KR20230162026A - 휴면 상태를 깨기 위한 숙시네이트 디히드로게나제 억제제 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 숙시네이트 디히드로게나제 억제제를 적용하여 목본 다년생 식물에서 발아를 촉진하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 숙시네이트 디히드로게나제 억제제를 적용하여 목본 다년생 식물에서 발아를 동기화하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 숙시네이트 디히드로게나제 억제제를 적용하여 목본 다년생 식물에서 성장을 촉진하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 목본 다년생 식물에 숙시네이트 디히드로게나제 억제제를 적용함으로써 발아를 촉진하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 목본 다년생 식물(woody perennial plants)에 숙시네이트 디히드로게나제 억제제를 적용함으로써 발아(bud break)를 동기화하는(synchronizing) 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 목본 다년생 식물에 숙시네이트 디히드로게나제 억제제를 적용함으로써 성장을 촉진하는 방법에 관한 것이다.
낙엽과수 및 포도덩굴과 같은 목본 다년생 식물은 적절한 열매 수확량을 얻기 위해 성장기 사이에 저온을 필요로 한다. 특히, 식물은 성장기가 끝날 때쯤 성장기 사이에 생존할 가능성이 더 높은 휴식 새싹을 발달시킨다. 이 새싹 단계는 휴면 상태라고 알려져 있다. 휴면 상태가 깨지고 목본 다년생 식물의 성장이 재개되기 위해서는, 일정 수준의 냉각이 필요하다. 효과적인 냉각은 냉각의 지속기간과 냉각 기간의 온도에 따라 결정된다. 일반적으로 온도가 상승하여 휴면 상태가 깨지고 동시에 개화 및 과일 발달이 이루어진다. 목본 다년생 식물의 휴면 상태가 깨지는 것을 발아라고 한다.
상업적으로 가장 성공적인 새싹 휴면 파괴 화학물질은 시안아미드 수소("HC: 시안아미드 수소")이다. HC는 Dormex®의 활성제이다(Dormex는 독일 AlzChem AG의 등록 상표이며 이로부터 입수가능함). 냉각 부족을 보완하는 것 외에도, HC는 과일 균일성과 과일 수확량을 증가시키는 더 이르고 더 동시적인 발아를 시작하는 데 사용되어 왔다. 그러나, HC는 독성이 매우 높으며 피부 및/또는 점막과의 접촉으로 인해 인체 건강에 해로운 영향을 미치는 것으로 나타났다. 문헌[Schep et al., The adverse effects of hydrogen cyanamide on human health: an evaluation of inquiries to the New Zealand National Poisons Centre. Clin Toxicol (Phila). 2009 47(1):58-60 및 Update: hydrogen cyanamide-related illnesses―Italy, 2002-2004, MMWR Morb Mortal Wkly Rep, 2005 Apr 29, 54(16), 405-408]을 참조한다. 더욱이, 높은 비율의 HC는 제철 식물 독성과 관련이 있으며 반복적으로 사용하면 포도나무 건강과 수확량이 장기적으로 감소할 수 있다.
따라서, 당해 기술분야에는 시안아미드 수소만큼 또는 그 이상으로 새싹 휴면성을 파괴할 수 있지만 식물 또는 동물 건강에 부정적인 문제를 일으키지 않는 조성물이 필요하다.
본 발명은 숙시네이트 디히드로게나제 억제제를 식물에 적용하는 단계를 포함하는 목본 다년생 식물에서 발아를 촉진하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 숙시네이트 디히드로게나제 억제제를 식물에 적용하는 단계를 포함하는 목본 다년생 식물에서 발아를 동기화하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 숙시네이트 디히드로게나제 억제제를 식물에 적용하는 단계를 포함하는 목본 다년생 식물에서 식물 성장을 촉진하는 방법에 관한 것이다.
