KR101230367B1 - 플로레틴 화합물 또는 이를 포함하는 사과 추출물을 함유하는 식물병 방제용 조성물 및 이를 이용한 식물병 방제방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사과 추출물, 또는 이로부터 분리된 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유효성분으로 함유하는 식물병 방제용 조성물 및 이를 이용한 식물병의 방제방법에 관한 것으로, 본 발명의 식물병 방제용 조성물은 인체에 무해하고 환경오염을 유발하지 않으면서 벼 도열병, 토마토 역병, 고추 역병 및 고추 탄저병 등의 식물병에 대한 방제활성을 나타내므로 환경 친화적인 천연물 살균제의 개발 및 고부가가치의 유기농산물 생산에 유용하게 사용될 수 있다:
<화학식 1>
Figure 112010079018145-pat00005

Description

플로레틴 화합물 또는 이를 포함하는 사과 추출물을 함유하는 식물병 방제용 조성물 및 이를 이용한 식물병 방제방법 {Composition for controlling plant diseases which comprises phloretin or Malus domestica extract containing them, and method for controlling plant diseases using the same}
본 발명은 사과 추출물 또는 이로부터 분리된 다이하이드로칼콘계 화합물 플로레틴을 유효성분으로 함유하는 식물병 방제용 조성물 및 이를 이용한 식물병 방제방법에 관한 것이다.
근대 과학의 산물인 농약과 비료는 농업생산성을 증대하여 인류를 기아로부터 해방시키는데 크게 기여하여 왔다. 하지만 최근에 합성 농약과 비료의 긍정적인 측면보다는 농약과 비료의 오남용 및 잔류에 따른 인·축 독성 및 환경오염 등의 부정적인 측면에 대한 사회적 관심이 크게 증가하고 있고, 인간의 삶의 질을 중요시하는 웰빙시대가 도래하여 합성 농약 사용을 줄이거나 농약을 사용하지 않고 작물을 재배한 친환경 농산물에 대한 수요가 증가하고 있다. 또한, 농민의 입장에서도 수입 자유화로 가격이 저렴한 국외 농산물이 많이 수입되고 있어 그 대안으로 단위 면적 당 소득이 높은 유기농 재배를 선호함에 따라 친환경 농산물 재배 면적이 점차 증가하고 있다.
그러나, 실제 포장에서 친환경 농법으로 작물을 재배할 경우 식물병을 방제하지 않고 농산물을 수확하기는 매우 어렵다. 연구에 따르면 작물 보호제를 사용하지 않고 농산물을 재배할 경우, 복숭아와 사과는 각각 100%와 97%의 손실이 있고, 오이, 양배추, 토마토 등의 채소는 39% 내지 63%의 수확량 감소가 있었다. 그러므로, 친환경 농산물 생산을 위해서는 합성 농약을 대신할 수 있는, 효과가 우수한 생물농약이 필요하다.
생물농약에는 식물 혹은 미생물이 생산하는 천연물을 이용하는 생화학농약과 미생물을 이용하여 식물병, 해충 및 잡초를 방제하는 미생물농약이 있는데, 미생물농약은 환경친화적 작물보호제로서 인축 및 생태계에 안전하여 부가가치가 높은 농산물을 생산할 수 있고, 합성농약으로 방제하기 어려운 병해충을 효과적으로 방제하여 안전한 농산물의 생산을 증대시킬 수 있다. 국내의 경우 등록된 미생물농약이 다수 있지만, 천연물을 이용한 생화학농약의 경우에는 현재 식물유래 아자디라크틴(azadirachtin)을 이용한 살충제(제품명: 단독) 1개와 식물유래 지방산 퍼라곤산(perlagonic acid)을 이용한 제초제(제품명: 싸이티)가 등록되어 시판되고 있다.
