이엽마두령(Aristolochia tagala Champ.)추출물로부터 균핵병 병원균(Sclerotinia sclerotiorum)에 대한 항균 활성물질 탐색 Isolation of Antimicrobial Active Substance from Aristolochia tagala Champ. against Sclerotial Rot (Sclerotinia sclerotiorum)원문보기
본 연구는 균핵병의 원인균인 Sclerotinia sclerotiorum에 대해 항균활성을 갖는 친환경 유기농자재를 개발할 목적으로 이엽마두령(Aristolochia tagala Champ.)으로부터 활성물질 분리하였다. 이엽마두령을 MeOH로 추출하여 용매분획을 하였고, 용매분획 중에서 가장 강한 활성을 나타낸 $CHCl_3$ fraction을 column chromatography로 분리하여 43개의 subfraction을 얻었다. 43개의 subfraction을 bioassay한 결과 MYHS26 subfraction에서 강한 활성을 나타내었다. MYHS26 subfraction을 GC-MS로 분석하여 chromatogram 상의 주요 peak에 해당하는 mass spectrum과 Wiley library를 비교하여 profiling한 결과, 2,4-di-tetra-butyl-phenol, 2-monopalmitin, 1-mono-stearin이 주요 물질로 검출되었다. 항균활성물질로 추정되는 1-mono-stearin 화합물의 항균활성을 검정하기 위하여 표준품을 사용하여 생물검정한 결과 이 화합물이 강한 활성을 나타내었다. 따라서 이엽마두령으로부터 분리한 1-mono-stearin 화합물이 균핵병의 원인균인 Sclerotinia sclerotiorum에 대한 항균 활성물질인 것으로 추정되었다.
본 연구는 균핵병의 원인균인 Sclerotinia sclerotiorum에 대해 항균활성을 갖는 친환경 유기농자재를 개발할 목적으로 이엽마두령(Aristolochia tagala Champ.)으로부터 활성물질 분리하였다. 이엽마두령을 MeOH로 추출하여 용매분획을 하였고, 용매분획 중에서 가장 강한 활성을 나타낸 $CHCl_3$ fraction을 column chromatography로 분리하여 43개의 subfraction을 얻었다. 43개의 subfraction을 bioassay한 결과 MYHS26 subfraction에서 강한 활성을 나타내었다. MYHS26 subfraction을 GC-MS로 분석하여 chromatogram 상의 주요 peak에 해당하는 mass spectrum과 Wiley library를 비교하여 profiling한 결과, 2,4-di-tetra-butyl-phenol, 2-monopalmitin, 1-mono-stearin이 주요 물질로 검출되었다. 항균활성물질로 추정되는 1-mono-stearin 화합물의 항균활성을 검정하기 위하여 표준품을 사용하여 생물검정한 결과 이 화합물이 강한 활성을 나타내었다. 따라서 이엽마두령으로부터 분리한 1-mono-stearin 화합물이 균핵병의 원인균인 Sclerotinia sclerotiorum에 대한 항균 활성물질인 것으로 추정되었다.
To develop environment-friendly agricultural products with anti-microbial activity against Sclerotinia sclerotiorum as a pathogen of sclerotium disease, Aristolochia tagala Champ. was extracted by methanol and its extract was fractionated into several solvent fractions. The chloroform fraction, whic...
To develop environment-friendly agricultural products with anti-microbial activity against Sclerotinia sclerotiorum as a pathogen of sclerotium disease, Aristolochia tagala Champ. was extracted by methanol and its extract was fractionated into several solvent fractions. The chloroform fraction, which showed the highest antimicrobial activity, was separated by column chromatography and obtained forty three subfractions. The forty three fractions were searched the anti-fungal activities by bioassay. The most active No. 26 subfraction was analyzed by GC-MS. Each mass spectra, corresponding to each peak of chromatogram, was compared to MS database of Wiley library. As a result, 2,4-di-tetra-butyl-phenol, 2-mono-palmitin, 1-mono-stearin were profiled as maine compounds in No. 26 subfraction. Bioassay using commercial 1-mono-stearin to test for the anti-microbial activity conformed the antimicrobial active compound. In conclusion, 1-mono-stearin identified from Aristolochia tagala Champ. was antimicrobial chemical against Sclerotinia sclerotiorum.
