KR20210057196A - 생 식물에서 카르복실산과 이의 염을 이용한 진균 억제 방법 - Google Patents

생 식물에서 카르복실산과 이의 염을 이용한 진균 억제 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 식 (I)의 카르복실산 또는 이의 염을 포함하는 조성물을 사용하여 생(live) 식물에서 미생물의 성장을 억제하는 방법에 관한 것이다:
Figure pct00010
(I)
상기 식에서, R은 H, Ph, Ar 또는 C1-C60 알킬이다. 본 발명은 또한 식 (I)의 카르복실산 또는 이의 염을 포함하는 조성물과 접촉된 생 식물 생성물(product)에 관한 것이다.

Description

생 식물에서 카르복실산과 이의 염을 이용한 진균 억제 방법
본 발명은 생(live) 식물에서 미생물 성장을 억제하기 위한 카르복실산 또는 이의 염을 포함하는 조성물의 용도에 관한 것이다. 본 발명은 또한 카르복실산 또는 이의 염을 포함하는 조성물과 접촉된 생 식물 생성물(product)에 관한 것이다.
다양한 식물 및 농업 분야, 예를 들어, 관상용 식물, 잔디, 채소, 곡물 및 과일 작물의 생산 및 유지와 같은 다양한 식물 및 농업 분야에서 미생물의 성장과 식물 질병의 통제는 큰 관심사이다. 미생물 성장과 질병을 극복하는 것은 최적의 식물 성장, 개발 및 생산을 달성하는 데 중요하다. 미생물에 의한 귀중한 식물의 파괴는 식량 공급에 대한 끊임없는 위협이며, 급격한 인구 증가로 인해 기아를 방지하기 위해 식량 생산을 늘려야 할 필요성이 커지고 있다.
또한, 지난 수십 년 동안 인구 성장과 도시화의 증가로 인해 도시 공간의 기능적, 오락적 및 미적 가치를 향상시키기 위한 수단으로 잔디 경작이 널리 확산되었다. 이러한 성장으로 북미 지역에서는 잔디의 문화와 유지보수가 연간 지출 450 억 달러에 달하는 중요한 원예 산업으로 발전했다. 건강한 잔디를 유지하는 것은 민간 주거지 뿐만 아니라 기업의 소비자에게도 관심거리이다. 잔디에 대한 가장 두드러진 비즈니스 시장은 골프 산업일 것이다. 골프 산업에서는 잔디 관리자들이 무결하고 건강한 녹색 잔디를 대규모로 유지하기 위해 노력한다.
잔디는, 수많은 다른 살아있는 식물과 농작물 외에도, 동전마름병(dollar spot), 갈색잎마름병(brown patch), 여름잎마름병(summer patch), 테이크올패취(take-all patch) 및 줄기녹병(stem rust) 과 같은 흔한 질병에 취약하다. 동전마름병은 잔디 관리자가 성장기에 직면하는 가장 흔한 질병 중 하나이다. 전 세계의 난지형 잔디(warm season turfgrass)와 한지형 잔디(cool season turfgrass) 모두에 영향을 미치는 엽병이다. 모든 주요 한지형 잔디 유형은 동전마름병에 감염될 수 있다. 크리핑 벤트그래스(creeping bentgrass) 또는 시소 패스팰럼(Seashore paspalum)의 특정 품종과 같은 일부 잔디 유형은 동전마름병에 더 취약하다. 시소 패스팰럼 외에도, 영향을 받는 다른 난지형 잔디로는 버뮤다그래스(bermudagrass), 조이시아그래스(zoysiagrass) 및 센티피드그래스 (centipedegrass)가 있다.
잔디 유형 및 관리 부문 (골프장, 운동장 또는 홈잔디)에 따라 동전마름병은 홈잔디의 잎사귀의 마름병과 변색부터 골프 코스 퍼팅 그린의 심각한 흉터에 이르기까지 다양한 수준의 잔디 손상을 일으킬 수 있다. 이러한 상황에서, 동전마름병은 잔디의 전체적인 미관을 방해하고 해로운 흉터를 유발하여 표면의 재생성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다.
동전마름병은 잎사귀의 마름병을 일으키는 엽병이다. 이 질병의 증상은 예고(mowing height)에 따라 다르게 보일 수 있다. 더 높은 절단 잔디의 경우, 초기 증상은 빨간색에서 적갈색의 가장자리가 있는 작은 황갈색 병변으로 시작되며 종종 잎사귀를 가로질러 확장된다. 경우에 따라 병변이 모래 시계 모양으로 나타날 수 있다. 감염된 부위의 직경은 1-12 인치이다. 하부 절단 잔디에서, 증상은 먼저 직경 약 1 인치의 원형 황갈색 반점으로 나타난다. 이 반점은 더 큰 감염 부위로 합쳐질 수 있다. 동전마름병의 뚜렷한 징후 중 하나는 이슬이 많이 내린 아침에 잎사귀에 흰 균사체가 있다는 것이다.
잔디를 건강하게 유지하고 예를 들어 토양 압축에 의한 스트레스를 줄이는 것은 관찰된 손상을 줄이는 데 도움이 될 수 있다. 적절한 물 공급과 비료 결핍의 교정, 특히 인과 칼륨은 때때로 미생물로 인한 피해를 줄이는 데 도움이 된다. 그러나 손상 감소는 미미하며 많은 경우 완전히 제거할 수 없다.
미생물과 곤충에 의한 파괴로부터 살아있는 식물을 보호하기 위해 살충제 또한 이용가능하다. 그러나 이러한 살충제는 처리된 작물에서 식품을 섭취하는 소비자들의 건강과 복지에 잠재적으로 해로운 영향을 미칠 뿐만 아니라, 환경에 부정적인 영향을 미치는 독성의 화학물질인 경향이 있다. 예를 들어, 살진균제 클로로탈로닐 (많은 살충제들의 활성 성분)은 어류, 수생 무척추 동물, 연체 동물 및 새우에 매우 독성이 있으므로, 미국 환경보호국은 수생 생태계 파괴의 위험을 줄이기 위해 잔디 및 기타 작물에 대한 사용을 제한하고 있다. 또 다른 예로서, 특정 살충제는 "내분비 교란자", 즉 신체의 내분비 호르몬계에 악영향을 미치는 것으로 입증되었으며, 이는 일부 경우 영구적일 수 있으며 심지어 저용량으로 또는 노출 후 오랫동안 발생할 수 있다 (Vincelli, P. et al., "Chemical Control of Turfgrass Diseases 2017," pp. 1-32, http://www2.ca.uky.edu/agcomm/pubs/ppa/ppa1/ppa1.PDF 에서 이용가능함).
미생물은 결국 많은 제조된 살충제에 대한 면역력을 발달시키는 것이 또한 잘 알려져 있다. 예를 들어, 동전마름병의 살진균제 내성은 골프 코스에서 흔히 발생하는 문제이며 살진균제 내성을 관리하는 방법은 아직 명확하게 답변되지 않은 복잡하고 논란이 많은 주제이다 (Geunhwa, J., et al., Golf Course Management Magazine, 2008 pp. 117-121).
따라서, 환경 친화적이고 독성이 적고 미생물 면역을 유발하지 않거나 미생물 면역 시간을 연장하지 않는, 살아있는 식물에서 미생물 성장을 억제하는 개선된 방법이 필요하다.
본 발명의 목적은 환경 친화적이고, 독성이 적고, 미생물 면역을 유발하지 않거나 미생물 면역 시간을 연장시키거나 이들의 조합을 제공함과 동시에, 생(live) 식물에서 미생물의 성장을 억제하는 방법을 제공하는 것이다.
따라서, 본원에는 생 식물을 식 (I)의 카르복실산 또는 이의 염을 포함하는 유효량의 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는, 생 식물에서 미생물의 성장을 억제하는 방법이 개시된다:
Figure pct00001
(I)
상기 식에서, R은 H, Ph, Ar 또는 C1-C60 알킬이다.
또한 본원에는 식 (I)의 카르복실산 또는 이의 염을 포함하는 조성물과 접촉된 생 식물 생성물(product)이 개시된다.
본 발명의 추가적인 목적 및 이점은 후술할 설명에 일부 기재될 것이고, 일부는 그 설명으로부터 자명하거나 본 발명을 실행함으로써 지득될 수 있을 것이다. 본 발명의 목적 및 이점은 첨부하는 청구범위에 특히 기재된 요소 및 조합에 의해 실현되고 달성될 것이다.
전술한 일반적인 설명 및 후술할 상세한 설명 모두는 단지 예시적이고 설명적인 것이며 청구된 바대로 본 발명을 제한하지 않는다는 것을 이해해야 한다.
도 1A는 0.1-0.5% (w/v) 칼슘 프로피오네이트 (CaP)의 존재하에 접종 후 3 일째 M. 포아에 의 성장을 보여준다.
도 1B는 0.1-0.5% (w/v) 칼슘 프로피오네이트 (CaP)의 존재하에 접종 후 7일째 M. 포아에 의 성장을 보여준다.
도 2A는 0.5-4.0% (w/v) 칼슘 프로피오네이트 (CaP)의 존재하에 접종 후 2일째 M. 포아에 의 성장 억제를 보여준다.
