KR20060105918A - 식물의 생장 촉진 및 저장성 개선을 위한 조성물, 방법 및키트 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 방법은 리소포스파티딜에탄올아민 및 실리케이트를 함께 식물에 처리하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 유독한 화학물질에 의존하지 않고서도, 식물의 성장을 촉진하여 작물의 생산량을 높임과 동시에, 수확 후의 작물의 저장성을 향상시키고, 농산물의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

리소포스파티딜에탄올아민, 소디움 실리케이트, 포타슘 실리케이트, 식물

Description

식물의 생장 촉진 및 저장성 개선을 위한 조성물, 방법 및 키트{Composition, Method and Kit for Promoting Plant Growth and Improving Plant Preservation}

도 1은 크림슨에 각 처리를 연속 2회 수행한 결과를 크림슨의 수확량으로 나타낸 그래프이다.

도 2는 크림슨에 각 처리를 1회 단일 수행한 결과를 크림슨의 수확량으로 나타낸 그래프이다.

도 3은 레드 글로브에 각 처리를 연속 2회 수행한 결과를 레드 글로브의 수확량으로 나타낸 그래프이다.

도 4는 10% LPE를 각각 20ppm, 50ppm의 농도로 단독 처리한 경우의 ROS에 관한 그래프이다.

도 5는 소디움 실리케이트를 각각 40ppm, 100ppm의 농도로 단독 처리한 경우의 ROS에 관한 그래프이다.

도 6은 10% LPE 20ppm + 소디움 실리케이트 40ppm을 조합 처리한 경우와 10% LPE 50ppm + 소디움 실리케이트 100ppm을 조합 처리한 경우의 ROS에 관한 그래프이다.

도 7a 내지 도 7c는 LPE 및 실리케이트의 조합 처리에 의한 포도 과실의 색 상 변화를 나타내는 사진들이다. 도 7a는 무처리군의 결과이고, 도 7b는 LPE 50ppm 처리(대조군11)한 결과이고, 도7c는 LPE 50ppm + 소디움 실리케이트 100ppm을 조합하여 처리(실험군4)한 결과를 나타내는 사진이다.

도 8a 내지 도 8c는 LPE 및 실리케이트의 조합 처리에 의한 포도나무의 잎의 색상 변화를 나타내는 사진들이다. 도 8a는 대조군10의 무처리군의 결과이고, 도 8b는 LPE 50ppm 처리(대조군11)한 결과이고, 도8c는 LPE 50ppm + 소디움 실리케이트 100ppm을 조합하여 처리(실험군4)한 결과를 나타내는 사진이다.

도 9 및 도 10은 LPE 및 실리케이트의 조합 처리가 녹두의 부정근 성장에 미치는 영향을 입증하는 사진들이다.

본 발명은 식물의 생장을 촉진시키고 저장성을 개선시키는 방법, 조성물 및 키트에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 식물, 특히 인간에게 유용한 과실의 성숙을 촉진시킴으로써 과실의 수확시기를 앞당길 수 있고, 수확된 과실의 저장성을 개선시킴으로써 상품의 가치를 장시간 보존할 수 있는 방법 및 조성물에 관한 것이다.

작물 생산에 있어서 식물의 성장을 촉진하고 작물의 품질을 향상시키기 위하여, 많은 화학물질들이 동원되고 있다. 종자 발아 또는 식물의 생장을 촉진하거나, 과실의 성숙을 증진시키는 화학물질로부터, 다양한 병원균으로부터 식물의 병해를 예방하는 화학물질과 수확된 작물의 보존성 및 저장성을 향상시키기 위한 화학물질에 이르기까지, 수많은 화학물질이 남용되고 있는 실정이다.

이러한 문제를 해결하고자 최근에는 다양한 유기농 재배법이 개발되고 있으며, 건강에 대한 관심이 폭발적으로 증대된 현 시점에서 유기농으로 재배한 채소들이 각광을 받고 있다. 그러나 기존의 유기농 재배법만으로는 양적, 질적으로 우수한 작물 생산에 많은 어려움이 있었다.

