(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物中に脱水を誘発する方法であり、該方法が、有効量のクロロフィル生合成モジュレーターまたはδ−アミノレブリン酸を１種またはそれ以上のクロロフィル生合成モジュレーターおよび適当なキャリヤーと組み合わせて含む組成物に該植物を接触させる段階を含み、該クロロフィル生合成モジュレーターが：
６，６−ジチオジニコチン酸、５−アミノ−２−メトキシピリジン、２，３−ジヒドロキシピリジン、２−ヒドロキシ−４−メチルピリジン、イソカルボスチリル、３−アミノ−２，６−ジメトキシピリジン  ＨＣｌ、２−クロロ−６−メトキシピリジン、３−シアノ−４，６−ジメチル−２−ヒドロキシピリジン、ジブカイン塩酸塩、２−ヒドロキシ−３−ニトロピリジン、２，６−ジメトキシピリジン、シトラジン酸、ジ−２−ピリジルケトンオキシム、８−ヒドロキシ−５−ニトロキノリン、５−クロロ−８−ヒドロキシ−７−ヨードキノリン、５，７−ジクロロ−８−ヒドロキノリン、５，７，ジブロモ−８−ヒドロキノリン、エチル２−メチルニコチネート、プロピジウムヨージド水和物、サンギナリンクロリド、２−〔４−（ジメチルアミノ）スチリル〕−１−エチルピリジニウム、２−［４−（ジメチルアミノ）スチリル］−１−メチルピリジニウム、ベルベリン塩酸塩水和物、ビス−Ｎ−メチルアクリジニウムニトレート、１−（カルボキシメチル）ピリジニウムクロリド、５−フェニル−２−（４−ピリジル）オキサゾール、１，１−ジエチル−２，２−シアニンヨージド、１，１−ジエチル−２，４−シアニンヨージド、１，１−ジエチル−４，４−シアニンヨージド、１−ドデシルピリジニウムクロリド一水和物、２，４，６−コリジンｐ−トルエンスルホネート、１−エチル−３−ＯＨ−ピリジニウムブロミド、４−（ジメチルアミノ）ブロミドパーブロミド、６−ニトロキノリン、８−ニトロキノリン、５−ニトロキノリン、メチル３−クロロカルボニル−Ｌ−チアゾリジン−４−カルボキシレート、（−）−２−オキソ−４−チアゾリジンカルボン酸、５−（４−ジエチルアミノベンジリデン）ローダミン、５−クロロ−２−メルカプトベンゾチアゾール、５−（４−ジメチルアミノベンジリジン）ローディニン、４−（４−ビフェニルリイ）２−メチルチアゾール、３−（４−クロロフェニル）−２−エチル−２，３，５，６−テトラヒドロイミダゾ［２，１−ｂ］チアゾール−３−オラ、３，３−ジエチルチオカルボシアニンヨージド、２−アミノ−６−フルオロベンゾチアゾール、２−アミノ−５，６−ジメチルベンゾチアゾール、２−（４−アミノフェニル）−６−メチルベンゾチアゾール、２−ブロモチアゾール、（＋）６−アミノペニシラン酸、２−アミノ−６−ニトロベンゾチアゾール、２−アセチルチアゾール、ベーシックブルー６６、３，６−ジメチルベンゾチアゾール、４，５−ジメチルチアゾール、２−［４−（ジメチルアミノ）スチリル］−３−エチルベンゾチアゾリウムヨージド、２−ブロモ−５−ニトロチアゾール、２−シアノ−６−メトキシベンゾチアゾール、エチル２−アミノ−４−チアゾールアセテート、３−メチルベンゾチアゾール−２−チオン、２−４−チアゾリジンジオン、２−（４−アミノフェニル）−６−メチルベンゾチアゾール、２−アミノ−アルファ−（メトキシイミノ）−４−チアゾール酢酸塩酸塩、２−アミノベンゾチアゾール、２−アミノ−２−チアゾリン、２−（４−チアゾリル）ベンゾイミダゾール、エチル２−（ホルミルアミノ）−４−チアゾールグリオキシレート、エチル２−アミノ−アルファ−（メトキシイミノ）−４−チアゾール���セテート、２−（トリチルアミノ）−アルファ−（メトキシイミノ）−４−チアゾール酢酸塩酸塩、１−フェニル−３−（２−トリアゾリイル−２−チオ尿素）、プソイドチオヒダントイン、３，３’−（４，４’−ビフェニレン）ビス（２，５−ジフェニル−２Ｈ−テトラゾリウムクロリド）、ブルーテトラゾリウム、２，３，５−トリフェニル−２Ｈ−テトラゾリウムクロリド、Ｎ−（４−ジメチルアミノ−３，５−ジニトロフェニル）−マレイミド、ビリルビン、トランス−４−ヒドロキシ−Ｌ−プロリン、アルファ−メチル−アルファ−プロピル−スクシンイミド、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミジルアセトアセテート、Ｎ−（９−フルオレニルメトキシカルボニルオキシ）スクシンイミド、４−ピロリジノピリジン、１−［２−（４−ブロモフェノキシ）エチル］ピロリジン、（Ｓ）−（＋）−エチル−２−ピロリジン−５−カルボキシレート、（−）−コチニン、ｔｅｒｔ−ブチル４−アセチル−３，５−ジメチル−２−ピロールカルボキシレート、ピロロ（１，２−ａ）キノキサリン、ピロール−２−カルボキシアルデヒド、エチル３，５−ジメチル−２−ピロールカルボキシレート、３−エチル−２−メチル−４，５，６，７−テトラヒドロインドール、１−メチル−２−ピロールカルボン酸、１−メチル−２−ピロールカロボキシアルデヒド、１−フルフリルピロール、１−（ジメチルアミノ）ピロール、１−（２−シアノメチル）ピロール、ジエチル２，４−ジメチルピロール−３，５−ジカルボキシレート、メチル５−（ベンゾカルボニル）−２，４−ジメチル−３−ピロール、４−メチル−２−ピラゾリン−５−オン、３，４−ジメチル−１−フェニル−３−ピラゾリン−５−オン、プソイドチオヒドラントイン、３，３’−ジプロピルオキサカルボシアニンヨージド、３，３’−ジメチルオキサカルボシアニンヨージド、２，５−ジフェニルオキサゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール、３−メチル−２−オキサゾリジノン、２−クロロベンゾオキサゾール、２−（４−ビフェニルイル）−５−フェニル−オキサゾール、２−ベンゾオキサゾリノン、２，５−ビス（４−ビフェニルイル）オキサゾール、３，３’−ジヘキシルオキサカルボシアニンヨージド、３，３’−ジエチルオキサカルボシアニンヨージド、２，５−ジメチル−ベンゾオキサゾール、２−メルカプトイミダゾール、２−メルカプト−１−メチルイミダゾール、６−チオキサンチン、２，４，５−トリフェニルイミダゾール、４，５−ジフェニルイミダゾール、グアノシン水和物、２−エチル−４−メチル−イミダゾール、１−（メシチレンスルホニル）−イミダゾール、２，２’−ジチオビス（４−ｔｅｒｔ−ブチル−１−イソプロピルイミダゾール）、イノシン−５’−トリホスフェート二ナトリウム塩二水和物、１−（２，４，６−トリイソプロピルベンゼンスルホニル）イミダゾールおよびニトロフラントインからなる群から選択されることを特徴とする方法。
【請求項２】
生きている虫の中に脱水を誘発させる方法であり、該方法は、有効量のポルフィリン−ヘム生合成モジュレーターまたはδ−アミノレブリン酸を１種またはそれ以上のポルフィリン−ヘム生合成モジュレーターおよび適当なキャリヤーと組み合わせたものに該虫を接触させる段階を含み、該ポルフィリン−ヘム生合成モジュレーターが：バソフェナントロリンジスルホン酸、１，１−ジエチル−４，４−カルボシアニンヨージド、１，１−ジエチル−２，４−シアニンヨージド、３−エチル−２−メチル−４，５，６，７−テトラヒドロインドロ−４−オン、１，１’−ジフェニル−４，４’−ビピリジニウムジブロミド、２−（４−（ジメチルアミノ）スチリル）−１−エチルピリジニウム、２−メトキシ−５−ニトロピリジン、メチルビオロゲンジクロリド水和物、ポリ（４−ビニルピリジニウム）ジクロメート、４−ピロリジノピリジンおよびチオフラビンＴからなる群から選択されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本出願は、放棄されている１９８４年７月２７日付出願番号第６３４，９３２号の一部継続出願である放棄されている１９８５年７月１５日付の出願番号第７５４，０９２号の継続出願ある１９８６年８月１１日付の出願番号第８９５，５２９号の一部継続出願である１９９０年３月３日付の同時係属出願番号第５２１，１１９号の一部継続出願であり、かつ本出願は、放棄されている１９８４年７月２７日付の出願番号第６３４，９３２号の一部継続出願である放棄されている１９８５年７月１５日付の出願番号第７５４，０９２号の継続出願である１９８６年８月１１日付の同時係属出願番号第８９５，５２９号の一部継続出願である。ここに記載の発明は、米国農務省（ｔｈｅ  Ｕ．Ｓ．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ  ｏｆ  Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ）、国家科学財団（ｔｈｅ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ）、イリノイ大学（ｔｈｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｉｌｌｉｎｏｉｓ）、イリノイ農業実験ステーション大学（ｔｈｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｉｌｌｉｎｏｉｓ  Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ  Ｓｔａｔｉｏｉｎ）およびジョンＰ．トレベラス光生物工学リサーチ基金（ｔｈｅ  Ｐ．  Ｔｒｅｂｅｌｌａｓ  Ｐｈｏｔｏｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｅｎｄｏｗｍｅｎｔ）からの認可により支持された研究の過程でなされた。
【０００２】
【発明の分野】
本発明は、除草および殺虫組成物および方法、より詳細には、除草および殺虫組成物および植物の中の光力学的なテトラピロールの蓄積の誘発のためと虫の中の内因生のテトラピロールのレベルを上げる方法に関する。
【０００３】
【発明の背景】
