KR101993612B1 - Composition for promoting germination and enhancing salt stress tolerance of plant comprising polymer of naphthalene or phenolic material as effective component and uses thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 나프탈렌 또는 페놀계 물질의 중합체를 유효성분으로 함유하는 식물의 발아 촉진 및 염 스트레스 내성 증진용 조성물 및 이의 용도에 관한 것으로, 본 발명의 중합체는 인공 휴믹산으로 개발되어 기존의 천연 휴믹산 시장을 대체할 수 있을 것으로 기대된다.The present invention relates to a composition containing naphthalene or a polymer of a phenolic substance as an active ingredient for promoting germination and enhancing resistance to salt stress, and a use thereof. The polymer of the present invention is developed as artificial humic acid, It is expected to be replaced.

Description

나프탈렌 또는 페놀계 물질의 중합체를 유효성분으로 함유하는 식물의 발아 촉진 및 염 스트레스 내성 증진용 조성물 및 이의 용도{Composition for promoting germination and enhancing salt stress tolerance of plant comprising polymer of naphthalene or phenolic material as effective component and uses thereof}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composition for promoting germination and resistance to salt stress in a plant containing a polymer of naphthalene or a phenolic substance as an active ingredient and a use thereof for a stress tolerance of a plant, uses thereof}

본 발명은 나프탈렌 또는 페놀계 물질의 중합체를 유효성분으로 함유하는 식물의 발아 촉진 및 염 스트레스 내성 증진용 조성물 및 이의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for promoting germination and for enhancing resistance to salt stress of a plant containing a polymer of naphthalene or a phenolic substance as an active ingredient, and a use thereof.

천연 휴믹 물질(natural humic substance)은 토양에 가해진 유기물이 여러가지 미생물에 의하여 분해작용을 받아 원조직이 변질되거나 새롭게 합성된 갈색 또는 암갈색의 일정한 형태가 없는 교질상의 복잡한 물질로서, 보통 자연환경의 토양, 퇴적물, 석탄, 이탄 등에서 발견되며, 금속과 무기물을 킬레이트(chelate)할 수 있는 중합 페놀 물질을 포함한다. 또한, 천연 휴믹 물질은 자연환경에서 무기 및 유기 화합물을 연결하는 중요한 역할을 하고 있으며, 이는 천연 휴믹 물질의 주변 사슬에 방향족(aromatic), 하이드록시기(hydroxyl group), 카르보닐기(carbonyl group), 카르복시기(carboxyl group), 아민기(amine group), 설프히드릴기(sulfhydryl group) 등이 포함되어 있어 다양한 성질과 구조를 갖기 때문이라고 추측되어진다. 천연 휴믹 물질은 산과 알칼리 용액에서의 용해도에 따라 풀빅산(fulvic acid)과 휴믹산(humic acid)으로 분류할 수 있다. 풀빅산은 산 용액에서 녹으나 휴믹산은 산 용액에서 녹지 않는다.A natural humic substance is a complex substance in the form of a colloidal substance which is decomposed by a variety of microorganisms to destroy the organic matter applied to the soil and has no altered original structure or newly synthesized brown or dark brown color. It is found in sediments, coal, peat, etc. and includes polymeric phenol materials that can chelate metals and minerals. In addition, natural humic substances play an important role in linking inorganic and organic compounds in a natural environment, and it is possible to add aromatic, hydroxyl group, carbonyl group, carboxy group, it is presumed that these compounds have various properties and structures because they include carboxyl group, amine group and sulfhydryl group. Natural humic substances can be classified into fulvic acid and humic acid depending on their solubility in acid and alkali solutions. Fulvic acid dissolves in acid solution, but humic acid does not dissolve in acid solution.

휴믹산은 식물의 잔재물이 퇴적되어 수천만년 동안 미생물이나 효소, 곰팡이류 또는 원충에 의하여 발효, 물질 전환 작용을 반복하는 과정을 거친 퇴적층에서 얻을 수 있다. 휴믹산은 불용의 무기물을 식물이 흡수할 수 있는 수용 형태로 전환시키고 가역적으로 결합되어 있는 무기물들을 천천히 해리시킴으로써, 영양분의 공급원과 저장소로서 기능한다. 또한 휴믹산은 식물의 생장과 종자의 발아를 촉진하고 식물의 비타민 함량을 증가시키며, 잎을 통한 무기요소의 흡수를 촉진하여 식물의 영양을 개선시킬 수 있다.Humic acid can be obtained from sediments that have undergone the processes of fermentation and mass transfer by microorganisms, enzymes, fungi, or protozoa for tens of millions of years after plant residues have been deposited. Humic acid acts as a source and a repository for nutrients by converting insoluble minerals into a receptive form that plants can absorb and slowly dissociating reversibly bound minerals. Humic acid can also improve plant nutrition by promoting plant growth and seed germination, increasing the vitamin content of plants, and promoting absorption of inorganic elements through the leaves.

