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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 독성학적으로 안전한 여러 가지 계면활성제의 in vivo 살균 활성 결과로부터 선발된 음이온성 계면활성제인 sodium dioctyl sulfosuccinate(SDSS), sodium dodecylbenzene sulfonate(NaDBS) 및 비이온성 계면활성제인 polyoxyethylene oleyl 8ther(OE~7)의 유주자균류에 대한 살균제로서의 가능성을 조사하였다.13)
제안 방법
-
계면활성제 및 처리.
- 1). 계면활성제는 증류수에 녹여 사용하였으며, 무처리구는 계면활성제 없이 증류수만을 처리하였다. 계면활성제 처리는 식물을 tum table 위에 놓고 회전시키면서 계면활성제 수용액이 식물체에서 흘러내리기 직전까지 spray gun(1 kg/cm2)을 사용하여 고르게 살포하였다.
- 계면활성제는 증류수에 녹여 사용하였으며, 무처리구는 계면활성제 없이 증류수만을 처리하였다. 계면활성제 처리는 식물을 tum table 위에 놓고 회전시키면서 계면활성제 수용액이 식물체에서 흘러내리기 직전까지 spray gun(1 kg/cm2)을 사용하여 고르게 살포하였다.
- 8em;">일회용 폿트(직경 8 cm)에 토마토!서광토마토, 흥농종묘(주)], 고추[향촌, 동부한농화학(주)] 그리고 오이[하우스백다다기, 동부한농화학(주)] 종자를 파종하여 25±5℃의 온실에서 재배하였다. 토마토 역병균(phytophthora infestans PIT)의 균사조각을 오트밀배지에 올려놓고 암상태의 항온기(20℃)에서 1주일 동안 배양한 다음, 하루에 16시간 동안 광처리 하면서 3일 동안 배양하여 포자(유주자낭)를 형성시켰다. 오트밀배지에 형성된 유주자낭을 살균수로 수확하고 이를 3겹의 가제로 거른 후에, 광학현미경 하에서 혈구계로 유주자낭 농도를 조사하고 살균수를 첨가하여 실험하고자 하는 포자 농도로 조정하였다.
- 8em;">℃)에서 1주일 동안 배양한 다음, 하루에 16시간 동안 광처리 하면서 3일 동안 배양하여 포자(유주자낭)를 형성시켰다. 오트밀배지에 형성된 유주자낭을 살균수로 수확하고 이를 3겹의 가제로 거른 후에, 광학현미경 하에서 혈구계로 유주자낭 농도를 조사하고 살균수를 첨가하여 실험하고자 하는 포자 농도로 조정하였다. 이와 같이 준비한 포자현탁액은 4 8em;">℃에서 1시간 동안 저온처리 하여 유주자를 유출시킨 후에 식물체에 분무접종 하였다. 접종된 식물은 20℃의 습실상에서 1일 동안 배양하고, 20℃의 항온항습실(상대습도 70%)에서 2~3일 동안 발병을 유도하여 무처리구에서 70% 이상 발병되었을 때 병반면적율을 조사하였다.
- 고추 역병균(E capsici CY6225)의 균사조각을 오트밀배지에 올려놓고 암상태의 항온기(25℃)에서 1주일 동안 배양한 후에 균총 표면의 공중균사를 제거하고 1일 동안 광처리하여 유주자낭을 형성시켰다. 토마토 역병균과 유사한 방법으로 배지로부터 유주자낭을 수확하고 저온처리하여 유주자를 유줄시킨 후에 실험하고자 하는 포자농도의 접종원을 준비하였다.
- 8em;">℃의 온실에 두어 발병시켰다. 무처리구 식물에서 90% 이상의 마름 병징을 보일 때 병반면적율을 조사하였다.
- 사용하였다. 포자가 형성된 오이 잎을 살균수가 담긴 통에 넣고 붓으로 씻어낸 다음 2겹의 거즈로 걸러 불순물을 제거하여 유주자낭을 수확하였다. 토마토, 고추의 경우와 유사하게 포자현탁액을 저온처리 하여 유주자를 유출시키고 이를 접종원으로 사용하였다.
- 토마토, 고추의 경우와 유사하게 포자현탁액을 저온처리 하여 유주자를 유출시키고 이를 접종원으로 사용하였다. 유주자낭 농도를 기준으로 준비된 유주자 현탁액을 3엽기 오이에 분무접종하고 습실상(25℃)에서 20시간 동안 배양한 다음 온실(25±5℃에 두어 발병시킨 후에 2엽의 병반면적율을 조사하였다. 상기의 모든 실험은 3반복으로 하였으며, 조사한 병반면적율은 다음과 같은 식에 따라 방제가를 계산하였다.