전 세계적으로 식물 추출물을 이용하여 상품화에 성공한 살균제 제품 중 가장 대표적인 것이 밀사나(Milsana™)로, 왕호장근(Reynouria sachalinensis)의 추출물을 이용하여 개발된 친환경살균제이며, 식물체에 저항성을 유도하여 흰가루병에 방제효과를 나타낸다. 또한, 천연물 살균제로서 등록되어 있는 신남알데하이드(cinnamaldehyde)는 카시아 식물체(Cassia tora)의 종자로부터 추출한 오일로서 살충활성 뿐만 아니라 버티실리엄(Verticillium) 속, 리족토니아(Rhizoctonia) 속, 피티엄(Pythium) 속 및 후사리움 모니리폼 (Fusarium moniliforme var . subglutinans) 등의 식물병원균들에 대해서도 살균활성이 있는 것으로 보고되어 있다. 또한, 호호바(jojoba) 종자로부터 추출한 호호바 오일은 살충활성 뿐만 아니라 흰가루병에 대하여 살균활성이 있다. 마클레아이아(Macleaya) 속 추출물은 죽자초(Macleaya cordata) 추출물로서 흰가루병과 알터나리아(Alternaria) 속 및 셉토리아(Septoria) 속 병원균에 의한 잎점무늬병 등에 효과가 있다. 또한, 올레산을 주성분으로 하는 지방산도 흰가루병에 효과가 있다.
한편, 사과(Malus domestica) 열매는 가장 널리 재배되는 과일 나무 중 하나이며, 사과는 일반적으로 건강에 좋다고 인식되어와 많은 과학자들이 사과의 유익한 성분을 밝히기 위하여 연구해 왔다. 사과는 심장 혈관 질환, 폐부전, 각종 암 등의 질환에 효능이 있는 것으로 알려져 있다. Quercetin, epicatechin, procyanidin B2 등의 플라보노이드 화합물들은 항산화 활성을 나타내며, 심장병, 체중 감소 및 콜레스테롤 조절에 유익하다고 보고되었다. 또한 어떤 성분들은 암세포의 증식을 막는다고 보고되었다. 사과로부터 Fusarium oxysporum과 Penicillium expansum의 포자발아를 억제하여 항균활성을 나타내는 단백질인 Mal d2가 보고된 바 있다.
플로레틴(phloretin)은 사과 열매뿐만 아니라 배 등에도 존재한다고 보고된 폴리페놀 화합물 중 하나인 다이하이드로칼콘 화합물이며, 열매 속보다는 주로 껍질에 존재한다. 한국 공개특허 제 2003-0095183호에 따르면, 플로레틴은 엘도파(L-DOPA) 및 적어도 하나의 엘도파 신세포 외부 전달로 차단을 할 수 있는 화합물로서 파킨슨병의 치료용 약학 조성물로 쓰여질 수 있다. 또한 한국 공개특허 제 1993-0021199호에 글루코스의 피지 세포내 진입을 효과적으로 차단하여 이들 세포에 의한 피지 생산을 억제하는 물질로서 플로레틴이 여드름 치료에 사용될 수 있다.
이와 같이 천연물에 대한 의약활성에 대한 연구가 많이 있었지만, 사과 추출물, 또는 상기 플로레틴의 난균강 미생물(Oomycetes)을 포함한 식물병원진균에 대한 살균활성은 보고된 바가 없었다. 이에 본 발명자들은 천연추출물을 이용하여 인체에 무해하면서 환경 친화적인 천연물 살균제를 개발하기 위하여 연구 노력한 결과, 이들이 벼 도열병, 토마토 역병, 고추 역병 및 고추 탄저병 등의 식물병에 대하여 높은 방제활성을 나타냄을 발견하여, 식물병 방제를 위한 천연물 살균제로 사용할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 사과 추출물 또는 이로부터 분리된 다이하이드록시계 화합물 플로레틴(phloretin)을 유효성분으로 함유하는 식물병 방제용 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 방제용 조성물을 이용한 식물병의 방제방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 사과 추출물을 유효성분으로 함유하는 벼 도열병, 토마토 역병, 고추 역병 및 고추 탄저병으로 이루어진 군으로부터 선택된 식물병 방제용 조성물을 제공한다.
