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殺菌剤は、寄生菌またはその胞子を殺すために使用される農薬です。[1]菌類は農業に深刻な被害をもたらし、収穫量、品質、利益に重大な損失をもたらします。殺菌剤は農業で使用されるほか、動物の菌類感染症と戦うためにも使用されます。また、植物に感染する方法は似ていますが、分類上/遺伝的には菌類ではない卵菌類を制御するためにも殺菌剤が使用されます。殺菌剤には、接触型、葉身貫通型、全身性のいずれかがあります。接触型殺菌剤は植物組織に取り込まれず、散布された植物のみを保護します。葉身貫通型殺菌剤は、散布された葉の上部表面から、散布されていない下部表面に殺菌剤を再分布させます。全身性殺菌剤は、木部導管を通して取り込まれ、再分布します。植物のすべての部分に移動する殺菌剤はほとんどありません。一部は局所的に全身に作用し、一部は上方に作用します。[2] [3] 小売店で購入できる殺菌剤のほとんどは液体の形で販売されており、有効成分は弱い濃縮物では0.08％、より強力な殺菌剤では0.5％ほど含まれています。粉末状の殺菌剤は通常、約90％が硫黄です。
安全性
人間の消費用食品には、主に収穫後の処理による殺菌剤の残留物が検出されています。[4]殺菌剤の中には、現在では使用されていないビンクロゾリンなど、人体に危険なものもあります。 [5]ジラムも、長期暴露で人体に有毒であり、摂取すると致命的となる殺菌剤です。[6] 多くの殺菌剤は、人間の医療にも使用されています。
殺菌剤の種類
他の殺虫剤と同様に、殺菌剤も数多くあり、多様です。この複雑さにより、殺菌剤を分類するための多様な体系が生まれました。分類は、無機と有機、化学構造、そして最も一般的には作用機序 (MOA) に基づいています。これらのそれぞれの分類は、基礎となる科学の進化を反映しています。
伝統的
従来の殺菌剤は、硫黄[7]や銅塩などの単純な無機化合物です。安価ではありますが、繰り返し使用する必要があり、比較的効果がありません。 [1]殺菌剤のその他の有効成分には、ニームオイル、ローズマリーオイル、ホホバオイル、バチルス・サチリス菌、有益な菌類のウロクラディウム・オウデマンシイなどがあります。
非特異的
1930年代に、この目的で使用される最初の有機化合物であるジチオカルバメートベースの殺菌剤が利用可能になりました。これらには、フェルバム、ジラム、ジネブ、マネブ、マンコゼブが含まれます。これらの化合物は非特異的であり、システインベースのプロテアーゼ酵素を阻害すると考えられています。同様に非特異的なのは、N置換フタルイミドです。メンバーには、カプタフォール、キャプタン、フォルペットが含まれます。 クロロタロニルも非特異的です。[1]
特定の
特定の殺菌剤は、真菌の特定の生物学的プロセスを標的とします。
核酸代謝
細胞骨格とモータータンパク質
呼吸
一部の殺菌剤は、代謝の中心となる酵素であるコハク酸脱水素酵素を標的としています。これらの殺菌剤は、担子菌綱の菌類を最初に標的としました。これらの菌類は穀物に対して活性があります。
アミノ酸とタンパク質の合成
シグナル伝達
脂質合成 / 膜の完全性
細胞壁におけるメラニン合成
- トリシクラゾール
膜におけるステロールの生合成
細胞壁の生合成
宿主植物の防御誘導
マイコウイルス
最も一般的な真菌性作物病原体のいくつかは、マイコウイルスに感染することが知られており、植物や動物のウイルスと同じくらい一般的である可能性が高いが、研究はそれほど進んでいない。マイコウイルスの絶対寄生性を考えると、これらすべてが宿主に有害であり、したがって潜在的な生物的防除/生物殺菌剤である可能性がある。[9]
抵抗
病気を最も効果的に抑制する投与量は、耐性を獲得するための選択圧も最も大きくする。[10]
場合によっては、病原体が複数の殺菌剤に対する耐性を発達させることがあります。この現象は交差耐性として知られています。これらの追加の殺菌剤は、通常、同じ化学ファミリーに属し、同じように作用するか、解毒のメカニズムが似ています。負の交差耐性が発生することもあり、これは、ある化学クラスの殺菌剤に対する耐性が、別の化学クラスの殺菌剤に対する感受性を高めるというものです。これは、カルベンダジムとジエトフェンカルブで確認されています。また、別々の突然変異イベントによって、化学的に異なる 2 つの殺菌剤に対する耐性が発生する可能性もあります。たとえば、Botrytis cinerea は、アゾール系殺菌剤とジカルボキシミド系殺菌剤の両方に耐性があります。
耐性を獲得する一般的なメカニズムは、標的酵素の改変である。例えば、経済的に重要なバナナの病原菌であるブラックシガトカは、 QoI殺菌剤に対して耐性であるが、これはQoI殺菌剤の標的タンパク質であるシトクロムbの1つのヌクレオチドの変化により、1つのアミノ酸（グリシン）が別のアミノ酸（アラニン）に置き換わったためである。 [11]これにより、殺菌剤とタンパク質の結合が阻害され、殺菌剤が無効になると考えられている。標的遺伝子の上方制御によっても殺菌剤が無効になることがある。これは、DMI耐性のVenturia inaequalis株で見られる。[12]
殺菌剤耐性は、殺菌剤を細胞外に効率的に排出することによっても発達する。セプトリア・トリティシはこのメカニズムを利用して多剤耐性を獲得した。この病原体は、基質特異性が重複する5つのABC型トランスポーターを持ち、それらが連携して毒性化学物質を細胞外に排出する。[13]
上で概説したメカニズムに加えて、真菌は標的タンパク質を回避する代謝経路を開発したり、殺菌剤を無害な物質に代謝できるようにする 酵素を獲得したりする可能性もあります。