본 출원인은 숙시네이트 디히드로게나제 억제제("SDHI": succinate dehydrogenase inhibitor)가 목본 다년생 식물의 발아를 촉진하고 동기화하며 목본 다년생 식물의 새싹 성장을 촉진한다는 것을 예기치 않게 발견하였다. SDHI는 특히 달러 스팟(dollar spot) 및 페어리 링(fairy ring)과 같은 잔디 질병을 방제하는 것으로 알려진 항진균 화합물의 한 종류이기 때문에 SDHI에 의한 목본 다년생 식물의 발아와 목본 다년생 식물의 새싹 성장의 촉진 및 동기화는 예상치 못한 일이다. 항진균 활성 외에, SDHI는 또한 선충류를 방제하는 것으로 나타났다.
한 실시형태에서, 본 발명은 유효량의 하나 이상의 숙시네이트 디히드로게나제 억제제를 식물, 바람직하게는 휴면 식물에 적용하는 단계를 포함하는 목본 다년생 식물에서 발아를 촉진하는 방법에 관한 것이다.
또 다른 실시형태에서, 본 발명은 추가로 유효량의 하나 이상의 숙시네이트 숙시네이트 디히드로게나제 억제제를 식물에 적용하는 단계를 포함하는 목본 다년생 식물에서 발아를 동기화하는 방법에 관한 것이다.
한 실시형태에서, 본 발명은 유효량의 하나 이상의 숙시네이트 디히드로게나제 억제제를 식물에 적용하는 단계를 포함하는 목본 다년생 식물에서 식물 성장을 촉진하는 방법에 관한 것이다. 바람직한 실시형태에서, 식물 성장은 새싹 중량의 증가이다.
본 발명에 사용하기에 적합한 SDHI는 비제한적으로 베노다닐, 벤조빈디플루피르, 빅사펜, 보스칼리드, 카르복신, 펜푸람, 플루오피람, 플루톨라닐, 플럭사피록사드, 푸라메트피르, 인피플럭삼, 이소페타미드, 이소피라잠, 말론산, 메프로닐, 메틸 말론산, 옥시카르복신, 펜플루펜, 펜티오피라드, 피디플루메토펜, 피라지플루미드, 세닥산, 티플루자미드, 이들의 혼합물 및 이들의 염을 포함한다. 바람직한 실시형태에서, SDHI는 말론산, 인피플럭삼, 펜티오피라드, 피디플루메토펜, 이들의 혼합물 및 이들의 염으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 보다 바람직한 실시형태에서, SDHI는 말론산, 인피플럭삼, 펜티오피라드, 피디플루메토펜, 이들의 혼합물 및 이들의 염으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 염은 비제한적으로 히드로클로라이드, 디히드레이트 히드로클로라이드, 히드로브로마이드, 히드로요오다이드, 니트레이트, 설페이트, 바이설페이트, 포스페이트, 산성 포스페이트, 이소니코티네이트, 아세테이트, 락테이트, 포타슘, 살리실레이트, 시트레이트, 타르트레이트, 판토테네이트, 바이타르트레이트, 아스코르베이트, 숙시네이트, 메실레이트, 말리에이트, 겐티시네이트, 푸마레이트, 탄네이트, 설페이트, 토실레이트, 에실레이트, 글루코네이트, 글루카로네이트, 사카레이트, 포르메이트, 벤조에이트, 글루타메이트, 메탄설포네이트, 에탄설포네이트, 벤젠설포네이트, p-톨루엔설포네이트 및 파모에이트(즉, 1,1'-메틸렌-비스-(2-히드록시-3-나프토에이트))염을 포함한다.
바람직한 실시형태에서, 유효량의 하나 이상의 SDHI는 약 1 내지 약 10,000 백만분율("ppm"), 바람직하게는 약 300 내지 약 10,000 ppm, 보다 바람직하게는 약 400 내지 약 2,000 ppm, 가장 바람직하게는 약 97.2, 194.4, 397.2, 486, 968, 1,428, 1,486, 3,000 또는 10,000 ppm이다.
