KR100311838B1 - 제초제에 내성이 있는 곡물의 수확량을 증가시키는방법 - Google Patents

제초제에 내성이 있는 곡물의 수확량을 증가시키는방법 Download PDF

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Abstract

제초제에 내성이 있는 곡물의 수확량을 증가시키는 방법
본 발명은 글루타민 합성효소 억제제에 내성이 있는 식물을 낮은 적용량의 글루타민 합성효소 억제제로 처리하여 글루타민 합성 효소 억제제에 내성이 있는 곡물의 수확량을 개선시키는 방법 및 형질전환된 곡물의 수확량을 개선시키기 위한 글루타민 합성효소 억제제의 용도에 관한 것이다.

Description

제초제에 내성이 있는 곡물의 수확량을 증가시키는 방법
글루포시네이트 화합물(글루포시네이트-암모늄, 암모늄 DL-호모알라닌-4-일(메틸)포스피네이트, 슈베르틀 등(Schwerdtle et al.)의 문헌[Z. Pflanzenkr. Pflanzenschutz., 1981, 특별판 IX, p431])은 글루탐산의 구조적 유사체이므로 글루타민 합성효소(GS)의 억제제로 작용한다. GS는 모든 식물의 대사에서 중심 역할을 한다. GS는 NH3를 해독하므로, 결과적으로 모든 육상식물은 글루포시네이트 적용후에는 암모니아 동화가 억제되어 심하게 손상을 입거나 완전히 전멸된다.
비알라포스(포스피노트리신-알라닐-알라닌)(제 EP-B1-0 242 236 호 및 제 EP-B1-0 257 542 호)를 생산하는 스트렙토마이세티스(Streptomycetes) 균주에서 단리된 글루포시네이트 아세틸기 전이 효소의 유전자를 전이시키고 발현시켜, GS 억제제의 제초 활성에 내성이 있는 식물을 성공적으로 생산하였다. 상기 형질전환되고 제초제에 내성이 있는 곡물의 입목은 글루포시네이트로 후-발아 처리함으로써 효율적인 방법으로 잡초가 없는 상태로 유지된다.
예상치 못하게, 상기 형질전환된 식물을 야외에서 실지 시용하면 글루포시네이트 처리한 식물이 비처리한 식물의 입목보다 훨씬 높은 수확량을 보였다. 이러한 더 높은 수확량은 글루포시네이트에 의한 우수한 잡초 방제 및 글루포시네이트와 형질전환된 곡물과의 완전한 적합성의 결과가 아니라, 제초제 처리가 성장 및 수확량에 미치는 긍정적인 효과에 의한 것이다.
따라서, 본 발명은 글루타민 합성효소 억제제에 내성이 있는 곡물에 해가 없는 적용량으로 글루타민 합성효소 억제제를 처리하는 것을 포함하는, 글루타민 합성효소 억제제에 내성이 있는 곡물의 수확량을 증가시키는 방법에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명은 N-아세틸 전이 효소를 발현시켜 글루타민 합성효소 억제제의 제초 활성에 대해 보호를 받는 식물의 수확량을 증가시키기 위한 처리에 글루타민 합성효소 억제제를 사용하는 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 억제제에 내성이 있는 곡물의 수확량을 증가시키기 위한 글루타민 합성효소 억제제의 용도에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 형질전환된 곡물의 수확량을 증가시키기 위한, 글루타민 합성 효소 억제제의 용도에 관한 것이다.
사용되는 바람직한 글루타민 합성효소 억제제는 글루포시네이트 또는 비알라포스 화합물이다(타키바나 등(Tachibana et al.)의 문헌[Abstr, 5th Int. Congr. Pestic. Chem. IVa, Abstract 19]; 마세(Mase)의 문헌[Jpn. Pestic. Inf., 1984, No. 45, p.27]). 본 명세서에서, 글루포시네이트란 용어는 생물학적으로 활성이 있는 L 이성질체 및 그의 상응하는 염 뿐만 아니라, 라세미체(DL-호모알라닌-4-일(메틸)포스핀 산)을 포함한다. 제초제는 상업적으로 사용가능한 제형으로 사용될 수 있다. GS 억제제의 다른 실시예는 포살라신 화합물이다(오무라 등(Omura et al.)의 문헌[J. of Antibiotics, Vol. 37, 8, p 939-940, 1984]).
글루포시네이트 처리의 수확량 개선 효과는, 제초제를 개화하기 전인 곡물의 2 내지 8, 바람직하게는 3 내지 6 엽 상태일 때 또는 다년생 식물의 경우는 원하는임의의 시점에서 처리하면 명확하다.
본 발명에 따른 방법으로, 제초제를 잡초 방제에 사용되는 적용량으로, 예를 들면, 150 내지 1000g의 글루포시네이트/헥타르의 적용량으로 한번 이상 식물에 처리한다.
그러나, 요구되는 적용량은 식물의 기능, 높이 및 기후조건에 따라 변화될 수 있다.
350 내지 700g의 글루포시네이트/헥타르의 적용량을 사용하는 방법을 수행하는 것이 특히 유리하다. 상기 적용량의 범위내에서, 효과는 글루포시네이트의 적용량에 비례하지만 잡초 방제 수준의 상이함에 근거를 두지는 않는다. 심지어 PTC의 적용량이 낮을 때에도 더높은 적용량에서와 효과와 유사한 잡초 방제 효과에 도달할 수 있다.
