KR102598633B1 - 크리소에리올 7 또는 코클리오퀴논 9 화합물을 유효성분으로 함유하는 식물병 방제용 조성물 및 이의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 크리소에리올 7(chrysoeriol 7) 또는 코클리오퀴논 9(cochlioquinone 9); 또는 이들의 농약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 함유하는 식물병 방제용 조성물, 및 상기 조성물을 식물체에 처리하는 단계를 포함하는 식물병 방제 방법에 관한 것이다.

Description

크리소에리올 7 또는 코클리오퀴논 9 화합물을 유효성분으로 함유하는 식물병 방제용 조성물 및 이의 용도{Composition for controlling plant disease comprising chrysoeriol 7 or cochlioquinone 9 compound as effective component and uses thereof}
본 발명은 크리소에리올 7(chrysoeriol 7) 또는 코클리오퀴논 9(cochlioquinone 9) 화합물을 유효성분으로 함유하는 식물병 방제용 조성물 및 이의 용도에 관한 것이다.
쌀(Oryza sativa L.)은 세계 인구의 50% 이상을 위한 주요 식량 작물로 세계에서 가장 중요한 작물 중 하나이다. OECD, FAO, 그리고 다른 국제 기구들의 농업 전망에 대한 보고서에 따르면, 세계 인구는 2050년까지 약 96억에 달할 것이고 식량 수요는 60% 이상 증가할 것이다. 빠르게 증가하는 인구의 수요를 충족시키기 위해서는 향후 수십 년 동안 쌀 생산의 현저한 증가가 필요하다.
그러나 자연환경에서 쌀은 해충, 선충, 바이러스, 박테리아, 곰팡이와 같은 병원균의 공격을 받기 쉽다. 이러한 공격은 쌀에 병을 유발하고 전세계적으로 상당한 수확량 손실을 초래하여 쌀 공급과 세계 식량 안보를 위협한다. 이동하는 곤충들 또한 아시아에서 큰 문제를 일으키는데, 특히 작은 벼멸구(small brown planthopper, SBPH; Laodelphax striatellus Fallen), 벼멸구(BPH; Nilaparvata lugens) 및 흰등멸구(white-backed planthopper, WBPH; Sogatella furcifera Horvath)가 동남아시아에서 심각한 피해를 입히는 것으로 잘 알려져 있다.
일부 식물 추출물 유래 화합물은 생물활성 물질을 포함하고 있고 인간에게는 거의 해를 주지 않기 때문에, 환경 친화적인 농업에서 농약 대체물로 인식되었다. 3'-0-메틸루테올린(3'-0-methylluteolin)으로도 알려진 크리소에리올(chrysoeriol)은 3'-O-메틸화 플라보노이드이다. 크리소에리올은 주로 Eriodictyon glutinosum Bentham의 잎에서 발견되며, 다양한 식물, 채소, 과일, 꽃에도 존재한다. 크리소에리올은 항산화, 항염증, 항균, 항바이러스 특성 때문에 과학적으로 큰 관심을 받고 있다. 크리소에리올에 결합된 글루코사이드는 병원균과 곤충의 침입에 대한 중요한 방어 역할을 하는 이소플라보노이드이다. 크리소에리올은 다양한 병원균에 대해 항균 활성을 가지고 있다. 특히, 열대열말라리아원충(Plasmodium falciparum)에 의해 야기되는 말라리아 약인 아르테미시닌(artemisinin) 유도체를 포함하고 있는 것으로 밝혀졌다. 크리소에리올은 항산화 효소인 헴 옥시게나제(heme oxygenase, HO)-1의 발현을 강하게 유도하고, 동시에 전사인자 Nrf2의 핵내 이동을 촉진하여 항산화 효과를 강화한다. 또한 AP-1 활성을 차단하여 산화질소 합성효소의 유도를 강력하게 억제한다.