리소포스파티딜에탄올아민은 과실의 숙성(ripening)과 노화(senescence)에 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 리소포스파티딜에탄올아민을 처리하면 토마토의 잎(leaves)과 과실의 노화를 억제시킬 수 있는 것으로 알려져 있으며 이로써 토마토를 수확한 후 리소포스파티딜에탄올아민을 처리하면 과실의 저장기간을 연장시켜 줄 수 있다는 것 또한 알려져 있다.(US 특허 5,110,341, US 특허 5,126,155). 또한 리소포스파티딜에탄올아민을 사과에 처리하면 껍질에 안토시아닌(anthocyanin) 형성을 촉진하며 수확된 사과의 저장 기간 중 연화(loss of firmness)를 억제하는 작용을 하는 것으로 알려져 있다. 이런 작용은 사과, 크랜베리(cranberry), 토마토(tomato) 등과 같은 과실의 호흡속도(respiration rate)를 낮추어주는 역할과 에틸렌(ethylene) 가스 형성을 촉진하거나 억제하는 기능과 연관이 있는 것으로 알려져 있다(Farag, K.M. and J.P. Palta, 'Stimulation of Ethylene Production by Erea, Thidiazoron, and Lysophosphatidylethanolamine and Possible sites of this stimulation' Annual meeting of the American Society of Plant Physiologists, April 1989).

적당한 농도로 조절된 리소포스파티딜에탄올아민(Lysophosphatidyl- ethanolamine) 용액은 절화(Cut flower)의 수명을 연장하는 수단으로 이용되기도 한다(HortScience 32(5): 888-890, 1997).

한편, 실리콘은 식물에 존재하는 물질로서 식물의 대사 작용을 변화시키는 것으로 알려졌다. 구체적으로, 실리콘을 식물에 처리하면 엽록소 량이 증가하고 식물의 성장이 촉진되는 것으로 알려졌다. 또한 병충해로부터 식물을 보호하며, 정상적인 성장, 발생, 생존 및 생식을 돕는 기능이 있는 것으로 추측되었다(S.Y.Wang, et al., Journal of plant nutrition, 21(1), 157-167(1998); Emanuel Epstein, Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 50:641-64(1999)).

또한, 식물의 생장을 촉진하고 저장성을 개선하기 위하여, 규산칼륨, 규산나트륨, 탄산칼륨, 탄산나트륨, 중탄산나트륨 등을 함유하는 조성물 및 그 제조방법이 제안되었다(미국 특허 제 6,284,709호). 규산칼륨, 규산나트륨, 탄산칼륨, 탄산나트륨, 염화칼륨 및 환원당을 함유하는 조성물을 식물에 처리함으로써, 식물의 생장이 촉진되고 미생물 증식이 억제되며, 물성이 개선되고 농산물의 저장성이 연장될 수 있음이 개시되어 있다.

그러나, 상기 방법들만으로는 식물의 성장을 효과적으로 촉진하지 못하였으며, 저장성 역시 만족할 만한 수준에 도달하지 못하는 문제점이 있었다. 따라서, 인체와 환경에 유독한 화학물질의 사용을 줄이면서도, 품질 좋은 과실을 다량 수확할 수 있고 수확된 과실의 저장시간을 보다 장시간 유지할 수 있는 대안이 절실히 요구되었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 유독한 화학물질에 의존하지 않고서도, 식물의 성장을 촉진하여 작물의 생산량을 높임과 동시에, 수확 후의 작물의 저장성을 향상시키고 농산물의 품질을 향상시킬 수 있는 조성물 및 방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 방법은, 리소포스파티딜에탄올아민 및 실리케이트를 함께 식물에 처리하는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명에 의한 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 방법에 있어서, 상기 실리케이트는 소디움 실리케이트 및 포타슘 실리케이트 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명에 의한 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 방법에 있어서, 리소포스파티딜에탄올아민 : 실리케이트의 중량 비를 1:0.1 내지 1: 50으로 하여 함께 처리하는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 1:0.5 내지 1: 10, 가장 바람직하게는 1:1 내지 1: 2이다.

본 발명에 의한 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 조성물은, 유효성분으로서 리소포스파티딜에탄올아민 및 실리케이트를 함유하는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명에 의한 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 조성물에 있어서, 상기 실리케이트는, 소디움 실리케이트 및 포타슘 실리케이트 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명에 의한 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 조성물, 리소포스파티딜에탄올아민 : 실리케이트의 중량비가 1:0.1 내지 1: 50인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 1:0.5 내지 1: 10, 가장 바람직하게는 1:1 내지 1: 2이다.

