KR20210157064A - 네크로엑스 화합물을 이용한 식물 재배 방법 및 조성물 - Google Patents

Abstract

네크로엑스 화합물을 이용한 식물의 재배 방법 및 조성물과 관련된 것으로, 보다 구체적으로, 네크로엑스 화합물을 포함하는 식물 재배용 조성물, 식물 발아용 조성물, 식물 스트레스 저해용 조성물, 및 상기 조성물을 이용하는 식물 재배 방법, 식물 발아 방법, 및 식물 스트레스 저해 방법이 제공된다.

Description

네크로엑스 화합물을 이용한 식물 재배 방법 및 조성물{Methods and Compositions of Plant Cultivation Using NecroX Compound}

네크로엑스 화합물을 이용한 식물의 재배 방법 및 조성물과 관련된 것으로, 보다 구체적으로, 네크로엑스 화합물을 포함하는 식물 재배용 조성물, 식물 발아용 조성물, 식물 세포 및/또는 식물 조직 배양용 조성물, 식물 스트레스 저해용 조성물, 및 상기 조성물을 이용하는 식물 재배 방법, 식물 발아 방법, 식물 세포 및/또는 식물 조직 배양 방법, 및 식물 스트레스 저해 방법에 관한 것이다.

식물의 산화 스트레스 (활성산소: reactive oxygen species; ROS) 축적은 식물 생장과 발달을 저해하는 요인이다. 식물에 항산화 효과를 갖는 물질을 처리하면 세포의 생리 활성이 증가하여 스트레스 내성을 증대시킬 수 있다.

식물을 산화 스트레스 조건에서 생육시, 잎의 백화 현상, 세포 사멸 가속화, 발아 효율 감소 등의 산화 스트레스 영향에 의한 식물의 생육 저해 현상이 발생한다. 식물(예컨대, 콩)의 원형질체 분리 및 배양시 자연적으로 산화 스트레스가 유도되고, 산화 스트레스 유도 시 원형질체 분리 후 사멸이 가속화되며, 산화 스트레스 유도시 배양 효율이 급격히 감소한다.

산화 스트레스 조건에서의 식물의 생육 및 발달 증진, 식물 발아 증대, 및 원형질체 분리 및 배양 효율 향상 효과를 갖는 항산화제의 개발이 요구된다.

본 명세서에서는 네크로엑스 화합물의 식물의 재배에 있어서의 항산화제로서의 용도를 제공한다.

일 예는 네크로엑스 화합물을 포함하는 식물 재배용 조성물을 제공한다.

다른 예는 네크로엑스 화합물 또는 상기 식물 재배용 조성물을 식물 또는 재배지에 처리하는 단계를 포함하는, 식물 재배 방법을 제공한다.

다른 예는 네크로엑스 화합물을 포함하는 식물 발아용 조성물 또는 식물 발아 촉진용 조성물을 제공한다.

다른 예는 네크로엑스 화합물 또는 상기 식물 발아용 (또는 식물 발아 촉진용) 조성물을 식물 종자 또는 발아 배지에 처리하는 단계를 포함하는, 식물 발아 방법 또는 식물 발아 촉진 방법을 제공한다.

다른 예는 네크로엑스 화합물을 포함하는 식물 성장용 조성물 또는 성장 촉진용 조성물을 제공한다.

다른 예는 네크로엑스 화합물 또는 상기 식물 성장용 (또는 식물 성장 촉진용) 조성물을 식물 종자 또는 배지에 처리하는 단계를 포함하는, 식물 성장 방법 또는 식물 성장 촉진 방법을 제공한다.

다른 예는 네크로엑스 화합물을 포함하는 식물 세포 및/또는 세포 조직 배양용 조성물을 제공한다.

다른 예는 네크로엑스 화합물 또는 상기 식물 세포 및/또는 세포 조직 배양용 조성물을 식물 세포 및/또는 식물 조직에 처리하는 단계를 포함하는, 식물 세포 및/또는 식물 조직 배양 방법을 제공한다.

상기 식물 세포 및/또는 식물 조직 배양용 조성물 및 배양 방법은 식물 세포 및/또는 식물 조직, 예컨대, 식물 세포, 식물 조직, 식물 원형질체, 원형질체를 포함하는 재분화 세포 및/또는 재분화 조직, 캘러스 등의 배양에 적용 가능한 것일 수 있다.

다른 예는 네크로엑스 화합물을 포함하는 식물의 산화 스트레스 저해용 조성물을 제공한다.

다른 예는 네크로엑스 화합물 또는 상기 식물의 산화 스트레스 저해용 조성물을 식물 또는 재배지에 처리하는 단계를 포함하는, 식물의 산화 스트레스 저해 방법을 제공한다. 상기 산화 스트레스 저해는 식물의 활성산소 (ROS)의 제거, ROS의 축적 저해, 및/또는 축적된 ROS의 분해를 포함할 수 있다.

상기 식물 산화 스트레스 저해용 조성물 및 식물 산화 스트레스 저해 방법은 식물체, 식물 세포, 식물 조직, 식물 원형질체 (protoplast), 캘러스 (callus), 종자 (seed) 등에 적용될 수 있다.

상기 제공되는 조성물은 모두 식물에 대하여 항산화 활성을 갖는다.

본 명세서에서는 네크로엑스 화합물의 식물에 대한 항산화 용도, 구체적으로, 네크로엑스 화합물의 식물 (예컨대, 콩, 애기장대 등) 내 활성산소 (ROS) 축적 저해 또는 분해 용도 및/또는 식물 발아 및/또는 성장 촉진 용도를 제공한다.

보다 구체적으로, 일 예는 네크로엑스 화합물을 포함하는 식물 재배용 조성물을 제공한다.

다른 예는 네크로엑스 화합물 또는 상기 식물 재배용 조성물을 식물 또는 재배지에 처리하는 단계를 포함하는, 식물 재배 방법을 제공한다.

상기 식물 재배용 조성물 및 방법은 산화 스트레스 조건에서 식물의 생육 및/또는 발달의 저해를 방지하거나, 식물의 생육 및/또는 발달을 증진시키는 효과를 가질 수 있다. 따라서, 상기 식물 재배용 조성물 및 방법은 산화 스트레스 조건에서 적용되는 것일 수 있다. 상기 산화 스트레스 조건에서 식물의 생육 및/또는 발달의 저해를 방지하는 효과는 산화 스트레스 조건에서의 식물의 생육 및/또는 발달을 산화 스트레스가 없는 조건과 동등 정도로 유지하거나, 산화 스트레스 조건에서 상기 식물 재배용 조성물 및 방법을 사용(처리 또는 적용)하지 않은 경우와 비교하여, 식물의 생육 및/또는 발달 저해(감소) 정도가 적은 것을 의미할 수 있다. 상기 산화 스트레스 조건에서 식물의 생육 및/또는 발달을 증진시키는 효과는, 산화 스트레스 조건에서 상기 식물 재배용 조성물 및 방법을 사용(처리 또는 적용)하지 않은 경우와 비교하여, 식물의 생육 및/또는 발달 정도가 우수한 것을 의미할 수 있다.

다른 예는 네크로엑스 화합물을 포함하는 식물 발아용 조성물 또는 식물 발아 촉진용 조성물을 제공한다. 다른 예는 네크로엑스 화합물을 포함하는 식물 성장용 조성물 또는 식물 성장 촉진용 조성물을 제공한다. 본 명세서에서, 식물 성장은 식물 개체의 무게 및/또는 길이의 증가를 의미할 수 있다.

다른 예는 네크로엑스 화합물을 포함하는 식물의 배지를 제공한다. 상기 배지는 종자의 발아 및/또는 성장에 사용하기 위한 배지일 수 있다.

다른 예는 네크로엑스 화합물 또는 상기 식물 발아용 (또는 식물 발아 촉진용) 조성물을 식물 종자 또는 발아 배지에 처리하는 단계를 포함하는, 식물 발아 방법 또는 식물 발아 촉진 방법을 제공한다. 다른 예는 네크로엑스 화합물 또는 상기 식물 성장 (또는 식물 성장 촉진용) 조성물을 식물 종자 또는 배지에 처리하는 단계를 포함하는, 식물 성장 방법 또는 식물 성장 촉진 방법을 제공한다.

