KR102266875B1

KR102266875B1 - 감자 바이러스 y 방제용 화합물

Info

Publication number: KR102266875B1
Application number: KR1020190165646A
Authority: KR
Inventors: 이영규; 신운섭; 이석준
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2019-12-12
Filing date: 2019-12-12
Publication date: 2021-06-18

Abstract

본 발명은 감자 바이러스 Y 방제용 화합물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 감자 바이러스 Y 방제용 화합물은 종래의 식물 바이러스 방제제와 달리 감자 바이러스 Y의 방제에 탁월한 효과를 나타내며, 약해가 발생하지 않고 방제 후에도 감자의 생육을 우수하게 유지시킬 수 있다.

Description

감자 바이러스 Y 방제용 화합물{A COMPOUND FOR CONTROLLING POTATO VIRUS Y}

본 발명은 감자 바이러스 Y 방제용 화합물에 관한 것이다.

감자는 인체에 필요한 영양소와 비타민을 가장 고루 함유하고 있는 알칼리성 식품이다. 감자는 국내에서뿐만 아니라 전 세계 130여 개국에서 재배되고 있고 그 생산량이 많아 전략적 가치가 높은 작물이다. 또한, 감자는 생감자를 조리해 먹는 것 외에도 가공식품으로도 널리 쓰이고 있다.

감자는 많은 종류의 바이러스에 감염될 수 있고, 다음 세대로 쉽게 전이된다. 그러므로 감자의 바이러스 감염을 피하기는 쉽지 않다.

감자 바이러스 Y(Potato virus Y; PVY)는 바이러스 그룹인 포티비리대(potyviridae)에 속하는데, 감자(Solanum tuberosum)에 쉽게 감염되어 경제적으로 큰 손실을 유발하는 바이러스이다. PVY는 감자가 자랄 수 있는 모든 지역에서 기계, 운반체 또는 환경적 수단으로 쉽게 전이되며, 감자 재배종과 바이러스의 종류에 따라 감자 생산량에 대한 손실량은 30%에서 80%로 다양하게 나타난다.

감자 바이러스 균주는 일반적으로 PVY^O, PVY^C와 PVY^N으로 나뉜다. PVY^O 균주는 감자를 생산하는 나라에서 대부분 감염되는 종류이다. 이러한 PVY^O의 감염으로 감자 식물체는 괴사, 얼룩, 잎의 황변을 나타낸다.

감자 바이러스 Y는 전세계적으로 감자에서 가장 중요한 바이러스이다. 그러나 바이러스 치료제가 없어 제거하는 것이 유일한 방법이다. 한번 감염된 감자를 씨감자로 사용할 경우 그 피해가 더 가중되기 때문에 매년 우량 씨감자를 사용하고 있다. 일부 바이러스 방제 약제가 있으나 이 물질은 식물체의 저항성 유도 등 간접적인 방법으로 전염 이나 후대 발현에는 아무런 치료 효과가 없다.

한국특허등록 제10-0846174호에는 감자에서 발생하는 4종 바이러스의 동시 진단용 프라이머 세트 및 이를 이용한 진단 방법이 개시되어 있으나, 아직까지 감자 바이러스 Y에 대한 직접적인 방제 물질은 개발되지 않은 상태이다.

이에, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 감자 바이러스 Y에 대한 방제효과가 뛰어난 10-(알릴티오)-3,6,9-트리메틸데카하이드로-12H-3,12-에폭시[1,2]디옥세피노[4,3-i]아이소크로멘 (10-(allylthio)-3,6,9-trimethyldecahydro-12H-3,12-epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromene)을 발견하고, 이를 이용하여 감자 바이러스 Y 방제용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1의 감자 바이러스 Y 방제용 화합물을 제공한다.