- 8em;">℃에 두어 발병시킨 후에 2엽의 병반면적율을 조사하였다. 상기의 모든 실험은 3반복으로 하였으며, 조사한 병반면적율은 다음과 같은 식에 따라 방제가를 계산하였다.
- 준비한 계면활성제 수용액을 살포하였다. 이를 온실에 1일 동안 두어 풍건시킨 후, 토마토 역병균(P. infestans, 5×104 sporangia/ml), 고추 역병균(F capsici, 5X10, zoospores/m/), 오이 노균병균(P cubensis, IX104 sporangia/mZ)의 유주자 현탁액을 각각 접종하고 습실처리 하여 발병시킨 후에 병조사하여 예방효과를 산줄하였다.
- 포장에서 접종원 농도가 증가한 경우에도 역병을 방제할 수 있는지 알아보기 위하여 SDSS와 NaDBS의 250, 500, 1,000 ㎍/mㅣ 용액을 고추에 살포하고 1일 후에 고추 역병균을 접종하였다. 고추 역병균의 유주자 현탁액의 농도는 3X104, 1×105, 3×105 zoospores/mZ가 되도록 조정한 후에 분무접종 하여 접종원 농도에 따른 예방효과를 실험하였다.
- 고추 역병균의 유주자 현탁액의 농도는 3X104, 1×105, 3×105 zoospores/mZ가 되도록 조정한 후에 분무접종 하여 접종원 농도에 따른 예방효과를 실험하였다.
- 치료효과는 예방효과와 반대로 약제처리 1일 전에 토마토, 고추, 오이 식물에 위와 같이 각 병원균을 접종하고 20시간 동안 습실 처리한 다음 온실에서 풍건하여 식물 표면의 수분을 제거하였다. 이 식물에 미리 준비한 OE-7, SDSS 및 NaDBS의 수용액을 처리하고 항온항습실에서 발병시킨 후 병반면적율을 조사하여 치료효과를 산출하였다.
- 이 식물에 미리 준비한 OE-7, SDSS 및 NaDBS의 수용액을 처리하고 항온항습실에서 발병시킨 후 병반면적율을 조사하여 치료효과를 산출하였다.
- 토마토 식물과 고추 식물에 병원균을 접종하기 1일, 4일 그리고 7일 전에, 온실에서 재배한 4~5엽기 토마토와 첫 분지기의 고추에 SDSS와 NaDBS 각각 500㎍/ml과 1,000 p.g/m/ 수용액을 살포하고 온실에서 저면관수하면서 재배하였다. 계면활성제를 처리한 토마토와 고추 식물에 P.
- g/m/ 수용액을 살포하고 온실에서 저면관수하면서 재배하였다. 계면활성제를 처리한 토마토와 고추 식물에 P.infestans(5 X 104 sporangia/m/)4 P. capsici(5×104 zoospores/ml)의 유주자 현탁액을 각각 접종하고 발병시킨 후 병조사 하였다. 이 때 약제의 침투이행에 의한 상위 엽에서의 방제효과를 배제하기 위하여 약제가 처리된 잎만을 대상으로 병조사 하였다.
- capsici(5×104 zoospores/ml)의 유주자 현탁액을 각각 접종하고 발병시킨 후 병조사 하였다. 이 때 약제의 침투이행에 의한 상위 엽에서의 방제효과를 배제하기 위하여 약제가 처리된 잎만을 대상으로 병조사 하였다. 또한 무처리구도 같은 방법으로 병조사하고 이로부터 방제가를 계산하였다.
- 이 때 약제의 침투이행에 의한 상위 엽에서의 방제효과를 배제하기 위하여 약제가 처리된 잎만을 대상으로 병조사 하였다. 또한 무처리구도 같은 방법으로 병조사하고 이로부터 방제가를 계산하였다.
대상 데이터
- 음이온성 계면활성제인 sodium dioctyl sulfosuccinate(SDSS), sodium dodecylbenzene sulfonate(NaDBS) 및 비이온성 계면활성제인 polyoxyethylene oleyl ether(OE-7, ethylene oxide 부가중합도: 평균 7M)는 동경화성(일본)으로부터 구입하였다(Fig. 1). 계면활성제는 증류수에 녹여 사용하였으며, 무처리구는 계면활성제 없이 증류수만을 처리하였다.
