでホモジナイズし次いで上
記種子上に注いだ。30分後、液体を流出させ、次に種子
を換気扇下で一夜乾燥させた。このようにして病原体を
侵襲させた種子を次いでMA342で処理し、上記のように
植木鉢にまいた。
かぶせ、6℃の暗所に置いた。5日後にふたを外し、各
植木鉢に水を100mlづつ与え次いで二つの木製の棒で支
持された51のプラスチック製バッグの中に置いた。次に
これらの植木鉢を12〜15℃の温室内に8日間入れた。
たP.クロロラフィス菌株MA342で処理したもの 2.疾病の対照としてのM.ニヴァーレを侵襲させた種子 3.健康な対照としての未処理の種子 病害防除効果は、まいた種子から出芽した健康な(す
なわち菌糸体なしの)植物の百分率として記録した。典
型的なM.ニヴァーレ一次スクリーニングからの試験結果
を表1に示す。
(Drechslera teres)に対するMA342の効果 これらのスクリーニングを行うため、MA342の分離菌
を、18〜20℃の暗所にて回転振とう培養液で1/2の濃度
(half strength)(15g/1)のトリプシンソイブロス
(tryptic soy broth)(Difco Ltd.)中48時間培養
した。D.テレスに自然に感染した大麦の栽培品種“Gol
f"の種子を、プラスチックバッグ内で、この種子1kg当
り300mlの上記細菌懸濁液と混合し、混合後バッグを約
4分間振とうした。このように処理した種子を室温で1
日間換気扇下で乾燥し、次いで実施例3に記載したよう
にして植木鉢にまいた。
に記載したようにして、まず6℃の暗所に7日間置き次
いで約20℃の温室内に置いた。処理の効果を読取るた
め、発芽した植物の数と第一葉に一次侵襲がみられる植
物の数を計数した。上記細菌の効果を、未処理の対照、
および殺真菌剤のPanoctine Plus 400〔グアザチン
(guazatine)150g/1+イマザリル(imazalil)10g/1〕
Rhone−Poulenc Ltd.で処理した種子(1kgの種子当り4
mlの使用量)を関連させて示した。
大きさが試験毎に0.15m2〔1回のT.カリエス(T.carie
s)の試験〕から約15m2(大部分の試験)まで変化し
た。これらの試験はスウェーデンの異なる地域にて、大
部分は約3%の含量の腐植物を含有するローム質土壌で
行った。
上記実施例4に記載したようにして実施した。処理した
種子は換気扇下で乾燥した後、圃場の試験区にまく前
に、室温で、各種の期間貯蔵した。T.カリエスを侵襲さ
せた種子を除くすべての種子は、試験を行った各種病害
に自然に感染もしくは侵襲されたものである。冬小麦
(cv.“kosack")の種子に、2gのつぶしたT.カリエスの
穂を1kgの小麦種子と混合することによって、T.カリエ
スの胞子を人工的に侵襲させた。
342の効果 上記の効果は、成熟の時点で感染していた穂の数とし
て読みとった。1991年/1992年における2回の試験およ
び1992年/1993年における2回の試験の結果を表3に示
す。細菌による処理と殺真菌剤による処理の間には1992
年/1993年の試験で有意差がある。
ミネア(D.Graminea)、D.アベネ(D.avenae)およびウ
スチラゴ・アベン(Ustilago avenae)に対するMA342
の効果 これら病原体による圃場試験では、1m2当りの発芽植
物の本数と1m2当りの感染植物の本数を測定し、さらに
大部分の試験で、i)穀物収量ii)千粒重およびiii)
1ヘクトリットル当りの重量も測定した。
に圃場試験を行い大麦のD.テレス感染に対する効果を試
験した結果を表4,5および6に示す。
に実施したD.グラミネアに感染した種子についての試験
から得た試験結果を表7,8および9に示す。
ったD.アペネに感染したエンバク種子に関する試験の試
験結果を表10,11および12に示す。
場試験で、1m2当りの黒穂の数または黒穂の百分率を成
熟の時点で読み取った。穀物収量は測定しなかった。19
91年〜1993年に実施した三つの試験結果を表13に示す。
3または実施例4に記載したようにして調製した細菌懸