휴믹산은 일반적으로 휴믹산 염의 형태로 토양 중에 2% 미만으로 분포되어 있으며, 가연성 광물 중 20~80% 이상으로 분포되어 있다.Humic acid is generally in the form of a humic acid salt, distributed in less than 2% of the soil and 20 to 80% or more of the combustible minerals.

지금까지 휴믹산 염은 가연성 광물, 예를 들어 오랜 기간 지하에 매장되어 있던 갈탄, 이탄, 또는 늪이나 산림에 분포하는 이탄토(peat soil) 또는 부엽토(leaf mold)를 원료로 사용하여 알칼리 용액으로 추출 및 정제하여 왔다. 그러나, 종래의 가연성 광물로부터 휴믹산 염의 추출방법은 추출된 휴믹산 염의 용액에 과량의 알칼리 용액이 포함되어 있거나, 수득률이 매우 낮아 비효율적인 단점이 있다. 또한 원료가 되는 유기 물질에 따라 추출되는 휴믹산의 질과 수량에 있어서 현저한 차이가 나는 문제점이 있다. 따라서 천연 휴믹산을 대체할 수 있는 양질의 대량 생산이 가능한 후보 물질 개발이 요구되고 있다.Until now, humic acid salts have been extracted from flammable minerals such as peat soil or leaf mold distributed in lignite, peat or swamp or forest which have been buried in the ground for a long time as an alkali solution And purified. However, in the conventional extraction method of humic acid salt from combustible minerals, an excess alkali solution is contained in the solution of the extracted humic acid salt, or the yield is very low, which is inefficient. Also, there is a problem in that the quality and quantity of humic acid extracted according to the organic material as a raw material are significantly different. Therefore, it is required to develop a candidate substance capable of high-quality mass production that can replace natural humic acid.

한편, 한국등록특허 제1041345호에는 '폴리페놀 성분이 함유된 콩나물의 재배방법'이 개시되어 있고, 중국공개특허 제105638470호에는 '인삼 씨의 발아용 배지 조성물'이 개시되어 있으나, 본 발명의 나프탈렌 또는 페놀계 물질의 중합체를 유효성분으로 함유하는 식물의 발아 촉진 및 염 스트레스 내성 증진용 조성물 및 이의 용도에 대해서는 기재된 바가 없다.Korean Patent No. 1041345 discloses a method for culturing bean sprouts containing polyphenol components and Chinese Patent Publication No. 105638470 discloses a culture composition for germination of ginseng seeds, There is no description of a composition for promoting germination and for enhancing resistance to salt stress of a plant containing a polymer of naphthalene or a phenolic substance as an effective ingredient and its use.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 2,7-디하이드록시나프탈렌의 동종중합체; 카테콜, 바닐릭산 및 3-펜타데실페놀의 공중합체; 및 카테콜, 바닐릭산 및 L-3,4-디하이드록시페닐알라닌의 공중합체;를 제조하고, 상기 중합체들을 식물체에 처리한 결과, 본 발명의 중합체들이 식물의 종자 발아 증진 효과뿐만 아니라, 염 스트레스에 대한 식물체의 내성을 증가시키는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned needs, and the present inventors have found that a homopolymer of 2,7-dihydroxynaphthalene; Copolymers of catechol, vanillylic acid and 3-pentadecyl phenol; And copolymers of catechol, vanillyric acid and L-3,4-dihydroxyphenylalanine were prepared and the polymers were treated with the plants. As a result, the polymers of the present invention showed not only the seed germination improving effect of plants, The present inventors have completed the present invention.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 나프탈렌 또는 페놀계 물질의 중합체를 유효성분으로 함유하는 식물의 발아 촉진 및 염 스트레스 내성 증진용 조성물을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a composition for promoting germination and for enhancing resistance to salt stress of a plant containing a polymer of naphthalene or a phenolic substance as an effective ingredient.

또한, 본 발명은 상기 조성물을 식물, 식물의 종자 또는 식물 식재 토양에 처리하는 단계를 포함하는 식물의 발아 촉진 및 염 스트레스 내성을 증진시키는 방법을 제공한다.The present invention also provides a method for promoting germination and salt stress tolerance of a plant, comprising the step of treating the composition with a plant, a seed of a plant, or a plant cultivated soil.