또한, 사과 추출물로부터 분리된 하기 화학식 1의 화합물을 유효성분으로 함유하는 벼 도열병, 토마토 역병 및 고추 탄저병으로 이루어진 군으로부터 선택된 식물병 방제용 조성물을 제공한다;
[화학식 1]
Figure 112010079018145-pat00001

상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 상기 방제용 조성물을 작물에 처리함으로써 다양한 식물병을 방제하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 사과 열매 추출물을 유효성분으로 함유하는 본 발명의 조성물은, 인체에 무해하고, 환경오염을 유발하지 않으면서도 벼 도열병, 토마토 역병, 고추 역병 및 고추 탄저병 등의 식물병에 대한 우수한 방제활성을 나타내므로 환경 친화적인 천연물 살균제의 개발 및 고부가가치의 유기농산물 생산에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1는 사과 열매 추출물로부터 분리한 플로레틴의 1H-NMR 분석 결과이다.
도 2은 사과 열매 추출물로부터 분리한 플로레틴의 13C-NMR 분석 결과이다.
도 3은 사과 열매 추출물로부터 분리한 플로레틴의 처리에 따른 벼 도열병에 방제 효과를 나타낸 것이다(왼쪽의 폿트는 대조군이고 오른쪽의 2개 화분은 500 ㎍/㎖의 농도의 플로레틴 처리구임).
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 사용되는 사과 추출물은 사과(Malus domestica)의 성숙한 열매로부터 유기용매를 이용하여 추출함으로써 얻을 수 있다. 본 발명에서 사용가능한 추출용 유기용매는 탄소수 1 내지 7의 저급알코올 및 이의 수용액, 아세톤, 클로로포름, 에틸아세테이트, 메틸렌클로라이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
사과 열매 추출물은 구입한 사과에 70% 메탄올 용액을 넣고 믹서로 10분 동안 갈아서 추출한다. 생성된 메탄올 추출액을 여과지를 사용하여 여과한 후, 상기 여과액을 감압 농축하고, 이를 다시 다른 유기용매, 예를 들면 상기에서 언급한 추출용 유기용매로 추가로 추출함으로써 수득될 수 있다. 본 발명에서는 당 분야에서 통상적으로 사용되는 분획 공정을 수행할 수도 있다.
본 발명에서는, 다이하이드로칼콘(dihydrochalcone) 화합물, 바람직하게는 상기 화학식 1로 표시되는 플로레틴(phloretin)을 사과 열매로부터 분리 및 정제할 수 있다.
본 발명의 상기 다이하이드로칼콘 화합물은 상기와 같은 방식으로 제조된 사과 열매 추출물을 컬럼 크로마토그래피로 분리, 정제하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다. 이때, 사용가능한 컬럼은 실리카겔 컬럼, C18 칼럼 또는 세파덱스 컬럼 등이 있고, 용출액으로는 헥산, 에틸아세테이트, 메틸렌클로라이드, 아세톤, 저급알콜 등과 같은 유기용매의 단독 혹은 혼합용액을 사용할 수 있다.
구체적으로, 사과 열매의 시료 1 kg에 메탄올 1.5 ℓ를 가한 후, 믹서로 10분 동안 갈아서 추출하고 이를 감압 농축한다. 다시 메탄올 추출물을 물 0.5 ℓ에 현탁시킨 후 분액 여두에 넣고 동량의 헥산을 사과 열매 추출물의 물 현탁액에 가하고 수회 진탕하여 물 층과 헥산 층간의 평형이 일어나도록 방치한다. 그 후 헥산층을 취하여 감압 농축하고, 남은 물 층에 동량의 클로로포름을 가하여 역시 수회 진탕한 후 층이 분리되도록 방치한다. 물 층과 클로로포름 층이 나누어지면 클로로포름 층을 취하여 감압농축할 수 있다. 에틸아세테이트와 부탄올을 이용하여 상기와 동일한 방법으로 수행한다. 이후 클로로포름층에 대하여 감압 농축한 다음 실리카겔 컬럼, 재결정 등의 방법으로 정제하여 플로레틴을 순수하게 분리할 수 있다.