도 2B는 0.5-4.0% (w/v) 칼슘 프로피오네이트 (CaP)의 존재하에 접종 후 5 일째 M. 포아에 의 성장 억제를 보여준다.
도 2C는 0.5-4.0% (w/v) 칼슘 프로피오네이트 (CaP)의 존재하에 접종 후 2 일째 S. 호모에오카르파의 성장 억제를 보여준다.
도 2D는 0.5-4.0% (w/v) 칼슘 프로피오네이트 (CaP)의 존재하에 접종 후 5 일째 S. 호모에오카르파 성장 억제를 보여준다.
도 3은 칼슘 프로피오네이트의 제거 후 3 일째 R. 솔라니, S. 호모에오카르파 및 M. 포아에의 활성 배양체(active culture)에서 비처리 및 1%, 2% 및 5% (w/v) 칼슘 프로피오네이트 (CaP) 처리의 효과를 보여준다.
도 4는 칼슘 프로피오네이트의 제거 후 14 일째 R. 솔라니, S. 호모에오카르파, G. 그라미니스 및 M. 포아에의 활성 배양체(active culture)에서 1%, 2% 및 5% (w/v) 칼슘 프로피오네이트 (CaP) 의 효과를 보여준다
도 5A는 15% (w/v) 칼슘 프로피오네이트 (CaP)의 존재하에 2 일째 F. 옥시스포럼 의 성장 억제를 보여준다.
도 5B는 15% (w/v) 칼슘 프로피오네이트 (CaP)의 존재하에 4 일째에 F. 옥시스포럼의 성장 억제를 보여준다.
도 5C는 15% (w/v) 칼슘 프로피오네이트 (CaP)의 존재하에 5 일째에 F. 옥시스포럼의 성장 억제를 보여준다.
도 5D는 15% (w/v) 칼슘 프로피오네이트 (CaP)의 존재하에 7 일째에 F F. 옥시스포럼의 성장 억제를 보여준다.
본 발명은 카르복실산 조성물을 사용하여 생(live) 식물에서 미생물의 성장을 억제하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 카르복실산 조성물과 접촉된 생 식물 생성물에 관한 것이다. 본 발명의 일 구체예에서, 본 발명의 카르복실산 조성물은 카르복실산 또는 이의 염을 포함한다. 본 발명의 카르복실산 조성물은 식 (I)의 카르복실산 또는 이의 염을 포함할 수 있다:
Figure pct00002
(I)
상기 식에서, R은 H, 페닐(Ph), Ar 또는 C1-C60 알킬이다. 본 발명의 일 구체예에서, C1-C60 알킬은 F, Cl, Br, I, At, O, S, S(O), SO2, N, P, P(O), Si, Si(O), B, Al 및 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 치환기로 치환된다. 적합하게는, Ar은 C6 또는 C12 아릴 또는 헤테로아릴이되, 헤테로원자가 O 또는 N 일 수 있고 치환기가 H, F, Cl, Br, I, At, SO2, NH2, NHR, NR2 및 이들의 조합으로부터 선택될 수 있는 기로 선택적으로 치환되고, 이때 R 은 본원에 정의된 바와 같다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, C1-C60 알킬은 하나 이상의 Cl 치환기로 치환된다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, C1-C60 알킬은 2 개의 Cl 치환기로 치환된다.
본 발명의 일 구체예에서, R은 H 또는 C1-C10 알킬이다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, R은 C1-C8 알킬이다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, R은 C3 알킬이다.
용어 "알킬"은 달리 언급되지 않는 한, 직쇄 또는 분지쇄, 또는 비화식 또는 환식 탄화수소 라디칼 또는 이들의 조합을 의미하며, 이는 완전히 포화되거나 단일- 또는 다중-불포화될 수 있고, 지정된 수의 탄소 원자를 갖는(예를 들어, C1-10은 1 내지 10개의 탄소를 의미함) 2가 및 다가 라디칼을 포함할 수 있고, 치환되거나 비치환될 수 있다. 포화 탄화수소 라디칼의 예로는 메틸, 에틸, n- 프로필, 이소프로필, n- 부틸, t-부틸, 이소부틸, sec-부틸, 시클로헥실, (시클로헥실)메틸, 시클로프로필메틸, 예를 들어 n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸 등의 동종체(homolog) 및 이성질체(isomer)를 포함한다. 불포화 알킬기는 하나 이상의 이중 결합 또는 삼중 결합을 갖는 것이다. 불포화 알킬기의 예로는 비닐, 2-프로페닐, 크로틸, 2-이소펜테닐, 2-(부타디에닐), 2,4-펜타디에닐, 3-(1,4-펜타디에틸), 에티닐, 1- 및 3-프로피닐, 3-부티닐, 및 고급 동종체 및 이성질체를 포함한다.
본 발명의 일 구체예에서, 카르복실산은 프로피온산이고, 하기 식 (II)를 갖는다:
Figure pct00003
(II).
본 발명의 조성물에 유용한 카르복실산은 임의의 농업상 허용되는 염과 함께 제형화될 수 있다. 염의 예는, 예를 들어 나트륨, 칼륨, 칼슘 및 마그네슘 염과 같은 금속 염, 이소프로필암모늄 염과 같은 암모늄 염, 및 트리메틸술포늄 염과 같은 트리알킬술포늄 염을 포함한다.
본 발명에 유용한 카르복실산 염은, 예를 들어 Ca+2, Ba+2, La+3, Cd+2, Pb+2, Co+2, Mn+2, Ce+4, Mg+2, Zn+2, Cu+2, Fe+3, Fe+2, Ni+2, Sr+2, La+3, Li+1, Na+1, K+1, Rb+1, Cs+1, Fr+1, Be+2, Ra+2, Al+3, NH4 +, NH3R+, NH2R2 +, NHR3 +, NR4 + (여기서 R은 본원에 정의된 바와 같음) 와 같은 양이온으로 중화된 카르복실산을 포함할 수 있다. 예시적인 염은 알칼리 금속, 알칼리 토금속 및/또는 암모늄 염의 염일 수 있다. 알칼리 금속 이온은 Li+1, Na+1, K+1, Rb+1, Cs+1, 및 Fr+1을 포함한다. 알칼리 토금속 이온은 Be+2, Mg+2, Ca+2, Sr+, Ba+2, 및 Ra+2를 포함하다. 암모늄염은 1차, 2차, 3차 및 4차 암모늄염, 예를 들어 NH4 +, NH3R+, NH2R2 +, NHR3 +, NR4 + 을 포함하며, 여기서 R은 본원에 정의된 바와 같다.
일 구체예에서, 본 발명의 카르복실산 조성물은 카르복실산의 칼슘 염을 포함한다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, 본 발명의 카르복실산 조성물은 칼슘 프로피오네이트을 포함한다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, 본 발명의 카르복실산 조성물은 프로피온산 또는 이의 염을 포함한다.
카르복실산 조성물은 또한 농업적으로 적합한 담체를 포함할 수 있다. 농업적으로 적합한 담체는 액체, 고체 또는 계면활성제일 수 있다. 고체 담체의 예는 Watkins, et al., Handbook of Insecticide Dust Diluents and Carriers, 2nd Ed., Dorland Books, Caldwell, N.J. 에 기재되어 있다. 액체 담체의 예는, 계면활성제들과 권장 용도들을 열거한, Sisely and Wood, Encyclopedia of Surface Active Agents, Chemical Publ. Co., Inc., New York, 1964 뿐만 아니라, Marsden, Solvents Guide, 2nd Ed., Interscience, New York, 1950. McCutcheon's Detergents and Emulsifiers Annual, Allured Publ. Corp., Ridgewood, N.J. 에 기재되어 있다. 카르복실산 조성물은 또한, 거품(foam), 점결(caking), 부식(corrosion), 미생물 성장 등을 감소시키는 첨가제, 또는 점도를 증가시키기 위한 증점제를 함유할 수 있다.
계면활성제는, 예를 들어 폴리에톡실화된 알콜, 폴리에톡실화된 알킬페놀, 폴리에톡실화된 소르비탄 지방산 에스테르, 디알킬 설포숙시네이트, 알킬 설페이트, 알킬벤젠 설포네이트, 오르가노실리콘, N,N-디알킬타우레이트, 리그닌 설포네이트, 나프탈렌 설포네이트 포름알데히드 축합물, 폴리카르복실레이트 및 폴리옥시에틸렌/폴리옥시프로필렌 블록 공중합체를 포함한다.
고체 담체는, 예를 들어 분쇄 옥수수 속대(ground corn cob); 벤토나이트, 몬모릴로나이트, 아타풀자이트 및 카올린과 같은 점토; 전분; 설탕; 실리카; 탈크; 규조토; 요소; 탄산칼슘; 탄산나트륨; 중탄산나트륨; 및 황산나트륨을 포함한다.