곤충이 잎에 침입하면, 상처 주변에서 곰팡이가 자라고 다양한 흥미로운 식물 독소를 만들어낸다. 곰팡이는 식물 스트레스를 유발하는 식물 독소를 생산하지만, 동시에 곤충의 공격으로부터 식물을 보호하기 위한 물질도 생산한다. 코클리오퀴논(cochlioquinone)은 클루시아(Clusia) spp.에 의해 변형된 곰팡이의 플라보노이드이자 항균 화합물이다. WBPH는 곰팡이를 잎 내로 유도하고, 이는 코클리오퀴논 A를 생산한다. 기생 곰팡이인 코클리오볼루스 미야베아누스(Cochliobolus miyabeanus)는 작은 대사 산물로 노란색 색소인 코클리오퀴논(Cochlioquinone) A와 B를 생산한다. 이들의 혼합 생합성은 방향족 전구체에 파르네실(farnesyl) 단위를 도입함으로써 발생하며, 방향족 전구체는 메티오닌으로부터 2차 메틸기가 유도된다. 코클리오퀴논은 생물학적 활성 물질이며, 때때로 특정 3H 이버멕틴(ivermectin) 결합 부위를 경쟁하는 선충제로 사용된다. 바이폴라리스 제이콜라(Bipolaris zeicola)로부터 분리된 코클리오퀴논 A1는 강력한 신생혈관억제제로 사용된다.
한편, 한국공개특허 제2017-0095970호에는 하나 이상의 바이오플라보노이드를 포함하는 '항미생물 조성물'이 개시되어 있고, 한국공개특허 제2016-0114424호에는 '흰등멸구를 접종한 벼로부터 크리소에리올을 분리하는 방법'이 개시되어 있으나, 본 발명의 '크리소에리올 7 또는 코클리오퀴논 9 화합물을 유효성분으로 함유하는 식물병 방제용 조성물 및 이의 용도'에 대해서는 기재된 바가 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자는 흰등멸구(whitebacked planthopper; Sogatella furcifera) 저항성 물질로 알려진 두 개의 플라보노이드 화합물을 벼 식물체로부터 추출하고, 상기 화합물들의 항미생물 활성을 다양한 병원성 세균 및 곰팡이를 대상으로 분석한 결과, 크리소에리올 7(chrysoeriol 7) 화합물은 푸사리움 그라미네아룸(Fusarium graminearum) 및 피시움 그라미니콜라(Pythium graminicola)에 대해, 코클리오퀴논 9(cochlioquinone 9) 화합물은 클라도스포리움 헤르바룸(Cladosporium herbarum), 클라도스포리움 클라도스포리오이데스(C. cladosporioides), 지베렐라 제아에(Gibberella zeae), 푸사리움 그라미네아룸 및 피시움 그라미니콜라에 대해 우수한 항진균 활성이 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 크리소에리올 7(chrysoeriol 7) 또는 코클리오퀴논 9(cochlioquinone 9); 또는 이들의 농약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 함유하는 식물병 방제용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 조성물을 식물체에 처리하는 단계를 포함하는 식물병 방제 방법을 제공한다.
본 발명의 조성물은 곰팡이 병원체에 대한 생육 저해 효과가 우수한 크리소에리올 7(chrysoeriol 7) 또는 코클리오퀴논 9(cochlioquinone 9) 화합물을 유효성분으로 포함하고 있으므로, 식물체의 생산력 향상에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
도 1은 크리소에리올 7(C7) 및 코클리오퀴논 9(C9) 화합물의 LC/MS 결과이다. 유량은 320℃ 모세관 온도와 49V의 모세관 전압으로 일관되게 50 ㎕/min으로 하였다. (A) 크리소에리올 7. 질량: 267.36 및 381.37 m/z, 5,7-dihydroxy-2-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)chromen-4-one, C16H12O6, molecular weight = 300.26 g/mol. (B) 코클리오퀴논 9. 질량: 381.38 및 480.40 m/z, (3R)-9-[(1S,2R,3S)-2-acetyloxy-1,3-dimethylpentyl]-1,2,3,4aβ,5,6,6a,12,12aβ,12b-decahydro-12β-hydroxy-3α-(1-hydroxy-1-methylethyl)-6aα,12bα-dimethylpyrano[3,2-a]xanthene-8,11-dione, C30H44O8, molecular weight = 532.7 g/mol.
도 2는 C7(왼쪽) 및 C9(오른쪽) 화합물의 항미생물 활성 결과이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 크리소에리올 7(chrysoeriol 7) 또는 코클리오퀴논 9(cochlioquinone 9); 또는 이들의 농약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 함유하는 식물병 방제용 조성물을 제공한다.
