KR20100048351A - 식물병해 방제 활성을 갖는 종대황 추출물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 식물병해 방제 활성을 갖는 종대황 추출물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종대황(Rheum undulatum) 유기용매 추출물이 식물 곰팡이병을 유발하는 곰팡이 병의 일종인 잎마름병(Rhizoctonia solani), 잿빛곰팡이병(Botrytis cinerea), 검은점무늬병(Diaporthe citri), 녹색곰팡이병(Penicillium digitatum), 청색곰팡이병(Penicillium italicum) 및 푸른곰팡이병(Penicillium expansum) 등에 대한 항곰팡이력을 나타냄을 확인함으로써 식물 병해에 영향을 주는 곰팡이류에 대한 방제력을 가지는 종대황 추출물의 용도에 관한 것이다.

식물병해 방제 활성, 종대황 추출물

Description

식물병해 방제 활성을 갖는 종대황 추출물{Rheum undulatum extracts antifungal agent for plant disease}

본 발명은 식물병해 방제 활성을 갖는 종대황 추출물에 관한 것이다.

종대황(Rheum undulatum)은 시베리아 지역을 원산지로 하고 동양 각국에서 재배되는 다년생 초본이며, 중국에서는 야생하기도 한다. 이른 봄에 숙근에서 줄기가 뻗기 시작하며, 4월말부터 개화한다. 파종에 의한 발아율이 대단히 높아 재배가 용이하다. 잎자루가 대단히 길고 잎의 직경은 30cm 이상이 되기도 하며 난형에 가깝고 엽연은 파상을 띄고 있어 파엽대황이라는 별칭을 가지고 있다. 성분으로는 근경에 크리스파놀(chrysophanol), 에모딘(emodin), 에모딘 에모노메틸에테르(emodin emonomethylether), 알로에 에모딘(aloe emodin), 레인(rhein) 등도 들어 있고, 크리스파노란트론(chrysophanolanthrone)도 함유되어 있다. 종대황은 국내에서 재배되고 있고, 중국에서도 수입되고 있다. 잎이 무성할 때 크리스파놀과 에모딘 성분이 가장 많다.

종대황은 약성과 라폰티신(rhaponticin) 등의 성분 등이 상이하여 약용대 황(Rheum palmatum)과 구분되어 사용되고 있으며, 대한약전에 수재되어 대황의 일종으로 사용되었다가 대한약전외 한약규격집에 옮겨 수재되었다.

화학합성 농약은 병충해 방제에 의한 생산물 증가, 농산물의 품질 향상, 저장 중 품질 유지 등을 위한 기능으로서, 현재도 그 사용량은 꾸준히 증가하고 있지만, 식품의 오염원이 되는 농산물 중 잔류 농약, 환경매체인 토양, 하천수, 지하수 등 오염유발 등의 문제 및 화학합성 농약의 연속적인 다용으로 인한 병충해의 저항성이 큰 문제가 되고 있다.

더욱이, 현재 사용되는 농약의 독성 성분들은 분해가 잘 되지 않고 토양에 축적되거나 작물에 잔류 상태로 남아, 사람과 가축의 먹이에 혼합 섭취되고 있어 생물체의 건강을 위협하고 생태계에 더욱 심각한 문제를 야기시키고 있고, 많은 연구자들에 의해 농약은 각종 암을 유발하는 것으로 알려져 있으며, 환경적인 측면과 농산물의 안전에도 심각한 위험을 유발한다고 알려져 있으나, 농약을 대체할 천연 방제제가 없어 농약의 사용량은 계속적으로 증가하고 있다.

이를 해결할 수 있는 방법으로 미생물 제제와 천연물을 활용한 제제에 대한 연구 개발이 활발히 진행되고 있으며, 이미 판매되는 제품들도 있다. 그러나, 현재까지 알려져 있는 이들 미생물 제제, 천연물 제제는 방제가가 너무 낮아 사용량이 극히 저조한 실정이다. 현재, 국내 농가에서 이용되고 있는 농약은 98%가 유기합성 농약으로 외국에서 개발되어 도입된 것으로 국내에서 개발된 농약이 없는 실정이다. 천연물 유래 식물병해 방제제 및 농약은 저독성, 저약량, 저잔류성 등의 친환경적 측면에 강점이 있어 향후 급격한 시장 확대가 예상되며 높은 부가가치가 기대된다.