상기한 본 발명에 의한 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 조성물에 있어서, 상기 리소포스파티딜에탄올아민 및 실리케이트는 상기 조성물 내에서 서로 접촉되지 않는 상태로 존재하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 키트는, 리소포스파티딜에탄올아민을 함유하는 제1용액; 및 실리케이트를 함유하는 제2용액을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명에 의한 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 키트에 있어서, 상기 실리케이트는 소디움 실리케이트 및 포타슘 실리케이트 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명에 의한 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 키트는, 상기 제1용액을 담는 제1공간; 및 상기 제2용액을 담는 제2공간을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명에 의한 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 키트에 있어서, 상기 제1용액에 함유된 리소포스파티딜에탄올아민과 상기 제2용액에 함유된 실리케이트의 중량비가 1:0.1 내지 1:50인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 1:0.5 내지 1:10, 가장 바람직하게는 1:1 내지 1:2이다.

이하, 본 발명에 의한 조성물 및 방법에 관하여 더욱 상세히 설명한다.

본 명세서에서 사용된 "식물"이란 용어는 모든 살아있는 식물뿐만 아니라 살아있는 식물로부터 유래된 어떠한 부분, 조직, 기관을 모두 포함한다. 예컨대, "식물"에는 열매, 꽃, 괴경, 뿌리, 줄기, 잎, 종자 등을 포함한다.

본 명세서에서 사용된 "리소포스파티딜에탄올아민(LPE)"은 리소인지질의 하나로서, 동식물의 세포에 천연적으로 존재하며 특히 난황이나 뇌세포에 많이 함유되어 있다. LPE는 세포막에서 발견되는 인지질의 일종인 포스파티딜에탄올아민으로부터 유도될 수 있다. LPE는 동식물 또는 미생물로부터 유래된 것을 사용하거나, 포스파티딜에탄올아민으로부터 유도된 것 또는 화학적으로 합성된 것을 사용할 수도 있다.

본 명세서에서 사용된 "실리케이트"는 규산염을 의미하며, 소디움 실리케이트, 포타슘 실리케이트, 마그네슘 실리케이트, 알루미늄 실리케이트, 포타슘알루미늄 실리케이트, 메타실리케이트, 소디움 폴리실리케이트, 에틸실리케이트, 메틸실리케이트, 트리칼슘 실리케이트, 보로실리케이트, 바륨 실리케이트, 구리 실리케이트 등의 모든 실리케이트를 포괄하는 넓은 개념이다. 그 중에서 특히, 소디움 실리 케이트 및 포타슘 실리케이트가 바람직하다.

본 명세서에서 언급된 "식물의 생장 촉진"이라 함은, 식물 종자의 발아 촉진, 식물체의 길이생장, 부피생장의 촉진, 과실의 착과의 촉진, 과실의 숙성의 촉진, 잎 활성의 향상, 식물 뿌리의 생장 촉진, 과실의 착색 촉진 등을 모두 포함하는 가장 포괄적인 개념이다.

리소포스파티딜에탄올아민과 소디움 실리케이트 또는 포타슘 실리케이트가 한 수용성 조성물 내에 존재하여 서로 접촉되는 경우, 소디움 실리케이트 또는 포타슘 실리케이트의 높은 pH로 인해 LPE의 에스테르 결합이 가수분해 되는 문제점이 발생한다. 이러한 문제는 종래 알려진 방법들 중 어느 하나 이상을 채택함으로써 해결할 수 있다. 예컨대, 조성물 상에서 LPE와 실리케이트가 서로 접촉되지 않도록 캡슐 내에 포집된 상태로 존재하다가, 사용 시에는 물리적 또는 화학적 변화를 가하여 캡슐 내의 물질이 방출되도록 조절할 수 있다.

본 발명에 의한 키트에 있어서, LPE와 실리케이트는 구별되어 저장되는 것이 바람직하다. 예컨대, 벽이 내장된 하나의 용기에 그 벽을 기준으로 LPE와 실리케이트를 각각 담은 상태로 보관하다가, 혹은 키트에 포함되는 2개의 용기에 각각 따로 보관하다가, 사용 시에는 그 둘을 혼합할 수 있다. 본 발명에서 제시하는 중량비를 만족하도록 하기 위해, 스프레이 분사기 자체가, 별도로 보관되어 있던 서로 다른 농도의 LPE와 실리케이트를 동일한 부피로 끌어 올려 혼합하고, 혼합된 상태로 분사될 수 있도록 조작된 것을 사용할 수도 있다.

