病害防除についてメモ書きしています。
※目次をクリックすると目次の下部にコンテンツが表示されます。
病原の種類と特徴
●糸状菌(かび)
・作物の病原として重要なものの多くがこれに属する。
・菌糸や胞子を形成する。
・糸状菌は、大きく以下の5つのグループに分類され、同じグループに属する菌に対しては共通の薬剤が有効な場合が多い。
べん毛菌類、接合菌類、子のう菌類、担子菌類、不完全菌類
●細菌
・基本的に単細胞で、糸状菌のような菌糸や胞子を形成しない。
・寄主作物へは傷口や気孔などの自然開口部から侵入する。
・有効な薬剤は、銅剤と抗生物質(ストレプトマイシンなど)やその他いくつかの有機殺菌剤に限られる。
●ウイルス
・細胞を持たず、核酸を蛋白質で包んでいる粒子。
・ウイルスの伝染は、アブラムシ類やウンカ、ヨコバイ類などの媒介生物(ベクター)によるものや汁液によって行われる。
また、種子伝染や土壌伝染するものも知られている。
・直接防除できる薬剤はなく、防除は媒介生物の駆除が中心となる。
・作物の病原として重要なものの多くがこれに属する。
・菌糸や胞子を形成する。
・糸状菌は、大きく以下の5つのグループに分類され、同じグループに属する菌に対しては共通の薬剤が有効な場合が多い。
べん毛菌類、接合菌類、子のう菌類、担子菌類、不完全菌類
●細菌
・基本的に単細胞で、糸状菌のような菌糸や胞子を形成しない。
・寄主作物へは傷口や気孔などの自然開口部から侵入する。
・有効な薬剤は、銅剤と抗生物質(ストレプトマイシンなど)やその他いくつかの有機殺菌剤に限られる。
●ウイルス
・細胞を持たず、核酸を蛋白質で包んでいる粒子。
・ウイルスの伝染は、アブラムシ類やウンカ、ヨコバイ類などの媒介生物(ベクター)によるものや汁液によって行われる。
また、種子伝染や土壌伝染するものも知られている。
・直接防除できる薬剤はなく、防除は媒介生物の駆除が中心となる。
●柔組織病 ・作物の皮層などの柔らかな細胞組織を壊死させ、作物の苗では苗立枯病、生育した作物では根腐れ病を起こす。 ・病原菌は、糸状菌、細菌、放線菌など。 ●導管病 ・菌が作物体内の導管に侵入し水の上昇を妨げ、地上部を萎凋させる。 ・病原菌は、糸状菌、細菌など。 ●肥大病 ・感染組織の細胞を異常に分裂ないし肥大させ、こぶ状の肥大を起こさせ、導管を圧迫し水の上昇を妨げて萎凋などを起こさせる。 ・病原菌は、糸状菌、細菌 ※参考資料『有機農業営農ビジョン構築支援事業報告書(2015)有機農業の基礎知識 日本土壌協会』
病原の伝染方法の分類
●空気伝染
・病原菌の胞子が風に運ばれて伝染。
・うどんこ病、イネいもち病など
●水媒伝染(雨媒伝染)
・胞子や遊走子、細菌が雨水などの水に運ばれて伝染。
・疫病、イチゴ炭そ病など
●土壌伝染
・土壌に生息する病原微生物が作物の根や地際部から侵入して伝染。
・アブラナ科根こぶ病、トマト青枯病、果樹白紋羽病など
●種子伝染
・種子の表面や内部に潜伏している病原微生物が種子とともに運ばれて伝染。
・種いもなど栄養繁殖体も含む(種いも伝染、種球伝染など)
・イネばか苗病、馬鈴しょ疫病など
●媒介生物による伝染(虫媒伝染)
・昆虫やダニ、線虫、菌類など他の生物(ベクター)に運ばれて伝染。
・イネ縞葉枯病など多くのウイルス病やマイコプラズマによる病害
●その他
・接ぎ木伝染、汁液伝染など主に人間の栽培管理作業による伝染。
