KR101312332B1 - 벤질리덴아세톤을 포함하는 항균 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 천연 유래 물질인 벤질리덴아세톤을 포함하는 항균 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 항균 조성물은 종래 기술로 활성을 저해하기 어려웠던 식물 곰팡이균에 대해 강력한 항균 활성을 갖기 때문에 상기 곰팡이균에 의한 식물의 감염을 효과적으로 예방 및 치료하는 생물 농약으로 사용할 수 있다.

Description

벤질리덴아세톤을 포함하는 항균 조성물{Antimicrobial Compositions Comprising Benzylideneacetone}
본 발명은 천연 유래 항균 조성물에 관한 것으로서, 특히 고추속 식물을 포함하는 식물 병원성 곰팡이균에 항균 활성을 갖는 조성물에 관한 것이다.
고추는 특히 한국에서 중요한 조미채소 중의 하나이다. 그러나 한국의 고추산지에서 모두 32종의 병해가 발생되고 있는 것으로 보고되어 있으며(조 등, 2004), 이 가운데 10여 종의 병이 매년 발생되고 있는 것으로 보고되어 있다(Seo, 2008). 특히 피해가 큰 것을 알려진 역병과 탄저병을 방제하기 위하여 20여종과 40여종의 식물보호제가 각각 품목고시되어 있지만(한국작물보호협회, 2007), 그 방제효과가 크지 못한 실정이다. 또한 국내 중소생물산업체에서 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis, 고초균), 트리코데마 하지아눔(Trichoderma harzianum), 페니바실러스(Paenibaciluus sp .) 등을 이용한 생물농약이 개발되어 있으나, 아직 고추를 대상으로 등록된 생물농약은 없다(경북전략산업기획단, 2007; Sang et al., 2007; Shen et al., 2007).
곤충병원선충인 스테이너네마(Steinernematidae)속과 헤테로라브티스 (Heterorhabditidae)속은 각각 종 특이적 공생세균을 지니며 이들 공생 세균의 항생능력에 의해 선충의 생활환을 유지하게 된다(Kaya and Gaugler, 1993). 곤충병원세균 제노랍두스 네마토필라 K1은 한국에서 분리된 슈타이너네마 카르포캅사에(Steinernema carpocapsae)의 공생세균이며, 선충과 더불어 대상 곤충의 혈강에서 높은 항생능력으로 선충과 자신만 생존하고 성장하게 한다(Park et al., 1999; Park and Kim, 2000). 이 세균이 생성하여 분비하는 물질 가운데 모노테르펜 계통의 벤질리덴아세톤이 분리되었으며 이의 세균 억제 능력이 연구되고 있으나(Ji et al., 2004; Ji et al., 2004; Yi et al., 2007), 고추속 식물 병해의 원인이 되는 곰팡이균에 대한 항균제로서의 활용 가능성에 대한 연구는 아직까지 미미한 실정이다.
본 발명자들은 식물 병원성 곰팡이균에 대해 항균 활성을 갖는 천연 유래 물질을 발굴하고자 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 제노랍두스 네마토필라로부터 유래한 천연물질인 벤질리덴아세톤이 식물 병원성 곰팡이균에 대하여 뛰어난 항균 활성을 갖고 있다는 특성을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 벤질리덴아세톤을 포함하는 항균 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 천연 세균인 제노랍두스 네마토필라를 배양하여 벤질리덴아세톤을 포함하는 상기 항균 조성물을 제조하는 방법 및 식물 병원균 방제방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 벤질리덴아세톤을 포함하며 식물 병원성 곰팡이균에 대한 항균 활성을 갖는 항균 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 제노랍두스 네마토필라 K1을 배양하는 단계를 포함하는 식물 병원성 곰팡이균에 대한 항균 활성을 갖는 항균 조성물의 제조방법을 제공한다.
본 발명자들은 식물 병원성 곰팡이균에 대해 항균 활성을 갖는 천연 유래 물질을 발굴하고자 노력하였다. 그 결과, 본 발명자들은 곤충 병원성 선충인 슈타 이너네마 카르포캅사에(Steinernema carpocapsae)의 공생세균인 제노랍두스 네마토필라(Xenorhabdus nematophila)로부터 유래한 천연물질인 벤질리덴아세톤이 식물 병원성 곰팡이균에 대하여 뛰어난 항균 활성을 갖고 있다는 특성을 확인하였다.
벤질리덴아세톤(benzylideneacetone)은 C6H5CH=CHC(O)CH3 화학식을 갖는 모노테르펜 화합물로 곤충병원세균인 제노랍두스 네마토필라의 대사물질이다. 상기 항균 활성을 보유한 벤질리덴아세톤은 제노랍두스 네마토필라를 배양하여 이를 분리할 수 있으며, 바람직하게는 제노랍두스 네마토필라 K1을 배양한 배양물에서 벤질리덴아세톤을 분리할 수 있다. 상기 제노랍두스 네마토필라 또는 제노랍두스 네마토필라 K1을 배양하여 벤질리덴아세톤을 분리하는 방법은 D. Ji et al., FEMS Microbiology Letters, 239(2004) 241-248에 상세히 기재되어 있으며, 본 명세서의 참조로서 삽입된다.
