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문제 정의
- 이제까지 밝혀진 약리 성분으로는 Q-amylin, lupeol, rutin 등으로 추정되고 있으나(Kang과 Chung, 1995; 육, 1989) 유기용제추출물 및 그 분획물에 대한 각 식물체 부위별, 특히 잎을 이용한 생리활성 연구는 아직 미미한 실정에 있다. 또한 무화과에 함유된 생리활성물질의 해충에 대한 활성평가도 전무한 실정이어서 본 연구에서는 재배환경을 달리하여 재배한 무화과 잎의 추출물과 그 분획물이 주요한 농업 해충에 대한 살충활성을 검토하고자 하였다.
제안 방법
- 각 재배조건에서 수집된 무화과 잎을 동결건조(-40℃ 한 후 마쇄시켜 분말을 80% methanol로 추출하여 조추출물이 만들어진 후에, hexane, ethylacetate, butanol, chloroform, water층으로 분획되었다(Table 1).
- 2차 헥산층을 뽑아냈다. 남아 있는 물층에 에틸아세테이트, 부탄올, 클로르포름을 각각 800 mL씩을 부어 앞과 동일한 방법으로 분획하였고 마지막으로 물층도 같은 방법으로 회수하였다. 각 분획물은 회전진공농축기로 45℃에서 농축하여 사용되었다.
- 배추가 식재된 pot에 시험해충(2~3령 유충)을 10마리씩 접종하여 정착시킨 후 추출물을 hand spray로 살포하여 음건시킨 후 1, 3, 5일 후에 죽은 충수를 조사하였으며 3반복 시험하였다. 목화진딧물은 유묘검정법을 사용하였는데 고추 묘에 미리 진딧물을 접종하여 정착된 유묘 잎의 진딧물수를 조사한 후 3반복으로 추출물을 hand spray로 살포하고 1, 3, 5일 후 살충율을 조사하였다. 벼멸구의 독성 시험은 벼 3주를 폿트에 심어 벼멸구를 접종하여 벼멸구수를 조사한 후 3반복으로 추출물을 hand spray로 살포하고 1, 3, 5일 후 살충율을 조사하였다.
- 배추좀나방의 살충율은 유묘 검정법을 이용하였다. 배추가 식재된 pot에 시험해충(2~3령 유충)을 10마리씩 접종하여 정착시킨 후 추출물을 hand spray로 살포하여 음건시킨 후 1, 3, 5일 후에 죽은 충수를 조사하였으며 3반복 시험하였다. 목화진딧물은 유묘검정법을 사용하였는데 고추 묘에 미리 진딧물을 접종하여 정착된 유묘 잎의 진딧물수를 조사한 후 3반복으로 추출물을 hand spray로 살포하고 1, 3, 5일 후 살충율을 조사하였다.
- 목화진딧물은 유묘검정법을 사용하였는데 고추 묘에 미리 진딧물을 접종하여 정착된 유묘 잎의 진딧물수를 조사한 후 3반복으로 추출물을 hand spray로 살포하고 1, 3, 5일 후 살충율을 조사하였다. 벼멸구의 독성 시험은 벼 3주를 폿트에 심어 벼멸구를 접종하여 벼멸구수를 조사한 후 3반복으로 추출물을 hand spray로 살포하고 1, 3, 5일 후 살충율을 조사하였다. 처리간의 유의성은 최소유의차 (LSD)로 검정하였다(p<Q05).
- 분획은 용매의 극성에 따라 이루어졌으며 우선 메탄올 조추출물 100 g을 증류수 800 mL와 헥산 800 mL에 녹여 2 liter 분획 여두에 넣은 후 마개를 닫고 시료와 두 가지 용매가 잘 섞이도록 흔들어 물층과 헥산층으로 분리한 뒤 헥산 분획을 뽑아내고, 물층에 새로운 헥산 800 mL를 부어 동일한 방법으로 2차 헥산층을 뽑아냈다. 남아 있는 물층에 에틸아세테이트, 부탄올, 클로르포름을 각각 800 mL씩을 부어 앞과 동일한 방법으로 분획하였고 마지막으로 물층도 같은 방법으로 회수하였다.
- 암컷성충의 살비효과는 강낭콩 잎을 2x2 cm로 잘라 물에 적신 탈지면이 깔린 샤레에 놓고 그 위에 점박이응애 암컷 성충을 30마리씩 가는 붓으로 옮겨 놓았다. 30분정도 정착을 시킨 다음 추출물별로 샤레에서 25 cm 거리에서 hand spray로 엽편이 충분히 적셔질 정도로 5초 동안 스프레이 하고 음건시켰다.