・病原菌の胞子が風に運ばれて伝染。
・うどんこ病、イネいもち病など
●水媒伝染(雨媒伝染)
・胞子や遊走子、細菌が雨水などの水に運ばれて伝染。
・疫病、イチゴ炭そ病など
●土壌伝染
・土壌に生息する病原微生物が作物の根や地際部から侵入して伝染。
・アブラナ科根こぶ病、トマト青枯病、果樹白紋羽病など
●種子伝染
・種子の表面や内部に潜伏している病原微生物が種子とともに運ばれて伝染。
・種いもなど栄養繁殖体も含む(種いも伝染、種球伝染など)
・イネばか苗病、馬鈴しょ疫病など
●媒介生物による伝染(虫媒伝染)
・昆虫やダニ、線虫、菌類など他の生物(ベクター)に運ばれて伝染。
・イネ縞葉枯病など多くのウイルス病やマイコプラズマによる病害
●その他
・接ぎ木伝染、汁液伝染など主に人間の栽培管理作業による伝染。
殺菌剤の作用機構
●呼吸系の阻害
・ミトコンドリア内には、呼吸に関連する酵素系が存在していて、何種類かのチトクロームという物質が電子伝達に重要な役割を果たしている。
・アゾキシストロビンなどのメトキシアクリレート系殺菌剤はチトクロームbとチトクロームc1間の電子伝達を阻害する。
・フルトラニル、ペンシクロンなどのカルボキシアニリド系の殺菌効果も同様の作用機構による。
●エルゴステロール合成の阻害
・エルゴステロールは、カビ類の細胞膜で膜の強度、透過性、膜にある酵素の働きにとって必要な物質。
●メラニン生合成の阻害
・いもち菌の胞子は葉の表面から付着器をのばしてイネ体内に侵入する。このときに付着器にかかる強い圧力に耐えるために付着器の壁の補強財としてメラニンを作る。
・フサライド、トリシクラゾールなどのいもち防除剤は、このメラニン生合成に関係する酵素を阻害し、菌の侵入を止める。
・これらの薬剤は、イネがない状態ではいもち菌に対する効果はない。
●抵抗性誘導
・プロベナゾールなどのいもち病の殺菌剤は、イネ自身が持つ細胞壁を硬くするリグニンや殺菌作用をもつスーパーオキシドを生成するホルモン系を励起し、抵抗性を誘導する。
●RNA合成の阻害
・フェニルアミド系の殺菌剤メタラキシルやオキサジキシルは、RNAポリミラーゼという酵素の作用を阻害し、殺菌作用を現す。
●タンパク質合成阻害
・農業用抗生物質であるカスガマイシンやストレプトマイシンは、タンパク質合成の過程で、転移RNA-アミノ酸複合体とメッセンジャーRNAとの結合を阻害する。
・クロラムフェニコールはタンパク質が作られるときのアミノ酸どうしの結合を阻害する。
●細胞分裂の阻害
・細胞内にある微小管と呼ばれる繊維状の構造体は、いろいろなタンパク質と結合して細胞の骨格を作ったり、細胞分裂などの動的過程に関係するなど多様な機能を持っている。
・ベンゾイミダゾール系の殺菌剤は、有糸核分裂に関係する微小管タンパク質に結合して核分裂を阻害する。
●SH酵素の阻害
・酵素には様々な種類があるがSH基(スルフヒドリル基)を持つSH酵素は、酵素作用の対象となる物質に結合する際に、SH基が結合末端としての役割を持つ。
・有機硫黄系(マンネブなど)や有機塩素系(キャプタン、TPNなど)はSH基と反応して酵素の働きを抑える事によって殺菌効力を示す。
・ミトコンドリア内には、呼吸に関連する酵素系が存在していて、何種類かのチトクロームという物質が電子伝達に重要な役割を果たしている。
・アゾキシストロビンなどのメトキシアクリレート系殺菌剤はチトクロームbとチトクロームc1間の電子伝達を阻害する。