耐性により効力を失うリスクのある殺菌剤には、アゾキシストロビンなどのストロビルリン系殺菌剤が含まれる。[14]有効成分が共通の作用機序を共有しているため、交差耐性が発生する可能性がある。[15] FRACはCropLife Internationalによって組織されている。[16] [14]
参照
さらに読む
- Haverkate , F.; Tempel, A.; Held, AJ ( 1969). 「2,4,5-トリクロロフェニルスルホニルメチルチオシアネートと真菌胞子の相互作用」。オランダ植物病理学ジャーナル。75 ( 5): 308–315。doi :10.1007/BF02015493。S2CID 23304303。
参考文献
- ^ abc Dreikorn, Barry A.; Owen, W. John (2000). 「殺菌剤、農業用」。Kirk -Othmer 化学技術百科事典。doi :10.1002 / 0471238961.0621140704180509.a01。ISBN 978-0-471-48494-3。
- ^ Mueller, Daren. 「殺菌剤：用語」。アイオワ州立大学。2013年6月1日閲覧。
- ^ Latijnhouwers, Maita; de Wit, Pierre; Govers, Francine (2003). 「卵菌類と菌類：植物を攻撃する類似の兵器」. Trends in Microbiology . 11 (10). Cell Press : 462–469. doi :10.1016/j.tim.2003.08.002. ISSN 0966-842X. PMID 14557029. S2CID 22200121.
- ^ Brooks and, GT; Roberts, TR, 編 (1999).農薬化学と生物科学. 王立化学協会. doi :10.1533/9781845698416. ISBN 978-1-84569-841-6. OCLC 849886156.
- ^ フレリア P、フィモニャーリ C、マッフェイ F、ヴィガーニ F、メシルカ R、ポッツェッティ L、パオリーニ M、カンテッリ フォルティ G (1996 年 9 月)。 「殺菌剤ビンクロゾリンの遺伝毒性および非遺伝毒性」。突然変異誘発。11 (5): 445–53。土井：10.1093/mutage/11.5.445。PMID 8921505。
- ^ 国立生物工学情報センター。PubChem 化合物データベース; CID=8722、https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/8722 (2019 年 1 月 13 日アクセス)
- ^ C.マイケル・ホーガン。2011年。硫黄。地球百科事典、A.ジョーゲンセンとCJクリーブランド編、国立科学環境評議会、ワシントンDC。2012年10月28日アーカイブ、Wayback Machineにて
- ^ Thao, Hoang Thi Bich; Yamakawa, Takeo (2009年4月). 「亜リン酸: 殺菌剤、肥料、あるいは生物刺激剤?」.土壌科学と植物栄養. 55 (2): 228–234. Bibcode :2009SSPN...55..228T. doi : 10.1111/j.1747-0765.2009.00365.x .
- ^ Pearson, MN; Beever, RE; Boine, B.; Arthur, K. (2009). 「糸状菌のマイコウイルスと植物病理学との関連性」。分子植物病理学 （レビュー）。10 （ 1 ）：115–128。doi ：10.1111/ j.1364-3703.2008.00503.x。PMC 6640375。PMID 19161358。S2CID 34331588。
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- ^ Schnabel G 、 Jones AL (2001 年 1 月)。「ミクロブタニル耐性のVenturia inaequalis 株では 14alpha-Demethylasse(CYP51A1) 遺伝子が過剰発現している」。Phytopathology。91 ( 1 ): 102–110。doi : 10.1094 /PHYTO.2001.91.1.102。PMID 18944284。
- ^ Zwiers LH、Stergiopoulos I、 Gielkens MM、Goodall SD、De Waard MA (2003 年 7 月)。「小麦病原菌 Mycosphaerella graminicola の ABC トランスポーターは、生物および異物毒性化合物に対する保護剤として機能します」。Mol Genet Genomics。269 ( 4): 499–507。doi :10.1007/s00438-003-0855-x。PMID 12768412 。
- ^ ab 「殺菌剤耐性対策委員会ウェブサイト」。
- ^ 「交差耐性パターンと作用様式別に分類された真菌防除剤」（PDF） 。2020年。 2021年8月16日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2020年9月4日閲覧。
- ^ 「耐性管理」CropLife International 2018-02-28. 2020-12-10時点のオリジナルよりアーカイブ。2020-11-22閲覧。
外部リンク
- 殺菌剤耐性対策委員会
- 殺菌剤耐性行動グループ、英国
- 農薬一般情報 2007-12-29 にWayback Machineにアーカイブ- 国立農薬情報センター、オレゴン州立大学、米国