식물을 더 낮은 범위의 적용 농도, 2 내지 30일과 같은 며칠, 바람직하게는 5 내지 20일, 특히 바람직하게는 8 내지 15일의 처리간격의 낮은 적용량으로 반복해서 처리하는 것이 특히 유리하다. 식물을 낮은 적용량, 9 내지 11일의 처리 간격으로 처리하는 것이 특히 유리하다.
본 발명에 따른 방법은 일반적으로 GS 억제제에 내성이 있는 식물의 처리에 사용될 수 있다. 내성이 있는 식물들은 또한 종래의 교배 방법에 의해 또한 수득될 수 있다. 종래의 선택법에 의해 수득된 식물의 내성 수준이 형질전환 식물과 유사하다면, 종래의 선택법에 의해 수득된 식물도 또한 본 발명에 따른 방법에 의해 처리될 수 있다. 그러나, 상기 방법은 제초제에 내성이 있는 유전자를 전이시켜 수득한 글루포시네이트에 내성이 있는 식물의 처리에 특히 적합하다. 제 EP-B1-0 242 236 호 및 제 EP-B1-0 257 542 호는 상기 식물의 생산방법을 개시한다.
본 명세서에서, 식물이란 용어는 피자식물 및 나자식물 군의 곡물을 포함한다. 본 발명에 따른 방법은 곡물 뿐만 아니라 각각의 식물의 처리를 허용한다.
나자식물중에서 특히 흥미로운 것은 침엽수 강이다.
피자식물 중에서 특히 흥미로운 것은 가지과, 십자화과, 국화과, 백합과, 포도과, 명아주과, 운향과, 파인애플과, 꼭두서니과, 차나무과, 파초과 또는 포아과이고 콩과의 목이다. 가지과, 십자화과 및 포아과의 동종을 처리하는 것이 바람직하다.
본 발명은 옥수수, 콩, 봄 및 겨울의 평지씨 오일, 사탕무우, 알팔파, 해바라기, 면, 감자, 밀, 보리 및 쌀과 같은 고수확량이 중요한 곡물의 처리에 특히 흥미롭다. 그러나, 토마토 및 오이와 같은 다른 야채 및 멜론, 스트로베리, 라스벨리 및 키위 과일과 같은 과일에도 또한 유리하게 사용될 수 있다.
제초제에 내성에 있는 나무 종에 상기 방법을 사용하는 것은 또한 조림지, 육모장등에서 특히 중요하다.
PTC 및 그의 유사체 및 유도체와 같은 GS 억제제를 나무 종의 어린 샘플에 적용하면 유년기 성장을 촉진시킬수 있다. 본 명세서에서는 특히 호도나무, 오일 야자나무, 과일 나무, 포폴라 및 나무종인 다른 재배 식물에 관해서 언급한다.
따라서, 본 발명에 따른 방법은 제초제인 글루타민 합성효소 억제제를 적용하면 추가의 비료 및 식물 성장 조절자의 사용없이도 수확량이 명확히 측정가능하게 증가되므로 농업 및 원예 둘 모두에 중요하다. 본 명세서에서 수확량의 증가란 용어는 식물의 수확량을 50%이상 올리는 것을 의미한다. 상이한 작용기작을 가진 제초제들은 상기와 같은 효과를 보여주지 않거나, 때때로는 수확량에 있어 역효과를 갖는다.
글루포시네이트 처리의 성장 중대 활성은 종래의 제초제를 처리하거나 비 화학적 방법으로 잡초를 제거한 식물 입목의 수확량과 비교하여 야외 실지시용 및 화분시용에서 측정될 수 있다.
하기의 실시예는 본 발명을 예시하고자 하는 것이고 그에 의해 어떤 제한도 가해지지 않는다.
실시예 1
형질전환되어 글루포시네이트에 내성이 있는 옥수수 또는 콩 식물을 구획지(10㎡)에 재배하고 3 내지 5 엽 상태에서 글루포시네이트를 다양한 양으로 처리하였다. 잡초방제 수준을 적용후 42일째에 측정하였다. 곡물이 여물면, 구획지를 수확하여 수확한 낟알을 칭량하여 낟알 수확량을 결정하였다.
옥수수 재배를 시험하였을 때, 라드독 (Laddock)(아트라진 및 벤타존의 혼합물)을 비교 제품으로 사용하였다. 2개의 제품을 콩 식물 처리에 사용하였다. 비교 제품 1은 134g의 페녹사프로프-P-에틸/헥타르 및 425g의 포메사펜/헥타르의 혼합물을 함유하고 있고; 비교 제품 2는 2240g의 메톨라클로/헥타르 및 840g의 스톰(Storm)(벤타존 및 아시플로로펜의 혼합물)/헥타르를 함유한다. 비교 제품들은 문헌["The Pesticide Manual", 9판, Brit, Crop Prot. Council, 1991]에 공지되어 있다.
2개의 낮은 글루포시네이트 투여속도를 사용한 처리를 10일 간격으로 수행하였고, 표 2에 개시하였다.
표 1
표 2
글루포시네이트 처리후의 글루포시네이트에 대해 내성이 있는 콩 식물의 낟알 수확량

Claims (4)

  1. 글루타민 합성효소 억제제를 곡물에 해롭지 않은 적용량으로 곡물에 처리함을 포함하는, 글루타민 합성효소 억제제에 대해 내성이 있는 곡물의 수확량을 개선시키는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    n-아세틸 전이효소 유전자를 발현시켜 글루타민 합성효소 억제제의 제초 성질에 대해 보호된 곡물의 수확량을 개선시키기 위한 처리에 글루포시네이트 및 그의 염을 사용하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    곡물을 잡초 방제에도 사용되는 활성물질의 적용량으로 1회 이상 처리하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    곡물을 150 내지 1000g의 글루포시네이트/헥타르, 바람직하게는 350 내지 700g의 글루포시네이트/헥타르를 사용하여 1회 이상 처리하는 방법.
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