본 발명의 식물병 방제용 조성물에 있어서, 상기 크리소에리올 7(chrysoeriol 7) 또는 코클리오퀴논 9(cochlioquinone 9)는 플라보노이드 화합물이다. 크리소에리올 7(5,7-dihydroxy-2-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)chromen-4-one)은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물이며, 코클리오퀴논 9((3R)-9-[(1S,2R,3S)-2-acetyloxy-1,3-dimethylpentyl]-1,2,3,4aβ,5,6,6a,12,12aβ,12b-decahydro-12β-hydroxy-3α-(1-hydroxy-1-methylethyl)-6aα,12bα-dimethylpyrano[3,2-a]xanthene-8,11-dione)는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물이다.
본 명세서에서 용어 "농약학적으로 허용 가능한 염"이라 함은, 예를 들어, 금속염, 유기 염기와의 염, 무기산과의 염, 유기산과의 염, 염기성, 또는 산성 아미노산과의 염 등이 포함될 수 있다. 적합한 금속염은, 예를 들어, 나트륨염, 칼륨염 등과 같은 알칼리 금속염; 칼슘염, 마그네슘염, 바륨염 등과 같은 알칼리 토금속염; 알루미늄염 등이 포함될 수 있다. 유기 염기와의 염은, 예를 들어, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 피리딘, 피콜린, 2,6-루티딘, 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 시클로헥실아민, 디시클로헥실아민, N,N-디벤질에틸렌디아민 등과의 염이 포함될 수 있다. 무기산과의 염은, 예를 들어, 염산, 브롬화수소산, 질산, 황산, 인산 등과의 염이 포함될 수 있다. 유기산과의 염은, 예를 들어, 포름산, 아세트산, 트리플루오로아세트산, 프탈산, 푸마르산, 옥살산, 타르타르산, 말레인산, 시트르산, 숙신산, 메탄술폰산, 벤젠술폰산, p-톨루엔술폰산 등과의 염이 포함될 수 있다. 염기성 아미노산과의 염은, 예를 들어, 알기닌, 라이신, 오르니틴 등과의 염이 포함될 수 있다. 산성 아미노산과의 염은, 예를 들어, 아스파르트산, 글루탐산 등과의 염이 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 식물병 방제용 조성물에 있어서, 상기 식물병은 곰팡이에 의해 유발되는 병일 수 있고, 상기 곰팡이는 푸사리움 그라미네아룸(Fusarium graminearum), 피시움 그라미니콜라(Pythium graminicola), 클라도스포리움 헤르바룸(Cladosporium herbarum), 클라도스포리움 클라도스포리오이데스(C. cladosporioides) 및 지베렐라 제아에(Gibberella zeae)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현 예에 있어서, 크리소에리올 7(chrysoeriol 7) 화합물은 푸사리움 그라미네아룸(Fusarium graminearum) 및 피시움 그라미니콜라(Pythium graminicola)에 대해, 코클리오퀴논 9(cochlioquinone 9) 화합물은 클라도스포리움 헤르바룸(Cladosporium herbarum), 클라도스포리움 클라도스포리오이데스(C. cladosporioides), 지베렐라 제아에(Gibberella zeae), 푸사리움 그라미네아룸 및 피시움 그라미니콜라에 대해 우수한 항진균 활성을 나타내었다.
본 발명의 식물병 방제용 조성물은 농약학적으로 허용가능한 담체 및/또는 부형제를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 조성물에 포함되는 부형제는 농업 분야에서 통상적으로 사용되고 있는 것으로, 예를 들면, 규조토, 소석회 등의 산화물, 인회석 등의 인산염, 석고 등의 황산염, 클레이, 카올린, 벤토나이트, 산성백토, 석영, 실리카 등의 광물질 분말 등의 고체 담체와 충진제, 항응집제, 계면활성제, 유화제, 방부제 등을 추가하여 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 조성물을 식물에 처리하여 활성성분이 신속방출, 서방출, 지연된 방출할 수 있도록 당업계에서 공지된 방법을 사용하여 제형화할 수 있다. 제형화를 위해서는 통상적으로 사용하는 계면활성제, 희석제, 분산제, 보조제 등의 첨가제를 활성성분과 배합하여 수화제, 현탁제, 유제, 유탁제, 미탁제, 액제, 분산성 액제, 입상수화제, 입제, 분제, 액상수화제, 수면부상성입제, 정제 등 각종 형태로 제제화하여 사용할 수 있다
본 발명에 따른 식물병 방제용 조성물은 예를 들어 직접 분사가능한 용액, 분말 및 현탁액의 형태 또는 고농축 수성, 유성 또는 다른 현탁액, 분산액, 에멀젼, 유성 분산액, 페이스트, 분진, 흩뿌림 물질 또는 과립제로 제조할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 상기 식물병 방제용 조성물은 분사, 분무, 살포, 흩뿌림 또는 붓기에 의해 사용될 수 있다. 사용 형태는 의도한 목적에 의존하는데, 모든 경우에 본 발명에 따른 조성물의 분포가 가능한 한 미세하고 균일하도록 해야 한다.
