KR20110096109A - 식물병 방제용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지의류 형성 곰팡이의 액체 배양 산물 및/또는 유카립투스 속 식물 추출물을 포함하는 진균성 식물병 방제용 조성물 및 이를 이용한 진균성 식물병 방제 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방제용 조성물은 천연물로부터 유래하여 인체에 무해하고 환경오염을 유발하지 않으면서 식물병에 대하여 높은 방제활성을 나타내므로 환경친화적인 천연물 살균제의 개발 및 고부가가치의 유기농산물 생산에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

식물병 방제용 조성물{Compositions for protecting Plant diseases}
본 발명은 지의류 형성 곰팡이의 액체 배양 산물 및/또는 유카립투스 속 식물 추출물을 포함하는 진균성 식물병 방제용 조성물 및 이를 이용한 식물병 방제 방법에 관한 것이다.
식물의 병은 1) 진균에 의한 병, 2) 원핵생물에 의한 병, 3) 기생식물에 의한 병, 4) 바이러스(virus)와 바이로이드(viroid)에 의한 병, 5) 선충에 의한 병, 6) 원생생물에 의한 병, 7) 기타 비생물적인 원인에 의한 병으로 나눌 수 있다. 이 중에서 생물적인 요인 중 진균에 의한 식물병 피해가 가장 심각하다. 이들 진균은 1) 많은 개체수와 2) 여러 형태의 번식체(균사, 분생포자, 자낭포자, 유주자, 녹포자, 하포자 등), 3) 불리한 환경에 대한 여러 형태의 내구체(후막포자, 난포자, 균핵 등) 형성, 4) 작은 게놈 크기로써 변이가 쉽게 일어나, 이들의 방제가 어렵다.
현재 상기 원인들에 의해 발생하는 식물의 병을 방제하기 위하여 살균제를 식물에 직접 살포하여 병해의 확산을 저지하거나 사멸시키는 합성 농약이 가장 널리 이용되고 있다. 이러한 살균제의 경우, 병해충을 직접 죽이므로 가식적인 효과가 빨리 나타나고 이용방법이 용이하나, 지속적인 과다 사용으로 인해 각종 병해의 약제 저항성을 유도하고 있다. 더불어 효과가 뛰어난 약제의 경우, 독성이 강한데다 토양 오염 및 수질 오염 등의 환경 파괴로 인하여 사회적 불안이 조성되고 있다. 이에 따라 우리나라를 포함한 OECD 가입국들을 중심으로 합성 농약의 사용량을 40% 감축하고자 하는 친환경농업정책을 시행 중에 있다. 이러한 정책의 일환으로 합성농약의 대안으로 떠오르는 기술이 바로 생물농약이다.
생물농약에는 미생물농약과 생화학농약이 있으며, 생물농약은 환경친화적 작물보호제로서 합성농약과는 달리 인축 및 생태계에 안전하여 부가가치가 높은 농산물을 생산할 수 있고, 합성농약으로 방제하기 어려운 병해충을 효과적으로 방제하여 안전한 농작물의 생산을 증대시킴과 동시에 합성농약의 오남용으로 인한 문제점을 해결할 수 있다.
전 세계적으로 식물 추출물들을 이용하여 상품화에 성공하여 시판되고 있는 살균제 제품으로 가장 대표적인 것이 밀사나(Milsana™)이다. 이 제품은 왕호장근(Reynouria sachalinensis)의 추출물을 이용하여 개발된 친환경살균제로서, 식물병원균을 직접 치사시키는 효과보다는 식물체에 저항성을 유도함으로써 흰가루병에 대한 방제효과를 발휘하는 것으로 나타났다. 또한, 천연물 살균제로서 등록되어 있는 시남알데하이드(cinnamaldehyde)는 카시아 식물체(Cassia tora)의 종자로부터 추출되는 오일로서 살충활성뿐만 아니라 버티실리엄(Verticillium) 속, 리족토니아(Rhizoctonia) 속, 피티엄(Pythium) 속 및 후사리움 모니리폼(Fusarium moniliforme var. subglutinans)(근류병: canker disease) 등의 식물병원균들에 대해서도 살균활성이 있는 것으로 보고되어 있다. 또한, 호호바(jojoba) 종자로부터 추출되는 호호바 오일은 살충활성뿐만 아니라 흰가루병에 대하여 살균활성이 있다. 마클레아이아(Macleaya) 속 추출물은 죽자초(Macleaya cordata) 추출물로서 흰가루병과 알터나리아(Alternaria) 속 잎점무늬병과 셉토리아(Septoria) 속 잎점무늬병 등에 효과가 있다. 또한, 올레산을 주성분으로 하는 지방산도 흰가루병에 효과가 있다.