또한, 상기의 벤질리덴아세톤은 화학적으로 합성하거나 이를 구입하여 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 벤질리덴아세톤은 상기 제노랍두스 네마토필라에서 분리한 것 이외에 합성하여 제조된 벤질리덴아세톤을 포함한다.
벤질리덴아세톤의 합성방법은 Claisen, L. “die Einwirkung von Aceton auf Furfural und auf Benzaldehyd bei Gegenwart von Alkalilauge” Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft 1881, volume 14, p 2468-2471. 및 Drake, N. L.; Allen, Jr. P., "Benzalacetone", Org. Synth.,; Coll. Vol. 1: 77 에 상세히 기재되어있으며, 본 명세서에 참조로서 삽입된다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 항균 조성물이 포함하는 벤질리덴아세톤을 생산하는 제노랍두스 네마토필라는 슈타이너네마 카르포캅사에로부터 분리된 것이다.
슈타이너네마 카르포캅사에로부터 제노랍두스 네마토필라 또는 제노랍두스 네마토필라 K1을 분리하는 방법은 Park, Y., Kim, Y. and Yi, Y. 1999. Identification and characterization of a symbiotic bacterium associated with Steinernema carpocapsae in Korea. Journal of Asia Pacific Entomology 2 : 105-111.에 상세히 기재되어 있다.
상기의 벤질리덴아세톤을 포함하는 조성물은 식물병 방제를 위해 어떠한 형태로도 제조될 수 있으며, 예를 들어, 벤질리덴아세톤 단독 또는 이를 포함하는 혼합 조성물, 벤질리덴아세톤을 생산하는 제노랍두스 네마토필라 또는 그의 추출물을 포함하는 조성물, 제노랍두스 네마토필라를 포함하는 슈타이너네마 카르포캅사에 또는 그의 추출물을 포함하는 조성물의 형태로 제조될 수 있으며, 벤질리덴아세톤을 포함하는 한 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명의 조성물은 상기 벤질리덴아세톤 이외에 다른 항균제를 포함하거나 각종 담체를 포함할 수 있다. 사용할 수 있는 담체로는 클레이, 탈크, 규조토, 백토(terra alba), 탄산칼슘, 무수규산, 벤토나이트, 황산나트륨, 실리카 겔, 유기산 염류, 당류, 전분, 수지류, 합성 혹은 천연고분자 등의 고체 분말 또는 과립상 담체; 크실렌 등의 방향족 탄화수소류, 케로신(kerosene) 등의 지방족 탄화수소류, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 이소포론 등의 케톤류, 락탐류, 아니솔 등의 에테르류, 에탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜 등의 알콜류, 초산에틸, 초산부틸 등의 에스테르류, 디메틸설폭사이드, 디메틸포름아미드, 물 등의 액체 담체를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 조성물은 작물 병해 방제용 제제로서 통상 적용되는 제제 형태, 예를 들면, 오일용액제(oil solution), 에멀션제(emul sion), 산포제(dusting powder), 용액제(solution), 수화제(wettable powder), 과립제(granule), 현탁제(suspension)등으로 조제할 수 있으며 사용 전에 적당하게 희석할 수도 있다.
또한, 제제의 효과를 확보하기 위해서 유화제, 분산제, 습윤제, 결합제, 호료(糊料), 윤활제 등의 보조제를 목적에 따라 적당하게 선택 또는 조합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게는 비이온성 또는 이온성의 계면활성제, 카복시메틸셀룰로스, 폴리초산비닐, 고무류(gums), 스테아린산 칼슘, 왁스 등을 보조제로 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 벤질리덴아세톤을 포함하는 항균 조성물은 단독으로 사용하거나 살균제, 살충제, 제초제, 식물성장 조절제 등의 농약; 비료; 또는 토양 개량제 등과 병용하거나 혼합제의 형태로 사용할 수도 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 벤질리덴아세톤을 포함하는 항균 조성물은 식물의 질병을 유발하는 다양한 곰팡이균에 대한 항균활성을 보유하며, 바람직하게는 역병균 또는 탄저병균에 항균활성을 가지고, 보다 바람직하게는 파이토프소라 캡사이시(Phytophthora capsici) 또는 콜레토트리쿰 아큐타툼(Colletotrichum acutatum)에 대하여 항균활성을 보유한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 조성물이 접종된 배지에서 상기 곰팡이균의 현저한 증식억제 효과를 확인하였으며(참고: 표 2), 상기 항균력은 야외 조건에서 2달간 보존한 후에도 지속되는 효과를 나타내었다(참고: 표 4 및 도 1).