본 발명의 식물병 방제용 조성물은 다양한 형태로 제제화할 수 있다. 상기 제제는 예를 들어 용매 및/또는 담체를 첨가함으로서 제조될 수 있다. 종종, 비활성 첨가제 및 표면-활성 물질, 예를 들어 유화제 또는 분산제를 제제에 혼합한다. 적합한 표면-활성 물질은 방향족 술폰산(예를 들어 리그노술폰산, 페놀-술폰산, 나프탈렌- 및 디부틸나프탈렌술폰산), 지방산, 알킬- 및 알킬아릴술포네이트, 알킬 라우릴 에테르, 지방 알코올 술페이트의 알칼리 금속, 알카라인 토금속, 암모늄염, 술페이트화 헥사-, 헵타- 및 옥타데칸올, 지방 알코올 글리콜 에테르의 염, 술포네이트 나프탈렌 및 이의 유도체, 포름알데히드의 축합물, 나프탈렌 또는 나프탈렌술폰산, 페놀 및 포름알데히드의 축합물, 폴리옥시에틸렌옥틸 페놀 에테르, 에톡실화 이소옥틸-, 옥틸- 또는 노닐페놀, 알킬페닐 또는 트리부틸페닐 폴리글리콜 에테르, 알킬아릴폴리에테르 알코올, 이소트리데실 알코올, 지방 알코올/에틸렌 옥사이드 축합물, 에톡실화 피마자유, 폴리옥시에틸렌 알킬에테르 또는 폴리옥시프로필렌, 라우릴 알코올 폴리글리콜 에테르 아세테이트, 소르비톨 에스테르, 리그닌-술파이트 폐액 또는 메틸셀룰로오스일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
적합한 고형 담체 물질은 원칙적으로, 모두 다공성이고, 농업적으로 허용가능한 담체, 예를 들어 광물토류(예컨대 실리카, 실리카 겔, 실리케이트, 활석, 고령토, 석회암, 석회, 초크, 보울, 황토, 점토류, 백운석, 규조 토류, 황산칼슘, 황산 마그네슘, 산화마그네슘, 분쇄 합성물질), 비료(예컨대 황산암모늄, 인산암모늄, 질산암모늄, 우레아), 식물성 제품(예컨대 곡물 가루, 나무 껍질 가루, 목분(wood meal) 및 견과 껍질 가루) 또는 셀룰로오스 분말일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 상기 고형 담체는 1종류 또는 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
본 발명의 식물병 방제용 조성물은 관주용, 침지용, 엽면 살포용, 종자 소독용 또는 농기구 소독용으로 사용될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 식물병 방제용 조성물은 유효성분으로서 크리소에리올 7(chrysoeriol 7) 또는 코클리오퀴논 9(cochlioquinone 9)를 단독으로, 또는 2종 이상의 다른 항균/항진균 물질 등과 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 식물병 방제용 조성물은 작물체 흡수 및 효과를 증진시키기 위하여 확산제 및 침투제, 또는 계면활성제와도 혼용이 가능하다.
본 발명은 또한, 본 발명의 상기 식물병 방제용 조성물을 식물체에 처리하는 단계를 포함하는 식물병 방제 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 식물병 방제용 조성물은 크리소에리올 7(chrysoeriol 7) 또는 코클리오퀴논 9(cochlioquinone 9)를 유효성분으로 포함하는 조성물이다.
본 발명에 따른 식물병 방제 방법에 있어서, 상기 식물병은 전술한 것과 같다.
