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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 KSI-4315와 KSI4317의 밀 붉은 녹병과 보리 흰가루병에 대한 작용 특성을 실험하였다.
제안 방법
- KSI-4315, KSI4317 그리고 flusilazole 각각의 10 ㎍ /mL 용액을 접종 1일, 3일, 5일과 7일 전에 밀과 보리잎에 살포하고, 온실에서 저면관수하면서 재배한 후에 밀과 보리에 녹병균과 흰가루병균을 각각 접종하고 7일 동안 발병시킨 후에 잎에 형성된 병반면적율을 조사하였다.
- sp. hordei 포자를 접종하고 발병을 유도한 후에 잎의 앞면에 형성된 병반면적율을 달관조사 하였다.
- 각각의 시험 약제를 아세톤에 용해하고 여기에 250 ㎍/mL의 Tween 20 용액을 넣고 약제가 잘 용해하도록 초음파처리 하였다. 이때 아세톤의 최종 농도는 10%가 되도록 조정하였다.
- 밀 붉은녹병균(Puccinia reconditd)은 활물기생균이므로 밀 유묘에 직접 인공접종하여 발병한 식물에 형성된 하포자를 250 ㎍/mL의 Tween 20 용액에 현탁하여 (포자 0.67 g/L) 이를 밀 유묘에 분무접종 하였다. 접종한 식물은 20℃ 습실상에서 1일 동안 습실처리하고항온항습실(20℃, 70% 상대습도)에 6일 동안 두어 발병시켰다.
- 사용하여 실험하였다. 밀과 보리의 1엽을 제외한 잎들은 약제가 처리되지 않도록 랩으로 싸서 spray 하여 1엽에만 약제를 처리하였다. 약제 처리 1 일 후에 밀과 보리에 각각 병원균을 접종하여 발병시킨 후에 2엽에 형성된 병반면적율을 조사하고 방제 가를 구하였다.
- 위와 같이 처리하여 병원균이 감염된 밀과 보리에 각각 약제를 처리하고 다시 생육상에 두어 발병시켰다. 병원균을 접종하고 7일 후에 표면에 형성된 병반의 병반면적율을 조사하여 EC50을 구하였다.
- 병조사는 접종 7일 후에 밀과 보리 잎에 형성된 병반의 병반면적율을 달관조사 하였으며, 이로부터 다음과 같은 식에 따라 방제가를 계산하였다.
- 접종한 식물은 20℃ 습실상에서 1일 동안 습실처리하고항온항습실(20℃, 70% 상대습도)에 6일 동안 두어 발병시켰다. 보리 흰가루병균(Blumneria graminis f. sp. hordei) 또한 활물기생균이므로 보리 유묘에 형성된 분생포자를 실험하는 보리 유묘에 고르게 털어 접종하고 20℃ 생육상에서 7일 동안 광을 조사하면서 배양하여 발병시켰다.
- 밀 붉은녹병의 치료 효과는 1엽기 밀 유묘에 병원균을 접종하고 20시간 동안 습실처리한 후에 습실상에서 꺼내어 풍건 하였다. 보리 흰가루병의 치료효과는 1엽기 보리 유묘 위에 포자를 털어 접종한 후에 생육선반에 놓고 광을 조사하면서 24시간 동안 두어 병원균의 침입을 유도하였다. 위와 같이 처리하여 병원균이 감염된 밀과 보리에 각각 약제를 처리하고 다시 생육상에 두어 발병시켰다.
- 뿌리로부터 지상부로의 약제 침투이행성은 뿌리에 약제를 처리하고 1일 후에 유묘에 병원균을 접종하고 발병시킨 후 방제효과를 조사하였다. 일회용 폿트(직경 4.
- reconditaS] 포자를 인공접종 1일전에 처리한 triazolyl quinoline 유도체인 KSI-4315와 KSI-4317은 모두 보리 흰가루병 과밀 붉은녹병에 대하여 우수한 예방효과를 나타내었다 (그림 2). 약제 농도를 자연로그로 치환한 값을 X축으로, 방제가를 y축으로 하여 그래프에 표시한 후 이들의 회귀직선을 구하였다. 이 회귀직선으로부터 50% 방제효과를 보이는 농도인 EC50을 계산하였다.