본 발명의 벤질리덴아세톤을 포함하는 항균 조성물은 다양한 식물 병원균에 대하여 항균활성을 보유하며, 바람직하게는 고추속(Capsicum. sp.) 식물, 보다 바람직하게는 캡시쿰 앤눔(Capsicum annuum), 캡시쿰 바카툼(Capsicum baccatum), 캡시쿰 부포룸(Capsicum buforum), 캡시쿰 캄필로포디움(Capsicum campylopodium), 캡시쿰 카데나시(Capsicum cardenasii), 캡시쿰 차코엔세(Capsicum chacoense), 캡시쿰 차이넨세(Capsicum chinense), 캡시쿰 코치네움(Capsicum coccineum), 캡시쿰 코누툼(Capsicum cornutum), 캡시쿰 디모품(Capsicum dimorphum), 캡시쿰 두세니(Capsicum dusenii), 캡시쿰 엑시미움(Capsicum eximium), 캡시쿰 플렉수오숨(Capsicum flexuosum), 캡시쿰 프루테센스(Capsicum frutescens), 캡시쿰 갈라파고엔세(Capsicum galapagoense), 캡시쿰 게미니포리움(Capsicum geminifolium), 캡시쿰 후커리아눔(Capsicum hookerianum), 캡시쿰 란세올라툼(Capsicum lanceolatum), 캡시쿰 렙토포둠(Capsicum leptopodum), 캡시쿰 라이시안토이데스(Capsicum lycianthoides), 캡시쿰 미누티플로룸(Capsicum minutiflorum), 캡시쿰 미라빌레(Capsicum mirabile), 캡시쿰 모시티쿰(Capsicum mositicum), 캡시쿰 파비폴리움(Capsicum parvifolium), 캡시쿰 푸베센스(Capsicum pubescens), 캡시쿰 롬보이데움(Capsicum rhomboideum), 캡시쿰 쇼티아눔(Capsicum schottianum), 캡시 쿰 스콜니키아눔(Capsicum scolnikianum), 캡시쿰 토바리(Capsicum tovarii) 또는 캡시쿰 빌로숨(Capsicum villosum), 가장 바람직하게는 캡시쿰 앤눔, 캡시쿰 프루테센스, 캡시쿰 차이넨세, 캡시쿰 푸베센스 또는 캡시쿰 바카툼에 대하여 항균활성을 보유한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 항균 조성물을 식물에 접촉시키는 단계를 포함하는 식물병 방제방법을 제공한다.
본 발명의 방법 중 상기 항균 조성물에 대한 내용과 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여 그 기재를 생략한다.
본 발명의 식물병 방제 방법은 상기 조성물을 식물의 다양한 부위에 접촉 또는 접종하는 방식으로 방제할 수 있으며, 바람직하게는 열매, 잎, 줄기, 꽃 또는 뿌리의 일부 또는 전부에 방제할 수 있고, 보다 바람직하게는 열매, 잎 또는 뿌리의 일부 또는 전부, 가장 바람직하게는 뿌리의 일부 또는 전부에 방제할 수 있다.
상기 조성물을 식물에 접촉시키는 방법은 직접적인 접촉 외에도 토양이나 공기 분사를 이용하여 간접적으로 접촉시키는 방법을 포함하며, 바람직하게는 상기 토양 내에서 뿌리에 접촉이 이루어지도록 토양에 접종한다. 본 발명의 일 실시예에서는 벤질리덴아세톤을 처리한 토양에 고추를 이식하여 곰팡이균에 대한 방제 효과를 확인한 결과 강력한 항균효과를 확인할 수 있었다(참고: 표 7).
본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:
(ⅰ) 본 발명은 벤질리덴아세톤을 포함하는 항균 조성물을 제공한다.
(ⅱ) 또한, 본 발명은 천연 세균인 제노랍두스 네마토필라를 배양하여 벤질리덴아세톤을 포함하는 상기 항균 조성물을 제조하는 방법 및 식물 병원균 방제방법을 제공한다.
(ⅲ) 본 발명에 따르면, 천연 유래 물질인 벤질리덴아세톤을 포함하는 항균 조성물은 종래 기술로 활성을 저해하기 어려웠던 식물 병원성 곰팡이균에 대해 강력한 항균 활성을 갖기 때문에 상기 곰팡이균에 의한 식물의 감염을 효과적으로 예방 및 치료하는 생물 농약을 제공할 수 있다.