액체 담체는, 예를 들어 물, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸 설폭사이드, N-알킬피롤리돈, 에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 파라핀, 알킬벤젠, 알킬나프탈렌, 올리브 오일, 피마자 오일, 아마씨 오일, 텅 오일, 세서미 오일, 옥수수 오일, 피넛 오일, 목화씨 오일, 대두 오일, 유채씨 오일, 코코넛 오일, 지방산 에스테르, 케톤류로서 예를 들어 시클로헥사논, 2-헵타논, 이소포론 및 4-하이드록시-4-메틸-2-펜타논, 및 알코올류로서 예를 들어 메탄올, 시클로헥산올, 데칸올 및 테트라하이드로푸르푸릴 알코올을 포함한다.
카르복실산 조성물의 제형은 카르복실산의 물리적 특성, 적용 방식, 및 환경 요인, 예를 들어 토양 유형, 수분 및 온도와 일치하도록 선택할 수 있다. 유용한 제형은 용액 (유화성 농축물 포함), 현탁액, 에멀젼 (마이크로에멀젼 및/또는 서스포에멀젼(suspoemulsion) 포함) 등과 같은 액체를 포함하며, 이는 선택적으로 겔로 농축될 수 있다.
유용한 제형은 수-분산성 ("습윤성") 또는 수용성일 수 있는, 분진, 분말, 과립, 펠릿, 정제, 필름 등과 같은 고체를 추가로 포함한다. 카르복실산 조성물은 마이크로캡슐화된 칼슘 프로피오네이트일 수 있고, 추가로 현탁액 또는 고체 제제로 형성 될 수 있으며; 대안적으로 전체 제형은 캡슐화된 칼슘 프로피오네이트 (또는 "오버 코팅")일 수 있다. 캡슐화된 칼슘 프로피오네이트 용액은 활성 성분의 방출을 제어하거나 지연시킬 수 있다. 분무 가능한 제형은 적절한 매질로 확장될 수 있으며, 헥타르 당 약 1백 내지 수백 리터의 분무 부피로 사용될 수 있다. 고강도 제형은 주로 추가 제형을 위한 중간체로 사용된다.
본 발명의 일 구체예에서, 카르복실산 조성물은 액체 제형 내에 존재한다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, 카르복실산 조성물은 담체로서 물을 포함한다. 카르복실산 및/또는 이의 염은 0.1% 내지 50% (w/v), 0.5% 내지 25% (w/v), 0.1% 내지 12% (w/v), 또는 5% 내지 12% (w/v)의 농도 범위로 액체 제형 또는 물에 존재할 수 있다. 본 발명의 일 구체예에서, 카르복실산 및/또는 염의 농도는 약 5% (w/v)이다.
본 발명에 유용한 카르복실산 조성물은 또한 하나 이상의 비료(fertilizer), 살충제(pesticide), 약해 경감제(safener), 살곤충제(insecticide), 살진균제(fungicide), 살선충제(nematocide), 살균제(bactericide), 살비제(acaricide), 성장 조절제(growth regulator), 화학불임제(chemosterilant), 신호화학물질(semiochemical), 기피제(repellent), 유인제(attractant), 페로몬(pheromone), 섭식 자극제 (feeding stimulant) 또는 기타 생물학적 활성 화합물과 혼합될 수 있다. 본 발명의 카르복실산 조성물이 제형화 될 수 있는 이러한 농업 보호제의 예는 다음과 같다: 살곤충제, 예컨대 아바멕틴, 아세페이트, 아진포스-메틸, 비펜트린, 부프로페진, 카보푸란, 클로르페나피르, 클로르피리포스, 클로르피리포스-메틸, 시플루트린, 베타-시플루트린, 시할로트린, 람다-시할로트린, 델타메트린, 디아펜티우론, 다이아지논, 디플루벤주론, 디메토에이트, 에스펜발러레이트, 페녹시카브, 펜프로파트린, 펜발러레이트, 피프로닐, 플루사이트리네이트, 타우 플루발리네이트, 포노포스, 이미다클로프리드, 이소펜포스, 말라티온, 메트알데하이드, 메타미도포스, 메티다티온, 메토밀, 메토프렌, 메톡시클로르, 메틸 7-클로로-2,5-디하이드로-2-[[N-(메톡시카르보닐)-N-[4-(트리플루오로메톡시)페닐] 아미노]카르보닐]인데노[1,2-e][1,3,4]옥사디아진-4a(3H)-카르복실레이트 (DPX-JW062), 모노크로토포스, 옥사밀, 파라티온, 파라티온-메틸, 퍼메트린, 포레이트, 포살론, 포스메트, 포스파미돈, 피리미카브, 프로페노포스, 로테논, 술프로포스, 테부페노자이드, 테플루트린, 터부포스, 테트라클로르빈포스, 티오디카브, 트랄로메트린, 트리클로르폰 및 트리플루뮤론; 살진균제, 예컨대 아족시스트로빈, 베노밀, 블라스티시딘-S, 보르도액 (트리베이식코퍼설페이트), 브로무코나졸, 칼슘 프로피오네이테타폴 (calcium propionatetafol), 칼슘 프로피오네이테탄(calcium propionatetan), 카벤다짐, 클로로넵, 클로로탈로닐, 코퍼옥시클로라이드, 구리 염, 사이목사닐, 사이프로코나졸, 사이프로디닐 (CGA 219417), 디클로메진, 디클로란, 디페노코나졸, 디메토모르프, 디니코나졸, 디니코나졸-M, 도다인, 에디펜포스, 에폭시코나졸 (BAS480F), 파목사돈, 페나리몰, 펜뷰코나졸, 펜피클로닐, 펜프로피딘, 펜프로피모르프, 플루아지남, 플루퀸코나졸, 플루실라졸, 플루톨라닐, 플루트리아폴, 폴펫, 포세틸-알루미늄, 퓨랄락실, 헥사코나졸, 이프코나졸, 이프로벤포스, 이프로디온, 아이소프로티올레인, 카스가마이신, 크레속심-메틸, 만코제브, 마네브, 메프로닐, 메탈락실, 메트코나졸, S-메틸 7-벤조티아졸카르보티오네이트 (CGA 245704), 마이클로뷰타닐, 네오-아소진 (페릭 메탄아르소네이트), 옥사딕실, 펜코나졸, 펜사이큐론, 프로베나졸, 프로클로라즈, 프로피코나졸, 피리페녹스, 피로퀼론, 퀴녹시펜, 스피록사민 (KWG4168), 설퍼(sulfur), 테부코나졸, 테트라코나졸, 티아벤다졸, 티오파네이트-메틸, 티람, 트리아디메폰, 트리아디메놀, 트리사이클라졸, 트리티코나졸, 발리다마이신 및 빈클로졸린; 살선충제로서, 예컨대 알독시캅 및 페나미포스; 살균제, 예컨대 스트렙토마이신; 살비제, 예컨대 아미트라즈, 키노메티오네이트, 클로로벤질레이트, 사이헥사틴, 디코폴, 디에노클로르, 에톡사졸, 페나자퀸, 펜부타틴 산화물, 펜프로파트린, 펜피록시메이트, 헥시티아족스, 프로파자이트, 피리다벤 및 테부펜피라드; 및 생물학적 제제.
특정 예에서, 유사한 제어 스펙트럼을 갖지만 다른 작용 방식을 갖는 살진균제와의 조합은 미생물 성장 억제에 특히 유리할 것이다.
본 발명의 제형은 관례적인 방식으로, 예를 들어 분사(watering), 분무(spraying), 미립화(atomizing), 살포(scattering), 브러싱(brushing)함으로써, 건조 종자 처리용 분말, 종자 처리용 용액, 종자 처리용 수용성 분말, 슬러리 처리용 수용성 분말로서, 또는 캡슐화 또는 피막화(encrusting)에 의해 사용된다. 본 발명의 일 구체예에서, 카르복실산 조성물은 분무에 의해 생 식물과 접촉된다.
본 발명의 방법 및 생성물은 미생물의 성장을 억제하는데 유용하다. 용어, 미생물 성장을 "억제하는", 또는 미생물 성장을 "억제하는" 물질은, 미생물 성장을 방지하거나 이후 미생물을 사멸시켜 개체군이 허용 가능한 한도 내에 있도록 하는 물질을 의미하거나, 또는 미생물의 성장 과정을 상당히 지연시키거나 미생물의 수준을 규정된 수준 또는 범위로 유지하는 물질을 의미하는데 사용된다. 규정된 수준은 미생물 및 이의 병원성에 따라 크게 달라질 수 있다; 일반적으로, 유해한 유기체는 미생물에 의한 임의의 질병이나 질병들이 살아있는 식물로부터 1 미터 이상 떨어진 곳에서 20/20 시력으로 육안으로 검출할 수 없는 수준으로 존재하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 구체예에서, 미생물은 검출될 수 없거나 살아있는 식물에 유해하지 않은 수준으로 유지된다.