목본 다년생 식물은 줄기가 자라난 땅으로 돌아가지 않는 식물을 지칭하며, 비제한적으로 포도덩굴, 키위덩굴, 핵과수(stone fruit trees) 예를 들어 비제한적으로 복숭아나무, 천도복숭아나무, 살구나무, 및 벚나무, 사과나무, 배나무, 블루베리 덤불, 나무 딸기(brambles) 예를 들어 라즈베리 및 블랙베리를 포함한다. 바람직한 실시형태에서, 목질 다년생 식물은 포도덩굴이다.
또 다른 실시형태에서, 목본 다년생 식물은 포도 덩굴을 포함하지 않는다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "싹 휴면 상태 파괴(breaking bud dormancy)" 또는 "발아(bud break)"라는 문구는 휴면 기간 이후에 싹으로부터 성장이 시작되는 것을 지칭한다.
본 명세서에 사용된 용어 "촉진하는(promoting)"은 더 일찍 개시하거나 향상시키는 것을 지칭한다.
본원에 사용된 바와 같이, 양, 비율, 중량 백분율 등과 관련된 모든 수치 값은 각 특정 값의 "약" 또는 "대략", 플러스 또는 마이너스 10%로 정의된다. 예를 들어, "적어도 5.0 중량%"이라는 문구는 "적어도 4.5 중량% 내지 5.5 중량%"로 이해되어야 한다. 따라서, 청구된 값의 10% 이내의 양도 또한 청구범위에 포함된다.
관사 하나의("a", "an") 및 그("the")는 문맥에서 달리 명시하지 않는 한 단수뿐만 아니라 복수도 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 본 발명의 방법은 목본 다년생 식물에서 발아 촉진에 관한 것이지만, 이는 다수의 목본 다년생 식물(예를 들어, 하나 초과의 포도 덩굴 또는 하나 초과의 목본 다년생 식물 종)에서의 발아 촉진을 포함할 수 있다.
본원에 사용된 "유효량"은 발아를 개선하거나 발아 동시성을 증가시키는 하나 이상의 SDHI 또는 이의 염의 양을 지칭한다. "유효량"은 무엇보다도 SDHI 또는 이의 염 농도, 처리되는 식물 종 또는 변종, 원하는 결과 및 식물의 수명 단계에 따라 달라질 것이다. 따라서, 정확한 "유효량"을 지정하는 것이 항상 가능한 것은 아니다.
이들 대표적인 실시형태는 결코 제한적이지 않으며 단지 본 발명의 일부 양태를 예시하기 위해 설명된다.
다음 실시예는 단지 예시로서 제공되며 제한적으로 제공되지는 않는다.
실시예
Dormex®를 시안아미드 수소의 공급원으로서 사용하였다. Dormex는 Alzchem Trostberg Gmbh의 등록 상표이며 이로부터 입수가능하다.
CAN17은 17-0-0 비료이다. CAN17은 질산암모늄과 질산칼슘에서 유도된 4.6% 암모늄질소 및 11.6% 질산성질소 및 1.3% 요소질소 및 8.8% 칼슘으로 총 질소 17%를 함유하고 있다. CAN17은 J.R. Simplot Company(미국 아이다호주 보이시 소재)에서 입수가능하다.
Excalia®를 인피플럭삼의 공급원으로서 사용하였다. Excalia는 Sumitomo Chemical Company Limited의 등록 상표이며 이로부터 입수가능하다.
Fontelis®를 펜티오피라드의 공급원으로서 사용하였다. Fontelis는 E. I. du Pont de Nemours and Company의 등록 상표이며 이로부터 입수가능하다.
Miravis®를 피디플루메토펜의 공급원으로서 사용하였다. Miravis는 Syngenta Participations AG의 등록 상표이며 이로부터 입수가능하다.
