KR101817704B1 - 친환경 식물 바이러스 방제제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경 식물 바이러스 방제제에 관한 것으로서, 인체에 무해하고 환경오염을 유발하지 않으면서 식물에 대한 병해 방제 효과가 우수한 친환경적인 식물 바이러스 방제제에 관한 것이다.
본 발명의 친환경 식물 바이러스 방제제는 돼지감자(Helianthus tuberosus)의 잎으로부터 추출한 돼지감자 잎 추출물을 함유한다.

Description

친환경 식물 바이러스 방제제{eco-friendly composition for controlling plant viruses}

본 발명은 친환경 식물 바이러스 방제제에 관한 것으로서, 인체에 무해하고 환경오염을 유발하지 않으면서 식물에 대한 병해 방제 효과가 우수한 친환경적인 식물 바이러스 방제제에 관한 것이다.

바이러스는 숙주세포를 감염시켜 증식하는 생명체로서 숙주와 별도로 그 존재를 생각할 수 없는 생명체이다. 바이러스에는 숙주에 따라 동물바이러스, 식물 바이러스, 세균바이러스(bacteriophage), 곰팡이바이러스 등 여러 가지가 존재한다.

그 중에서 식물 바이러스는 식물 세포를 감염시키는 바이러스를 총칭한다. 전 세계적으로 식물 바이러스는 약 1,000여 종이 분리 보고되었으며, 이들 중 대부분의 종(species)은 식물 병을 야기하여 농작물 생산량, 품질저하 및 품종퇴화 유발 등 농업생산 전반에 걸쳐 심각한 경제적 피해를 주고 있다.

특히, 담배 모자이크 바이러스(Tabacco Mosaic Virus, TMV)의 감염으로 증상이 나타나기까지 일정한 시일이 소요되며, 감염 초기에는 바이러스의 감염 여부를 확인할 수 없기 때문에 담배 모자이크 바이러스에 한번 감염이 되면 조기에 방제할 수 없어서 연초의 품질이 저하되고 수확량이 감소되지만 아직 뚜렷한 방제 대책이 없는 실정이다.

담배 모자이크 바이러스에 감염되어 나타나는 병해 증상은 국부 감염 또는 전체 감염으로 이루어지는데 그 기작의 원인은 아직 명확하게 밝혀지지 않고 있다.

담배 모자이크 바이러스는 연초 재배지에 연작하였을 때 감염되는 확률이 높아지므로 전년도에 담배 모자이크 바이러스에 감염된 재배지에는 연작을 할 수 없다. 일단 담배를 경작한 재배지에는 담배는 물론이고 담배모자이크 바이러스에 감염될 수 있는 다른 농작물도 경작할 수 없는 문제점이 있었다.

지금까지 식물 바이러스병의 방제는 주로 식물재배시기의 조절, 무병 식물체 재배 등의 경종적 방법과 바이러스매개체인 곤충을 구제하는 방법 등을 사용하였으나 이들은 간접적인 방제수단으로서 한계가 있다.

최근에는 직접적인 방제수단을 강구하기 위하여 항식물바이러스 활성물질의 탐색에 대한 연구가 활발한 실정이다.

한편, 돼지감자(Helianthus tuberosus)는 뚱딴지라고도 불리는 노란색의 꽃을 피우는 국화과 식물로, 높이 1.5~3m로 자라며, 땅속줄기의 끝이 굵어져 덩이줄기가 발달하며 잎과 더불어 털이 있다. 잎은 밑에서는 마주나고 위에서는 어긋나며 긴 타원형으로 가장자리에는 톱니가. 있다. 꽃은 황색으로 9~10월에 피는데 지름 8㎜ 정도의 노란 두상화이며 가장자리에는 10개 이상의 설상화가 달리는 특징이 있다.

돼지감자는 황무지에서도 잘 번식하는 식물로 재배가 용이하여 덩이줄기를 식용으로 재배하기도 하였으나, 대부분 야생으로 인가 근처에 서식하며 가축 사료용으로 일부 심기도 한다.

