(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スカベキノンを有効成分とする害虫摂食阻害剤。
【請求項２】
スカベキノンを有効成分とする殺虫剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカヤツリグサ科植物に含まれる成分を利用した摂食阻害剤および殺虫剤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
農業分野において植物に対する虫の害は避けて通れないものであり、殺虫剤としては古くは天然系の殺虫剤として除虫菊が利用され、現在ではその成分ピレトリンが合成され殺虫剤として利用されているが、それら以外に天然物から得られた殺虫剤として硫酸ニコチン、マシン油剤が知られてはいるが、除虫菊及びその成分であるピレトリンを除いて天然物より得られた有効な殺虫剤はない。
【０００３】
一方近年の強力な合成農薬（除草、殺虫、抗菌）の使用はより早い時期の抵抗性生物を出現させる傾向にある。パラコート耐性のヒメジオンなどは植物でありながら抵抗性を早い時期に獲得したものである。昆虫においても特に世代期間（ジェネレーションタイム）の短い昆虫ではこの現象は早く確認される。これらの抵抗性の出現により、開発者は新たな作用機構を有する薬剤の開発をする必要性に迫られる。作物生産者にとって薬剤をもって病害虫を制御する必要性は必須であり、その為の強力な合成農薬の使用はその処理区域の生態系を撹乱し、例えば殺虫剤の使用は一方では害虫の爆発的な発生を生じることにもなる。
【０００４】
同時に害虫から植物を守る為に摂食阻害物質の利用研究もなされており、特に天然の摂食疎外物質としてクルミに含まれるユグロンの研究がなされているが、ユグロンは強い植物生育阻害作用があり、実用化に至っていない。
本発明は薬剤耐性ができにくく、かつ生態系を乱すことなく収穫物を害虫から守ることを目的として、かつハロゲン等を含有しない安全な天然物の摂食阻害剤、殺虫剤、農薬の開発を鋭意研究した結果、完成されたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
まず、植物自体が害虫に摂食されないことにより害虫から植物を守る方法を検討し、カヤツリグサ科植物に含まれるスカベキノン、レミロールおよびシペラキノンおよびそれらの誘導体が摂食を阻害する物質であることを見い出した。本発明はこれらの知見に基づくものである。
【０００６】
本発明はスカベキノン、レミロール、シペラキノンおよびそれらの誘導体の少なくとも１種を有効成分とする害虫摂食阻害剤または殺虫剤を提供するものであり、これらの有効成分がカヤツリグサ科植物の抽出エキスに含まれる態様をも提供するものである。
【０００７】
本忌避剤は虫数の急激な変化などによる生態系のバランスを崩しにくく、保護したい区域から有害昆虫を移動させることができ、抵抗性種の発現が遅くなることが期待できる。
【０００８】
更に、これら物質は害虫を植物から忌避させるのみならず、食害により一般的な殺虫剤と同様に殺虫作用があり、植物に散布する際にこれら成分が害虫に接触した場合にも殺虫剤として有効であることが見い出された。接触殺虫効果により無差別な殺虫を避け、生態系を守りつつ、植物を害虫が摂食した場合には有効な殺虫剤となり得る。
【０００９】
すなわち、本発明は殺虫作用もあるが、あくまで植物を害虫が食しないという作用が優先し、もし、害虫が植物を食した場合には殺虫剤として有効であるという特長を有する。
【００１０】
【発明の実施の態様】
スカベキノン、レミロールおよびシペラキノンは下記のような化学式を有する化合物である。
【化１】
0003998298.tif 000002
【００１１】
スカベキノンの誘導体としてはジヒドロスカベキノン、２−イソペンチル−３−メトキシ−４,５−フラノベンゾキノン、２−イソペネチル−３−メトキシ−４,５−フラノベンゾキノンなどを挙げることができる。
【化２】
0003998298.tif 000003
【００１２】
レミロール誘導体には２−イソプロペニル−４，６−メトキシクマラン、メチルレミロールおよびそのラセミ体、エポキシレミロール、アセチルレミロール、Ｃ1-6アルキル置換レミロールなどがある。
【化３】
0003998298.tif 000004
【００１３】