본 발명의 일 구체예에서, 미생물은 진균 또는 박테리아이다. 본 발명의 카르복실산 조성물은 다음 부류에 속하는 진균의 성장을 억제하는데 사용될 수 있다: 자낭균류(Ascomycetes) (예를 들어, 벤투리아(Venturia), 포도스파에라(Podosphaera), 에리시페(Erysiphe), 모닐리니아(Monilinia), 마이코스파에렐라(Mycosphaerella), 운시눌라(Uncinula)); 담자균류(Basidiomycetes) (예를 들어, 헤밀리아(Hemileia) 속, 라이족토니아(Rhizoctonia) 속, 파코프소라(Phakopsora) 속, 푸치니아(Puccinia) 속, 우스틸라고(Ustilago) 속, 틸레티아(Tilletia) 속); 불완전 진균류(Deuteromycetes로도 알려짐; 예를 들어, 보트리티스(Botrytis), 헬민토스포리움(Helminthosporium), 린코스포리움(Rhynchosporium), 푸사리움(Fusarium), 셉토리아(Septoria), 세르코스포라(Cercospora), 알테르나리아(Alternaria), 피리쿨라리아(Pyricularia) 및 슈도세로스포렐라(Pseudocercosporella)); 난균류(Oomycetes) (예를 들어, 피토프토라(Phytophthora), 페로노스포라(Peronospora), 슈도페로노스포라(Pseudoperonospora), 알부고(Albugo), 브레미아(Bremia), 피티움(Pythium), 슈도스클레로스포라(Pseudosclerospora) 및 플라스모파라(Plasmopara)).
본 발명의 다른 구체예에서, 미생물은 스클레로티니아 호모에오카르파 (Scerotinia homoeocarpa), 리족토니아 솔라니 (Rhizoctonia solani), 마그나포르테 포아에 (Magnaporthe poae), 게우만노마이세스 그라미니스 (Gaeumannomyces graminis), 푸치니아 스트리이포르미스 (Puccinnia striiformis), 또는 푸사리움 옥시스포럼(Fusarium Oxysporum)이다.
미생물에 의한 질병의 구체적인 예로는 회색설부병(gray snow mold)(Typhula spp.), 홍색설부병(pink snow mold)(Microdochium nivale), 잎 점무늬병(leaf spot)(Drechslera 및 Bipolaris spp.), 레드 쓰레드(red thread)(Laetisaria fuciformis), 동전마름병(dollar spot)(Scerotinia homoeocarpa), 갈색잎마름병(brown patch)(Rhizoctonia solani), 갈색퍼짐병(large patch)(Rhizoctonia solani), 핑크 패취(pink patch) (Limonomyces roseipellis), 회색잎점무늬병(gray leaf spot)(Pyricularia grisea), 탄저병(anthracnose)(Colletotrichum cereale), 피티움마름병(phythium blight)(Pythium spp.), 붉은점무늬병(red leaf spot)(Dreschslera erythrospila), 브라운 링 패취(brown ring patch)(Waitea circinata), 흰가루병(powdery mildew)(Blumeria graminis), 점균병(slime mold)(예를 들어, Physarum cinereum), 여름잎마름병(summer patch)(Magnaporthe poae) 테이크올패취(take-all patch)(Gaeumannomyces graminis), 네크로틱링스팟 (necrotic ring spot)(Ophiosphaerella spp.), 황색마름병(yellow patch) (Rhizoctonia cerealis), 엽고병(melting out)(Drechslera 및 Bipolaris spp.), 흑수병(smut diseases)(Ustilago spp.), 및 녹병(rust disease)(Puccinnia spp.), 예를 들어 줄기녹병(stem rust)(Puccinnia striiformis), 및 파나마병(panama disease), 또는 변종 파나마병(tropical race)(TR4), 또는 시들음병(fusarium wilt)(Fusarium Oxysporum)을 포함한다 .
본 발명에 따르면, "무-생(non-living)"은 일반적으로 물리적 생명(physical life)을 가졌었지만 더이상 가지지 않은 식물에 적용되는 반면, "생" 또는 "살아있는"은 물리적 생명이 있는 식물, 즉 수확된 식물 물질에 비해 활발하게 성장하고 있거나 (또는 활발하게 성장할 수 있는) 식물이며, 예를 들어 여전히 기능적인 뿌리를 가지고 있는, 살아있는 식물에 적용된다. 단지 예로서, 잘린 잔디, 예를 들어 잔디 깎는 기계에 의해 잘려서 뿌리로부터 분리된 잔디는 "무-생" 상태이며, 성장 매체(growing medium), 예를 들어 토양에서 계속 성장하는 잔디의 일부는 "생" 또는 "살아있는" 상태이다. 유사하게, 예를 들어 절단된 식물, 예를 들어 소비를 위해 절단된 식물, 예를 들어 알팔파, 건초, 피넛, 밀, 옥수수, 곡물 등은, 본 발명에 따르면 "무-생" 상태이다. 단지 예로서, 본 발명에 따른 "생" 식물은 표면 성장 매체, 예를 들어 토양에서 성장할 때, 그리고 성장 장소 이외의 장소에서 사용하기 위해 얇은 층으로 수평으로 슬라이스될 때, 이 두 경우 모두 잔디 뗏장(turfgrass sod)를 포함할 수 있다. 다시 말해서, 뗏장 형태의 잔디는 새로운 장소에 운반되고 계속 성장할 수 있기 때문에, 단지 얇은 층으로 표면 토양에서 제거된다는 이유만으로 본 발명에 따른 "무-생" 상태라 보지 않는다.
본 발명에 따르면 생 "식물"은 속씨식물 및 겉씨식물을 모두 포함한다. 생 "식물"은 예를 들어 포도나무; 곡물, 예를 들어 밀, 보리, 호밀 또는 귀리; 비트, 예를 들어 사탕무 또는 사료용 사탕무; 과일, 예를 들어 이과(pomes), 핵과(stone fruits) 또는 연과(soft fruits), 예를 들어 사과, 배, 자두, 복숭아, 아몬드, 체리, 딸기, 라즈베리 또는 블랙베리; 콩과 식물, 예를 들어 콩, 렌즈콩, 피넛, 알팔파, 완두콩 또는 대두; 유지 식물, 예를 들어 유채, 겨자, 양귀비, 올리브, 해바라기, 코코넛, 피마자유 식물, 코코아 콩 또는 땅콩; 오이 식물, 예를 들어 매로우, 오이 또는 멜론; 섬유 식물, 예를 들어 목화, 아마, 대마 또는 황마; 감귤류, 예를 들어 오렌지, 레몬, 자몽 또는 만다린; 시금치, 양상추, 야채류, 예를 들어 시금치, 상추, 아스파라거스, 양배추, 당근, 양파, 토마토, 감자, 조롱박 또는 파프리카; 녹나무과, 예를 들어 아보카도, 계피 또는 캄포; 옥수수; 담배; 넛츠, 예를 들어 트리넛츠; 커피; 사탕수수; 차; 덩굴식물; 홉; 두리안; 바나나; 천연 고무 식물; 잔디 또는 관상용 식물, 예를 들어 튤립 구근, 관목, 활엽수 또는 상록수, 예컨대, 침엽수를 포함하는 꽃을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 생 "식물"은 임의의 발달 단계, 예를 들어 종자, 구근, 미성숙 또는 성숙 단계일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에서, 생 식물은 속씨식물이다. 본 발명의 다른 구체예에서, 생 식물은 성숙하다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, 생 식물은 잔디이다. 본원에 사용된 용어 "잔디(turfgrass)"는 그라운드 커버를 제공하는 경작된 잔디, 예를 들어 일정한 높이를 유지하기 위해 주기적으로 절단 또는 깎는 터프(turf) 또는 론(lawn)을 의미한다.
한지형 잔디(cool season turfgrass)의 예로는 다음을 포함하나 이에 제한되지 않는다: 블루그래스류 (Poa spp.), 예를 들어 켄터키 블루그래스 (Poa pratensis L.), 수피나 블루그래스 (Poa supina), 러프 블루그래스 (Poa trivialis L.), 캐나다 블루그래스 (Poa compressa L.), 애뉴얼 블루그래스 (Poa annua L.), 드라이랜드 벤트그래스 (Agrostis castellena), 업랜드 블루그래스 (Poa glaucantha Gaudin), 우드 블루그래스 (Poa nemoralis L.), 및 불보우스 블루그래스 (Poa bulbosa L.); 벤트그래스 및 레드탑 (Agrostis spp.), 예를 들어 크리핑 벤트그래스 (Agrostis palustris Huds. 또는 Agrostis stolonifera), 콜로니얼 벤트그래스 (Agrostis tenuis Sibth.), 벨벳 벤트그래스 (Agrostis canina L.), 사우스 저먼 혼합 벤트그래스 (Agrostis spp. 으로서, Agrostis tenius sibth., Agrostis canina L., 및 Agrostis palustris Huds. 을 포함함), 및 레드탑(Agrostis alba L.); 페스큐류 (Festuca spp.), 예를 들어 레그 페스큐 (Festuca rubra L. spp. rubra), 크리핑 페스큐 (Festuca rubra L.), 츄잉 페스큐 (Festuca rubra commutata Gaud.), 쉽 페스큐 (Festuca ovina L.), 하드 페스큐 (Festuca longifolia Thuill.), 헤어 페스큐 (Festuca calcium propionateillata Lam.), 톨 페스큐 (Festuca arundinacea Schreb.), 메도우 페스큐 (Festuca elanor L.); 라이그래스류(Lolium spp.), 예를 들어 애뉴얼 라이그래스 (Lolium multiflorum Lam.), 페레니얼 라이그래스 (Lolium perenne L.), 및 이탈리안 라이그래스 (Lolium multiflorum Lam.); 및 휘트그래스류 (Agropyron spp.), 예를 들어 페어웨이 휘트그래스 (Agropyron cristatum (L.) Gaertn.), 크레스티드 휘트그래스 (Agropyron desertorum (Fisch.) Schult.), 및 웨스턴 휘트그래스 (Agropyron smithii Rydb.). 다른 한지형 잔디로는 비치그래스 (Ammophila breviligulata Fern.), 스무스 브롬그래스 (Bromus inermis Leyss.), 캣테일류, 예를 들어 티모시 (Phleum pratense L.), 샌드 캣테일 (Phleum subulatum L.), 오차드그래스 (Dactylis glomerata L.), 위핑 알크알리그래스 (Puccinellia distans (L.) Parl.), 및 크레스트 도그'스-테일 (Cynosurus cristatus L.)를 포함한다.