실시예 1 - 포도의 발아 촉진 및 동기화와 새싹 중량 증가
방법
발아를 촉진하고 동기화하며 새싹 중량을 증가시키는 SDHI의 능력을 평가하기 위해, SDHI를 온실에서 자란 화분에 심은 1년령 콩코드 포도나무의 새싹에 적용하고 발아(성장의 시작)를 조사하였다. 시안아미드 수소, 말로네이트(말론산), 인피플럭삼, 펜티오피라드 및 피디플루메토펜을 각각 5개의 마디로 가지치기한 5개의 화분에 심은 콩코드 포도 대목의 새싹에 개별적으로 적용하였다. 처리 후 5일째에 시작하여 주기적으로 식물의 발아에 대해 평가하였다. 처리 후 41일째에 식물의 새싹 중량을 평가하였다. 이러한 평가 결과는 아래 표 1에서 확인할 수 있다.
결과
표 1에서 볼 수 있듯이, 시험한 SDHI 각각은 효과가 없는 산업 표준 시안아미드 수소와 비교하여 50% 발아 일수를 감소시켰다.
구체적으로, 콩코드 포도 식물에 말로네이트 또는 펜티오피라드를 적용하면 50% 발아 시간을 7일로 감소시키거나 대조군에 비해 약 40% 더 빨라졌다. 또한, 인피플럭삼 또는 피디플루메토펜을 적용하면 50% 발아에 도달하는 시간을 9일로 감소시키거나 대조군보다 약 25% 더 빨라졌다. 50% 발아에 도달하는 시간은 발아 속도를 나타내며, 50% 발아에 도달하는 시간이 더 짧을 수록 발아는 더 빨라진다.
또한, 표 1에서 볼 수 있듯이, 대부분의 SDHI는 100% 발아까지의 일수를 감소시켰다. 구체적으로, 3,000 ppm의 말로네이트의 적용은 100% 발아까지의 일수를 19일로 감소시켰고(대조군 보다 10% 더 빠름) 10,000 ppm의 말로네이트의 적용은 17일로 감소시켰다(대조군 보다 19% 더 빠름). 인피플럭삼의 적용은 100% 발아까지의 일수를 17일로 감소시켰고 펜티오피라드의 적용은 13일로 감소시켰다(대조군 보다 38% 더 빠름). 100% 발아는 발아의 동시성을 나타내며 100% 발아까지의 일수가 더 짧을 수록 발아가 보다 동기화된다.
마지막으로, 표 1에서 볼 수 있듯이, 대부분의 SDHI는 새싹 중량을 증가시켰다. 구체적으로, 3,000 ppm의 말로네이트의 적용은 새싹 중량을 41.75그램으로 증가시켰고(대조군 보다 27% 더 많음) 10,000 ppm의 말로네이트의 적용은 51.4그램으로 증가시켰다(대조군 보다 58% 더 많음). 인피플럭삼의 적용은 새싹 중량을 47그램으로 증가시켰다(대조군 보다 44% 더 많음).
따라서, SDHI는 발아를 촉진하고 동기화할 수 있으며 포도의 새싹 중량을 증가시킬 수 있다.
실시예 2 - 포도의 발아 촉진 및 동기화
방법
발아를 촉진하고 동기화하며 새싹 중량을 증가시키는 SDGHI의 능력을 평가하기 위해, 온실에서 성장시킨 화분에 심은 1년령 콩코드 포도 덩굴의 새싹에 SDHI를 적용하고 발아(성장 개시)를 조사하였다. 시안아미드 수소, 말로네이트(말론산), 인피플럭삼, 및 말로네이트와 인피플럭삼의 혼합물을 5개의 마디로 가지치기한 5개의 화분에 심은 콩코드 포도 대목의 새싹에 각각 적용하였다. 처리 후 5일차에 시작하여 주기적으로 식물의 발아에 대해 평가하였다. 처리 후 41일차에 식물의 새싹 중량에 대해 평가하였다. 이러한 평가의 결과를 아래 표 2에서 확인할 수 있다.