代表的なカヤツリグサ科植物としては、Cyperus distans、C. nipponicus（アオガヤツリ）、C. stoloniferus、C. pulcherrimus、C. iria、C. javanicus、C. cyperinus、C. nutans、C. trialatus、C. diffusus、C. serotinus、C. pilosus、C. orthostachyus、C. monophyllus、C. haspan、C. brevifolius、C. odoratus、C. compressus、C. sanquiolentus、などを挙げることができる。
近畿圏で採取されるアオガヤツリにはレミロール、シペラキノンが多く含まれ、熱帯産のC. distansにはスカベキノンが多く含まれている。
【００１４】
カヤツリグサ科植物の抽出は、ヘキサン、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトンなどの溶媒を用いて行う。
【００１５】
スカベキノンはカヤツリグサ科のシペラス  ディスタンス（Cyperus distans）の根および球根部をヘキサン、アルコール等の有機溶媒にて抽出し、濃縮、または抽出液を濃縮後スカベキノンが不溶である有機溶媒に転溶することにより得られ、レミロールはシペラス  ニポニクス（Cyperus nipponicus）の根および球根部をヘキサン抽出した後、エタノール溶液とし、ワックス成分を除去し、減圧濃縮後ヘキサン溶液とし、析出するシペラキノンを濾過し、濾液部をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ワコーゲル  Ｃ−３００）にて展開溶媒ヘキサン、酢酸エチル＝１０：１にて分画して得られる。分離された各化合物に基づいて通常の合成法を用いて、それぞれの誘導体を得ることができる。
【００１６】
スカベキノンの分離
摂食阻害効果を確認する為にカヤツリグサ科シぺラス  ディスタンスの球根１００ｇを粉砕し、５倍量のヘキサンに３日間浸漬した後、濾過し、濾液部を減圧下に濃縮し、黄色の結晶４０mgを得た。融点は１０５〜１１０℃であった。結晶の分析値は次の通りである。
スカベキノン：黄色の針状結晶
m.p. １０５−１１０
ＵＶ(ＭeＯＨ)λmax(nm)４３０，３２２，２６８，２２０
ＩＲ(ＫＢr)νmax cm-1３１２８，２９６２，２８７５，１６８３，１６４７，１６１０，１５７７，１５２３，１４６７，１３５５，１２３２，１１２０，１０４３，１００１，９１６，７４４
ＬＲ−ＭＳ m/z(rel.int.％)２６０(Ｍ+)(９１.８)，２４５(３９.８)，２１７(１００)，２０４(１６.９)，１８９(３６.４)，１６３(２７.７)，１０９(１６.４)，８２(１８.３)，７０(３２.９)，５６(２２.１)
1Ｈ−ＮＭＲ ppm(Ｊ＝Ｈz)１.０７(６Ｈ  d，Ｊ＝６.５)，１.５５−１.７５(２Ｈ m.)，２.１１(１Ｈ  d.d. Ｊ＝１８.０，１０.０)，２.２８(３Ｈ  d．Ｊ＝１.０)，２.６８(１Ｈ  d.d.d．Ｊ＝１８.０，５.０，２.５)，３.７９(１Ｈ  t．Ｊ＝１０.０)，４.４８(１Ｈ  d.t．Ｊ＝１０.０，２.５)，７.４６(１Ｈ  d．Ｊ＝１.０)
13Ｃ−ＮＭＲ ppm：８.６，１９.６，２０.２，２２.０，２９.２，２９.７，３６.９，７０.８，１１８.４，１２１.４，１２７.５，１４５.９，１４９.７，１５３.８，１６９.７，１８３.２
【００１７】
シペラキノンおよびレミロールの分離およびメチルレミロールの調製
シペラス  ニポニクスの根、球根部をヘキサン抽出した後、エタノール溶液とし、ワックス成分を除去し、減圧濃縮後ヘキサン溶液とし、析出するシペラキノンを濾過し、濾液部をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ワコーゲル  Ｃ−３００）にて展開溶媒ヘキサン、酢酸エチル＝１０：１にて分画して、レミロールを得た。得られたレミロールをアルカリ溶液中ジメチル硫酸を用いてメチル化して得られたメチルレミロールを得た。
【００１８】
摂食阻害試験法