본 발명의 나프탈렌 또는 페놀계 물질의 중합체는 휴믹산과 유사한 수준의 종자 발아 촉진 효과를 보이므로, 인공 휴믹산으로 개발되어 생장 조절제, 비료 등의 유효성분으로 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 나프탈렌 또는 페놀계 물질의 중합체는 식물체의 염 스트레스 내성을 증진시킬 수 있으므로, 고염 및 해안지역에서 재배되는 식물에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.The polymer of the naphthalene or phenolic material of the present invention exhibits a seed germination promoting effect similar to that of humic acid. Therefore, it is developed as artificial humic acid and can be effectively used as an effective ingredient for growth regulators, fertilizers and the like. In addition, the polymer of the naphthalene or phenolic substance of the present invention can enhance the salt stress tolerance of the plant, and thus it is expected that the polymer can be usefully used for plants that are grown in high salt and coastal areas.

도 1은 애기장대를 모델 식물로 하여 본 발명의 중합체 물질(DHN, CV-3P-P, CV-L-DOPA)을 처리하고 식물의 종자 발아율을 확인한 결과이다. HA; 휴믹산(humic acid), DHN; 2,7-디하이드록시나프탈렌(dihydroxynaphthalene)의 동종중합체, CV-3P-P; 3-펜타데실페놀(pentadecylphenol), 카테콜 및 바닐릭산 혼합물의 공중합체, CV-L-DOPA; L-3,4-디하이드록시페닐알라닌(dihydroxyphenylalanine), 카테콜 및 바닐릭산 혼합물의 공중합체.
도 2는 애기장대를 모델 식물로 하여 고염 및 본 발명의 중합체 물질(DHN, CV-3P-P, CV-L-DOPA)을 함께 처리하여 생장시킨 식물체의 클로로필 함량을 분석한 결과이다. MS only; 식물 생장 배지, MS+Lac; 락카아제(laccase)를 첨가한 MS 배지. y축 salt/control의 의미는 염이 있는 배지(salt)와 염이 없는 배지(control)에 각각 동일 갯수의 애기장대를 동일 시간 배양하고, 식물에서 엽록체를 뽑아 그 비를 나타낸 것이다. 따라서 비율이 높을수록 염 저항력이 높은 것을 의미하며, 상기 값은 1을 넘을 수 없다.
Fig. 1 shows the result of treating the polymer material (DHN, CV-3P-P, CV-L-DOPA) of the present invention with Arabidopsis thaliana as a model plant and confirming the seed germination rate of the plant. HA; Humic acid, DHN; Homopolymer of 2,7-dihydroxynaphthalene, CV-3P-P; Copolymers of 3-pentadecylphenol, catechol and vanillyric acid mixtures, CV-L-DOPA; L-3,4-dihydroxyphenylalanine, copolymers of catechol and vanillyric acid mixtures.
Figure 2 shows the results of analysis of the chlorophyll content of plants grown by treating the Arabidopsis thaliana as model plants with high salt and polymeric materials of the present invention (DHN, CV-3P-P, and CV-L-DOPA). MS only; Plant growth medium, MS + Lac; MS medium supplemented with laccase. The y-axis salt / control means that the same number of Arabidopsis is incubated for the same time in salt-free medium and salt-free medium, respectively, and chloroplasts are extracted from the plants. Therefore, the higher the ratio, the higher the salt resistance, and the above value can not exceed 1.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 나프탈렌 또는 페놀계 물질의 중합체를 유효성분으로 함유하는 식물의 발아 촉진 및 염 스트레스 내성 증진용 조성물을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention provides a composition for promoting germination and for enhancing resistance to salt stress of a plant containing a polymer of naphthalene or a phenolic substance as an active ingredient.

본 발명의 일 구현 예에 따른 식물의 발아 촉진 및 염 스트레스 내성 증진용 조성물에 있어서, 상기 나프탈렌의 중합체는 2,7-디하이드록시나프탈렌(2,7-dihydroxynaphthalene) 단량체를 산화제로 중합하여 제조되는 동종중합체(homopolymer)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the composition for promoting germination and enhancing resistance to salt stress according to an embodiment of the present invention, the polymer of naphthalene is prepared by polymerizing 2,7-dihydroxynaphthalene monomer with an oxidizing agent But are not limited to, homopolymers.

또한, 본 발명의 식물의 발아 촉진 및 염 스트레스 내성 증진용 조성물에서, 상기 페놀계 물질의 중합체는 카테콜(catechol); 바닐릭산(vanillic acid); 및 아민기를 갖는 페놀 단량체를 산화제로 중합하여 제조되는 공중합체(copolymer)일 수 있으며, 상기 아민기를 가지는 페놀 단량체는 L-3,4-디하이드록시페닐알라닌(L-3,4-dihydroxyphenylalanine)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In addition, in the composition for promoting germination and salt stress tolerance of plants of the present invention, the polymer of the phenolic substance may be catechol; Vanillic acid; And a copolymer prepared by polymerizing a phenol monomer having an amine group with an oxidizing agent, and the phenol monomer having the amine group may be L-3,4-dihydroxyphenylalanine (L-3,4-dihydroxyphenylalanine) But is not limited thereto.

