Bacillus thuringiensis（Bt）はどのように作用しますか？
最終更新日：
Bacillus thuringiensis（Bt）は土壌細菌で、その胞子には、感受性のある昆虫が摂食すると有毒となるタンパク質が含まれています。ほとんどの菌株は幼虫に作用しますが、B. thuringiensis subsp. galleriaeはマメコガネの成虫も防除します1。感受性のある幼虫のアルカリ性の腸内でタンパク質の結晶が溶解し、腸細胞の受容体に結合して孔を形成し、腸の内壁を破壊します1,2。各菌株が標的とする昆虫群は限られています1。
Bacillus thuringiensisとは何ですか？
Bacillus thuringiensisは通常Btと略され、世界中の土壌に自然に存在する細菌です1。繁殖のために胞子を形成し、その胞子には、昆虫の幼虫が摂食すると有毒となるタンパク質が含まれています1。天然由来であるため、Btは生物農薬に分類されています1。
Btは1961年からU.S. EPAにより農薬用途で登録されており、130を超える登録製品に含まれ、散布剤、粉剤、粒剤、濃縮剤、ペレット剤として販売されています1。これらの製品の一部は有機農業での使用が認められています1。同じ系統の殺虫性タンパク質は、散布用製剤と、タンパク質を自ら産生する遺伝子組換え作物の両方で、世界中で使用されています2。
北米では、Btへの関心は六月にピークを迎えます。若齢のチョウ目幼虫と最初の蚊の幼虫が現れる時期で、Btが最もよく効く時期でもあります。南半球では、同じ時期はおよそ十二月から一月にあたります。
Btはどのように昆虫の幼虫を殺すのですか？
Btは摂食されて初めて作用します。感受性のある幼虫がタンパク質の結晶を飲み込むと、結晶は消化管内で溶解します2。毒素の活性化には、消化管が高いpH（9.0から10.5）であることが必要です1。消化管の酵素がタンパク質を切断して活性型にし、活性型のタンパク質は中腸細胞の表面にある特定の受容体タンパク質に結合します2。結合した毒素は細胞膜に孔を形成し、消化管内壁の細胞を破壊します2。
消化管内壁が破壊された幼虫は、感染と飢餓により、通常1日から5日以内に死にます1。たとえばハマキムシ類は、散布された葉を食べてから数時間以内に摂食をやめますが、死ぬのは数日後です3。若齢幼虫ほど強く影響を受けます1。
この一連の段階は、Btの選択性が高い理由でもあります。その特異性は、毒素が幼虫の消化管の受容体タンパク質に適合することによるものです2。ヒトの胃は酸性で毒素を破壊し、哺乳類には毒素を遊離させる酵素も、毒素が結合する消化管の受容体もありません1。
どのBt菌株が必要ですか？
ブランドよりも菌株のほうが重要です。Bt毒素の各タイプは特定の対象昆虫の科に特異的なため、チョウ目幼虫向けの製品では蚊の幼虫を防除できず、その逆も同様です1。
| 菌株 | 対象昆虫 | 庭や菜園での一般的な用途 |
|---|---|---|
| Bt kurstakiとBt aizawai | ガやチョウの幼虫1 | 幼虫が小さいうちのハマキムシ類、テンマクケムシ類、スズメガの幼虫3,4,5 |
| Bt israelensis（Bti） | 蚊、ブユ、キノコバエ類の幼虫1,6 | 容器や池の溜まり水。キノコバエ類の幼虫には鉢用培養土への灌注6,7 |
| Bt tenebrionis、Bt san diego、Bt japonensis | 甲虫類の幼虫1 | 記載されている甲虫の種類をラベルで確認してください |
チョウ目幼虫にBtスプレーをどのように使いますか？
早めに、そして十分に散布してください。カリフォルニア大学のIPM指針は、ハマキムシ類について、Btは幼虫が小さい体長1.3 cm未満のときに最も効果が高いこと、十分な付着が必要であること、防除には通常複数回の散布を要することを示しています3。チョウ目幼虫は、処理された葉を食べなければ死にません3。トマトのスズメガの幼虫について、UC IPMは、手で取り除く方法とともに、小さな幼虫に効果のある選択肢の一つとしてBtを挙げています5。
Btは葉の上で長くはもちません。葉の表面では紫外線、気象条件、植物の酵素によって分解され、葉面での典型的な半減期は1日から4日です1。ある研究では、一時間の日光照射で胞子の80%超が増殖できなくなりました1。テンマクケムシ類について、UC IPMはこの残効の短さから、最初の散布の約7日から10日後に二度目の散布を行うことを推奨し、散布液が絹糸状の巣網の内側まで届く必要があることにも触れています4。使用量と散布間隔は製品ラベルに従ってください。
すべてのチョウ目幼虫に処理が必要なわけではありません。UC IPMは、スズメガの幼虫の個体数は通常は天敵によって抑えられていること、健全な植物はテンマクケムシ類による多少の葉の損失に耐えられ、一般に殺虫剤を使用するほどではないことを指摘しています5,4。
蚊やキノコバエ類の幼虫にBtiをどのように使いますか？