이에, 본 발명자들은 천연물을 이용하여 인체에 무해하고 환경친화적인 천연물 살균제를 개발하기 위하여 연구 노력한 결과, 지의류 형성 곰팡이의 액체 배양 산물 및 유카립투스 속 식물 추출물이 진균성 식물병에 대하여 우수한 방제활성을 나타냄을 발견하고, 이를 식물병 방제를 위한 천연물 살균제로 사용할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 하나의 목적은 우스네아 속 지의류 형성 곰팡이의 액체 배양 산물의 추출물을 포함하는 진균성 식물병 방제용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 우스네아 속 지의류 형성 곰팡이의 액체 배양 산물의 추출물, 우스닉산 및 이의 농학적으로 허용 가능한 염 중의 어느 하나 이상의 물질, 및 유칼립투스 속 식물 추출물, 갈릭산 및 이의 농학적으로 허용 가능한 염 중의 어느 하나 이상의 물질을 유효성분으로 포함하는 진균성 식물병 방제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 상기 조성물을 이용하여 진균성 식물병을 방제하는 방법을 제공하는 것이다.
하나의 양태로서, 본 발명은 우스네아(Usnea) 속 지의류 형성 곰팡이의 액체 배양 산물의 추출물을 포함하는 진균성 식물병 방제용 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 우스네아(Usnea) 속 지의류 형성 곰팡이(Lichen-forming fungi)는 지의류화(lichenized fungi) 자낭균에 속하는 균류로서, 상기 우스네아(Usnea) 속 균류는 예를 들면, 우스네아 롱기시마(Usnea longissima), 우스네아 바르바타(Usnea barbata), 우스네아 플로이다(Usnea florida), 우스네아 히르타(Usnea hirta), 우스네아 루비쿤다(Usnea rubicunda), 우스네아 루비기네아(Usnea rubiginea), 우스네아 수브플로리다나(Usnea subfloridana) 등이 있다.
본 발명에 있어서 “액체 배양산물”은 우스네아 속 지의류 형성 곰팡이를 액체 배양액에서 배양하면서 발생한 우스네아 속 지의류 형성 곰팡이의 배양 산물을 말한다. 본 발명의 우스네아 속 지의류 형성 곰팡이는 다른 지의류 형성 곰팡이와 달리 액체 배양산물이 항균 활성을 가진다.
본 발명에 있어서 “액체 배양산물의 추출물”은 우스네아 속 지의류 형성 곰팡이의 액체 배양 산물을 유기용매로 추출함으로써 분리된 항진균 활성을 가지는 물질을 말한다. 또한, 본 발명에 있어서 “추출물”은 상기 추출 분획물 뿐만 아니라 이의 건조 분말 또는 이를 이용하여 제형화된 모든 형태를 포함하는 의미로 사용된다. 상기 추출용 유기용매로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올과 같은 C1-C4 알콜 또는 이의 수용액, 헥산, 에틸아세테이트, 아세톤, 메틸렌클로라이드 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
예를 들어, 우스네아 속 지의류 형성 곰팡이를 액체 배양액에서 일정 기간 동안 배양을 한 후 배양여액을 회수하고, 이를 유기용매로 순차 분획한 후 감압 농축한다. 이때 분획 공정은 당 분야에서 통상적으로 사용되는 공정에 의해 수행할 수 있다. 상기 사용가능한 용매로는 헥산, 에틸아세테이트, 메틸렌클로라이드, 클로로포름, 아세톤, 에틸에테르; 또는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올과 같은 C1-C4 알콜 등을 예시할 수 있다.