본 발명은 식물의 성장을 촉진하고 작물의 저장 안정성을 향상시킴에 있어서 리소포스파티딜에탄올아민과 실리케이트의 조합에 의한 상승효과에 관한 것이다. 구체적으로 어떠한 기작을 통해 상승효과가 일어나는지에 대해서는 정확히 알 수는 없지만, 본 발명자들은 실리케이트가, LPE의 분산성을 높여주는 작용을 하고 LPE의 용해도를 향상시키며, LPE가 식물에 잘 부착되도록 돕는 역할을 함으로써, LPE의 효과를 극대화시키는 작용을 하는 것으로 추측하고 있다.

본 발명의 효과를 달성하기 위해서는 LPE와 실리케이트의 사용량이 중량비로 1:0.1 내지 1:50에 속하는 것이 바람직하다. LPE에 대한 실리케이트의 사용량이 지나치게 적으면 실리케이트의 효능이 미약하여 본 발명의 목적을 달성할 수 없으며, 실리케이트의 양이 지나치게 많으면 오히려 LPE의 효과를 반감시키는 문제가 있다. 이러한 관점에서 보면, 1:0.5 내지 1: 10인 것이 더 바람직하며, 가장 바람직하게는 1:1 내지 1:2이다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하나, 이는 예시를 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예

<실시예 1>

리소포스파티딜에탄올아민과 실리케이트의 조합에 따른 상승효과를 입증하기 위하여 본 발명자들은 다음과 같이 실험하였다.

실험 대상인 식물로서는 포도를 선정하였다. 포도로는 크림슨(Crimson) 및 레드 글로브 (Red Globe)(학명;Vitis Vinifera sp.)를 사용하였다. 각 처리에 사용한 물질은 다음 표 1과 같다

구분	조성
실험군1	LPE 10% 용액 + 포타슘 실리케이트 용액
대조군1	무처리(완충처리군)
대조군2	상표명 Ethrel (Bayer CropScience사 제조)
대조군3	LPE 10% 용액
대조군4	포타슘 실리케이트 용액
대조군5	무처리

상기 LPE 10% 용액은 물, 이소프로판올, 부탄올, 헥산올, 올레일알콜의 혼합용매에 LPE가 10%의 농도로 용해된 것이다.

상기 실험군1은 상기 포타슘 실리케이트 용액과 상기 LPE 용액을 실리케이트 함량으로써 100ppm이 되고 LPE의 함량으로 50ppm이 되도록 하여 이를 함께 200GPA의 량으로 처리한 것을 나타낸다.

상기 대조군 1은 무처리로써 각 실험군과 대조군 사이에 완충지대(buffer)를 설정한 것이며 또 하나의 음성대조군을 나타낸다. 완충지대란 처리 유무의 확실성을 담보하기 위하여 존재하며, 이는 재배 열 중 약품이 처리되는 열 사이사이에 존재하는 처리되지 아니하는 열을 의미한다.

상기 대조군 2는 식물 성장 조절제로서 널리 판매되고 있고 또 널리 사용되고 있는 에스렐을 400ppm, 100GPA로 처리한 것을 나타낸다.

상기 대조군 3은 LPE 10% 용액을 50ppm, 200GPA로 처리한 것을 나타낸다.

상기 대조군 4는 포타슘 실리케이트 100ppm 용액, 200GPA를 처리한 것을 나타낸다.

상기 대조군 5는 아무 처리도 하지 않은 음성 대조군을 나타낸다.

대조군 1 및 대조군 5를 제외한 나머지 용액들은 모두 스프레이 방식으로 분사하였다. 각 처리는 5 에이커의 면적에 대해 수행하였다. 모든 처리는 전형적인 과수 에어 블라스트 스프레이어(orchard air blast sprayer)를 이용하여 행하였다.

각 처리 후 모든 수확은 농장에 소속된 상주 일꾼에 의해 평상시의 수확 방법에 따라 수행함으로써 상업적 표준에 따라 포도를 수확하였다. 각 처리 줄(row)로부터 수확된 박스의 개수와 등급을 각 수확일자마다 각 처리에 대해 기록하였다.

1. 1차 실험 - 크림슨에의 연속 적용

미국 캘리포니아에서 재배되고 있는 크림슨에 대해 상기와 같은 6가지의 처리를 연속 2차에 걸쳐 수행하였다. 1차 처리를 수행한 다음 40일이 경과한 시점에서 다시 2차 처리를 수행하였다.

그 결과 수확된 각 실험군 및 대조군에 대한 포도의 수확량은 하기 도 1에 나타내었다. 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 대조군2(에스렐)의 수확량이 가장 많았으며, 그 다음으로 실험군1(LPE+Si)의 수확량이 많았다. 대조군3(LPE) 및 대조군4(Si)는 아무 처리도 하지 않은 대조군 1 및 대조군 5보다도 수확량이 더 적게 나왔다.