도 1은 자연광 조건 하 벤질리덴아세톤(BZA)의 두 가지 식물 병원 곰팡이균에 대한 억제효과를 나타낸 도면이다. 각각의 곰팡이 콜로니 접종에 앞서 60일간 지붕위에서 BZA를 250 ppm 포함하는 감자한천평판배지(PDA)를 보존하였다. 그런 다음, 상기 곰팡이를 28℃에서 10일간 배양하였다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예
실험재료 및 실험방법
1. 고추, 병원균 및 벤질리덴아세톤의 준비
고추 모는 시판되고 있는 대촌 품종의 종자를 파종 및 육묘하여 사용하였다. 벤질리덴아세톤은 문헌(D. Ji et al., FEMS Microbiology Letters, 239(2004) 241-248.)을 이용하여 제조 또는 구입(Aldrich 241091, USA)하여 사용하였다. 상기 벤질리덴아세톤은 DMSO(dimethyl sulfoxide, Hayashi Pure Chemical Ind., JAPAN)에 용해시켜 100,000 ppm 용액을 만든 후 증류수로 희석하여 사용하였다. 고추의 병원균은 농촌진흥청 농업유전자원정보센터로부터 분양받아 사용하였다. 병원세균은 뉴트리언트 한천평판배지(Difco,FRANCE)에서 30℃에 2일간 배양하였으며, 곰팡이는 감자한천평판배지(Difco, FRANCE)에서 28℃에 7일간 배양하여 사용하였다(표 1).
실험에 사용한 고추 병원균의 종류
학명 기탁번호1)
펙토박테리움 카로토보룸 subsp. 카로토보룸
(Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum)		 KACC 11131
잔토모나스 캄페스트리스 피브이. 베시카토리아
(Xanthomonas campestris pv.vesicatoria)		 KACC 11158
랄스토니아 솔라나세아룸
(Ralstonia solanacearum)		 KACC 11171
클라비박터 미시가넨시스 피브이 . 미시가넨시스
(Clavibacter michiganensis pv.michiganensis)		 KACC 20883
파이토프소라 캡사이시
(Phytophthora capsici)		 KACC 40483
콜레토트리쿰 아큐타툼
(Colletotrichum acutatum)		 KACC 43125
1) 기탁번호는 농촌진흥청(Rural Development Administration, Korea) RDA-GenBank 정보센터에서 취득
2. 항균력 조사
벤질리덴아세톤 250 ppm용액으로 조제한 감자한천평판배지의 중앙에 직경 6 ㎜되게 고추 병원곰팡이의 콜로니를 접종한 후 28℃에 7일간 배양하였다. 이렇게 배양된 곰팡이의 콜로니 직경과 벤질리덴아세톤을 함유하지 않은 감자한천배지에서 배양한 곰팡이와 콜로니 직경을 비교하였다. 또한 벤질리덴아세톤 500 ppm용액으로 조제한 뉴트리언트 액체 배지에 0.1 ㎖의 고추병원세균의 현탁액(109 cfu/㎖)을 접종하고 30℃에서 48시간 동안 배양하였다. 이 세균의 배양액을 대상으로 UV/VIS 분광 광도계(Dong-il Shimadzu Corporation, JAPAN)로 파장 600 ㎚에서 흡광도를 측정하였으며, 벤질리덴아세톤을 함유하지 않은 배지에서 배양한 세균의 흡광도와 비교하였다. 고추 병원 균주 별로 3 샤레 씩 3 반복으로 처리하였다.
3. 항균력 지속기간 조사
벤질리덴아세톤 250 ppm 용액으로 조제한 감자한천평판배지를 건물 옥상에 60일간 보존하여 자연 태양광선에 노출 시켰다. 건물 옥상에 12일과 60일 동안 보존한 배지 중앙에 직경 6 ㎜의 고추병원 곰팡이의 콜로니를 접종하여 28℃에 7일간 배양하였다. 배양이 끝난 곰팡이의 콜로니 직경을 벤질리덴아세톤을 함유하지 않은 배지에서 배양한 곰팡이의 콜로니의 직경과 비교하였다. 고추 병원 곰팡이 별로 3 샤레 씩 3 반복으로 처리하였다.
4. 토양에 흡착 여부 조사
밭 토양을 넣은 비이커에 벤질리덴아세톤 1,000 ppm 용액을 흥건하게 붇고 하루 동안 실내에 보존하였다. 토양으로부터 벤질리덴아세톤 용액을 수거하여 2,000 rpm으로 원심분리한 후, 상청액을 세균여과기로 통과시켰다. 토양으로부터 수거한 벤질리덴아세톤 용액으로 만든 감자한천평판배지의 중앙에 직경 6 ㎜의 고추 역병균의 콜로니를 접종하고 28℃에 7일간 배양하였다. 배양이 끝난 곰팡이의 콜로니 직경을 벤질리덴아세톤을 함유하지 않은 배지에서 배양한 곰팡이의 콜로니의 직경과 비교하였다. 고추 병원 곰팡이 별로 3 샤레 씩 3 반복으로 처리하였다.
