KR102069118B1 - 푸른곰팡이병원균에 대해 항균활성을 갖는 자주꿩의다리 추출물 또는 이의 분획물 및 이의 용도 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자주꿩의다리 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 식물병 방제용 조성물 및 이의 용도에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 본 발명은 버섯에서 많은 문제를 야기하고 있는 푸른곰팡이병에 대해 항균 효과가 있는 자주꿩의다리 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 푸른곰팡이병 방제용 조성물 및 상기 식물병 방제용 조성물을 작물에 처리하여 식물병을 방제하는 방법에 관한 것이다.

Description

푸른곰팡이병원균에 대해 항균활성을 갖는 자주꿩의다리 추출물 또는 이의 분획물 및 이의 용도 {Antimicrobial composition comprising Thalictrum uchiyamai extracts and fractions for Blue Mold, and uses thereof}

본 발명은 자주꿩의다리 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 식물병 방제용 조성물 및 이의 용도에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 본 발명은 버섯에서 많은 문제를 야기하고 있는 푸른곰팡이병에 대해 항균 효과가 있는 자주꿩의다리 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 푸른곰팡이병 방제용 조성물 및 상기 식물병 방제용 조성물을 작물에 처리하여 식물병을 방제하는 방법에 관한 것이다.

버섯 재배도 다른 농작물의 재배와 마찬가지로 여러 가지 병충해와 잡균으로 인하여 버섯 생산량의 감소뿐만 아니라 품질저하 등으로 인하여 농가소득을 크게 저하시켜 심한 경우는 폐농에 이르게 한다. 이와 같은 병충해와 잡균으로 인한 버섯의 피해는 버섯의 생장, 발육, 운송 및 저장 등의 시기에 발생하고 있으며, 특히 버섯 재배시에 나타나는 병해는 발병의 원인에 따라 비병원성 병해와 병원성 병해로 크게 나눌 수 있다. 비병원성 병해는 비생물적 병해(abiotic diseases) 또는 비전염성 병해(non-infectious diseases)라 불라고 있으며 버섯재배의 부적절한 환경조건과 열악한 재배시설에 의해서 주로 발생하고 있다.

병원성 병해는 유해생물의 기생에 의해서 발병하는 것으로 대개 전염성을 가지고 있기 때문에 병 발생면적 및 피해 정도가 현저하게 다르게 나타나는 경우도 있다. 이와 같은 병원성 병해를 전염성 병해(infectious diseases) 또는 생물적 병해 (biotic diseases)로 부르고 있으며, 버섯에 병을 유발하는 병원체는 곰팡이, 방선균, 세균, 바이러스 및 선충 등으로 알려져 있다. 이 중에서 곰팡이 및 세균이 발병시키는 버섯의 질병은 세균성 갈색무늬병, 푸른곰팡이병, 솜털곰팡이병 등이 있다. 상기 푸른곰팡이병은 인공재배를 하는 양송이, 느타리버섯, 풀버섯등 모든 버섯의 인공재배에 서 발생하는 병해로 균사생장기에는 백색이나 포자가 형성되면서 푸른색을 띄는 병해의 총칭으로 버섯 균사에 직접 기생하여 균사를 사멸시키거나 독소를 분비하여 균사생장 및 버섯의 발생을 억제한다.

푸른곰팡이병은 균의 종류에 따라 병원성이 다르며, 이들 중 트리코텔마 속(Trichoderma spp.) 균주가 발생빈도가 높고, 피해도 가장 심하다. 이 병은 균사체에 직접 포자가 발생 푸른색을 띄는 것은 불완전 세대이며, 이들의 완전세대는 하이포크리아(Hypocrea)속에 속하는 것으로 일반적으로 실험실의 배지에서는 잘 형성이 되지 않으며, 자연상태의 골목에서는 다양한 종류의 균이 발생되는데 초기에는 주로 절단면이나 표피가 제거된 부위에 자실체를 형성하며, 불완전 세대와 같은 피해를 주는 것으로 알려져 있다 (전라남도 농업기술연구소, 최신버섯재배기술; 박원목 등, 한국식물보고학회지, 10(2):91, 1971).