LPE 단독 또는 Si 단독 처리의 경우에는, 아무 처리도 하지 않은 경우보다도 수확량이 오히려 낮았으나, LPE와 Si를 조합하여 처리함으로써 수확량은 현저히 향상되었다. 이는 LPE와 Si 간의 상승효과를 입증하는 것이다.

2. 2차 실험 - 크림슨에서의 단일 적용

미국 캘리포니아에서 재배되고 있는 또 다른 크림슨에 대해 상기와 같은 6가지의 처리를 수행하였다. 처리는 1회만 실시하였다.

그 결과는 하기 도 2에 나타내었다. 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 실험군1(LPE+Si)의 수확량이 가장 많았으며, 그 다음으로 대조군2(에스렐)의 수확량이 많았다. 대조군4(Si)의 경우 아무 처리도 하지 않은 대조군1 및 대조군5에 비해서도 낮은 수확량을 기록하였다. 대조군3(LPE)의 경우 96.3의 수확량을 나타내었고, 대조군4(Si)는 무처리군보다도 적은 수확량을 나타내었음에도 불구하고, LPE와 Si를 모두 처리한 실험군1의 경우에는 수확량이 131.7까지 상승하였음을 확인하였다. 이는 LPE와 Si의 조합사용에 의한 상승효과를 입증하는 것이다.

3. 3차 실험 - 레드 글로브에서의 연속 적용

미국 캘리포니아에서 재배되고 있는 레드 글로브에 대해 상기와 같은 6가지 처리를 연속 2차에 걸쳐 수행하였다. 1차 처리를 수행한 다음 40일이 경과한 시점에서 다시 2차 처리를 수행하였다.

그 결과는 도 3에 나타내었다. 도 3에 나타난 바와 같이, 에스렐을 사용한 대조군2의 경우가 가장 수확량이 많았으며, 그 다음으로 LPE와 Si를 조합하여 사용한 실험군1의 경우가 많았다. 주목할 것은 무처리인 대조군1 및 대조군5에 비하여 LPE 단독 처리인 대조군3은 약 22박스의 증가를 보였고, Si 단독 처리인 대조군4는 10박스의 증가를 보였으나, LPE와 Si를 조합하여 처리한 실험군1의 경우에는 무려 60박스 이상의 증가를 보였다는 점이다. 이는 LPE와 Si의 조합 사용에 따른 상승효과를 입증하는 것이다.

<실시예 2>

LPE와 Si와의 조합에 따른 상승효과를 더욱 입증하기 위하여, ROS(Reactive Oxygen Species;활성산소종) 측정법을 이용하였다.

1. 식물 재료 및 성장 조건

옥수수(Zea mays L)는 Golden cross Bantam의 종자를 이용, 옥수수 종자를 흐르는 물에 충분히 세척하여 증류수에 24시간 침액시킨 후, 배양 접시에 증류수로 적신 휴지를 깔고 종자의 배 부분이 접시 바닥에 닿게 하여 일렬로 배열한 뒤, 젖은 휴지를 2겹으로 덮어주고 수직으로 세워 습도 60%, 온도 28±1℃로 유지되는 암실에서 약 48시간동안 발아시켜 뿌리길이가 1.5~2cm되는 개체를 선택하여 본 실험에 사용하였다.

2. 옥수수 뿌리의 원형질체(protoplast)의 제조

황화된 옥수수 뿌리의 원형질체를 하기 기재된 방법(Sheen J, Metabolic repression of transcription in higher plants, Plant Cell, 1990 Oct:2(10):1027-38)에 따라 변형시켰다.

즉, 원형질체를 이틀된 황화 옥수수 묘목으로부터 분리하였다. 뿌리는 하기를 함유하는 효소 용액으로 22℃에서 5시간동안 분해하였다: 2% (w/v) 셀룰라아제 'Onozuka' RS (Yakult Pharmaceutical Company Ltd.), 2% (w/v) Cellulysin (Calbiohem, Behring Diagnostic, La Jolla, CA, U.S.A.), 0.026% (w/v) 펙토라이아제 Y23 (Sigma, St. Louis, USA), 0.6M 만니톨, 10mM Mes(pH 5.7), 1mM CaCl₂, 1mM MgCl₂, 10mM β-머캡토에탄올 및 0.1% (w/v) 소 알부민 (Sigma, St. Louis, USA). 원형질체들을 부분적으로 분해된 조직들로부터 메쉬의 통과에 의해 분리하였다. 원형질체를 0.45M 만니톨 및 1mM CaCl₂을 함유한 용액으로 3회 세척하고 암조건 하에 저장하여 실험에 사용하였다.