5. 약해조사
프라스틱 화분(직경 25 ㎝, 높이 12.5 ㎝)에 심겨진 개화초기의 고추 지상부에 벤질리덴아세톤 500 ppm과 1,000 ppm용액을 각각 충분히 흐르도록 살포하였다. 약제 살포가 끝난 식물을 온실에 보존하면서 일주일 동안 약해 발생 여부를 육안으로 관찰하였다. 10%와 25%의 DMSO용액을 같은 방법으로 고추에 살포하여 약해 발생 여부를 관찰하였다. 벤질리덴아세톤과 DMSO의 농도 별로 3포기의 고추에 살포하였다.
6. 병 방제효과 조사
충분히 자란 고추 열매의 표면에 고추 탄저병균 현탁액을 충분히 흐르도록 살포하고, 탄저병균 현탁액이 마른 후에 벤질리덴아세톤 500 ppm 용액을 살포하였다. 처리가 끝난 고추 열매를 포화 상태의 습실에 넣어 15일간 보존하면서 탄저병 발생 여부를 육안으로 관찰하였으며, 발병과율을 탄저병균만 살포한 고추 열매와 비교하였다. 고추열매 5 개 씩 3 반복으로 처리하였다. 또한 원예용 상토를 131℃에서 1시간 동안 고압 살균하고 벤질리덴아세톤 500 ppm 용액 300 ㎖를 섞은 후 밧트(60×30×15 ㎝)에 넣어 하루 동안 보존하였다. 밧트 별로 길이 30 ㎝내외의 고추모를 6포기 씩 심고, 고추의 뿌리 주변 토양에 고추 역병균 현탁액을 관주하였다. 감자한천배지에서 29℃로 15일간 배양한 고추 역병균을 믹서에 갈아서 고추 역병균 현탁액을 조제하였으며, 고추 포기 당 반 샤레(직경 9 ㎝)의 역병균을 살균수 90 ㎖로 희석하여 접종하였다. 같은 방법으로 벤질리덴아세톤 500 ppm 용액을 섞은 토양에 심겨진 고추 줄기에 고추 역병균을 상처접종 하였다. 역병균을 접종한 후 3주일 동안 발병 여부를 육안으로 관찰하였으며, 처리별 6포기 씩 3반복으로 접종하였다.
실험결과
1. 고추 병원균에 대한 항균력
벤질리덴아세톤 250 ppm을 함유한 감자한천평판배지(PDA, Difco, FRANCE)의 중앙에 직경 6㎜의 고추 역병균(파이토프소라 캡사이시, Phytophthora capsici)과 탄저병균(콜레토트리쿰 아큐타툼, Colletotrichum acutatum)을 접종하고 28℃에서 배양하였다. 그 결과 벤질리덴아세톤을 함유한 배지에서 배양한 고추 병원 곰팡이는 벤질리덴아세톤을 함유하지 않은 배지에서 배양한 경우에 비하여 현저하게 생육이 억제되었다(표 2).
고추 병원 곰팡이에 대한 벤질리덴아세톤(BZA)의 억제 효과
처리한 화합물 콜로니 직경(㎜)1 )
고추 역병균 탄저병균
BZA2 ) 6.0a3 ) 12.0c
비처리 대조군 52.7b 38.0d
1) 각각의 병원 곰팡이(직경 6 ㎜)의 콜로니를 BZA 250 ppm을 포함하는 감자 한천 평판 배지(potato dextrose agar plate)의 중심부에 접종하고 28℃에서 배양하였다. 각각 처리는 3개 배양액에 3번 반복으로 이루어졌다.
2) BZA 1 g을 10 ㎖의 DMSO에 용해시키고 증류수를 이용하여 희석시켰다.
3) 동일한 문자로 표시된 평균값(Mean)은 유의적 차이가 없는 것이다(LSD0 .05).
벤질리덴아세톤 500 ppm을 함유한 뉴트리언트 액체배지에 4종의 고추 병원 세균을 각각 접종하고, 30℃에서 2일간 배양한 후 비색계를 이용하여 600 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. 그 결과 곰팡이균에 대한 강력한 항균력과 달리 세균에 대한 벤질리덴아세톤의 항균효과는 고추 궤양병균을 제외하고는 미미한 수준을 나타내었다(표 3).
병원 세균에 대한 벤질리덴아세톤(BZA)의 억제 효과
세균 흡광도1 )
BZA 비처리 대조군
고추 무름병균 0.58a2 ) 0.47a
세균성점무늬병균 0.26b 0.33b
풋마름병균 0.41ab 0.31b
고추 궤양병균 0.47a 0.29b
1)세균 현탁액(109 cfu/㎖) 1 ㎕를 500 ppm의 BZA를 함유하는 뉴트리언트 브로스 배지에 각각 접종하고 30℃에서 48시간 동안 배양하였다. 배양물의 흡광도는 UV/VIS 분광 광도계를 이용하여 600 ㎚에서 측정하였다. 각각 처리는 3개 배양액에 3번 반복으로 이루어졌다.