To develop environment-friendly agricultural products with anti-microbial activity against Sclerotinia sclerotiorum as a pathogen of sclerotium disease, Aristolochia tagala Champ. was extracted by methanol and its extract was fractionated into several solvent fractions. The chloroform fraction, which showed the highest antimicrobial activity, was separated by column chromatography and obtained forty three subfractions. The forty three fractions were searched the anti-fungal activities by bioassay. The most active No. 26 subfraction was analyzed by GC-MS. Each mass spectra, corresponding to each peak of chromatogram, was compared to MS database of Wiley library. As a result, 2,4-di-tetra-butyl-phenol, 2-mono-palmitin, 1-mono-stearin were profiled as maine compounds in No. 26 subfraction. Bioassay using commercial 1-mono-stearin to test for the anti-microbial activity conformed the antimicrobial active compound. In conclusion, 1-mono-stearin identified from Aristolochia tagala Champ. was antimicrobial chemical against Sclerotinia sclerotiorum.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
따라서 이엽마두령(Aristolochia tagala Champ.)으로부터 Sclerotinia sclerotiorum에 항균활성을 갖는 항균물질을 탐색하여 추후 친환경 농자재 개발에 이용하고자 본 연구를 수행하였다.
본 연구는 균핵병의 원인균인 Sclerotinia sclerotiorum에 대해 항균활성을 갖는 친환경 유기농자재를 개발할 목적으로 이엽마두령(Aristolochia tagala Champ.)으로부터 활성물질 분리하였다. 이엽마두령을 MeOH로 추출하여 용매분획을 하였고, 용매분획 중에서 가장 강한 활성을 나타낸 CHCl3 fraction을 column chromatography로 분리하여 43개의 subfraction을 얻었다.
제안 방법
95 g)을 chloroform에 용해시켜 column chromatograph에 charge하였다. CHCl3 : Methanol (1, 10, 20, 30... 50% in CHCl3, v/v)의 용매계로 순차용출(step-wise) 시켜 43개의 subfractions (MYHS1, MYHS2, .... MYHS43)를 얻었다.
CHCl3 fraction을 silica gel column chromatography에 충진하고 용매계(CHCl3 : Methanol)로 step-wise 방법으로 용출하여 분획별 300 ml 씩 총 43개의 subfractions (MYHS1, MYHS2, .... MYHS43)를 얻었다. 이들 43개의 subfractions를 대상으로 항균활성을 조사한 결과, MYHS26 subfraction에서 가장 강한 활성을 나타내었다.
9 ml/min (He)이였으며 시료는 1,000 ppm 농도로 조제하여 auto sampler를 사용하여 1 μl를 주입하여 분석하였다. GC-MS에서 얻어진 peak를 Wiley library Data base와 비교하였고 이를 통해 MYHS26 subfraction에 함유된 물질들의 화학구조를 동정하였다.
MYHS26 subfraction의 GC Chromatogram에서 검출된 peak들 중에서 활성물질로 추정되는 화합물의 화학적 구조를 구명하고자 peak들의 MS spectra와 Wiley library를 비교하는 방식으로 profiling 하였다. 그 결과 MYHS26 subfraction의 GC Chromatogram에서 A peak (Rt 11.
(2013)의 방법을 응용하여 고압 멸균한 PDA배지를 Petri dish (90×15 mm)에 분주하여 평판배지를 만든 다음 완전히 굳히고, 추출물을 MeOH로 10,000 ppm 또는 1,000 ppm으로 만들어 Paper disc (∅8 mm)에 50 μl씩 점적하였다. MeOH이 완전히 휘발된 다음 PDA 평판배지 가장자리에 Paper disc를 치상하였다. 시험 균주는 Cork borer (8 mm)로 채취하여 배지 중앙에 치상하고, 18℃ incubator에서 각각의 시험균주가 다 자랄 때까지 배양하였다.