이러한 돼지감자는 최근 그 추출물에 다량의 페놀성 화합물이 함유되어 있어 강력한 항산화 효과를 지니고 있는 것으로 규명된 바 있다. 또한, 돼지감자는 독성이 없는 것으로 알려져 있으며, 혈당을 안정화시키는 항당뇨 활성을 갖고 있어 현대인들의 성인병 질환인 당뇨병 예방과 치료에 매우 좋은 기능성 건강식품으로 주로 이용되고 있다.

하지만, 아직까지 돼지감자에 대한 식물 바이러스 방제제로 이용가능성은 전혀 알려진 바 없다.

1. 대한민국 등록특허 제 10-1457869호: 까치버섯 추출물을 포함하는 식물 바이러스 방제 조성물 2. 대한민국 등록특허 제 10-1091873호: 부틸 L-피로글루타메이트를 유효성분으로 하는 담배 모자이크병 및 담매 잿빛곰팡이병 방제용 조성물

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 돼지감자 추출물을 이용하여 인체에 무해하고 환경오염을 유발하지 않으면서 식물에 대한 병해 방제 효과가 우수한 친환경적인 식물 바이러스 방제제를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 친환경 식물 바이러스 방제제는 돼지감자(Helianthus tuberosus)의 잎으로부터 추출한 돼지감자 잎 추출물을 함유하는 것을 특징으로 한다.

상기 돼지감자 잎 추출물은 상기 돼지감자의 잎에 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올, 다가 알코올 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 적어도 어느 하나의 추출용매를 가하여 추출한 것이다.

상기 방제제는 담배 모자이크 바이러스(Tabacco Mosaic Virus, TMV)에 항바이러스 활성을 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 방제제는 구연산 및 자리공 추출물, 양파즙을 더 함유하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 돼지감자 잎 추출물을 이용하여 인체에 무해하고 환경오염을 유발하지 않으면서 식물에 대한 병해 방제 효과가 우수한 친환경적인 식물 바이러스 방제제를 제공한다.

또한, 본 발명은 돼지감자 잎 추출물에 구연산, 자리공 추출물, 양파즙을 혼합하는 경우 낮은 방제제 농도에서도 방제효과를 향상시킬 수 있다.

도 1은 실시예 1의 돼지감자 잎 추출물(DW추출물)을 희석한 것을 시료로 하여 담배 잎에 처리시 방제가 결과를 나타낸 그래프이고,
도 2는 담배 잎에 발생한 병반의 모습을 나타낸 사진이고,
도 3은 실시예 2의 돼지감자 잎 추출물(EtOH추출물)을 희석한 것을 시료로 하여 담배 잎에 처리시 방제가 결과를 나타낸 그래프이고,
도 4는 담배 잎에 발생한 병반의 모습을 나타낸 사진이고,
도 5는 돼지감자 잎 추출물(DW추출물), 구연산, 자리공 추출물, 양파즙을 동일 중량비로 혼합하여 조성한 것을 시료로 하여 담배 잎에 처리시 방제가 결과를 나타낸 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 친환경 식물 바이러스 방제제에 대하여 구체적으로 설명한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 식물 바이러스 방제제는 유효성분으로서 돼지감자의 잎으로부터 추출한 돼지감자 잎 추출물을 함유한다.

돼지감자(Helianthus tuberosus)는 노란색의 꽃을 피우는 국화과 식물로, 높이 1.5~3m로 자라며, 땅속줄기의 끝이 굵어져 덩이줄기가 발달하며 잎과 더불어 털이 있다. 잎은 밑에서는 마주나고 위에서는 어긋나며 긴 타원형으로 가장자리에는 톱니가. 있다. 꽃은 황색으로 9~10월에 피는데 지름 8㎜ 정도의 노란 두상화이며 가장자리에는 10개 이상의 설상화가 달리는 특징이 있다.

본 발명은 돼지감자의 모든 부위를 이용할 수 있으나 바람직하게는 잎을 이용한다. 돼지감자는 땅속의 덩이줄기가 식품으로 활용되고 있을 뿐 잎은 거의 활용되지 못하고 폐기되고 있다. 따라서 돼지감자의 잎을 사용할 경우 폐기되는 자원을 활용함과 동시에 보다 방제효과가 우수한 유용성분들을 이용할 수 있다.