푸른곰팡이병의 증상은 배지나 종균에서 발생이 시작되고 백색의 균사가 자라면서 푸른색을 띄게 된다. 감염된 버섯 균사는 죽게 되고 버섯의 갓 표면에 갈색의 반점이 생기고 점자 넓은 흑갈색의 병반이 형성돼 품질의 저하를 가져온다. 세균성갈색무늬병의 증상은 버섯 자실체 표면에 갈색의 점무늬와 진갈색의 불규칙한 큰 병반이 생기고 세포의 파괴가 심하면 그 부분이 움푹 파이는 증상을 보이게 된다. 양송이 버섯의 경우, 건전한 양송이에 푸른곰팡이균이 직접 기생하지 않으나, 상기균이 분비하는 그리오톡신(Gliotoxin)이라는 독성을 지닌 대사물질을 양송이가 흡수하면 버섯의 밑부분부터 갈색으로 변하여 죽게 되며 점차로 버섯 전체가 죽게 된다.

자주꿩의다리(Thalictrum uchiyamai)는 다년생 초본으로 우리나라 산야에서 자라지만 흔하지 않다. 꽃이 자주색이고 뿌리가 꿩의다리처럼 생겼다고 해서 붙여진 이름이다. 생육은 반그늘이나 물기가 많은 돌 틈의 유기질 함량이 많은 곳에서 자란다. 잎은 난형이나 원형인 것도 있으며 뒷면은 회청색이고, 가장자리에는 톱니가 있고 세개로 갈라진다. 열매는 8~9월경에 편편하며 달걀을 거꾸로 세운 모양으로 달린다. 관상용으로 이용하고, 어린순은 식용한다. 자주꿩의다리의 뿌리에는 열을 다스리고, 해독, 감기, 복통, 급성피부염, 습진을 치료하는데 효능이 있다. 자주꿩의다리에 대한 항산화력과 항균력에 대한 연구는 부족한 실정이며 특히 식물 병해 방제를 위한 자주꿩의다리 연구는 전혀 이루어진 바가 없다.

이에 본 발명자들은, 자주꿩의다리 추출물 및 이의 분획물을 버섯 푸른곰팡이병에 처리한 결과, 상기 버섯 푸른곰팡이병에 자주꿩의다리 추출물 및 이의 분획물이 항균 효과를 가지는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 첫 번째 해결하려는 과제는 자주꿩의다리 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 식물병 방제용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 두 번째 해결하려는 과제는 상기 방제용 조성물을 작물에 처리하여 식물병을 방제하는 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은 자주꿩의다리 (Thalictrum uchiyamai) 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 식물병 방제용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 식물병은 트리코데르마 (Trichoderma) 속 병원균에 의해 유발되는 식물병일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 식물병은 버섯 푸른곰팡이병일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 식물병은 버섯 푸른곰팡이병일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 자주꿩의다리의 추출물은 물, 탄소수 1(C1) 내지 4(C4)의 알코올 및 이들의 혼합용매로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 용매를 사용하여 추출한 것일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 자주꿩의다리의 분획물은 자주꿩의다리의 추출물을 물, 탄소수 1(C1) 내지 4(C4)의 알코올, 클로로포름, 에틸아세테이트, 헥산, 부탄올 및 이들의 혼합용매로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 용매로 분획하여 수득한 것일 수 있다.

본 발명은 또 다른 목적을 달성하기 위해, 상기 서술한 식물병 방제용 조성물을 작물에 처리하여 식물병을 방제하는 방법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 작물은 버섯일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 식물병은 버섯 푸른곰팡이병일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면 상기 식물병은 트리코데르마 (Trichoderma) 속 병원균에 의해 유발되는 식물병일 수 있다.

본 발명의 자주꿩의다리 추출물 및 분획물은 버섯의 푸른 곰팡이 병원균에 대한 높은 항균활성을 가지므로, 버섯의 푸른곰팡이병의 예방 및 방제의 효과가 있다. 또한 자주꿩의다리 추출물 및 분획물은 천연물질 유래이므로, 버섯의 친환경재배를 가능하게 한다.