본 발명에서는 사과 열매 추출물, 또는 이로부터 분리 및 정제한 상기 플로레틴의 방제활성 결과, 사과 열매 추출물은 벼 도열병(Magnaporthe oryzae), 토마토 역병(Phytophthora infestans), 고추 역병(Phytophthora capsici) 및 고추 탄저병(Colletotrichum coccodes)의 식물병에 대하여 방제효과를 나타내었으며, 플로레틴은 벼 도열병, 토마토 역병 및 고추 탄저병, 특히 벼 도열병과 토마토 역병에 대하여 우수한 방제효과를 나타내었다.
따라서 본 발명에서는 사과 열매 추출물을 유효성분으로 함유하는 벼 도열병, 토마토 역병, 고추 역병 및 고추 탄저병으로 이루어진 군으로부터 선택된 식물병 방제용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명에서는 사과 열매 추출물로부터 분리된 상기 화학식 1의 화합물을 유효성분으로 함유하는 벼 도열병, 토마토 역병 및 고추 탄저병으로 이루어진 군으로부터 선택된 식물병 방제용 조성물을 제공한다.
본 발명의 조성물은 사과 열매 추출물, 또는 이로부터 분리된 상기 화학식 1로 표시되는 다이하이드로칼콘계(dihydrochalcone) 화합물 또는 이를 유효성분으로 함유할 수 있으며, 식물 진균병, 특히 벼 도열병, 토마토 역병 또는 고추 탄저병을 방제하는데 효과적인 것으로 알려진 천연 화합물 및 미생물 살균제 등과 같이 이용될 수도 있다.
본 발명의 조성물은 통상적으로 이용되는 살충제 또는 살균제에 함유되는 물질을 추가로 포함할 수 있으며, 상기 활성성분 이외에 부형제로 약제학적으로 허용 가능한 고체 담체, 액체 담체, 액체 희석제, 액화된 기체 희석제, 고체 희석제, 또는 기타 적당한 보조제, 예를 들면 유화제, 분산제 또는 기포제 등의 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다. 활성성분과 상기 부형제를 혼합한 방제용 조성물을 농약분야에 공지된 다양한 제형으로 제제화시켜 사용할 수 있으며, 제제화를 위해서는 농약분야에서 통상적으로 사용되는 임의의 제제화 방법을 사용할 수 있다.
본 발명의 조성물은 바람직하게는 수화제, 입제, 분제, 유제, 스프레이상, 연막제, 캅셀형 및 젤상의 제형으로 제제화될 수 있다.
본 발명의 식물병 방제용 조성물은 사과 열매 추출물을 100 내지 3,000 ㎍/㎖의 농도로, 또는 상기 화학식 1의 플로레틴을 100 내지 1,000 ㎍/㎖ 농도로 포함하는 것이 바람직하며, 이는 작물의 종류, 생육 정도, 경작지 환경, 식물병의 발병 정도 등을 고려하여 적절하게 조절할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 상기와 같이 제형화된 본 발명의 식물병 방제용 조성물을, 방제가 필요한 작물 또는 토양에 처리함으로써, 벼 도열병, 토마토 역병 및 고추 탄저병 등의 식물병을 방제하는 방법을 제공한다. 본 발명의 식물병 방제방법은 상기 조성물을 식물 병원균과 직접 접촉할 수 있도록 적용하여 방제하는 것으로, 작물에 직접 분무하거나 토양에 혼화 처리하는 방법이 바람직하다.
이하 본 발명을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1] 사과 열매 추출물의 식물병에 대한 방제활성
사과 열매 추출물의 벼 도열병(Magnaporthe oryzae), 벼 잎집무늬마름병(Rhizoctonia solani), 토마토 잿빛곰팡이병(Botrytis cinerea), 보리 흰가루병(Blumeria graminis f. sp. hordei), 토마토 역병(Phytophthora infestans), 밀 붉은녹병(Puccinia recondita), 고추 탄저병(Colletotrichum coccodes) 및 고추 역병(Phytophthora capsici)의 8가지 식물병에 대한 in vivo 살균활성을 조사하였다.