除草剤による望ましくない植物の除去は、現代農業の実践にとって重要であり、そのため有効であり環境上安全な除草剤の発見に現在多くの時間とお金がかけられている。通常この発見は、除草活性に対するバイオケイミカルズのスペクトルのスクリーニングから始める。有望な除草活性を示すこれらのケミカルズは、その効果、選択性、環境への影響、魚、虫および動物への毒性の影響を明らかにすることを目的としてさらに試験をする。このスキームでは、作用の態様の理解は、不適切であり、低い優先順位にある。結果として、広く用いられている除草剤の幾つかについての作用の詳細な態様は、まだ完全には理解されていない。たとえば、除草剤ハンドブック（Ｈｅｒｂｉｃｉｄｅ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ）、Ｂｅｓｔｅ，  Ｃ．Ｅ．，  ｅｄ．（Ｗｅｅｄ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｓｏｃ．  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ，  Ｃｈａｍｐａｉｇｎ，  ＩＬ  １９８３）、第１−４６９頁を参照。安全で効果的な除草剤の選択および／または設計についての一貫した科学的な基本はなく、また、環境への有害な影響あるいは非標的植物および動物への有害な影響を有するであろう化合物の系統的な除去に対する科学的な理論的根拠も存在しない。
【０００４】
クロロフィル生合成は、生物圏の主要な生物学上の現象であり、緑化の間の光合成膜の生合成および成熟した緑の植物のＣｈｌの維持にとって必須である。クロロフィルは、緑の植物の中で光合成の過程を経て太陽エネルギーを化学エネルギーに変換するのを触媒する一群のＭｇ−テトラピロールである。２つの基本的な種類のクロロフィルがあり、クロロフィルａ（Ｃｈｌ  ａ）とクロロフィルｂ（Ｃｈｌ  ｂ）と呼ばれている；Ｃｈｌ  ａは、太陽エネルギーの収集と化学エネルギーへのその変換に関与し、Ｃｈｌ  ｂは、太陽エネルギーの収集だけに関与していると信じられている。
【０００５】
図１に示されるように、１０種のＣｈｌ  ａは、一連のポルフィリン、Ｍｇ−ポルフィリンおよびプロトクロロフィル中間体（テトラピロールまたはテトラピロール中間体とまとめて呼ばれる）を経て、１つの共通な先駆体であるδ−アミノレブリン酸（ＡＬＡ）から多分岐経路を経て全て合成される（図２参照）。
【０００６】
図１に見ることができるように合成経路の枝の３つは、ジビニル（ＤＶ）経路と名付けられ；２つのモノカルボン酸経路が光の存在下で双子葉植物と単子葉植物で支配的である。残りの３つの枝は、モノビニル（ＭＶ）経路と呼ばれ；２つのモノカルボン酸経路が暗所での単子葉植物で支配的ある。どの経路が支配的であるかに依存して植物は、「モノビニル」または「ジビニル」植物と分類され得る。モノビニル植物は、ＭＶモノカルボン酸生合成ルートによりＭＶ  Ｐｃｈｌｉｄｅを暗所で蓄積し、光に当たると主にＭＶモノカルボン酸ルートを経てＣｈｌをまず形成する植物種である。ジビニル植物は、暗所で主にＤＶ  Ｐｃｈｌｉｄｅを蓄積し、光に当たると優先的にＤＶモノカルボキシル生合成ルートを経てＣｈｌを先ず形成する植物種である。日光中で数時間後に、ＭＶおよびＤＶ植物の両者は、ＤＶモノカルボキシルルートを経てＣｈｌを形成すると思われる。このことは、４つの異なる緑化群に植物を分類することにつながる（Ｒｅｂｅｉｚ，  Ｃ．Ａ．，  Ｍｏｎｔａｚｅｒ−Ｚｏｕｈｏｒ，  Ａ．，  Ｍａｙａｓｉｃｈ，  Ｊ．Ｍ．，  Ｔｒｉｐａｔｈｙ，  Ｂ．Ｃ．，  Ｗｕ，  Ｓ．，  ａｎｄＲｅｂｅｉｚ，  Ｃ．Ｃ．  ＣＲＣ  Ｃｒｉｔ．  Ｒｅｖ．  ｉｎ  Ｐｌａｎｔ  Ｓｃｉ．，  ６：３８５−４３５  （１９８８））：
（ａ）暗ジビニル／光ジビニル（ＤＤＶ／ＬＤＶ）
この緑化群では、クロロフィル形成は、夜明けおよび日中にＤＶ−富化プロトクロロフィリドプールを経て進む。
（ｂ）暗モノビニル／光ジビニル（ＤＭＶ／ＬＤＶ）
この緑化群では、クロロフィル形成は、夜明けにＭＶ−富化プロトクロロフィリドプールを経てさらに日中にＤＶ−富化プロトクロロフィリドプールを経て進む。
（ｃ）暗モノビニル／光モノビニル（ＤＭＶ／ＬＭＶ）
この緑化群では、クロロフィル形成は、暗所でＭＶ−富化プロトクロロフィリドプールを経てさらに日中と夜明けにＭＶ−富化プロトクロロフィリドプールを経て進む。
（ｄ）暗ジビニル／光モノビニル（ＤＤＶ／ＬＭＶ）
この病理学的（ｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌ）緑化群では、クロロフィル形成は、夜明けにＤＶ−富化プロトクロロフィリドプールを経てさらに日中ＭＶ−富化プロトクロロフィリドプールを経て進行する。
【０００７】
図２から分かるように、δ−アミノレブリン酸（ＡＬＡ）は、５−炭素アミノ酸である。ＡＬＶは、ほとんどの生きている動物と植物の細胞に見られ、主要なテトラピロール先駆体である。これは様々な化学薬品専門筋、たとえば、Ｓｉｇｍａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．（ミズリー州、セントルイス）およびＢｉｏｓｙｎｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（イリノイ州、スコキエ（Ｓｋｏｋｉｅ））より入手できる。少量のＡＬＡにより実験室で処理された切除した植物組織がＰｃｈｌｉｄｅを合成し蓄積し得ることが公知であり、ＰｃｈｌｉｄｅはＣｈｌｉｄｅ  ａおよびＣｈｌ  ａの直接の先駆体であり、また、ＡＬＡが、コプロポルフィリン、ＰｒｏｔｏおよびＭＰ（Ｅ）などのＣｈｌ生合成経路の初期テトラピロール中間体の蓄積を誘発し得ることが公知である。ＡＬＡが、テトラピロール中間体の合成を刺激すると、図１に示すように、テトラピロール中間体は、太陽光の存在下で各種の形式のＣｈｌ  ａに通常は変換される。しかしながら、この速度制限変換は、暗所で大きな割合で起こらず；太陽光なしでは、テトラピロール中間体は、その代謝プール中で少量蓄積する。光に当たるとＣｈｌ  ａへの変換が再開され、プールは、からとされる。１９７４年、Ｃａｓｔｅｌｆｒａｎｃｏ，Ｐ．Ａ．，  Ｒｉｃｈ，  Ｐ．Ｍ．およびＢｅａｌ，  Ｓ．Ｉ．，  Ｐｌａｎｔ  Ｐｈｙｓｉｏｌ．５３：６１５−６１８は、軟白した（暗所成長した（ｄａｒｋ  ｇｒｏｗｎ））組織の緑化の間の分裂準備期を調べているとき、暗所で６時間ＡＬＡに浸した切除胡瓜子葉が、光に当たって目に見える組織損傷を受け、これが外因性のＡＬＡから形成されたテトラピロールに帰せられることに気付いた。この現象は、非常に低い強度の赤色光による照射によりあるいは断続的な光の照射により避けられるべき有害なものとして見なされた。外因性のＡＬＡによるテトラピロールの蓄積は、軟白の特別な環境に帰せられる現象であると信じられた。当然、軟白化した組織の緑化が一度起こると、クロロフィルの生合成は、通常の緑の組織では見られない異常に早い速度で進行する。
【０００８】
参考として挙げる同時係属出願番号第０７／２９４，１３２号は、δ−アミノレブリン酸、虫の中のδ−アミノレブリン酸合成の誘発物質および虫の中のテトラピロールへのδ−アミノレブリン酸変換のエンハンサーからなる群から選択された１種またはそれ以上の化合物を含む殺虫剤組成物を記載している。
【０００９】
参考として挙げる同時係属出願番号第０６／８９５，５２９号は、δ−アミノレブリン酸、植物の中のδ−アミノレブリン酸合成の誘発物質、植物の中の光力学的テトラピロールへのδ−アミノレブリン酸変換のエハンサーおよび植物の中のモノビニルテトラピロールへのジビニルテトラピロールの変換の抑制剤からなる群から選択された１種またはそれ以上の化合物を含む除草剤組成物；該組成物を用いた生きている植物の光力学的テトラピロールの蓄積を誘発する方法；および該組成物を用いた植物の制御方法を記載している。これらの組成物は、植物に通常見られるよりも多い量のテトラピロールの蓄積の結果として植物に除草効果を有することが発見された。このことは、おどろくべきことであり、その理由は、成熟した緑の植物は、葉の拡張と修理に追いつくのに十分な速度でのみクロロフィルを合成するからであり、この速度は、光力学的傷害をもたらすに十分な量のテトラピロールの蓄積を可能とするに十分であるとこれまで信じられていなかった。
【００１０】
蓄積されたテトラピロールは、一重項酸素（これは、非常に強いオキシダントである）の形成を光増感する。一重項酸素は、植物細胞膜のリポ蛋白質成分を急速に酸化し、かなり破壊的なフリーラジカル連鎖反応を始動させる：これは以下のようにまとめることができる（ｈν＝光のフォトン；  １Ｔｅｔ＝一重項基底状態にあるテトラピロール；  ３Ｔｅｔ＊＝三重項励起状態にあるテトラピロール；３Ｏ２＝三重項基底状態にある酸素；  １Ｏ２＊＝一重項励起状態にある酸素；ＵＭＬＰ＝不飽和膜リポ蛋白質）：
（１）  １Ｔｅｔ  ＋  ｈν  →  ３Ｔｅｔ＊
（２）  ３Ｔｅｔ＊  ＋  ３Ｏ２  →  １Ｔｅｔ  ＋  １Ｏ２＊
（３）  １Ｏ２＊  ＋  （ＵＭＬＰ）  →  ヒドロペルオキシド
（４）ヒドロペルオキシド  →  遊離ラジカル
（５）遊離ラジカル  ＋  ＵＭＬＰ  →  追加のヒドロペルオキシド
（６）ほとんどのＵＭＬＰが酸化されるまで段階（４）および（５）を繰り返す。
【００１１】
注入されたテトラピロールによる光増感は、動物および人間の組織中について説明されている（たとえば、Ｅｌｌｅｆｓｏｎ，  Ｒ．Ｄ．，  Ｍａｙｏ  Ｃｌｉｎｉｃ  Ｐｒｏｃ．  ５７：４５４−４５８（１９８２）；  Ｃｈｒｉｓｔｅｎｓｅｎ，  Ｔ．，Ｓａｎｄｑｕｉｓｔ．，  Ｆｅｒｅｎ，  Ｋ．，  Ｗａｋｓｖｉｋ，  Ｈ．，およびＭｏａｎ，  Ｊ．，  Ｂｒ．  Ｊ．  Ｃａｎｃｅｒ  ４８：３５−４３（１９８３）；Ｈｏｐｆ，  Ｆ．Ｒ．およびＷｈｉｔｔｅｎ，  Ｄ．Ｇ．，Ｔｈｅ  Ｐｏｒｐｈｙｒｉｎｅｓ、  第２巻、Ｄｏｌｐｈｉｎ，  Ｄ．編（Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，  １９７８）第１６１−１９５頁；  Ｓａｎｄｂｅｒｇ，  Ｓ．，  Ｒｏｍｓｌｏ，  Ｉ．，  Ｈｏｖｄｉｎｇ，  Ｇ．，およびＢｊｏｒｎｄａｌ，  Ｔ．，  Ａｃｔａ  Ｄｅｒｍａｔｏｖｅｎｅｒ  （Ｓｔｏｃｋｈｏｌｍ）  Ｓｕｐｐｌ．１００：７５−８０（１９８２）；  Ｌａｔｈａｍ，  Ｐ．Ｓ．およびＢｌｏｏｍｅｒ，  Ｊ．Ｒ．，  Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍ．  Ｐｈｏｔｏｂｉｏｌ．  ３７：５５３−５５７（１９８３）；  Ｂｉｃｋｅｒｓ，  Ｄ．Ｒ．，  Ｄｉｘｉｔ，  Ｒ．，およびＭｕｋｈｔａｒ，  Ｈ．，  Ｂｉｏｃｈｅｍ．  Ｂｉｏｐｈｙｓ．  Ｒｅｓ．  Ｃｏｍｍ．  １０８：１０３２−１０３９（１９８２）参照）が、この現象は、全体的な緑の木では証明されていなく、出願番号第８５９，５２９号の発明に先立って望ましくない影響され易い木の種を制御するようには適合されていない。
【００１２】
【本発明の目的】
