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トリシクラゾール, CGA 49104, フサライドなどの非殺菌性抗いもち剤が, いもち病菌菌糸によるメラニン合成を阻害し, 培地中に中間体やその代謝物を蓄積することはすでに知られているが, これらの薬剤に最も感受性の高い感染過程において重要な働きをする付着器の成熟過程でも同様に2-ヒドロキシジュグロン (2-HJ) 等の蓄積が認められた. セロファン膜への穿入も同時に阻害されるが, 菌糸によるセルラーゼの産生に対する影響はなく, メラニン生合成後期中間体の薬剤との拮抗作用も完全でないことから, 2-HJのような細胞毒性を有する代謝物が付着器内およびその近傍に蓄積することが, 菌の感染機能の獲得または発現を阻害する一要因であることを推定した.

Several cationic surfactants were tested for their inhibitory activities against powdery mildew of cucumber. Among alkyltrimethylammonium chloride, the octyl derivative was the most effective on the powdery mildew, but caused a little phytotoxicity. Alkyldimethylbenzylammonium chloride used in this experiment showed low effects. Didodecyldimethylammonium bromide was remarkably effective, and caused on phytotoxicity on cucumber plants. Inhibitory effects of didodecyldimethylammonium bromide were observed at various growth stages of the cucumber powdery mildew fungus (Sphaerotheca fuliginea), namely, conidial germination, appressorial formation, haustorial formation, hyphal growth, and sporulation. The compound was effective on the fungus at all stages of the life cycle, especially at haustorial formation, hyphal growth, and sporulation. Also the stained mycelia of this fungus showed a speckled, collapsed membrane system and death of hyphal cell were observed frequently. These results suggest that didodecyldimethylammonium bromide act on the cell membrane.

1-メチルチオセミカルバジドは田面水中に施用されたのち, 湛水土壌系中において抗菌性物質を含む三つの化合物に変換し, 抗菌性物質と他の1成分はイネ体内に吸収された. 抗菌性物質はイネ体内で長期にわたり保持されるところから, 1-メチルチオセミカルバジドの田面水中施用によるすぐれたイネ白葉枯病防除効果は, 本抗菌性物質によるものと考えられる. 抗菌性物質をイネ体より抽出精製し同定したところ, 2-アミノ-1,3,4-チアジゾールであった.

キュウリうどんこ病菌 Sphaerotheca fuliginea を供試し, 本菌の生育過程に及ぼす大豆レシチンの影響を検討した. キュウリ子葉裏面に大豆レシチン2000ppmを処理し, うどんこ病菌分生胞子を接種し, 分生胞子の発芽, 菌糸の伸長, 分生子梗, 分生胞子の形成を経時的に走査電顕により観察した. 分生胞子の発芽には著しい抑制はみられなかったが, 無処理区に比し, 発芽管がやや太く, 短くなり, 菌糸の伸長が遅くなる傾向がみられた. もっとも顕著な影響は, 処理区の接種3日目以降の菌糸先端部に現われた. すなわち, 伸長した菌糸の先端部周縁に薄膜が見られ, うなぎ尾状を呈し, 日数の経過とともに膜の部分が拡大することであった. また無処理区に比し, 分生子梗, 分生胞子の形成が遅れ, 数も少なく, とくに分生胞子が分生子鎖から離脱せずに, そのままたれ下がり, 全体的にゼンマイ状を呈するものがみられた.

フサライドを実験室で調製した堆肥に添加しその代謝過程を検討し, 生成した代謝産物について若干の生理作用を検討した.(1) フサライドは, 堆肥中ですみやかに代謝された. 代謝産物としてベンゼンおよび酢酸エチル区分から18種の化合物が同定されたが, 時間とともに水層区分の増加が認められた.(2) フサライドは堆肥中で開環し, 3, 4, 5, 6-テトラクロロ-2-ヒドロキシメチル安息香酸塩として存在していた. このように水溶性の大きい型をとりうる性質はその後の代謝をうけやすく, 残留性の大きい塩素系殺虫剤と異なるところであると考えられる.(3) 代謝過程はまずテトラクロロフタル酸への酸化である. 次に核塩素のSCH3化であり, おもに 4, 6, 7-トリクロロ-5-メチルチオフタリドが生成し, またこの化合物の代謝では酸化生成物のフタル酸誘導体のみ認められ, この生成機構に関しても推論した.(4) クロロフタリドの脱塩素化は5位, 6位の順に起こり7位塩素の脱離は前者に比較し遅かった. またクロロフタル酸の脱塩素化は3位, 6位が非常に速く, 4位, 5位塩素の脱離は遅くなっていた.(5) すべての代謝産物はフサライドより水によく溶け, 残留性や蓄積性の少ない化合物に変化してゆくことが予想された. また野菜に対する薬害はフサライドより若干強い代謝産物があったが, その生成量が少ないことから実際の場面で薬害を起こすことはないものと考えられる.