- 앞의 메탄올 추출물 시험에서 무화과잎 추출물에 대한 살충율이 가장 높게 보인 점박이응애(T. urticae)에 대해서만 hexane, ethyl acetate, butanol, chloroform, watei층의 용매 분획물을 이용하여 앞의 방법과 동일한 방법으로 점박이응애의 살충율과 부화율을 대조구와 비교하여 조사하였고 기피지수는 처리구(T)와 대조구(C)의 응애의 밀도를 비교하여 다음과 같은 식으로 환산하였다. 처리간의 유의성은 최소유의차(LSD)로 검정하였다(p<0.
- Sustainability)를 추구하고 있다. 이에 농업도 환경과의 조화를 통한 저투입 지속적 농업생산 형태(LISA: Low Input Sustainable Agriculture)로 전환하여 경제성을 확보하고, 생태계 물질순환.시스템 활용으로 환경보존과 저농약 또는 무농약으로 안전한 농산물 공급을 목표로 하는 친환경농업(Eco- Friendly Agriculture)을 실천하기에 이르렀다.
- 30분정도 정착을 시킨 다음 추출물별로 샤레에서 25 cm 거리에서 hand spray로 엽편이 충분히 적셔질 정도로 5초 동안 스프레이 하고 음건시켰다. 처리한 샤레는 상온에 보관하여 1, 3, 5일 후에 살비율을 조사하였다. 생사판별은 해부현미경하에서 붓으로 중체를 접촉하여 몸길이 정도를 이동하지 못하는 개체는 죽은 것으로 간주하였다.
대상 데이터
- 무화과잎 추출물에 대한 주요 해충의 살충효과를 검정하기 위해 점박이응애(Tetranychus urticae), 배추좀나방(Pluteella xylostella), 목화진딧물gossypii), 벼멸구lugens)를 대상으로 시험을 실시하였다. 각각의 분획물은 10 mL의 메탄올을 첨가하여 다시 용해시킨 다음 물과 혼합하여 배율에 맞게 조제하였다.
데이터처리
- 벼멸구의 독성 시험은 벼 3주를 폿트에 심어 벼멸구를 접종하여 벼멸구수를 조사한 후 3반복으로 추출물을 hand spray로 살포하고 1, 3, 5일 후 살충율을 조사하였다. 처리간의 유의성은 최소유의차 (LSD)로 검정하였다(p<Q05).
- urticae)에 대해서만 hexane, ethyl acetate, butanol, chloroform, watei층의 용매 분획물을 이용하여 앞의 방법과 동일한 방법으로 점박이응애의 살충율과 부화율을 대조구와 비교하여 조사하였고 기피지수는 처리구(T)와 대조구(C)의 응애의 밀도를 비교하여 다음과 같은 식으로 환산하였다. 처리간의 유의성은 최소유의차(LSD)로 검정하였다(p<0.05).
이론/모형
- 생사판별은 해부현미경하에서 붓으로 중체를 접촉하여 몸길이 정도를 이동하지 못하는 개체는 죽은 것으로 간주하였다. 배추좀나방의 살충율은 유묘 검정법을 이용하였다. 배추가 식재된 pot에 시험해충(2~3령 유충)을 10마리씩 접종하여 정착시킨 후 추출물을 hand spray로 살포하여 음건시킨 후 1, 3, 5일 후에 죽은 충수를 조사하였으며 3반복 시험하였다.
- 점박이응애의 약제독성시험 방법으로 leaf disk법을 사용하였다. 암컷성충의 살비효과는 강낭콩 잎을 2x2 cm로 잘라 물에 적신 탈지면이 깔린 샤레에 놓고 그 위에 점박이응애 암컷 성충을 30마리씩 가는 붓으로 옮겨 놓았다.
- 펄라이트 및 토양이 사용되었다. 하우스와 온실재배는 2005년 3월에 삽목묘가 가식되 었고 2006년 4월에 양액배지로 이식하였으며 재배 및 관리법은 농촌진흥청 원예작물 재배기준법에 따랐다.
성능/효과
- 결론적으로 노지에서 재배된 무화과 잎의 메탄올 추출물이 온실이나 하우스에서 재배된 것에 비해 응애에 대해 더 높은 활성을 보였다. 특히 노지 재배 무화과 잎의 메탄올 추출물에서 분획한 에틸 아세테이트층과 헥산층의 점박이 응애에 대한 살충활성은 더 높은 방제가를 보였다.
- 분획별로는 클로로포름층과 hexane층에서 가장 낮은 부화율인 50과 69%를 보인 반면 ethyl acetate층과 물층에서 각각 83와 85%의 가장 높은 부화율을 보였다(Table 4). 곤충기피지수를 측정한 결과 역시 hexane층과 클로로포름층에서 가장 높았고, ethyl acetate층에서 가장 낮은 지수를 보였다(Table 5). 결론적으로 무화과 잎을 이용한 살충효과는 재배조건보다는 용매분획물의 차이에 따라 달라지므로 실제적인 적용을 위해서 유기용매 분획을 통해 시료를 취해야 할 것으로 사료된다.