본 발명의 일 구현 예에 따른 상기 페놀계 물질의 중합체는 L-3,4-디하이드록시페닐알라닌, 카테콜 및 바닐릭산의 공중합체일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The polymer of the phenolic substance according to an embodiment of the present invention may be a copolymer of L-3,4-dihydroxyphenylalanine, catechol and vanillyric acid, but is not limited thereto.

또한, 본 발명의 일 구현 예에 따른 상기 L-3,4-디하이드록시페닐알라닌, 카테콜 및 바닐릭산의 공중합체는, L-3,4-디하이드록시페닐알라닌, 카테콜 및 바닐릭산 단량체를 0.1~0.3:0.7~0.9:0.9~1.2의 중량비로 혼합하고 산화제를 첨가하여 제조된 것일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 L-3,4-디하이드록시페닐알라닌, 카테콜 및 바닐릭산 단량체를 0.2:0.8:1의 중량비로 혼합하고 락카아제를 첨가하여 제조된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Also, the copolymer of L-3,4-dihydroxyphenylalanine, catechol, and vanillic acid according to an embodiment of the present invention is obtained by copolymerizing L-3,4-dihydroxyphenylalanine, catechol, and vanillyric acid monomer More preferably L-3,4-dihydroxyphenylalanine, catechol and vanillylic acid monomer in a weight ratio of 0.1: 0.3 to 0.7: 0.9: 0.9: 1.2, But not limited to, those prepared by mixing lactic acid in a weight ratio of 0.8: 1.

본 발명의 나프탈렌 또는 페놀계 물질의 중합체 제조에 있어서, 상기 카테콜, 바닐릭산, 2,7-디하이드록시나프탈렌 및 L-3,4-디하이드록시페닐알라닌은 상업적으로 합성/분리되어 판매하는 물질에 국한되는 것은 아니다.In the production of polymers of the naphthalene or phenolic materials of the present invention, the catechol, vanillic acid, 2,7-dihydroxynaphthalene and L-3,4-dihydroxyphenylalanine are commercially synthesized / But is not limited to.

본 발명의 나프탈렌 또는 페놀계 물질의 중합체 제조에 있어서, 상기 산화제는 산화효소, 염화구리(Ⅰ), 과산화황산암모늄, 과요오드산나트륨 및 염화칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 산화효소는 락카아제(laccase), 퍼옥시데이즈(peroxidase) 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 락카아제는 트라메테스 베르시콜로르(Trametes versicolor), 포메스 포멘타리우스(Fomes fomentarius), 사에토미움 써모필레(Chaetomium thermophile), 뉴로스포라 크라사(Neurospora crassa), 콜로리우스 베르시콜(Colorius versicol), 보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea), 리기도포러스 리그노수스(Rigidoporus lignosus), 가노데르마 루시둠(Ganoderma lucidum), 코리오루스 히르수투스(Coriolus hirsutus), 루술라 델리카(Russula delica), 플루로토스 오스트레아투스(Pleurotos ostreatus), 아스퍼질러스 니둘란스(Aspergillus nidulans) 등의 미생물에서 유래된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the production of the polymer of the naphthalene or phenolic material of the present invention, the oxidant may be at least one selected from the group consisting of oxidase, copper (I) chloride, ammonium peroxodisulfate, sodium periodate and potassium chloride. Do not. In addition, the oxidizing enzyme may be, but is not limited to, laccase, peroxidase, or a mixture thereof. The lacquer is a Trametes < RTI ID = 0.0 > versicolor), Po Po scalpel menta Julius (Fomes fomentarius), sat hatred Thermo fillets (Chaetomium the four thermophile , Neurospora crassa , Colorius < RTI ID = 0.0 > versicol , Botrytis cinerea , Rigidoporus lignosus , Ganoderma lucidum , Coriolus hirsutus , Russula delica ( Russula delica) ), Pleurotos ( Pleurotos ostreatus), Aspergillus nidul lance (Aspergillus nidulans , and the like, but the present invention is not limited thereto.

본 발명의 상기 나프탈렌 또는 페놀계 물질의 중합체는 중량평균분자량이 5,000 이상인 것을 특징으로 한다. 용어 "중량평균분자량"은, GPC(Gel Permeation Chromatograph)로 측정된 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치를 의미할 수 있다. 본 명세서에서는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 용어 "분자량"은 "중량평균분자량"을 의미한다.The polymer of the naphthalene or phenolic material of the present invention has a weight average molecular weight of 5,000 or more. The term "weight average molecular weight" may refer to a conversion value for standard polystyrene measured by Gel Permeation Chromatograph (GPC). In this specification, unless otherwise specified, the term "molecular weight" means "weight average molecular weight ".