상기 식물 발아용 (또는 식물 발아 촉진용)/식물 성장용 (또는 식물 성장 촉진용) 조성물 및 방법은 산화 스트레스 조건에서 식물의 발아율 및/또는 성장률을 저하를 방지하거나, 식물의 발아율 및/또는 성장률을 증진시키는 효과를 가질 수 있다. 따라서, 상기 식물 발아용 (또는 식물 발아 촉진용)/식물 성장용 (또는 식물 성장 촉진용) 조성물 및 방법은 산화 스트레스 조건에서 적용되는 것일 수 있다. 상기 산화 스트레스 조건에서 식물의 발아율 및/또는 성장률의 저하를 방지하는 효과는 산화 스트레스 조건에서의 식물의 발아율 및/또는 성장률을 산화 스트레스가 없는 조건과 동등 정도로 유지하거나, 산화 스트레스 조건에서 상기 조성물 및 방법을 사용(처리 또는 적용)하지 않은 경우와 비교하여, 식물의 발아율 및/또는 성장률 저해(감소) 정도가 적은 것을 의미할 수 있다. 상기 산화 스트레스 조건에서 식물의 발아율 및/또는 성장률을 증진시키는 효과는, 산화 스트레스 조건에서 상기 조성물 및 방법을 사용(처리 또는 적용)하지 않은 경우와 비교하여, 식물의 발아율 및/또는 성장률이 높은 것을 의미할 수 있다.

다른 예는 네크로엑스 화합물을 포함하는 식물 세포 및/또는 식물 조직 배양용 조성물을 제공한다.

다른 예는 네크로엑스 화합물 또는 상기 식물 세포 및/또는 식물 조직 배양용 조성물을 식물 세포 및/또는 식물 조직에 처리하는 단계를 포함하는, 식물 세포 및/또는 식물 조직 배양 방법을 제공한다.

상기 식물 세포 및/또는 식물 조직 배양용 조성물 및 배양 방법은 식물 세포 및/또는 식물 조직, 예컨대, 식물 세포, 식물 조직, 식물 원형질체, 원형질체를 포함하는 재분화 세포 및/또는 재분화 조직, 캘러스 등의 배양에 적용 가능한 것일 수 있다. 식물 세포 및/또는 식물 조직의 배양시 네크로엑스 화합물을 처리하면, 식물 세포 및/또는 식물 조직의 산화스트레스를 감소(예컨대, 활성산소종의 수준 감소(활성산소종의 축적 억제 및/또는 분해 촉진)시키거나, 및/또는 식물 세포 및/또는 식물 조직의 생존능을 향상시킬 수 있다.

다른 예는 네크로엑스 화합물을 포함하는 식물의 산화 스트레스 저해용 조성물을 제공한다. 일 구체예에서, 상기 식물의 산화 스트레스 저해용 조성물은 식물의 잎의 백화 현상 억제 효과를 갖는 것일 수 있다. 따라서, 일 예는 네크로엑스 화합물을 포함하는 식물의 잎의 백화 현상 억제용 조성물을 제공한다.

다른 예는 네크로엑스 화합물 또는 상기 식물의 산화 스트레스 저해용 조성물을 식물 또는 재배지에 처리하는 단계를 포함하는, 식물의 산화 스트레스 저해 방법을 제공한다. 상기 산화 스트레스 저해는 식물의 활성산소 (ROS)의 제거, ROS의 축적 저해, 및/또는 축적된 ROS의 분해를 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 상기 식물의 산화 스트레스 저해 방법은 식물의 잎의 백화 현상 억제 효과를 갖는 것일 수 있다. 따라서, 일 예는 네크로엑스 화합물을 식물 또는 재배지에 처리하는 단계를 포함하는, 식물의 잎의 백화 현상 억제 방법을 제공한다.

상기 식물의 산화 스트레스 저해용 조성물 및 방법은 스트레스 조건하에서, 상기 조성물 또는 방법을 사용(처리 또는 적용)하지 않은 경우와 비교하여, 식물의 생육 및 발달 증진, 식물 발아 증대, 및/또는 원형질체 분리 및 배양 효율 향상 효과를 가질 수 있다. 따라서, 식물의 산화 스트레스 저해용 조성물 및 방법은 산화 스트레스 조건에서 적용되는 것일 수 있다.

상기 식물 산화 스트레스 저해용 조성물 및 식물 산화 스트레스 저해 방법은 식물체, 식물 세포 (재분화 세포 포함), 식물 조직 (재분화 조직 포함), 식물 원형질체 (protoplast), 캘러스 (callus), 종자 (seed) 등에 적용될 수 있다.

본 명세서에서 제공되는 조성물은 모두 식물에 대하여 항산화 활성을 갖는다.

본 명세서에서 제공되는 네크로엑스 화합물의 식물에 대한 항산화 활성을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다:

일 실시예에서, 식물의 잎 (예컨대, leaf disc)에 ROS 축적을 촉진하는 물질 (예, 과산화수소(H₂O₂)) 등)을 처리하면 잎의 백화 현상이 관찰되는데, 네크로엑스 화합물을 함께 처리하면 백화 현상이 거의 나타나지 않음을 확인하였으며, 이는 네크로엑스 화합물이 식물 (예컨대, 잎) 내의 ROS 축적을 억제하거나 축적된 ROS를 분해할 수 있음을 제안한다.

다른 실시예는, 식물 조직에서 단일 세포인 원형질체를 분리하고 ROS 유도 물질을 처리하여 ROS를 축적시키는 경우, 네크로엑스 화합물을 함께 처리하면 ROS 축적 정도가 감소함과, 이러한 ROS 축적 감소 효과는 기존의 ROS 억제제 (예컨대, 아스코르브산)보다 우수함을 제안한다.

또 다른 실시예는, 식물 발아 배지에 ROS 축적을 촉진하는 물질 (예, 과산화수소(H₂O₂)) 등)을 첨가하면 상기 ROS 축적을 촉진하는 물질의 농도에 비례하여 발아가 저해되는데, 네크로엑스 화합물을 함께 처리하면 종자 발아율 저해가 방지되거나 발아율이 증가함을 제안한다.

본 명세서에서 유효성분으로 사용되는　네크로엑스 화합물은 인돌 모핵을 공유하는 일련의 화합물로서, 일 예에서, 아래의 화학식 1로 표현되는 화합물 및 이의 농학적으로 허용 가는한 염 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다:

[화학식 1]

상기 화학식 1에서,

n은 1 내지 3의 정수이고,

m은 0 또는 1이며,

A는 직접결합을 나타내거나, 페닐, 또는 질소원자를 1 또는 2개 포함하는 6원 헤테로아릴이고,

X는 C 또는 N이며, 단 X가 N일 경우 m은 0이고 X가 C일 경우 m은 1이고,

R¹은 수소, 알킬, -(CH₂)_rNR⁷R⁸, 또는 -(CH₂)_rCO₂H이며, 여기에서 r은 1 내지 5의 정수이고, R7 및 R8은 각각 독립적으로 수소, 알킬 또는 알킬카보닐이거나, 함께 임의로 하나의 메틸렌이 N 원자에 의해 대체되며 알킬에 의해 임의로 치환된 알킬렌쇄를 형성할 수 있으며,

R²는 수소, 할로겐, 시아노, 니트로, 하이드록시, 알킬, 알콕시, 트리알킬실릴, -(CH₂)_pCO₂R⁷, -(CH₂)_pOR⁷, -(CH₂)pNR⁷R⁸, -NHR¹⁰, -N(H)S(O)₂R⁷, -NHC(O)R¹⁰, -(CH₂)_pS(O)₂R⁷, 또는 (CH₂)_p-헤테로사이클-R¹⁰이고, p는 0 내지 3의 정수이며, R7 및 R8은 앞에서 정의한 바와 같고, R10은 수소, 옥소, 알킬설포닐, 알킬카보닐, 알킬옥시카보닐, 알킬아미노카보닐, 알콕시, 알킬, 또는 헤테로사이클이며,