건조시킨 이엽마두령 시료 3 kg를 blender를 이용하여 잘게 분쇄하여 99.5% MeOH로 실온에서 24시간 침지 후 추출하였으며 MeOH 침지와 추출과정을 3회 반복하였다. 상등액을 여과지(Sanyo 185 ㎜ Ø, No 2, Japan)를 사용하여 고형물을 걸러내고 40℃에서 rotary evaporator로 감압․농축 건조하여 MeOH 추출물(35.
검출된 화합물(Fig. 6) 중에 1-mono-stearin이 항균활성물질로 추정되어 1-mono-stearin의 항균활성을 검정하기 위하여 표준품 1-mono-stearin을 구매하여 PDA 배지에 100 ppm, 50 ppm, 25 ppm, 0 ppm 농도로 화합물을 첨가한 배지에 시험균주를 배지 중앙에 치상하여 약액배지혼합방법으로 항균활성을 검정하였다. 검정결과 100 ppm과 50 ppm 농도에서 균핵병 원인균인 Sclerotinia sclerotiorum균이 완벽하게 생육억제됨을 관찰할 수 있었으며 25 ppm에서도 생육억제능 활성을 나타내었다(Fig.
시험 균주는 Cork borer (8 mm)로 채취하여 배지 중앙에 치상하고, 18℃ incubator에서 각각의 시험균주가 다 자랄 때까지 배양하였다. 균이 다 자라면 clean zone의 형성유무를 확인하여 항균 활성 여부를 조사하였다.
균핵병균의 배양 배지는 B.D사의 PDA를 1 L 조건으로 petri dish에 조제하였다. 병원균(Sclerotinia sclerotiorum)은 Cork borer (8 mm)로 채취하여 배지의 중앙에 치상 시킨 후 18℃로 배양 후 사용하였다.
분리한 화합물의 균핵병 생육억제능을 평가하기 위해서는 고압멸균 한 PDA 배지에 100 ppm, 50 ppm, 25 ppm, 0 ppm 농도로 화합물을 첨가하여 Petri dish (90×15 mm)에 분주 평판배지를 만들었다.
생물검정에서 활성을 나타낸 MYHS26 subfraction을 GC-MS로 분석하였다. Flow rate는 0.
)으로부터 활성물질 분리하였다. 이엽마두령을 MeOH로 추출하여 용매분획을 하였고, 용매분획 중에서 가장 강한 활성을 나타낸 CHCl3 fraction을 column chromatography로 분리하여 43개의 subfraction을 얻었다. 43개의 subfraction을 bioassay한 결과 MYHS26 subfraction에서 강한 활성을 나타내었다.
분리한 화합물의 균핵병 생육억제능을 평가하기 위해서는 고압멸균 한 PDA 배지에 100 ppm, 50 ppm, 25 ppm, 0 ppm 농도로 화합물을 첨가하여 Petri dish (90×15 mm)에 분주 평판배지를 만들었다. 평판배지를 완전히 굳히고 Cork borer (8 mm)로 채취한 시험 균주를 배지 중앙에 치상하여 18℃ incubator에서 균주의 생장속도를 보며 항균 활성 여부를 조사하였다.
항균 활성 탐색을 위해 Kang et al. (2013)의 방법을 응용하여 고압 멸균한 PDA배지를 Petri dish (90×15 mm)에 분주하여 평판배지를 만든 다음 완전히 굳히고, 추출물을 MeOH로 10,000 ppm 또는 1,000 ppm으로 만들어 Paper disc (∅8 mm)에 50 μl씩 점적하였다.
활성이 우수한 chloroform fraction의 활성물질을 탐색하기 위하여 Silica gel (Merck 7734, 700 g)을 glass column (50 mmØ × 860 mm)에 충진시킨 후 CHCl3 fraction (13.95 g)을 chloroform에 용해시켜 column chromatograph에 charge하였다.
대상 데이터
, paper disc는 Advantec사, Petri dish는 SPL사, silica gel(7734)은 Merck사 제품이었다. Gas chromatography-Mass spectrometry (GC-MS)는 Agilent의 7890A 기종을 사용하였고, column은 HP-5MS capillary를, detector는 Agilent 5975C를, library는 Wiley (W9N08.L)를 사용하였다.