이에, 본 발명자들은 상기와 같은 점을 감안하여 연구 노력한 결과, 종대황의 뿌리 또는 뿌리줄기를 유기용매로 추출하여 식물 곰팡이병을 유발하는 곰팡이 병에 대한 생장 억제력이 있음을 확인하였는 바, 종래의 합성농약으로 야기되는 잔류농약으로 인한 인체의 위험과 생태계 파괴를 예방하기 위한 인류의 노력과 시대적 요구에 부응하기 위하여 식물병해 방제제인 생물 농약를 개발함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명은 종대황(Rheum undulatum) 추출물을 유효성분으로 함유하는 식물병해 방제제를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 종대황(Rheum undulatum) 추출물을 유효성분으로 함유하는 식물병해 방제제를 그 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 종대황(Rheum undulatum) 유기용매 추출물이 식물 곰팡이병을 유발하는 곰팡이 병의 일종인 잎마름병(Rhizoctonia solani), 잿빛곰팡이병(Botrytis cinerea), 검은점무늬병(Diaporthe citri), 녹색곰팡이병(Penicillium digitatum), 청색곰팡이병(Penicillium italicum) 및 푸른곰팡이병(Penicillium expansum) 등에 대한 항곰팡이력을 나타냄을 확인함으로써 식물 병해에 영향을 주는 곰팡이류에 대한 방제력을 가지는 종대황 추출물의 용도에 관한 것이다.

본 발명의 종대황 추출물은 용매 추출법에 의해 얻어진 수득물로서, 바람직하기로는 다음 방법으로 얻어진다.

먼저, 종대황을 아세톤 또는 아세톤 수용액으로 1차 추출하는 단계로서, 종대황(Rheum undulatum)을 분쇄기로 분쇄하여 조분말 형태로 제조한 후 분쇄물 건조중량의 3 ~ 10배가 되도록 아세톤 또는 아세톤 수용액(30 ~ 70% 아세톤 수용액)을 처리하여 50 ~ 60 ℃에서 100 ~ 500 rpm으로 12 ~ 36시간 동안 추출하여 조추출물을 얻는다.

다음 단계는 상기 조추출물을 부탄올과 톨루엔의 혼합용매로 액액분리하는 2단계로서, 상기 조추출물을 여과한 후 여액을 농축시켜서 아세톤 성분을 휘발시킨후 수용액 상태의 상기 농축물을 부탄올과 톨루엔의 혼합용매(8 : 2, 중량비로 혼합)로 0.5 ~ 3배 혼합한 후 액액 분리한다.

마지막 단계는 상층액을 분리하여 감압 농축한 후 에탄올 또는 에탄올 수용액으로 세척하고 건조하는 3 단계로서, 상기 액액 분리된 상층의 유층만을 분리하여 감압농축하고 에탄올 또는 10 ~ 50% 에탄올 수용액으로 세척한 후 건조하여 최종 종대황 추출물을 수득한다.

이렇게 수득된 종대황 추출물은 녹색곰팡이병(P. digitatum), 청색곰팡이병(P. italicum) 또는 푸른곰팡이병(P. expansum)의 푸른곰팡이 속 곰팡이병, 잿빛곰팡이병(Botrytis cinerea), 검은점무늬병(Diaporthe citri) 및 잎마름 병(Rhizoctonia solani) 등의 식물곰팡이 병해에 대한 방제 효과가 우수함을 확인하였다.

따라서, 본 발명은 상기 종대황 추출물을 유효성분으로 함유하는 식물 병해 방제제를 포함한다.

상기와 같은 본 발명의 종대황 추출물은 분말화해서 사용하거나 액상으로도 사용 가능하며, 사용시 100 ~ 5000 배로 희석하여 사용한다.

상기 종대황 추출물을 유효성분으로 함유하는 식물병해 방제제로서 사용시 전체 방제제 조성물에 대하여 유효성분이 1.8 ~ 2.2 중량% 함유되는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 유효량은 적용 대상의 곰팡이 종류나 병원균의 감염 정도 및 주변 환경 조건 등에 따라 조절될 수 있다. 이때, 희석제로는 정제수를 포함하여 통상적으로 사용되고 있는 것을 사용한다.

또한, 본 발명의 종대황 추출물은 다른 곤충이나 식물 또는 인축에 대한 무독성을 가지므로 친환경적인 식물병해 방제제로 사용될 수 있다.

또한, 상기 추출물은 퇴비부숙제, 엽면 살포제, 관주 살포제 등에 첨가해서 사용될 수 있다.