[화학식 1]

또한, 본 발명은 상기 화학식 1의 화합물을 유효성분으로 함유하는 감자 바리러스 Y 방제용 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 방제용 조성물을 이용하여 감자 바이러스 Y를 방제하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 감자 바이러스 Y 방제용 화합물은 종래의 식물 바이러스 방제제와 달리 감자 바이러스 Y의 방제에 탁월한 효과를 나타내며, 약해가 발생하지 않고 방제 후에도 감자의 생육을 우수하게 유지시킬 수 있다.

도 1은 감자 바이러스 Y(PVY)에 감염된 감자 조직배양묘를 후보 화합물로 처리한 후 액체배지에서 생육 중인 사진을 나타낸 것이다.
도 2는 감자 바이러스 Y(PVY)에 감염된 감자 조직배양묘를 후보 화합물로 처리한 후 액체배지에서 생육 중인 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 감자 바이러스 Y(PVY)에 감염된 감자 조직배양묘를 후보 화합물로 처리한 후 고체배지에서 생육 중인 사진을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 화합물의 감자 바이러스 Y 방제 효과를 ELISA 검사를 통해 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 감자 바이러스 Y 방제용 화합물과 종래 바이러스 퇴치제인 리바비린의 감자 바이러스 Y 방제 효과를 ELISA 검사를 통해 비교 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 감자 바이러스 Y 방제용 화합물과 종래의 바이러스 퇴지제인 리바비린의 감자 바이러스 Y 방제 효과를 ELISA 검사를 통해 확인한 결과를 나타낸 것이다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1의 감자 바이러스 Y 방제용 화합물을 제공한다.

[화학식 1]

본 발명의 상기 화학식 1의 화합물은 10-(알릴티오)-3,6,9-트리메틸데카하이드로-12H-3,12-에폭시[1,2]디옥세피노[4,3-i]아이소크로멘 (10-(allylthio)-3,6,9-trimethyldecahydro-12H-3,12-epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromene)이다.

또한, 본 발명은 구체적인 실시예로, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 2의 화합물일 수 있다.

[화학식 2]

본 발명의 상기 화학식 2의 화합물은 (3R,5aS,6R,8aS,9R,10S,12S,12aR)-10-(알릴티오)-3,6,9-트리메틸데카하이드로-12H-3,12-에폭시[1,2]디옥세피노[4,3-i]아이소크로멘 ((3R,5aS,6R,8aS,9R,10S,12S,12aR)-10-(allylthio)-3,6,9-trimethyldecahydro-12H-3,12-epoxy[1,2]dioxepino[4,3-i]isochromene)이다.

또한, 본 발명은 상기 화합물을 유효성분으로 포함하는 감자 바이러스 Y 방제용 조성물을 제공한다.

본 발명의 방제용 조성물은 상기 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물을 유효성분으로 포함하며, 상기 화합물은 감자 바이러스 Y의 방제 능력을 가진다.

본 명세서에서 용어 “방제”는 감자 바이러스 Y의 예방, 기피뿐만 아니라 제거, 사멸을 포함하는 것을 의미한다. 따라서, 감자 바이러스 Y에 이미 감염된 감자라도 본 발명에 따른 방제제를 적용하는 것에 의해 감자 바이러스 Y를 제거할 수 있어 감자 바이러스 Y에 의한 발병이나 병의 악화를 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 감자 바이러스 Y 방제제에 있어서 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물을 단독으로 이용하거나, 불활성인 액체 또는 고체의 담체로 희석하고 필요에 따라 계면활성제, 그 밖의 보조제를 가한 약제로서 이용하여도 좋다.

구체적인 제제예로서는, 입제, 분제, 수화제, 유제 등의 제형 등을 들 수 있다.