돼지감자의 잎 추출물은 다양한 방법으로 추출이 가능하다. 일 예로 돼지감자의 잎에 추출용매를 중량비로 2 내지 20배를 가한 후 10 내지 150℃에서 1 내지 40시간 동안 열수추출, 냉침 또는 온침 추출 등을 이용할 수 있다. 또한, 환류냉각추출, 초음파 추출방법 등을 이용할 수 있다. 또한, 상술한 추출방법뿐만 아니라, 통상적인 정제 과정을 거친 추출물도 포함한다. 예컨대, 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한외여과막을 이용한 분리, 다양한 크로마토그래피에 의한 분리 등, 추가적으로 실시된 다양한 정제 방법을 통해 얻어진 활성 분획도 추출물에 포함될 수 있다.

추출용매로 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올, 다가 알코올 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 적어도 어느 하나를 이용할 수 있다. 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올로 메탄올, 에탄올 등을 이용할 수 있고, 다가 알코올로 부틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜, 펜틸렌글리콜, 글리세롤 등을 이용할 수 있다. 그리고 혼합물로는 물 및 저급 알코올의 혼합물, 물 및 다가 알코올의 혼합물, 저급 알코올 및 다가 알코올의 혼합물, 또는 물 및 저급알코올 및 다가 알코올의 혼합물을 이용할 수 있다.

본 발명의 식물 바이러스 방제제는 돼지감자 잎 추출물 자체이거나 공지의 부형화물질을 추가로 포함할 수 있다. 가령, 공지의 부형화물질로 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.

본 발명의 식물 바이러스 방제제는 농약분야에 공지된 다양한 제형으로 제제화시켜 사용할 수 있으며, 제제화를 위해서는 농약분야에서 통상적으로 사용되는 제제화 방법을 어느 것이나 사용할 수 있다. 가령, 수화제, 입제, 분제, 유제, 스프레이상, 연막제, 캅셀형 및 젤상의 제형으로 제제화될 수 있다.

본 발명의 식물 바이러스 방제제는 돼지감자 잎 추출물을 1 내지 90중량% 함유할 수 있다. 본 발명의 식물 바이러스 방제제는 물로 10 내지 1000배로 희석하여 사용될 수 있다. 이 경우 돼지감자 잎 추출물은 0.1㎎/㎖ 내지 100.0㎎/㎖의 농도가 되게 사용할 수 있으며, 식물의 품종, 생육 정도, 경작지 환경, 식물병의 발병 정도 등을 고려하여 적절하게 농도를 조절할 수 있다.

본 발명의 식물 바이러스 방제제는 식물이 생장하고 있는 토양 또는 생장 중인 식물의 잎 등에 처리함으로써 식물 바이러스에 의한 병해를 방제할 수 있다.

본 발명은 다양한 식물 바이러스의 병해에 대해 방제가 가능하고, 특히 담배 모자이크 바이러스(Tabacco Mosaic Virus, TMV)에 우수한 항바이러스 활성을 가지므로 담배 모자이크병에 대해 방제효과가 뛰어나다.

한편, 본 발명의 식물 바이러스 방제제는 돼지감자 잎 추출물 외에 구연산 및 자리공 추출물을 더 함유할 수 있다. 가령, 식물 바이러스 방제제는 돼지감자 잎 추출물 100중량부에 대하여 구연산 80 내지 120중량부, 자리공 추출물 80 내지 120중량부를 함유할 수 있다.

자리공 추출물은 자리공(Phytolacca esculenta)의 잎이나 줄기 또는 뿌리를 이용할 수 있다. 자리공 추출물의 추출방법은 상술한 돼지감자 잎 추출물의 추출방법과 동일하게 적용할 수 있다.

구연산과 자리공 추출물은 돼지감자 잎 추출물에 의한 식물 바이러스 방제효과를 향상시킨다.

또한, 본 발명의 식물 바이러스 방제제는 돼지감자 잎 추출물 외에 구연산 및 자리공 추출물, 양파즙을 더 함유할 수 있다. 이 경우 돼지감자 잎 추출물 100중량부에 대하여 구연산 80 내지 120중량부, 자리공 추출물 80 내지 120중량부, 양파즙 80 내지 120중량부를 함유할 수 있다.