도 1은 본 발명의 주꿩의다리 추출물로 부터의 분획물 및 물질분리 과정의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 자주꿩의다리 추출물의 푸른곰팡이병원에 대한 항균효과 결과이다.
도 3은 본 발명의 자주꿩의다리 분액층별 푸른곰팡이병원에 대한 항균효과결과이다.
도 4는 본 발명의 자주꿩의다리 추출용매별 분액후 TLC 분석 결과이다.
도 5는 본 발명의 자주꿩의다리 추출물의 양송이버섯에 대한 항균효과 결과이다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명의 목적은 자주꿩의다리 (Thalictrum uchiyamai) 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 식물병 방제용 조성물을 제공하는 것이다.

상기 자주꿩의다리(Thalictrum uchiyamai)는 다년생 초본으로 우리나라 산야에서 자라지만 흔하지 않다. 꽃이 자주색이고 뿌리가 꿩의다리처럼 생겼다고 해서 붙여진 이름이다. 생육은 반그늘이나 물기가 많은 돌 틈의 유기질 함량이 많은 곳에서 자란다. 잎은 난형이나 원형인 것도 있으며 뒷면은 회청색이고, 가장자리에는 톱니가 있고 세개로 갈라진다. 열매는 8~9월경에 편편하며 달걀을 거꾸로 세운 모양으로 달린다. 관상용으로 이용하고, 어린순은 식용한다. 자주꿩의다리의 뿌리에는 열을 다스리고, 해독, 감기, 복통, 급성피부염, 습진을 치료하는데 효능이 있다고 알려져 있다.

본 발명의 식물병 방제용 조성물은 식물진균병을 효과적으로 방제할 수 있으며, 식물진균병은 바람직하게는 트리코데르마 (Trichoderma) 속 병원균에 의해 유발되는 식물병일 수 있는데, 구체적으로 트리코데르마 하르지아늄 (Trichoderma harzianum)에 의해 유발되는 버섯 푸른곰팡이병일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 식물병 방제용 조성물은 꿩의다리의 추출물 및 이의 분획물를 단독으로 포함할 수 있지만, 식물진균병, 버섯 푸른곰팡이병 (Trichoderma harzianum)을 방제하는데 효과적인 것으로 알려진 기존의 천연 화합물과 같이 이용될 수도 있다.

본 발명의 식물병 방제용 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 다양한제형으로 제제화시켜 사용할 수 있으며, 제제화를 위해서는 농약분야에서 통상적으로 사용되는 제제화 방법을 어느 것이나 사용할 수 있다.

본 발명의 방제용 조성물은 바람직하게는 수화제, 입제, 분제, 유제, 스프레이상, 연막제, 캅셀형 및 젤상의 제형으로 제제화될 수 있다.

상기 자주꿩의다리의 추출물은 자주꿩의다리를 추출하여 수득한 추출물을 의미한다. 상기 자주꿩의다리 추출물은 자주꿩의다리의 건조 시료를 건조 중량에 약 1배 내지 16배, 바람직하게는 약 5배 내지 12배, 가장 바람직하게는 약 8배에 달하는 물, 탄소수 1(C1) 내지 4(C4)의 알코올 및 이들의 혼합용매로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 용매를 용매용출로 사용할 수 있고, 상기 유매 용매로는 메탄올 또는 에탄올이 포함 될 수 있고, 이 경우 메탄올 또는 에탄올은 물과 혼합하여 사용할 수 있으나, 활성 성분의 용이한 용출을 위해서는 물과 혼합하지 않고 사용할 수도 있으며, 일 구체예에서, 메탄올 추출물일 수 있고, 추출온도는 25 내지 100 ℃, 바람직하게는 상온에서, 추출시간은 약 1 시간 내지 48 시간, 바람직하게는 약 12시간 내지 36시간, 더욱 바람직하게는 24시간 동안 교반 추출, 냉침 추출, 환류 냉각 추출 또는 초음파 추출등의 추출방법을 사용할 수 있으나, 식물병 방제에 활성이 있는 물질을 추출하는 방법이라면 제한 없이 이용될 수 있으며, 가장 바람직하게는 교반 추출 할수 있다. 상기 교반 추출한 후 감압 농축한 자주꿩의다리의 조추출물을 수득한 결과물이 될 수 있으나 이에 제한되지 않고, 추출액, 추출액의 희석액 또는 농축액, 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 또는 이들 조정제물 또는 정제물을 모두 포함할 수 있다. 상기 자주꿩의다리 추출물은 천연, 잡종, 변종식물의 다양한 기관으로부터 추출될 수 있고, 예를 들어, 뿌리, 지상부, 줄기, 잎, 열매 또는 식물 조직 배 양물 등으로부터 추출 가능하며, 특히 자주꿩의다리의 뿌리로부터 추출될 수 있다.

