KR101388636B1 - 자귀나무 추출물을 이용한 라이족토니아 시리얼리스 또는 라이족토니아 솔라니에 의한 식물병 방제제 조성물 및 방제 방법 - Google Patents

자귀나무 추출물을 이용한 라이족토니아 시리얼리스 또는 라이족토니아 솔라니에 의한 식물병 방제제 조성물 및 방제 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 라이족토니아 시리얼리스 및 라이족토니아 솔라니에 대한 항곰팡이 활성을 보이는 자귀나무 추출물을 이용한 라이족토니아 시리얼리스 또는 라이족토니아 솔라니에 의한 식물병 방제제 조성물 및 방제 방법을 개시한다.

Description

자귀나무 추출물을 이용한 라이족토니아 시리얼리스 또는 라이족토니아 솔라니에 의한 식물병 방제제 조성물 및 방제 방법{Composition and Method for Controlling Plant Disease Caused by Rhizoctonia cerealis or Rhizoctonia solani Using an Extract of Albizzia julibrissin}
본 발명은 자귀나무(Albizzia julibrissin) 추출물을 이용한 라이족토니아 시리얼리스 또는 라이족토니아 솔라니에 의한 식물병 방제제 조성물 및 방제 방법에 관한 것이다.
2009년과 2010년 전라남북도 일부 밀 재배지역에서 잎의 황화, 지제부 반점 증상과 줄기 고사, 도복 등에 따른 수량 감소 등의 피해가 발생하였고, 원인은 라이족토니아 시리얼리스(Rhizoctonia cerealis)에 의한 밀 잎집눈무늬병(sharp eyespot)으로 확인되었다. 라이족토니아 시리얼리스는 밀의 어린 유묘를 죽이거나 모잘록병을 일으키지만 식물의 줄기 기부에 병반을 더 빈번히 형성하고(Lipps와 Herr, Phytopathology 72:1574-1577, 1982; Clarkson 등, Plant Pathology 32: 421-428, 1983; Cromey 등, New Zealand J. Crop and Hort. Sci. 30: 9-17, 2002) 발병이 지속되면 조기 성숙하거나 도복의 피해를 입힌다(Cromey 등, Plant Pathology 58: 268-272, 2005). 국내에서는 김 등(한국식물병리학회지 7:52-54, 1991)에 의해 국내 토양 중 분포와 병원성이 보고되면서 밀 잎집눈무늬병으로 명명되었다. 또한 현재 우리나라에서 R.cerealis에 의한 병해로 밀과 보리의 잎집눈무늬병(sharp eyespot) 외에도, 벼 잎집눈무늬병(sheath eyespot)(Kim과 Kim, Kor. J. Plant Pathol. 4:207-217, 1988), 잔디 누른잎마름병(yellow patch)(김 등, 한국잔디학회지 6: 99-112, 1992)이 보고되어 있다.
한편 라이족토니아 솔라니(Rhizoctonia solani)는 토양 전염성 병원균으로서 전세계적으로 폭넓은 기주를 가지고 있는 다범성 병원균이며, 무우 잎마름병, 벼 잎집무늬마름병, 토마토, 가지, 피망, 양배추, 파류 등의 야채류에서 발생하는 모잘록병, 벼 껍질마름병, 딸기의 싹 마름병, 고추냉이 등의 줄기썩음병 등의 병원균으로 알려져 있다(김완규, 1995. 작물 라이족토니아병 진단 및 방제. 농업과학기술원).
또한 라이족토니아 솔라니는 콩, 가지, 고추, 토마토와 같은 작물의 종자에 침입하기도 하며, 한번 토양에 정착하면 지속적으로 존재할 수 있는 성질을 가지고 있다. 라이족토니아 솔라니 균은 빗물, 관수, 홍수, 기타 농기구 등에 의해서 감염지역으로부터 건전한 지역으로 전반된다.