- 밀과 보리의 1엽을 제외한 잎들은 약제가 처리되지 않도록 랩으로 싸서 spray 하여 1엽에만 약제를 처리하였다. 약제 처리 1 일 후에 밀과 보리에 각각 병원균을 접종하여 발병시킨 후에 2엽에 형성된 병반면적율을 조사하고 방제 가를 구하였다.
- 약제의 엽간이행은 온실에서 재배한 2엽기의 밀과 보리를 사용하여 실험하였다. 밀과 보리의 1엽을 제외한 잎들은 약제가 처리되지 않도록 랩으로 싸서 spray 하여 1엽에만 약제를 처리하였다.
- 각각 실험하였다. 약제의 엽육이행을 조사하기 위하여 온실에서 재배한 1엽기 밀과 보리에 붓으로 희석한 시험 약제를 잎의 뒷면에 처리하고 온실에서 풍건 하였다. 약제 처리 1일 후에 밀에는 P- recondita 포자를, 보리에는 B.
- 약제의 침투이행성은 밀과 보리 유묘의 잎 뒷면에서 앞면으로의 약제 이동인 엽육이행과 하위엽에서 상위엽으로의 엽간이행 그리고 뿌리에서 잎으로의 침투이행을 각각 실험하였다. 약제의 엽육이행을 조사하기 위하여 온실에서 재배한 1엽기 밀과 보리에 붓으로 희석한 시험 약제를 잎의 뒷면에 처리하고 온실에서 풍건 하였다.
- 예방효과는 온실에서 재배한 1엽기의 밀 혹은 보리 유묘에 약제를 처리하고 온실에서 1일 동안 풍 건 시킨 후에 밀 유묘에는 밀 붉은녹병균(R recordita)의 포자 현탁액을 분무하여 접종하고 발병시킨 후에 병 조사하였으며, 보리 유묘에는 기주식물에 형성된 보리 흰 가루 병균(B. graminis f. sp. hordei) 포자를 털어 접종하고 생육상에서 발병시켰다. 밀 붉은녹병의 치료 효과는 1엽기 밀 유묘에 병원균을 접종하고 20시간 동안 습실처리한 후에 습실상에서 꺼내어 풍건 하였다.
- 무처리구를 위해서는 약제 없이 증류수에 10%의 아세톤과 250 ㎍/mL의 Tween 20 용액을 준비하였다. 온실에서 재배한 폿트의 식물을 turn table 위에 놓고 회전시키면서 spray gun(l kg/cnf)으로 식물체 전체에 골고루 부착되도록 약제를 살포하였다.
- 약제 농도를 자연로그로 치환한 값을 X축으로, 방제가를 y축으로 하여 그래프에 표시한 후 이들의 회귀직선을 구하였다. 이 회귀직선으로부터 50% 방제효과를 보이는 농도인 EC50을 계산하였다. 보리흰가루병에 대하여는 KSI4315, KSI-4317과 flusilazole 의 ECsQ] 각각 1.
- 후 방제효과를 조사하였다. 일회용 폿트(직경 4.5 cm)에 5립 씩 파종하여 1주일 동안 재배한 1 엽기 유묘에 약제용액을 폿트 당 5 mL를 처리하고 1 일 후에 밀과 보리에 녹병균과 횐가루병균을 각각 접종하였다. 접종 7일 후에 잎에 형성된 병반면적율을 조사하였다.
- 5 cm)에 5립 씩 파종하여 1주일 동안 재배한 1 엽기 유묘에 약제용액을 폿트 당 5 mL를 처리하고 1 일 후에 밀과 보리에 녹병균과 횐가루병균을 각각 접종하였다. 접종 7일 후에 잎에 형성된 병반면적율을 조사하였다.
- 67 g/L) 이를 밀 유묘에 분무접종 하였다. 접종한 식물은 20℃ 습실상에서 1일 동안 습실처리하고항온항습실(20℃, 70% 상대습도)에 6일 동안 두어 발병시켰다. 보리 흰가루병균(Blumneria graminis f.
대상 데이터
- Flusilazolee 농약회사로부터 원제를 분양 받아 실험에 사용하였으며, KSI-4315와 KSI-4317은 한국화학연구원 살균제팀에서 합성한 화합물을 이용하였다(그림 1). 계면활성제는 Tween 20(polyoxyethylene sorbitan monolaurate, Junsei사)을 사용하였다.
- 1). 계면활성제는 Tween 20(polyoxyethylene sorbitan monolaurate, Junsei사)을 사용하였다.