본 발명은 대황을 유기용매로 추출 및 분리하여 농축한 추출물이 감귤 등의 과실류와 야채, 버섯 등에 푸른곰팡이병을 유발하는 푸른곰팡이 속의 곰팡이인 녹색곰팡이병(Penicillium digitatum), 청색곰팡이병(P. italicum), 푸른곰팡이병(P. expansum)에 대한 곰팡이 생장억제력을 확인하여 이들 병해에 대한 방제제 등의 생 물 농약제제로서의 가능성을 확인하였다.

또한, 채소, 열매, 초본식물 등에 생기기 쉬운 곰팡이병의 일종인 잎마름병(Rhizoctonia solani), 잿빛곰팡이병(Botrytis cinerea), 검은점무늬병(Diaporthe citri)에 대한 곰팡이 생장억제력을 확인하여 이들 병해에 대한 방제제 등의 생물 농약제제로서의 가능성을 확인하였다.

이하, 첨부된 도면과 실시예를 예로 들어 보다 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 종대황 추출물의 제조

종대황(Rheum undulatum)을 분쇄기로 분쇄하여 조분말형태로 제조한 후 분쇄물 건조중량의 5배가 되도록 50% 아세톤 수용액을 처리하여 50 ~ 60 ℃ 에서 200 rpm으로 24시간동안 추출하여 조추출물을 얻었다. 상기의 대황 조추출물을 여과한 후 여액을 농축시키고(50% 부피), 상기 농축물과 부탄올과 톨루엔의 혼합용매(8 : 2, 중량비)를 1배 혼합한 후 액액 분리를 수행하였다. 이때, 발생되는 상층의 유층만을 분리하여 감압농축하고 30% 에탄올 수용액으로 세척하여 건조하였다. 이렇게 종대황 추출물을 수득하였다(수율 12 %)[도 1 참조].

실시예 2: 푸른곰팡이속 곰팡이에 대한 균사생장 억제효과 평가

대황 추출물의 곰팡이에 대한 균사체 형성 억제능력을 평가하기 위하여, 녹색곰팡이병(P. digitatum), 청색곰팡이병(P. italicum) 및 푸른곰팡이병(P. expansum) 각각을 감자한천배지(PDA, potato dextrose agar)상에서 5일간 배양 후 균총들의 가장자리에서 직경 4 mm의 균사절편을 채취하여 각각의 대황 추출물이 0.01, 0.001, 0.0001, 0.00001 g/mL의 농도로 첨가된 감자한천 배지에 접종하고 27 ℃에서 5일간 배양하여 자라난 균총의 직경을 측정하였다. 그 결과, 대황 추출물은 항곰팡이능이 우수하였으며 1 ㎍/mL ~ 0.1 mg/mL의 낮은 농도에서는 시간이 지남에 따라 곰팡이가 어느 정도 성장하는 것을 알 수 있었다. 1 mg/mL 이상의 농도에서는 푸른곰팡이속 곰팡이 균사 생장이 현저히 증가되어 10 mg/mL의 농도에서는 거의 생장을 멈춘 것으로 관찰되었다[도 2 참조].

실시예 3: 잿빛곰팡이병, 검은점무늬곰팡이병 유발 균사생장 억제효과 평가

대황 추출물의 잿빛곰팡이병(Botrytis cinerea)과 검은점무늬병(Diaporthe citri)에 대한 균사체 형성 억제능력을 평가하기 위하여, 상기 실시예 2의 평가방법으로 실험을 실시하였으며, 농도는 푸른곰팡이속 곰팡이에서 확인했던 1 mg/mL으로 제조하여 실험한 결과, 시간에 따른 균사 생작억제 효과를 확인하였다[도 3 참조].

실시예 4: 대황 추출물의 청색곰팡이병변 억제 효과 평가

대황 추출물의 청색곰팡이병에 대한 항곰팡이능은 in vitro 시험을 통하여 검증되었으며, 표준처리농도는 1 mg/mL(0.1% sol.)로 설정하였다. 이 시험농도를 직접 감귤에 적용하여 항곰팡이능을 검증하고자 하였다. 감귤 표면에 대황 추출물을 도말하여 준 후 감귤 표면에 부분적으로 상처를 낸 후 곰팡이 배양편을 심어 배양한 결과, 무처리군에서는 상처부위의 곰팡이 편에서부터 단기간에 균사가 성장하여 포자를 형성하는 것을 관찰할 수 있었다. 반면, 대황 추출물을 1 mg/mL, 10 mg/mL의 농도로 처리하여 준 감귤군에서는 청색곰팡이 병해균의 생장이 억제되는 것으로 관찰되었다[도 4 참조].