대부분의 라이족토니아 솔라니는 감염적온(感染適溫)이 15~18℃인데, 일부 종은 35℃까지의 고온에서도 병을 잘 유발시킨다. 일반적으로 라이족토니아 솔라니에 의한 식물병은 침수지역이나 건조한 지역의 토양에서보다는 적당히 젖어 있는 토양에서 발생이 더 심하다. 또한 어린 식물체의 감염은 그 식물체가 부적당한 환경으로 인해 생장이 느린 경우 더욱 심하게 된다.
현재 라이족토니아 곰팡이에 의한 식물병 방제법으로는 지오파네이트-메틸(thiophanate methyl)를 사용하는 화학적 방제법이 있으며, 라이족토니아 솔라니에 대해 길항균으로 스테노트로포모나스 말토필리아(Stenotrophomonas maltophilia) BW-13 균주를 이용한 경우(김 등, Res. Plant Dis. 11(2):152-157, 2005), 트리코더마 하지아늄(Trichoderma harzianum)을 이용한 경우(Lee 등, Plant pathology journal 27(1):68-77, 2011), 바실러스 아밀로리퀘파시엔스 KS-4(Bacillus-amyloliquefaciens KS-4, 기탁번호:KACC 91247P) 등을 이용한 경우(한국 특허 제10-0781472호), 정향나무(Eugenia caryophyllata)의 정향을 이용한 경우 등의 생물학적 방제법이 제안되어 있다.
본 발명도 생물학적 방제법으로서 자귀나무 추출물을 이용한 방법을 제시한다.
본 발명의 목적은 자귀나무 추출물을 이용한 라이족토니아 시리얼리스 또는 라이족토니아 솔라니에 의한 식물병 방제제 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 자귀나무 추출물을 이용한 라이족토니아 시리얼리스 또는 라이족토니아 솔라니에 의한 식물병 방제 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적이니 구체적인 목적은 이하에서 제시될 것이다.
본 발명은 자귀나무 잎과 열매의 80% 에탄올 추출물과 그 추출물의 순차적 분획물 증 부탄올층의 분획물이 밀 잎집눈무늬병 등의 원인균인 라이족토니아 시리얼리스 및 무우 잎마름병 등의 원인균인 또는 라이족토니아 솔라니에 항곰팡이 활성을 가짐을 확인함으로써 완성된 것이다.
전술한 바를 고려할 때, 본 발명의 방제제 조성물은 자귀나무 추출물 또는 자귀나무 추출물의 부탄올층의 분획물을 유효성분으로 포함함을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에서, "자귀나무 추출물"은 추출 방법을 불문하고 추출 대상인 자귀나무 가지, 잎, 열매, 뿌리 또는 이들의 혼합물을 메탄올, 에탄올, 부탄올 등의 탄소수 1 내지 5의 저급 알콜, 물 또는 이들의 혼합 용매로 추출하여 얻어진 추출물을 의미한다. 추출 방법을 불문하므로, 추출 대상을 추출 용매에 침지시키는 단계를 통하여 추출되는 한, 추출 방법은 냉침, 환류, 가온, 초음파 방사 등 임의의 방식이 모두 적용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 그럼에도 상기 "자귀나무 추출물"은 바람직하게는 물, 에탄올 또는 이들의 혼합 용매, 더 바람직하게는 물과 에탄올의 혼합 용매, 특히 70~90%의 에탄올 수용액으로 추출하고 얻어진 추출물을 의미한다(여기서 %는 v/v를 의미한다). 추출물은 여과, 농축될 수 있으며 성상은 액상 또는 분말상일 수 있다.