실험에 사용한 벼, 토마토, 고추, 보리 및 밀은 지름 4.5 ㎝의 플라스틱 포트에 수도용 상토 또는 원예용 상토를 70% 정도 채운 후, 종자를 파종하여 25±5℃의 온실에서 1주 내지 5주간 재배하였다. 사과 열매 1 kg에 1.5 ℓ의 메탄올을 넣고 믹서로 10분 동안 추출하여 얻은 메탄올 추출액을 여과지를 사용하여 여과한 다음 여과액을 감압 농축하여 메탄올 추출물을 얻었다. 사과 열매 메탄올 추출물을 메탄올로 용해한 후 최종농도가 5% 되도록 계면활성제 트윈 20을 250 ㎍/㎖ 수준으로 포함하는 증류수에 희석하였다. 그리고 이 용액을 벼, 토마토, 고추, 보리 및 밀의 각각의 엽면에 분무 살포한 후 24시간 동안 풍건한 다음 각각의 식물 병원균을 접종하였다. 각 식물병당 3개의 포트를 이용하였다. 이때 대조군은 상기와 동일한 방식으로 재배한 벼, 토마토, 고추, 보리 및 밀에, 계면활성제 트윈 20을 250 ㎍/㎖ 수준으로 포함하는 증류수에 메탄올을 5%가 되도록 첨가한 용액을 살포한 후 24시간 풍건시킨 후에 식물 병원균을 접종하였다.
(i) 벼 도열병은 3 ~ 4엽기의 유묘에 도열병의 원인균인 마그나포르테 오라이재(Magnaporthe oryzae, 한국화학연구원)의 포자 현탁액(5×105 포자/㎖)을 분무 접종하고, 25℃의 습실상에서 하루 동안 습실처리한 후, 25℃의 항온실에서 4일간 배양하여 발병을 유도하였다.
(ii) 벼 잎집무늬마름병은 잎집무늬마름병의 원인균인 리족토니아 솔라니(Rhizoctonia solani, 한국화학연구원)를 배지(밀기울 90 g, 왕겨 15 g 및 증류수 100 ㎖)에서 7일간 배양하여 얻은 배양물을 5엽기 유묘에 접종하고 25℃의 습실상에서 3일간 습실처리한 후, 25℃의 항온실에서 4일간 배양하여 발병을 유도하였다.
(iii) 토마토 역병은 3 ~ 4엽기 토마토 유묘에 역병의 원인균인 파이토프토라 인페스탄스(Phytophthora infestans, 강릉대학교)의 유주자낭(3×104 유주자낭/㎖)에서 나출된 유주자 현탁액을 분무 접종한 후 20℃의 습실상에서 2일간 습실처리 하고 20℃의 항온항습실에서 1일간 배양하여 발병을 유도하였다.
(iv) 토마토 잿빛곰팡이병은 토마토 3 ~ 4엽기 유묘에 잿빛곰팡이병의 원인균인 보트라이티스 시네리아(Botrytis cinerea, 한국화학연구원)의 포자 현탁액(5×105 포자/㎖)을 처리한 후, 20℃의 습실상에서 3일간 배양하여 발병을 유도하였다.
(v) 고추 탄저병에 대한 방제활성 실험을 위해서는, 고추 탄저병원균인 콜레토트리쿰 코코데스(Colletotrichum coccodes, 고려대학교)의 포자 현탁액(4×105 포자/㎖)을 분무 접종하였다. 습실상에서 2일간 발병시킨 후 25℃의 항온항습실에 1일간 배양한 후에 병반면적율을 조사하였다.
한편, 활물기생균에 의해 발생하는 밀 붉은녹병과 보리 흰가루병을 위해서는 숙주 식물에서 계대배양한 병원균을 실험에 사용하였다.