3. 약액 처리

위 2에서 준비한 원형질체에 대하여 LPE 20ppm 단독 (대조군6), LPE 40ppm 단독(대조군7), 소디움 실리케이트 50ppm 단독(대조군8), 소디움 실리케이트 100ppm 단독(대조군9), LPE 20ppm + 소디움 실리케이트 50ppm (실험군2), LPE 50ppm + 소디움 실리케이트 100ppm (실험군3)을 각각 5분씩 인큐베이션하였다.

4. 플로우 세포계수(Flow Cytometry)

인큐베이션한 후에 세포들을 5μM의 2', 7'-다이클로로플루오르신 다이아세테이트(DCF-DA)(Molecular Probes, USA)용액으로 암소에서 5-10분간 반응시켰다. 상기 화합물은 세포내 에스테라제에 의해 2', 7'-다이클로로플루오르신(DCFH)으로 변환되고 이것은 다시 H₂O₂등의 활성 산소종에 의해 산화되어 가장 높은 형광성의 2', 7'-다이클로로플루오르세인(DCF)으로 변한다. 형광 강도는, 각각 488 및 530nm의 여기 및 방출 세팅을 갖는 FACScan(Beckton Dickinson, Bedford, USA)에 의해 측정하였다. 세포의 계수는 30,000에서 중단하였다. 데이터를 수집하기 전에 아폽토틱 세포 및 세포 찌꺼기(debris)를 제거하기 위하여 게이팅(gating)을 수행하였다. 그 결과는 도 4 내지 6에 나타내었다.

도 4는 10% LPE용액을 각각 20ppm, 50ppm의 농도로 단독 처리한 경우의 그래프이다. 도 4에 나타난 바와 같이, 20ppm 및 50ppm 두 경우 모두에서 모두 ROS 량이 증가되었으며, 그 증가량은 200%~300%정도로 측정되었다. 도 4 내지 도 6의 그래프에서 ROS량의 증가는 왼쪽 y축의 counts의 정도를 보는 것이 아니라, x축의 로그 스케일을 데이터로 보는 것으로써, 그래프의 최고점(peak)이 위치하는 자리가 얼마나 왼쪽 혹은 오른쪽으로 쉬프트(shift)되었느냐로 표현되는 것이다.

도 5는 소디움 실리케이트를 각각 40ppm, 100pp의 농도로 단독 처리한 경우의 그래프이다. 도 5에 나타난 바와 같이, 두 농도 모두 별 차이가 없었다.

도 6은 LPE 20ppm + 소디움 실리케이트 40ppm을 조합 처리한 경우와 LPE 50ppm + 소디움 실리케이트 100ppm을 조합 처리한 경우의 그래프이다. LPE 20ppm + 소디움 실리케이트 40ppm을 조합 처리한 경우에는 200%~300%의 증가율을 보였고, LPE 50ppm + 소디움 실리케이트 100ppm을 조합 처리한 경우에는 200%~600%정도로 큰 증가를 보였다.

상기 결과들을 정리하면, LPE와 소디움 실리케이트를 함께 처리하였을 때 ROS의 증가율이 현저히 상승함을 알 수 있었다. ROS가 증가하였다는 것은 그 만큼 식물에게 자극을 주어 생체작용을 활발하게 하고 성숙 및 성장을 촉진시킴을 의미하는 것이다. 따라서 상기 결과들을 통해, LPE와 실리케이트의 조합 사용에 의하여 식물의 성장이 촉진되는 효과가 상승하는 시너지 효과를 얻을 수 있음이 입증되었다.

<실시예3>

본 발명자들은 LPE와 소디움 실리케이트가 포도에서 착색 발달에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다.

실험에 사용된 포도는 머스캣 베일리 에이(Muscat Bailey A)(late-season cv.)이었다. 하기 표 2와 같은 각 처리를 수행한 후 2주 후에 관찰을 하였고, 또 그로부터 6일 후에 수확을 하였다.

구분	처리
대조군10	무처리군
대조군11	LPE 10% 용액 (50ppm) 200GPA
실험군4	LPE 10% 용액 (50ppm) + 소디움 실리케이트 용액 (100ppm) 200GPA

2주 후의 관찰 결과는, 포도 과실의 색상에 대해서는 도 7a 내지 7c에 나타내었고, 포도나무 잎의 색상에 대해서는 도 8a 내지 8c에 나타내었다.