・フルトラニル、ペンシクロンなどのカルボキシアニリド系の殺菌効果も同様の作用機構による。
●エルゴステロール合成の阻害
・エルゴステロールは、カビ類の細胞膜で膜の強度、透過性、膜にある酵素の働きにとって必要な物質。
●メラニン生合成の阻害
・いもち菌の胞子は葉の表面から付着器をのばしてイネ体内に侵入する。このときに付着器にかかる強い圧力に耐えるために付着器の壁の補強財としてメラニンを作る。
・フサライド、トリシクラゾールなどのいもち防除剤は、このメラニン生合成に関係する酵素を阻害し、菌の侵入を止める。
・これらの薬剤は、イネがない状態ではいもち菌に対する効果はない。
●抵抗性誘導
・プロベナゾールなどのいもち病の殺菌剤は、イネ自身が持つ細胞壁を硬くするリグニンや殺菌作用をもつスーパーオキシドを生成するホルモン系を励起し、抵抗性を誘導する。
●RNA合成の阻害
・フェニルアミド系の殺菌剤メタラキシルやオキサジキシルは、RNAポリミラーゼという酵素の作用を阻害し、殺菌作用を現す。
●タンパク質合成阻害
・農業用抗生物質であるカスガマイシンやストレプトマイシンは、タンパク質合成の過程で、転移RNA-アミノ酸複合体とメッセンジャーRNAとの結合を阻害する。
・クロラムフェニコールはタンパク質が作られるときのアミノ酸どうしの結合を阻害する。
●細胞分裂の阻害
・細胞内にある微小管と呼ばれる繊維状の構造体は、いろいろなタンパク質と結合して細胞の骨格を作ったり、細胞分裂などの動的過程に関係するなど多様な機能を持っている。
・ベンゾイミダゾール系の殺菌剤は、有糸核分裂に関係する微小管タンパク質に結合して核分裂を阻害する。
●SH酵素の阻害
・酵素には様々な種類があるがSH基(スルフヒドリル基)を持つSH酵素は、酵素作用の対象となる物質に結合する際に、SH基が結合末端としての役割を持つ。
・有機硫黄系(マンネブなど)や有機塩素系(キャプタン、TPNなど)はSH基と反応して酵素の働きを抑える事によって殺菌効力を示す。
殺菌剤の分類
●保護殺菌剤と浸透性殺菌剤
○保護殺菌剤
・作物の表面に化学的な壁をつくって、病原の侵入を阻止、防御(予防効果)する薬剤。
・すでに作物体内に侵入している病原には効果が劣る。予防的。
・病原菌のさまざまな部分に非特異的に作用するため、広い範囲の病原菌に効果がある。
・薬剤耐性菌は発達しにくい。
・防除効果の点では切れ味に欠けるものも多く、また、散布時期が遅れると効果が劣る。
○浸透性殺菌剤
・作物組織内に侵入・感染した病原菌にも有効に作用する(治療効果)。
・組織内に浸透し病原へ作用することから、病原の周囲への進行を抑える。
・特定の病原菌に選択的に作用し優れた防除効果を示すが、それ以外の病原菌には効果は期待できない。
・薬剤耐性菌が発達しやすい。
●殺菌剤の化学的分類
○保護殺菌剤
・銅剤(無機銅、有機銅)
・無機硫黄
・ジチオカーバメート
○浸透性殺菌剤
・有機リン系
・ベンズイミダゾール系
・N-フェニルカーバメート系
・ジカルボキシイミド系
・カルボキシアミド系
・フェニルアマイド系
・DMI(EBI)
・抗生物質
・ストロビルリン系
○保護殺菌剤
・作物の表面に化学的な壁をつくって、病原の侵入を阻止、防御(予防効果)する薬剤。
・すでに作物体内に侵入している病原には効果が劣る。予防的。