(vi) 밀 붉은녹병은 1엽기 유묘에 녹병의 원인균인 퍽시니아 리콘디타(Puccinia recondita, 한국화학연구원)의 포자를 250 ㎍/㎖의 트윈 20 용액에 0.67 g/ℓ의 양으로 현탁하여 분무 처리하고 20℃의 습실상에서 하루 동안 습실처리한 후 20℃의 항온항습실로 옮겨 6일간 배양하여 발병을 유도하였다.
(vii) 보리 흰가루병은 보리의 1엽기 유묘에 숙주 식물에서 계대배양된 흰가루병의 원인균인 블루메리아 그래미니스 폼 스피시스 호르데이(Blumeria graminis f. sp. hordei, 한국화학연구원)의 포자를 털어서 접종하고 20℃의 항온실에서 7일간 배양하여 발병을 유도하였다.
(viii) 고추 역병은 5 ~ 6엽기 고추 유묘에 역병의 원인균인 파이토프토라 캡사이시(Phytophthora capsici, 강릉대학교)의 유주자낭(1×104 유주자낭/㎖)에서 나출된 유주자 현탁액을 분무 접종한 후 25℃의 습실상에서 1일간 습실처리 하고 25℃의 항온항습실에서 4일간 배양하여 발병을 유도하였다.
벼 잎집무늬마름병, 밀 붉은녹병 및 보리 흰가루병은 접종 7일 후, 벼 도열병과 고추 역병은 접종 5일 후 그리고 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토 역병 및 고추 탄저병은 접종 3일 후에 병반 면적율을 조사하였다.
상기로부터 얻은 병반면적율을 이용하여 다음과 같은 식에 따라 방제가를 계산여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[수학식 1]
Figure 112010079018145-pat00002
시료 농도
(㎍/㎖)		 방제가(%)
RCB RSB TGM TLB WLR BPM RPA RPB
사과열매
메탄올 추출물		 3,000 60 15 7 69 7 0 32 28
RCB: 벼 도열병; RSB: 벼 잎집무늬마름병; TGM: 토마토 잿빛곰팡이병; TLB: 토마토 역병; WLR: 밀 붉은녹병; BPM: 보리 흰가루병; RPA: 고추 탄저병; RPB: 고추 역병
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 사과 열매 추출물은 벼 도열병(RCB), 토마토 역병(TLB), 고추 역병(RPB) 및 고추 탄저병(RPA)에 대하여 방제활성을 나타냄을 알 수 있었다.
[실시예 2] 사과 열매 추출물로부터 방제 활성성분의 분리 및 정제
사과 열매 시료 1 kg에 1.5 ℓ의 메탄올을 넣고 믹서로 갈아서 추출하여 얻은 메탄올 추출액을 여과지를 사용하여 여과한 다음 여과액을 감압 농축하여 30 g의 추출물을 얻었다. 이 메탄올 추출물을 1 ℓ의 물에 현탁시킨 후 동량의 n-헥산으로 2회 추출한 후 n-헥산층과 수용액층을 감압 농축하였다. 농축한 수용액층을 다시 1 ℓ의 증류수로 용해한 후 동량의 클로로포름, 에틸아세테이트로 2회씩 각각 추출하고 감압 농축하여 n-헥산, 클로로포름 그리고 에틸아세테이트 추출물을 각각 5.0 g, 5.4 g 및 10.4 g 씩 얻었다. 이들은 실시예 1과 동일한 방법으로 8가지 식물병에 대한 방제활성을 조사하여 상기 수학식 1에 따라 방제가를 계산하여 그 결과를 표 2에 나타내었다.
시료 농도
(㎍/㎖)		 방제가(%)
RCB RSB TGM TLB WLR BPM RPA RPB
사과열매
클로로포름추출물		 1,000 92 10 10 0 65 53 55 3
RCB: 벼 도열병; RSB: 벼 잎집무늬마름병; TGM: 토마토 잿빛곰팡이병; TLB: 토마토 역병; WLR: 밀 붉은녹병; BPM: 보리 흰가루병; RPA: 고추 탄저병; RPB: 고추 역병
사과 열매의 메탄올 추출물로부터 분획한 여러 추출물 중 클로로포름층은 가장 높은 방제효과를 나타냈으며, 클로로포름층은 상기 표 2에 나타난 바와 같이 메탄올 추출물과 마찬가지로 8가지 식물병 중 벼 도열병, 토마토 역병, 밀 붉은녹병 및 고추 탄저병에 대해 높은 방제활성을 보여 클로로포름층을 방제 활성성분의 분리 및 정제에 사용하였다.