난지형 잔디(warm season turfgrass)의 예로는 버뮤다그래스 (Cynodon spp. L. C. Rich), 조이시아그래스 (Zoysia spp. Willd.), 세인트어거스틴그래스 (Stenotaphrum secundatum Walt Kuntze), 센티피드그래스 (Eremochloa ophiuroides Munro Hack.), 카페트그래스 (Axonopus affinis Chase), 바히아그래스 (Paspalum notatum Flugge), 키쿠유그래스 (Pennisetum clandestinum Hochst. ex Chiov.), 버팔로그래스 (Buchloe dactyloids (Nutt.) Engelm.), 블루 그래머 (Bouteloua gracilis (H.B.K.) Lag. ex Griffiths), 시소 패스팰럼 (Paspalum vaginatum Swartz), 및 사이드오츠 그래머 (Bouteloua curtipendula (Michx. Torr.))를 포함한다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 본 발명의 카르복실산 조성물은 한지형 잔디와 접촉된다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, 한지형 잔디는 페스큐, 라이 및 켄터키 블루그래스의 품종으로 이루어진 군에서 선택된다.
생 식물은 본 발명의 카르복실산 조성물에 의해 매일, 매주, 매 10 일, 격주 또는 매월 접촉될 수 있다. 미생물 성장 및/또는 질병의 최적 억제가 얻어지는 한, 임의의 치료 일정을 따를 수 있다. 본 발명의 일 구체예에서, 카르복실산 조성물은 약 2 내지 30일, 5 내지 21일, 7 내지 21일, 또는 7 내지 14일에 1회 생 식물과 접촉된다. 서늘한 계절에는 치료 빈도가 줄어들 수 있다.
생 식물의 하나 이상의 부분, 예를 들어 잎(leaf), 관부(crown), 뿌리, 포복지(stolon), 줄기, 잎(foliage), 과일, 종자, 묘목(seedling), 괴경(tuber) 또는 구근(bulb)이, 본 발명의 카르복실산 조성물과 접촉될 수 있다. 본 발명의 일 구체예에서, 카르복실산 조성물은 잎, 관부, 포복지, 뿌리 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 잔디의 적어도 일부와 접촉된다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, 생 식물이 성장 중이거나 성장될 매체 (예를 들어, 토양 또는 모래)가 본 발명의 카르복실산 조성물에 의해 접촉된다.
본 발명의 카르복실산 조성물은 통상적으로 사용되는 방법들, 예를 들어 통상적인 고-유량 유압 분무기(high-gallonage hydraulic spray), 저-유량 유압 분무기(low-gallonage spray), 에어-블라스트(air-blast), 항공 분무기(aerial spray) 및 분진(dust)과 같은 방법에 의해 분무로서 적용될 수 있다. 희석 및 적용 비율은 사용되는 장비의 유형, 원하는 적용 방법 및 빈도, 제어 대상 질병에 따라 달라진다. 본 발명의 카르복실산 조성물은 1000 제곱 미터당 2 내지 50 갤런의 범위로 적용될 수 있다.
잔디 및 생 식물의 다른 유사한 영역에 적용하기 위한 본 발명에 따른 카르복실산 조성물 중의 카르복실산 또는 이의 염의 유효량은 일반적으로 처리될 면적의 제곱 미터당 약 0.1 내지 약 30g, 약 1.0 내지 약 10g, 제곱 미터당 약 2.5 내지 약 7.5g, 또는 제곱 미터당 약 3.0 내지 5.0g이다.
또 다른 구체예에서, 종자에 적용하기 위한 본 발명에 따른 카르복실산 조성물 중의 카르복실산 또는 그의 염의 유효량은 종자 50kg 당 약 10 내지 약 20g이다. 또 다른 구체예에서, 본 발명에 따른 카르복실산 조성물 중의 카르복실산 또는 이의 염의 유효량은 헥타르당 약 0.5kg 내지 약 300kg, 또는 헥타르 당 약 1 kg 내지 약 75 kg 의 투여 속도로 토양에 혼입되거나 토양 표면에 적용될 수 있다.
본 발명은 또한 식 (I)의 카르복실산 또는 이의 염을 포함하는 조성물과 접촉된 생 식물 생성물(product)에 관한 것이다. 본 발명의 일 구체예에서 생 식물 생성물은 식 (I)의 카르복실산 또는 그의 염, 예컨대 프로피온산 또는 칼슘 프로피오네이트과 접촉하는 잔디 뗏장이다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, 생 식물 생성물은 식 (I)의 카르복실산 또는 그의 염, 예컨대 프로피온산 또는 칼슘 프로피오네이트와 접촉하는 토양이다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, 생 식물 생성물은 식 (I)의 카르복실산 또는 프로피온산 또는 칼슘 프로피오네이트과 같은 그의 염과 접촉하는 꽃 구근, 예를 들어 튤립 구근이다. 본 발명의 또 다른 구체예에서, 생 식물 생성물은 식 (I)의 카르복실산 또는 그의 염, 예컨대 프로피온산 또는 칼슘 프로피오네이트와 접촉하는 바나나이다. 따라서 본 발명의 방법은 생 식물의 환경에서 진균의 성장을 억제하는 데 사용될 수 있다. 본원에 설명된 각 구체예의 바람직한 특징은 본원 설명된 다른 구체예의 바람직한 특징과 결합 될 수 있다.
실시예
다음 실시예는 본 발명의 특정 구체예를 제한하고 대표하는 것을 의미하지 않는다.
실시예 1
성장저해구역 분석(zone of inhibition assay)을 이용한, 반고체 배지에서 새로운 감염에 대한 칼슘 프로피오네이트 처리를 위한 유효 용량 범위 설정: 0.1 - 0.5% 칼슘 프로피오네이트 (w/v)의 용량 범위
네 가지 일반적인 미생물의 액체 배양을 준비하였으며, 잔디에 발생하는 질병과 함께 아래에 나열되어 있다:
Figure pct00004
위에 나열한 네 가지 미생물에 대한 칼슘 프로피오네이트 (CaP)의 효능을 테스트하기 위해 성장저해구역 분석(zone of inhibition assay)을 수행하였다. 웰을 감자 덱스트로스 아가로스 (PDA) 플레이트에서 천공한 다음 0.1%, 0.2%, 0.3%, 0.4% 및 0.5% (w/v) 농도의 100μL/웰 칼슘 프로피오네이트를 첨가하였다. 대조군 플레이트에 100μL/well dH2O 를 첨가하였다. 플레이트는 활성 배양체의 플러그를 사용하여 접종하였다. 7일 동안 성장 패턴을 관찰하였다. M. 포아에의 대표적인 결과를 접종후 3일째 (도 1A) 및 접종후 7일째 (도 1B)에 보여주었다.
도 1A 및 1B에서 입증된 바와 같이, 성장 억제는 관찰되지 않았다. S. 호모에오카르파, G. 그라미니스 및 R. 솔라니에서도 유사한 결과가 관찰되었다. 이 실험은 0.5% (w/v) 칼슘 프로피오네이트 또는 그 이하의 농도가 살진균제 처치로서 효과적이지 않음을 제시한다.
실시예 2
성장저해구역 분석을 이용한, 반고체 배지에서 새로운 감염에 대한 칼슘 프로피오네이트 처리를 위한 유효 용량 범위 설정: 용량 범위 0.5 - 4% 칼슘 프로피오네이트 (w/v)
0.5%, 1%, 2%, 3% 및 4% (w/v)의 칼슘 프로피오네이트 용량을 사용하여 실시예 1에 기재된 성장저해구역 분석을 수행하였다. 접종 후 2, 5 및 7일째에 성장 직경을 기록하였다. 표 1에 나타낸 데이터는 테스트된 각 균주에 대한 두 개의 복제 플레이트의 평균 ± 표준 편차 (SD)를 나타낸다.