하나의 구체적 실시에서, 우스네아 속 지의류 형성 곰팡이의 액체 배양 산물은 다른 속에 속하는 지의류 형성 곰팡이의 액체 배양 산물과 달리 진균성 식물 병원균에 대하여 뚜렷한 항균 활성 효과를 나타내어 유용한 식물병 방제를 위하여 사용할 수 있다.
다른 하나의 양태로서, 본 발명은 우스네아 속 지의류 형성 곰팡이의 액체 배양 산물의 추출물, 우스닉산 및 이의 농학적으로 허용 가능한 염 중의 어느 하나 이상의 물질, 및 유칼립투스 속 식물 추출물, 갈릭산 및 이의 농학적으로 허용 가능한 염 중의 어느 하나 이상의 물질을 유효성분으로 포함하는 진균성 식물병 방제 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 우스닉산은 하기 화학식 1과 같은 구조를 가진 화합물을 말한다.
Figure pat00001
본 발명에 있어서, 상기 화학식 1의 우스닉산은 염의 형태로 존재할 수 있다. 상기 염은 염산 또는 황산 등과 같은 무기산, 또는 p-톨루엔술폰산 등과 같은 유기산의 농화학적으로 허용가능한 염이다.
본 발명의 상기 화학식 1의 우스닉산 또는 이의 농학적으로 허용 가능한 염은 미생물, 바람직하게는 지의류 형성 곰팡이, 보다 바람직하게는 우스네아 속 지의류 형성 곰팡이의 대사 및 배양산물, 바람직하게는 액체 배양산물로부터 분리할 수 있다. 하나의 구체적 실시에서, 우스네아 롱기씨마(Usnea longissima)의 액체 배양 산물에서 분리하였다.
하나의 구체적 실시에서, 상기 화학식 1의 우스닉산은 식물병원균의 균사 생장을 억제하는 활성이 우수하여 진균성 식물병 방제에 우수하게 사용할 수 있음을 확인하였다.
본 발명의 유카립투스 속 식물은 예를 들면, 유카립투스 다르림프레아나(Eucalyptus darlympleana), 유카립투스 글로부레스(Eucalyptus globules), 유카립투스 우니게라(Eucalyptus unigera) 등을 포함하며, 바람직하게는 유카립투스 다르림프레아나(Eucalyptus darlympleana)이다.
본 발명의 “유카립투스 속 식물 추출물”은 유카립투스 속 식물의 조추출물 및 유기 용매 가용성 추출물을 포함하는 의미로서, 상기 “조추출물”은 식물을 물, 저급 알코올, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 바람직하게는 메탄올, 또는 그의 혼합물로 추출함으로써 제조된 것을 말한다. 상기 “유기용매 가용성 추출물”은 상술한 조추출물을 유기용매, 예를 들어 헥산, 부탄올, 아세톤, 에틸아세테이트, 클로로포름, 디클로로포름 또는 디클로로메탄, 바람직하게는 부탄올, 에틸아세테이트 또는 디클로로메탄으로 추출하여 제조한 것을 말한다.
하나의 구체적 실시에서, 유카립투스 다르림프레아나(Eucalyptus darlympleana)의 잎 100g에 약 400 내지 600ml의 C1-C4 알콜을 가하고 55℃ 이하, 바람직하게는 20 내지 55℃에서 감압 증발하여 조추출물을 얻었으며, 이를 다시 다른 유기 용매로 추가로 추출하여 유기용매 추출물을 얻었다. 이때, 사용가능한 유기용매로는 헥산, 부탄올, 아세톤, 에틸아세테이트, 클로로포름, 디클로로포름 또는 디클로로메탄 등을 예시할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 당 분야에서 통상적으로 사용되는 분획 공정을 수행할 수도 있다.
하나의 구체적 실시에서, 본 발명의 유카립투스 속 식물 추출물은 다양한 식물병원균에 대하여 항균 활성을 나타내었으며, 특히 고추 탄저병균에 대하여 항균 활성이 우수하였다. 따라서 본 발명의 유카립투스 속 식물 추출물은 천연 식물병을 방제하기 위한 목적으로 사용할 수 있다.
본 발명의 갈릭산은 하기 화학식 2와 같은 구조를 가진 화합물로서, 이의 화합물명은 3,4,5-트리히드록시벤조익산(3,4,5-trihydroxybenzoic acid)이다.