2)동일한 문자로 표시된 평균값(Mean)은 유의적 차이가 없는 것이다(LSD0 .05).
2. 자연조건에서 항균력 지속기간
벤질리덴아세톤 250 ppm을 함유한 감자한천평판배지를 건물의 옥상에 보존하여 태양광선에 노출시킨 후, 배지의 중앙에 직경 6 ㎜의 고추 역병균과 탄저병균을 각각 접종하고 28℃에서 배양하였다. 그 결과 야외 조건에서 두 달 동안 보존한 후에도, 벤질리덴아세톤을 함유한 배지에서 배양한 고추 병원 곰팡이는 벤질리덴아세톤을 함유하지 않은 배지에서 배양한 경우에 비하여 현저하게 생육이 억제되었다(표 4, 도 1).
12일 간 태양광선 조건 하에서 병원 곰팡이에 대한 억제 효과
처리한 화합물 콜로니의 직경 (mm)1)
고추 역병균 탄저병균
BZA 6.0a2 ) 9.0e
비처리 대조군 19.0b 16.5f
1)벤질리덴아세톤을 포함하는 감자 한천 평판 배지를 건물 옥상에 보존하였다. 각각의 고추 역병균 또는 탄저병균(직경 6 ㎜)을 감자 한천 평판 배지의 중앙에 접종하고 28℃에서 배양하였다. 각각 처리는 3개 배양액에 3번 반복으로 이루어졌다.
2)동일한 문자로 표시된 평균값(Mean)은 유의적 차이가 없는 것이다(LSD0 .05).
3. 토양 내에서의 항균력
밭 토양을 통과시킨 벤질리덴아세톤 1,000 ppm용액으로 조제한 감자한천평판배지의 중앙에 직경 6 ㎜의 고추 역병균을 접종하고 28℃에서 배양하였다. 그 결과 벤질리덴아세톤 현탁액으로 조제한 감자한천배지에서 배양한 고추 역병균은 거의 자라지 못하였다(표 5).
고추 역병균에 대한 밭 토양을 통과시킨 벤질리덴아세톤의 억제 효과
처리한 화합물 곰팡이균 콜로니직경 (mm)1)
BZA 6.7a2 )
비처리 대조군 14.0b
1)BZA 1,000 ppm 을 포함하는 현탁액을 밭 토양에 부었다. BZA 현탁액으로 채워진 상기 토양을 실온에서 24시간 동안 보존하였다. 감자 한천 평판 배지는 상기 토양으로 부터 수득한 BZA 현탁액으로부터 제조하였다. 각각의 고추 역병균 콜로니(직경 6 ㎜)를 감자 한천 평판 배지의 중앙에 접종하고 28℃에서 배양하였다. 각각 처리는 3개 배양액에 3번 반복으로 이루어졌다.
2)동일한 문자로 표시된 평균값(Mean)은 유의적 차이가 없는 것이다(LSD0 .05).
4. 고추에 대한 약해 조사
벤질리덴아세톤 500-2,000 ppm 용액을 고추의 지상부에 살포한 결과, 벤질리덴아세톤 2,000 ppm을 살포한 고추에서 잎이 가장자리부터 말리고 시들어 낙엽이 되는 약해가 발생하였다. 벤질리덴아세톤 1,000 ppm과 500 ppm 용액을 살포한 고추 잎에서는 잎이 말리는 약해 증상이 발생되지 않았다. 한편 DMSO 10%와 25% 용액을 고추에 살포한 결과, 25%의 DMSO를 살포한 고추의 잎에 하얀 점무늬가 나타나면서 점무늬 부분이 얇아지는 약해가 발생하였다. 그러나 10%의 DMSO 용액을 뿌려준 고추 잎에서는 어떤 약해증상도 찾아볼 수 없었다. 이 시험에서 사용한 2,000 ppm의 벤질리덴아세톤 용액에는 2% 미만의 DMSO가 함유되어 있었으며, 벤질리덴아세톤 용액을 뿌려준 고추 잎에 발생된 약해증상도 DMSO의 약해증상과 달랐다. 따라서 벤질리덴아세톤 용액을 뿌려준 고추 잎에 발생된 증상은 DMSO에 의한 약해증상이 아닌 벤질리덴아세톤에 의한 약해로 판단되었다. 현재 식물보호제 품목고시 시험방법에 의하면, 추천농도의 배농도를 작물에 처리할 경우에도 대상작물에 약해가 발생하지 않아야 한다고 규정하고 있다. 따라서 고추에 대한 약해 발생의 우려 없이 벤질리덴아세톤 500 ppm 용액을 고추 지상부에 살포할 수 있을 것으로 판단되었다.