昆虫摂食阻害試験方法はリーフディスク法にて、サツマイモ（Ipomoea batatas）の葉の表面の付着物を除去する為アセトンで拭いた後に葉をコルクボーラーで葉脈を避けて直径２cmのディスクに打ち抜いた。試料はアセトン溶液としてリーフディスクに所定量を塗布して十分に風乾した。コントロールには同量のアセトン溶液を使用し、サンプルと同様にリーフディスクに塗布した。サンプル、コントロールをそれぞれ２枚づつシャーレの中に十字に配置し、供試昆虫であるハスモンヨトウの幼虫１５匹を放ち、蓋をした。供試したハスモンヨトウは３齢もしくは４齢の幼虫を使用した。これは若い幼虫ほどアレロケミカル（他感作用物質）の摂食阻害作用に対する感受性が高い為であり、１、２齢では固い葉脈、繊維を食べられないので、葉の柔らかい部分を選んで食べ、また５、６齢では体格が大きくリーフディスクを移動させてしまうことと、無作為に摂食するのでアレロケミカルの摂食阻害作用が鈍くなるため使用しない方がよい。
【００１９】
このシャーレを明条件下、２５〜２７℃の恒温室に放置した。２〜５時間後、４枚の葉片を取り出し、コピーにより白黒画像に変換し、スキャナーでディスク面積をデジタル化し、マッキントッシュコンピューター上、フリーソフトのＮＩＨimageを用いてディスク面積をピクセル単位で数値化し、コントロールとのピクセル量の比で摂食阻害指数を計算して試験結果を評価した。
【００２０】
摂食阻害指数（Antifeedant index：ＡＦＩ）の計算方法はまず、無傷のリーフディスクを測定してリーフディスクの標準面積を算出する。そして幼虫が食害したリーフディスクの面積パーセントとこの標準面積との比から、Ａlofahiによって提案された次式を用いて計算した。
摂食阻害指数＝１００×Ｔ／（Ｔ＋Ｃ）
式中、Ｔ：食害されたサンプル処理ディスク面積の総パーセント、
Ｃ：食害されたコントロール処理ディスク面積の総パーセントを表す。
この指数が３０以下は摂食阻害活性を有することを示し、それ以上の数値では摂食阻害作用は不活性であると考えられる。サンプルとコントロールの食害されたディスク面積が同じである時、摂食阻害指数は５０を示す。
【００２１】
摂食阻害効果
スカベキノン、レミロール、シペラキノンおよびメチルレミロールを上記の昆虫摂食阻害試験法に基づいて、摂食阻害指数（ＡＦＩ：Antifeedant index）および摂食率（ＦＲ：Feeding ratio）を算出した。結果を下記に示す。
【表２】
0003998298.tif 000005
比較例として市販のユグロン、ケルセチンを用いた。
【００２２】
評価
いずれの成分についても摂食阻害が確認された。スカベキノンは市販のユグロンと比較しても摂食阻害効果は劣らない。別の市販品であるケルセチンよりはるかに優れた効果が得られた。レミロールおよびシペラキノンのＡＦＩは０.１ｍｇ／葉であっても３０以下であり、有効であることが判明した。
【００２３】
カヤツリグサ科植物のヘキサン抽出エキスの摂食阻害効果
実施例３に記載の抽出操作により得られた種々のカヤツリグサ科植物(タイ国産)の抽出エキスについて、上記と同様にしてＡＦＩを測定した。
【表３】
0003998298.tif 000006
【００２４】
評価
シペラス  シペリヌス、シペラス  ヌータンスおよびシペラス  トリアラツスの３種以外には明らかな摂食阻害効果が見られ、抽出エキスとしても使用可能であることが判明した。
【００２５】
殺虫効果試験
レミロール、メチルレミロール、スカベキノンの殺虫効果を試験する為に、各試料を所定の濃度のアセトン溶液とした後にディスペンサーでコナガ３齢幼虫に塗布後、カイワレを飼料として飼育し、２４時間後の生存数を計測した。ＬＤ50（半数致死薬量）はプロビット法によって算出した。
0003998298.tif 000007
【００２６】
評価
レミロールおよびメチルレミロールのＬＤ50はスカベキノンよりも低く、殺虫効果はスカベキノンよりも優れていることが判明した。
【００２７】
これらの有効成分は通常用いられる製剤化方法により、害虫忌避剤または殺虫剤に製剤化することができる。すなわち、有効成分以外に必要な補助剤を含むことができる。
製剤の形態としては、乳剤、水和剤、粉剤、エアロゾルなどを挙げることができる。好ましくは、水和剤である。
本発明による害虫忌避剤および殺虫剤は、一般に散布による。
製剤に用いられる有効成分の濃度は、１％〜８０％であるが、剤形によっては濃度は変えることができる。
【００２８】
【実施例】
実施例１  レミロール乳剤
１）調製
レミロール                                        １重量部
ソルポール３００５Ｘ（東邦化学工業（株）社製）    １重量部