바람직한 담체의 예로서는 탈크, 벤토나이트, 점토, 카올린, 규조토, 화이트 카본, 버미큘라이트, 소석회, 규사, 황산암모늄, 요소, 다공질 고체담체, 물, 이소프로필 알코올, 크실렌, 시클로헥사논, 메틸나프탈렌, 알킬글리콜, 천연비누 등의 액체 담체 등을 들 수 있다. 계면활성제 및 분산제로서는 예를 들어, 디나프틸메탄술폰산염, 알코올황산에스테르염, 알킬아릴술폰산염, 리그닌술폰산염, 폴리옥시에틸렌글리콜에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬아릴에테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄모노알킬레이트 등을 들 수 있다. 보조제로서는 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 아라비아검, 크산탄검 등을, 보호제로서는 알긴산, 탈지우유, pH 완충제 등을 들 수 있다. 이 경우 본 발명에 따른 감자 바이러스 Y 방제용 화합물의 양 및/또는 그 유효성분의 량, 또한 적용시기 및 적용량은 상기 유효농도의 경우에 준하여 적절하게 결정할 수 있다.

또한, 본 발명의 바이러스 Y 방제제는 유효성분으로서 필요에 따라 살충제, 다른 살균제, 제초제, 식물생장조절제, 비료, 광물질 등의 기타 성분을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 바이러스 Y 방제제는 다른 종류의 식물추출물을 함유할 수도 있다.

본 발명에 따른 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물을 유효성분으로 포함하는 감자 바이러스 Y 방제용 조성물은 통상적으로 농약 조제시 부재료로 이용할 수 있는 적절한 담체, 부형제, 및 희석제 중에서 선택된 어느 하나 이상을 10~90중량%로 함유할 수 있다.

본 발명의 바이러스 Y 방제제는 그대로 직접 사용하거나, 또는 물 등으로 희석하여 사용할 수 있다. 바이러스 Y 방제제의 사용방법은 특별히 한정되지 않고, 예컨대 직접 식물이나 기주식물에 산포하는 방법, 토양에 관주하는 방법, 식물이나 토양에 첨가하는 물이나 비료에 첨가하는 방법 등을 들 수 있다. 기타 제제의 사용량은 대상병해, 대상작물, 시용방법, 발생경향, 피해의 정도, 환경조건, 사용하는 제형 등에 따라서 변동하기 때문에, 적절하게 조정되는 것이 바람직하다.

상기 본 발명에 따른 방제제를 감자에 처리한 결과 감자 바이러스 Y에 대해 방제 매우 우수한 효과를 가지는 것으로 확인되었다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

<실시예 1> 감자 바이러스 Y 방제용 물질 선별

RNA 바이러스에 효과가 있을 것으로 추정되는 식물유래 후보 화합물을 합성한 후 바이러스 감염 식물체에 처리하여 바이러스를 제거하는 것에 효과가 있는 물질을 선별하였다.

선별 방법으로 감자 바이러스 Y(PVY)에 감염된 감자 조직배양묘를 후보 화합물 20ppm 농도로 처리한 후 고체배지 및 액체배지에서 1개월 정도 생육하였다. 도 1 및 2는 감자 바이러스 Y(PVY)에 감염된 감자 조직배양묘를 후보 화합물로 처리한 후 액체배지에서 생육 중인 사진을 나타낸 것이고, 도 3은 감자 바이러스 Y(PVY)에 감염된 감자 조직배양묘를 후보 화합물로 처리한 후 고체배지에서 생육 중인 사진을 나타낸 것이다.

생육 후 각 조직배양묘의 감자 바이러스 Y 감염 여부를 ELISA 검사를 통해 확인하였다. 대조군(Con.)으로 동일한 조건에서 감자 바이러스 Y에 감염된 조직배양묘를 후보 화합물이 첨가되지 않은 배양액에서 배양한 것을 이용하였다.

그 결과를 도 4에 나타내었다. 도 4에 도시된 바와 같이, 대조군(con.)에서는 바이러스가 높은 수치로 증식됨을 확인할 수 있다. 반면, 후보물질 59종 중 24번의 화합물인 하기 화학식 2의 물질에서 바이러스가 전혀 검출되지 않은 것으로 나타났다.