Figure pat00002
본 발명에 있어서, 상기 화학식 2의 갈릭산은 염의 형태로 존재할 수 있다. 상기 염은 염산 또는 황산 등과 같은 무기산, 또는 p-톨루엔술폰산 등과 같은 유기산의 농화학적으로 허용가능한 염이다.
본 발명의 상기 화학식 2의 갈릭산 또는 이의 농화학적으로 허용 가능한 염은 식물 추출물로부터 분리하거나 화학적으로 합성할 수 있으며, 하나의 구체적 실시에서는 유카립투스 속 식물 추출물, 유카립투스 다르림프레아나(Eucalyptus darlympleana) 추출물로부터 분획하여 획득할 수 있다.
하나의 구체적 실시에서, 상기 화학식 2의 갈릭산은 식물 병원균의 균사 생장, 분생 포자발아의 생성 및 포자의 부착기 형성을 억제하는 것을 확인하였다.
본 발명의 우스네아 속 지의류 형성 곰팡이의 액체 배양 산물의 추출물, 우스닉산 또는 이의 농학적으로 허용 가능한 염, 유칼립투스 속 식물 추출물, 갈릭산 또는 이의 농학적으로 허용 가능한 염은 식물 병원균, 바람직하게는 진균성 식물 병원균, 보다 바람직하게는 고추 탄저병균, 벼 도열병균, 벼 잎집무늬마름병원균, 토마토 잿빛곰팡이병균, 토마토 역병균, 밀 붉은녹병균, 보리 흰가루병균, 피시움 모잘록병균, 후자리움 시들음병균 및 알터나리아병균, 보다 더 바람직하게는 고추 탄저병균에 대하여 항균 활성을 가진다. 또한, 본 발명의 우스네아 속 지의류 형성 곰팡이의 액체 배양 산물의 추출물, 우스닉산 또는 이의 농학적으로 허용 가능한 염, 유칼립투스 속 식물 추출물, 갈릭산 또는 이의 농학적으로 허용 가능한 염은 포자 및 균사를 모두 제어할 수 있고, 고농도로 살포하더라도 약해가 없으며, 인체나 식물에 해가 없다.
특히, 우스네아 속 지의류 형성 곰팡이의 액체 배양 산물의 추출물, 우스닉산 및 이의 농학적으로 허용 가능한 염 중의 어느 하나 이상의 물질, 및 유칼립투스 속 식물 추출물, 갈릭산 및 이의 농학적으로 허용 가능한 염 중의 어느 하나 이상의 물질을 혼합하여 식물 병원균에 처리한 경우 각각의 물질을 처리한 경우보다 현저하게 우수한 항균 활성을 나타낸다. 하나의 구체적 실시에서, 각각의 물질을 처리한 경우보다 혼합물을 처리한 경우 약 3.3 내지 10.6% 정도 향상된 항균 활성을 나타내었으며, 화학 방제제인 프로피네브 수화제를 처리한 경우와 거의 동등한 항균 활성을 나타내었다.
본 발명의 방제용 조성물은 통상적으로 이용되는 살균제에 함유되는 물질을 더욱 포함할 수 있으며, 상기 활성성분 이외에 부형제로 농학적으로 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 포함할 수 있다. 활성 성분과 상기 부형제를 혼합한 방제용 조성물을 농약 분야에 공지된 다양한 제형으로 제제화시켜 사용할 수 있으며, 제제화를 위해서는 농약 분야에서 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 있고, 제제의 부력을 위해 도넛형과 같은 제형을 통한 접촉제로서 제공되는 것이 바람직하다.
본 농학적으로 허용되는 담체 물질 또는 희석제와 혼합하여 제형화할 수 있다. 또한, 이러한 조성물은 임의의 추가 성분으로서 비료성분 또는 계면활성제 또는 공지의 식물병 방제제와 혼합하여 사용할 수도 있다. 본 발명에서 용어 "희석제"란 본 발명의 조성물에 가해져 사용의 편의를 위하거나 목적하는 활성 농도로 본 발명의 조성물을 희석하기 위해 사용하는 농업적으로 허용되는 액체 또는 고체를 의미하는 것으로, 예를 들어 활석, 카올린, 제올라이트, 크실렌, 규조토, 물 등이 있다.