濁液を、下記の各物質または各化合物と混合した。
細菌学的ペプトン(Oxoid Ltd.社)、5g/1の細菌懸濁
液。
12g/lの細菌懸濁液。Lisspol(ICI Agrochemicals Lt
d.社)、1g/lの細菌懸濁液。
胞懸濁液。
分離にかけ、得られたペレットを、0.1M Mgso4中また
はペプトン水〔11の水道水当り5gの細菌学的ペプトン
(Oxoid Ltd.社)含有〕中に再懸濁させた。
合していない細菌懸濁液について実施例4に記載したよ
うにして種子に施用した。
記載したようにして振とう培養機で増殖させたMA342細
菌を遠心分離にかけ、得られたペレットを、凍結乾燥保
護剤としての脱脂乳溶液〔無菌蒸留水11当り脱脂乳粉末
200g(Semper AB社、スウェーデン)含有〕中に再懸濁
させた。得られた混合物をガラス広口びん内でシェル冷
凍(Shell Free zing)を行い次いでHetosicc凍結乾
燥機(Heto Ltd.社、デンマーク)で、約48時間、これ
ら広口びん内にて凍結乾燥を行った。得られた粉末を、
使用するまで、プラスチック製バック内またはねじぶた
付きプラスチックフラスコ内に4℃で貯蔵した。種子に
施用する場合は、該粉末を水中または他の水溶液中で混
合し次いで細菌懸濁液について実施例4に記載したよう
にして種子に施用するか、または該粉末と種子(約10g
の粉末/kg種子)をプラスチック容器内で充分振とうす
ることによって、乾燥条件で該粉末と種子を混合した。
記載したようにして振とう培養で増殖させたMA342細菌
を、1:1の容積比で接着剤(カルボキシ−メチルセルロ
ースナトリウムの2%w/v水溶液またはアラビアゴムの5
0%w/v水溶液)と混合した。種子を上記実施例4のよう
にこの混合物で処理した。次に過剰量のベントナイト
(Dresser Minerals Inc.社)またはタルク粉末(keb
o Lab AB)を該プラスチックバッグに加え、そのバッ
グを膨らませ2,3分間激しく振とうさせた。その後、種
子を換気扇の下の大きなトレイに広げて室温で乾燥させ
た。
記載したようにして振とう培養で増殖させたMA342細菌
を、プラスチック製人力噴霧機または動力噴霧機に充填
し植物の葉と茎に噴霧した。他の処理法では、まず細菌
を約10.000xgで10分間遠心分離にかけ、得られたペレッ
トを水道水に再懸濁し、得られた細菌懸濁液を用いて植
物の葉と茎に噴霧した。
する、MA342由来の精製代謝産物の効果 MA342の分離株を、18〜20℃の暗所にて回転振とう培
養機で1/2濃度(15g/1)のTryptic Soy broth(Difc
o.Ltd.社)中48時間増殖させた。得られた細菌懸濁液を
48.000gで30分間遠心分離にかけ、次いで上澄み液中の
代謝産物を、下記のようにしてSep−pak C18カートリ
ッジ(Waters Associa tes社)でさらに精製した。
たSep−pakに加えた。
%エタノールで洗浄した。
液が残るまでロータリーエバポレーターで蒸発させた。
のこった水溶液を水道水で6.5mlの容積まで稀釈した。
子を、6.5mlの上記代謝産物水溶液中に30分間浸漬し、
次いで1植木鉢当り50粒づつ上記種子をまいた。これら
の植木鉢にガラス製ふたをかぶせ6℃の暗所に置いた。
9日後にふたを取り外し、次いで植木鉢を15〜22℃で約
2週間温室内に置いた。
ようにして読取った。対照として、1)未処理の種子お
よび2)Sep−pacで精製せずMA342細胞を含有している
上澄み液で処理した種子を用いた。
たシュードモナス・クロロラフィスの11種の他の分離株
の比較試験の試験結果 表1に記載の名称を有するシュードモナス・クロロラ
フィスの11種のスウェーデン以外の分離株をMA342分離
株とともに、大麦の斑点病に対する効果および試験系AP
I20NEによる生化学試験での反応の誘発について試験し
た。さらに、これらの分離株は寒天平板上のコロニーの
外観と結晶生成について比較した。上記のスウェーデン
以外の11種の分離株は、異なる国由来の分離株であり、
4ケ所の異なる著名な微生物株保存機関に寄託されてい
る(表1)。