- 토마토는 4~5엽기, 고추는 첫 분지시기, 오이는 3엽기의 식물을 실험에 사용하였다.
- 8em;">℃)에서 1주일 동안 배양한 후에 균총 표면의 공중균사를 제거하고 1일 동안 광처리하여 유주자낭을 형성시켰다. 토마토 역병균과 유사한 방법으로 배지로부터 유주자낭을 수확하고 저온처리하여 유주자를 유줄시킨 후에 실험하고자 하는 포자농도의 접종원을 준비하였다. 준비한 접종원을 고추 식물에 분무접종하고 습실상(25 살균제를 처리하지 않은 오이 노균병 발생 포장에서 노균병에 감염된 오이 잎을 채집하여 습실처리한 후, 병반에 형성된 오이 노균병균(Pseudoperonospora cubensis^\ 유주자낭을 실험에 사용하였다. 포자가 형성된 오이 잎을 살균수가 담긴 통에 넣고 붓으로 씻어낸 다음 2겹의 거즈로 걸러 불순물을 제거하여 유주자낭을 수확하였다.
- 포자가 형성된 오이 잎을 살균수가 담긴 통에 넣고 붓으로 씻어낸 다음 2겹의 거즈로 걸러 불순물을 제거하여 유주자낭을 수확하였다. 토마토, 고추의 경우와 유사하게 포자현탁액을 저온처리 하여 유주자를 유출시키고 이를 접종원으로 사용하였다. 유주자낭 농도를 기준으로 준비된 유주자 현탁액을 3엽기 오이에 분무접종하고 습실상(25 온실에서 재배한 토마토, 고추 및 오이식물에 OE-7, SDSS 및 NaDBS의 250, 500, 1,000 |ig/m/ 농도로 준비한 계면활성제 수용액을 살포하였다. 이를 온실에 1일 동안 두어 풍건시킨 후, 토마토 역병균(P.
성능/효과
- 온실에서 재배한 토마토(4~5엽기), 고추(첫 분지기) 및 오이(3엽기)에 음이온성 계면활성제인 sodium dioctyl sulfosuccinate(SDSS), sodium dodecylbenzene sulfonate(NaDBS) 및 비이온성 계면활성제인 polyoxyethylene oleyl ether(OE-7) 수용액을 살포하고, 1일 후에 접종하여 예방효과를 실험한 결과, 이들 계면활성제는 토마토 역병, 고추 역병 및 오이 노균병에 대하여 방제효과가 있었으며 (Table 1), 농도가 증가함에 따라 방제효과도 증가하는 정의 상관관계를 보였으므로 이러한 방제효과는 계면활성제에 의한 것임을 확인할 수 있었다.
- 대하여 더 높은 방제효과를 보였다. 토마토와 고추 역병의 병원균은 Phytophthora속이고 오이 노균병 병원균은 Pseudoperonospora속이다, 따라서 Phytophthorc속이 Pseudoperonospora속보다 세 계면활성제에 대해 더 감수성인 것으로 추정되었다. 그러나 이를 보다 정확히 규명하기 위해서는 이들 균에 대한 in vitro 살균활성 실험을 주가적으로 수행할 필요가 있다.
- 음이온성 계면활성제 SDSS와 NaDBS는 토마토 역병, 고추 역병 및 오이 노균병 모두에 대하여 비이온성 계면활성제인 OE-7보다 월등히 높은 방제효과를 보였다. 특히 NaDBS는 두 역병과 노균병 모두에 대하여 SDSS보다 높은 방제효과를 보였으며, 250㎍/ml 처리에서도 토마토 역병에 93%, 고추 역병에 89%, 오이 노균병에 74%의 방제가를 보여 우수한 in vivo 살균 활성을 나타냈다.
- 월등히 높은 방제효과를 보였다. 특히 NaDBS는 두 역병과 노균병 모두에 대하여 SDSS보다 높은 방제효과를 보였으며, 250㎍/ml 처리에서도 토마토 역병에 93%, 고추 역병에 89%, 오이 노균병에 74%의 방제가를 보여 우수한 in vivo 살균 활성을 나타냈다. 비이온성 계면활성제인 OE-7은 토마토 역병 등 3종 유주자병균 병해에 대하여 낮은 방제효과를 보였으나, 고추 역병에 대한 방제효과가 토마토 역병과 오이 노균병보다 다소 높았다.