したがって、本発明の目的は、除草剤および殺虫剤の系統的な設計と配合についてのモデルを提供することである。
【００１３】
本発明の第２の目的は、しっかりした生化学的な原理に基づく、作用のあらかじめ定めた新しい態様により望ましくない植物および虫を殺すことのできる除草剤および殺虫剤の類を提供することである。
【００１４】
本発明のもう一つの目的は、環境上安全で、選択性があり、低濃度で効率的な除草剤および殺虫剤を提供することである。
【００１５】
【発明の概要】
δ−アミノレブリン酸および／またはδ−アミノレブリン酸の誘発物質および／または光力学的テトラピロールへδ−アミノレブリン酸を変換するエンハンサーおよび／またはモノビニルテトラピロールへのジビニルテトラピロールの変換の抑制剤を含んでいる組成物が、光に当てられることになる植物に適用されると、安全で、効率的で、選択的な除草剤となり得ることが発見された。本発明の除草組成物は、光力学的テトラピロールの誘導された蓄積を含むと考えられるプロセスにより植物の組織の死と破壊をもたらす。
【００１６】
虫は、ＡＬＡ、虫の中のＡＬＡの誘発物質および虫の中でのテトラピロールへのＡＬＡ変換のエンハンサーからなる群から選択された１種またはそれ以上の化合物を含む組成物の投与により殺され得ることも発見された。
【００１７】
本発明は、以下の詳細な説明からより明瞭に十分理解されよう。本明細書で用いる用語『植物』は、木、かん木、苗または草木を指し、生きている有機体であり、自発的な動きを典型的に示さずあるいは感覚器官または神経器官を有さないものである。
ここで用いられている用語『木質の』は、テトラピロールを活発に合成しなく、木質組織たとえば木を含む組織、木繊維を含む組織または木様の繊維を含む組織を包含する植物組織を指す。
用語『草木植物』は、ほとんどまたは全く木質組織を有さない植物を指す。
用語『落葉木』は、常緑木に合い対するものを広く指し、季節毎に葉を落とす木または生活環（ｌｉｆｅ  ｃｙｃｌｅ）の発育のある段階で葉を落とす木を指す。
ここで用いる用語『若い葉』は、大きさがまだ増している葉を指す。
ここで用いる用語『成熟した葉』は、大きさが大きくなることを停止した葉を指す。
ここで用いる用語『老いた葉』は、老境に近付いている成熟した葉を指す。
ここで用いる用語『脱水』は、乾燥することを広く指し、細胞流体の喪失とこれに続くクロロフィル（Ｃｈｌ）および他の生体分子たとえば蛋白質、リポ蛋白質および核酸の分解および細胞下のオルガネル（ｓｕｂｃｅｌｌｕｌａｒ  ｏｒｇａｎｅｌｌｅｓ）たとえば液胞、核細胞、ミトコンドリア、色素体、ミクロソームおよびミクロボディーの崩壊を含む。
【００１８】
ここで用いられる用語『クロロフィル生合成モジュレーター』は、植物の緑の木の組織（たとえば葉）が、未処理の緑の組織に通常見られるテトラピロールのレベルよりも高いテトラピロールのレベルを蓄積する外因性のＡＬＡ（植物の外部の給源からのＡＬＡ）以外の化合物を指す。そのようなモジュレーターは、ＡＬＡ合成の誘発物質、テトラピロールへのＡＬＡ変換のエンハンサーおよびモノビニルテトラピロールへのジビニルテトラピロールの変換の抑制剤からなる群から選択される。本発明に従えば、１種またはそれ以上のモジュレーターまたはＡＬＡと組み合わせた１種またはそれ以上のモジュレーターが、植物の落葉または落葉と果実の落下を行うために使用され得る。
【００１９】
本発明のモジュレーターは、たとえば、次のものがある：ｏ−フェナントロリン、１，７−フェナントロリン、４，７−フェナントロリンおよびフェナントリジン（これらはたとえばマサセッチュ州ダンバースのアルファプロダクツ（Ａｌｐｈａ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，  Ｄａｎｖｅｒｓ，  ＭＡ）から得られる）；２，２’−ジピリジル（２，２’−ＤＰ）、２，３’−ジピリジル（２，３’−ＤＰ）、２，４’−ジピリジル（２，４’−ＤＰ）、１，７’−ジピリジル（１，７’−ＤＰ）、４，４’−ジピリジル（４，４’−ＤＰ）、ピリジン２−アルデヒド、ピリジン２−アルドキシム、２，２’−ジピリジルアミン、２，２’−ジピリジルジスルフィド、８−ヒドロキシキノリン、ピコリン酸、ニコチン酸、６−アミノニコチンアミド、エチルニコチネート、２−ヒドロキシニコチン酸、エチル２−メチルニコチネート、Ｎ−メチルニコチンアミド、Ｎ−ベンジル−Ｎ−ニコチノイルニコチンアミド、２−ヒドロキシ−６−メチルピリジン−３−カルボン酸、４−ヒドロキシ−７−トリフルオメチル−３−キノリンカルボン酸、４−ヒドロキシ−７−メチル−１，８−ナフチリジン−３−カルボン酸、ジエチル３，４−ピリジンジカルボキシレートおよびニフルミン酸（ｎｉｆｌｕｍｉｃ  ａｃｉｄ）（これらはたとえば、ウィスコンシン州ミルウォーキーのアルドリッヒケミカル社（Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．，  Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，  ＷＩ）からえられる）；およびこれらの類似体。他のモジュレーターは、下記の表ＸＶＩに挙げてある。酵素補助因子（ｅｎｚｙｍｅ  ｃｏｆａｃｔｏｒ）であるニコチン酸が、すべての生きている細胞に存在し、かなりの量が、肝臓、イースト、ミルク、副腎、白肉、アルファルファ、まめ科植物、全穀物（ｗｈｏｌｅ  ｃｅｒｅａｌｓ）およびコーンに見付けられることが注目されるべきである。加えて、エチルニコチネートは、ビタミン誘導体である。
【００２０】
『ＡＬＡ合成の誘発物質』とは、植物に適用したとき、通常の量よりも多い内因性のＡＬＡ（『在来のＡＬＡ』、すなわち植物に通常見られるＡＬＡ）を生じさせるように植物の緑の組織を刺激する化合物を意味し、このＡＬＡは、十分に光力学的なレベルのテトラピロールの蓄積を起こさせるので、後の組織の光への照射で、組織が脱水する。誘発物質は、外因性のＡＬＡの不在下で植物に適用したとき特定のＭＶまたはＤＶテトラピロールの有意的な蓄積をもたらす。特定のテトラピロールの有意的な蓄積は、５ｍＭの外因性のＡＬＡ処理によりもたらされるテトラピロールへの正味の暗変換率（ｎｅｔ  ｄａｒｋ−ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｒａｔｅ）に近付くかそれを越える蓄積したテトラピロールの量として定義される。さらに、ＡＬＡと組み合わされた誘発物質は、ＡＬＡまたは誘発物質を植物に個々に適用したときよりも特定のＭＶまたはＤＶテトラピロールの高いレベルの蓄積をもたらす。したがって、本発明の組成物は、ＡＬＡの１種またはそれ以上の誘発物質を含んでなるかまたはＡＬＡの１種またはそれ以上の誘発物質をＡＬＡと組み合わせて含んでなる。
【００２１】
『テトラピロールへのＡＬＡ変換のエンハンサー』または『エンハンサー』とは、植物に適用されたとき、外因性のまたは内因性のＡＬＡを光力学的テトラピロールに変換する処理ずみ植物の緑の組織の能力を増す化合物を意味する。エンハンサーは、外因性のＡＬＡの不在下で植物に適用したとき特定のＭＶまたはＤＶテトラピロールの有意的な蓄積をもたらさないが、外因性のＡＬＡと共に用いたときは、外因性のＡＬＡ単独で起こされる暗変換（ｄａｒｋ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）よりも、すなわちＡＬＡを対照として用いて起こされる暗変換よりも、多く越える特定のＭＶまたはＤＶへの外因性のＡＬＡの暗変換を有意的に増す。この意味での特定のテトラピロールの有意的な蓄積は、５ｍＭの外因性ＡＬＡ処理によりもたらされるテトラピロールへの正味の暗変換率に近付くかそれを越える蓄積されたテトラピロールの量として定義される。テトラピロールへのＡＬＡのエンハンサーは、２つの群に別れる：（１）ＭＶ  ＰｃｈｌｉｄｅへのＡＬＡ変換のエンハンサーおよび（２）ＤＶ  ＰｃｈｌｉｄｅへのＡＬＡ変換のエンハンサーおよびｐｒｏｔｏおよびＭＶ−ＭＰＥおよびＤＶ−ＭＰＥへのＡＬＡ変換のエンハンサー。このように、本発明の組成物は、ＡＬＡの１種またはそれ以上のエンハンサーを含んでなるかまたはＡＬＡの１種またはそれ以上のエンハンサーをＡＬＡと組み合わせてまたはＡＬＡの誘発物質と組み合わせて含んでなり得る。
【００２２】
『モノビニルテトラピロールへのジビニルテトラピロールの変換の抑制剤』とは、植物に単独で適用したとき、未処理対照に比較して特定のＭＶテトラピロールの抑制をもたらしかつ／またはＡＬＡと組み合わせて植物に適用したとき、ＡＬＡ処理対照に比較して特定のＭＶテトラピロールの抑制をもたらす化合物を意味する。
特定の植物でまたは与えられた濃度でモジュレーター（すなわち、誘発物質、エンハンサーまたは抑制剤）の１種として働くモジュレーターは、異なる濃度でまたはもう１つの植物で異なる種類のモジュレーターとして機能し得るが、１種の植物でモジュレーターである化合物はほとんどの他の種類の植物でモジュレーターとして機能し得る。
【００２３】
たとえば、２，２’−ジピリジルは、２０ｍＭよりも低い濃度で胡瓜のエンハンサーであり得、また、２０ｍＭまたはさらに高い濃度で胡瓜の誘発物質でも有り得る。さらに胡瓜（ＤＤＶ／ＬＤＶ植物種）では、２，２’−ジピリジルおよびｏ−フェナントロリンは、誘発物質であり；ピリジン２−アルドキシム、ピリジン２−アルデヒド、ピコリン酸、２，２’−ジピリジルジスルフィド、２，２’−ジピリジルアミン、４，４’−ジピリジル、フェナントリジン、ニコチン酸、２−ヒドロキシニコチン酸、２−ヒドロキシ−６−メチルピリジン−３−カルボン酸、エチルニコチネート、エチル−２−メチルニコチネートおよび４−ヒドロキシ−７−トリフルオロ−８−キノリンカルボン酸は、エンハンサーである；そして２，３’−ジピリジル、２−４’−ジピリジル、１，７−フェナントロリン、４，７−フェナントロリン、ジエチル３，４−ピリジンジカルボキシレートおよびニフルミン酸は、抑制剤である；大豆（ＤＭＶ／ＬＤＶ植物種）では、２，４−ジピリジル、２，２’−ジピリジルアミン、フェナントリジン、ピコリン酸、ピリジン２−アルドキシム、２，３−ジピリジル、４，４−ジピリジル、１，７−ジピリジル、ピリジン、２−アルデヒド、２，２’−ジピリジルジスルフィドおよび８−ヒドロキシキノリンは、エンハンサーであり；そして４，７−フェナントロリンおよび１，７−フェナントロリンは、抑制剤であり；そしてヒメモロコシ（Ｊｏｈｎｓｏｎｇｒａｓｓ）（ＤＭＶ／ＬＭＶ植物種）では、２，２’−ジピリジルアミン、ピリジン２−アルドキシム、ピリジン２−アルデヒド、ピコリン酸、２，２−ジピリジル、２，４−ジピリジル、１，７−フェナントロリン、２，２’−ジピリジルアミン、２，２’−ジピリジルジスルフィド、２，３−ジピリジルおよび４，７−フェナントロリンは、エンハンサーであり；そして２，４−ジピリジルおよび２，３−ジピリジルは、抑制剤である。当業者は、過当な実験をすることなく、化合物がモジュレーターであるかどうかを決定することができ、そして所望であるなら、本明細書に開示した方法に基づき、モジュレーターの種類を定めることができる。
