KR20210130568A - 진딧물 방제용 조성물 및 이를 이용한 진딧물 방제방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진딧물 방제기술에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 우루시올유도체 및 이의 염을 유효성분으로 포함하는 진딧물 방제용 조성물 및 이를 이용한 진딧물 방제방법에 관한 것이다.

Description

진딧물 방제용 조성물 및 이를 이용한 진딧물 방제방법{Composition for controlling aphids and method for controlling aphids using the same}

본 발명은 진딧물 방제기술에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 진딧물의 핵호르몬수용체인 estrogen-related receptor(ERR) 단백질 발현을 억제하는 우루시올유도체 및 이의 염을 유효성분으로 포함하는 진딧물 방제용 조성물 및 이를 이용한 진딧물 방제방법에 관한 것이다.

진딧물은 곤충강 매미목 진딧물과의 곤충을 통틀어 이르는 것으로, 몸길이 통상 2∼4mm 이며 다양한 몸빛깔을 가지며, 다양한 식물의 줄기, 새싹, 잎에 모여 그 식물의 즙액을 빨아 먹어 작물의 상품 가치를 떨어뜨리므로 대부분을 해충으로 분류한다. 종에 따라서는 산란한 겨울 기주에서 몇 세대를 되풀이하다가 여름 기주로 옮겨가는 진딧물과 동일 기주 식물 사이에서만 옮겨다니는 진딧물이 있다. 복숭아진딧물(Myzus persicae), 목화진딧물(Aphis gossypii), 조팝나무진딧물 (Aphis citricola) 등이 전자에 속하고 소나무진딧물, 밤나무진딧물 등이 후자에 속한다.

진딧물은 번식력이 매우 높고 빠른 유전적 약제 내성 발현에 의하여 방제하기 어려운데, 특히 작물의 직접 흡즙과 바이러스 매개에 의한 직접적인 피해와 2차적으로 그을음병을 유발하여 농작물에 가장 큰 피해를 주는 해충의 하나로 국내외에서 진딧물 방제를 위한 많은 연구와 노력이 이루어지고 있다.

이러한 진딧물의 방제를 위해 주로 화학농약 등의 진딧물방제제를 사용하여 왔으나, 화학농약은 토양의 산성화 및 오염문제, 인축에의 독성문제, 농약성분의 잔류로 인한 환경문제 등을 유발한다. 최근 환경문제에 대한 인식제고와 소비자들의 친환경식품 선호현상으로 인해 화학농약을 대체할 수 있는 친환경농자재에 대한 관심이 커지고 있으며 그 사용도 점차 확대되고 있다. 화학농약을 대체할 수 있는 친환경농자재로는, 식물이나 미생물 배양 배지에서 추출한 천연물 농약의 사용 및 천적을 활용한 생물적 방제 인자의 사용 등이 있다.

예를 들면, 대한민국 특허등록 제10-1237985호는 고삼뿌리를 5 내지 15 부피배의 90%~99% 에탄올에 넣고 상온에서 암상태로 40~60시간 추출한 후 여과지로 여과하여 추출물을 얻는 단계와; 상기에서 얻어진 추출물을 감압농축기로 30~43℃에서농축시키는 단계와; 상기 농축시킨 추출물을 동결건조시키는 단계;로 제조된 고삼뿌리 추출물은 진딧물 방제 효과에 대하여 개시하고 있으며, 대한민국 특허등록 제10-144214호는 미생물 배지에 Beauveria bassiana Bb08(KACC93163P)을 25℃에서 3일 내지 5일간 배양하여 수득된 배양액의 진딧물 방제 효과에 대하여 개시하고 있으며, 대한민국 공개특허 제10-2000-0054015호는 진딧물 방제를 위하여 무당벌레를 대량으로 사육하는 방법에 대하여 개시하고 있다.