본 발명의 방제용 조성물은 고추 탄저병, 벼 도열병, 벼 잎집무늬마름병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토 역병, 밀 붉은녹병, 보리 흰가루병, 피시움 모잘록병, 후자리움 시들음병 또는 알터나리아병 등의 진균성 식물병원균을 효과적으로 방제하기 위하여 우스네아 속 균류의 액체 배양 산물을 500 내지 3,000㎍/㎖의 농도로 사용하거나, 우스네아 속 균류의 액체 배양 산물의 추출물 또는 우스닉산 또는 이의 농학적으로 허용 가능한 염을 100 내지 3,000㎍/㎖의 농도, 및 유카립투스 속 식물 추출물 또는 갈릭산 또는 이의 농학적으로 허용 가능한 염을 100 내지 3,000㎍/㎖의 농도로 사용하는 것이 바람직하다. 다만, 상기 사용량은 작물의 종류, 생육 정도, 경작지 환경, 식물병의 발병 정도 등을 고려하여 적절하게 조절할 수 있다.
상기와 같이 제형화된 본 발명의 방제용 조성물은 방제가 필요한 식물체 또는 지역에 처리함으로써 고추 탄저병, 벼 도열병, 벼 잎집무늬마름병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토 역병, 밀 붉은녹병, 보리 흰가루병, 피시움 모잘록병, 후자리움 시들음병 또는 알터나리아병을 방제할 수 있다. 바람직한 방법은 상기 방제용 조성물을 식물 병원균과 직접 접촉할 수 있도록 적용하여 방제하는 것으로, 토양에 혼화 처리하거나 작물에 직접 분무하는 방법이 가장 바람직하다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 방제용 조성물은 지의류 형성 곰팡이 또는 식물의 천연물로부터 유래하여 인체에 무해하고 환경 오염을 유발하지 않으면서 진균성 식물 병원균에 대하여 높은 방제 활성을 나타내므로 환경친화적인 천연물 살균제의 개발 및 고부가가치의 유기 농산물 생산에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 지의류 형성 곰팡이의 저면 폭기식 액체 배양을 통한 순차분획물 획득을 위한 공정 순서도이다.
도 2는 고추 탄저병균인 콜레토트리쿰 마쿠타툼(Colletotrichum accutatum)에 대한 우스네아 롱기씨마(Usnea longissima)의 액체 배양여액의 n-헥산 분획물의 항균활성을 관찰한 그림이다.
도 3은 우스네아 롱기씨마(Usnea longissima)의 액체 배양여액으로부터 항균활성 물질을 분리하기 위한 공정 순서도이다.
도 4는 우스네아 롱기씨마(Usnea longissima)의 액체 배양여액으로부터 분리한 항균활성 물질에 대하여 TLC를 이용하여 우스닉산을 확인한 결과이다.
도 5는 우스네아 롱기씨마(Usnea longissima)의 액체 배양여액으로부터 분리한 항균활성 물질에 대하여 HPLC를 이용하여 우스닉산을 확인한 결과이다.
도 6은 우스네아 롱기씨마(Usnea longissima)의 액체 배양여액으로부터 분리한 우스닉산의 고추 탄저병균인 콜레토트리쿰 마쿠타툼(Colletotrichum accutatum)에 대한 항균활성을 관찰한 결과이다.
도 7은 유카립투스 다르림프레아나(Eucalyptus darlympleana)의 메탄올 추출물에서 C. coccodes , C. gloeosporioides , C. acutatum에 대한 항균 활성 효과를 관찰한 그림이다.
도 8은 유카립투스 다르림프레아나(Eucalyptus darlympleana) 추출물로부터 분리한 화합물인 갈릭산의 고추 탄저병균 C. acutatum에 대한 균사 생장 억제 효과를 나타낸 그림이다.
도 9는 유카립투스 다르림프레아나(Eucalyptus darlympleana) 추출물로부터 분리한 화합물인 갈릭산의 고추 탄저병균 C. acutatum에 대한 분생 포자 발아 억제 효과를 나타낸 그림이다.