실시예 5 : 잎마름병 유발 균사 생장 억제효과 평가 및 잔디 적용 시 방제력 시험

대황 추출물의 잎마름병(Rhizoctonia solani)에 대한 균사체 형성을 평가하기 위해, 상기 실시예 2의 평가방법으로 실험을 실시한 결과, 잔디균의 대표적인 잎마름병인 Rhizoctonia solani AG1-1B(브라운패치)와 Rhizoctonia solani AG4(옐로우패치, 라이족토니아잎마름병)에서 균사 생장속도가 있음을 확인하였다[도 5 참조].

홀커터(Hole cutter)를 사용하여 지름 12cm, 두께 12cm의 원통형으로 달라스팟(Sclerotinia homoeocarpa)이 감염된 잔디를 채취하여 대황 추출물 200배(처리농도대비 5X) 희석된 용액을 처리하여 2주간 배양하여 병해 치료효과를 시험하였고, 치료효과와 동일한 방법으로 잔디를 채취하여 병해균(Rhizoctonia solani spp.)을 동일 농도로 3점에 접종 후 대황 추출물 처리구과 비처리구를 각각 3주간 배양하여 병해 방제(예방) 효과를 시험하였다.

그 결과, 치료 효과에서는 시간이 경과됨에 따라 병해는 줄어들고 새순에 의해 잔디가 회복되는 현상을 보였다[도 6 참조],

또한, 예방 효과를 확인해 본 결과, 무처리구에서는 병해의 전파에 의한 잔디가 죽어가는 현상이 나타났으며, 대황 추출물 처리구에서는 잔디병의 발병이 되지 않고 생육도 촉진됨이 확인되었고, 농약 처리구에서는 잔디병은 방제되었으나 잔디의 생육상태가 좋지 않았음이 관찰되었다[도 7 참조].

제제예 1: 분말제의 제조

실시예 1의 종대황 추출물 ---- 50 g

옥수수 전분 ----------------- 20 g

카르복시셀룰로오스 ---------- 30 g

총 량 ----------------------- 100 g

상기에 나열된 성분들을 혼합하여 분말을 제조하였으며, 사용시 30% 에탄올에 희석하여 사용하도록 하였다.

도 1은 종대황을 용매추출법에 의해 항균력, 항곰팡이력을 갖는 추출물을 얻는 과정을 설명한 개략도이다.

도 2는 푸른곰팡이속 곰팡이로 녹색곰팡이병(P. digitatum), 청색곰팡이병(P. italicum) 및 푸른곰팡이병(P. expansum)에 대한 본 발명 추출물(1 mg/mL)의 항곰팡이력 시험 결과를 나타낸 것이다.

도 3은 잿빛곰팡이병(Botrytis cinerea) 및 검은점무늬병(Diaporthe citri)에 대한 본 발명 추출물(1 mg/mL)의 항곰팡이력 시험 결과를 나타낸 것이다.

도 4는 청색곰팡이병(P. italicum)에 대한 감귤 접종 후 항곰팡이력 시험결과를 나타낸 것이다.

도 5는 잔디병해균 옐로우패취(Rhizoctonia solani AG4)에 대한 본 발명 추출물의 항곰팡이력 시험결과를 나타낸 것이다.

도 6은 달라스팟 병해균(Sclerotinia homoeocarpa)의 병해 접종 후 치료 효과를 나타낸 것이다.

도 7은 잔디병해균(Rhizoctonia solani AG1-1B, Rhizoctonia solani AG4)에 대한 예방 효과를 나타낸 것이다.

Claims (5)

1. 종대황(Rheum undulatum) 추출물을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 식물병해 방제제.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 종대황 추출물은

   종대황을 아세톤 또는 아세톤 수용액으로 추출하여 조추출물을 얻는 단계;

   상기 조추출물을 여과 후 농축시키고 이 농축물을 부탄올과 톨루엔의 혼합용매로 액액 분리하는 단계; 및

   상층액만을 분리하여 감압 농축한 후 에탄올 또는 에탄올 수용액으로 세척하고 건조하는 단계

   를 포함하여 이루어진 추출방법에 의해 수득된 것임을 특징으로 하는 식물병해 방제제.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 식물병해는 녹색곰팡이병(P. digitatum), 청색곰팡이병(P. italicum) 또는 푸른곰팡이병(P. expansum)의 푸른곰팡이 속 식물곰팡이병인 것을 특징으로 하는 식물병해 방제제.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 식물병해는 잿빛곰팡이병(Botrytis cinerea) 또는 검은점무늬병(Diaporthe citri)인 것을 특징으로 하는 식물병해 방제제.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 식물병해는 잎마름병(Rhizoctonia solani)인 것을 특징으로 하는 식물병해 방제제.

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