클로로포름층(5.4 g)으로부터 활성성분을 분리하기 위하여 n-헥산:에틸아세테이트 혼합액(10:1, 10:2, 10:3, 10:4, 10:5, v/v)의 비율을 달리한 용출용매로 하는 실라카겔 컬럼 크로마토그래피(5 cm×60 ㎝, 카이젤 겔 60, 70-230 메쉬, 500 g: 머크사)를 실시하였다. 이로부터 얻은 용출액을 분취한 후 씬 레이어 크로마토그래피(TLC: 카이젤 겔 60 F254, 0.25 ㎜; 머크사)로 분석하였다. TLC의 패턴에 따라 F1 내지 F10의 10개 분획으로 나누고 이들을 농축하여 분획물을 얻었다. 각 분획은 1,000 ㎍/㎖ 수준으로 약제 용액을 준비한 다음 벼 도열병에 대하여 실시예 1과 같은 방법으로 방제활성 생물검정을 실시하였다. 그 중 F4와 F5 분획물이 벼 도열병에 대하여 높은 방제효과를 나타내었다. F4 분획물로부터 무색의 결정(70 mg)을 얻었다. 그리고 F5 분획물은 semi-preparative HPLC를 수행하여 10 mg의 동일한 화합물을 얻었다. 각 결정은 TLC와 HPLC로 분석하여 순물질임을 확인하였으며, 물질 1로 명명하였다.
[실시예 3] 방제 활성성분의 구조 결정
상기 실시예 2에서 분리된 물질 1의 방제 활성성분을 동정하기 위하여 분광학적인 분석방법이 이용되었다.
물질 1의 1H-NMR 스펙트럼을 수행한 결과, [도 1]에서와 같이 δ 7.02 및 6.66에서 1,4-disubstituted benzene ring의 존재를 나타내는 2H가 각각 나타났으며, δ 12.21에서 chelated hydroxy proton과 δ 5.81에서 2개의 aromatic singlet proton은 carbonyl 그룹에 붙어 있는 1,3,5-trihydroxybenzene moiety를 보인다. 또한, 13C-핵 자기공명 분석 결과, [도 2]에서와 같이 δC 204.1에서 ketone carbon과 δH 3.22와 2.77에서 서로 커플된 CH2-CH2 spin system은 1.4-disubstituted benzene ring과 1,3,5-trihydroxybenzene moiety사이의 연결은 다이하이드로칼콘(dihydrocalchone)의 존재를 의미한다(도 2 참고). 상기 결과들을 종합하여 물질 1을 "플로레틴(phloretin)"으로 동정하였다. 물질 1은 Nakamura 등이 2003년에 보고한 문헌(J. Agric. Food Chem. 51: 3309-3312)의 플로레틴과 일치하는 것으로 확인되었다. 따라서, 물질 1을 분자식 C15H14O5(분자량: 274.26)인 플로레틴(3-(4-hydroxyphenyl)-1-(2,4,6-trihydroxyphenyl)propan-1-one)(화학식 1의 화합물)으로 동정하였다.
[실시예 4] 플로레틴의 방제 활성성분의 식물병에 대한 방제활성
상기 실시예 2 및 3에서 동정된 플로레틴의 생체 내(in vivo) 방제활성을 조사하기 위하여, 벼 도열병, 벼 잎집무늬마름병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토 역병, 밀 붉은녹병, 보리 흰가루병, 고추 탄저병 및 고추 역병 등의 총 8가지 식물병에 대하여 하기와 같이 방제활성 실험을 수행하였다.