도 7a는 대조군10의 무처리군의 결과이고, 도 7b는 LPE 50ppm 처리(대조군11)한 결과이고, 도7c는 LPE 50ppm + 소디움 실리케이트 100ppm을 조합하여 처리(실험군4)한 결과를 나타내는 사진이다.

도 7a 내지 도 7c에 나타난 바와 같이, 포도의 색상은 실험군4 -> 대조군11 -> 대조군10의 순서로 우수한 것으로 나타났다. 이 결과를 통해, LPE의 과실 착색 촉진 효과가 실리케이트에 의해 더욱 증진된 것을 알 수 있다.

한편, 2주 후에 포도나무 잎의 색상에 대하여도 관찰을 수행하였다. 그 결과는 도 8a 내지 8c에 나타내었다.

도 8a는 대조군10의 무처리군의 결과이고, 도 8b는 LPE 50ppm 처리(대조군11)한 결과이고, 도8c는 LPE 50ppm + 소디움 실리케이트 100ppm을 조합하여 처리(실험군4)한 결과를 나타내는 사진이다.

도 8a 내지 도 8c에 나타난 바와 같이, 대조군10과 대조군11의 경우에는 잎의 상태가 누런색 잎이 많이 발견되는 등 좋지 아니하였으나, 실험군4의 경우에는 거의 모든 잎이 푸른색을 유지하는 것을 알 수 있다. 이는 LPE의 잎의 활성 촉진 효과를 실리케이트가 더 상승시킨 것을 입증하는 것이다.

<실시예 4: LPE + 실리케이트의 조합이 녹두의 부정근 성장에 미치는 영향>

본 발명자들은 LPE와 실리케이트의 조합 사용이 녹두의 부정근 성장에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 녹두(Mungbean)의 생물학적 검정을 실시하였다.

녹두를 흐르는 물에 잘 세척하여 증류수에 24시간 동안 침지한 후, 인공배양토에 이식하여 광하에서 약 10일간 생육시킨다. 하배축의 길이가 약 4cm정도 되었을 때, 같은 생육정도의 녹두를 선별하여 하배축의 길이를 3.5cm~4cm정도 되게 수술용 메스로 뿌리를 깨끗하게 자른다. 이렇게 자른 녹두를 총 8그룹으로 나누고, 제1그룹에는 무처리하였고(control;물), 제2그룹에는 소디움 실리케이트 50ppm을 처리하였고(ss 50ppm), 제3그룹에는 LPE 50ppm을 처리하였고(LPE 50ppm), 제4그룹에는 소디움 실리케이트 50ppm와 LPE 50ppm을 함께 처리하였다(ss 50ppm + LPE 50ppm). 처리 방법으로는 약 10ml정도의 시험관에 각각의 처리할 약액을 채운 후 하배축이 깊이 잠기도록 하여 한 시험관에 하나의 녹두를 꽂아, 광하에서 실험을 수행하였다.

실험의 신뢰도를 높이기 위하여 나머지 4그룹에 상기와 같은 네 가지 처리를 하고 두 세트의 실험을 함께 수행하였다.

상기 각 처리를 한 후 2주가 경과한 후에 각 부정근의 상태를 관찰하였다. 그 결과는 도 9 및 도 10에 나타내었다. 도 9는 첫 번째 세트 실험의 결과이고 도 10은 두 번째 세트 실험의 결과이다. 도 9 및 도 10에 나타난 바와 같이, "ss 50"의 경우 뿌리의 길이가 길지만 뿌리의 수는 적은 것을 알 수 있었다. 반면에, "LPE 50"의 경우 뿌리의 수는 많지만 뿌리의 길이가 짧은 것을 알 수 있었다. 이는 소디움 실리케이트는 부정근의 길이가 길게 자라도록 촉진하는 효능이 있는 반면 뿌리의 수를 증가시키는 효능은 없으며, 반면에, LPE는 옥신과 유사한 활성을 가져서 뿌리의 수는 증가시키지만 길이를 길게 하는 효능은 없다는 것을 입증하는 것이다. 그런데, LPE와 소디움 실리케이트를 함께 조합하여 처리한 경우에는 소디움 실리케이트만을 처리한 경우에 비해 뿌리수가 현저히 많고, LPE만을 처리한 경우에 비해 뿌리의 길이가 현저히 길어진 것을 확인할 수 있었다(SS 50 + LPE 50). 이는 LPE와 소디움 실리케이트의 조합 사용에 의해 부정근 성장에 우수한 시너지 효과가 나타남을 입증하는 것이다.