- 이때 아세톤의 최종 농도는 10%가 되도록 조정하였다. 무처리구를 위해서는 약제 없이 증류수에 10%의 아세톤과 250 ㎍/mL의 Tween 20 용액을 준비하였다. 온실에서 재배한 폿트의 식물을 turn table 위에 놓고 회전시키면서 spray gun(l kg/cnf)으로 식물체 전체에 골고루 부착되도록 약제를 살포하였다.
- 일회용 폿트(직경 4.5 cm)에 원예용 상토를 80% 정도 넣고 보리(품종: 동보리)와 밀(품종: 은파밀) 종자를 폿트 당 5립 씩 파종하여 25+5℃5] 온실에서 1주일 동안 재배한 1엽기 유묘를 실험에 사용하였다.
성능/효과
- 3). KSL4315와 KSL4317은 치료효과에서도 밀 붉은 녹병에서 보다 보리 흰가루병에서 더 높은 방제 효과를 나타내었다.
- KSM315와 KSI-4317의 보리 흰가루병과 밀 붉은녹병에 대한 살균활성 특성을 종합해 보면 표 1과 같으며, 이들 결과로부터 특히 KSI-4317은 예방효과, 치료 효과, 침투이행성 및 약효지속성이 우수한 특성을 보여 포장에서 저약량으로도 밀 붉은녹병과 보리 횐가루병에 대하여 우수한 방제효과를 나타내리라 생각된다.
- Triazolyl quinoline 유도체 KSI-4315 와 KSI-4317 의밀 과 보리 유묘에서의 침투이행성을 잎 뒷면 처리에 의한 잎 앞면으로의 엽육이행(그림 4A)과 1엽에서 2 엽으로의 엽간이행(그림 4B) 그리고 뿌리에 관주처리한 후에 지상부로 약제의 이행(그림 4C)에 대하여 실험한 결과, KSM315와 KSI-4317는 보리 횐가루병에 대하여는 침투이행효과가 우수하였으나, 밀 붉은 녹병에 대하여 약제의 10 ㎍/mL 처리에 의한 침투이행 효과는 거의 없었다. KSI-4315는 엽육이행과 엽간이행에 의해서 보리 흰가루병에 대하여 방제효과를 나타내었으나, 토양 관주처리에 의해서는 방제효과를 보이지 않았다.
- 그러나 KSI-4317은 모든 침투이행성 실험 즉 엽육이행, 엽간이행, 토양 관주처리에 의한 이행에 의해서 보리 횐가루병에 대하여 방제효과를 나타내었다. 결론적으로 침투이행성에 의한 보리 흰가루병의 방제정도는 KSI-4315보다 KSL4317이 높았다. 대조약제인 flusilazole의 경우에는 밀 붉은녹병과 보리흰가루병 모두에서 엽육이행, 엽간이행, 토양 관주처리에 의한 이행에 의하여 방제효과를 나타내었다.
- 그러나 flusilazole을 포함한 실험한 약제들은 약제처리 7일 후에도 약 50% 이상의 방제효과를 나타내어 우수한 약효 지속성을 보였다. KSI-4315는 보리 흰가루병 과밀 붉은녹병 모두에 대하여 약제처리 후 경과일수가 길어짐에 따라 약효가 급격하게 떨어졌다.
- 그러나 밀 붉은녹병에 대하여는 반대로 4번 위치에 MeS moiety를 가지는 KSI-4315가 MsO moiety를 가지는 KSI-4317 보다 더 방제효과가 좋았다. 이들의 결과는 밀 붉은녹병과 보리 흰가루병 방제용 신농약 개발연구의 유용한 정보가 되리라 생각된다.
- 13 ㎍/mL이었다. 따라서 triazolyl quinoline 유도체인 KSI-4315와 KSI-4317은 fluquinconazole과 마찬가지로 밀 붉은 녹병보다는 보리 흰가루병을 더 효과적으로 예방할 수 있으며, KSI4315는 밀 붉은녹병을 KSI-4317은 보리 흰가루병에 더 효과적으로 예방효과를 나타내었다.
- 보리 횐가루병균과 밀 붉은녹병균을 접종하고 1일 동안 배양한 후에 각각 약제를 처리하여 치료 효과를 조사한 결과, triazolyl quinoline 유도체인 KSI-4315와 KSI-4317은 대조약제인 flusilazole과 마찬가지로 흰가루병과 녹병에 대하여 우수한 치료활성을 보였다(그림 3). KSL4315와 KSL4317은 치료효과에서도 밀 붉은 녹병에서 보다 보리 흰가루병에서 더 높은 방제 효과를 나타내었다.