도 10은 유카립투스 다르림프레아나(Eucalyptus darlympleana) 추출물로부터 분리한 화합물인 갈릭산의 고추 탄저병균 C. acutatum에 대한 부착기 생성 억제 효과를 나타낸 그림이다. A는 대조구이며, B는 갈릭산 125ppm 처리한 경우이며, C는 갈릭산 500ppm을 처리한 경우이다. B 그림에서 볼 수 있는 바와 같이 정상적으로 발아한 포자의 경우 부착기 생성이 억제된 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 이하 실시예를 통하여 좀더 구체적으로 설명될 것이다. 이러한 실시예는 단지 본 발명이 좀더 이해될 수 있도록 예시적으로 제시되는 것이므로, 이들 실시예로서 본 발명의 범위를 한정해서는 안 될 것이다.
실시예 1 : 지의류 형성 곰팡이의 배양산물에 대한 항균활성 조사
고추 탄저병균인 콜레토트리쿰 아쿠타툼(Colletotrichum accutatum)에 우수한 항균 활성을 보이는 지의류 형성 곰팡이 균주 28종에서 14종을 선발하여 (표 1 참조) 배양 산물 내의 항균 활성물질을 탐색하였다. 구체적으로 MY 배지에서 2개월간 배양한 지의류 형성 곰팡이를 멸균 조건에서 침용(maceration)한 후 MY 액체배지(2L)를 접종하여 18℃에서 저면 폭기 배양을 2개월간 실시하였다 (도 1 참조). 배양 완료 후에 배양여액을 회수하여 헥산(n-hexane), 에틸 아세테이트, 물분획 별로 배양 산물을 순차 분획한 후 감압 농축하고 5% DMSO로 재용해시켜 고추 탄저병균에 대한 항균 활성을 아가웰(agar well)법을 이용하여 조사하였다.
고추 탄저병균에 대한 지의류 형성 곰팡이 배양 여액의 순차분획에서의 항균활성
Isolation number Lichen-forming fungi n-hexane ethyl acetate water
030397 Cetrelia japonica - - -
050657 Lecanora argentata - - -
CH050099 Ramalina complanata - - -
041183 Parmelia sp . - - -
040810 Parmelia adaugescens - - -
041466 Cladonia metacorallifera - - -
040040 Umbilicaria esculenta - - -
050319 Ramalina litoralis - - -
CH050316 Usnea longissima ++ + -
H06020 Evernia prunastri - - -
H06049-1 Cladonia coicraea - - -
H06099 Lasallia pustulata - - -
H060125 Hypogymnia physodes - - -
030730 Myelochroa irrugans - - -
상기 표 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 배양 여액의 순차 분획에 대한 항균 활성은 고체 배양과는 달리 우스네아 롱기씨마(Usnea longissima)에서만 뚜렷한 항균활성 효과가 나타났다(도 2 참조). 이는 배양 조건에 따른 지의류 형성 곰팡이의 생장과 2차 대사산물의 생성이 매우 다르다는 것을 나타내며, 특히 2차대사산물의 생성이 곰팡이 생장에 가장 유리한 배양 조건보다는 스트레스 조건에서 더 많이 생성된다는 보고와 일치됨을 알 수 있었다.
실시예 2 : 지의류 형성 곰팡이의 배양산물로부터 항균 활성 물질의 분리 및 분리된 물질의 항균 활성 평가
지의류 형성 곰팡이의 배양여액으로부터 항균활성물질을 분리하기 위하여 도 3에 기재된 바와 같은 공정을 실시하였다. 그 결과로부터 생성된 분획물이 TLC 상에서 우스닉산의 표준물질을 이용하여 우스닉산임을 확인하였고(도 4 참조), HLPC(일본 아키타 대학의 야마모토 교수 실험실)를 이용하여 그 결과물이 우스닉산임을 최종 확인하였다(도 5 참조).
상기 분리된 우스닉산을 이용하여 고추 탄저병균에 대한 항균 효과를 조사한 결과, 2,000ppm 농도에서 균사 생장이 완전히 억제되는 것을 확인할 수 있었다(도 6 참조).