R³는 수소, 시아노, 할로겐, 알킬, 페닐, -(CH₂)_n-헤테로사이클, 또는 -(CH₂)_n-아릴이고, n은 1 내지 3의 정수이며,

R⁴는 -YR¹¹이고, 여기서 Y는 직접결합을 나타내거나 -(CR⁷R⁸)_pY'-이고, p는 0 내지 3의 정수이며, R⁷ 및 R⁸은 앞에서 정의한 바와 같으며, Y'는 -O-, -S-, -NR¹²-, -NR¹²C(O)-, -C(O)-, -C(O)O-, -C(O)NR¹²-, -S(O)_q-, 또는 -S(O)_qNR¹²-이고, R¹²는 수소, 알킬, 아릴, 또는 헤테로아릴이며, q는 0 내지 2의 정수이고, R¹¹은 수소, 시아노, 할로겐, 하이드록시, 티올, 카복시, 알킬, 또는 -(CH₂)_tB-R¹³이며, t는 0 내지 3의 정수이고, B는 헤테로사이클, 헤테로아릴, 또는 아릴이며, R¹³은 수소, 시아노, 할로겐, 하이드록시, 옥소, 티올, 카복시, 카복시알킬, 알킬카보닐옥시, 알킬, 알콕시, 알킬티오, 알킬카보닐, 또는 알킬설포닐이고,

R⁵는 수소, 알킬, 사이클로알킬, 헤테로사이클 또는 헤테로사이클릴알킬이며,

R⁶는 -(CH₂)_p-Z-D-W-R¹⁴이며, 여기에서 p는 0 내지 3의 정수이며, Z는 직접결합을 나타내거나 -C(O)-, -C(O)O-, -C(O)NR¹²-, 또는 -S(O)_y-이고, y는 1 또는 2의 수이며, D는 직접결합을 나타내거나, 사이클로알킬, 헤테로아릴, 또는 헤테로사이클이고, W는 직접결합을 나타내거나, -NR⁷-, -C(O)-, -C(O)O-, -C(O)NR¹²-, -S(O)^y-, -S(O)yNR¹²-, 또는 -NR¹²S(O)_y-을 나타내며, R¹⁴는 수소, 하이드록시, 알킬, 알콕시, 헤테로사이클, 헤테로아릴, 아릴, 또는 아르알킬이거나, R⁵ 및 R⁶는 함께 알킬렌쇄를 포함할 수 있다.

본 명세서에서, 알킬, 알콕시, 아릴, 사이클로알킬, 헤테로사이클, 및 헤테로아릴은 비치환 또는 임의로 치환된 것일 수 있으며, 이 때 상기 치환은 하이드록시, 할로겐, 니트릴, 아미노, 알킬아미노, 디알킬아미노, 카복시, 알킬, 알콕시, 카복시알킬, 알킬, 카보닐옥시, 알킬티오, 알킬옥시카보닐, 알킬아미노카보닐, 아릴알콕시 및 옥소로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환된 것일 수 있다.

상기 화학식 (1) 화합물의 치환기에 대한 정의에 있어서, 알킬은 지방족 탄화수소 래디칼을 의미한다. 알킬은 알케닐이나 알키닐 부위를 포함하지 않는 포화 알킬(saturated alkyl)이거나, 적어도 하나의 알케닐 또는 알키닐 부위를 포함하는 불포화 알킬(unsaturated alkyl)일 수 있다. 알케닐(alkenyl)은 적어도 하나의 탄소-탄소 이중결합을 포함하는 그룹을 의미하며, 알키닐(alkynyl)은 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중 결합을 포함하는 그룹을 의미한다. 알킬은 단독으로 또는 알콕시와 같이 조합하여 사용되는 경우에 각각 분지형 또는 직쇄형일 수 있다. 본 명세서에 있어서, 알킬기는, 달리 정의하지 않는 한, 1 내지 20 개, 1 내지 10개, 1 내지 6개, 또는 1 내지 4개의 탄소원자를 갖는 직쇄형 또는 분지형 알킬 화합물일 수 있다. 알킬기의 대표적인 예로서 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, t-부틸, 펜틸, 헥실, 에테닐, 프로페닐, 부테닐 등을 예시할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, C1-C4-알킬은 알킬쇄에 1 내지 4 개의 탄소원자를 가지며, 메틸, 에틸, 프로필, 이소-프로필, n-부틸, 이소-부틸, sec-부틸, 및 t-부틸로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.

알콕시는, 달리 정의하지 않는 한, 1 내지 10 개, 1 내지 6개, 또는 1 내지 4개의 탄소원자를 가지는 알킬옥시를 의미할 수 있다.

사이클로알킬은, 달리 정의하지 않는 한, 포화 지방족 3~10원 또는 6~10원 고리 화합물을 의미할 수 있다. 대표적인 사이클로알킬 화합물로서 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

아릴(aryl)은 공유 파이 전자계를 가지는 적어도 하나의 고리 화합물을 포함하며, 예를 들어, 모노사이클릭 또는 융합환 폴리사이클릭(즉, 탄소원자들의 인접한 쌍들을 나눠 가지는 링들) 그룹을 포함할 수 있다. 상기 아릴은, 달리 정의되지 않는 한, 페닐, 나프틸 등을 포함하는 4~10원 또는 6~10원 방향족 모노사이클릭 또는 멀티사이클릭 고리화합물 중에서 선택된 것일 수 있다.

헤테로아릴은, 달리 정의하지 않는 한, 각각 독립적으로 N, O 및 S로 이루어진 군에서 선택된 1 내지 3 개의 헤테로 원자를 포함하고, 벤조 또는 C3-C8 사이클로알킬과 융합될 수 있는 방향족 3~10원, 4~8원, 또는 5~6원 고리 화합물 중에서 선택된 것일 수 있다. 모노사이클릭 헤테로아릴의 대표적인 예로서 티아졸, 옥사졸, 티오펜, 퓨란, 피롤, 이미다졸, 이소옥사졸, 이소티아졸, 피라졸, 트리아졸, 트리아진, 티아디아졸, 테트라졸, 옥사디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진 및 이와 유사한 그룹을 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 비사이클릭 헤테로아릴의 대표적인 예로는 인돌, 인돌린, 벤조티오펜, 벤조퓨란, 벤즈이미다졸, 벤족사졸, 벤즈이속사졸, 벤즈티아졸, 벤즈티아디아졸, 벤즈트리아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 퓨린, 퓨로피리딘 및 이와 유사한 그룹을 예시할 수 있으나, 이에 ㅔㅈ한되는 것은 아니다.

헤테로사이클은, 달리 정의하지 않는 한, 각각 독립적으로 N, O 및 S로 이루어진 그룹에서 선택된 1 내지 3개의 헤테로 원자를 포함하며, 벤조 또는 C3-C8 사이클로알킬과 융합될 수 있고, 포화되거나 1 또는 2 개의 이중결합을 포함하는 3~10원, 4~8원, 또는 5~6원 고리 화합물 중에서 선택된 것일 수 있다. 헤테로사이클의 대표적인 예로는 피롤린, 피롤리딘, 이미다졸린, 이미다졸리딘, 피라졸린, 피라졸리딘, 피란, 피페리딘, 몰포린, 티오몰포린, 피페라진, 하이드로퓨란 등을 에시할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

그 외, 본 명세서에서 사용된 용어와 약어들은 달리 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 통상적으로 이해되는 의미로서 해석될 수 있다.