【００２４】
各種のＡＬＡおよびモジュレーターの組合せが、光力学的除草選択性の有意的な度合を発揮する。この選択性は、（ａ）各種の植物の組織の異なるテトラピロール蓄積能力、（ｂ）各種テトラピロールの蓄積に対する植物の各種緑化群（ｇｒｅｅｎｉｎｇ  ｇｏｕｐ）の示差感受性（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ）および（ｂ）光力学的除草剤モジュレーターに対する各種の緑化群の示差応答、に根差しているようである。
【００２５】
テトラピロール代謝は、テトラピロール依存光力学除草剤（ＴＤＰＨ）処理により各種の植物の組織で同等に影響されるわけではない。たとえば、緑の大豆苗では、茎、葉および子葉は、ＡＬＡ＋２，２’−ジピリジル処理に対しことなる感受性を示す。テトラピロールを蓄積した葉は、光力学的な損傷を極めて受け易く、一方非常に貧弱なテトラピロールアキュムレーター（ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ）である子葉は、処理に対して抵抗を示した。
【００２６】
処理された植物の緑化群協力関係（ｇｒｅｅｎｉｎｇ  ｇｒｏｕｐ  ａｆｆｉｌｉａｔｉｏｎ）および蓄積したテトラピロールの性質へのＴＤＰＨの感受性の依存性は、ＴＤＰＨの活性を化学的に調節する基礎を与える。これは、ある種の緑化群に属するＡＬＡ処理植物に『不適当な（ｗｒｏｎｇ）』種類のＭＶまたはＤＶテトラピロールを蓄積するようにさせ、他の緑化群に属する他の植物種に『正しい』種類のＭＶまたはＤＶテトラピロールを蓄積させることによるＣｈｌ生合成経路を調節する化学物質の使用により達成され得る。ＡＬＡと協力して働き、Ｃｈｌ  ａ生合成経路に対してはっきりした調節性質を示した多数の化学物質が、確認されている。これらの化学物質は、したがって、ＴＤＰＨモジュレーターと呼ばれる。これらは、Ｃｈｌ  ａ生合成経路へのその効果に依存して４つの群に分類される。
【００２７】
化合物が、テトラピロール依存光力学的除草剤モジュレーターとして作用するかどうかを決定するため、その化学物質をＡＬＡと共にしたものおよび該化学物質のみとしたものを通常は植物にスプレーし、処理された植物を、テトラピロール蓄積の起こる数時間、暗所に保つ。暗所温置の後で、かつ光に当てる前に、植物組織をテトラピロール含量について分析する。光に当てると、暗所でテトラピロールを蓄積した組織は、初めの４時間の照射で急速な光力学的な損傷を示す。するとテトラピロールのエンハンサー、誘発物質または抑制剤としてのモジュレーターの分類は、ＡＬＡおよびモジュレーターの存在下または不在下でのテトラピロールのパターンから決定される。
【００２８】
作用のその機構に基づき、ＴＤＰＨモジュレーターは、４つのはっきりした群に分類された：（ａ）ＤＶ  ＰｃｈｌｉｄｅへのＡＬＡ変換のエンハンサー（これはＤＶ  Ｐｃｈｌｉｄｅへの外因性ＡＬＡの変換を増す、（ｂ）ＭＶ  ＰｃｈｌｉｄｅへのＡＬＡ変換のエンハンサー（これは、ＭＶ  Ｐｃｈｌｉｄｅへの外因性ＡＬＡの変換を増す、（ｃ）テトラピロール蓄積の誘発物質（これは、外因的に加えたＡＬＡの不在下で多量のテトラピロールの形成を植物組織に誘発する）および（ｄ）ＭＶ  Ｐｃｈｌｉｄｅ蓄積の抑制剤（これは、ＭＶテトラピロールへのその変換を抑制することによりＤＶテトラピロールの解毒作用を封鎖するようである）。上記のモジュレーターの全てのうちで、テトラピロール蓄積の誘発物質だけが、加えたＡＬＡの不在下でテトラピロール蓄積を起こすことができる。モジュレーターの３つの他の種類は、加えたＡＬＡの不在下で有意的なレベルのテトラピロール蓄積につながらない。全ての場合で、ＡＬＡをモジュレーターと共に使用することは、ＡＬＡ単独により起こされるレベルを越えた高められたテトラピロール蓄積と光力学的損傷をもたらす。次のこと明らかである：（ａ）植物の１つの緑化群のＣｈｌ生合成経路に何らかの働きをするモジュレーターは、異なる群に属する植物種に同じ働きを必ずしもしない、（ｂ）同じ緑化群に属する異なる植物種は、与えられたモジュレーターに同様のＣｈｌ生合成反応性を示す傾向がある、および（ｃ）同じ化学区分に属するモジュレーターは、特定の植物種に同じＣｈｌ生合成調節活性を示す傾向がある。かくて、モジュレーターが属する化学区分の作用の態様が当該特定の群に対して決定されると、特定の緑化群に属する特定の植物種群に対するモジュレーターの作用の態様についてある予想をすることが可能となろう。
【００２９】
したがって、本発明の組成物は、また、ＡＬＡと、誘発物質、エンハンサーおよび抑制剤からなる群から選択された１種またはそれ以上のクロロフィル生合成モジュレーターとの組み合わせを含む、たとえば、ＡＬＡ＋１種またはそれ以上の誘発物質、ＡＬＡ＋１種またはそれ以上のエンハンサー、ＡＬＡ＋１種またはそれ以上の抑制剤、ＡＬＡ＋１種またはそれ以上の誘発物質＋１種またはそれ以上のエンハンサー、ＡＬＡ＋１種またはそれ以上の誘発物質＋１種またはそれ以上の抑制剤、ＡＬＡ＋１種またはそれ以上のエンハンサー＋１種またはそれ以上の抑制剤、ＡＬＡ＋１種またはそれ以上の誘発物質＋１種またはそれ以上のエンハンサー＋１種またはそれ以上の抑制剤などの組み合わせを含む。
【００３０】
本発明の組成物は、次に示す１種またはそれ以上を含んでいても良い：適当なキャリヤー（たとえば、コロイドマグネシウムアルミニウムシリケート、軽石、タルクまたはこれらの組み合わせ）；溶剤（たとえば、水、０．４５アセトン：０．４５エタノール：０．１ツイーン（Ｔｗｅｅｎ）８０：９水（ｖ／ｖ／ｖ／ｖ）、０．４５アセトン：０．４５メタノール：０．１ツイーン８０：９水（ｖ／ｖ／ｖ／ｖ）、水に含むようにした０．１−１％ツイーン８０（ｖ／ｖ）、０．９ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）：０．１ツイーン８０：９水（ｖ／ｖ／ｖ）、０．１−０．７ＰＥＧ：０．２−０．８メタノール：０．１ツイーン：９水（ｖ／ｖ／ｖ／ｖ）、０．９メタノール：０．１ツイーン８０：９水（ｖ／ｖ／ｖ）、０．４５アセトン：０．４５エタノール：０．２ツイーン８０：０．９エチレングリコール：１８水（ｖ／ｖ／ｖ／ｖ／ｖ）または次に示すものの１種またはそれ以上：ベンゼン、トルエン、キシレ、ケロシン、２−メトキシエタノール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ホルムアルデヒド、メチルホルムアミド、シクロヘキサン、イソホロン）；緩衝剤（たとえば、くえん酸）；湿潤剤（たとえば、Ｎ−メチル−Ｎ−オレイルタウリン酸ナトリウム、アルコキシフェノキシポリオキシエチレンエタノール、オレフィンスルホン酸ナトリウム、イソプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチル化植物油）；分散助剤（たとえば、リグニンスルホン酸ナトリウム、ナフタレンスルホン酸／ホルムアルデヒド縮合物のナトリウム塩、ヒドロキシルエチルセルロース）；脱泡剤（たとえば、シリコンーン）；吐剤（たとえば、トリポリ燐酸ナトリウム、ピロ燐酸四カリウム、アレコチン（ａｒｅｃｏｔｉｎｅ）、アポモーフィン（ａｐｏｍｏｒｐｈｉｎｅ）、硫酸銅）；悪臭剤（たとえば、ピリジン）；浸透剤；界面活性剤；乳化剤；および補助剤（たとえば、ヒトブレンドオイル（ｐｈｙｔｏｂｌｅｎｄ  ｏｉｌ））。当然であるが、このような追加の成分は、本発明の有効成分と適合性があり、また混合物の他の成分と適合性があるべきである。
【００３１】
組成物は、植物配合物、たとえば、溶液、懸濁液、エマルジョン、流動性濃厚物、乳化性濃厚物、ゲル、ペースト、フォーム、クリーム、エアゾール、水和剤、粉剤、分散性粒剤などに用いるように慣用の方法で当業者に公知の手順に従い配合され得る。都合よくは、組成物は、溶液、懸濁液、エマルジョン、エアゾール、流動性または乳化性の濃厚物または水和剤である。当然、配合は、有効成分が植物組織に浸透し、テトラピロール合成の部位に移動するようであらねばならない。組成物を溶液にするとき、その組成物は、都合よくは、濃度約１−約４０ｍＭのＡＬＡ（有利には、１５ｍＭ−４０ｍＭ）と約５−約３０ｍＭの誘発物質、エンハンサーまたは抑制剤（有利には１５−３０ｍＭ）とを含んでなり得る。
【００３２】
本発明の組成物は、光力学的テトラピロールの蓄積を誘発するのに十分な量で局所的に、たとえば粉剤としてあるいは浸漬（ｓｏａｋ）、浸し（ｄｉｐ）、スプレー、ミストまたは霧として適用できる。別法として、組成物は、植物の根による取り込みと、植物の成長部分への移動のために土壌に適用できる。適用すべき組成物の量は、選択した特定の有効成分に依存して変化し得るが、通常は、１エーカー当たり約１０ｇ−約１５ｇのＡＬＡおよび／または約１０ｇ−約１０ｋｇの誘発物質、エンハンサーまたは抑制剤を適用するに十分な量となろう。最適の適用率を定める手段は、当業者の権限の範囲である。
【００３３】
植物の組織が本発明の組成物への暴露により人工的に高い量のテトラピロールを蓄積し始めることを誘発されると、植物は、光に当たることから遮断され最大のテトラピロール蓄積が可能とされ得る。そのような暗所の温置は活性に対しては必要とされないが、組成物の効率を最適にする傾向がある。植物は、適当な方法で、たとえば、暗色の紙、布または箔に包むことにより、あるいは暗い部屋におくか暗くした容器に入れることにより遮蔽され得る。現場条下で、ある暗所温置期間を与える理想的な方法は、植物を少なくとも１時間暗所に静置するようにする時間の夕暮れまたは夜間に組成物を適用することである。テトラピロール蓄積を促進するために、暗さは、光が完全にないという必要はなく３００−７００ｎｍの波長での光の実質的な不在であると理解されるべきである。有利には、植物は、約１−約２０時間暗所に静置するようにする。１−８時間が特に有利である。
【００３４】