실시예 3 : 유카립투스 속 식물의 항균활성 조사
5령 내지 7령의 유카립투스 다르림프레아나(Eucalyptus darlympleana) 식물의 잎을 수집하여 자연 건조시킨 후 3일 동안 65℃ 건조기에서 건조시켰다. 그 후 건조된 잎을 분쇄하고, 실험을 위하여 4℃ 냉장 보관하였다.
분쇄한 유카립투스 잎 100g을 메탄올 500ml로 3번 추출한 후 여과시키고, 이를 55℃ 이하의 온도에서 감압하에 증발시켰다. 그 후 농축액을 메탄올 30ml에 재용해시킨 후, 상기 농축액 및 메탄올(대조구)을 각각 500ul 접종하여 아가웰 방법으로 C. coccodes , C. gloeosporioides , C. acutatum에 대한 항균 활성을 측정하였다. 그 결과를 도 7에 나타내었다.
도 7에서 보는 바와 같이, 유카립투스 추출물은 항균 활성을 나타내었으며, 특히 C. acutatum에 대하여 우수한 항균 활성을 나타내었다.
실시예 4 : 유카립투스 속 식물 추출물로부터 항균활성 물질 분리 및 항균 활성 조사
상기 실시예 3의 유카립투스 속 식물의 메탄올 추출물을 CH2Cl2, 에틸 아세테이트, 부탄올 및 물로 순차적으로 분획시키고, 이들 각각의 분획물의 C. coccodes, C. gloeosporioides , C. acutatum에 대한 항균활성을 아가웰 방법으로 조사하였다. 그 결과 에틸아세테이트와 부탄올 분획층에서 항균 활성을 확인하였고(미도시), 이를 실리카겔 및 세파덱스 LH-20 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 정제하고, 화합물을 동정하였다(Park et al., Inhibitory effects of methanol extract, phenolic acids and flavonoids from the leaves of Eucalyptus darlympleana against 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl radical. Natural Product Sciences 10:244-247 참조).
상기 동정된 화합물은 화학식 2의 갈릭산인 것을 확인하고, 갈릭산을 고추 탄저병균 C. acutatum에 농도별로 처리한 결과 C. acutatum의 균사 생장이 억제되었으며, 2,000ppm에서 60%의 균사생장이 억제되었다(도 8 참조). 또한 C. acutatum의 분생 포자발아가 125ppm 농도에서 약 70% 억제되었고, 상기 농도에서 일부 정상적으로 발아한 포자의 경우 부착기 형성이 억제되는 것을 확인하였다(도 9 및 10 참조).
실시예 5 : 지의류 배양산물과 유카립투스 속 식물 추출물을 이용한 생물학적 방제제 제조 및 효과
지의류의 경우 비극성이 매우 강해 물에 거의 녹지 않는 특성을 지니고 있으며, 유카립투스 추출액의 경우에도 물에 대해 용해도가 높지 않아 이들 천연물 원료를 DMSO를 이용하여 완전 용해시켜 액상수화제의 원제로 이용하였다. 이때 사용한 DMSO의 양은 최종사용농도 5%로 조절하여 사용하였으며 이 농도에서 DMSO만을 고추 유묘에 살포했을 경우 어떠한 약효도 나타나지 않음을 확인하였다. 우스닉산에 의한 균사 완전한 생장억제가 2,000ppm에서 조사되었고, 유카립투스에서 분리한 갈릭산의 경우 2,000ppm에서 약 균사생장이 60%였던 점과 500ppm에서 탄저병균의 포자발아 및 부착기 생성이 완전히 억제되었던 점을 고려해서 실제 포장 검증을 위한 최종 살포 농도는 지의류추출물의 경우 500ppm으로 유카립투스 추출물의 경우 500ppm으로 조정하여 살포하도록 준비하였다. 실제 포장살포를 위해서 위의 농도가 되도록 원제에 물을 희석하였으며, 전착제로 tween 20(0.1%)을 첨가하여 고추 식물 전체에 흘러내릴 정도로 고루 살포한 결과, 성숙된 고추 식물 1주당 250 내지 300ml 정도의 천연물 농약을 살포하였다.