본 발명의 상기 동종중합체 또는 공중합체는 당업계에 알려진 통상의 페놀계 화합물의 산화 중합체 제조 방법에 의해 제조가 가능하다. The homopolymers or copolymers of the present invention can be prepared by a process for producing oxidized polymers of conventional phenolic compounds known in the art.

본 발명은 또한, 본 발명의 식물의 발아 촉진 및 염 스트레스 내성 증진용 조성물을 식물, 식물의 종자 또는 식물 식재 토양에 처리하는 단계를 포함하는 식물의 발아를 촉진하는 방법을 제공한다. The present invention also provides a method for promoting germination of a plant, comprising the step of treating a plant, a seed of a plant or a planting material soil with a composition for promoting germination and salt stress tolerance of the plant of the present invention.

본 발명은 또한, 본 발명의 식물의 발아 촉진 및 염 스트레스 내성 증진용 조성물을 식물, 식물의 종자 또는 식물 식재 토양에 처리하는 단계를 포함하는 식물의 염 스트레스 내성을 증진시키는 방법을 제공한다. The present invention also provides a method for enhancing the salt stress tolerance of a plant, comprising the step of treating a plant, a plant seed or a plant food soil with a composition for promoting germination and salt stress tolerance of a plant of the present invention.

상기 식물의 발아 촉진 및 염 스트레스 내성을 증진시키는 방법으로는 본 발명에 따른 나프탈렌 또는 페놀계 물질의 중합체를 유효성분으로 포함하는 조성물에 식물체를 침지하거나, 본 발명에 따른 조성물을 관주, 즉, 식물체에 분무하여 수행할 수 있다. 침지하는 방법의 경우, 본 발명의 조성물을 식물체 주변의 토양에 붓거나 또는 종자를 조성물에 담가둘 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
As a method for promoting germination and salt stress tolerance of the plant, the plant may be immersed in a composition containing the polymer of the naphthalene or phenolic substance according to the present invention as an active ingredient, or the composition according to the present invention may be applied to a plant, For example. For the method of soaking, the composition of the present invention may be poured into the soil around the plant, or the seed may be immersed in the composition, but is not limited thereto.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

제조예 1. 2,7-디하이드록시나프탈렌의 동종중합체 (DHN) 제조Production Example 1. Production of homopolymer (DHN) of 2,7-dihydroxynaphthalene

2,7-디하이드록시나프탈렌(2,7-dihydroxynaphthalene, Sigma, 미국) 2 g을 100% 에탄올 48 mL이 함유된 100 mM 아세트산나트륨 버퍼(sodium acetate buffer) 192 mL에 첨가하여 혼합하였다. 상기 혼합액에 락카아제(laccase, Sigma) 20 mg을 첨가하고 36℃, 400 rpm의 조건으로 24시간 동안 교반하여 산화 고분자 합성을 유도하였다. 상기 교반액을 13,000 rpm의 조건으로 원심분리하여 고분자 침전물을 수득한 다음, 수득된 고분자 침전물을 증류수로 세척하였다. 침전물이 제거된 교반액은 분획분자량(molecular weight cut-off) 5 kDa의 아미콘 울트라 필터(millipore, 독일)를 사용하여 탈염과정을 수행함으로써, 교반액 속의 고분자를 다시 분리한 후 상기 원심분리하여 수득한 고분자와 울트라 필터를 통해 분리된 고분자를 혼합하여 동종중합체를 제조하였다. 상기 혼합된 용액의 고분자 농도는 0.5 mL의 혼합액을 90℃에서 완전 건조시켜 고체 무게를 측정함으로써 확인하였고, 상기 혼합된 고분자 용액을 식물 생장 배지(MS 아가 배지)에 다양한 농도로 희석하여 식물 종자의 발아 테스트를 실시하였다. 대조구(무처리구)의 경우 고분자 용액만큼의 증류수 또는 페놀 단량체 없이 효소 촉매만 넣어 울트라 필터한 용액을 희석하여 사용하였다.
2 g of 2,7-dihydroxynaphthalene (Sigma, USA) was added to 192 mL of a 100 mM sodium acetate buffer containing 48 mL of 100% ethanol and mixed. 20 mg of laccase (Sigma) was added to the mixed solution, and the mixture was stirred at 36 ° C and 400 rpm for 24 hours to induce synthesis of oxidized polymers. The crosslinking solution was centrifuged at 13,000 rpm to obtain a polymer precipitate, and the obtained polymer precipitate was washed with distilled water. The precipitate-free solution was subjected to desalting using an Amicon ultrafilter (Millipore, Germany) with a molecular weight cut-off of 5 kDa to separate the polymer in the solution and then centrifuged The obtained polymer was mixed with the polymer separated through the ultrafilter to prepare a homopolymer. The polymer concentration of the mixed solution was confirmed by measuring the solid weight by completely drying 0.5 mL of the mixed solution at 90 ° C. and diluting the mixed polymer solution to various concentrations in the plant growth medium (MS agar medium) Germination test was performed. In the case of the control (untreated), only the enzyme catalyst was added without using distilled water or phenol monomer as the polymer solution, and the ultrafiltered solution was diluted.