본 발명에서 용어, "분획물"은 다양한 구성성분을 포함하는 혼합물로부터 특정 성분 또는 특정 그룹을 분리하는 분획방법에 의하여 얻어진 결과물을 의미한다. 본 발명의 자주꿩의다리 분획물은 자주꿩의다리 추출물을 현탁한 후, 물, 메탄올, 에탄올 등의 극성 용매 또는 헥산, 에틸아세테이트와 같은 비극성 용매를 사용하여 분획함으로써 극성 용매 분획물과 비극성 용매 분획물을 각각 수득할 수 있다. 구체적으로, 자주꿩의 다리 조추출물을 증류수 등에 현탁한 후, 현탁액의 약 1 내지 100배, 바람직하게는 약 1 내지 5배 부피의 물, 탄소수 1(C1) 내지 4(C4)의 알코올, 클로로포름, 에틸아세테이트, 헥산, 부탄올 또는 이들의 혼합용매와 같은 극성 또는 비극성 용매를 가하여 1회 내지 10회, 바람직하게는 2회 내지 5회에 걸쳐 극성 또는 비극성 용매 가용층을 추출, 분리하여 수득할 수 있다.

본 발명의 방제용 조성물은 버섯 푸른곰팡이병 (Trichoderma harzianum)을 효과적으로 방제하기 위하여 꿩의다리의 추출물 또는 이의 분획물를 0.1 ㎍/㎖ 내지 10 ㎍/㎖의 농도로, 바람직하게는0.3 ㎍/㎖ 내지 0.5 ㎍/㎖의 농도로 포함하는 것이 바람직하나, 이는 작물의 생육 정도, 경작지 환경, 식물병의 발병 정도 등을 고려하여 적절하게 조절할 수 있다.

상기와 같이 제형화된 본 발명의 방제용 조성물을 방제가 필요한 식물체에 처리함으로써 버섯 푸른곰팡이병 (Trichoderma harzianum)을을 방제할 수 있다. 바람직한 방법은상기 방제용 조성물을 식물 병원균과 직접 접촉할 수 있도록 적용하여 방제하는 것으로, 작물에 직접 분무하는 방법이 가장 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]

준비예. 병원균의 분리 및 병원성 조사

버섯 재배농가에서 푸른곰팡이병 증상을 보이는 자실체의 이병부위를 표면살균한 후 1cm 크기로 절단하여 PDA(potato dextrose agar) 배지에 치상하여 25℃의 항온기에서 3∼4일 배양하면서 자라나온 균사 선단부위를 화염 멸균한 칼을 사용하여 5mm 크기로 잘라서 PDA에 다시 배양하여 병원균을 순수 분리하였다. 그리고 순수 분리한 균주를 유전자분석, 균학적특성, 병원성검정 등을 통하여 T. harzianum 균으로 동정하여 실험에 사용하였다. 버섯에서 분리된 T. harzianum 균의 병원성 유무를 조사하기 위하여 멸균수에 병원균의 포자밀도가 5×10⁵/ml이 되도록 희석하여 접종원으로 사용하였다. 양송이버섯의 갓 표면에 희석한 병원균 포자를 분무하여 25℃, 95%의 항온기에 넣어 2일 후 병원성유무를 확인하였다.

[실시예 1] 자주꿩의다리 추출물과 분획물의 제조

자주꿩의 다리 뿌리 건조분말 시료 3.0kg을 100% 메탄올 25L 넣고 상온에서 24시간 동안 교반 추출한 후 여과지(Advantec NO.2)로 여과하여 여액을 감압농축하여 추출물을 얻었다. 자주꿩의다리 시료의 추출은 3회 반복하여 수행하였다. 메탄올 추출물 30g을 취하여 3차 증류수에 현탁 및 용해시킨 후에 헥산(Hx), 클로로포름(CHCl₃), 에틸아세테이트₍EA), 부탄올(BuOH)로 순차적으로 분획하여 부탄올층에서 11.5g의 분획물을 얻었다. 물질 분리는 silica gel column chromatography [4.5 x 20㎝, CHCl₃:MeOH:H₂O = 12:3:1 →MeOH]을 이용하였다. 분리 물질별 TLC 확인후 비슷한 band 끼리 모아 농축하였다. 100% 메탄올 추출물로 부터의 분획물 및 물질분리 과정의 모식도는 도 1과 같다.