이러한 친환경 농자재는 일부 제조사에 의하여 상용화가 시도된 제품들이 있으나, 방제효과의 한계, 제조방법의 까다로움, 제한된 유통기간 등의 문제로 화학농약을 대체하여 상용화되기에는 아직까지 해결해야 할 문제를 많이 갖고 있다. 특히, 방제효과가 떨어지는 제품의 경우 천적 개체수 증가에 따른 2차적인 문제를 유발할 수 있어 바람직한 방제방법이라고 할 수 없다.

따라서, 이러한 부작용을 줄이고, 최근 들어 빠르게 증가하는 저농약 농산물에 대한 소비자의 수요를 충족시킬 수 있는 친환경 방제기술이 개발될 필요가 있다.

대한민국 특허등록번호 제10-1237985호 대한민국 특허등록번호 제10-144214호 대한민국 공개특허번호 제10-2000-0054015호

본 발명자들은 환경에 부담이 적은 진딧물 특이적 방제제를 개발하기 위하여 연구 노력한 결과, 진딧물의 핵호르몬 수용체인 estrogen-related receptor(ERR)가 진딧물 개체수 증식에 관여함을 확인하고 진딧물 방제를 위한 새로운 분자 기전을 발견함으로써, 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 진딧물의 핵호르몬수용체인 estrogen-related receptor(ERR)가 진딧물 자손 개체 수에 영향을 미치는 새로운 분자 기전을 발견하고, 상기 ERR 단백질 발현을 억제하는 우루시올유도체의 새로운 용도를 활용하여 진딧물에 특이적인 우루시올유도체 및 이의 염을 유효성분으로 포함하는 진딧물 방제용 조성물 및 이를 이용한 진딧물 방제방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술된 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하기 화학식1 또는 이의 농화학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 진딧물방제용 조성물을 제공한다.

[화학식1]

또한, 본 발명은 하기 화학식2로 표시되는 화합물, 또는 이의 농화학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 진딧물방제용 조성물을 제공한다.

[화학식2]

바람직한 실시예에 있어서, 상기 화합물은 우루시올 유도체로서 합성된 것이다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 화합물은 진딧물 Estrogen-related receptor의 발현 억제를 통해 진딧물 자손 수를 감소시킨다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 화학식1 또는 2로 표시되는 화합물, 또는 이의 농화학적으로 허용 가능한 염이 0.001 내지 100μM/㎕ 포함된다.

또한, 본 발명은 상술된 어느 하나의 조성물을 이용하여 진딧물을 방제하는 진딧물방제방법을 제공한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 조성물을 진딧물, 진딧물의 유충 또는 진딧물의 알; 상기 진딧물 기주식물의 전부 또는 일부 또는 상기 기주식물의 종자; 또는 상기 진디물의 방제가 필요한 기주식물의 서식지와 접촉시키는 단계;를 포함한다.

상술된 본 발명의 진딧물 방제용 조성물 및 이를 이용한 진딧물 방제방법에 의하면 진딧물 자손 개체 수에 영향을 미치는 진딧물의 핵호르몬수용체인 estrogen-related receptor(ERR) 단백질 발현을 억제하는 우루시올유도체 및 이의 염을 유효성분으로 포함함으로써, 환경에 부담이 덜 가면서도 진딧물에 특이적으로 탁월한 방제효과는 나타낼 수 있다.

본 발명의 이러한 기술적 효과들은 이상에서 언급한 범위만으로 제한되지 않으며, 명시적으로 언급되지 않았더라도 후술되는 발명의 실시를 위한 구체적 내용의 기재로부터 통상의 지식을 가진 자가 인식할 수 있는 발명의 효과 역시 당연히 포함된다.

도 1a 내지 도 우루시올 유도체에 의한 진딧물 ERR의 전사활성 억제 확인한 결과그래프이다.
도 2a 및 도 2b는 1d는 본 발명의 진딧물방제용 조성물에 유효성분으로 포함되는 화학식1의 화합물(3-Methylcatechol: MC) 및 화학식2의 화합물(3-pentylcatechol: PC)를 진딧물에 injection하여 ERR 타겟유전자 발현 억제 확인한 결과그래프이다.
도 3a 및 도 3b는 우루시올유도체인 MC, PC PG 처리 후 진딧물의 progeny 확인한 결과 그래프이다.