[화학식 2]

도 4에서 1처리1, 1처리2, 2처리1, 및 2처리2는 2개의 시험관에 각각 2개의 감자 바이러스 Y 감염 조직배양묘를 배양한 후 바이러스를 검사한 것을 의미한다. 4 개체(4 반복)의 식물체를 이용하여 분석한 결과 4 반복 모두 감자 바이러스 Y가 검출되지 않아 방제 효과가 있는 것을 확인하였다. 이후 재현 실험 3회를 추가적으로 반복한 결과 지속적으로 감자 바이러스 Y가 퇴치되는 것으로 나타났다.

한편, ELISA 실험의 오류가 없음을 확인하기 위해 양성대조군(Pos.)으로 감자 바이러스 Y에 감염된 식물체 즙액, 음성대조군(Neg.)으로 건전식물체 즙액, 추출용 완충 용액(buffer)(Bk.)을 사용하였다. 그 결과 양성대조군(Pos.)은 3.5 이상의 높은 수치, 음성대조군(Neg.) 및 완충 용액(Bk.)은 0~0.5의 낮은 수치를 나타내 실험의 오류가 없음을 확인할 수 있었다.

<실시예 2> 본 발명에 따른 감자 바이러스 Y 방제용 화합물의 방제효과 확인

바이러스 퇴치제로 일반적으로 사용하는 리바비린(ribavirin)을 비교군(R)으로 하여 본 발명에 따른 화합물(24)의 감자 바이러스 Y 방제 효과를 비교 확인하였다.

상기 실시예 1과 동일한 조건에서 감자 바이러스 Y(PVY)에 감염된 감자 조직배양묘를 화학식 2의 화합물(24)과 리바비린(R)을 20 ppm 농도로 처리한 후 고체배지에서 배양하였다. 대조군(Con.)으로 동일한 조건에서 감자 바이러스 Y에 감염된 조직배양묘를 후보 화합물이 첨가되지 않은 배양액에서 배양한 것을 이용하였다.

생육 후 각 조직배양묘의 감자 바이러스 Y 감염 여부를 ELISA 검사를 통해 확인하였다. 그 결과를 도 5에 나타내었다. 도 5에 도시된 바와 같이, 화학식 2의 화합물(24)는 감자 바이러스 Y가 검출되지 않아 방제 효과가 있는 것을 확인하였다. 반면 리바비린(R)은 감자 바이러스 Y가 검출되는 것을 확인할 수 있다.

도 5에서 1처리1, 1처리2, 2처리1, 및 2처리2는 2개의 시험관에 각각 2개의 감자 바이러스 Y 감염 조직배양묘를 배양한 후 바이러스를 검사한 것을 의미한다.

한편, 실시예 1에서와 마찬가지로 ELISA 실험의 오류가 없음을 확인하기 위해 양성대조군(Pos.)으로 감자 바이러스 Y에 감염된 식물체 즙액, 음성대조군(Neg.)으로 건전식물체 즙액, 추출용 완충 용액(buffer)(Bk.)을 사용하였다. 그 결과 양성대조군(Pos.)은 약 3.5 전후의 높은 수치, 음성대조군(Neg.) 및 완충 용액(Bk.)은 0~0.5의 낮은 수치를 나타내 실험의 오류가 없음을 확인할 수 있었다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 리바비린(R)을 처리한 조직배양묘는 감자 바이러스 Y가 퇴치되지 않고 생육이 억제되는 약해가 발생됨을 확인할 수 있어 감자 바이러스 Y의 방제를 위한 항바이러스제로 효과가 없음을 확인할 수 있다. 반면, 본 발명의 화학식 2의 화합물(24)는 약해의 발생도 없고 생육도 좋아 리바비린보다 탁월한 효과를 나타냄을 확인할 수 있다.

Claims

하기 화학식 1의 감자 바이러스 Y 방제용 화합물.
[화학식 1]
제 1 항에 있어서,
상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 2의 화합물인 감자 바이러스 Y 방제용 화합물.
[화학식 2]
제 1 항 또는 제 2 항에 따른 방제용 화합물을 유효성분으로 포함하는 감자 바이러스 Y 방제용 조성물.
제 3 항에 따른 방제용 조성물을 이용하여 감자 바이러스 Y를 방제하는 방법.