혼합물이 예상치 못한 결과를 제공하는지를 결정하기 위해, 관찰된 결합 효능("OCE": observed combined efficacy)을 예상된 결합 효능("ECE": expected combined efficacy)으로 나누어서 OCE/ECE를 비율을 수득하였으며 여기서 예측된 ECE는 Abbott 방법에 의해 계산된다:
ECE = A + B - (AB/100),
상기 식에서, ECE는 예측된 결합 효능이고 여기서 A 및 B는 단일 활성 성분에 의해 제공되는 효능이다. 혼합물의 OCE와 혼합물의 ECE 사이의 비율이 1 초과인 경우, 예상보다 큰 상호작용이 혼합물에 존재하는 것이다. (문헌[Gisi, The American Phytopathological Society, 86:11, 1273-1279,1996]).
결과
표 2에서 볼 수 있듯이, 특정 농도의 시험된 SDHI 각각은 대조군에 비해 50% 발아까지의 일수를 감소시켰다. 구체적으로, 콩코드 포도 대목에 1,000 ppm, 3,000 ppm 및 10,000 ppm의 말로네이트를 적용하면 50% 발아까지의 시간을 24일로 감소시키거나 대조군에 비해 약 4% 더 빨라졌다. 또한, 486 ppm의 인피플럭삼을 적용하면 50% 발아를 22일로 감소시키거나 대조군에 비해 약 12% 더 빨라졌다.
300 ppm의 말로네이트 및 97.2 ppm의 인피플럭삼을 개별적으로 적용하면 50% 발아까지의 시간을 감소시키지 않았거나 50% 발아까지의 시간을 증가시키지 않았다(300 ppm 말로네이트의 경우 50% 발아까지 25일 및 97.2 ppm 인피플럭삼의 경우 50% 발아까지 27일) 그러나, 300 ppm 말로네이트와 97.2 ppm 인피플럭삼의 혼합물은 50% 발아까지의 시간을 22일로 감소시켰다. 이러한 감소로 인해 OCE/ECE 비율은 1.7이 되었으며 이는 예상치 못한 결과를 나타낸다.
또한, 표 2에서 볼 수 있듯이, 특정 농도의 SDHI 각각은 대조군에 비해 100% 발아까지의 일수를 감소시켰다. 구체적으로, 10,000 ppm의 말로네이트를 콩코드 포도 새싹에 적용하면 100% 발아까지의 시간을 12일로 감소시켰다(대조군 보다 25% 더 빠름). 486 ppm 및 972 ppm의 인피플럭삼의 적용은 100% 발아까지의 일수를 각각 13일 및 10일로 감소시켰다(각각, 대조군보다 19% 및 38% 더 빠름).
1000 ppm의 말로네이트 및 486 ppm의 인피플럭삼을 개별적으로 적용하면 100% 발아까지의 시간을 증가시키지 않았거나(100% 발아까지 26일) 100% 발아까지의 시간을 감소시키지 않았다(100% 발아까지 13일) 그러나, 1000 ppm 말로네이트와 486 ppm 인피플럭삼의 혼합물은 100% 발아까지의 시간을 9일로 감소시켰다. 이러한 감소로 인해 OCE/ECE 비율은 5.1이 되었으며 이는 예상치 못한 결과를 나타낸다. 따라서, SDHI는 발아를 촉진하고 동기화할 수 있다.
실시예 3 - 포도의 발아 촉진 및 새싹 중량 증가
방법
톰슨(Thompson) 씨 없는 포도를 2021년 재배 시즌 동안 남아프리카의 노던 케이프, 카노네일랜드의 들판에서 재배하였다. 시안아미드 수소, 말로네이트(말론산), 및 인피플럭삼을 자연 발아 2주 또는 4주 전에 포도 식물의 새싹에 각각 적용하였다. 첫 번째 발아 후 7일차 및 21일차에 식물의 발아에 대해 평가하였다. 이러한 평가 결과를 아래 표 3에서 확인할 수 있다.