일 구체예에서, 상기 화학식 1의 화합물은, 상기 화학식 1에서,

n은 1 내지 3의 정수이고,

m은 0 또는 1의 정수이며,

A는 페닐이고,

X는 C 또는 N이며,

R¹은 수소 또는 C1-C6-알킬이고,

R²는 수소, 할로겐, 시아노, 니트로, 하이드록시, 또는 C1-C6-알콕시이며,

R³는 수소, 할로겐, 또는 C1-C6-알킬이고,

R⁴는 -(CH₂)_tB-(R¹³)_l로 표현되며, t는 0 내지 3의 정수(예컨대, 1)이고, B는 각각 독립적으로 N, S 및 O 원자 중에서 선택된 1 또는 2 개의 헤테로원자를 포함하는 5 내지 6원 헤테로사이클, 또는 C6-C10-아릴이고, l은 0 내지 2의 정수이고, R¹³은 수소, 시아노, 할로겐, 하이드록시, 옥소, 또는 티올이고, 단, X가 N인 경우 R⁴는 수소 또는 C1-C6-알킬이며,

R⁵는 수소 또는 헤테로사이클릴-C1-C6-알킬이고, 여기에서 상기 헤테로사이클은 N 및 O 원자 중에서 선택된 1 내지 3개의 헤테로 원자를 포함하는 3 내지 8원 고리 화합물이고, 단, X가 N인 경우 R⁵는 수소이며,

R⁶는 -(CH₂)_p-Z-D-W-R¹⁴로 표현되며, 여기에서 p는 0 내지 3의 정수이며, Z는 직접결합을 나타내고, D는 직접결합을 나타내거나, 1 또는 2개의 N 원자를 포함하는 5 내지 6원 헤테로사이클, 또는 각각 독립적으로 N, O 및 S 원자 중에서 선택된 1 또는 2개의 헤테로원자를 포함하는 5 내지 6원 헤테로사이클이고, W는 직접결합을 나타내거나, -C(O)-, -C(O)O- 또는 -S(O)_y이며, 여기에서 y는 1 또는 2의 정수이고, R¹⁴는 수소, 하이드록시, C1-C6-알킬, 각각 N, S 및 O 원자 중에서 선택된 1 내지 3개의 헤테로원자를 포함하는 5 내지 6원 헤테로사이클, 또는 C6-C10-아르-C1-C6-알킬이고, 단, X가 N인 경우 R⁶는 C4-C6-사이클로알킬이거나, 각각 N, O 및 S 원자 중에서 선택된 1 또는 2개의 헤테로 원자를 포함하는 5 내지 6원 헤테로사이클인 것일 수 있다.

일 예에서, 상기 화학식 1의 네크로엑스 화합물은 다음의 화학식 2로 표현되는 화합물일 수 있다:

[화학식 2]

상기 화학식 2에서 R은

,

,

, 또는

일 수 있다.

구체예에서, 상기 화학식 2의 네크로엑스 화합물은 화학식 2-1 (네크로엑스-7; NecroX-7), 화학식 2-2 (네크로엑스-2; NecroX-2), 화학식 2-3 (네크로엑스-5; NecroX-5), 화학식 2-4 (네크로엑스-18; NecroX-18) 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.

[네크로엑스-7(NecroX-7)]

(화학식 2-1)

[네크로엑스-2(NecroX-2)]

(화학식 2-2)

[네크로엑스-5(NecroX-5)]

(화학식 2-3)

[네크로엑스-18(NecroX-18)]

(화학식 2-4)

본 발명에 따른 화합물은 또한 농학적으로 허용가능한 염 또는 이성체를 형성할 수 있다. 일 예에서, 상기 "농학적으로 허용 가능한 염(agriculturally acceptable salts)"은 식물의 재배에 허용 가능한 모든 염을 포괄적으로 의미하는 것으로, 농학적으로 허용되는 음이온을 함유하는 무독성 산부가염을 형성하는 산, 예를 들어, 황산, 염산, 질산, 인산, 브롬화수소산, 요오드화수소산 등과 같은 무기산; 타타르산, 포름산, 시트르산, 아세트산, 트리클 로로아세트산, 트리플루오로아세트산, 글루콘산, 벤조산, 락트산, 푸마르산, 말레인산, 살리실산 등과 같은 유기 카본산; 메탄설폰산, 에탄설폰산, 벤젠설폰산, p-톨루엔설폰산, 나프탈렌설폰산 등과 같은 설폰산 등에 의해 형성된 산 부가염들 중에서 선택될 수 있다. 다른 예에서, 농약에 허용 가능한 염기 부가염, 예를 들어, 리튬, 나트륨, 칼륨, 칼 슘, 마그네슘 등에 의해 형성된 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염; 라이신, 아르기닌, 구아니딘 등의 아미노 산 염; 디사이클로헥실아민, N-메틸-D-글루카민, 트리스(하이드록시메틸)메틸아민, 디에탄올아민, 콜린, 트리에틸아민 등과 같은 유기염들로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.

본 명세서에서, 네크로엑스 화합물은 통상적인 방법에 의해 농약에 허용 가능한 염으로 전환될 수 있다.

상기 이성체(isomer)는 동일한 화학식 또는 분자식을 가지지만 광학적 또는 입체적으로 다른 화합물 또는 그의 염을 의미한다. 본 명세서에 제공된 화학식 1 내지 5의 화합물들은 비대칭 탄소중심을 가질 수 있으므로, 광학 이성체(R 또는 S 이성체), 라세미체, 부분 입체 이성체 혼합물, 개개 부분 입체 이성체 등으로 존재할 수 있으며, 이중결합을 가지는 경우, 기하 이성체(트랜스, 시스형 이성체)도 존재할 수 있다. 이들 모든 이성체 및 그의 혼합물 역시 본 명세서에서 제공되는 화합물의 범위에 포함된다. 이하에서 다르게 기재되지 않는 한, 본 명세서에서 제공되는 화합물의 범주에는 정의된 화학식의 화합물들의 농학적으로 허용되는 염 및 이성체가 모두 포함되는 것으로 해석될 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 본 명세서에서는 이들을 화합물들을 화학식 1 내지 3 (또는 화학식 3-1 내지 3-4)의 화합물로 간단히 표현할 수 있다.

본 명세서에서, 산화 스트레스는 식물체 내 또는 식물 세포 내에서 발생하는 산화 물질과 이에 대응하는 항산화 물질 사이의 균형이 파괴됨으로써 산화 비율이 높아져 발생하는 스트레스를 포괄하는 것으로, 예컨대, 자연적 또는 인위적으로 활성산소 (ROS)가 생성 및/또는 축적된 상태를 의미할 수 있다. 본 명세서에서 산화 스트레스 조건은 식물체 내 또는 식물 세포 내에 산화 스트레스가 존재하거나 유도된 상태를 의미할 수 있으며, 예컨대, 자연적 또는 인위적으로 활성산소 (ROS)의 생성 및/또는 축적이 발생 또는 유도된 상태를 의미할 수 있다.

본 명세서에서 제공되는 재배지는 식물이 재배(식물 세포의 경우, 배양)되는 모든 형태의 재배지일 수 있으며, 예컨대, 배지(식물 세포의 경우), 토양 등의 고상 또는 반고상 재배지 또는 액상 배지 또는 재배액 등의 액상 재배지일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 명세서에서, '식물'은, 성숙한 식물체뿐만 아니라 성숙한 식물로 발육할 수 있는 식물 세포, 식물 조직, 원형질체 (protoplast), 캘러스 (callus), 배축 (hypocotyl), 종자 (seed), 자엽 (cotyledon), 신초 (shoot) 등을 모두 포괄하는 의미로서 이해된다. 본 명세서에서, 용어 '식물 세포'는 식물체를 이루는 기본 단위로서의 모든 세포를 포괄하는 의미이며, 재분화 세포, 현탁배양 세포 등도 포함하는 의미으로 해석된다.