본 발명에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함한다.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 본 발명을 설명하기 위해 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 발명의 기술적 특징은 진딧물의 핵호르몬수용체인 estrogen-related receptor(ERR)가 진딧물 자손 개체 수에 영향을 미치는 새로운 분자 기전을 발견하고, 상기 ERR 단백질 발현을 억제하는 우루시올유도체의 새로운 용도를 활용하여 진딧물에 특이적인 우루시올유도체 및 이의 염을 유효성분으로 포함하는 진딧물 방제용 조성물 및 이를 이용한 진딧물 방제방법 제공하는 것에 있다.

즉, 인간 및 동물에서 보고된 estrogen-related receptor(ERR)는 초기에 estrogen receptor(ER)의 DNA sequence의 유사성이 있는 핵 호르몬 수용체로 처음 클로닝 되었지만 연구결과 ERR의 기능 및 구조는 ER과 전혀 다른 새로운 핵 호르몬 수용체로 밝혀졌으며, ER의 리간드인 estrogen에 의해서 조절되지 않아 아직까지 리간드가 밝혀지지 않은 고아핵수용체(orphan nuclear receptor)로 남아 있었다. 특히, 현재까지 진딧물에서 ERR은 클로닝되지 않았을 뿐만 아니라 그 기능 또한 알려져 있지 않았는데, 본 발명에서는 진딧물의 핵호르몬수용체인 ERR을 규명하였을 뿐만 아니라, 핵호르몬수용체 ERR 유전자의 발현 조절을 통해 진딧물 증식을 억제할 수 있다는 것을 처음으로 규명하였다.

한편, 우루시올 (urushiol)은 옻나무 (lacquer tree)의 수액의 주요 구성성분으로 음식 또는 위장질환, 염증질환 등을 억제하는 약초로 사용되고 있으나 접촉으로 인한 과민반응 (hypersensitivity)을 야기하는 것으로 알려져 있다. 대체로 우루시올은 하기 화학식을 갖는 카테콜(catechol) 구조의 벤젠고리에서 3번 탄소에 탄화수소가 포화 혹은 불포화 상태로 15개 혹은 17개가 붙어있는 구조를 이루고 있다.

[화학식]

최근 연구결과에 따르면 알레르기를 유발하지 않는 우루시올 유도체들이 보고되었는데, 우루시올 유도체들은 항산화, 항박테리아, 항암효과가 있는 것이 알려져 있을 뿐 곤충 방제제 특히 진딧물 특이적인 방제효과에 대해서는 전혀 알려진 바가 없었기 때문이다.

따라서, 본 발명의 진딧물방제용 조성물은 하기 화학식1 또는 이의 농화학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함한다.

[화학식1]

또한 본 발명의 진딧물방제용 조성물은 하기 화학식2 또는 이의 농화학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함한다.

[화학식2]

화학식1의 화합물은 3-methylcatechol이고, 화학식2의 화합물은 3-pentylchatechol인데 이들은 모두 우루시올 유도체로서 옻나무추출물에서 얻어지는 것이 아니라 용이하게 합성이 가능한 물질로서, 후술하는 바와 같이 알레르기를 유발하지 않는 우루시올 유도체들 중에서도 특히 진딧물의 증식을 억제하였다.

상기 화합물들은 진딧물 ERR 단백질의 발현 억제를 통해 진딧물 내에서 당대사를 억제하고 최종적으로 진딧물 자손 수를 감소시켜 진딧물 개체수를 감소시킬 수 있다. 여기서, 화학식1 또는 2로 표시되는 화합물, 또는 이의 농화학적으로 허용 가능한 염은 0.001 내지 100μM 포함될 수 있는데, 정해진 범위 미만이면 진딧물 ERR 단백질의 발현 억제 기능을 발휘할 수 없고, 정해진 범위를 초과하더라도 ERR단백질 발현 효과를 더 강하게 나타내지 않는다.