또한 본 명세서에서, "자귀나무 추출물의 부탄올층의 분획물"은 상기 자귀나무 추출물, 바람직하게는 물과 에탄올의 혼합 용매, 특히 70~90%의 에탄올 수용액으로 얻어진 고형상의 자귀나무 추출물을 메탄올과 물의 혼합 용매 특히 10~40% 메탄올에 현탁시킨 후, 헥산, 디클로로메탄, 에틸아세테이트 및 부탄올로 순차적으로 분획하였을 때 얻어지는 부탄올 층의 분획물을 의미하며, 나아가 상기 고형상의 자귀나무 추출물을 메탄올과 물의 혼합 용매 특히 10~40% 메탄올에 현탁시킨 후, 부탄올을 첨가하고 혼합 정치한 후 부탄올층을 분리하여 얻어지는 부탄올층의 분획물을 포함하는 의미이다. 여기서 "순차적으로 분획한다"는 것의 의미는 물과 메탄올의 혼합 용매의 분획물을 분획 후에도 계속 사용하여 상기 열거된 순서의 용매로 분획한다는 의미이다.
본 명세서에서, 상기 "유효성분"의 의미는 단독으로 목적하는 활성을 나타내거나 또는 그 자체는 활성이 없는 담체와 함께 활성을 나타낼 수 있는 성분을 의미한다.
또한 본 명세서에서, "방제"는 라이족토니아 시리얼리스 또는 라이족토니아 솔라니에 의한 식물병의 예방, 치료 또는 증상의 완화를 의미한다.
또한 본 명세서에서, "라이족토니아 시리얼리스 또는 라이족토니아 솔라니에 의한 식물병"은 앞서 예시한 바와 같이 라이족토니아 시리얼리스에 의한 식물병의 경우는 밀과 보리의 잎집눈무늬병, 밀 모잘록병, 벼 잎집눈무늬병, 잔디 누른잎마름병, 라이족토니아 솔라니에 의한 식물병의 경우는 무우 잎마름병, 벼 잎집무늬마름병, 토마토, 가지, 피망, 양배추, 파류 등의 야채류에서 발생하는 모잘록병, 벼 껍질마름병, 딸기의 싹 마름병, 고추냉이 등의 줄기썩음병을 포함하는 의미이다.
본 발명의 방제제 조성물은 그 유효성분들을 본 발명의 방제제 조성물 전체 중량을 기준으로 그것의 제형, 적용되는 대상·부위 등에 따라 1 내지 99 중량%의 범위 내에서 임의의 양으로 포함될 수 있는데, 통상적으로는 1 내지 30 중량%의 범위로 포함될 것이며, 액제에서는 통상 10 내지 20 중량%, 분제에서는 통상 30 내지 40 중량% 범위로 포함될 것이다.
본 발명의 방제제 조성물은 유효성분들의 제형 그대로 제조되거나, 농약학적으로 허용 가능한 담체와 혼합되어 유제, 용액제, 현탁제, 수화제, 유동제, 분제, 과립제, 분산제 등으로 제형화될 수 있다.
상기에서 "농약학적으로 수용 가능한 담체"는 본 발명의 방제제 조성물의 유효성분과 배합되어 그 유효성분의 활성을 저해하지 않으면서 그 유효성분의 살포, 저장 및/또는 운반을 촉진시키고 식물에 허용 가능한 이상의 독성을 나타내지 않는 임의의 물질을 말한다.
사용될 수 있는 담체는 토양 천연 광물(예를 들면 카올린, 점토, 활석, 초크), 토양 합성 광물(예를 들면 고분산 실리카, 실리케이트), 탄소 기재 물질(목탄, 역청 등), 황, 천연 또는 합성 수지, 비료, 셀룰로스 기재 물질(톱밥 및 옥수수 속대), 물, 방향족 용매(예: 솔베소 프로덕츠, 자일렌), 파라핀(예를 들면 광유 분획), 알코올(예를 들면 메탄올, 부탄올, 펜탄올, 벤질 알코올), 케톤(예를 들면 시클로헥사논, 메틸 히드록시부틸 케톤, 디아세톤 알코올, 메시틸 옥사이드, 이소포론), 락톤(예를 들면 감마-부티로락톤), 피롤리돈(피롤리돈, N-메틸피롤리돈, N-에틸피롤리돈, n-옥틸피롤리돈), 아세테이트(글리콜 디아세테이트), 글리콜, 디메틸 지방산 아미드, 지방산, 지방산 에스테르, 및 이들의 혼합물을 포함한다.