キシレン                                          ８重量部
を混和してレミロール乳剤を調製した。
【００２９】
２）試験
近畿大学農学部圃場にて栽培したサツマイモ（ナルトキントキ）を２株選抜し、その葉数をあらかじめ計測し均等化する、一方で薬剤処理区として上記レミロール乳剤を、１０％水溶液として２００ml（有効成分量：約２ｇ）を植物にスプレー散布し、処理後、処理区、無処理区を同一のケージで囲いハスモンヨトウ幼虫（雌雄１０匹）を放ち、３週間後、食害率と虫数を計測した。無処理区に対する処理区の虫数から昆虫忌避率を算出し、食害率は葉部の食害痕の有無で視覚的に判断した。また植物成長効率はコントロールに対する地上部の新鮮重量比で表した。
【００３０】
0003998298.tif 000008
【００３１】
４）評価
上記の結果より、昆虫に対して選択性を与えた場合、無処理区に昆虫が偏る傾向が観察された。本剤は昆虫に対して穏やかな移動効果をもたらし、その結果として作物を保護することが可能であることが示唆された。
【００３２】
実施例２  スカベキノン乳剤
１）調製
スカベキノン                           １重量部
ソルポール３００５Ｘ                   １重量部
キシレン                               ８重量部
を混和してスカベキノン乳剤を調製した。
【００３３】
２）試験
圃場にて栽培したサツマイモ（ナルトキントキ）を２株選抜し、その葉数をあらかじめ計測し均等化する、一方で薬剤処理区として上記スカベキノン乳剤を、１０％水溶液として２００ml（有効成分量：約２ｇ）を植物にスプレー散布し、処理後、処理区、無処理区を同一のケージで囲いハスモンヨトウ幼虫１０匹を放ち、３週間後、食害率と虫数を計測した。無処理区に対する処理区の虫数から昆虫忌避率を算出し、食害率は葉部の食害痕の有無で視覚的に判断した。また植物成長効率はコントロールに対する地上部の新鮮重量比で表した。
【００３４】
0003998298.tif 000009
【００３５】
４）評価
上記の結果より、昆虫に対して選択性を与えた場合、無処理区に昆虫が偏る傾向が観察された。本剤は昆虫に対して明らかな忌避効果をもたらし、その結果として作物を保護することが可能であることが示唆された。
【００３６】
実施例３  カヤツリグサ科植物ヘキサン抽出エキス製剤
１）調製
タイ国で採取した乾燥シペラス  ディスタンス（Cyperus distans）１００ｇをヘキサン２００ｍｌを用い、温度約４℃にて、約７２時間（３日間）浸漬した後、濾過し、濾液を減圧濃縮し、粗抽出エキス約１ｇを得た。この抽出エキスを最終的に１０％濃度になる様に、界面活性剤（ＴＷＥＥＮ２０）を１０％含む水溶液に懸濁し、展着剤（ダイン）２０ｍｇを添加してヘキサン抽出エキス製剤を調製した。
【００３７】
２）試験
圃場にて栽培したサツマイモ（ナルトキントキ）に対するカヤツリグサ科植物抽出物の昆虫忌避効果を検定した。圃場にて栽培したサツマイモ（ナルトキントキ）を２株選抜し、その葉数をあらかじめ計測し均等化する、処理区のサツマイモには十分噴霧が行き渡る様にし、無処理区には薬剤をまったく使用しない。処理後、処理区、無処理区を同一のケージで囲いハスモンヨトウ幼虫１０匹を放ち、３週間後、食害率と虫数を計測した。無処理区に対する処理区の虫数から昆虫忌避率を算出し、食害率は葉部の食害痕の有無で視覚的に判断した。また植物成長効率はコントロールに対する地上部の新鮮重量比で表した。
【００３８】
0003998298.tif 000010
【００３９】
４）評価
上記の結果より、昆虫に対して選択性を与えた場合、無処理区に昆虫が偏る傾向が観察された。本剤は昆虫に対して明らかな忌避効果をもたらし、その結果として作物を保護することが可能であることが示唆された。
【００４０】
実施例４  カヤツリグサ科植物ヘキサン抽出エキス製剤
１）調製
実施例３と同様に抽出エキス製剤を調製した。
２）試験
サツマイモ（ナルトキントキ）の代わりにキャベツ苗を用いる以外は実施例３と同様に行った。
【００４１】
0003998298.tif 000011
【００４２】
４）評価
上記の結果より、昆虫に対して選択性を与えた場合、無処理区に昆虫が偏る傾向が観察された。本剤は昆虫に対して明らかな忌避効果をもたらし、その結果として作物を保護することが可能であることを示唆している。