その後、植物は、約３００−約７００ｎｍの波長の光に約２００フィートカンデラまたはそれ以上当てるようにする。光は、任意の都合よい光源、たとえば、白熱電球、メタルハライドランプ、太陽灯、冷白色蛍光灯または天空光蛍光灯（ｓｋｙｌｉｇｈｔ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｌｉｇｈｔ）により供給され得る。現場では、当然のことながら好ましい光源は、太陽光である。植物は、ほとんどの不飽和の膜リポ蛋白質を酸化するのに十分な時間光に当てられる；約１−約１４日の時間が好ましい。
【００３５】
除草活性は、葉、茎および／または節の漂白とそれに続くしおれと死により示される。葉芽のすべてが処理されているのでなければ、植物は回復し得るので、繰り返した処理が必要である。
殺虫活性は、皮膚の色の変化とこれに続く脱水と死により示される。
【００３６】
本発明のさらなる理解は、以下に示す例から得られよう。脱水活性は、組織壊死および葉の離脱および／または実の落下により示される。特に断わらない限り、上記および下記で用いたすべての温度および温度範囲は、摂氏であり、用語、周囲温度および室温は、約２０−２５℃である。用語、パーセントまたは（％）は、重量パーセントであり、用語、モルは、グラムモルである。『有意性のレベル』とは、相関係数（ｒ）が０に等しい母集団（ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ）にたいして、サンプルサイズｎを取ることができ、それに対する相関係数が与えられたサンプルに報告されたｒの計算値に等しいかそれを越える確率を指す。略号『ｎ．ｓ．』は、『有意的でない』を意味する。
第Ｉ節
光力学的な除草組成物、殺虫組成物および
脱水組成物を定めるプロトコール
【００３７】
以下の例は、本発明で有用な光力学的化合物および組成物を容易に当業者が定めることのできるモデルシステムを説明するものである。
例１
ＡＬＡの光力学的効果
【００３８】
胡瓜（Ｃｕｃｕｍｉｓ ｓａｔｉｖｕｓ Ｌ． ｃｖ Ｂｅｉｔ ＡｌｐｈａＭＲ）
苗を、温室のガラス容器（深さ９ｃｍ直径９ｃｍ）中のバーミキュライトの中で発芽させた。苗には、ホアグランド溶液（Ｈｏａｇｌａｎｄ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を周期的に供給した。光周期は、白熱光（ｉｎｃａｎｄｅｓｃｅｎｔ ｌｉｇｈｔ）を５０フィートカンデラで１日当たり１４時間の光に保った。
【００３９】
６日令の緑の苗を１容器当たり１０本の植物となるように間引き、ＡＬＡ（ミズリー州セントルイスのシグマケミカル社（Ｓｉｇｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．， Ｓｔ． Ｌｏｕｉｓ， ＭＯ））を微細なスプレーとして適用した。このＡＬＡは、０．４５アセトン：０．４５エタノール：０．１ツイーン８０：９水（ｖ／ｖ／ｖ／ｖ）からなる溶剤混合物に０−２０ｍＭの範囲の濃度となるようにして溶かし、稀ＨＣｌでｐＨ３．５に調節した。９ｃｍの直径のそれぞれのガラスの容器（約６３．６ｃｍ2葉表面積）を０．２５ｍｌのＡＬＡ（処理）または０．２５ｍｌの溶剤（対照）でスプレーした：これは約４０ガロン／エーカーのスプレー率および約５２４ｇ／エーカーのＡＬＡの現場適用率（ｆｉｅｌｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒａｔｅ）に相当する。溶液は、次に示すようにして改良ピアース『クイクススプレー』（Ｐｉｅｒｃｅ “Ｑｕｉｘｓｐｒａｙ”）エアゾールスプレーキット（イリノイ州ロックフォードのピアースケミカル社（Ｐｉｅｒｃｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．， Ｒｏｃｋｆｏｒｄ， ＩＬ））を用いて非常に細かな均一なスプレーとして送出した：０．２５ｍｌの溶液をソードオフ（ｓａｗｅｄ−ｏｆｆ）１０ｍｌ円錐遠心管（これは、クイクススプレースプレージャー（Ｑｕｉｘｓｐｒａｙ ｓｐｒａｙ ｊａｒ）の中に入れた）に入れた。非常に細かなミストの送出は、小さな穴のポリプロピレン管（０．３ｍｍの内径またはより粘性のある溶液に対しては０．５ｍｍの内径）を通じて溶液をポンプ送りすることにより達成された。小さな穴の管の一端は、クイクススプレー取り入れホースに浸漬し、他端は、円錐遠心管の中の溶液に浸した。このようにして、０．２５ｍｌのスプレーを送出するのに１０−２０秒かかり、これは苗を葉の飽和状態まで完全にスプレーするのに十分な時間であった。各処理は、二重に行った。平均の液滴半径は、０．３ｍｌ管については約２５μｍ、０．５ｍｍ管については約５０μｍであった。
【００４０】
スプレー後、植物をアルミニウム箔に包み、次に、黒いプラスチックの２重の層に包んだボール箱に入れた。テトラピロールの光合成と蓄積とが起こるようにこの暗箱を次に２８℃で夜通し（１７時間）温置した。
【００４１】
次の朝、処理済み植物は、テトラピロール含量についてのサンプリングをした。ブラック箱に入れた植物は、テトラピロール含量を何ら影響せずに処理植物の取り扱いを可能とする緑色安全光を備えた暗室に運んだ。各２つの反復試験体（ｒｅｐｌｉｃａｔｅｓ）の各２つの子葉の一方を切除した。２−３グラムのバッチを、組織３グラム当たり溶剤１８ｍｌの割合として、アセトン：０．１ＮのＮＨ４ＯＨ（９：１ｖ／ｖ）中でソーバルオムニミキサー（Ｓｏｒｖａｌ  Ｏｍｎｉｍｉｘｅｒ）（コネチカット州ニュータウンのデュポンインストラメント（ＤｕＰｏｎｔ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，  Ｎｅｗｔｏｗｎ，  ＣＴ））により均質化した。各種のテトラピロールを含む得られた８０％アセトン抽出物は、０℃で１０分間の３９，０００ｘｇの遠心分離によりリポ蛋白質および細胞残滓を除いた。完全にエステル化したテトラピロールであるクロロフィルは、Ｒｅｂｅｉｚ，  Ｃ．Ａ．，  Ｍａｔｔｅｉｓ，  Ｊ．Ｒ．，  Ｓｍｉｔｈ，  Ｂ．Ｂ．，Ｒｅｂｅｉｚ，  Ｃ．Ｃ．およびＤａｙｔｏｎ，  Ｄ．Ｆ．  Ａｒｃｈ．  Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．  １６６：４４６−４６５（１９７５）の方法に従いヘキサンによる抽出によってアセトン水溶液から除去した。より極性のモノカルボキシルテトラピロールおよびジカルボキシルテトラピロールたとえばＰｒｏｔｏ、ＭＰ（Ｅ）およびＰｃｈｌｉｄｅは、ヘキサン抽出アセトン水溶液中に残った。これらのテトラピロールの化学構造は、次のものに詳細に論じられている：Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ（Ｒｅｂｅｉｚ，  Ｃ．Ａ．およびＬａｓｃｅｌｌｅｓ，  Ｊ．）：  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｂｙ  Ｐｌａｎｔｓ  ａｎｄ  Ｂａｃｔｅｒｉａ，  第１巻、Ｇｏｖｉｎｄｊｅｅ，  ｅｄ．（Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，  １９８２）、第６９９−７８０頁；およびＲｅｂｅｉｚ，  Ｃ．Ａ．  Ｗｕ，  Ｓ．Ｍ．，  Ｋｕｈａｄｊａ，  Ｍ．，  Ｄａｎｉｅｌｌ，  Ｈ．およびＰｅｒｋｉｎｓ，  Ｅ．Ｊ．Ｍｏｌ．  Ｃｅｌｌｕｌａｒ  Ｂｉｏｃｈｅｍ．  ５７：９７−１２５（１９８３）。Ｐｒｏｔｏ、ＭＰ（Ｅ）およびＰｃｈｌｉｄｅの量は、Ｒｅｂｅｉｚ，Ｃ．Ａ．，  Ｍａｔｔｈｅｉｓ，  Ｊ．Ｒ．，  Ｓｍｉｔｈ，  Ｂ．Ｂ．，  Ｒｅｂｅｉｚ，  Ｃ．Ｃ．およびＤａｙｔｏｎ，  Ｄ．Ｆ．  Ａｒｃｈ．  Ｂｉｏｃｈｅｍ．  Ｂｉｏｐｈｙｓ．  １７１：５４９−５６７（１９７５）の方法に従い、ヘキサン抽出アセトン留分のアリコートの分光蛍光測定法により決定した。Ｃｈｌ  ａおよびｂを含むヘキサン抽出物の小アリコートを  Ｎ２  ガスの下で乾燥し、残留物を８０％アセトンに再び溶解させた。次に、このアセトン溶液中のＣｈｌ  ａおよびｂの量は、Ｂａｚｚａｚ，Ｍ．Ｂ．およびＲｅｂｅｉｚ，  Ｃ．Ａ．，  Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍ．  Ｐｈｏｔｏｂｉｏｌ．  ３０：７０９−７２１（１９７９）の方法に従って分光蛍光測定法により決定した。
【００４２】
蛍光スペクトルは、２つの赤色感受性の拡張Ｓ２０光電子倍増管（ｒｅｄ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ， ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｓ２０ ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒｓ）（ＥＭＩ ９６５８）を備え、マイクロコンピューターシステムモデル９８２５Ｓ（カルホルニア州サンニベールのヘウレット−パッカード（Ｈｅｗｌｌｅｔ−Ｐａｃｋａｒｄ， Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ， ＣＡ））とインターフェイスしてある完全に補正したフォトン計数分光蛍光計モデルＳＬＭ ８０００ ＤＳ（ｆｕｌｌｙ ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ ｐｈｏｔｏｎ ｃｏｕｎｔｉｎｇ ｓｐｅｃｔｒｏｆｌｕｏｒｏｅｍｅｔｅｒ）（イリノイ州アーバナのＳＬＭ−アミコ（ＳＬＭ−Ａｍｉｃｏ， Ｕｒｂａｎａ， ＩＬ））に記録した。テトラピロール溶液は、直径３ｍｍのシリンダー状マイクロセル中で０．３ｍｌのサンプルについて室温でモニターした。濃度へのディジタルスペクトルデータの変換は、Ｒｅｂｅｉｚ，Ｃ．Ａ．， Ｄａｎｉｅｌｌ， Ｈ．およびＭａｔｔｈｅｉｓ，Ｊ．Ｒ．， Biotech. Bioeng. Symp. 第１２号：４１３−４３９（１９８２）の方法に従い、適当なスペクトルの記録に続きマイクロコンピューターにより自動的に行なった。発光スペクトルおよび励起スペクトルは、励起および発光のバンド幅２ｎｍで記録した。
【００４３】