キュウリ斑点性細菌病菌を用いてマイオマイシンの作用機構について検討した. 本抗生物質は増殖中期の供試菌の増殖を10μg/mlの濃度で完全に阻害した. ピルビン酸, 酢酸を基質とする呼吸は阻害されたが, グルコース,クエン酸, コハク酸の場合は阻害されなかった. 呼吸阻害についてはマイオマイシン耐性菌においても同様の結果が得られた. また, 放射性前駆体を用いての取り込み実験では, あらかじめ取り込ませた細胞からの放射性物質の漏出はみられず, 14C-ウリジン, 14C-チミジン, 14C-グルコサミン, 14C-酢酸の取り込みは阻害されなかったが, タンパクへの14C-フェニルアラニンの取り込みは強く阻害された. なお, 耐性菌においては, 14C-フェニルアラニンの取り込みはほとんど阻害されなかった. 以上の結果から, 本抗生物質はタンパク合成に強く作用しているものと思われる.

殺菌性抗いもち剤およびプロベナゾールは, いもち病菌の色素合成 (黒色化) に影響を与えなかったが, トリシクラゾール, CGA 49104, フサライド, ペンタクロロベンジルアルコール (PCBA) は菌系によるポリケタイド系のメラニン生合成を阻害または攪乱し, 中間体: シタロンおよび代謝物: 2-ヒドロキシジュグロン (2-HJ, 黄色色素) を共通に蓄積した. ただ, フサライドとPCBAはフラビオリン赤色色素の蓄積にはあまり影響しなかった. これら薬剤のセロハン膜法による付着器からの侵入阻害は葉鞘検定の結果とよく一致し, 薬剤の一次作用点が宿主側よりは菌側にあることを示唆した. また,これら薬剤は, いもち病菌付着器の黒化も抑制するが, トリシクラゾール, CGA 49104の存在下にメラニン合成の後期中間体: バーメロンまたは1,8-ジヒドロキシナフタレンを添加すると, 付着器からセロハン膜への穿入回復は明瞭でなかったものの, 着色阻害は完全に回復した. 一方, 2-HJとシタロンは, いもち病菌の感染過程に影響することが認められ, メラニン合成阻害に基づく付着器の未熟に加えて生理活性中間体の蓄積も薬剤の有効性に関与している可能性が考えられた.

抗性物質マイオマイシンは1973年に, French らにより発見されたものであるが, 植物病原菌に対する効果については報告されていないので, 7種の植物病原細菌を用いて試験し, 寒天希釈法で, 25～100μg/ml濃度, 比濁法では, 2～100μg/ml濃度で各細菌の生育を完全に阻害した. しかし, 寒天拡散法では100μg/ml濃度でも非常に小さな阻止円しか形成されなかった. 一方, in vivo 試験においては, ハクサイ軟腐病およびキュウリ斑点細菌病に対し, 45～75μg/ml濃度で顕著な防除効果が示された. さらに, ストレプトマイシン耐性株によるキュウリ斑点細菌病に対しても, かなりの防除効果を有することが認められた.

炭酸水素ナトリウムのカンキツ貯蔵病害に対する効果を付傷接種および普通貯蔵において検討し, 以下のような結果を得た.果実を0.25Mの炭酸水素ナトリウム溶液中に浸漬したのち付傷し, P. digitatum の胞子を接種した場合, 本菌による緑カビ病はまったく発生しなかった. thiophanate の700ppm溶液に浸漬した場合には, 21%の果実に緑カビ病の発生がみられた. また, 果実に付傷したのち薬液に浸漬し, 接種した場合, 炭酸水素ナトリウム区では緑カビ病はまったく発病しなかったが, thiophanate 区では11%の果実に緑カビ病が発生した. 果実に付傷後, 接種し, 24時間湿室に保ち感染させたのち, 薬液に浸漬した場合, 炭酸水素ナトリウム区では緑カビ病の発生が68%抑制された. thiophanate 区では18%の抑制であった. また, 炭酸水素ナトリウムは thiophanate には及ばなかったが, P. itaricum による青カビ病の発生をも抑制した. さらに, 5週間にわたる常温貯蔵において, 炭酸水素ナトリウムは緑カビ病の発生をほとんど完全に抑制した. thiophanate 区では約25%, 無処理区では約50%の果実に緑カビ病が発生した. 炭酸水素ナトリウムは緑カビ病以外の貯蔵病害 (軸腐れ病, 黒腐れ病など) の発生をも抑制し, thiophanate 区よりもまさった.