[실험예 1] 추출물과 분획물의 T. harzianum에 대한 항균활성 측정

항균활성은 추출물과 분획물을 paper disk법을 이용하여 실험하였다. 실험에 이용 할 푸른곰팡이균은 PDA 배지에 5일간 배양 후 콕 보러(cork borer)를 이용하여 가장자리를 채취하여 검정용 PDA 배지의 양쪽 가장자리에 치상하고 정 가운데에 70㎕ 추출물과 분획물을 paper disk(8mm)에 분주하여 생육저지환의 정도에 따라 항균능력을 평가하였다. 그 결과 자주꿩의 다리 추출물이 양송이 푸른곰팡이병원균인 T. harzianum에 대해 높은 항균활성을 보였다(도 2). 또한 상기 자주꿩의다리 추출물을 헥산(Hx), 클로로포름(CHCl3), 에틸아세테이트(EA), 부탄올(BuOH) 순으로 분획한 분획물의 항균능력을 평가한 결과 부탄올과 클로로포럼 분획물에서 푸른곰팡이병원균에 대해 높은 항균효과를 보였다(도 3). 분획물별 함유물질의 TLC 분석은 도 4에서 나타내었다.

[실험예 2] 추출물과 분획물의 양송이 푸른곰팡이병에 대한 항균활성 측정

푸른곰팡이병해의 방제효과를 검정하기 위해 상자(30×20cm)에 재배된 양송이버섯을 실험에 사용하였다. 양송이버섯 자실체에 병원균 포자현탁액을 분무살포하고 30분 후 추출물과 분획물을 분무살포하고 온도 16℃, 습도 90%의 생육실에서 재배하면서 병 발생율을 조사하였다. 양송이버섯에 푸른곰팡이병균을 접종한 후 자주꿩의다리 추출물의 부탄올층을 분무처리한 결과 무처리구에서는 78.5%의 이병율을 보였지만 자주꿩의다리 추출물 처리에서는 11.5%의 이병율을 보여 85.3%의 방제효과가 있었다 (도 5).

Claims (9)

1. 자주꿩의다리 (Thalictrum uchiyamai) 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는, 트리코데르마 (Trichoderma) 속 병원균으로 유발된 식물병 방제용 조성물.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 식물병은 버섯 푸른곰팡이병인, 트리코데르마 (Trichoderma) 속 병원균으로 유발된 식물병 방제용 조성물.
4. 제1항에 있어서, 상기 자주꿩의다리의 추출물은 물, 탄소수 1(C1) 내지 4(C4)의 알코올 및 이들의 혼합용매로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 용매를 사용하여 추출한 것인, 트리코데르마 (Trichoderma) 속 병원균으로 유발된 식물병 방제용 조성물.
5. 제 1항에 있어서, 상기 자주꿩의다리의 분획물은 자주꿩의다리의 추출물을 물, 탄소수 1(C1) 내지 4(C4)의 알코올, 클로로포름, 에틸아세테이트, 헥산, 부탄올 및 이들의 혼합용매로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 용매로 분획하여 수득한 것인, 트리코데르마 (Trichoderma) 속 병원균으로 유발된 식물병 방제용 조성물.
6. 제1항에 따른 식물병 방제용 조성물을 작물에 처리하여 트리코데르마 (Trichoderma) 속 병원균으로 유발된 식물병을 방제하는 방법.
7. 제 6항에 있어서, 상기 작물은 버섯인, 트리코데르마 (Trichoderma) 속 병원균으로 유발된 식물병을 방제하는 방법.
8. 제 6항에 있어서, 상기 식물병은 버섯 푸른곰팡이병인, 트리코데르마 (Trichoderma) 속 병원균으로 유발된 식물병을 방제하는 방법.
9. 삭제

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