본 발명의 조성물은 통상의 방법으로 식물에 처리될 수 있다. 식물에 적용함에 있어서는 식물체의 잎, 줄기, 가지, 뿌리, 종자에 직접 처리 살포 또는 도포하거나, 논이나 밭 등의 일반적인 재배 토양 또는 육묘용 상토나 배지에 혼화처리하거나, 또는 물속에서 재배되는 식물체의 경우는 병해를 방제하기 위하여 수면에 처리할 수 있다. 구체적인 적용방법은 도포 처리, 침지 처리, 훈증 처리 또는 살포 처리이며, 예컨대 조성물을 토양, 식물의 잎, 줄기, 종자, 꽃 또는 열매에 살포할 수 있다. 본 발명의 조성물을 식물에 적용하기 위하여 물 또는 적절한 매체에 희석하여 사용할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
재료 및 방법
1. 흰등멸구 사육 및 식물 재료
농촌진흥청 국립농업과학원에서 50개의 수컷 및 암컷 흰등멸구(WBPH)를 얻었다. 사육장은 아크릴 판(50 x 50 x 40 cm)으로 만들어졌으며 뒷면에는 통풍 및 급수용으로 100 ㎛ 메시 그물을 사용하였다다. 곤충 사육장은 27±1℃의 온도, 60~70%의 습도, 16시간 주기의 2000 lux의 광도 조건에서 유지되었다. 추청벼는 WBPH가 가장 선호하는 쌀 품종 중 하나로 WBPH의 식용으로 사용되었다. 20~25 g의 씨앗을 스포탁 농약을 사용하여 살균한 다음 물에 담근 후 33℃의 인큐베이터에 3일 동안 두었으며, 매일 아침 깨끗한 물로 세척하였다. 21 x 14 x 5 cm 플라스틱 용기에 파종하고 충분한 수분을 공급한 후, 식물은 28℃에서 2~3일 동안 어두운 상태에 두었고, 그 후 1~2주 동안 온실에서 재배한 유묘의 2개 또는 3개의 잎을 먹이로 공급하였다. 먹이는 매주 교체하며 다음 세대 WBPH가 지속되도록 도왔다. WBPH가 2 또는 3령(instar)에 있을 때, 청청벼, 낙동벼, TN1벼와 같은 식물 재료에 접종되었다.
청청, 낙동, TN1은 2018년 군위에 위치한 경북대학교 실험장에서 수확되었다. 청청은 내성이 강한 재배종이고, 낙동과 TN1은 WBPH에 민감한 재배종이다. 60 g의 씨앗을 33℃에서 물 1 L에 넣어 3일간 살균한 후 매일 아침 깨끗한 물로 세척하였다. 플라스틱 용기(21 x 14 x 5 cm)에 파종하고 충분한 수분을 공급한 후, 식물은 2~3일 동안 28℃의 어두운 환경에서 재배한 다음 온실 안에서 재배되었다. 2 또는 3령의 WBPH 50개를 일주일 동안 충청, 낙동, TN1에 접종하였다.
2. 세균 및 곰팡이 병원체
농촌진흥청 국립농업과학원에서 벼에 질병을 일으키는 2종의 박테리아와 11종의 곰팡이를 얻었다(표 1). 동결 건조된 박테리아는 Luria-Bertani (LB) 배지 5 mL에 현탁하여 30℃, 130 rpm의 교반속도로 3일간 배양되었다. 동결건조 곰팡이는 멸균 증류수 0.3~0.5 mL를 첨가하여 부유시킨 후, 피펫을 사용하여 potato dextrose agar (PDA) 고체배지에 0.1 mL를 접종하고 25℃에서 1주일 동안 배양하였다. 배양 후 균주의 성장과 오염을 확인되었으며 순수 배양 균주가 실험에 사용되었다.
3. 화합물의 추출 및 분리
WBPH를 접종한 청청, 낙동, TN1의 잎을 자른 후 액체질소를 첨가하여 막자사발로 갈았다. 각 잎은 35g이 사용되었다. 그런 다음 1000 mL 엘렌마이어 플라스크에 식물 시료 35g과 70% 메탄올 350 mL를 첨가하고 20℃에서 130 rpm의 속도로 교반하며 밤새 반응시켰다. 여과지(Whatman Grade 2 필터 용지 지름: 15 cm, 공극 크기: 8 uL)를 깔때기에 고정하고 샘플을 여과지에 붓고, 이 여과 과정을 두 번 반복하였다.