결과
표 3에 나타난 바와 같이, 자연 발아 2주 전에 말로네이트 또는 인피플럭삼을 적용하면 첫 번째 발아 후 21일차에 싹이 터지는 백분율에 있어서 대조군에 비해 통계적으로 유의하게 증가하였다. 또한, 자연 발아 4주 전에 인피플럭삼을 적용한 결과 첫 번째 발아 후 21일차에 싹이 터지는 백분율에 있어서 대조군에 비해 통계적으로 유의하게 증가하였다. 따라서, 각각 자연 발아 2주 및 4주 전에 SDHI를 적용하면 산업 표준 Dormex®에 비해 발아 및 발아 동시성이 더 커진다.
표 4에 나타난 바와 같이, 자연 발아 2주 전에 말로네이트 또는 인피플럭삼을 적용하면 대조군 및 Dormex®에 비해 새싹 성장이 증가하였다. 구체적으로, 자연 발아 2주 전에 말로네이트 또는 인피플럭삼을 적용하면, 각각 대조군에 비해 44% 및 50% 증가하였고, Dormex®에 비해 11% 및 15% 증가하였다. 또한, 자연 발아 4주 전에 말로네이트 또는 인피플럭삼을 적용하면 대조군에 비해 새싹 성장이 증가하였다. 구체적으로, 자연 발아 4주 전에 말로네이트 또는 인피플럭삼을 적용하면 각각 대조군에 비해 20% 및 27% 증가하였다.
Claims (19)
- 유효량의 하나 이상의 숙시네이트 디히드로게나제 억제제(SDHI) 또는 이의 염을 식물에 적용하는 단계를 포함하는, 목본 다년생 식물(woody perennial plants)에서 발아(bud break)를 촉진하는 방법.
- 제1항에 있어서, 하나 이상의 SDHI는 말론산, 인피플럭삼, 펜티오피라드 및 피디플루메토펜으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
- 제1항에 있어서, 유효량은 약 1 내지 약 10,000 백만분율(ppm)인, 방법.
- 제3항에 있어서, 유효량은 약 300 내지 약 10,000 ppm인, 방법.
- 제1항에 있어서, 목본 다년생 식물은 포도덩굴, 키위덩굴, 핵과수(stone fruit trees), 사과나무, 배나무, 블루베리 덤불 및 나무 딸기(brambles)로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
- 제5항에 있어서, 목본 다년생 식물은 포도덩굴인, 방법.
- 유효량의 하나 이상의 숙시네이트 디히드로게나제 억제제(SDHI) 또는 이의 염을 식물에 적용하는 단계를 포함하는, 목본 다년생 식물에서 발아를 동기화하는(synchronizing) 방법.
- 제7항에 있어서, 하나 이상의 SDHI는 말론산, 인피플럭삼, 펜티오피라드 및 피디플루메토펜으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
- 제7항에 있어서, 유효량은 약 1 내지 약 10,000 백만분율(ppm)인, 방법.
- 제9항에 있어서, 유효량은 약 300 내지 약 10,000 ppm인, 방법.
- 제7항에 있어서, 목본 다년생 식물은 포도덩굴, 키위덩굴, 핵과수, 사과나무, 배나무, 블루베리 덤불 및 나무 딸기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
- 제11항에 있어서, 목본 다년생 식물은 포도덩굴인, 방법.
- 유효량의 하나 이상의 숙시네이트 디히드로게나제 억제제(SDHI) 또는 이의 염을 식물에 적용하는 단계를 포함하는, 목본 다년생 식물에서 식물 성장을 증가시키는 방법.
- 제13항에 있어서, 하나 이상의 SDHI는 말론산, 인피플럭삼, 펜티오피라드 및 피디플루메토펜으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
- 제13항에 있어서, 유효량은 약 1 내지 약 10,000 백만분율(ppm)인, 방법.
- 제15항에 있어서, 유효량은 약 300 내지 약 10,000 ppm인, 방법.
- 제13항에 있어서, 목본 다년생 식물은 포도덩굴, 키위덩굴, 핵과수, 사과나무, 배나무, 블루베리 덤불 및 나무 딸기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
- 제17항에 있어서, 목본 다년생 식물은 포도덩굴인, 방법.
- 제13항에 있어서, 식물의 새싹 중량(shoot weight)이 증가되는, 방법.
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