モノビニルテトラピロールは、７７°Ｋのエーテル中のその十分に確立された分光蛍光特性によりジビニルテトラピロールと区別できた（ＲｅｂｅｉｚおよびＬａｓｃｅｌｌｅｓ，  ｓｕｐｒａ；  Ｒｅｂｅｉｚ，  Ｗｕ，  Ｋｕｈａｄｊａ，ＤａｎｉｅｌｌおよびＰｅｒｋｉｎｓ，  ｓｕｐｒａ；  Ｂｅｌａｎｇｅｒ，  Ｆ．Ｃ．およびＲｅｂｅｉｚ，  Ｃ．Ａ．，  Ｊ．  Ｂｉｏｌ．  Ｃｈｅｍ．  ２５７：１３６０−１３７１（１９８２）；およびＢｅｌａｎｇｅｒ，  Ｆ．Ｃ．，  Ｄｕｇｇａｎ，Ｊ．Ｘ．およびＲｅｂｅｉｚ，  Ｃ．Ａ．，  Ｊ．  Ｂｉｏｌ．  Ｃｈｅｍ．  ２５７：４８４９−４８５８（１９８２）を参照）。低温の蛍光発光および励起のスペクトルを、Ｃｏｈｅｎ，  Ｃ．Ｅ．およびＲｅｂｅｉｚ，  Ｃ．Ａ．，  Ｐｌａｎｔ  Ｐｈｙｓｉｏｌ．  ６１：８２４−８２９（１９７８）に記載のようにして、シリンダー状サンプル管で記録した。
【００４４】
吸収スペクトルは、スリット幅２ｎｍでスプリット−ビームモードで操作したアミコ二重波長分光光度計（Ａｍｉｃｏ  ｄｕａｌ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）モデルＤＷ−２（イリノイ州アーバナのＳＬＭ−アミコ（ＳＬＭ−Ａｍｉｃｏ，  Ｕｒｂａｎａ，  ＩＬ））により記録した。
組織均質物の遠心分離後に残ったアセトン不溶残留物は、全ガラス組織グラインダーにより蒸留水中に懸濁させた。全蛋白質は、Ｒｅｂｅｉｚ，  Ｃ．Ａ．，Ｃａｓｔｅｌｆｒａｎｃｏ，  Ｐ．Ａ．およびＥｎｇｅｌｂｒｅｃｈｔ，  Ａ．Ｈ．，  Ｐｌａｎｔ  Ｐｈｙｓｉｏｌ．  ４０：２８１−２８６（１９６５）の方法に従い、デリピディションの後、懸濁物の小アリコートで測定した。
【００４５】
暗所温置１７時間後、処理された植物は、蛋白質１００ｍｇ当たり、３８２．８２ｎｍｏｌのＰｃｈｌｉｄｅおよび２．３６ｎｍｏｌのＭＰ（Ｅ）をそれぞれ対照よりも蓄積した。子葉の半分がまだ完全な苗は、光による光力学的損傷の評価のために使用した。苗は、温室で日光に当て（雲の状況に依存して昼間で４００−５０００フィートカンデラ）、その成長を１０日間にわたり評価した。処理済み植物の成長挙動の永久的な記録を確保するために、後者は、写真を毎日撮ったが（コダカラー（Ｋｏｄａｃｏｌｏｒ）、４００ＡＳＡ、ニューヨーク州ロチェスターのイーストマンコダック社（Ｅａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋ Ｃｏ．， Ｒｏｃｈｅｓｔｅｒ， ＮＹ））、これは、写真を撮った日付または日時をそれぞれの写真につけるディジタルバックおよびＳＭＣペンタックス−Ａ１：１．４  ５０ｍｍレンズを備えたペンタックススパープログラムカメラ（イリノ州キャンペーンのヘリックス（Ｈｅｌｉｘ， Ｃｈａｍｐａｉｇｎ， ＩＬ））によった。パーセント光力学的損傷は、太陽光への照射に応答するスプレーされた組織のパーセント死として評価した。たとえば、１０のスプレー済み子葉または葉のうちの１０が太陽光への照射の結果として死んだなら、光力学的損傷は、１００％と考えた。１０のスプレー済みの葉または子葉のうち５だけが死ぬと、光力学的損傷は、わずか５０％であるというように見なした。 光力学的損傷の程度は、蓄積したテトラピロールの量に慣用の相関分析により関連づけた。蓄積したテトラピロールの量は、組織蛋白質１００ｍｇあたりのｎｍｏｌ数で示した。これらの実験の結果を表Ｉに示す。
0003734780.tif 000002
【００４６】
光力学的損傷の徴候は、２つの形をとった：緑の葉状の組織の漂白（これは徐々に広がった）；胚軸のひどい漂白。両方の場合で、これは、影響を受けた組織の腫張（ｔｕｒｇｉｄｉｔｙ）のひどい喪失を伴った。光力学的損傷は、漏れ易くなった細胞膜に影響を与え、これは、組織の急速でひどい脱水をもたらした。たとえば、１０−２０ｍＭ（２６２−５２４ｇ／エーカー）のＡＬＡ濃度で、日光の４−５時間の照射後、多数の苗が、非可逆的な損傷を受けた。死の原因は、通常、ひどい脱水、漂白および葉および／または胚軸組織の崩壊によった。一方、暗所に同じ時間おいた処理サンプルは、影響を受けなかった。
例２
【００４７】
ＡＬＡ＋２，２’−ＤＰ処理に対する各種の植物種の光力学的応答  例１の手順を、次の代表的な単子葉植物および双子葉植物について行った：
胡瓜（Ｃｕｃｕｍｉｓ ｓａｔｉｖｕｓ  Ｌ．  ｃｖ  Ｂｅｉｔ  ＡｌｐｈａＭＲ）
シロザ（Ｃｈｅｎｏｐｏｄｉｕｍ ａｌｂｕｍ）
カラシ（Ｂｒａｓｓｉｃａ ｋａｂｅｒ／ｊｕｎｃｅａ）
レッドルートアカザ（ｒｅｄ  ｒｏｏｔ  ｐｉｇｗｅｅｄ）（Ａｍａｒａｎｔｈｕｓ ｒｅｔｒｏｆｅｘｕｓ）
普通スベリヒユ（ｃｏｍｍｏｎ  ｐｕｒｓｌａｎｅ）（Ｐｏｒｔｕｌａｃａ ｏｌｅｒａｃｅａ）
トマト（Ｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｏｎ ｅｓｃｕｌｅｎｔｕｍｃｖ  Ｊｅｔ  Ｓｔａｒ）
綿（Ｇｏｓｓｙｐｉｕｍ ｈｅｒｂａｃｉｕｍ  ｃｖ  Ｃｏｋｅｒ−３１５）
レッドいんげんまめ（Ｐｈａｓｅｏｌｕｓ ｖｕｌｇａｒｉｓ  Ｌ．ｃｖ．  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ  Ｄａｒｋ  Ｒｅｄ）
大豆（Ｇｌｙｃｉｎｅ ｍａｘ  ｃｖ  Ｗｉｌｌｉａｍｓ）
多年生イチゴツナギ（Ｐｏａ ｐｒａｔｅｎｓｉｓ  ｃｖ  Ａｓｐｅｎ）
大麦（Ｈｏｒｄｅｕｍ ｖｕｌｇａｒｅ，  ｖａｒ．  Ｂｅａｃｏｎ  Ｓｐｒｉｎｇ）
スイートコーン（Ｚｅａ ｍａｙｓ  Ｌ．  ｃｖ  Ｇｏｌｄ  Ｃｕｐ）
クラブグラス（Ｃｒａｂｇｒａｓｓ）（Ｄｉｇｉｔａｒｉａｓａｎｇｕｉｎａｌｉｓ  Ｌ．および  Ｄｉｇｉｔａｒｉａ ｉｓｃｈａｅｍｕｍ）
ジャイアントフォックステイル（Ｇｉａｎｔ  ｆｏｘｔａｉｌ）（Ｓｅｔａｒｉａ ｆａｂｅｒｉｉ）
オート麦（Ａｖｅｎａ ｓａｔｉｖａ  ｃｖ  Ｃｅｎｔｅｎｎｉａｌ）
コムギ（Ｔｒｉｔｉｃｕｍ ｓａｔｉｖｕｍ  ｃｖ  Ａｕｂｕｒｎ）
【００４８】
温室で成長した苗は、０．２５ｍｌ（１３１ｇ／エーカー）のＡＬＡ＋１５ｍＭ（４０２ｇ／エーカー）の２，２’−ＤＰ（ｐＨ３．５）で処理した。対照は、溶剤だけで処理した。次に全ての植物は、１７時間暗所で温置した。翌朝、苗は、双子葉植物に対しては例１の手順、単子葉植物に対しては次に示す手順でテトラピロール含量についてのサンプリングを暗所で行った：２つの反復試験体の一方の苗を、上半分と下半分とに切除した。切除組織の２つのバッチは、組織３ｇ当たり溶剤１８ｍｌの割合としてアセトン：０．１ＮのＮＨ４ＯＨ（９：１ｖ／ｖ）中にソーバルオムニミキサーで別個に均質化した。他の反復試験体は、苗への光の光力学的作用を評価するために用いた。幾つかの双子葉植物について、茎および葉をテトラピロールに関して分析した。結果を表ＩＩに示す。
【００４９】
0003734780.tif 000003
【００５０】
この調査の結果の吟味は、植物が、ＡＬＡ＋２，２’−ＤＰスプレーに３つの異なった様式で反応することを示すことを明らかとした。胡瓜により例示される１群の双子葉植物は、表ＩＩでタイプＩ除草応答と言われるものを示した。この群の植物は、胡瓜とまったく同様にＡＬＡ＋２，２’−ＤＰスプレーにたいして反応した。葉状の組織、茎および生長点は、有意的な量のテトラピロールを蓄積し、ひどい光力学的損傷を受けた（表ＩＩ）。通常、苗は、非常に迅速に死に、応答の迅速性は、温室の光の強さに依存した。たとえば、この研究で用いた低スプレー濃度（１３１ｇ／エーカーとしたＡＬＡ＋４０２ｇ／エーカーとした２，２’−ＤＰ）では、日光への僅か４−５時間の照射が、晴れた明るい日（昼間４，０００−６，０００フィートカンデラ）に植物の死を起こすのに十分であった。他方、２−３日の日光浴が、同じ結果を達成するのに非常に曇った日（昼間４００フィートカンデラ）に必要とされた。この種の光力学的除草応答を示す幾つかの植物種、たとえば、シロザ、カラシ、レッドルートアカザおよび普通スベリヒユは、問題ある雑草と考えられている。完全に広がった子葉と小さな成長している最初の葉を有する１３日令のトマト植物が、タイプＩ応答（ＩＩ）を示したのに対し、若い８−１０日令のトマト苗は、スプレーによる影響がずっと少なかった（約４０％の光力学的損傷）。
【００５１】
他の双子葉植物、たとえば、綿、いんげんまめおよび大豆は、ＡＬＡ＋２，２−ＤＰ処理に対して異なる応答を示した。この応答は、表ＩＩでタイプＩＩとしてある。この群に属する植物は、葉状の組織に有意的な量のテトラピロールを蓄積し、綿および大豆では茎には蓄積しない。他の種たとえばいんげんまめも茎にいくらかのテトラピロールを蓄積した。テトラピロールを蓄積する葉は、非常にひどい光力学的損傷を示し、数時間以内に死亡する。しかしながら、子葉、茎および生長点は、影響されないままでいる。そのような植物は、通常、新たな葉を生じることにより初めの光力学的損傷から回復するので、第２の適用が必要であろう。この群では、タイプＩＩ応答も、苗の年齢に依存した。たとえば、最初の葉が子葉の中でまだ閉じている６日令の大豆は、ＡＬＡ＋２，２’−ＤＰ処理により全く影響されなかった。一方、広がった最初の葉を有する９日令の大豆植物は、典型的なタイプＩＩ光力学的除草応答を示した。この種の応答を示した唯一のモニターされた単子葉植物は、スプレーされた葉の約３０−４０％が死んだ多年生のイチゴツナギ（ｂｌｕｅ ｇｒａｓｓ）であった；この植物は、後に回復し、新たな葉をだした。
【００５２】
ＡＬＡ＋２，２’−ＤＰ処理によりもたらせられる光力学的除草応答の第３のタイプは、タイプＩＩＩ応答と呼ばれる。入手できるデータに基づけば、単子葉植物が、このタイプの応答を示した。ＡＬＡ＋２，２’−ＤＰ処理は、この植物によりテトラピロールの有意的な量の蓄積を誘発したが、光力学的損傷は、コムギ、オートおよびコーンでのように微小であるか、または大麦でのように顕著であるときはスプレーした植物の小部分の上半分に限定された。その場合、光力学的損傷は、小さな壊死領域からなっていた。苗は、勢いよく成長を続け健康な植物になって行った。
【００５３】
この例で説明した光力学的配合は、優れた度合の種、年齢および器官依存選択性を示した。双子葉植物の雑草たとえばシロザ、カラシ、レッドルートアカザおよび普通ヒベユリは、テトラピロール誘発光力学的損傷をかなり受け易く、一方、単子葉植物たとえばコーン、コムギ、およびオートは、スプレーにより悪影響を受けなかった。他の双子葉植物は、大豆のように発育の初期段階でのスプレーにより影響を受けないか、あるいはいんげんまめ、大豆および綿に観察されるように新たな健康な葉を生じて最初の葉の急速な破壊から完全に回復した。さらに、テトラピロールを蓄積した幾つかの組織たとえば豆の茎は、なんら光力学的損傷を示さなかった。この器官、年齢および種依存光力学的除草選択性の生化学的基礎は、特に、テトラピロール代謝回転速度（ｒａｔｅ  ｏｆ  ｔｅｔｒａｐｙｒｒｏｌｅ  ｔｕｒｎｏｖｅｒ）と、与えられた植物種のＭＶおよびＤＶテトラピロール生合成経路の示差増強（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）とに依存していると考えられる。