- 본 연구팀은 fluquinconazole 유도체인 그림 1과 같은 triazolyl quinoline 골격에서 W 위치가 N 혹은 CH 이고 Ri, R2, R3, Ri가 H, halogen, allgl, CN, NO2이며, X가 O-alkyl, SOn-alkyl, OCOR, OSO2R 인 유도체를 약 230 여 개를 합성하여 벼 도열병, 벼 잎집무늬마름병 토마토 역병, 토마토 잿빛곰팡이병, 밀 붉은녹병 그리고 보리 횐가루병에 대한 방제효과를 실험한 결과, 이들 중 KSI-4315와 KSI-4317O] 특히 우수한 방제 효과를 나타내었다(박 등, 대한민국 특허 220606). 따라서 본 연구에서는 KSI-4315와 KSI4317의 밀 붉은 녹병과 보리 흰가루병에 대한 작용 특성을 실험하였다.
- 신규의 triazolyl quinoline 유도체인 KSI-4315 와 KSI-4317의 구조와 약효와의 관계를 살펴보면, 보리흰가루병에 대하여는 4번 위치에 MsO moiety를 가지는 KSI-4317이 MeS moiety를 가지는 KSI~4315보다 더 효과적이었다. 그러나 밀 붉은녹병에 대하여는 반대로 4번 위치에 MeS moiety를 가지는 KSI-4315가 MsO moiety를 가지는 KSI-4317 보다 더 방제효과가 좋았다.
- 온실에서 재배한 밀과 보리 유묘에 병원균 접종 1, 3, 5, 7일 전에 KSIV315와 KSI-4317 그리고 대조 약제인 flusilazole을 각각 10 ㎍/mL 농도로 처리하고 병원균을 접종하여 방제효과를 조사하는 약효지속성을 조사한 결과, 두 약제는 모두 약제처리 후 경과일수가 길어짐에 따라 방제효과가 감소하였다(그림 5). 그러나 flusilazole을 포함한 실험한 약제들은 약제처리 7일 후에도 약 50% 이상의 방제효과를 나타내어 우수한 약효 지속성을 보였다.
- 이상의 예방효과와 치료효과에 대한 결과로부터 신규의 triazolyl quinoline 유도체인 KSI-4315와 KSI-4317 은 포장에서 포장의 발병 정도에 관계없이 우수한 방제 가를 보이리라 생각되었다. 왜냐하면 이들은 식물이 병원균에 감염되기 전에 미리 약제처리하여 방제 효과를 보일 수 있을 뿐만 아니라, 녹병과 횐가루병에 대하여 치료활성이 있어 이미 병원균이 감염된 식물에 이들을 처리하여도 병을 효과적으로 방제할 수 있기 때문이다.
후속연구
- 그러므로 포장 실험에 비하여 비용과 노력이 적게 소요되는 온실 실험에서 포장 실험에서와 같이 우수한 화합물을 선발하기 위해서는 약제의 예방효과 뿐만 아니라 침투이행효과, 치료효과, 약효지속성 등의 약제 특성에 관한 실험 결과가 요구된다.
- 신규 화합물 KSI-4315와 KSL4317의 지속성실험은 약제를 처리하고 온실에서 저면관수 하면서 일정기간 재배한 후에 접종하였으므로, 포장에서 약제의 분해에 관여하는 대부분의 요인이 반영된 결과리라 생각된다. 실험 결과에서 신규 화합물 KSI-4317은 기존 살균제인 flusilazole과 마찬가지로 약제처리 7일 후에도 약효가 미약하게 감소함으로써 포장에서 약효가 7일 후에도 유지되리라 생각되었으며 제형의 개발을 통해 약효의 유지기간을 연장할 수 있으리라 생각된다.
- 그러나 밀 붉은녹병에 대하여는 반대로 4번 위치에 MeS moiety를 가지는 KSI-4315가 MsO moiety를 가지는 KSI-4317 보다 더 방제효과가 좋았다. 이들의 결과는 밀 붉은녹병과 보리 흰가루병 방제용 신농약 개발연구의 유용한 정보가 되리라 생각된다.
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