大量合成可能なジャガイモシロシストセンチュウふ化促進物質を発見~“騙して”ふ化させ、餓死に導く新たな防除法へ~

2025-10-21 農研機構,日本曹達株式会社,北海道大学

農研機構、日本曹達、北海道大学の共同研究により、ばれいしょ害虫「ジャガイモシロシストセンチュウ(Gp)」に対し、大量合成が可能な新たな「ふ化促進物質」が発見された。Gpは寄主植物の根分泌物に反応してふ化するが、寄主がない環境では短期間で死滅する。この特性を利用し、人工的に「自殺ふ化」を誘導して密度を低減させる新防除法が実現可能となる。従来の天然由来物質は構造が複雑で合成が困難だったが、本研究では単純構造の化合物を探索し、高い活性を持つ候補を特定。実際のほ場試験でGp密度を顕著に減少させることに成功した。この成果は環境負荷の少ない持続的ばれいしょ栽培に貢献するもので、新しい作用機構に基づく害虫防除の道を開く。

大量合成可能なジャガイモシロシストセンチュウふ化促進物質を発見~“騙して”ふ化させ、餓死に導く新たな防除法へ~
図1 合成ふ化促進物質による新たな防除法のメカニズム
ふ化促進物質は、寄主植物の存在を知らせる合図としてセンチュウに認識されます。
合成ふ化促進物質を用いることで、この合図を逆手に取り、センチュウを”騙して”ふ化させ、寄主植物が存在しない環境下で餓死に導くことができます。

<関連情報>

単純な化学構造を持つGlobodera pallidaの孵化促進剤の発見と土壌中の線虫密度低減への応用 Discovery of hatching stimulants for Globodera pallida with simple chemical structures and their application for nematode density reduction in soil

Atsuhiko Kushida, Jun Kanazawa, Itaru Sakata, Yuto Ikeda, Takashi Kitayama, Kosuke Kato, Takuya Itabashi, Yuki Sugimoto, Satoshi Koizumi, Yoko Osawa, Tsutomu Inoue, and Keiji Tanino
Plant Disease  Published:13 Jul 2025
DOI:https://doi.org/10.1094/PDIS-03-25-0667-RE

Abstract

Potato cyst nematodes (PCN), Globodera pallida and G. rostochiensis, are among the most destructive pests affecting potatoes. Hatching stimulants that induce “suicide hatching” in the absence of host plants offer a promising strategy for PCN management. However, previously identified natural hatching stimulants have complex structures, making them difficult to synthesize. Therefore, we explored hatching stimulants with simple structures to develop an effective method for PCN control. We screened 9600 compounds and identified 9 with weak G. pallida hatching-stimulation activity. To further the search, we examined 191 commercially available compounds that shared structural similarities with these 9 compounds, and discovered a compound (5,5-dimethyl-4-phenylpyrrolidin-2-one) which induced an 89% hatching rate in G. pallida juveniles at a concentration of 10 µg/ml. Further synthesis of structurally related compounds yielded several compounds that promoted high hatching rates of the nematode, including three substances that induced over 90% hatch at 10 ng/ml. However, these compounds did not stimulate hatching in G. rostochiensis. Structure-activity analysis suggested that the 5-membered ring with substituted phenyl, dimethyl, and carbonyl groups, characteristic of 5,5-dimethyl-4-phenylpyrrolidin-2-one, was crucial for hatching activity. Application of the active compound 5,5-dimethyl-4-(p-tolyl)pyrrolidin-2-one at 30 mg/m2 in a G. pallida-infested field reduced the nematode egg density in the soil by approximately 90%. These compounds with simple structures hold great potential as effective control agents for G. pallida.

1207植物保護
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