또한, 용어 '식물'은 식물체 전체 또는 그 일부를 의미할 수 있으며, 그 일부는 종자, 꽃, 줄기, 과실, 잎, 뿌리, 괴경, 괴근 등으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 명세서에 제공되는 방법에서의 네크로엑스 또는 조성물의 식물에의 적용은 상기 네크로엑스 또는 조성물을 식물과 접촉시키거나, 및/또는 식물의 재배지 또는 발아 배지에 존재 또는 분포하도록 하는 모든 수단에 의하여 수행될 수 있다. 예컨대, 상기 네크로엑스 또는 조성물을 식물에 분무, 침지, 및/또는 도포하거나, 재배지에 살포하거나 재배지 내에 투입하거나 발아 배지에 첨가하여 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명이 적용될 수 있는 식물은 특별히 제한되지 않으며, 단자엽 또는 쌍자엽 식물을 모두 포함하여 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 또한 초본 또는 목본 식물일 수 있다. 상기 단자엽 식물은 택사과 (Alismataceae), 자라풀과 (Hydrocharitaceae), 지채과 (Juncaginaceae), 장지채과 (Scheuchzeriaceae), 가래과 (Potamogetonaceae), 나자스말과 (Najadaceae), 거머리말과 (Zosteraceae), 백합과 (Liliaceae), 지모과 (Haemodoraceae), 용설란과 (Agavaceae), 수선화과 (Amaryllidaceae), 마과 (Dioscoreaceae), 물옥잠과 (Pontederiaceae), 붓꽃과 (Iridaceae), 버먼초과 (Burmanniaceae), 골풀과 (Juncaceae), 닭의장풀과 (Commelinaceae), 곡정초과 (Eriocaulaceae), 화본과 (벼과, Gramineae, Poaceae), 천남성과 (Araceae), 개구리밥과 (Lemnaceae), 흑삼릉과 (Sparganiaceae), 부들과 (Typhaceae), 사초과 (방동사니과, Cyperaceae), 파초과 (Musaceae), 생강과 (Zingiberaceae), 홍초과 (Cannaceae), 난초과 (Orchidaceae)의 식물을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 쌍자엽 식물은 암매과 (돌매화나무과, Diapensiaceae), 매화오리나무과 (Clethraceae), 노루발과 (Pyrolaceae), 진달래과 (Ericaceae), 자금우과 (Myrsinaceae), 앵초과 (Primulaceae), 갯질경이과 (Plumbaginaceae), 감나무과 (Ebenaceae), 때죽나무과 (Styracaceae), 노린재나무과 (Symplocaceae), 회목과 (Symplocaceae), 물푸레나무과 (목서과, Oleaceae), 마전과 (Loganiaceae), 용담과 (Gentianaceae), 조름나물과 (Menyanthaceae), 협죽도과 (마삭나무과, Apocynaceae), 박주가리과 (Asclepiadaceae), 꼭두서니과 (Rubiaceae), 꽃고비과 (Polemoniaceae), 메꽃과 (Convolvulaceae), 지치과 (Boraginaceae), 마편초과 (Verbenaceae), 꿀풀과 (Labiatae), 가지과 (Solanaceae), 현삼과 (Scrophulariaceae), 능소화과 (Bignoniaceae), 쥐꼬리망초과 (Acanthaceae), 참깨과 (Pedaliaceae), 열당과 (Orobanchaceae). 제스네리아과 (Gesneriaceae), 통발과 (Lentibulariaceae), 파리풀과 (Phrymaceae), 질경이과 (Plantaginaceae), 인동과 (Caprifoliaceae), 연복초과 (Adoxaceae), 마타리과 (Valerianaceae), 산토끼꽃과 (Dipsacaceae), 초롱꽃과 (Campanulaceae), 국화과 (Compositae), 소귀나무과 (Myricaceae), 가래나무과 (Juglandaceae), 버드나무과 (Salicaceae), 자작나무과 (Betulaceae), 너도밤나무과 (참나무과, Fagaceae), 느릅나무과 (Ulmaceae), 뽕나무과 (Moraceae), 쐐기풀과 (Urticaceae), 단향과 (Santalaceae), 겨우살이과 (Loranthaceae), 마디풀과 (여뀌과, Polygonaceae), 자리공과 (상륙과, Phytolaccaceae), 분꽃과 (Nyctaginaceae), 석류풀과 (Aizoaceae), 쇠비름과 (Portulacaceae), 석죽과 (Caryophyllaceae), 명아주과 (Chenopodiaceae), 비름과 (Amaranthaceae), 선인장과 (Cactaceae), 목련과 (Magnoliaceae), 붓순나무과 (Illiciaceae), 녹나무과 (Lauraceae), 계수나무과 (Cercidiphyllaceae), 미나리아재비과 (Ranunculaceae), 매자나무과 (Berberidaceae), 으름덩굴과 (Lardizabalaceae), 새모래덩굴과 (방기과, Menispermaceae), 수련과 (Nymphaeaceae), 붕어마름과 (Ceratophyllaceae), 어항마름과 (Cabombaceae), 삼백초과 (Saururaceae), 후추과 (Piperaceae), 홀아비꽃대과 (Chloranthaceae), 쥐방울덩굴과 (Aristolochiaceae), 다래나무과 (Actinidiaceae), 차나무과 (동백나무과, Theaceae), 물레나물과 (Guttiferae), 끈끈이주걱과 (Droseraceae), 양귀비과 (Papaveraceae), 풍접초과 (Capparidaceae), 십자화과 (겨자과, Cruciferae), 플라타너스과 (버즘나무과, Platanaceae), 조록나무과 (금루매과, Hamamelidaceae), 꿩의비름과 (돌나물과, Crassulaceae), 범의귀과 (Saxifragaceae), 두충과 (Eucommiaceae), 돈나무과 (Pittosporaceae), 장미과 (Rosaceae), 콩과 (Leguminosae), 괭이밥과 (Oxalidaceae), 쥐손이풀과 (Geraniaceae), 한련과 (Tropaeolaceae), 남가새과 (Zygophyllaceae), 아마과 (Linaceae), 대극과 (Euphorbiaceae), 별이끼과 (Callitrichaceae), 운향과 (Rutaceae), 소태나무과 (Simaroubaceae), 멀구슬나무과 (Meliaceae), 원지과 (Polygalaceae), 옻나무과 (Anacardiaceae), 단풍나무과 (단풍과, Aceraceae), 무환자나무과 (Sapindaceae), 칠엽수과 (Hippocastanaceae), 나도 밤나무과 (Sabiaceae), 봉선화과 (물봉선과, Balsaminaceae), 감탕나무과 (Aquifoliaceae), 노박덩굴과 (화살나무과, Celastraceae), 고추나무과 (Staphyleaceae), 회양목과 (Buxaceae), 시로미과 (Empetraceae), 갈매나무과 (Rhamnaceae), 포도과 (Vitaceae), 담팔수과 (Elaeocarpaceae), 피나무과 (Tiliaceae), 아욱과 (Malvaceae), 벽오동과 (Sterculiaceae), 팥꽃나무과 (서향나무과, Thymelaeaceae), 보리수나무과 (Elaeagnaceae), 이나무과 (Flacourtiaceae), 제비꽃과 (Violaceae), 시계꽃과 (Passifloraceae), 위성류과 (Tamaricaceae), 물별과 (Elatinaceae), 베고니아과 (Begoniaceae), 박과 (Cucurbitaceae), 부처꽃과 (배롱나무과, Lythraceae), 석류나무과 (Punicaceae), 바늘꽃과 (Onagraceae), 개미탑과 (Haloragaceae), 박쥐나무과 (Alangiaceae), 층층나무과 (산수유나무과, Cornaceae), 두릅나무과 (오갈피나무과, Araliaceae), 산형과 (미나리과)(Umbelliferae(Apiaceae))의 식물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

구체예로, 상기 식물은 콩, 벼, 밀, 보리, 옥수수, 대두, 감자, 팥, 귀리 및 수수를 포함하는 식량 작물류; 배추, 무, 고추, 딸기, 토마토, 수박, 오이, 양배추, 참외, 호박, 파, 양파 및 당근을 포함하는 채소 작물류; 인삼, 담배, 목화, 마초, 목초, 참깨, 사탕수수, 사탕무우, 들깨, 땅콩, 유채, 잔디 및 피마자를 포함하는 특용 작물류; 사과나무, 배나무, 대추나무, 복숭아, 양다래, 포도, 감귤, 감, 자두, 살구 및 바나나를 포함하는 과수류; 소나무, 팜오일 및 유칼립투스를 포함하는 목본류; 장미, 글라디올러스, 거베라, 카네이션, 국화, 백합 및 튤립을 포함하는 화훼류; 및 라이그라스, 레드클로버, 오차드그라스, 알팔파, 톨페스큐 및 페레니얼라이그라스를 포함하는 사료 작물류 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 구체 예로, 상기 식물은 콩 (예컨대, 대두, 녹두, 강낭콩, 또는 완두 등), 애기장대, 감자, 가지, 담배, 고추, 토마토, 우엉, 쑥갓, 상추, 도라지, 시금치, 근대, 고구마, 샐러리, 당근, 미나리, 파슬리, 배추, 양배추, 갓무, 수박, 참외, 오이, 호박, 박, 딸기 등의 쌍자엽 식물; 및 벼, 밀, 보리, 옥수수, 수수 등의 단자엽 식물 등으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

네크로엑스(NecroX)의 식물에 대한 항산화 용도, 구체적으로, NecroX의 식물 (예컨대, 콩, 애기장대 등) 내 활성산소 (ROS) 축적 저해 또는 분해 용도 및/또는 식물 발아 촉진 용도를 제공한다.