본 발명에서 진딧물방제용 조성물은 다양한 제형을 가질 수 있는데, 통상적인 제제, 예를 들어, 용액, 유제, 습윤 분말 (wettable powder), 현탁액, 분말, 더스트 (dust), 페이스트 (paste), 가용성 분말, 과립, 서스포에멀션 (suspoemulsion), 농축물, 활성 화합물이 주입된 천연 및 합성 물질, 및 중합체성 물질로 초미립 캡슐화로 변환될 수 있다. 이들 제제는 알려진 방식으로, 예를 들어 활성 화합물을 증량제, 즉, 액체 용매 및/또는 고체 담체와 혼합함으로써, 임의로 계면활성제, 즉, 유화제 및/또는 분산제 및/또는 기포제 및/또는 기타성분을 함께 사용하여 제조될 수 있다.

본 발명에 사용될 수 있는 고체 담체는, 점토, 규조토, 산화규소, 벤토나이트 등의 점토 물질의 미세분말 또는 과립, 탈크, 세라믹 및 기타 무기 물질, 이를 테면 견운모, 석영, 황, 활성탄, 탄산칼슘 및 수화된 실리카 및 황산암모늄, 인산암모늄, 질산암모늄, 우레아 및 염화암모늄과 같은 화학적 비료가 포함될 수 있다. 액체 담체는 물, 에탄올, 메탄올, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠, 메틸나프탈렌, 헥산, 시클로헥산, 케로신, 라이트 오일, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 아세토니트릴, 이소부티르니트릴, 디이소프로필레테르, 디옥산, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 디클로로메탄, 트리클로로에탄, 사염화탄소, 디메틸 술폭시드, 대두유, 면실유가 포함될 수 있다. 기체 담체 또는 추진체(propellant)에는 프레온 가스, 부탄 가스, 액화석유가스(LPG), 디메틸 에테르 및 이산화탄소가 포함될 수 있다. 계면활성제는 알킬 설페이트, 알킬 설페이트, 알킬 아릴설포네이트, 알킬 아릴 에테르 및 그것의 폴리옥시 에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 글리콜 에테르, 다가 알콜 에스테르 및 당 알콜 유도체가 포함될 수 있다. 접착제 또는 분산제와 같은 보조제에는 카제인, 젤라틴, 전분, 아라비아검, 셀롤로스 유도체, 알긴산, 리그닌유도체, 벤토나이트, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 피롤리돈 및 폴리아크릴 산이 포함될 수 있다. 안정화제에는 PAT(이소프로필 산 포스페이트), BHT(2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀), BHA(2-tert-부틸-4-메톡시페놀 및 3-tert-부틸-4-메톡시페놀의 혼합물), 식물성 오일, 미네랄 오일, 계면활성제, 지방산 및 그것의 에스테르가 포함될 수 있다.

본 발명의 진딧물방제용 조성물은 과립, 더스트 또는 기타 유사 제형물의 적용은 희석하지 않은 제형물로서 사용될 수 있는데, 적용 양 및 농도는 제형물의 형태, 적용 시기, 장소 및 방법, 손재 정도 및 기타 요인들에 따라 다를 수 있으므로, 한정되지 않고 적절하게 증감 가능하다.

본 발명의 진딧물방제용 조성물은 다른 살충제, 살진균제, 제초제, 식물 성장 조절제, 시너지스트, 비료, 토양 컨디셔너 등과 함께, 또는 그것들과 별도로 하되 동시에 사용될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 진딧물방제방법은 상술된 구성의 진딧물방제용 조성물을 이용하여 진딧물을 방제하는 것으로, 상기 조성물을 진딧물, 진딧물의 유충 또는 진딧물의 알; 상기 진딧물 기주식물의 전부 또는 일부 또는 상기 기주식물의 종자; 또는 상기 진디물의 방제가 필요한 기주식물의 서식지와 접촉시키는 단계;를 포함할 수 있다.