샘플은 동일한 부피의 n-헥산을 사용하여 세척되었다. 동일한 양의 샘플과 n-헥산을 분리 유리에 첨가하고 몇 분 동안 흔들었다가 용액의 바닥층을 수집하기 전에 층이 완전히 분리될 때까지 방치하였다. 샘플은 회전 증발기를 사용하여 농축되었다. 농도는 30℃의 수조 온도, -3~5℃의 냉각용액, 6~8의 속도 조건에서 수행되었다. 샘플은 부피가 약 10 mL가 될 때까지 농축되었다가 가열 블록을 사용하여 더 농축되었다. 각 튜브의 샘플이 약 0.3 mL가 될 때까지 60℃에서 가열되었다.
125 g의 실리카겔 60을 깔때기를 사용하여 유리 컬럼(직경 10 x 250 mm)에 부었다. 실리카 겔을 20% 메탄올로 세척한 후, 농축한 샘플을 실리카 겔이 잠길 때까지 첨가하였다. 20 mL 용액을 컬럼에 붓고 용액이 떨어질 때까지 기다렸다. 용출 구배는 4% 메탄올과 20% 아세톤이었다. 모든 샘플이 떨어질 때까지 튜브에 용액을 모은 후, 용출액을 50℃에서 가열 블록으로 건조시켰다. 건조 후 클로로포름:메탄올:1-부탄올:물 = 4:5:6:4의 이동상을 가지는 TLC 실리카 겔 60F254 플레이를 사용하여 화합물을 확인하였다.
화합물이 포함된 실리카 매트릭스는 C7과 C9를 분리하기 위해 절단하였다. 그런 다음 각 화합물은 작은 컬럼을 사용하여 실리카 매트릭스로부터 분리하고, 4% 메탄올(in 100% 아세톤) 20 mL을 사용하여 용리하여 정제된 화합물을 얻었다. 화합물의 순도는 TLC 실리카겔 60F254 플레이트로 확인하였다.
4. LC/MS
본 발명자는 MSQ Plus Single Quadrupole 질량 분광계(Termo Fisher Scientific, USA)를 사용하여 화합물을 분석하였다. 주입농도는 50% 메탄올(in 0.1% formic acid)을 사용한 1:1000 희석시료였으며, 유량은 50 L/min이었다.
5. 화합물의 항미생물 활성 테스트
분리된 화합물은 가열 블록을 사용하여 건조시키고 증류수를 이용하여 3개 농도(100 ppm, 500 ppm, 1,000 ppm)로 녹인 후 0.1 mL를 배지에 가했다. 박테리아의 경우, 액체 LB 배지를 증류수에 현탁시켜 600 nm에서 OD 값 1.0으로 맞춘 후, 0.1 mL의 박테리아 배양액을 피펫을 사용하여 LB 배지에 떨어뜨려 암 조건의 30℃에서 배양하였다. 곰팡이류의 경우, 배양된 균사체의 일부(0.5 x 0.5 cm)를 PDA 배지에 옮겨 암 조건, 25℃에서 배양하였다. 접종 후 1~2주간의 성장률을 확인하였고, 군집의 직경을 측정하였다. 화합물에 의한 성장 억제율(%)의 계산은 다음 공식을 사용하였다.
6. 통계 분석
모든 실험은 최소 3회 반복되었으며 통계 분석은 SPSS 프로그램(IMSPSS Statistics 버전 22, IBMSPSS Statistics 버전 22; Redmond, USA)을 사용하여 수행되었다.
실시예 1. 품종에 따른 화합물 추출 효율
흰등멸구에 접종된 벼로부터 크리소에리올 7(chrysoeriol 7, C7)과 코클리오퀴논 9(cochlioquinone 9, C9)을 분리하였다. C7의 경우 청청, 낙동, TN1 벼에서 각각 1.7 mg, 3.6 mg, 12.1 mg이 확인되었고, C9의 경우 각각 9.0 mg, 4.1 mg, 14.0 mg이 분리되었다. C7과 C9 모두 TN1 품종에서 가장 높은 양이 얻어졌다.
실시예 2. LC/MS 데이터
LC/MS 분석을 수행하여 화합물을 식별하였다. C7과 C9의 LC/MS 크로마토그램은 도 1과 같다. 양수 및 음수 LC/MS 데이터에서 C7은 분자량이 267.36 및 381.37 m/z, C9는 분자량이 381.38 및 480.40 m/z로 밝혀졌다.