도 1은 콩 (Williams 82)의 잎절편 (A)에 ROS 유도하고 NecroX 처리시의 잎의 색을 관찰한 사진(B)이다.
도 2는 애기장대에 ROS 유도하고 NecroX 처리시의 잎의 색을 관찰한 사진이다.
도 3a는 애기장대 종자에 다양한 농도의 H₂O₂ 및 다양한 농도의 NecroX를 처리하고, 4 DAS(day after sowing)에서의 발아 결과를 보여주는 사진이다.
도 3b는 애기장대 종자에 다양한 농도의 H₂O₂ 및 다양한 농도의 NecroX를 처리하고, 12 DAS에서의 발아 결과를 보여주는 사진이다.
도 4a는 원형질체를 H₂O₂와, NecroX 또는 L-아스코르브산과 함께 2시간 암배양 후의 ROS 축적 정도를 공초점 현미경으로 관찰한 사진이다.
도 4b는 원형질체를 H₂O₂와, NecroX 또는 L-아스코르브산과 함께 17시간 암배양 후의 ROS 축적 정도를 공초점 현미경으로 관찰한 사진이다.
도 5a는 애기장대 종자를 NecroX가 포함된 배지에서 10일동안 성장시킨 결과를 보여주는 사진이다.
도 5b는 애기장대 종자를 NecroX가 포함된 배지에서 10일동안 성장시킨 개체의 무게를 보여주는 그래프이다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. NecroX의 백화현상 저해 효과 시험

1.1. Leaf disc에 활성산소 (ROS) 유도 및 NecroX 처리

콩 (Williams 82)의 약 5cm 정도 크기의 어린 잎을 펀치로 지름 1.5cm의 잎절편 (leaf disc) 형태로 절단한 후, 각 처리군 별로 12 well plate에 4개씩 나누어 담았다. leaf disc 상에서 ROS를 유도하기 위하여, H₂O₂를 0, 40, 80, 또는 160 mM의 농도로 처리하고, NecroX-7을 60 또는 120 uM의 농도로 처리하여 백화 정도를 관찰하였다.

NecroX-7:

상기 얻어진 결과를 도 1에 나타내었다. 도 1에 나타난 바와 같이, H₂O₂ 농도 80 mM 이상에서 ROS가 유도되어 잎의 백화 현상이 나타나지만, NecroX-7을 처리하는 경우 잎의 백화 현상이 저해(감소)됨을 확인할 수 있다.

1.2. 애기장대 액체배양시 ROS 유도 및 NecroX 처리

애기장대 종자 멸균을 위하여, 100 uL 부피의 애기장대 종자에 100%(v/v) 에탄올 1mL를 넣고 아래위로 흔들어준 후 즉시 제거하고, 클린벤치에서 완전히 말린 후, 멸균한 증류수를 넣었다. 멸균된 종자를 6 well plate에 10개씩 넣고 탄소원이 제외된 1/2 MS 액체배지 2mL를 각각 넣어준 후, 4℃에서 2일 동안 춘하처리하여 배양실 (25℃, 1008 Lux)로 옮겨 배양하였다. 배양 3일 후, 모든 종자가 발아하면 탄소원 (글루코오스 30mM)이 함유된 1/2 MS 액체배지로 옮겨주고, 이후 3일에 한번씩 배양액을 교환해주었다. 14일동안 배양한 애기장대 (seeding)에 ROS를 유도하기 위하여, H₂O₂를 0, 40, 80, 또는 160 mM의 농도로 배양액에 첨가하고, H₂O₂ 농도별로 NecroX-7을 60 또는 120 uM의 농도로 첨가하여 24시간 후 백화 현상을 관찰하였다.

상기 얻어진 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2에 나타난 바와 같이, H₂O₂ 농도 80 mM 이상(80, 또는 160 mM)에서 ROS가 유도되어 잎의 백화 현상이 나타나지만, NecroX-7을 처리하는 경우 잎의 백화 현상이 저해(감소)됨을 확인할 수 있다.

실시예 2. NecroX의 발아 촉진 효과 시험

애기장대 배양을 위한 고체 배지 (MS, sucrose 1%(w/v), MES (2-Morpholinoethanesulphonic Acid) 0.43g/L, plant agar 0.6%(w/v), pH 5.8)에 H₂O₂를 2 mM에서 12 mM까지 농도별로 첨가하고, NecroX-7을 각각의 조건에서 1ug/mL에서 48ug/mL까지의 농도로 첨가하였다. 각각의 고체 배지에 멸균한 애기장대 종자를 약 50개씩 치상하여 발아율을 관찰하고 수치화하였다.

상기 얻어진 결과를 도 3a와 표 1 (4 DAS(day after sowing) 발아 결과) 및 도 3b와 표 2 (12 DAS 발아 결과)에 각각 나타내었다:

4 DAS 발아율

대조군 1	H2O2 0mM, NecroX-7 0 ug/mL: 96%
H2O2 농도	NecroX-7 농도
	0 ug/mL (대조군 2)	6 ug/mL	12 ug/mL	24 ug/mL
10mM	4%	44	74	78%
12mM	0%	6	28	30%

12 DAS 발아율

대조군 3	H2O2 0mM, NecroX-7 0 ug/mL: 100%
H2O2 농도	NecroX-7 농도
	0 ug/mL (대조군 4)	6 ug/mL	12 ug/mL	24 ug/mL
6mM	76%	96	97	94%

상기 도 3a, 표 1, 도 3b, 및 표 2에 나타난 바와 같이, H₂O₂ 처리 농도가 높아질수록 발아율이 낮아져서 H₂O₂ 12mM 처리시에 전혀 발아되지 않았으나 (발아율이 0%), NecroX-7을 처리시 처리 농도에 비례하여 발아율이 높아짐을 확인할 수 있다. 이러한 결과는 NecroX가 산화 스트레스 조건에서의 식물의 발아율 저해를 방지하고, 산화 스트레스가 없는 경우와 동등 정도의 발아율을 달성할 수 있도록 할 수 있음을 보여준다.

실시예 3. NecroX의 원형질체 ROS 저해 효과 시험

3.1. 원형질체 분리

기내 배양 15일간 배양한 콩 (Williams 82)의 첫 번째 본엽을 채취하여 1mm로 얇게 자른 후, 1 X VCP 용액 (KH₂PO 427.2ug/L, KNO₃ 101ug/L, MgSO₄7H₂O 246ug/L, KI 0.16ug/L, CuSO₄5H₂O 0.025ug/L, CaCl₂2H₂O 2.5ug/L, Mannitol 90g/L, MES 1.66g/L, Viscozyme 1%(w/v), Celluclast 0.5%(w/v), Pectine 0.5%(w/v), pH 5.8)에 조직이 충분히 잠기게 하여 Vaccum 30분 처리하고, 17시간동안 Orbital shaking하여 원형질체를 추출하였다. 추출된 원형질체는 40 um pore size mesh에 통과시켜 불순물을 제거한 후, washing 용액인 CPW (KH₂PO 427.2ug/L, KNO₃ 101ug/L, MgSO₄7H₂O 246ug/L, KI 0.16ug/L, CuSO₄5H₂O 0.025ug/L, CaCl₂2H₂O 2.5ug/L, Mannitol 90g/L, pH 5.8)가 동량 들어있는 14mL round tube 에 천천히 옮겼다. 그 후, 원심분리 (750rpm, 10분)를 수행하고 상등액을 제거하였다. 상등액 제거 후 원형질체만 남은 pellet에 CPW 5mL를 첨가하여 원형질체를 천천히 풀어준 후, 동일한 방법으로 원심분리하여 상등액을 제거하고, CPW 1mL를 넣어 1x10⁵ cells/mL 농도로 희석한 후 2시간 이상 안정화시켰다.