본 발명의 방제방법은 진딧물의 기주식물이기만 하면 모든 식물 및 식물 부분에 적용될 수 있다. 식물은 모든 식물 및 식물 집단, 예를 들어, 원하는 및 원하지 않는 야생 식물 또는 작물 (자연적으로 발생하는 작물)을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 작물은 전통적인 육종 및 촤적화 방법으로, 또는 생명과학적 및 재조합 방법으로, 또는 이들 방법의 병용으로 수득될 수 있고, 트랜스제닉 (transgenic) 식물을 포함하며, 식물 육종권자의 권한에 의해 보호받을 수 있거나, 또는 보호받지 못하는 식물 변종을 포함한다. 식물 부분은 모든 대기 중에 있고, 지하에 있는 부분, 및 식물의 기관, 예를 들어, 지맥 (shoot), 잎, 꽃, 및 뿌리, 언급될 예인 잎, 침엽, 줄기, 대, 꽃, 자실체, 과실 및 종자, 또한 뿌리, 덩이줄기 및 뿌리줄기를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 식물 부분은 또한, 작물 원료 및 성장력 있는, 생식력이 있는 증식 물질, 예를 들어, 자른 가지 (cutting), 덩이줄기, 뿌리줄기, 접지 및 종자를 포함한다.

본 발명에 따른 조성물에 의한 식물 및 식물 부분의 처리는 직접적으로 또는 이들의 환경, 서식지 또는 저장소를 통상적인 처리 방법, 예를 들어, 딥핑 (dipping), 분무 (spraying), 훈증 (fumigating), 농무 (fogging), 분산 (scattering), 브러싱 온 (brushing on), 주입 (injecting)으로, 및 증식 물질의 경우, 특히, 종자의 경우, 하나 이상의 코팅으로 추가로 코팅하여 처리함으로서 효과를 미칠 수 있다.

이미 언급하였듯이, 모든 식물 및 식물 부분은 본 발명의 방법에 따라 처리될 수 있는데, 각각의 경우 상업적으로 입수할 수 있거나, 사용되는 변종의 것들이다. 식물 변종은 통상적인 육종, 돌연변이 생성 또는 재조합 DNA 기술 모두에 의해 자랄 수 있는 신규한 형질을 가진 식물을 의미한다. 이들은 변종, 생물형 또는 유전자형의 형태일 수 있다.

실시예 1 내지 4

3-Methylcatechol을 dimethyl sulfoxide(DMSO)에 각각 10uM, 50uM, 100uM, 0.1uM,을 용해시켜 진딧물방제용 조성물1 내지 4((MC)를 준비하였다.

실시예 5 내지 8

3-pentylcatechol을 dimethyl sulfoxide(DMSO)에 각각 10uM, 50uM, 100uM, 0.1uM,을 용해시켜 진딧물방제용 조성물5 내지 8((PC)를 준비하였다.

실험적 접근방법

플라스미드 DNAs : 실험을 위해 Sft4-luc을 사용하였다. MpERR full PCR fragment를 pcDNA3-Flag vector에 cloning하였다. adult 진딧물 50마리로부터 NucleoSpin^ㄾ DNA Insect를 이용하여 제조사의 실험 방법에 따라 진딧물의 genomic DNA를 분리하였고, 이 genomic DNA를 주형으로 Phosphofructokinase(PFK)와 pyuruvate-kinase(PK)의 promoter를 pGL3 Basic vector에 cloning하였다.

세포배양 : 인간 간암 세포인 HepG2 세포와 인간 배아 신장 세포인 293T 세포를 10% FBS와 항생제를 포함한 DMEM 배지에 배양하였다. 위 세포들은 37도에 5% CO₂를 포함한 가습 세포배양기에서 배양하였다.