본 발명의 방제제 조성물은 또한 습윤제, 분산제, 부동제, 증점제, 보존제, 전착제 등 하나 이상의 보조제를 포함할 수 있다.
이러한 보조제는 당업계에서 공지된 것들 중에서 적절한 것을 선택하여 사용할 수 있는데, 예컨대 습윤제로서는 알킬나프탈렌 술포네이트(특히 디이소프로필나프탈렌술포네이트 또는 디이소부틸나프탈렌술포네이트)를 사용할 수 있고, 분산제로서는 비이온성 분산제(에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드 블록중합체, 알킬페놀 폴리글리콜 에테르, 트리스티릴페놀 폴리글리콜 등), 음이온성 분산제(리그닌술폰산, 나프탈렌술폰산, 페놀술폰산, 디부틸나프탈렌술폰산, 알킬아릴술포네이트, 알킬 술페이트, 알킬술포네이트 등) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 부동제로서는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 글리콜, 글리세린, 디에틸렌글리콜 등을 사용할 수 있고, 증점제로서는 셀룰로즈 유도체, 폴리아크릴산 유도체, 잔탄, 개질된 점토 등을 사용할 수 있으며, 보존제로서는 디클로로펜, 이소티아졸렌, 벤질 알코올 등을 사용할 수 있으며, 전착제는 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리부텐, 폴리이소부틸렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌아민, 폴리에틸렌아미드, 폴리에틸렌이민, 폴리에테르 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 방제제 조성물은 사용 목적, 경작지의 환경 등에 따라 추가로 기타의 공지의 성분, 예컨대 제초성 성분, 살충성 성분, 살균성 성분 등을 포함할 수 있다.
다른 측면에 있어서, 본 발명은 전술한 바의 본 발명의 방제제 조성물을 이용한 마그나포르테 그리세아에 의한 식물병 방제 방법에 관한 것이다.
본 발명의 마그나포르테 그리세아에 의한 식물병 방제 방법은 본 발명의 방제제 조성물을 밀, 보리, 벼, 잔디, 무우, 토마토, 가지, 피망, 양배추, 야채류, 딸기, 고추냉이 등 식물체에 접촉시키는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
상기 접촉시키는 단계는 통상적으로 발병이 된 벼, 잔디, 보리, 밀 등에 살포함으로써 이루어질 것이나, 벼, 잔디, 보리, 밀 등의 서식 환경인 토양에 살포 또는 혼입함에 의해서 또는 이들의 종자 또는 묘종에 살포하거나 그것의 서식 환경인 생장 배지 또는 토양에 살포 또는 혼합함에 의해서 이루어질 수도 있다.
또는 상기 접촉시키는 단계는 살균제, 살충제, 제초제, 비료 등과 혼합하여 이루어질 수도 있다.
벼, 잔디, 보리, 밀 등의 식물체에 본 발명의 방제제의 유효성분을 어느 정도의 양으로 사용할 것인가는 벼, 잔디, 보리, 밀 등의 생육 정도, 병해 정도, 토양의 조건, 강우량, 사용할 유효성분의 종류 등을 종합적으로 고려하여 결정될 것이다. 통상은 헥타르 당 10 내지 500g, 바람직하게는 30 내지 250g으로 사용하고, 토양에 살포·혼합할 경우는 헥타르 당 10 내지 1000g, 바람직하게는 100 내지 500g으로 사용한다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 자귀나무 추출물과 그 추출물로부터 분획되어 얻어진 부탄올층의 분획물을 이용한 시리얼리스 또는 라이족토니아 솔라니에 의한 식물병의 방제제 조성물과 그 조성물을 이용한 시리얼리스 또는 라이족토니아 솔라니에 의한 식물병의 방제 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 자귀나무 잎 추출물과 분획물의 제조 과정의 모식도이다.
도 2는 자귀나무 열매 추출물과 분획물의 제조 과정의 모식도이다.
도 3은 자귀나무 잎 추출물과 분획물의 라이족토니아 시리얼리스에 대한 항곰팡이 활성을 보여주는 사진이다.