표 1
Figure pct00005
표 1 및 도 2A-2D에 나타낸 바와 같이, S. 호모에오카르파 및 M. 포아에는 7일의 성장 기간 동안 명확한 성장 억제를 나타냈다. 성장 억제는 접종 후 2일째에 관찰되기 시작하였으며 (도 2A 및 2C) 5일째에 뚜렷한 억제가 나타났다 (도 2B 및 2D). 5일째의 성장은 0.5-1% (w/v) 칼슘 프로피오네이트 웰에서 명확하였는데, 이는 2-4% (w/v) 농도에서의 억제 효과를 제시한다.
표 1에 나타난 바와 같이, 칼슘 프로피오네이트의 존재하에 접종후 7일 동안 S. 호모에오카르파의 성장은 6.08 ± 0.57 cm에서 측정된 반면, 대조군 플레이트의 경우 8.5 ± 0 cm 에서 측정되었다. M. 포아에 도 비슷한 정도로 억제되었다. G. 그라미니스 접종물은 접종 후 2일 및 5일에 성장 억제를 나타내었다; 그러나, 접종 후 7 일째에는 칼슘 프로피오네이트 첨가와 대조군 플레이트 간에 성장 차이가 관찰되지 않았다. 다른 세 균주에서 관찰된 성장 억제와는 대조적으로, R. 솔라니의 성장은 칼슘 프로피오네이트의 존재 하에서 억제되지 않았다.
성장저해구역 분석 실험을 반복하여 S. 호모에오카르파 및 M. 포아에 의 성장 억제에 대한 2-4% (w/v) 칼슘 프로피오네이트의 효과를 확인했다. 이러한 실험의 결과가 혼합되었으며, 2-4% (w/v) 범위에서 억제가 관찰되었지만 일관되지는 않았다 (데이터는 표시되지 않음). 이러한 일관되지 않은 결과는 2-4% 범위의 칼슘 프로피오네이트 농도가 새로 개시된 배양에서 성장을 억제할만큼 충분히 높지 않음을 제시한다.
실시예 3
성장저해구역 분석을 이용한, 반고체 배지에서 새로운 감염에 대한 칼슘 프로피오네이트 처리를 위한 유효 용량 범위 설정:용량 범위 5-12% 칼슘 프로피오네이트 (w/v)
5-12% (w/v) 칼슘 프로피오네이트를 첨가한 PDA 플레이트를 사용하여 성장저해구역 분석을 전술한 바와 같이 수행하였다. 대조군으로서, 상표명 Banner MaxxII®로 판매되는, 잔디의 미생물 감염에 일반적으로 사용되는 살진균제인 프로피코나졸을 포함하는 조성물을 플레이트에 첨가하였다. 접종 후 13일 동안 성장 직경을 기록하였다. 표 2의 데이터는 테스트된 각 균주에 대한 3개의 복제 플레이트의 평균 ± 표준 편차 (SD)를 나타낸다. S. 호모에오카르파, M. 포아에 및 R. 솔라니 의 접종물은 일반적으로 7일 만에 플레이트의 전체 표면을 덮는(8.5cm 성장), 무성한 배양으로 성장한다. G. 그라미니스는 보다 느리게 성장하는 균주로, 12 ~ 14일 만에 무성한 성장을 이룬다.
5-12% (w/v) 칼슘 프로피오네이트의 존재 하에서 7일 동안 성장한 후, S. 호모에오카르파, M. 포아에 및 G. 그라미니스에서 실질적인 성작 억제가 관찰되었다 (각각 4.3 ± 0.3 cm, 3.1 ± 0.4 cm 및 각각 4.0 ± 0.6 cm). 성장 억제는 10일까지 계속되었다. 그러나 13일째 되는 날에는 억제 효과가 감소하고 배양물이 무성해졌다. 반면, 최대 12% (w/v) 농도의 칼슘 프로피오네이트에 의한 R. 솔라니 성장 억제는 관찰되지 않았다 (표 2). 예상대로, 6% Banner MaxxII® (프로피코나졸)이 보충된 플레이트에 접종된 배양물도 성장 억제를 나타냈다. 5-12 % (w/v) 농도의 칼슘 프로피오네이트를 테스트한 반복 실험에서 유사한 결과가 나타났으며, 이는 이 범위의 프로피온산 칼슘 농도가 새로 확립된 미생물 감염에 대한 항진균제로서 최대 10일 동안 효과적임을 제시한다.
표 2
Figure pct00006
실시예 4
칼슘 프로피오네이트의 균일한 분포를 포함하는 반고체 배지에서 새로운 감염에 대한 칼슘 프로피오네이트 처리를 위한 유효 용량 범위 설정.
실시예 1 내지 3에 기술된 성장저해구역 분석과는 대조적으로, 이 실험에서는, 아가로스에 완전히 통합된 칼슘 프로피오네이트를 갖는 PDA를 제조하였다. 따라서, 성장저해구역 분석에서 단순 확산에 의해 확립된 농도 구역이 아닌, 칼슘 프로피오네이트가 플레이트 전체에 균일 한 농도로 통합된 플레이트에서 접종물을 성장시켰다. PDA 플레이트에 5, 7.5, 10 또는 12% (w/v) 칼슘 프로피오네이트를 첨가하였다. 접종 후 15일 동안 성장 직경을 기록하였다. 표 3의 데이터는 단일 플레이트 테스트의 결과를 나타낸다.
성장저해구역 분석에서 관찰된 것과는 대조적으로, R. 솔라니 접종물은 15일의 관찰 후 칼슘 프로피오네이트 농도 5% 및 7.5% (w/v)에서 명확한 성장 억제를 나타냈다(각각 4.6 cm 및 2.0 cm, 칼슘 프로피오네이트가 없는 상태에서 7일 후 8.5cm의 성장과 비교됨). 10% 및 12% (w/v) 칼슘 프로피오네이트의 농도는 15일 동안 성장을 완전히 억제했다. S. 호모에오카르파, M. 포아에 또는 G. 그라미니스로 접종된 플레이트는 테스트된 어떠한 칼슘 프로피오네이트 농도에서도 성장을 보이지 않았다. 반복 실험에서도 비슷한 결과가 나타났다.
이러한 데이터를 종합하면, 5% (w/v) 이상의 칼슘 프로피오네이트 농도가 테스트된 4가지 미생물 중 3가지의 새로 개시된 배양물의 성장을 방지하는 데 효과적임을 제시한다. 또한, 이러한 연구는 칼슘 프로피오네이트가 고농도 (10% (w/v) 이상)에서 R. 솔라니 에 대해서도 효과적임을 제시한다.
표 3
Figure pct00007
관찰된 완전한 성장 억제가 칼슘 프로피오네이트의 정진균성(fungistatic) 또는 살진균성(fungicidal) 효과 때문인지 여부를 확인하기 위해, 칼슘 프로피오네이트의 존재하에 배양을 개시하는 데 사용된 플러그 접종제를(위의 표 3에 설명됨) 칼슘 프로피오네이트가 없는 PDA 플레이트로 옮겼다. 플레이트를 14 일 동안 관찰하였다. 5, 7.5, 10 또는 12% (w/v) 칼슘 프로피오네이트에서 처음 성장한 S. 호모에오카르파, M. 포아에 및 G. 그라미니스의 플러그 전달 후 비첨가 PDA 플레이트에서는 성장이 관찰되지 않았다. 마찬가지로, 10% 및 12% (w/v) 칼슘 프로피오네이트에서 성장을 보이지 않는 R. 솔라니 플러그는 칼슘 프로피오네이트가 없는 환경으로 이동할 때 성장하지 않았다. 빈??, 5% 및 7.5% (w/v) 칼슘 프로피오네이트 플레이트에서 성장 억제를 나타내는 R. 솔라니 플러그의 전달은 플러그 전달 후 6-7 일 동안 무성한 성장을 초래했다. 이 데이터는 5% (w/v) 칼슘 프로피오네이트가 시험된 4가지 미생물 중 3가지에 대한 살진균 효과를 나타냄을 제시한다.
그러나, 이 농도의 칼슘 프로피오네이트은 R. 솔라니 에 대한 성장 억제 효과를 갖는 것으로 보이지만, 살진균성(fungicidal) 보다는 정진균성(fungistatic)이다. R. 솔라니 에 대한 살진균 효과를 얻기 위해서는 10-12% (w/v) 칼슘 프로피오네이트가 요구된다. 이상 관찰된 결과는 새로 개시된 배양물에서 칼슘 프로피오네이트 처리의 효능을 입증하며, 칼슘 프로피오네이트가 미생물 감염을 예방 및/또는 초기 단계 감염을 치료하기 위한, 잔디에 대한 예방학적 치료로서 유용할 수 있음을 제시한다.
실시예 5
칼슘 프로피오네이트의 균일한 분포를 포함하는 액체 배양 배지에서 새로운 감염에 대한 칼슘 프로피오네이트 처리를 위한 유효 용량 범위 설정.