이하, 실시 예를 통하여 본 발명에 대해 설명하고자 한다. 다만, 하기의 실시 예는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위를 하기의 실시 예로 한정하는 것은 아니다.

(실시예 1)

세척 및 건조시켜 준비한 돼지감자의 잎을 잘게 자른 후, 돼지감자 잎에 대하여 물을 중량비로 10배를 가한 후 90℃에서 6시간 동안 가열한 후 여과하여 액상의 돼지감자 잎 추출물(DW추출물)을 수득하였다.

(실시예 2)

세척 및 건조시켜 준비한 돼지감자의 잎을 잘게 자른 후, 돼지감자 잎에 대하여 농도 90%(w/w)의 에탄올을 중량비로 20배 가하고 상온(25℃)에서 10시간 동안 침지시킨 다음 여과하여 액상의 돼지감자 잎 추출물(EtOH추출물)을 수득하였다.

<항바이러스 활성 실험>

담배 모자이크 바이러스에 대한 바이러스 방제효과를 검정하기 위하여 담배 종자를 농도 70%(w/w)의 에탄올과 농도 2%(w/w)의 차아염소산나트륨 용액에 담가 종자를 소독한 후 멸균수를 이용하여 3회 반복하여 세척하였다. 세척 후 종자를 멸균된 바이오 상토(베스트상토, 흥농종묘)에 파종하였다. 발아된 종자는 2주 후에 멸균된 상토(베스트상토, 흥농종묘)가 담긴 포트에 옮겨심고 28~30℃, 상대습도 30~45%를 유지하는 유리온실에서 생육하였다.

유리온실에서 2달 동안 생육한 담배의 잎에 시료를 스프레이 살포하였다. 5분 뒤 담배 잎에 상처를 유발하여 담배 모자이크 바이러스를 접종하였다. 접종 후 7일째 담배 잎에서 발생하는 병반의 수를 조사하여 방제가(control value)를 계산하였고, 대조구로 시료 대신 멸균수를 처리하였다.

공시 바이러스는 담배 모자이크 바이러스(Tobacco mosaic virus, TMV)로서 담배에서 분리한 TMV-U1 strain(식물바이러스 유전자은행, PV-0011)을 사용하였다.

방제가는 아래의 식으로 계산하였다.

방제가(%) = {1-(T/C)}×100, (T:시험구 병반수, C:대조구 병반수)

실험에 사용한 시료는 상기 실시예 1의 돼지감자 잎 추출물(DW추출물)과 실시예 2의 돼지감자 잎 추출물물(EtOH추출물)을 멸균수에 일정한 농도로 희석(100~10000배 희석)한 것을 각각 사용하였다.

도 1에 실시예 1의 돼지감자 잎 추출물(DW추출물)을 희석한 것을 시료로 이용한 방제가 결과를 그래프로 나타내었고, 도 2에 담배 잎에 발생한 병반의 모습을 사진으로 나타내었다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 돼지감자 잎 추출물 1% 시료(100배 희석구)와 0.1%시료(1000배 희석구)의 방제가가 우수한 것으로 나타났다. 그리고 돼지감자 잎 추출물 0.01% 시료(10000배 희석구)는 방제효과가 낮은 것으로 확인되었다.

도 3에 실시예 2의 돼지감자 잎 추출물(EtOH추출물)을 희석한 것을 시료로 이용한 방제가 결과를 그래프로 나타내었고, 도 4에 담배 잎에 발생한 병반의 모습을 사진으로 나타내었다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 돼지감자 잎 추출물 1% 시료(100배 희석구)와 0.1%시료(1000배 희석구)의 방제가가 우수한 것으로 나타났다. 그리고 돼지감자 잎 추출물 0.01% 시료(10000배 희석구)는 방제효과가 미미한 것으로 확인되었다.

상기 실험결과를 통해 돼지감자 잎 추출물의 담배 모자이크 바이러스에 대한 항바이러스 활성효과가 우수함을 확인할 수 있었다. 특히, 추출용매로 물을 사용하여 추출한 돼지감자 잎 추출물(DW추출물)이 에탄올을 사용하여 추출한 돼지감자 잎 추출물(EtOH추출물)에 비해 담배 모자이크 바이러스에 대한 항바이러스 활성효과가 더 높은 것으로 나타났다.