제조예 2. 3-펜타데실페놀, 카테콜 및 바닐릭산 혼합물의 공중합체Preparation Example 2. Copolymer of 3-pentadecyl phenol, catechol and vanillyric acid mixture (CV-3P-P) 제조(CV-3P-P) manufacture

카테콜 1 g, 바닐릭산 0.8 g 및 3-펜타데실페놀(3-pentadecylphenol) 0.2 g을 100% 에탄올 120 mL이 함유된 100 mM 아세트산나트륨 버퍼 120 mL에 첨가하여 혼합하였다. 이후에, 산화제를 첨가하여 고분자 합성을 유도하고 고분자를 분리·정제하는 과정은 전술한 내용과 동일하다. 상기 과정을 통해 알킬기를 가지는 단량체 페놀의 공중합체를 제조하였다.
1 g of catechol, 0.8 g of vanillylic acid and 0.2 g of 3-pentadecylphenol were added to 120 mL of a 100 mM sodium acetate buffer containing 120 mL of 100% ethanol and mixed. Thereafter, an oxidant is added to induce the synthesis of the polymer, and the process of separating and purifying the polymer is the same as described above. Through the above procedure, a copolymer of monomeric phenol having an alkyl group was prepared.

제조예 3. L-3,4-디하이드록시페닐알라닌, 카테콜 및 바닐릭산 혼합물의 공중합체 (CV-L-DOPA) 제조Production Example 3. Copolymer (CV-L-DOPA) of L-3,4-dihydroxyphenylalanine, catechol and vanillyric acid mixture

카테콜 0.8 g, 바닐릭산 1 g 및 L-3,4-디하이드록시페닐알라닌(L-3,4-dihydroxyphenylalanine) 0.2 g을 100% 에탄올 48 mL이 함유된 100 mM 아세트산나트륨 버퍼 192 mL에 첨가하여 혼합하였다. 이후에, 산화제를 첨가하여 고분자 합성을 유도하고 고분자를 분리·정제하는 과정은 전술한 내용과 동일하다. 상기 과정을 통해 아민기를 가지는 단량체 페놀의 공중합체를 제조하였다.
0.8 g of catechol, 1 g of vanillylic acid and 0.2 g of L-3,4-dihydroxyphenylalanine were added to 192 mL of 100 mM sodium acetate buffer containing 48 mL of 100% ethanol . Thereafter, an oxidant is added to induce the synthesis of the polymer, and the process of separating and purifying the polymer is the same as described above. Through the above procedure, a copolymer of monomeric phenol having amine groups was prepared.

실시예 1. 중합체의 식물 발아 촉진 효과 확인EXAMPLES Example 1: Identification of polymer germination promoting effect

제조예 1 내지 제조예 3을 통해 제조한 중합체의 식물 발아 촉진 효과를 확인하기 위해 애기장대를 모델 식물로 사용하여 종자 발아율을 측정하였다.In order to confirm the plant germination promoting effect of the polymer produced through Production Example 1 to Production Example 3, seed germination rate was measured using Arabidopsis thaliana as a model plant.

애기장대의 종자는 0.02% 트리톤(triton) X-100이 함유된 1.5% 차아염소산나트륨(sodium hypochlorite) 용액을 증류수와 3:7(v:v) 비율로 희석한 용액에 침지하여 표면살균한 후 증류수로 세척하였고, 4℃에서 이틀동안 암처리하였다. 소독된 애기장대 종자는 MS 4.3 g·L-1, 설탕 30 g·L-1, 0.6% 한천, 및 8.6, 86 또는 430 mg·L-1 농도의 중합체(DHN, CV-3P-P 또는 CV-L-DOPA)를 포함하여 제조된 pH 5.8의 MS 배지(Murashige and Skoog)에 심어 23℃ 및 16시간:8시간(명:암) 광주기 조건으로 설정된 생장 챔버에서 이틀동안 배양하였다. 각 그룹 당 50개의 씨앗을 3반복 수행하였고, 발아율은 종자의 어린 뿌리가 나오는 것을 기준으로 측정하였다.Arabidopsis seeds were prepared by surface sterilization by immersing 1.5% sodium hypochlorite solution containing 0.02% triton X-100 in a solution diluted with distilled water at a ratio of 3: 7 (v: v) Washed with distilled water and subjected to cancer treatment at 4 ° C for two days. The disinfected Arabidopsis seeds were MS 4.3 g L -1 , sugar 30 g L -1 , 0.6% agar, and 8.6, 86 or 430 mg L -1 concentration of polymer (DHN, CV-3P-P or CV (Murashige and Skoog), pH 5.8, which was prepared containing the L-DOPA (-L-DOPA) and incubated for 2 days in a growth chamber set at 23 ° C and 16 hours: 8 hours (female). 50 seeds per group were repeated 3 times and germination rate was measured based on the emergence of young seeds of seeds.