액체 배양에서의 유효 용량 범위를 조사하기 위해, MEB(malt extract broth)을 준비하고 1, 2, 5, 및 10% (w/v) 농도의 칼슘 프로피오네이트를 첨가하였다. 비첨가된 MEB는 성장 대조군으로 사용하였다. 실시예 1에서 식별된 4개의 미생물 각각에 대하여, 무성한 배양물(luxuriant culture)로부터의 아가로스 플러그(agarose plug)를 사용하여 MEB를 접종함으로써 2 회 테스트하였다. 5일 동안 성장을 관찰하였다. 조사 대상인 각 미생물에서, 칼슘 프로피오네이트의 부재하에 4일까지 잘 확립된 성장으로 접종 후 2 일째에 액체 배양에서 가시적인 성장이 분명해졌다. 반면, 1% (w/v)의 최저 용량에서도 칼슘 프로피오네이트 함유 배양물에서는 성장이 관찰되지 않았다. 이 결과를 확인하기 위해, 실험을 반복하여 유사한 결과를 얻었는데, 이는 1% (w/v)의 저용량 칼슘 프로피오네이트가 MEB 액체 배양에서 새로운 접종물의 성장을 방지하는 데 효과적임을 제시한다.
실시예 6
확립된 미생물 감염에 대한 칼슘 프로피오네이트 처리의 효능
S. 호모에오카르파 및 M. 포아에의 잘 확립된 배양물에 대한 칼슘 프로피오네이트의 효과를 조사하기 위해, 전술한 아가로스 플러그를 MEB에 접종하였다. 튼튼한 균사 매트(hyphal mat)를 만들기 위해 배양물을 10 일 동안 성장시켰다. 10일 후, 균사체를 분해하기 위해 파이펫팅으로 균사 매트를 파괴했다 (파괴된 배양물). 1 밀리리터의 파괴된 배양물을 1%, 2%, 5% 또는 10% (w/v) 칼슘 프로피오네이트를 첨가한 MEB로 옮겼다. 칼슘 프로피오네이트 가없는 MEB를 대조군으로 사용했다. 파괴된 균사체를 접종한 후 5 일 동안 배양물을 성장시켰다.
테스트된 모든 칼슘 프로피오네이트 용량에서 5 일 동안 S. 호모에오카르파 및 M. 포아에의 파괴된 배양물에서는 성장이 관찰되지 않은 반면, 칼슘 프로피오네이트가 없는 상태에서 성장한 파괴된 배양물은 무성한 성장(luxuriant growth)을 나타냈다. 이러한 데이터는 칼슘 프로피오네이트가 2 이상의 일반적인 미생물의 강력한 감염에 대한 치료법으로 효과적일 수 있음을 제시하다.
칼슘 프로피오네이트가 확립된 액체 배양에 미치는 영향을 추가로 조사하기 위해 MEB를 플러그 전달(plug transfer)로 접종하고 배양물을 1 ~ 6 일 동안 성장시켰다. 그 후, 칼슘 프로피오네이트를 활성 배양물에 최종 농도 1%, 2% 또는 5% (w/v)로 첨가했다. 대조군 배양물에는 칼슘 프로피오네이트가 없다. 그런 다음 칼슘 프로피오네이트을 확립된 1 ~ 6 일된 배양물에 첨가하고, 배양물을 칼슘 프로피오네이트의 존재하에 2일 동안 성장시킨 후, 칼슘 프로피오네이트을 세척하고 배양물을 MEB로만 복귀시켰다. 칼슘 프로피오네이트 세척 후 성장은 14일에 걸쳐 기록하였다.
비처리 대조군 배양물은 테스트된 4가지 미생물 모두에 대해 정상적인 성장 패턴을 나타냈다 (도 3). 칼슘 프로피오네이트가 처리된 배양물에서는, 테스트된 모든 농도에서 칼슘 프로피오네이트가 존재하는 동안 성장이 억제되었다. 칼슘 프로피오네이트를 제거한지 3일 후, S. 호모에오카르파, G. 그라미니스 (데이터는 표시되지 않음) 및 M. 포아에는 테스트된 모든 농도에서 지속적인 성장 억제를 나타냈다; R. 솔라니 배양물의 경우, 조사된 농도에서 칼슘 프로피오네이트의 제거 후 강력한 성장이 관찰되었다. 이러한 결과는 1-5% (w/v) 농도의 칼슘 프로피오네이트의 단기간의 노출이, 칼슘 프로피오네이트의 제거 후 최소 3일 동안 S. 호모에오카르파, G. 그라미니스 및 M. 포아에의 확립된 배양물에 정진균성 효과(fungistatic effect)를 초래함을 제시한다.
14 일 동안 추가로 관찰한 결과, 약간의 성장 회복이 확인되었다 (도 4). G. 그라미니스의 배양물의 경우, 1% (w/v)의 낮은 농도는 칼슘 프로피오네이트 제거 후 최대 2주 동안 성장이 관찰되지 않았기 때문에 살진균 효과(fungicidal effect)가 있는 것으로 보였다. 대조적으로, S. 호모에오카르파와 M. 포아에는 1% 또는 2% (w/v) 칼슘 프로피오네이트에서 다양한 정도의 성장 회복을 보여준 반면, 5% (w/v) 처리 후에는 성장 회복이 관찰되지 않았는데, 이는 이 농도에서의 정진균성 효과(fungistatic effect)를 제시한다. R. 솔라니의 배양물은 테스트된 모든 농도에서 2주 동안 약간의 성장 억제를 보였는데, 이는 더 높은 농도의 칼슘 프로피오네이트가 이 균주에 대해 효능을 나타낼 수 있음을 제시한다 (도 4).
실시예 7
성장저해구역 분석을 이용한, 반고체 배지에서 새로운 감염에 대한 칼슘 프로피오네이트 처리를 위한 유효 용량 범위 설정:용량 범위 1 - 15% 칼슘 프로피오네이트 (w/v)
F. 옥시포럼의 배양물을 무성할(luxuriant) 때까지 PDA 배지에서 생육하였다. 칼슘 프로피오네이트 (CaP)의 효과를 테스트하기 위해 진균 플러그(fungal plug)를 CaP를 첨가한 PDA 또는 YPA 로 옮기고 성장을 7 일 동안 모니터링하였다. YPA 플레이트에는 1%, 4% 또는 15% CaP를 첨가하였다. 1% CaP의 존재 하에서의 성장은 영향을 받지 않은 반면, F. 옥시포럼은 4% 또는 15% CaP의 존재 하에서 성장할 수 없었다 (데이터는 표시되지 않음). 15% 칼슘 프로피오네이트으를 첨가한 PDA에서의 성장에서도 유사한 결과가 관찰되었다 (도 5). 이러한 결과는 4% 이상의 CaP 농도가 F. 옥시포럼의 성장 억제에 효과적임을 제시한다.
실시예 8
감염된 생 잔디 품종에 대한 칼슘 프로피오네이트 처리의 효능
골프장 1
칼슘 프로피오네이트을 물에 용해시켜 5% (w/v) 용액을 형성했다. 중증의 동전마름병 감염을 보이는 골프장의 생 잔디를 4개의 구역으로 나누었다. 구역 1은 처리되지 않은 채로 두었고, 구역 2는 제곱 미터당 2.5g의 칼슘 프로피오네이트를 처리하였고, 구역 3은 제곱 미터당 5g의 칼슘 프로피오네이트를 처리하였고, 구역 4는 제곱 미터당 10g의 칼슘 프로피오네이트를 처리하였다. 잔디는 주로 페스투카 루브라(Festuca rubra)로 구성되었다. 칼슘 프로피오네이트 5% (w/v) 용액을 잔디 위에 분무하였다.
4개의 구역은 10 일 후에 동전마름병을 육안으로 검사했다. 동전마름병은 구역 2, 3 또는 4에서 더 이상 육안으로 감지되지 않았다. 대조적으로, 비처리된 구역 1에서는 동전마름병이 여전히 육안으로 감지될 수 있었다. 구역 4에서 잔디에 대한 버닝 효과(burning effect)가 관찰되었다. 구역 2와 3의 잔디는 건강해 보였다.
그 후, 모든 구역 (1-4)을 제곱 미터당 5g의 칼슘 프로피오네이트로 처리하였다. 칼슘 프로피오네이트 5% (w/v) 용액을 10 내지 14일마다 잔디 위에 분무하였다. 몇 달 동안 (늦여름부터 초봄까지) 구역1 내지 구역 4 에서 동전마름병이 육안으로 감지되지 않았다.
골프장 2
칼슘 프로피오네이트을 물에 용해시켜 5% (w/v) 용액을 형성했다. 동전마름병 및 푸사리움 옥시스포럼 감염을 모두 나타내는 골프장의 생 잔디를 치료했다. 잔디는 주로 아그로스티스 카필라리스(Agrostis capillaris)로 구성되었다. 칼슘 프로피오네이트 5% (w/v) 용액을 제곱 미터당 3-4g의 농도로 10일마다 잔디에 분무하였다. 동전마름병 및 푸사리움 옥시스포럼 감염은 더 이상 육안으로 감지 할 수 없었으며 잔디는 초기 적용 후 10일 동안 건강해 보였다.
구체예 번호
다음 번호들의 구체예가 제공된다:
1. 생(live) 속씨식물을 식 (I)의 카르복실산 또는 이의 염을 포함하는 유효량의 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는, 생 속씨식물에서 진균의 성장을 억제하는 방법:
Figure pct00008
(I)
상기 식에서, R은 H, 치환 또는 비치환된 Ph, 치환 또는 비치환된 Ar, 또는 치환 또는 비치환된, 직쇄 또는 분지쇄, 비환식 또는 환식의 C1-C60 알킬이다.