플로레틴을 dimethyl sulfoxide(DMSO)에 용해시킨 후 250 ㎍/㎖의 트윈 20 용액을 가하여 최종 농도를 100 ㎍/㎖ 및 500 ㎍/㎖로 조절하였으며, 모든 시료의 최종 DMSO 농도를 1%로 조절하였다(실험군). 이때, 상기 실험군에서 활성성분을 제외한, 1% DMSO와 250 ㎍/㎖의 트윈 20만을 함유하는 용액을 대조군(무처리구)으로 사용하였다.
상기에서 제조한 플로레틴을 포함하는 실험군 시료를 벼, 토마토, 고추, 보리 및 밀의 엽면에 분무 살포한 후 24시간 동안 풍건한 다음 벼 도열병, 벼 잎집무늬마름병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토 역병, 밀 붉은녹병, 보리 흰가루병, 고추 탄저병 및 고추 역병의 병원균을 접종하였다. 각 식물병당 3개의 포트를 이용하였다. 이들 8가지 식물병에 대한 방제활성 및 방제가 계산은 상기 실시예 1에 기재된 방법에 따라 조사하였고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
활성성분 농도
(㎍/㎖)		 방제가(%)
RCB RSB TGM TLB WLR BPM RPA RPB
플로레틴
 100 40 0 27 14 0 3 7 2
500 96 0 36 88 8 20 50 24
RCB: 벼 도열병; RSB: 벼 잎집무늬마름병; TGM: 토마토 잿빛곰팡이병; TLB: 토마토 역병; WLR: 밀 붉은녹병; BPM: 보리 흰가루병; RPA: 고추 탄저병; RPB: 고추 역병
상기 표 3에서 나타난 바와 같이, 본 발명의 플로레틴은 벼 도열병과 토마토 역병에 대하여 우수한 방제효과를 나타냈으며, 고추 탄저병에 대해서는 중간 정도의 방제효과를 나타냈다. 또한 토마토 잿빛곰팡이병, 보리 흰가루병, 고추 역병에 대하여도 약한 방제효과를 보였다.
또한, 사과 열매 추출물로부터 분리한 플로레틴의 처리에 따른 벼 도열병의 방제 효과를 [도 3]에 나타내었다. [도 3]에 나타난 바와 같이, 본 발명의 500 ㎍/㎖ 농도의 플로레틴 처리 화분(오른쪽 2개)이 플로레틴을 처리하지 않은 화분(대조군; 왼쪽)에 비해 우수한 벼 도열병 방제효과를 나타냄을 알 수 있었다.

Claims (7)

  1. 사과(Malus domestica)열매 추출물로부터 분리된 하기 화학식 1의 화합물을 유효성분으로 함유하는 벼 도열병, 토마토 역병, 고추 역병 및 고추 탄저병으로 이루어진 군으로부터 선택된 식물병 방제용 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112012049751003-pat00009
    .
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 사과 열매 추출물은 탄소수 1 내지 7의 저급알코올 및 이의 수용액, 헥산, 아세톤, 클로로포름, 에틸아세테이트, 메틸렌클로라이드 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 용매를 사용하여 추출되는 것을 특징으로 하는 식물병 방제용 조성물.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물이 100 내지 1,000 ㎍/㎖ 농도로 포함되는 것을 특징으로 하는 식물병 방제용 조성물.
  6. 제 1항에 따른 식물병 방제용 조성물을 작물 또는 토양에 처리하는 것을 포함하는 식물병의 방제방법.
  7. 하기 화학식 1의 화합물을 유효성분으로 함유하는 벼 도열병, 토마토 역병, 고추 역병 및 고추 탄저병으로 이루어진 군으로부터 선택된 식물병 방제용 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112010079018145-pat00004
    .

KR1020100121022A 2010-11-30 2010-11-30 플로레틴 화합물 또는 이를 포함하는 사과 추출물을 함유하는 식물병 방제용 조성물 및 이를 이용한 식물병 방제방법 KR101230367B1 (ko)

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