5. 병 방제 효과
고추 과실 표면에 탄저병균 현탁액을 분무접종하고, 벤질리덴아세톤 500ppm 용액을 살포하였다. 그 결과 벤질리덴아세톤 용액을 살포하지 않은 열매에서는 모두 탄저병이 발생하였다. 그러나 벤질리덴아세톤 용액을 뿌려준 열매에서는 절반 이하의 열매에서만 탄저병이 발생하였으며, 병반도 벤질리덴아세톤 용액을 뿌려주지 않은 열매에 비하여 작았다(표 6).
고추 탄저병에 대한 벤질리덴아세톤의 억제 효과
BZA 농도 (ppm) 감염 과실 비율(%)1 ) 억제 효과 (%)
0 100.0a2 ) -
500 46.7b 53.3
1)탄저병균 현탁액을 고추 위에 살포하고 건조시켰다. 현탁액의 건조 후 BZA 현탁액을 과실에 살포하고 상기 과실을 고습 조건 하에 15일간 보존하였다. 각각 처리는 5개 열매에 3번 반복으로 이루어졌다.
2)동일한 문자로 표시된 평균값(Mean)은 유의적 차이가 없는 것이다(LSD0 .05).
고압 살균된 원예용 상토에 벤질리덴아세톤 500 ppm 용액을 섞은 후 이식한 고추의 뿌리 주변 토양에 역병균 현탁액을 관주하였다. 그 결과 벤질리덴아세톤을 처리하지 않은 토양의 고추는 1/3이 역병에 감염되었으나, 벤질리덴아세톤을 처리한 토양에서는 역병이 발생되지 않았다(표 7).
고추 역병에 대한 벤질리덴아세톤의 억제 효과
BZA의 농도(ppm) 질병 작물의 비율(%)1 ) 억제 효과(%)
0 33.3a2 ) -
500 00.0b 100
1)BZA 현탁액을 이용하여 토양을 혼합하고 하루동안 실온에서 보존하였다. 고추를 상기 토양에 이식하고 고추 역병균 현탁액을 뿌리가 미치는 범위까지 부어주었다. 각각의 처리는 6개 식물에 3번 반복으로 이루어졌다.
2)동일한 문자로 표시된 평균값(Mean)은 유의적 차이가 없는 것이다(LSD0 .05).
위 결과를 종합할 때, 벤질리덴아세톤의 고추병원세균에 대한 생육억제 효과는 미미하였으나 곰팡이균인 역병균과 탄저병균에 대해서는 강력한 증식 억제 효과가 있었다. 또한 태양광선 아래에서 60일 이상 보존하였음에도 강한 항균력을 유지하였기 때문에, 비가 오지 않는 조건에서는 1회 약제 살포로 오랫동안 역병균과 탄저병균에 대한 보호살균제로의 효과를 유지할 수 있을 것으로 생각되었다. 메탈락실을 담배 근권 토양에 관주하는 방법은 한국의 연초재배농가에서 역병을 방제하기 위하여 1970년대 말부터 사용되어 왔다. 그러나 고추 근권 토양에 메탈락실을 관주할 경우에는 낮은 농도에서도 약해를 발생시키기 때문에, 고추 역병을 방제하기 위해 고추 지상부에 메탈락실을 살포하는 방법이 이용되고 있다(한국작물보호협회, 2007; 김 등, 2009; Seo, 2008). 그러나 역병이 토양전염성 병해이기 때문에, 지상부에 대한 약제 살포로는 병해방제 효과가 매우 낮을 수 밖에 없었다. 따라서 고추의 역병 방제는 주로 저항성품종 재배에 의존하고 있다(김 등, 2009). 이 실험 결과 벤질리덴아세톤은 토양 내에서도 강력한 항균력을 유지하고 있었기 때문에, 역병 방제를 위한 보호살균제로의 이용 가치가 매우 높을 것으로 생각된다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
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Claims (17)

  1. 벤질리덴아세톤(benzylidenacetone: BZA)을 포함하며 식물 병원성 곰팡이균에 대한 항균 활성을 갖는 항균 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 벤질리덴아세톤은 제노랍두스 네마토필라 K1(Xenorhabdus nematophila K1)로부터 분리된 것을 특징으로 하는 항균 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 곰팡이균은 역병균 또는 탄저병균인 것을 특징으로 하는 항균 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 곰팡이균은 파이토프소라 캡사이시(Phytophthora capsici) 또는 콜레토트리쿰 아큐타툼(Colletotrichum acutatum)인 것을 특징으로 하는 항균 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 식물은 고추속(Capsicum. sp.) 식물인 것을 특징으로 하는 항균 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 고추속 식물은 캡시쿰 앤눔(Capsicum annuum), 캡시쿰 바카툼(Capsicum baccatum), 캡시쿰 부포룸(Capsicum buforum), 캡시쿰 캄필로 포디움(Capsicum campylopodium), 캡시쿰 카데나시(Capsicum cardenasii), 캡시쿰 차코엔세(Capsicum chacoense), 캡시쿰 차이넨세(Capsicum chinense), 캡시쿰 코치네움(Capsicum coccineum), 캡시쿰 코누툼(Capsicum cornutum), 캡시쿰 디모품(Capsicum dimorphum), 캡시쿰 두세니(Capsicum dusenii), 캡시쿰 엑시미움(Capsicum eximium), 캡시쿰 플렉수오숨(Capsicum flexuosum), 캡시쿰 프루테센스(Capsicum frutescens), 캡시쿰 갈라파고엔세(Capsicum galapagoense), 캡시쿰 게미니포리움(Capsicum geminifolium), 캡시쿰 후커리아눔(Capsicum hookerianum), 캡시쿰 란세올라툼(Capsicum