2. 구체예 1에 있어서, R이 (i) 치환 또는 비치환된 C1-C10 알킬; (ii) 치환 또는 비치환된 C1-C8 알킬; (iii) 치환 또는 비치환된 C2-C6 알킬; 또는 (iv) 치환 또는 비치환된 C3 알킬인, 방법.
3. 구체예 1 또는 구체예 2에 있어서, R이 (i) F, Cl, Br, I, At, O, S, S(O), SO2, N, P, P(O), Si, Si(O), B, Al, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환체; 또는 (ii) H, F, Cl, Br, I, At, SO2, NH2, NHR, NR2 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환체로 치환되는, 방법.
4. 구체예 3에 있어서, R이 (i) 하나 이상의 Cl 치환체; 또는 (ii) 2개 이상의 Cl 치환체로 치환되는, 방법.
5. 구체예 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 알킬이 완전 포화, 단일- 또는 다중 불포화될 수 있고 이가 및 다가 라디칼을 포함할 수 있는, 직쇄 또는 분지쇄, 비환식 또는 환식의 탄화수소 라디칼 또는 이들의 조합인, 방법.
6. 구체예 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 포화 탄화수소 라디칼이 메틸, 에틸, n- 프로필, 이소프로필, n- 부틸, t-부틸, 이소부틸, sec-부틸, 시클로헥실, (시클로헥실)메틸, 시클로프로필메틸, 동종체(homolog) 및 이성질체(isomer)로서 n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸 등의 동종체 및 이성질체로 이루어진 군에서 선택되고; 불포화 알킬기가 비닐, 2-프로페닐, 크로틸, 2-이소펜테닐, 2-(부타디에닐), 2,4-펜타디에닐, 3-(1,4-펜타디에틸), 에티닐, 1- 및 3-프로피닐, 3-부티닐, 및 고급 동종체 및 이성질체로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 방법.
7. 구체예 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 식 (I)의 카르복실산 또는 그의 염이 Ca+2, Ba+2, La+3, Cd+2, Pb+2, Co+2, Mn+2, Ce+4, Mg+2, Zn+2, Cu+2, Fe+3, Fe+2, Ni+2, Sr+2, La+3, Li+1, Na+1, K+1, Rb+1, Cs+1, Fr+1, Be+2, Ra+2, Al+3, NH4 +, NH3R+, NH2R2 +, NHR3 + 및 NR4 +으로 이루어진 군에서 선택된 양이온으로 중화된 카르복실산을 포함하는, 방법.
8. 구체예 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 카르복실산이 프로피온산인, 방법.
9. 구체예 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 식 (I)의 카르복실산 또는 그의 염이 칼슘 프로피오네이트인, 방법.
10. 구체예 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 생 속씨식물이 (i) 잔디(turfgrass), (ii) 튤립 구근(tulip bulb) 또는 (iii) 바나나 식물(banana plant)인 방법.
11. 구체예 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 잔디, 튤립 구근 또는 바나나 식물의 제곱 미터당 (i) 0.1 내지 30g; (ii) 0.1 내지 10g; (iii) 2.5 내지 7.5 그램; 또는 (iv) 3 내지 5 그램의 카르복실산 또는 이의 염이 적용되는 것인, 방법.
12. 구체예 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 생 속씨식물이 성숙한 것인, 방법.
13. 구체예 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 조성물이 물을 추가로 포함하는, 방법.
14. 구체예 13에 있어서, 카르복실산의 농도가 (i) 0.1% 내지 50% (w/v); (ii) 0.5% 내지 25% (w/v); (iii) 0.1% 내지 12% (w/v); (iv) 5% 내지 12% (w/v); 또는 약 5% (w/v)인, 방법.
15. 구체예 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서, 조성물이 매주 내지 3주에 1회 적용되는 것인 방법.
16. 프로피온산 또는 이의 염; 및 물 을 포함하는 유효량의 조성물과 잔디를 접촉시키는 단계를 포함하는, 성숙한 생 잔디에서 진균의 성장을 억제하는 방법
17. 구체예 16에 있어서, 프로피온산 또는 이의 염이 칼슘 프로피오네이트인 방법.
18. 구체예 또는 구체예 16 또는 구체예 17의 방법에 있어서, 상기 조성물은 매주 내지 3주에 1회 적용되는, 방법.
19. 구체예 16에 있어서, 조성물이 칼슘 프로피오네이트를 (i) 0.1% 내지 15% (w/v), (ii) 0.1% 내지 12% (w/v), (iii) 5% 내지 12% (w/v), (iv) 0.1% 내지 0.5% (w/v), (v) 0.5% 내지 4%, (vi) 1% 내지 5%, (vii) 2% 내지 4%, 또는 (viii) 약 5% (w/v)의 농도로 포함하는, 방법.
20. 구체예 16 내지 19 중 어느 하나에 있어서, 잔디가 한지형 잔디인 방법.
21. 구체예 16 내지 20 중 어느 하나에 있어서, 진균이 스클레로티니아 호모에오카르파 (Scerotinia homoeocarpa), 리족토니아 솔라니(Rhizoctonia solani), 마그나포르테 포아에 (Magnaporthe poae), 게우만노마이세스 그라미니스 (Gaeumannomyces graminis), 푸치니아 스트리이포르미스 (Puccinnia striiformis), 푸사리움 옥시스포럼(Fusarium oxysporum) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
22. 구체예 21에 있어서, 진균이 스클레로티니아 호모에오카르파인 방법.
23. 구체예 17에 있어서, 잔디의 제곱 미터당 2.5 내지 7.5g의 칼슘 프로피오네이트가 접촉되는 것인, 방법.
24. 구체예 17에 있어서, 잔디의 제곱 미터당 3.0 내지 5.0g의 칼슘 프로피오네이트가 접촉되는 것인, 방법.

Claims (20)

  1. 생(live) 속씨식물을 식 (I)의 카르복실산 또는 이의 염을 포함하는 유효량의 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는, 생 속씨식물에서 진균의 성장을 억제하는 방법:
    Figure pct00009
    (I)
    상기 식에서, R은 H, 치환 또는 비치환된 Ph, 치환 또는 비치환된 Ar, 또는 치환 또는 비치환된, 직쇄 또는 분지쇄, 비환식 또는 환식의 C1-C60 알킬이다.
  2. 제1항에 있어서, R이 C1-C10 알킬인, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 카르복실산이 프로피온산인, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 식 (I)의 카르복실산 또는 이의 염이 칼슘 프로피오네이트인, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 생 속씨식물이 (i) 잔디(turfgrass), (ii) 튤립 구근(tulip bulb) 또는 (iii) 바나나 식물(banana plant)인, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 잔디의 제곱 미터당 2.5 내지 7.5g의 카르복실산 또는 이의 염이 적용되는, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생 속씨식물이 성숙한 것인, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물이 물을 추가로 포함하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서, 카르복실산의 농도가 0.1% 내지 50% (w/v)인, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 매주 내지 3주에 1회 적용되는 것인, 방법.
  11. 프로피온산 또는 이의 염; 및
    물
    을 포함하는 유효량의 조성물과 잔디를 접촉시키는 단계를 포함하는, 성숙한 생 잔디에서 진균의 성장을 억제하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 프로피온산 또는 이의 염이 칼슘 프로피오네이트인, 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 조성물은 매주 내지 3주에 1회 적용되는 방법.
  14. 제4항 또는 제11항에 있어서, 상기 조성물은 (i) 0.1% 내지 15% (w/v); 또는 (ii) 0.1% 내지 12% (w/v) 농도의 칼슘 프로피오네이트을 포함하는 것인, 방법.
  15. 제4항 또는 제14항에 있어서, 상기 조성물이 약 5% (w/v) 농도의 칼슘 프로피오네이트를 포함하는 것인, 방법.
  16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 잔디가 한지형 잔디(cool season turfgrass)인, 방법.
  17. 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 진균이 스클레로티니아 호모에오카르파 (Scerotinia homoeocarpa), 리족토니아 솔라니(Rhizoctonia solani), 마그나포르테 포아에 (Magnaporthe poae), 게우만노마이세스 그라미니스 (Gaeumannomyces graminis), 푸치니아 스트리이포르미스 (Puccinnia striiformis), 푸사리움 옥시스포럼(Fusarium oxysporum) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  18. 제17항에 있어서, 진균이 스클레로티니아 호모에오카르파 (Scerotinia homoeocarpa)인, 방법.
  19. 제12항에 있어서, 잔디의 제곱 미터당 2.5 내지 7.5g의 칼슘 프로피오네이트가 접촉되는 것인, 방법.
  20. 제12항에 있어서, 잔디의 제곱 미터당 3.0 내지 5.0g의 칼슘 프로피오네이트가 접촉되는 것인, 방법.
KR1020217013391A 2018-10-16 2019-09-19 생 식물에서 카르복실산과 이의 염을 이용한 진균 억제 방법 KR102402200B1 (ko)

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