第ＩＩ節
クロロフィル生合成モジュレーター
例３
【００５４】
ＡＬＡ＋モジュレーター処理に対するコーン、
大豆および１０の雑草種のＴＤＰＨ感受性
コーン（Ｚｅａ ｍａｙｓ）、大豆（Ｇｌｙｃｉｎｅ ｍａｘ）および１０の普通の雑草種に対するＡＬＡおよび４つのＣｈｌ生合成モジュレーター（ピコリン酸、フェナントリジン、１，１０−フェナントロリンおよび４，７−フェナントロリン）のＴＤＰＨ性能のモジュレーターベースを温室条件下で調べた。植物は、午後遅くスプレーし、光に当てる前に、１２時間暗所に置きテトラピロール蓄積が起こるようにした。成長部屋では、光周期は、１０時間暗（ｄａｒｋ）、１４時間光（ｌｉｇｈｔ）に設定した。暗温置期間の終わりに、テトラピロール蓄積および光に当てたときに観察された続く植物毒性を統計的に分析した。
【００５５】
２つの溶液をスプレーの日に新たに調整した：（ａ）ポリエチレングリコール６００、メタノール、ツイーン８０および水（７：２：１：９０ｖ／ｖ／ｖ／ｖ）からなる溶液（−）および（ｂ）上記の溶液にさらに４０ｍＭのＡＬＡおよび３０ｍＭの次のモジュレーターの内の１種：２−ピリジンカルボン酸（すなわちピコリン酸）、１，１０−フェナントロリン、フェナントリジンまたは４，７−フェナントロリンを含むようにした除草溶液（＋）。溶液および除草溶液のｐＨは、１．２ＮのＨＣｌおよび／または１．０ＮのＫＯＨにより室温で３．５に調節した。溶液は、平均液滴直径７５μｍＭを生じる改良エアゾールキットにより１容器（高さ９ｃｍおよび直径９ｃｍ）当たり０．３８ｍｌの割合でスプレーした。暗所でのテトラピロール蓄積と明るいところでの光力学的傷害は、２１℃で１２時間のスプレー後温置期間１２日の後に評価した。
【００５６】
テトラピロールの蓄積は、表ＩＩＩに示した。蓄積は、処理、植物種および処理と植物種との相互作用に有意的に依存した。２つのＤＭＶ／ＬＭＶ雑草であるヒメモロコシおよびイヌビエ（７９−８６％）の受けた比較的低い光力学的傷害は、その蓄積している支配的なＭＶ Ｐｃｈｌｉｄｅに帰せられた。これらの２種の雑草で優勢的なＭＶモノカルボキシルＣｈｌ ａ生合成ルートに属するこの形のＰｃｈｌｉｄｅは、容易に代謝され得、したがって、光に当たることによって損傷一重項酸素を生じるに十分な長さは存続しない。同様に、２つのＤＤＶ／ＬＤＶ雑草であるベルベットリーフ（ｖｅｌｖｅｔｌｅａｆ）（７６％）およびプリックリシダ（ｐｒｉｃｋｌｙ ｓｉｄａ）（８９％）の受けた比較的に低い光力学的傷害は、光の存在下でこれらの２つの雑草により迅速に代謝され得るＤＶ  Ｐｃｈｌｉｄｅのその優勢な蓄積に帰せられた。トールアサガオ（ｔａｌｌｍｏｒｎｉｎｇｇｌｏｒｙ）、大豆およびコーンを除く全ての他の雑草種の受けた光力学的傷害の比較的に高い傷害（１００−９９％）は、ＭＶ Ｐｃｈｌｉｄｅのその優勢な蓄積により説明された。この形式のＰｃｈｌｉｄｅは、夜明けにこれらのＤＭＶ／ＬＤＶ種により容易に代謝され得なく、その理由は、これらは、光の中でＤＶ生合成緑化パターンを主に用いるからである。
【００５７】
大豆の全体的に低い光力学的感受性は、ほとんど完全な子葉により起こされる回復（ｒｅｂｏｕｎｄｉｎｇ）に帰せられた。大豆の処理した葉であるＤＭＶ／ＬＤＶ組織は、暗所でのＭＶ  Ｐｃｈｌｉｄｅの優勢な蓄積に起因して光の中で１００％光力学的損傷を受けたが、テトラピロールの非常に劣るアキュムレータ（ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ）である子葉は、スプレーにより比較的に影響を受けない。結果として、大豆子葉は、苗の全体的な光力学的な損傷の割合を下げる新たな葉の成長を支持した。
【００５８】
多量のテトラピロールを蓄積したＤＭＶ／ＬＤＶ植物種のコーンは、１２の植物種の中では最も影響されなかった。光力学的傷害に対するコーンの相対的抵抗の理由は、未知である。ＤＤＶ／ＬＤＶ植物種であるアサガオは、ＤＶ  Ｐｃｈｌｉｄｅを主として蓄積し、ＭＶ  Ｐｃｈｌｉｄｅの蓄積は少ないが、９８％の平均光力学的損傷を受けた。その極端な光力学的な感受性は、その緑化群協力関係（ｇｒｅｅｎｉｎｇ  ｇｒｏｕｐ  ａｆｆｉｌｉａｔｉｏｎ）に関係無く、テトラピロール蓄積に対する非常に低い許容度に帰せられ得る。
【００５９】
0003734780.tif 000004
例４
【００６０】
ＴＤＰＨ活性に対するクロロフィル生合成モジュレーター
推定上のモジュレーターの予備的スクリーニングは、温室栽培胡瓜苗（子葉段階）であるＤＤＶ／ＬＤＶ植物組織を用いて、制御した実験条件下で行った。苗は、午後遅く、１エーカー当たり４０ガロンの割合で、平均液滴寸法７５μの５ｍＭのＡＬＡ＋２０ｍＭのモジュレーターをスプレーした。スプレーした植物は、アルミニウム箔に包み有効成分の浸透を最大限とするようにしてから、２８℃で１７時間暗所に置きテトラピロールの蓄積を誘発させた。翌日、植物は、包みを解き、温室内で光に当てた。光力学的損傷は１０日間にわたり目視と写真により評価した。８８−９０％またはそれより良好な光力学的損傷を示したモジュレーターは、さらなる実験のために保持した。
【００６１】
６６種の商業的に入手できる化合物が、胡瓜苗に対して８８−１００％光力学的死をもたらすことを示した。これらのＴＤＰＨモジュレーターは、１２の異なる鋳型に属した。１２のＴＤＰＨ鋳型およびＴＤＰＨ活性を示した６６の対応する類似体は、表ＩＶに記載してある。特に、ニコチン酸およびニコチンアミド鋳型に属する９種のモジュレーターは、ＡＬＡと共に用いたとき胡瓜に８８−１００％光力学的死をもたらすことを示した。簡単なビタミン誘導体であるこれらのモジュレーターは、ＡＬＡとビタミン誘導体からなる完全に生分解性で安全なＴＤＰＨ配合物の設計を可能とする。
【００６２】
追加の８９種の商業的に入手可能な５員のＮ−複素環モジュレーターは、コーンに対し最小の植物毒性を示し、胡瓜、アカザおよびヒメモロコシに対して８８％またはそれより良好な死をもたらした。これらのＴＤＰＨモジュレーターは、１１の異なる鋳型に属した。１１のＴＤＰＨ鋳型および８７の対応する５員のＮ−複素環モジュレーターは、表Ｖに記載した。
【００６３】
0003734780.tif 000005
【００６４】
0003734780.tif 000006
【００６５】
0003734780.tif 000007
【００６６】
0003734780.tif 000008
【００６７】
0003734780.tif 000009
【００６８】
0003734780.tif 000010
【００６９】
0003734780.tif 000011
【００７０】
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【００７１】
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【００７２】
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【００７３】
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【００７４】
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【００７５】
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【００７６】
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【００７７】
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【００７８】
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【００７９】
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【００８０】
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【００８１】
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【００８２】
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【００８３】
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【００８４】
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【００８５】
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【００８６】
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例５
効能のある光力学的除草剤モジュレーター
としての置換１，１０−フェナントロリン類
【００８７】
オルトフェナトロリン（ＯＰＨ）としても知られる１，１０−フェナントロリンは、効能ある光力学的除草剤モジュレーターである。これは、外因性ＡＬＡの不在下および存在下で、処理済胡瓜に暗所での多量のテトラピロールの蓄積を誘発する。ＡＬＡの存在下で、このものは多数の雑草種に対して非常に効能のある光力学的除草剤調節活性を示す。Ｃｈｌ生合成モジュレーターとしてのＯＰＨの作用の態様が、周辺置換基（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  ｓｕｂｓｔｉｔｕｅｎｔ）の導入により影響されるかどうかを調べた。
【００８８】
化合物１−７および１１（表ＶＩ）を、アセトン：メタノール：ツイーン：水（４．５：４．５：５：１：９０、ｖ／ｖ／ｖ／ｖ）に溶解させた。化合物８−１０および１２（表ＶＩ）を、エタノール：メタノール：ツイーン８０：ポリエチレングリコール６００（４５：４５：１：９、ｖ／ｖ／ｖ／ｖ）に溶解させた。全ての溶液は、スプレーするその日に調整した。処理は、溶剤処理による対照、５ｍＭのＡＬＡおよび２、４および６ｍＭのモジュレーター（５ｍＭのＡＬＡを加えるかまたは加えない）から成り立つものとした。全ての溶液のｐＨは、１．２ＮのＨＣｌまたは１．０ＮのＫＯＨにより室温で３．５に調節した。