・病原菌のさまざまな部分に非特異的に作用するため、広い範囲の病原菌に効果がある。
・薬剤耐性菌は発達しにくい。
・防除効果の点では切れ味に欠けるものも多く、また、散布時期が遅れると効果が劣る。
○浸透性殺菌剤
・作物組織内に侵入・感染した病原菌にも有効に作用する(治療効果)。
・組織内に浸透し病原へ作用することから、病原の周囲への進行を抑える。
・特定の病原菌に選択的に作用し優れた防除効果を示すが、それ以外の病原菌には効果は期待できない。
・薬剤耐性菌が発達しやすい。
●殺菌剤の化学的分類
○保護殺菌剤
・銅剤(無機銅、有機銅)
・無機硫黄
・ジチオカーバメート
○浸透性殺菌剤
・有機リン系
・ベンズイミダゾール系
・N-フェニルカーバメート系
・ジカルボキシイミド系
・カルボキシアミド系
・フェニルアマイド系
・DMI(EBI)
・抗生物質
・ストロビルリン系
弱毒ウィルス利用
・ウィルス病は薬剤では防除できない。ウィルス病の多くは昆虫類が媒介ととなるので、その防除や寄生防止により感染させないようにしている。
・ウィルス同士には互いに干渉しあう作用があり、これを利用したのが弱毒ウィルス接種法。
これは、病原性をほとんど示さない弱いウィルスを先に感染させておき、後から感染するウィルス病を抑えたり、症状を軽減させたりするもの。
・ウィルス同士には互いに干渉しあう作用があり、これを利用したのが弱毒ウィルス接種法。
これは、病原性をほとんど示さない弱いウィルスを先に感染させておき、後から感染するウィルス病を抑えたり、症状を軽減させたりするもの。
殺菌剤の選択性
・呼吸系やSH酵素など、動物にも存在する代謝系に作用する殺菌剤が動物に対して毒性が弱いのは、動物では代謝系によって解毒されるためと考えられる。
薬剤耐性
●薬剤耐性の主要因
・菌の体内への薬剤の取り込み量が少ない。
・取り込んだ薬剤を解毒する菌の能力が高い。
・菌の体内にある薬剤の作用点と薬剤の親和性が低下している。
●交差耐性と多剤耐性
・ある生物が1種類の薬剤に対して耐性を獲得すると同時に別の種類の薬剤に対する耐性も獲得することを”交差耐性”という。
一般に、化学構造や作用機作が類似した薬剤間でこのような現象がみられる。
・ある病原菌が作用機序の異なる2種類以上の薬剤に対する耐性を示すことを”多剤耐性”という。
●薬剤耐性菌の対策
・同一グループの薬剤の総使用回数を減らす。(連用しない)
・他系統の薬剤とのローテーション散布を行う。
・耕種的防除の取り入れ、抵抗性品種の導入などを行う。
・菌の体内への薬剤の取り込み量が少ない。
・取り込んだ薬剤を解毒する菌の能力が高い。
・菌の体内にある薬剤の作用点と薬剤の親和性が低下している。
●交差耐性と多剤耐性
・ある生物が1種類の薬剤に対して耐性を獲得すると同時に別の種類の薬剤に対する耐性も獲得することを”交差耐性”という。
一般に、化学構造や作用機作が類似した薬剤間でこのような現象がみられる。
・ある病原菌が作用機序の異なる2種類以上の薬剤に対する耐性を示すことを”多剤耐性”という。
●薬剤耐性菌の対策
・同一グループの薬剤の総使用回数を減らす。(連用しない)
・他系統の薬剤とのローテーション散布を行う。
・耕種的防除の取り入れ、抵抗性品種の導入などを行う。
※参考資料『坂井道彦,小池康雄(2003)ぜひ知っておきたい農薬と農産物 幸書房』
ホクレン農薬.net/農薬の基礎知識