lanceolatum), 캡시쿰 렙토포둠(Capsicum leptopodum), 캡시쿰 라이시안토이데스(Capsicum lycianthoides), 캡시쿰 미누티플로룸(Capsicum minutiflorum), 캡시쿰 미라빌레(Capsicum mirabile), 캡시쿰 모시티쿰(Capsicum mositicum), 캡시쿰 파비폴리움(Capsicum parvifolium), 캡시쿰 푸베센스(Capsicum pubescens), 캡시쿰 롬보이데움(Capsicum rhomboideum), 캡시쿰 쇼티아눔(Capsicum schottianum), 캡시쿰 스콜니키아눔(Capsicum scolnikianum), 캡시쿰 토바리(Capsicum tovarii) 및 캡시쿰 빌로숨(Capsicum villosum)으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 항균 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 고추속 식물은 캡시쿰 앤눔, 캡시쿰 프루테센스, 캡시쿰 차이넨세, 캡시쿰 푸베센스 및 캡시쿰 바카툼으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 항균 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항의 조성물을 식물에 접촉시키는 단계를 포함하는 식물병 방제방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 접촉은 열매, 잎, 줄기, 꽃 또는 뿌리에 행하는 것을 특징으로 하는 방제방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 접촉은 토양 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 방제방법.
  11. 제노랍두스 네마토필라 K1(Xenorhabdus nematophila K1)을 배양하는 단계; 및
    상기 단계에서 배양된 배양물내의 벤질리덴아세톤을 농축하는 단계를 포함하는 식물 병원성 곰팡이균에 대한 항진균 활성을 갖는 항진균 조성물의 제조방법.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 곰팡이균은 역병균 또는 탄저병균인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 곰팡이균은 파이토프소라 캡사이시(Phytophthora capsici) 또는 콜레토트리쿰 아큐타툼(Colletotrichum acutatum)인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 식물은 고추속(Capsicum. sp.) 식물인 것을 특징으로 하는 제조방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 고추속 식물은 캡시쿰 앤눔(Capsicum annuum), 캡시쿰 바카툼(Capsicum baccatum), 캡시쿰 부포룸(Capsicum buforum), 캡시쿰 캄필 로포디움(Capsicum campylopodium), 캡시쿰 카데나시(Capsicum cardenasii), 캡시쿰 차코엔세(Capsicum chacoense), 캡시쿰 차이넨세(Capsicum chinense), 캡시쿰 코치네움(Capsicum coccineum), 캡시쿰 코누툼(Capsicum cornutum), 캡시쿰 디모품(Capsicum dimorphum), 캡시쿰 두세니(Capsicum dusenii), 캡시쿰 엑시미움(Capsicum eximium), 캡시쿰 플렉수오숨(Capsicum flexuosum), 캡시쿰 프루테센스(Capsicum frutescens), 캡시쿰 갈라파고엔세(Capsicum galapagoense), 캡시쿰 게미니포리움(Capsicum geminifolium), 캡시쿰 후커리아눔(Capsicum hookerianum), 캡시쿰 란세올라툼(Capsicum lanceolatum), 캡시쿰 렙토포둠(Capsicum leptopodum), 캡시쿰 라이시안토이데스(Capsicum lycianthoides), 캡시쿰 미누티플로룸(Capsicum minutiflorum), 캡시쿰 미라빌레(Capsicum mirabile), 캡시쿰 모시티쿰(Capsicum mositicum), 캡시쿰 파비폴리움(Capsicum parvifolium), 캡시쿰 푸베센스(Capsicum pubescens), 캡시쿰 롬보이데움(Capsicum rhomboideum), 캡시쿰 쇼티아눔(Capsicum schottianum), 캡시쿰 스콜니키아눔(Capsicum scolnikianum), 캡시쿰 토바리(Capsicum tovarii) 및 캡시쿰 빌로숨(Capsicum villosum)으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 고추속 식물은 캡시쿰 앤눔, 캡시쿰 프루테센스, 캡시쿰 차이넨세, 캡시쿰 푸베센스 및 캡시쿰 바카툼으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
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FEMS Microbiology Letters, Vol. 239, pp. 241-248(2004) *
FEMS Microbiology Letters, Vol. 239, pp. 241-248(2004)*

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