3.2. 원형질체의 ROS 측정

원형질체에 ROS를 유도하기 위하여, 상기와 같이 분리된 원형질체를 2mL round bottle tube에 200uL씩 나누어 담고, 1.5mM H₂O₂ 단독 (Mock), 1.5mM H₂O₂ 및 NecroX-7 20 ug/mL, 또는 1.5mM H₂O₂ 및 L-아스코르브산 20 ug/mL 각각 첨가하고, 2시간 또는 17시간 동안 암배양 후, 원형질체 20uL에 1mM DCF (2',7'-dichlorofluorescein diacetate; H₂DCFDA) 1uL를 잘 섞어주고, 5분간 반응 후, 공초점 현미경으로 관찰하였다. DCF는 세포 내 ROS를 검출하기 위하여 사용되었다. 각 조건 별로 원형질체 약 300 내지 500개 정도를 카운팅하여 DCF가 염색된 세포를 수치화하였다.

상기 얻어진 결과를 하기 표 3, 도 4a (2시간 암배양) 및 도 4b (17시간 암배양)에 나타내었다.

일반적으로, 원형질체 배양시 초기 분열이 2 내지 3일 안에 일어난다고 알려져 있으며, 초기 분열 전 원형질체의 생존능(viability) 유지는 세포 분열에 매우 중요한 요인이다. 이 시기에 ROS 축척을 감소시키는 것은 원형질체 생존력을 향상 시키는 역할을 한다. 인위적으로 ROS 유도하여, 2시간 또는 17시간 배양시, NecroX 처리에 의하여, NecroX를 처리하지 않은 경우와 비교하여, 세포(원형질체) 내 ROS 축적이 현저히 감소함을 확인할 수 있으며, 기존에 항산화제로 널리 알려진 아스코르브산과 비교해서도, ROS 축적 감소 효과가 우수함을 확인할 수 있다.

실시예 4. NecroX의 성장 촉진 효과 시험

애기장대 배양을 위한 고체 배지 (MS, sucrose 1%(w/v), MES (2-Morpholinoethanesulphonic Acid) 0.43g/L, plant agar 0.6%(w/v), pH 5.8)에 NecroX-7을 6ug/mL 및 12ug/mL의 농도로 첨가하였다. 각각의 고체 배지에 멸균한 애기장대 종자를 약 80개씩 치상하여 10일동안 성장을 관찰하여 도 5a에 나타내고, 10일째에 각 처리농도 별로 무작위로 선택된 20개 개체의 무게를 3회 반복 측정하여 얻어진 평균값을 도 5b에 나타내었다. 도 5a 및 도 5b에 나타난 바와 같이, NecroX-7를 6ug/mL 또는 12ug/mL의 양으로 첨가한 배지에서 성장한 개체의 무게가 대조군 (NecroX-7 무첨가 배지에서 성장) 대비 약 2.4배 증가하였다.

Claims (28)

1. 다음의 화학식 1로 표현되는 네크로엑스 화합물 또는 이의 농학적으로 허용 가능한 염 또는 이성질체를 포함하는, 식물 재배용 조성물:
   [화학식 1]
   

   

   
   상기 화학식 1에서,
   n은 1 내지 3의 정수이고,
   m은 0 또는 1의 정수이며,
   A는 페닐이고,
   X는 C이며,
   R¹은 수소 또는 C1-C6-알킬이고,
   R²는 수소, 할로겐, 시아노, 니트로, 하이드록시, 또는 C1-C6-알콕시이며,
   R³는 수소, 할로겐, 또는 C1-C6-알킬이고,
   R⁴는 -(CH₂)_tB-(R¹³)_l로 표현되며, t는 0 내지 3의 정수이고, B는 각각 N, S 및 O 원자 중에서 선택된 1 또는 2 개의 헤테로원자를 포함하는 5 내지 6원 헤테로사이클, 또는 C6-C10-아릴이고, l은 0 내지 2의 정수이고, R¹³은 수소, 시아노, 할로겐, 하이드록시, 옥소, 또는 티올이고,
   R⁵는 수소 또는 헤테로사이클릴-C1-C6-알킬이고, 여기에서 상기 헤테로사이클은 N 및 O 원자 중에서 선택된 1 내지 3개의 헤테로 원자를 포함하는 3 내지 8원 고리 화합물이고,
   R⁶는 -(CH₂)_p-Z-D-W-R¹⁴로 표현되며, 여기에서 p는 0 내지 3의 정수이며, Z는 직접결합을 나타내고, D는 직접결합을 나타내거나, 1 또는 2개의 N 원자를 포함하는 5 내지 6원 헤테로사이클, 또는 각각 N, O 및 S 원자 중에서 선택된 1 또는 2개의 헤테로원자를 포함하는 5 내지 6원 헤테로사이클이고, W는 직접결합을 나타내거나, -C(O)-, -C(O)O- 또는 -S(O)_y이며, 여기에서 yb는 1 또는 2의 정수이고, R¹⁴는 수소, 하이드록시, C1-C6-알킬, N, S 및 O 원자 중에서 선택된 1 내지 3개의 헤테로원자를 포함하는 5 내지 6원 헤테로사이클, 또는 C6-C10-아르-C1-C6-알킬임.
2. 제1항에 있어서, 상기 네크로엑스 화합물은 다음의 화학식 2로 표현되는 것인, 식물 재배용 조성물:
   [화학식 2]
   

   

   
   상기 화학식 1에서 R은

   

   ,

   

   ,

   

   , 또는

   

   임.
3. 제2항에 있어서, 상기 네크로엑스 화합물은 다음의 화학식 2-1로 표현되는 것인, 식물 재배용 조성물:
   [화학식 2-1]
   

   

   .
4. 제1항에 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식물은 식물체, 식물 세포, 식물 조직, 원형질체 (protoplast), 캘러스 (callus), 배축 (hypocotyl), 종자 (seed), 자엽 (cotyledon), 또는 신초 (shoot)인, 식물 재배용 조성물.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 산화 스트레스 조건에서 식물 재배에 사용하기 위한, 식물 재배용 조성물.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 산화 스트레스에 의한 식물의 잎의 백화 현상을 억제하기 위한, 식물 재배용 조성물.
7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 식물 내 활성산소 발생 또는 축적을 억제하기 위한, 식물 재배용 조성물.
8. 제1항에에 기재된 식물 재배용 조성물을 식물 또는 재배지에 적용하는 단계를 포함하는, 식물 재배 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 식물 재배용 조성물은 다음의 화학식 2로 표현되는 네크로엑스 화합물, 또는 이의 농학적으로 허용가능한 염 또는 이성질체를 포함하는 것인, 식물 재배 방법:
   [화학식 2]
   

   

   
   상기 화학식 1에서 R은

   

   ,

   

   ,

   

   , 또는

   

   임.
10. 제8항에 있어서, 상기 식물 재배용 조성물은 다음의 화학식 2-1로 표현되는 네크로엑스 화합물, 또는 이의 농학적으로 허용가능한 염 또는 이성질체를 포함하는 것인, 식물 재배 방법:
    [화학식 2-1]
    

    