다음으로, 돼지감자 잎 추출물(DW추출물), 구연산, 자리공 추출물, 양파즙을 1:1:1:1의 동일 중량비로 혼합하여 조성한 방제제를 이용하여 항바이러스 활성 실험을 하였다. 방제제를 멸균수로 희석하여 실험에 사용하였다. 자리공 추출물을 자리공 전초에 대하여 물을 중량비로 10배를 가한 후 90℃에서 6시간 동안 가열한 후 여과하여 수득하였고, 양파즙은 껍질을 제거한 양파는 압착기로 압착한 후 여과하여 수득하였다.

상술한 실험과 동일한 방법으로 진행하여 담배 잎에서 발생하는 병반의 수를 조사하여 방제가(control value)를 계산하였고, 대조구로 시료 대신 멸균수를 처리하였다.

도 5를 참조하면, 희석하지 않은 시료(6D2 Mix 10^-0), 10배수로 희석한 시료((6D2 Mix 10^-1), 100배수로 희석한 시료(6D2 Mix 10^-2), 1000배수로 희석한 시료(6D2 Mix 10^-3) 모두 방제가가 우수한 것으로 나타났다.

이 실험을 통해 돼지감자 잎 추출물(DW추출물)에 구연산, 자리공 추출물, 양파즙을 혼합하는 경우 낮은 농도에서도 방제효과를 향상시킬 수 있는 것으로 확인되었다.

<약해검증 실험>

실시예 1의 돼지감자 잎 추출물(DW추출물)을 2가지 작물에 경엽처리하여 작물에 대한 약해 정도를 평가하였다.

시험작물로 고추, 아욱, 상추, 배추, 완두를 선정하였고, 정식 7일 후 시료를 시험작물에 처리한 후 7일간 육안으로 관찰하였다. 시험작물은 (재)전남생물산업진흥원 생물방제연구센터 내 식물배양실에서 재배하였고, 멸균수를 이용하여 돼지감자 잎 추출물(DW추출물)을 500배수와 250배수로 희석한 시료를 소형 분무기로 경엽에 흐르지 않을 정도로 뿌려주었다.

액해조사는 반점 및 반문의 유무, 황변 또는 엽소 여부, 경엽의 위조여부, 경엽의 고사여부, 낙엽여부, 기타 발육상태를 관찰하여 실시하였고, 약해정도는 하기의 기준으로 0~5점으로 평가하였다.

0: 육안으로 약해가 인정되지 않음

1: 아주 가벼운 약해로서 작은 약반이 약간 인정됨

2: 처리된 잎이 적은 부분에 약해가 인정됨

3: 처리된 잎의 50% 정도 약해가 인정됨

4: 상당한 피해를 받고 있으나 아직 건전한 부분이 남아 있음

5: 심한 약해를 받고 고사상태임

실험결과를 하기 표 1에 나타내었다.

시험작물	약해정도(0~5)		비고
	기준량(500배수)	배량(250배수)
고추	0	0	약해없음
아욱	0	0
상추	0	0
배추	0	0
완두	0	0

상기 표 1을 참조하면, 작물 약해 시험결과 5가지의 시험작물 모두에서 기준량 및 배량으로 희석한 시료를 처리하였을 때 전혀 약해가 발생하지 않았다.

이상, 본 발명은 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 돼지감자(Helianthus tuberosus)의 잎으로부터 추출한 돼지감자 잎 추출물을 함유하고,
   담배 모자이크 바이러스(Tabacco Mosaic Virus, TMV)에 항바이러스 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 친환경 식물 바이러스 방제제.
2. 제 1항에 있어서, 상기 돼지감자 잎 추출물은 상기 돼지감자의 잎에 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올, 다가 알코올 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 적어도 어느 하나의 추출용매를 가하여 추출한 것을 특징으로 하는 친환경 식물 바이러스 방제제.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 방제제는 구연산 및 자리공 추출물, 양파즙을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 친환경 식물 바이러스 방제제.

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