노지 고추재배 시험 포장과 동일한 순천대학교 부속농장의 비닐하우스포장에서 난괴법 3 반복으로 시험을 수행하였다. 자연감염이 잘 일어나는 노지포장과는 달리 격리된 비닐하우스에서는 고추 탄저병이 잘 발생하지 않으므로 고추 탄저병의 발생을 유도하기 위하여 노지포장에서 2008년 10월 8일과 10월 15일에 고추 탄저병에 감염되어 분생포자층으로부터 분생포자괴가 흘러나오는 병든 열매를 각 처리구마다 6개씩을 비닐하우스 천정에 매달아 놓아 매일 저녁 6시에 분무기로 깨끗한 물을 살포하여 분생포자를 비산시켜 고추묘목에 접종이 되도록 하였다. 고추 탄저병에 대한 방제효과를 검정하기 위하여 검정할 지의류 추출물과 유카립투스 추출물을 단독 또는 혼합하여 2008년 10월 9일부터 약 10일 간격으로 3회 처리하였으며, 대조구로 고추 탄저병 방제약제 품목고시시험에서 대조약제로 사용하는 프로피네브 수화제를 살포하였다. 각 처리구에서 고추 탄저병에 대한 방제효과를 검정하기 위한 발병조사는 10월 30일에 수행하였으며, 노지재배 포장시험과 동일한 방법으로 발병과율을 산출하여 평가하였다.
하기 표 2에서 보는 것처럼 무처리 평균 발병과율이 32.9%인 반면에 지의류 추출물 단독처리구에서 고추 탄저병의 발병과율은 7.6%, 유카리툽스 추출물 단독처리구에서 고추 탄저병의 발병과율은 10.0%, 지의류와 유카립투스 추출물 혼합처리구에서 고추 탄저병의 발병과율은 6.5%, 프로피네브 수화제 처리구에서 고추 탄저병의 발병과율은 6.2%로 조사되었다.
각 처리구에서 고추 탄저병 발병과율을 토대로 방제가를 산출하면 지의류 추출물 단독처리는 76.9%, 유카립투스 추출물 단독처리는 69.6%, 지의류와 유카립투스 추출물 혼합처리는 80.2%, 프로피네브 수화제 처리는 81.1%였다. 따라서 지의류 및 유카립투스 추출물 단독 및 이들의 혼합물은 방제효과가 있으며, 특히 지의류와 유카립투스 추출 혼합물은 화학약제인 프로피네브 수화제와 대등한 방제효과를 나타내는 것을 확인하였다.
비닐하우스에서 고추 탄저병 방제효과
시험약제 발 병 과 율 (%) 유의차
(DMRT)		 방제가
(%)
Ⅰ반복 Ⅱ반복 Ⅲ반복 평 균
지의류 추출물 7.5 9.6 5.6 7.6 a 76.9
유카립투스 추출물 9.2 7.3 13.5 10.0 a 69.6
지의류+유카립투스 추출물 2.4 10.8 6.3 6.5 a 80.2
프로피네브 수화제 6.6 3.9 8.1 6.2 a 81.1
무처리 32.5 35.9 30.2 32.9 b
(약제 처리 ; 10월 9일, 10월 16일, 10월 23일, 고추 탄저병 발병조사 : 10월 30일)

Claims (4)

  1. 우스닉산, 우스닉산의 농학적으로 허용 가능한 염, 유카립투스 속 식물 추출물, 갈릭산 및 갈릭산의 농학적으로 허용 가능한 염으로 이루어진 군으로부터 어느 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 진균성 식물병 방제용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 우스닉산 및 우스닉산의 농학적으로 허용 가능한 염은 우스네아(Usnea) 속 균류의 액체 배양 산물로부터 분리한 것을 특징으로 하는 진균성 식물병 방제용 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 식물병은 고추 탄저병, 벼 도열병, 벼 잎집무늬마름병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토 역병, 밀 붉은녹병, 보리 흰가루병, 피시움 모잘록병, 후자리움 시들음병 및 알터나리아병으로 이루어진 군으로부터 하나 이상인 것을 특징으로 하는 진균성 식물병 방제용 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 방제용 조성물을 작물 또는 토양에 처리하는 것을 포함하는 진균성 식물병의 방제 방법.
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