クスレラ・テレスに感染した大麦で実施し、そして適切
な比較を行うためにすべての分離株を同時に試験した。
表1から明らかなように、試験結果は、ここで試験した
他の分離株は、この種の試験におけるMA342のような特
性すなわちドレクスレラ・テレスによる感染を阻害する
性能を全くもっていないという意味でMA342は明らかに
独特な菌株であることを示している。
を表2に示す。試験結果は、MA342はこの点についても
独特であり、試験した他の11種の分離株と異なっている
ことを示している。試験された分離株のいくつかは、こ
の試験によって、シュードモナス・クロロラフィスの種
の中の中心的なものではないと考えられる。
A10上で培養した。本発明の発明者らはすべての異なる
分離菌株のコロニーの外観に小さな差があることを観察
したが、外観によってすべての分離菌株を識別すること
はできなかった。しかしMA342分離株は、寒天中に典型
的な無色透明の結晶を生成する唯一の分離菌株であった
ので、この特性によって他のすべての分離菌株から識別
することができた。
Claims (18)
- 【請求項1】スコットランドのアバディーン所在のザ・
ナショナル・コレクションズ・オブ・インダストリアル
・アンド・マリン・バクテリア・リミテッドにNCIMB受
託番号40616で寄託されているシュードモナス・クロロ
ラフィス菌株もしくは抗病原的に活性な代謝産物を産生
する性能を有する該菌株の生物学的に純粋な培養物、ま
たは親菌株とほとんど同じ特性を有する該菌株の突然変
異株。 - 【請求項2】有効成分として、請求の範囲1記載の微生
物かまたはその微生物の抗病原的に活性な代謝産物を含
有する該微生物の培養ブロスを含有していることを特徴
とする、病原真菌によって起こる植物の病害を防除する
のに用いる組成物。 - 【請求項3】病原体が真菌のドレクスレラ・テレスであ
ることを特徴とする請求の範囲2記載の組成物。 - 【請求項4】病原体が真菌のドレクスレラ・グラミネア
であることを特徴とする請求の範囲2記載の組成物。 - 【請求項5】病原体が真菌のドレクスレラ・アベネであ
ることを特徴とする請求の範囲2記載の組成物。 - 【請求項6】病原体が真菌のミクロドキウム・ニヴァー
レであることを特徴とする請求の範囲2記載の組成物。 - 【請求項7】病原体が真菌のティレチア・カリエスであ
ることを特徴とする請求の範囲2記載の組成物。 - 【請求項8】病原体が真菌のウスチラゴ・アベネである
ことを特徴とする請求の範囲2記載の組成物。 - 【請求項9】有効成分が、農業を実施する場合に許容さ
れる担体組成物と混合されていることを特徴とする請求
の範囲2〜8記載の組成物。 - 【請求項10】有効成分が液状の担体と混合されている
ことを特徴とする請求の範囲9記載の組成物。 - 【請求項11】有効成分が固体の多孔質材料に含浸され
ていることを特徴とする請求の範囲9記載の組成物。 - 【請求項12】接着剤として役立つ添加剤をさらに含有
していること特徴とする請求の範囲9記載の組成物。 - 【請求項13】栄養素源をさらに含有していることを特
徴とする請求の範囲9記載の組成物。 - 【請求項14】病原真菌によって起こる植物の病害を防
除しかつ植物病害誘発病原体を阻害しなければならない
環境中に有効投与量の有効成分を導入することを含んで
なる方法であって;有効成分が、請求の範囲1記載の微
生物かまたはその微生物の抗病原的に活性な代謝産物を
含有する該微生物の培養ブロスであることを特徴とする
方法。 - 【請求項15】有効成分を種子に施用することを特徴と
する請求の範囲14記載の方法。 - 【請求項16】有効成分を植物の栄養繁殖ユニットに施
用することを特徴とする請求の範囲14記載の方法。 - 【請求項17】有効成分を植物に施用することを特徴と
する請求の範囲14記載の方法。 - 【請求項18】有効成分を、植物が成長しているかまた
は植物を成長させるべき成長媒体に施用することを特徴
とする請求の範囲14記載の方法。
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