그 결과, DHN 및 CV-L-DOPA의 경우 8.6 및 86 mg·L-1 농도 처리구에서 천연 휴믹산(HA)을 처리하였을 때와 유사하게 애기장대 종자의 발아율이 처리 농도 의존적으로 증가함을 확인하였다(도 1). 특히, CV-L-DOPA의 경우, 86 mg·L-1 농도 처리구에서 동일 농도의 휴믹산 처리구보다 높은 수준의 발아율을 보여주었다. 다만, DHN 및 CV-L-DOPA 모두 430 mg·L-1 농도 처리구에서는 종자 발아율이 감소되는 것이 확인되었다. 감소의 정도를 비교했을 때, CV-L-DOPA 물질이 고농도 조건에서도 가장 휴믹산과 비슷한 종자 발아율을 보이는 것으로 확인되었으며, 이는 아민기의 존재에 의해 식물 자극 능력이 달라졌음을 의미한다. CV-3P-P의 경우, 8.6 및 86 mg·L-1 농도 처리구에서 종자 발아율이 무처리구 대비 증가하지 않았으며, 특히 430 mg·L-1 농도 처리구간에서는 종자 발아가 거의 되지 않는 것으로 확인되었다.As a result, it was confirmed that the germination rate of Arabidopsis seeds was increased depending on the treatment concentration, similar to the case of treatment with natural humic acid (HA) at 8.6 and 86 mg · L -1 concentration treatment of DHN and CV-L-DOPA (Fig. 1). In particular, CV-L-DOPA showed higher germination rate than the humic acid treatment at the same concentration of 86 mg · L -1 . However, in both DHN and CV-L-DOPA, the seed germination rate was reduced at the 430 mg · L -1 concentration. When compared to the degree of reduction, the CV-L-DOPA substance showed the highest seed germination rate similar to humic acid at high concentration, indicating that the plant stimulation ability was changed by the presence of amine groups. In the case of CV-3P-P, the seed germination rate did not increase at the treatment at 8.6 and 86 mg · L -1 , and in particular, the seed germination was not observed at the treatment concentration of 430 mg · L -1 .

상기의 결과를 통해, 본 발명에 따른 나프탈렌 또는 페놀계 물질의 중합체가 상업적 휴믹산을 대체할 수 있는 유사 유기 고분자 비료의 소재로 활용될 수 있음을 유추할 수 있었다.
From the above results, it can be inferred that the polymer of the naphthalene or phenolic material according to the present invention can be used as a material of a similar organic polymer fertilizer that can replace commercial humic acid.

실시예 2. 중합체의 식물 염 스트레스 내성 증진 효과 확인Example 2. Confirmation of enhancing stress tolerance of plant salt of polymer

제조예 1 내지 제조예 3을 통해 제조한 중합체의 식물 염 스트레스 내성 증진 효과를 확인하기 위해 애기장대를 모델 식물로 사용하여 식물체의 염 저항성을 분석하였다.In order to confirm the stress tolerance enhancing effect of the polymer prepared from the preparation examples 1 to 3, the salt resistance of the plant was analyzed using the Arabidopsis thaliana as a model plant.

애기장대 종자를 MS 배지에 심어 13일 동안 23℃ 및 16시간:8시간(명:암) 광주기 조건으로 설정된 생장 챔버에서 배양한 후, 성장한 애기장대 모종을 250 mM 염화나트륨(NaCl)과 106 mg·L-1 농도의 중합체(DHN, CV-3P-P 또는 CV-L-DOPA)를 포함한 MS 배지에 옮겨 배양하였다. 배양 6일 후 애기장대를 수확하여 80%(v/v) 아세톤으로 엽록체를 추출하고 분광광도계를 이용하여 식물의 클로로필 함량을 측정하였다. 각 그룹당 30개의 종자로 3번 반복 수행하였고, 대조구로 염화나트륨과 중합체가 포함되지 않은 MS 배지에 옮겨 자란 애기장대를 이용하였다. 대조구에서 자란 애기장대에서 추출한 엽록체의 양과 각 실험 처리구에서 자란 애기장대에서 추출한 엽록체 양을 비율로 표현하였다.Arabidopsis seeds were planted in MS medium and cultured for 13 days in a growth chamber set at 23 ° C and 16 hours: 8 hours (female) photoperiod condition. The grown Arabidopsis seedlings were grown in 250 mM sodium chloride (NaCl) and 106 mg The cells were cultured in MS medium containing L- 1 concentration of the polymer (DHN, CV-3P-P or CV-L-DOPA). After 6 days of incubation, the Arabidopsis was harvested and chloroplast was extracted with 80% (v / v) acetone and the chlorophyll content of the plant was measured using a spectrophotometer. Three groups of 30 seeds per group were used and Arabidopsis thaliana grown on MS medium without sodium chloride and polymer was used as a control. The amount of chloroplast extracted from the Arabidopsis thaliana grown in the control and the amount of chloroplast extracted from the Arabidopsis thaliana grown at each experimental treatment were expressed as a ratio.