<실시예 5: LPE + 실리케이트의 조합 처리가 포도 과실의 저장 안정성에 미치는 영향>

상기 실시예 3에서 각 처리를 행한 포도들을 수확하고 수확된 포도들을 14일간 실온에서 저장하였다. 그런 다음 썩거나 흠이 생기지 않은 완전한 포도 알들의 비율을 계산하였다. 그 결과는 하기 표 3에 나타난 바와 같다.

	반복1	반복2	반복3	반복4	반복5	반복6	평균
대조군10 (무처리군)	1.1	0	1.9	7.3	9.0	3.2	3.8
대조군11 (LPE 10%용액)	14.2	15.6	4.0	0	3.7	3.7	6.9
실험군4 (LPE 10%용액 + 소디움 실리케이트)	62.5	35.0	25.6	35.2	34.7	17.5	35.1

상기 표에 나타난 바와 같이, LPE와 소디움 실리케이트를 함께 처리한 경우 저장 안정성이 현저히 향상되었음을 알 수 있다.

본 발명은 유독한 화학물질에 의존하지 않고서도, 식물의 성장을 촉진하여 작물의 생산량을 높임과 동시에, 수확 후의 작물의 저장성을 향상시키고, 농산물의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (17)

1. 리소포스파티딜에탄올아민 및 실리케이트를 함께 식물에 처리하는 것을 특징으로 하는 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 실리케이트는 소디움 실리케이트 및 포타슘 실리케이트 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 방법.
3. 제2항에 있어서, 리소포스파티딜에탄올아민 : 실리케이트의 중량비를 1:0.1 내지 1: 50으로 하여 함께 처리하는 것을 특징으로 하는 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 리소포스파티딜에탄올아민 : 실리케이트의 중량비는 1:0.5 내지 1: 10인 것을 특징으로 하는 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 리소포스파티딜에탄올아민 : 실리케이트의 중량비가 1:1 내지 1: 2인 것을 특징으로 하는 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 방법.
6. 유효성분으로서 리소포스파티딜에탄올아민 및 실리케이트를 함유하는 것을 특징으로 하는 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 조성물.
7. 제6항에 있어서,

   상기 실리케이트는, 소디움 실리케이트 및 포타슘 실리케이트 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 조성물.
8. 제7항에 있어서,

   상기 조성물은, 리소포스파티딜에탄올아민 : 실리케이트의 중량비가 1:0.1 내지 1: 50인 것을 특징으로 하는 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 조성물.
9. 제8항에 있어서,

   상기 조성물은, 리소포스파티딜에탄올아민 : 실리케이트의 중량비가 1:0.5 내지 1: 10인 것을 특징으로 하는 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 조성물.
10. 제9항에 있어서,

    상기 조성물은, 리소포스파티딜에탄올아민 : 실리케이트의 중량비가 1:1 내 지 1: 2인 것을 특징으로 하는 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 조성물.
11. 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 리소포스파티딜에탄올아민 및 실리케이트는 상기 조성물 내에서 서로 접촉되지 않는 상태로 존재하는 것을 특징으로 하는 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 조성물.
12. 리소포스파티딜에탄올아민을 함유하는 제1용액; 및

    실리케이트를 함유하는 제2용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 키트.
13. 제12항에 있어서,

    상기 실리케이트는 소디움 실리케이트 및 포타슘 실리케이트 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 키트.
14. 제13항에 있어서,

    상기 키트는,

    상기 제1용액을 담는 제1공간; 및

    상기 제2용액을 담는 제2공간을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식물의 생 장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 키트.
15. 제12항에 있어서,

    상기 제1용액 내의 리소포스파티딜에탄올아민과 상기 제2용액 내의 실리케이트는 중량비가 1:0.1 내지 1: 50인 것을 특징으로 하는 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 키트.
16. 제15항에 있어서,

    상기 리소포스파티딜에탄올아민 : 실리케이트의 중량비가 1:0.5 내지 1: 10인 것을 특징으로 하는 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 키트.
17. 제16항에 있어서,

    상기 리소포스파티딜에탄올아민 : 실리케이트의 중량비가 1:1 내지 1: 2인 것을 특징으로 하는 식물의 생장 촉진 및 저장 안정성 개선을 위한 키트.

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