도 4는 자귀나무 열매 추출물과 분획물의 라이족토니아 시리얼리스에 대한 항곰팡이 활성을 보여주는 사진이다.
도 5는 자귀나무 잎 추출물과 분획물의 라이족토니아 솔라니에 대한 항곰팡이 활성을 보여주는 사진이다.
도 6은 자귀나무 열매 추출물과 분획물의 라이족토니아 솔라니에 대한 항곰팡이 활성을 보여주는 사진이다.
이하 본 발명을 실시예 및 실험예를 참조하여 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 이러한 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 > 자귀나무 잎과 열매의 추출물과 분획물의 제조
<실시예 1> 자귀나무 잎 추출물과 분획물의 제조
자귀나무 잎 건조 분말 시료 3kg을 80% 에탄올 60L에 넣고 24시간 동안 교반 추출한 후 여과지(Advantec NO.2)로 여과하여 여액을 감압농축하고 동결건조하여 분말상의 추출물을 얻었다.
그리고 상기 얻어진 에탄올 추출물 10g을 취하여 100배 중량의 20% 메탄올로 현탁 및 용해시킨 후에 헥산(n-hexane), 디클로로메탄(CH2Cl2), 에틸아세테이트(EtOAc) 및 부탄올(BuOH)로 순차적으로 분획하여 헥산층에서 0.9123g, 디클로로메탄층에서 0.3472g, 에틸아세테이트층에서 0.7619g, 부탄올층에서 3.5719g 및 잔여층에서(20% 메탄올 용매층임) 4.3976g의 분획물을 얻었다.
상기 80% 에탄올 추출물 및 80% 에탄올 추출물로부터의 분획물 제조 과정의 모식도를 도 1에 도시되어 있다.
<실시예 2> 자귀나무 열매 추출물과 분획물의 제조
자귀나무 열매 건조 분말 시료 5.648kg을 80% 에탄올 100L에 넣고 24시간 동안 교반 추출한 후 여과지(Advantec NO.2)로 여과하여 여액을 감압농축하고 동결건조하여 분말상의 추출물을 얻었다.
그리고 상기 얻어진 에탄올 추출물 10g을 취하여 100배 중량의 20% 메탄올로 현탁 및 용해시킨 후에 헥산(n-hexane), 디클로로메탄(CH2Cl2), 에틸아세테이트(EtOAc) 및 부탄올(BuOH)로 순차적으로 분획하여 헥산층에서 0.6273g, 디클로로메탄층에서 0.2012g, 에틸아세테이트층에서 0.3025g, 부탄올층에서 3.3146g 및 잔여층에서(20% 메탄올 용매층임) 5.204g의 분획물을 얻었다.
상기 80% 에탄올 추출물 및 80% 에탄올 추출물로부터의 분획물 제조 과정의 모식도를 도 2에 도시되어 있다.
< 실험예 > 자귀나무 잎과 열매의 추출물과 분획물의 라이족토니아 시리얼리스 및 라이족토니아 솔라니에 대한 항곰팡이 활성 평가
자귀나무 잎과 열매의 추출물과 분획물의 라이족토니아 시리얼리스 및 라이족토니아 솔라니에 대한 항곰팡이 활성을 평가하기 위하여, 라이족토니아 시리얼리스 및 라이족토니아 솔라니를 감자한천배지(PDA, potato dextrose agar) 상에서 5일간 배양 후 균총들의 가장자리에서 직경 6 mm의 균사절편을 채취하여 각각 50 mg/mL 농도의 자귀나무 추출물과 분획물 40㎕를 직경이 8 mm인 paper disk에 떨어뜨린 후 감자한천 배지에 접종하고 27에서 5일간 배양하여 균총의 생성을 측정하였다.