    .
11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 식물은 식물체, 식물세포, 식물조직, 원형질체 (protoplast), 캘러스 (callus), 배축 (hypocotyl), 종자 (seed), 자엽 (cotyledon), 또는 신초 (shoot)인, 식물 재배 방법.
12. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 산화 스트레스 조건에서 수행되는, 식물 재배 방법.
13. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 산화 스트레스에 의한 식물의 잎의 백화 현상을 억제하는, 식물 재배 방법.
14. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 식물 내 활성산소 발생 또는 축적을 억제하는, 식물 재배 방법.
15. 다음의 화학식 1로 표현되는 네크로엑스 화합물, 또는 이의 농학적으로 허용 가능한 염 또는 이성질체를 포함하는, 식물 발아용 조성물:
    [화학식 1]
    

    

    
    상기 화학식 1에서,
    n은 1 내지 3의 정수이고,
    m은 0 또는 1의 정수이며,
    A는 페닐이고,
    X는 C이며,
    R¹은 수소 또는 C1-C6-알킬이고,
    R²는 수소, 할로겐, 시아노, 니트로, 하이드록시, 또는 C1-C6-알콕시이며,
    R³는 수소, 할로겐, 또는 C1-C6-알킬이고,
    R⁴는 -(CH₂)_tB-(R¹³)_l로 표현되며, t는 0 내지 3의 정수이고, B는 각각 N, S 및 O 원자 중에서 선택된 1 또는 2 개의 헤테로원자를 포함하는 5 내지 6원 헤테로사이클, 또는 C6-C10-아릴이고, l은 0 내지 2의 정수이고, R¹³은 수소, 시아노, 할로겐, 하이드록시, 옥소, 또는 티올이고,
    R⁵는 수소 또는 헤테로사이클릴-C1-C6-알킬이고, 여기에서 상기 헤테로사이클은 N 및 O 원자 중에서 선택된 1 내지 3개의 헤테로 원자를 포함하는 3 내지 8원 고리 화합물이고,
    R⁶는 -(CH₂)_p-Z-D-W-R¹⁴로 표현되며, 여기에서 p는 0 내지 3의 정수이며, Z는 직접결합을 나타내고, D는 직접결합을 나타내거나, 1 또는 2개의 N 원자를 포함하는 5 내지 6원 헤테로사이클, 또는 각각 N, O 및 S 원자 중에서 선택된 1 또는 2개의 헤테로원자를 포함하는 5 내지 6원 헤테로사이클이고, W는 직접결합을 나타내거나, -C(O)-, -C(O)O- 또는 -S(O)_y이며, 여기에서 yb는 1 또는 2의 정수이고, R¹⁴는 수소, 하이드록시, C1-C6-알킬, N, S 및 O 원자 중에서 선택된 1 내지 3개의 헤테로원자를 포함하는 5 내지 6원 헤테로사이클, 또는 C6-C10-아르-C1-C6-알킬임.
16. 제15항에 있어서, 상기 네크로엑스 화합물은 다음의 화학식 2로 표현되는 것인, 식물 발아용 조성물:
    [화학식 3]
    

    

    
    상기 화학식 1에서 R은

    

    ,

    

    ,

    

    , 또는

    

    임.
17. 제15항에 있어서, 상기 네크로엑스 화합물은 다음의 화학식 2-1로 표현되는 것인, 식물 발아용 조성물:
    [화학식 2-1]
    

    

    .
18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 산화 스트레스 조건에서 식물 발아에 사용하기 위한, 식물 발아용 조성물.
19. 제15항의 식물 발아용조성물을 식물 종자 또는 발아 배지에 적용하는 단계를 포함하는, 식물의 발아 방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 식물 발아용 조성물은 다음의 화학식 2로 표현되는 네크로엑스 화합물, 또는 이의 농학적으로 허용가능한 염 또는 이성질체를 포함하는 것인, 식물의 발아 방법:
    [화학식 2]
    

    

    
    상기 화학식 1에서 R은

    

    ,

    

    ,

    

    , 또는

    

    임.
21. 제19항에 있어서, 상기 식물 발아용 조성물은 다음의 화학식 2-1로 표현되는 네크로엑스 화합물, 또는 이의 농학적으로 허용가능한 염 또는 이성질체를 포함하는 것인, 식물의 발아 방법:
    [화학식 2-1]
    

    

    .
22. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 산화 스트레스 조건에서 수행되는, 식물의 발아 방법.
23. 다음의 화학식 1로 표현되는 네크로엑스 화합물, 또는 이의 농학적으로 허용 가능한 염 또는 이성질체를 포함하는, 식물 성장 촉진용 조성물:
    [화학식 1]
    

    

    
    상기 화학식 1에서,
    n은 1 내지 3의 정수이고,
    m은 0 또는 1의 정수이며,
    A는 페닐이고,
    X는 C이며,
    R¹은 수소 또는 C1-C6-알킬이고,
    R²는 수소, 할로겐, 시아노, 니트로, 하이드록시, 또는 C1-C6-알콕시이며,
    R³는 수소, 할로겐, 또는 C1-C6-알킬이고,
    R⁴는 -(CH₂)_tB-(R¹³)_l로 표현되며, t는 0 내지 3의 정수이고, B는 각각 N, S 및 O 원자 중에서 선택된 1 또는 2 개의 헤테로원자를 포함하는 5 내지 6원 헤테로사이클, 또는 C6-C10-아릴이고, l은 0 내지 2의 정수이고, R¹³은 수소, 시아노, 할로겐, 하이드록시, 옥소, 또는 티올이고,
    R⁵는 수소 또는 헤테로사이클릴-C1-C6-알킬이고, 여기에서 상기 헤테로사이클은 N 및 O 원자 중에서 선택된 1 내지 3개의 헤테로 원자를 포함하는 3 내지 8원 고리 화합물이고,
    R⁶는 -(CH₂)_p-Z-D-W-R¹⁴로 표현되며, 여기에서 p는 0 내지 3의 정수이며, Z는 직접결합을 나타내고, D는 직접결합을 나타내거나, 1 또는 2개의 N 원자를 포함하는 5 내지 6원 헤테로사이클, 또는 각각 N, O 및 S 원자 중에서 선택된 1 또는 2개의 헤테로원자를 포함하는 5 내지 6원 헤테로사이클이고, W는 직접결합을 나타내거나, -C(O)-, -C(O)O- 또는 -S(O)_y이며, 여기에서 yb는 1 또는 2의 정수이고, R¹⁴는 수소, 하이드록시, C1-C6-알킬, N, S 및 O 원자 중에서 선택된 1 내지 3개의 헤테로원자를 포함하는 5 내지 6원 헤테로사이클, 또는 C6-C10-아르-C1-C6-알킬임.
24. 제23항에 있어서, 상기 네크로엑스 화합물은 다음의 화학식 2로 표현되는 것인, 식물 성장 촉진용 조성물:
    [화학식 3]
    

    

    
    상기 화학식 1에서 R은

    

    ,

    

    ,

    

    , 또는

    

    임.
25. 제23항에 있어서, 상기 네크로엑스 화합물은 다음의 화학식 2-1로 표현되는 것인, 식물 성장 촉진용 조성물:
    [화학식 2-1]
    

    

    .
26. 제23항의 식물 발아용조성물을 식물 종자 또는 발아 배지에 적용하는 단계를 포함하는, 식물의 성장 촉진 방법.
27. 제26항에 있어서, 상기 식물 발아용 조성물은 다음의 화학식 2로 표현되는 네크로엑스 화합물, 또는 이의 농학적으로 허용가능한 염 또는 이성질체를 포함하는 것인, 식물의 성장 촉진 방법:
    [화학식 2]
    

    

    
    상기 화학식 1에서 R은

    

    ,

    

    ,

    

    , 또는

    

    임.
28. 제26항에 있어서, 상기 식물 발아용 조성물은 다음의 화학식 2-1로 표현되는 네크로엑스 화합물, 또는 이의 농학적으로 허용가능한 염 또는 이성질체를 포함하는 것인, 식물의 성장 촉진 방법:
    [화학식 2-1]
    

    

    .
    

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