- 특히 NaDBS는 두 역병과 노균병 모두에 대하여 SDSS보다 높은 방제효과를 보였으며, 250㎍/ml 처리에서도 토마토 역병에 93%, 고추 역병에 89%, 오이 노균병에 74%의 방제가를 보여 우수한 in vivo 살균 활성을 나타냈다. 비이온성 계면활성제인 OE-7은 토마토 역병 등 3종 유주자병균 병해에 대하여 낮은 방제효과를 보였으나, 고추 역병에 대한 방제효과가 토마토 역병과 오이 노균병보다 다소 높았다.
- 포장에서 접종원 농도가 증가한 경우에도 역병을 효과적으로 방제할 수 있는지 알아보기 위하여 접종원농도에 따른 예방효과를 실험한 결과, SDSS와 NaDBS의 50(mg/m/과 1,000㎍/ml 처리구는 접종원 농도가 증가하여도 방제효과에 거의 영향이 없었으나, 250㎍/ml 처리는 포자농도가 증가함에 따라 두 계면활성제 모두 방제효과가 약간 감소하였다(Table 2).
- 토마토(4~5엽기), 고추(첫 분지기) 및 오이(3엽기)에 각각 P. infestans, P. capsici, P. cubensis의 유주자를 분무 접종하고 20시간 동안 습실처리한 후에 계면활성제 수용액을 살포하여 치료효과를 실험한 결과, 전체적으로 예방효과에 비하여 약한 치료효과를 보였으며, 그 중에서 음이온성 계면활성제 SDSS와 NaDBS는 비이온 계면활성제 OE-7보다 다소 높은 치료효과를 나타냈다(Table 3).
- Stanghellini와 Tomlinson은'" Pythium spp. 4균주와 Phytophthora parasitica 1균주에 대한 Agral®의 in vitro 살균 활성, 즉 균사 생장, 유주자낭 발아, 포낭 발아, 유주자 억제효과를 실험하였는데, 유주자를 제외한 다른 생육시기의 모든 균에 대해서는 25㎍/ml 농도에서도 살균 활성이 전혀 없었으나, 유주자에 처리하였을 때에는 20ng/mZ 농도에서 1분 이내에 운동성을 상실하고 죽었다. 즉, Agral®은 원형질막만을 가지는 유주자에 대하여는 살균 활성을 나타내나, 세포벽을 가지는 다른 생육시기에는 살균효과가 없다고 보고하였다.
- 또한 3종 계면활성제는 오이 노균병보다 토마토 역병과 고추 역병에 대하여 더 높은 방제효과를 보였다. 토마토와 고추 역병의 병원균은 Phytophthora속이고 오이 노균병 병원균은 Pseudoperonospora속이다, 따라서 Phytophthorc속이 Pseudoperonospora속보다 세 계면활성제에 대해 더 감수성인 것으로 추정되었다.
- 세 계면활성제는 고추 역병보다 토마토 역병과 오이 노균병에 더 높은 치료효과를 보였으며, 이것은 식물 종류에 따라 잎에서의 계면활성제 침투성이 다름에 기인한 결과라 판단된다. 따라서 토마토 역병과 오이 노균병보다 고추 역병에서 치료효과가 낮은 것은 고추에서 계면활성제의 침투성이 떨어지기 때문이라 사료된다.
- 8em;"> 분해 된다고 보고하였다. 본 실험에서 NaDBS는 토마토와 고추 역병 모두에 대하여 SDSS보다 우수한 약효 지속성을 보여 500|ig/mZ 농도로 처리하고 1주일 후에 접종하였을 때에도 토마토 역병과 고추 역병에 대하여 약 90%의 방제효과를 보였다(Fig. 2). 이것은 NaDBS보다는 SDSS가 식물에서 이상의 결과로부터 음이온계면활성제인 SDSS와 NaDBS는 토마토 역병, 고추 역병 및 오이 노균병에 대하여 우수한 방제효과를 나타내어 살균제 대체제로 가능하다고 판단되었다.
후속연구
- 따라서 유주자균류에 살균 활성이 있는 계면활성제를 확인하여 농업에 이용할 수 있다면 그 자체로 무농약 재배에 기여할 수 있고, 또한 기타 살균제와 혼합하여 사용함으로써 살균제 사용량을 크게 줄일 수 있어 농약의 과다 사용에 따른 문제점을 감소할 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 Stanghellini 등이 보고한 polyoxyethylene nonylphenol ethei는 최근에 환경호르몬으로 규정되어 우리나라에서도 1990년대 후반부터 농약 제제에 사용이 금지되었다.
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