【００８９】
胡瓜の種は、湿気のあるバーミキュライトに蒔いた。発芽は、１４／１０時間の光／暗の光周期の下で成長室で行った。温度は、光中での２７℃−暗での２１℃の範囲であった。苗は、ホアグランドの栄養溶液を与えた。スプレーに先立ち、苗は、１容器当たり６本に間引いた。
【００９０】
植物の葉は、改良エアゾールキットにより１容器当たり０．３５ｍｌの割合でスプレーした。スプレーした植物は、アルミニウムの箔に包み、植物の包みを開ける前に暗所で２１℃で１４−１６時間温置し、テトラピロール含量を測定してから光に当てた。
【００９１】
後スプレー暗温置に続き、各植物からの１つの子葉を、ほの暗い緑のセーフライトの下で切除し、テトラピロール含量の蓄積の測定のために用いた。苗１つ当たり１つの残った子葉を有する植物を次ぎに、光力学的傷害の誘発のため成長部屋で光に当てた。後者は、１０日間にわたり目視と写真によりモニターした。１０日目に、地上部の成長部を土壌のレベルで切除し、乾燥し、乾燥重量を記録した。ＯＰＨマクロサイクル（ｍａｃｒｏｃｙｃｌｅ）の周囲での置換（ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ）は、ＡＬＡとして光力学的除草活性の顕著な調節をもたらし、各種のＯＰＨ類似体が単独であるいは組み合わさって光力学的傷害に寄与した。結果を表ＶＩに示した。
【００９２】
0003734780.tif 000029
第ＩＩＩ節
クロリフィルの欠けている組織へのＴＤＰＨの作用
例６
殺虫組成物
【００９３】
同時係属出願番号第０７／２９４，１３２号に記載の殺虫システムは、ポルフィリン−ヘム生合成経路のある種モジュレーターを記載していて、これは単独でまたはＡＬＡと組み合わせて用いたとき処理された虫のＰｒｏｔｏの実質的な蓄積を誘発した。制御されていないＰｒｏｔｏ生合成および蓄積は、未知の機構により暗所で処理済虫の死〔暗死（ｄａｒｋ  ｄｅａｔｈ）〕を起こし、恐らく一重項酸素の形成により明るいところでの処理済虫の死〔明死（ｌｉｇｈｔ  ｄｅａｔｈ）〕を起こした。Ｐｒｏｔｏは、正常な組織の中で多量に及んで蓄積しない遷移代謝物である。それは、葉緑体とミトコンドリア中のチトクロームの補欠分子族（ｐｒｏｓｔｈｅｔｉｃ  ｇｒｏｕｐ）であるプロトヘムの即時（ｉｍｍｅｉｄａｔｅ）先駆体である。それは、また、ペルオキシダーゼおよびカタラーゼの補欠分子族である。９種のＴＤＰＨ鋳型に属する２３種のモジュレーターが、ＡＬＡと共に用いたとき４つの虫種に８８−１００％光力学的死を示した。ＴＤＰＨ鋳型および対応するモジュレーターを表ＶＩＩに記載した。
【００９４】
0003734780.tif 000030
【００９５】
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【００９６】
0003734780.tif 000032
例７
根に対するＴＤＰＨの効果
【００９７】
非クロロフィル植物組織たとえば根は、チトクロームおよび恐らく活性ポルフィリン−ヘム生合成経路を含む多量のミトコンドリアを含む細胞からなるので、幾つかのＴＤＰＨ配合物が、虫に対して有効であったのと同じように植物の根に有効であるかどうかを調べた。特に、植物の根は土壌の自然環境中で通常光から遮られているので、植物の根が、ＴＤＰＨ依存暗死を受け易いかどうかを測定することは興味あることであった。切除した胡瓜の根およびそのままの胡瓜の根に対するＡＬＡと４つの異なる鋳型に属する４つのモジュレーターの効果を、調べた。
【００９８】
切除した胡瓜の根は、ＡＬＡおよび次に示す複数のモジュレーターの１つと共に暗所で夜どうし温置した：ＤＰＹ、１，１０−フェナントロリン、４，７−ジメチルー１，１０−フェナントロリン、４，７−フェナントロリン、フェナントリジン、ピコリン酸およびエチルニコチネート。暗所温置の終わりに、組織は、テトラピロール蓄積について分析し、次に、光力学的損傷の評価のために光に当てた。後者は、目視により評価しまた対照と比較し処理済みの根の酸素消費の減少を通じてポーラログラフィーにより評価した。ＡＬＡおよびＴＤＰＨモジュレーターと共に温置した切除した根は、暗所で多量のテトラピロールを蓄積した。Ｐｒｏｔｏが、蓄積した主なテトラピロールであったが、有意的な量のＭＰＥおよびＰｃｈｌｉｄｅも形成された。このことは、いくらかのエクストラミトコンドリアプラスチドテトラピロール生合成も起こっているであろうことが示唆される。明るいところでは、テトラピロールを蓄積した切除した根が、有意的な植物毒性を示した。完全な苗の根に対するＴＤＰＨ処理の効果を測定するために、胡瓜の苗に、４ｍＭのＡＬＡ＋３ｍＭのモジュレーターからなる溶液を１度与えた。処理苗は、テトラピロール分析と光への照射に先立ち、様々な期間、暗所に保った。切除した根に観察されたように、ＡＬＡ＋１，１０−フェナントロリンからなる溶液を与えた完全苗の根は、多量のテトラピロールを蓄積した。この場合も、暗所で蓄積した主要なテトラピロールプールは、Ｐｒｏｔｏからなっていた。しかしながら、このＰｒｏｔｏ蓄積は、暗所で根の細胞に対し有毒ではなかった。暗所で２日した後も、根系統への明らかな損傷は観察されなかった。全体的に見てこれらの結果は、植物の根は、ＡＬＡおよびＴＤＰＨモジュレーターによる処理に対してテトラピロールを蓄積することにより反応するが、これらの植物の根は、虫で観察される暗テトラピロール依存死の現象を示さないことを表した。
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【００９９】
これらの例は、本発明の新規な概念を説明するものである。作用の光力学的態様は、次の２つの主な観点で作用の他の公知の態様と異なる：（ａ）光力学的態様は、生きている植物の葉の中のテトラピロールの生合成と蓄積とに依存する；および（ｂ）蓄積したテトラピロールは、植物の葉を光感受性とするので、後に光に当たると、非常に損傷を与える光力学的効果（感受性のある所望されない植物の死をもたらすかまたは所望の植物の死を伴わずに葉の脱水をもたらす非常に損傷を与える光力学的効果）を生じる。
【０１００】
殺虫系では、Ｐｒｏｔｏの蓄積は、処理された虫に誘発される。制御されないＰｒｏｔｏ生合成および蓄積は、暗所および明るいところでの処理済虫の死をもたらした。
【０１０１】
δ−アミノレブリン酸は、すべての生きている細胞に存在する天然の代謝物である；これは、生物圏の天然の成分であり、容易に生分解され得る。同じことが、ＡＬＡ暗代謝の生成物にもあてはまる、すなわち、植物を光に当てると非常に急速に消失することを示したＣｈｌ生分解経路のテトラピロール中間体にもあてはまる。同様に、例えばエチルニコチネートのような天然に存在するビタミンまたはその誘導体であるモジュレーターは、容易に生分解されることが期待されかつ環境に悪影響を及ぼさないことが期待される。したがって、ＡＬＡおよび／またはビタミンまたはその誘導体を用いる本発明の光力学的脱水組成物および方法は、環境に悪影響を及ぼさないであろう。
【０１０２】
本発明の精神と範囲内での組成物および適用の追加の例は、同時係属出願番号第０６／８９５，５２９号および同第０７／２９４，１３２号およびＲｅｂｅｉｚ，  Ｃ．Ａ．ら、ＣＲＣ  ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗｓ  ｉｎ  Ｐｌａｎｔ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，  ６（４）：３８５−４３６（１９８８）に記載されている。
【図面の簡単な説明】
以下に使用される次の用語は、特に断らない限り、次の意味を有する：
Ａｌｋ＝（Ｃ１  −Ｃ１０）アルキル基；  ＡＬＡ＝δ−アミノレブリン酸；  Ｃｈｌ＝クロロフィル；  Ｃｈｌｉｄｅ  ａ＝クロロフィリド（ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｉｄｅ）  ａ；  ｃｏｐｒｏｇｅｎ＝  コプロポーフィリノゲン（ｃｏｐｒｏｐｏｒｐｈｙｒｉｎｏｇｅｎ）；  ｃｖ＝栽培品種（ｃｕｌｔｉｖａｒ）；  ｄｉｃｏｔ＝双子葉植物（ｄｉｃｏｔｙｌｅｄｅｎｏｕｓ  ｐｌａｎｔ）；ＤＰ＝ジピリジル（ｄｉｐｙｒｉｄｙｌ）；  ＤＶ＝ジビニル；  Ｅ＝エステル；  Ｆ．ＡＬ＝脂肪アルコール；  ＬＷＭＰ＝長波長メタロポプルフィリン（環Ｅ形成の推定上の中間体）；  Ｍ＝メチル化；  ＭＥ＝メチルエステル；  Ｍｅ＝メチル；  Ｍｅ．Ｐ＝メチルプロピオネート；  ｍｏｎｏｃｏｔ＝単子葉植物（ｍｏｎｏｃｏｔｙｌｅｄｅｎｏｕｓ  ｐｌａｎｔ）；  ＭＰＥ＝Ｍｇ−プロトポルフィリンモノエステル；  ＭＰ（Ｅ）＝ＭＰＥとＭｇ−プロトポルフィリンＩＸの混合物；  ＭＶ＝モノビニル；  Ｐ＝ゲラニルゲラニオールによるエステル化をしさらにフィトールへ段階的に変換する；  ＰＢＧ＝ポルホビリノーゲン；  Ｐｃｈｌ＝プロトクロロフィル；  Ｐｃｈｌｉｄｅ＝プロトクロロフィリド（ｐｒｏｔｏｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｉｄｅ）；  Ｐｈｙ＝フィトール；  Ｐｒｏｔｏ＝プロトポルフィリンＩＸ；  Ｐｒｏｔｏｇｅｎ＝プロトポルフィリノゲンＩＸ；  Ｕｒｏｇｅｎ＝ウロポルフィリノゲン（ｕｒｏｐｏｒｐｈｙｒｉｎｏｇｅｎ）；  ｖａｒ＝変種（ｖａｒｅｉｔｙ）。
本発明は、添付の図面を参照することによりさらによく理解されるであろう。
【図１】６つに枝分かれしたＣｈｌ  ａの生合成経路を示している図である。
【図２】図１に示したメタロテトラピロール（「テトラピロール」）のいくつかの代表的な構造を示す図である。
【図３】プロトポルフィリンＩＸの蓄積に関連される林檎苗木のパーセント落葉を示している図である（＊測定の係数（ｒ２）は、５％レベルで有意的である）。
【図４】ジビニルＭｇプロトポルフィリンモノエステルの蓄積に関連される林檎苗木のパーセント落葉を示している図である（＊測定の係数（ｒ２）は、５％レベルで有意的である）。
【図５】モノビニルプロトクロロフィリドの蓄積に関連される林檎苗木のパーセント落葉を示している図である（＊測定の係数（ｒ２）は、５％レベルで有意的である）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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