- 메탄올 추출물의 회수율은 14.5%였고 그 메탄올 추출물로부터 분획한 용매별 회수율은 부탄올과 water층에서 각각 44.3 %와 38.7%로 높게 나타난 반면, 클로르포름, 물층 및 부탄올층은 10% 내외로 낮은 경향을 보였다(Table 2). 그 분획물에 대한 점박이응애 살비율이 3일간 조사되었다.
- 분획별로는 클로로포름층과 hexane층에서 가장 낮은 부화율인 50과 69%를 보인 반면 ethyl acetate층과 물층에서 각각 83와 85%의 가장 높은 부화율을 보였다(Table 4). 곤충기피지수를 측정한 결과 역시 hexane층과 클로로포름층에서 가장 높았고, ethyl acetate층에서 가장 낮은 지수를 보였다(Table 5).
- 이상의 결과로 볼 때, 공시된 시료 중에서 노지에서 재배된 무화과 잎에서 살충물질이 더 많이 함유되어 있을 것으로 추정되며, 해충 중에서 점박이응애가 무화과 잎의 메탄올 추출물에 대해 가장 민감한 반응을 보인 것으로 나타났다. 또한 메탄올 추출물을 이용하여 높은 살충율을 기대하기는 어려우므로 유기용매 분획을 이용하는 방법이 강구되어져야 할 것으로 사료된다.
- 점박이응애의 성충에 재배조건별 무화과 잎 조추출물 500 배액(2, 000 ppm)을 살포한 결과 처리 후 5일 동안 경시적인 살충율의 큰 변화는 없었고 노지에서 재배된 무화과 잎 추출물에서 80~89%의 높은 활성을 보였으나, 온실 재배 무화과 잎은 68% 내외, 하우스재배 무화과 잎은 68~79%로써 노지것 보다 낮은 살충율을 보였다(Table 1). 또한 목화진딧물은 1 일째는 54-67%, 3 일째는 47 ~68%, 5 일째는 42~54%로 낮은 살충율을 보였다.
- 분 획별로는 ethyl acetate층과 hexane층에서 가장 높게 나타났고 그다음으로 butanol, 클로로포름, water층으로 나타났다. 처리 후 3일째 살비율은 ethyl acetate층과 hexane층에서 각각 92 와 90%의 높은 활성을 보인 반면 물층은 63%의 낮은 방제율을 보였다(Table 3).
- 활성을 보였다. 특히 노지 재배 무화과 잎의 메탄올 추출물에서 분획한 에틸 아세테이트층과 헥산층의 점박이 응애에 대한 살충활성은 더 높은 방제가를 보였다. 따라서 노지재배 무화과 잎의 메탄올 추출물 및 그 분획물이 식물유래 해충방제 수단으로서 잠재적인 살충효과를 기대할 수 있을 것으로 본다.
후속연구
- 곤충기피지수를 측정한 결과 역시 hexane층과 클로로포름층에서 가장 높았고, ethyl acetate층에서 가장 낮은 지수를 보였다(Table 5). 결론적으로 무화과 잎을 이용한 살충효과는 재배조건보다는 용매분획물의 차이에 따라 달라지므로 실제적인 적용을 위해서 유기용매 분획을 통해 시료를 취해야 할 것으로 사료된다.
- 또한 메탄올 추출물을 이용하여 높은 살충율을 기대하기는 어려우므로 유기용매 분획을 이용하는 방법이 강구되어져야 할 것으로 사료된다. 그러나 살충성분과 연관되는 구체적인 화합물의 정성 및 정량적인 연구가 수반되어 재배조건간의 살충 물질의 형성량의 차이에 관한 연구가 후속적으로 이루어져야 할 것으로 사료된다.
- 특히 노지 재배 무화과 잎의 메탄올 추출물에서 분획한 에틸 아세테이트층과 헥산층의 점박이 응애에 대한 살충활성은 더 높은 방제가를 보였다. 따라서 노지재배 무화과 잎의 메탄올 추출물 및 그 분획물이 식물유래 해충방제 수단으로서 잠재적인 살충효과를 기대할 수 있을 것으로 본다.
- 또한 메탄올 추출물을 이용하여 높은 살충율을 기대하기는 어려우므로 유기용매 분획을 이용하는 방법이 강구되어져야 할 것으로 사료된다. 그러나 살충성분과 연관되는 구체적인 화합물의 정성 및 정량적인 연구가 수반되어 재배조건간의 살충 물질의 형성량의 차이에 관한 연구가 후속적으로 이루어져야 할 것으로 사료된다.
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