그 결과, 클로로필의 함량이 증류수만 처리한 MS only 또는 산화 촉매만 희석한 MS + Lac 대조구 보다 DHN, CV-3P-P 및 CV-L-DOPA 처리구에서 높은 것을 확인하였다. 또한, 천연 휴믹산(HA) 처리구보다 본 발명의 DHN 및 CV-L-DOPA 중합체 처리구에서 클로로필의 함량이 보다 높은 수준인 것으로 관찰되었다(도 2).As a result, the content of chlorophyll was higher in DHN, CV-3P-P and CV-L-DOPA treatments than MS + Lac treated with distilled water only or diluted with oxidation catalyst only. It was also observed that the levels of chlorophyll were higher in DHN and CV-L-DOPA polymer treatments of the present invention than in natural humic acid (HA) treatments (FIG. 2).

상기의 결과를 통해, 본 발명의 중합체가 식물체에 염 저항성 증진 효과가 있음을 알 수 있었으므로, 고염 및 해안 지역의 식물 생장에 본 발명의 중합체를 유용하게 활용할 수 있을 것으로 사료되었다.From the above results, it was found that the polymer of the present invention has an effect of enhancing the salt resistance of the plant, so that the polymer of the present invention is considered to be useful for plant growth of high salt and coastal area.

Claims (9)

나프탈렌 또는 페놀계 물질의 중합체를 유효성분으로 함유하는 식물의 발아 촉진 및 염 스트레스 내성 증진용 조성물로서,
상기 나프탈렌의 중합체는 2,7-디하이드록시나프탈렌(2,7-dihydroxynaphthalene)의 동종중합체(homopolymer)이고,
상기 페놀계 물질의 중합체는 카테콜(catechol); 바닐릭산(vanillic acid); 및 L-3,4-디하이드록시페닐 알라닌(L-3,4-dihydroxyphenylalanine);의 공중합체(copolymer)인 것을 특징으로 하는 식물의 발아 촉진 및 염 스트레스 내성 증진용 조성물.
A composition for promoting germination and for improving salt stress tolerance of a plant containing a polymer of naphthalene or a phenolic substance as an active ingredient,
The polymer of naphthalene is a homopolymer of 2,7-dihydroxynaphthalene,
The polymer of said phenolic material is selected from the group consisting of catechol; Vanillic acid; And L-3,4-dihydroxyphenylalanine (L-3,4-dihydroxyphenylalanine); and a composition for enhancing germination and enhancing resistance to salt stress.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 중합체는 산화제를 이용하여 중합되는 것을 특징으로 하는 식물의 발아 촉진 및 염 스트레스 내성 증진용 조성물.The composition according to claim 1, wherein the polymer is polymerized using an oxidizing agent. 제5항에 있어서, 상기 산화제는 산화효소, 염화구리(Ⅰ), 과산화황산암모늄, 과요오드산나트륨 및 염화칼륨으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 식물의 발아 촉진 및 염 스트레스 내성 증진용 조성물.6. The method according to claim 5, wherein the oxidizing agent comprises at least one member selected from the group consisting of oxidase, copper (I) chloride, ammonium peroxodisulfate, sodium periodate and potassium chloride. / RTI > 제6항에 있어서, 상기 산화효소는 락카아제, 퍼옥시데이즈 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 식물의 발아 촉진 및 염 스트레스 내성 증진용 조성물.[Claim 7] The composition according to claim 6, wherein the oxidase is lactase, peroxidase or a mixture thereof. 제1항의 식물 발아 촉진 및 염 스트레스 내성 증진용 조성물을 식물, 식물의 종자 또는 식물 식재 토양에 처리하는 단계를 포함하는 식물의 발아를 촉진시키는 방법.A method for promoting germination of a plant comprising the step of treating plant, plant seed or plant material soil with the composition for promoting plant germination and salt stress tolerance according to claim 1. 제1항의 식물 발아 촉진 및 염 스트레스 내성 증진용 조성물을 식물, 식물의 종자 또는 식물 식재 토양에 처리하는 단계를 포함하는 식물의 염 스트레스 내성을 증진시키는 방법.A method for promoting salt stress tolerance of a plant, comprising the step of treating the plant germination promoting and salt stress tolerance enhancing composition according to claim 1 to a plant, a plant seed or a plant cultivation soil.
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