Luciferase assay : 형질감염 전 HepG2 세포를 24-well plate에 배양을 하였다. Promoter plasmid들과 expression plasmid들 및 internal control로써 Nano-Luc을 PEI를 사용하여 공동 형질감염 시켰고 48시간 후, passive lysis buffer로 HepG2 세포를 용해하였으며, 이 세포 용해물을 dual luciferase-reporter assay system을 사용하여 제조사의 실험 방법에 따라 luciferase 활성을 측정하였다.

우루시올 assay : 진딧물 3 그룹(n=50)에 각각 DMSO, MC, PC를 ventral abdomen에 10uM 30㎕씩 injection하였다. injection 24시간 후 Tri-reagent를 사용하여 Total RNA를 추출한 후 Q-PCR을 통해 확인하였는데, Ribosomal protein L7(RPL)을 reference gene으로 사용하였다. 또한 독립적인 실험으로 injection 3일 후에 그룹 당 새끼 수를 관찰하였다. 진딧물 11 그룹 (n=50)에 MC, PC, PG를 surfactin과 섞어서 진딧물에 떨어뜨리는 topical assay를 진행하였다. Surfactin은 진딧물에 영향을 미치지 않는 농도를 사용하고, negative control로 water를 사용하였는데, topical assay 3일 후 그룹 당 새끼 수를 관찰하였다.

실험예 1 : 우루시올 유도체에 의한 진딧물 ERR의 전사활성 억제 확인

다양한 우루시올 유도체(MC, 3-Methylcatechol; PC, 3-pentylcatechol; PDC, 3-Pentadecylcatechol; PG, 3-Pentylgallol; DG, 3-Decylgallol; PDG, 3-Pentadecylgallol; EG, 3-Eicosanoylgallol)를 확보하여 진딧물 ERR의 활성을 조절하는지 확인하고, 그 결과를 도 1a 내지 도 1d에 나타내었다. 여기서, 다양한 우루시올 유도체 중 MC, PC 및 PG는 알레르기 활성을 나타내지 않는 것으로 알려져 있다. 도 1a는 HepG2 cell에 Sft4-luc과 pcDNA3-Flag-MpERR을 형질전환 후 우루시올 유래 물질을 10uM씩 처리한 후 luciferase activity 측정한 결과 그래프이고, 도 1b는 HepG2 cell에 Sft4-luc과 pcDNA3-Flag-MpERR을 형질전환 후 MC, PC, PG를 농도별로 처리한 후 luciferase activity 측정한 결과그래프이며, 도 1c는 HepG2 cell에 MpPFK-luc과 pcDNA3-Flag-MpERR을 형질전환 후 MC를 농도별로 처리한 후 luciferase activity 측정한 결과그래프이고, 도 1d는 HepG2 cell에 MpPK-luc과 pcDNA3-Flag-MpERR을 형질전환 후 MC를 농도별로 처리한 후 luciferase activity 측정한 결과그래프이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 우루시올유도체가 진딧물 ERR의 전사활성을 억제하는 확인하기 위해 HepG2 cell에서 cell based assay를 통해 확인한 결과 MC와 PC가 10uM에서 진딧물 ERR의 전사활성을 억제하는데 더 탁월한 효과를 나타냄을 확인하였다.

추가로, 도 1c 및 도 1d에 도시된 바와 같이 MC는 진딧물 ERR의 타겟유전자인 PFK, PK gene promoter의 활성을 강하게 억제할 수 있음을 확인할 수 있었다.