炭酸水素ナトリウム (SBC) はカンキツ緑かび病をはじめ数種の植物病害に抑制効果を有するが, 植物体上で結晶化し, 効果にふれがある. 食添用乳化剤を加えて製剤化した結果, キュウリ, ナス, イチゴなどのうどんこ病防除薬剤として実用性のあることが判定された. 本剤の作用特性を知る目的で, キュウリうどんこ病菌 Sphaerotheca fuliginea の各生育過程に及ぼす影響を検討し, 次のような結果が得られた. 1) 直接SBC剤2,000ppmを散布することによって, 分生胞子発芽の80～100%を阻害した. 2) 菌糸伸長には水処理と大差はなく, 強い阻害効果は認められない. 3) 分生子梗形成の抑制率は38%であって, あまり抑制的ではなかった. 4) 分生胞子形成は約20時間で無処理1分生子梗あたり5個であったが, SBC剤処理区ではまったく形成されなかった. 5) 新生分生胞子にSBC剤を処理したところ, 表面に小突起ができ, わずかな圧力で細胞壁が破れ, 内容物がとび出した. このような分生胞子を接種しても発病にいたらず, そのうえ, SBC剤は分生胞子の飛散を著しく抑制した.

浸透性抗いもち剤イソプロチオランのいもち病菌静止菌体の脂質合成に対する影響を調べた. その結果, 50μg/mlイソプロチオラン濃度添加で14C-酢酸の脂肪酸, トリグリセリドへの取り込みと14C-メチルラベルメチオニンのリン脂質への取り込みが著しく抑えられた. しかし, 上記濃度のイソプロチオラン添加で, エルゴステロールへの14C-酢酸の取り込みにはまったく影響は認められなかったが, 前駆物質のラノステロールは約3倍蓄積した. 14C-オレイン酸, 14C-パルミチン酸のトリグリセリド, リン脂質への取り込みを調べた結果, 50μg/ml濃度のイソプロチオラン添加で影響は認められなかった. いもち病菌菌糸より脂肪酸合成酵素を調製し, 14C-アセチルCoAを用いて脂肪酸合成に対するイソプロチオランの影響を調べた結果, 50μg/mlイソプロチオラン添加でもまったく影響は認められなかった.

イソプロチオランを含むグルコース・酵母エキス寒天培地でいもち病菌を増殖させると, 発芽管の先端や菌糸先端が異常に膨潤した. その膨潤細胞の直径は正常細胞の4～6倍にも達した. それゆえ, イソプロチオランによる細胞壁合成阻害が考えられたので, 14Cを標識した各種糖類のいもち病菌の細胞壁分画への取り込みに対するイソプロチオラン50μg/mlの影響を調べた. その結果, 14C-リボース, 14C-ガラクトースの取り込みを著しく阻害し, その阻害率は70%以上であった. また14C-グルコース, 14C-マンノースの細胞壁区分への取り込みも同様に阻害し, その阻害率は約50%であった. しかし, 14C-グルコサミンの取り込みにはまったく影響を与えなかった. 上記の14C-糖類の緩衝液より菌糸への取り込みを調べた結果, 細胞壁分画への取り込みを阻害された糖類は細胞壁への取り込み阻害率と同様の阻害率でイソプロチオラン50μg/mlにより菌体内への取り込みを阻害された. 糖類のイソプロチオラン50μg/mlによる菌体内への取り込み阻害とイソプロチオラン5μg/mlによる菌糸の生育阻害を調べた結果, 両者には正の相関関係が認められた. 以上よりイソプロチオランによる発芽管および菌糸先端の影響は菌体内への糖類の取り込みが阻害された結果によると推論した.

イソプロチオランのいもち病菌 (P. oryzae P2) に対する抗菌力を種々の糖類を含む寒天培地で検討した結果, リボース・酵母エキス培地では, 最低生育阻止濃度MICが5μg/ml以下であるのに対してグルコース・酵母エキスでは, MICが20μg/ml以上に増加した. リボース・酵母エキス液体培地とグルコース・酵母エキス液体培地中で, 14C-イソプロチオラン (6μg/ml) の菌糸による代謝を調べた結果, 24時間培養でリボース・酵母エキス培地では完全に代謝されたのに比してグルコース・酵母エキス培地では添加した量の約30%しか他の物質に代謝されなかった. リボース・酵母エキス培地でいもち病菌の菌糸増殖に対するイソプロチオラン5μg/mlの影響を調べたところ, 初めの24時間には菌糸の増殖は阻害が認められなかったが, 添加したイソプロチオランがほぼ完全に他の物質に代謝される24時間以降に初めて菌糸増殖が阻害された.