Bti（Bacillus thuringiensis subspecies israelensisの略）は、蚊、ブユ、キノコバエ類の幼虫を標的とする毒素を産生します6。U.S. EPAは、主に蚊の幼虫を対象として、家庭用、商業用、農業用の48製品で五つのBti菌株を登録しています6。Btiは、家の周りの植木鉢、タイヤ、バードバスのほか、池や灌漑用水路などの大きな水域を含め、幼虫が生息する溜まり水に施用します6。EPAは、蚊の殺幼虫剤としてのBtiについて、抵抗性の記録はないと報告しています6。また、EPAは、蚊が繁殖できないよう、ごくわずかな量であっても溜まり水をなくすことを勧めています6。
キノコバエ類（Bradysia属）について、コロラド州立大学エクステンションは、培地への灌注として施用したBtiで幼虫を死滅させられる場合があるとしていますが、キノコバエ類向けに販売されるBti製剤は一般に小売店では入手できません7。どのBti製品についても、意図する用途がラベルで認められていることを確認してください。貯水槽など特定の飲料水に使用できる製品もあれば、使用できない製品もあります6。
Btはミツバチ、益虫、魚、人に害を与えますか？
Bt菌株は、対象ではないクサカゲロウ、捕食性甲虫、寄生バチ、ミミズに対して毒性がほとんどまたはまったく認められておらず、EPAはtenebrionis、israelensis、kurstakiの各菌株についてミツバチへの毒性は低いと結論づけています1。対象外のガへの害を認めた研究も少数あり1、UC IPMは、散布された葉を食べるガだけでなくチョウの幼虫もBtによって死ぬと指摘しています4。
水中では、試験された菌株はマス、ブルーギル、シープスヘッドミノーに対して実質的に無毒でした1。しかし、Btiによる蚊の防除に関する2023年のシステマティックレビューは、95件の論文を対象として、吸血しないユスリカ（Chironomidae）と甲殻類の個体数に一貫した負の影響を認めています8。
人に対しては、Btは摂取や吸入での毒性は低いものの、一部のBt製品では目や皮膚の刺激が生じています1。EPAは、毒性が低いことからBtを食品残留基準の適用から免除しています1。保護具と再入場については製品ラベルに従ってください。
| グループ | 結果 |
|---|---|
| ミツバチ | EPA：tenebrionis、israelensis、kurstakiの各菌株はミツバチへの毒性が低い1 |
| 捕食者と捕食寄生者 | 対象ではないクサカゲロウ、捕食性甲虫、寄生バチへの毒性はほとんどまたはまったくない1 |
| チョウと対象外のガ | 散布された葉を食べる幼虫は影響を受ける。対象外のガへの害を認めた研究が少数ある1,4 |
| 魚類 | 試験された菌株はマス、ブルーギル、シープスヘッドミノーに対して実質的に無毒1 |
| 水生昆虫と甲殻類 | Btiはユスリカと甲殻類の個体数に一貫した負の影響を与える8 |
| 人 | 毒性は低い。一部の製品で目や皮膚の刺激が生じている1 |
要点
- Btが殺すのは、Btを食べた幼虫だけです。タンパク質の結晶がアルカリ性の昆虫の消化管で溶解し、消化管内壁を破壊します。
- 害虫に菌株を合わせてください。チョウ目幼虫にはkurstaki、蚊やキノコバエ類の幼虫にはisraelensis、一部の甲虫類の幼虫にはtenebrionisです。
- チョウ目幼虫が小さいうちに散布し、葉全体に十分に付着させてください。Btは日光により数日で分解します。
- Btは人、ミツバチ、魚に対する毒性は低いものの、チョウの幼虫にも影響し、Btiは処理された水域のユスリカの数を低減します。
- 使用量、散布間隔、各製品で認められている用途は、製品ラベルに従ってください。
参考文献
- Bacillus thuringiensis Fact Sheet
- Structural changes upon membrane insertion of the insecticidal pore-forming toxins produced by Bacillus thuringiensis
- Pest Notes: Leafrollers on Ornamental and Fruit Trees (UC ANR Publication 7473)
- Tent Caterpillars
- Hornworms
- Bti for Mosquito Control
- Fungus Gnats as Houseplant and Indoor Pests (Fact Sheet 5.584)
- Effects of mosquito control using the microbial agent Bacillus thuringiensis israelensis (Bti) on aquatic and terrestrial ecosystems: a systematic review
よくある質問
Btは成虫も殺しますか？
昆虫はBtに対して抵抗性を持つようになりますか？
収穫間近の野菜にBtを使用できますか？
Btは多くの作物に使用されており、EPAは毒性が低いことから、ほとんどの農薬に必要な食品残留基準の適用をBtに対して免除しています1。対象作物、時期、収穫前の間隔は各製品のラベルで定められているため、使用する製品のラベルに従ってください。