라이족토니아 시리얼리스에 대한 자귀나무 잎 추출물과 분획물의 항곰팡이 활성을 도 3에, 그리고 라이족토니아 시리얼리스에 대한 자귀나무 열매 추출물과 분획물의 항곰팡이 활성을 도 4에 나타내었으며, 라이족토니아 솔라니에 대한 자귀나무 잎 추출물과 분획물의 항곰팡이 활성을 도 5에, 라이족토니아 솔라니에 대한 자귀나무 열매 추출물과 분획물의 항곰팡이 활성을 도 6에 나타내었다.
도 3 내지 도 6에서 1은 control(EtOH 50% 자체), 2는 잔여물층(H2O), 3은 80% 에탄올 추출물(Crude extract), 4는 부탄올층의 분획물(BuoH), 5는 control(EtOH 100% 자체), 6은 헥산층의 분획물(Hex), 7은 에틸아세테이층의 분획물(CH2Cl), 8은 에틸아세테이층의 분획물(EtoAc)이다.
도 3 내지 도 6을 참조하여 보면, 자귀나무 잎/열매 추출물/분획물 모두 라이족토니아 시리얼리스 및 라이족토니아 솔라니 모두에 대해 부탄올층의 분획물과 80% 에탄올 추출물 순으로 높은 항곰팜이 활성을 보였고, 나머지 분획물의 경우는 활성을 나타내지 않았다.

Claims (8)

  1. 아래의 (Ⅰ) 또는 (Ⅱ)의 자귀나무 열매 추출물을 유효성분으로 포함하는
    자귀나무 추출물을 이용한 라이족토니아 시리얼리스에 의한 식물병 방제제 조성물
    (Ⅰ) 자귀나무 열매의 물과 에탄올의 혼합 용매 추출물;
    (Ⅱ) 자귀나무 열매의 물과 에탄올의 혼합 용매 추출물의 부탄올층의 분획물
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부탄올층의 분획물은 아래의 (Ⅰ)의 분획물 또는 아래의 (Ⅱ)의 분획물인 것을 특징으로 하는
    자귀나무 추출물을 이용한 라이족토니아 시리얼리스에 의한 식물병 방제제 조성물.
    (Ⅰ) 물과 에탄올의 혼합 용매로 얻어진 고형상의 자귀나무 열매 추출물을 메탄올과 물의 혼합 용매에 현탁시킨 후, 헥산, 디클로로메탄, 에틸아세테이트 및 부탄올로 순차적으로 분획하였을 때 얻어지는 부탄올 층의 분획물;
    (Ⅱ) 물과 에탄올의 혼합 용매로 얻어진 고형상의 자귀나무 열매 추출물을 메탄올과 물의 혼합 용매에 현탁시킨 후, 부탄올을 첨가하고 혼합 정치한 후 부탄올층을 분리하여 얻어지는 부탄올층의 분획물
  4. 제3항에 있어서,
    상기 에탄올과 물의 혼합 용매는 70~90%의 에탄올인 것을 특징으로 하는
    자귀나무 추출물을 이용한 라이족토니아 시리얼리스에 의한 식물병 방제제 조성물.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 에탄올과 물의 혼합 용매는 70~90%의 에탄올이고, 상기 메탄올과 물의 혼합 용매는 10~40%의 메탄올인 것을 특징으로 하는
    자귀나무 추출물을 이용한 라이족토니아 시리얼리스에 의한 식물병 방제제 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 농약학적으로 허용 가능한 담체와, 습윤제, 분산제, 부동제, 증점제, 보존제 및 전착제로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 보조제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는
    자귀나무 추출물을 이용한 라이족토니아 시리얼리스에 의한 식물병 방제제 조성물.
  7. 제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항 기재의 라이족토니아 시리얼리스에 의한 식물병 방제제 조성물을 식물체에 접촉시키는 단계를 포함하는
    라이족토니아 시리얼리스에 의한 식물병의 방제 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 식물체는 밀, 보리, 벼, 잔디, 무우, 토마토, 가지, 피망, 양배추, 야채류, 딸기 또는 고추냉이인 것을 특징으로 하는
    라이족토니아 시리얼리스에 의한 식물병의 방제 방법.
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