실험예 2 : 우루시올 유도체에 의한 진딧물의 생리적 기능 조절

우루시올 유도체인 MC 및 PC에 의한 진딧물 ERR 전사활성 조절 및 타겟유전자 발현조절이 실제로 진딧물에서 효과가 있는지 확인하기 위해 3령 단계 진딧물의 ventral abdomen에 micro-injector를 이용하여 MC(10uM) 및 PC(10uM)를 30㎕씩 injection한 후 ERR 및 타겟유전자 발현을 Q-PCR으로 분석하고 그 결과를 도 2a 및 도 2b에 나타내었다. 도 2a는 진딧물에 MC(10uM)을 injection하고 24시간 후 RNA를 추출하여 ERR과 HK, PFK, PK의 mRNA 발현을 Q-PCR로 확인한 결과그래프이고. 도 2b는 진딧물에 PC(10uM)을 injection하고 24시간 후 RNA를 추출하여 ERR과 HK, PFK, PK의 mRNA 발현을 Q-PCR로 확인한 결과그래프이다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이 특히 MC 처리 군에서 ERR, HK, PFK, PK의 mRNA 발현이 현저히 감소함을 확인할 수 있다. 이러한 결과는 진딧물에서 MC가 ERR의 전사활성 및 발현을 억제함으로써 glycolysis를 조절하는 핵심 효소들의 발현을 억제하고 이를 통해 진딧물의 생리적 기능을 조절할 수 있음을 보여주는 것이다.

실험예 3 : 우루시올 유도체 처리 후 진딧물의 progeny 확인

진딧물 ERR의 전사활성을 억제하는 PC, PG를 3령 단계 진딧물의 ventral abdomen에 micro-injector를 이용하여 10uM을 30㎕씩 injection한 후 ERR의 전사활성 억제로 인한 glycolytic genes (HK, PFK, PK)의 발현 감소가 진딧물 개체수에 어떤 영향을 미치는지 확인하고, 그 결과를 도 3a 및 도 3b에 나타내었다. 도 3a는 진딧물에 PC, PG를 10uM씩 injection하여 3일 후 진딧물의 progeny를 확인한 결과로서 negative control로 PBS를 사용하였다. 도 3b는 진딧물에 MC, PC, PG를 농도별로 topical assay를 하여 진딧물의 progeny를 확인한 결과로서 negative control로 water를, positive control로 surfactin을 사용하였다.

도 3a에 도시된 바와 같이, PC를 injection한 진딧물은 새끼 (progeny) 숫자가 감소하였음을 알 수 있다. 추가로 MC, PC, PG (0.1uM, 1uM, 10uM)를 진딧물에 직접 처리하여 새끼 숫자를 확인한 결과 도 3b에 도시된 바와 같이 MC, PC 처리 군에서 새끼 숫자가 현저히 감소된 것을 확인할 수 있었다.

이상의 실험결과들은 본 발명에 따른 우루시올 유도체를 유효성분으로 포함하는 진딧물방제용 조성물이 진딧물의 체내에서 핵호르몬수용체인 ERR 단백질 발현을 억제함으로써 진딧물의 새끼 수를 감소시킬 수 있어 효과적으로 진딧물을 방제할 수 있음을 보여준다. 따라서, 본 발명의 조성물을 진딧물 기주 식물 또는 서식지에 처리하여 식물을 통하여 진딧물이 섭식하게 함으로써 진딧물로 인한 기주의 병해를 예방할 수 있다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (7)

1. 하기 화학식1 또는 이의 농화학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 진딧물방제용 조성물.
   [화학식1]
   

   

   
   
2. 하기 화학식2로 표시되는 화합물, 또는 이의 농화학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 진딧물방제용 조성물.
   [화학식2]
   

   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 화합물은 우루시올 유도체로서 합성되는 것을 특징으로 하는 진딧물방제용 조성물.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 화합물은 진딧물 Estrogen-related receptor의 발현 억제를 통해 진딧물 자손 수를 감소시키는 것을 특징으로 하는 진딧물방제용 조성물.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 화학식1 또는 2로 표시되는 화합물, 또는 이의 농화학적으로 허용 가능한 염이 0.001 내지 100μM/㎕ 포함되는 것을 특징으로 하는 진딧물방제용 조성물.
   
6. 제 1 항 또는 제 2 항의 조성물을 이용하여 진딧물을 방제하는 진딧물방제방법.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 조성물을 진딧물, 진딧물의 유충 또는 진딧물의 알; 상기 진딧물 기주식물의 전부 또는 일부 또는 상기 기주식물의 종자; 또는 상기 진디물의 방제가 필요한 기주식물의 서식지와 접촉시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진딧물 방제방법.

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