실시예 3. 화합물을 이용한 항미생물 활성
항균 활성 시험에서, 크리솔에리올 7(C7) 처리 농도 의존적으로 푸사리움 그라미네아룸(Fusarium graminearum) 및 피시움 그라미니콜라(Pythium graminicola)의 성장 억제가 확인되었다(p < 0.05)(도 2). 접종 1주일 후 푸사리움 그라미네아룸(F. graminearum)의 억제율은, C7 처리 농도 100 ppm, 500 ppm 및 1,000 ppm에서 각각 10.9%, 26.6%, 및 28.7%였다. 또한, 접종 1주일 후 피시움 그라미니콜라(P. graminicola)의 억제율은 C7 처리 농도 100 ppm, 500 ppm 및 1,000 ppm에서 각각 22.6%, 48.54%, 62.27%로 확인되었다(표 2 및 3).
코클리오퀴논 9(C9)의 항균 활성 시험에서는 클라도스포리움 헤르바룸(Cladosporium herbarum), 클라도스포리움 클라도스포리오이데스(C. cladosporioides), 지베렐라 제아에(Gibberella zeae), 푸사리움 그라미네아룸(F. graminearum) 및 피시움 그라미니콜라(P. graminicola)의 성장 억제가 확인되었다(p < 0.05). 접종 1주 후 클라도스포리움 헤르바룸(C. herbarum)의 억제율은 C9 처리 농도 100 ppm, 500 ppm, 1,000 ppm에서 각각 5.0%, 9.9%, 10.1%였다. 클라도스포리움 클라도스포리오이데스(C. cladosporioides)의 억제율은 각각 12.4%, 14.3%, 15.5%로 확인되었으며, 지베렐라 제아에(G. zeae)의 억제율은 각각 7.6%, 8.1%, 24.6%로, C9 1,000 ppm 처리 농도에서 억제율이 현저하게 높은 것을 알 수 있었다. 푸사리움 그라미네아룸(F. graminearum)의 억제율은 각각 9.7%, 11.3%, 20.7%였으며, 피시움 그라미니콜라(P. graminicola)의 억제율은 각각 26.4%, 27.3%, 36.2%로 비교적 높은 억제율을 보여주었다(표 4 및 표 5).
푸사리움 그라미네아룸(F. graminearum) 및 피시움 그라미니콜라(P. graminicola)는 C7과 C9 화합물 모두에 의해 생장이 억제되는 것이 관찰되었다. 푸사리움 그라미네아룸에 대한 항진균 활성은 C7에서 약간 더 높았고, 피시움 그라미니콜라에 대한 항진균 활성은 C7에서 더 높았다. 그러나, C7 및 C9 화합물 모두 박테리아에 대한 항균 활성은 나타내지 못했다. 이상의 결과는 크리소에리올 7(chrysoeriol 7) 또는 코클리오퀴논 9(cochlioquinone 9) 화합물이 진균류 병원체에 의해 유발되는 식물체의 질병 방제용 성분으로 유용하게 활용될 수 있음을 시사하였다.

Claims (7)

  1. 크리소에리올 7(chrysoeriol 7) 또는 코클리오퀴논 9(cochlioquinone 9); 또는 이들의 농약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 함유하는 곰팡이에 의해 유발되는 식물병 방제용 조성물로서,
    상기 곰팡이는 피시움 그라미니콜라(Pythium graminicola), 클라도스포리움 헤르바룸(Cladosporium herbarum), 클라도스포리움 클라도스포리오이데스(C. cladosporioides) 및 지베렐라 제아에(Gibberella zeae)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 곰팡이에 의해 유발되는 식물병 방제용 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 농약학적으로 허용가능한 담체 또는 부형제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 곰팡이에 의해 유발되는 식물병 방제용 조성물.
  5. 제1항 또는 제4항의 조성물을 식물체에 처리하는 단계를 포함하는 곰팡이에 의해 유발되는 식물병 방제 방법으로서,
    상기 곰팡이는 피시움 그라미니콜라(Pythium graminicola), 클라도스포리움 헤르바룸(Cladosporium herbarum), 클라도스포리움 클라도스포리오이데스(C. cladosporioides) 및 지베렐라 제아에(Gibberella zeae)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 곰팡이에 의해 유발되는 식물병 방제 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
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