D사의 PDA를 1 L 조건으로 petri dish에 조제하였다. 병원균(Sclerotinia sclerotiorum)은 Cork borer (8 mm)로 채취하여 배지의 중앙에 치상 시킨 후 18℃로 배양 후 사용하였다.
본 연구에 사용된 균핵병 병원균인 Sclerotinia sclerotiorum은 전북대학교 생명공학부(Prof. 이귀재)에서 분양받아 경북대학교 대학원 생태환경시스템학과 식물자원환경전공 천연물화학연구실에 보관하면서 배양하여 사용하였고, 식물재료인 이엽마두령(Aristolochia tagala Champ.)은 미얀마 약재상에서 구매하였다.
MeOH이 완전히 휘발된 다음 PDA 평판배지 가장자리에 Paper disc를 치상하였다. 시험 균주는 Cork borer (8 mm)로 채취하여 배지 중앙에 치상하고, 18℃ incubator에서 각각의 시험균주가 다 자랄 때까지 배양하였다. 균이 다 자라면 clean zone의 형성유무를 확인하여 항균 활성 여부를 조사하였다.
용매분획과 silica gel column chromatography를 위한 MeOH, n-hexane, CHCl3, EtOAc, n-BuOH 등은 덕산약품공업(주)회사의 extra pure grade를 사용하였다. Bioassay에 사용된 PDA배지는 Becton, Dickinson & Co.
성능/효과
이엽마두령을 MeOH로 추출하여 용매분획을 하였고, 용매분획 중에서 가장 강한 활성을 나타낸 CHCl3 fraction을 column chromatography로 분리하여 43개의 subfraction을 얻었다. 43개의 subfraction을 bioassay한 결과 MYHS26 subfraction에서 강한 활성을 나타내었다. MYHS26 subfraction을 GC-MS로 분석하여 chromatogram 상의 주요 peak에 해당하는 mass spectrum과 Wiley library를 비교하여 profiling한 결과, 2,4-di-tetra-butyl-phenol, 2-mono-palmitin, 1-mono-stearin이 주요 물질로 검출되었다.
43개의 subfraction을 bioassay한 결과 MYHS26 subfraction에서 강한 활성을 나타내었다. MYHS26 subfraction을 GC-MS로 분석하여 chromatogram 상의 주요 peak에 해당하는 mass spectrum과 Wiley library를 비교하여 profiling한 결과, 2,4-di-tetra-butyl-phenol, 2-mono-palmitin, 1-mono-stearin이 주요 물질로 검출되었다. 항균활성물질로 추정되는 1-mono-stearin 화합물의 항균활성을 검정하기 위하여 표준품을 사용하여 생물검정한 결과 이 화합물이 강한 활성을 나타내었다.
6) 중에 1-mono-stearin이 항균활성물질로 추정되어 1-mono-stearin의 항균활성을 검정하기 위하여 표준품 1-mono-stearin을 구매하여 PDA 배지에 100 ppm, 50 ppm, 25 ppm, 0 ppm 농도로 화합물을 첨가한 배지에 시험균주를 배지 중앙에 치상하여 약액배지혼합방법으로 항균활성을 검정하였다. 검정결과 100 ppm과 50 ppm 농도에서 균핵병 원인균인 Sclerotinia sclerotiorum균이 완벽하게 생육억제됨을 관찰할 수 있었으며 25 ppm에서도 생육억제능 활성을 나타내었다(Fig. 7). 따라서 본 연구에서는 이엽마두령으로부터 분리한 1-mono-stearin 화합물이 활성물질인 것으로 추정되었으며, 항균력이 강한 이엽마두령 추출물 또는 1-mono-stearin 화합물을 주성분으로 하는 추출물을 채소류 균핵병에 대한 친환경농자재의 개발이 가능할 것으로 판단되었다.
균핵병의 원인균인 S. sclerotiorum에 대한 이엽마두령(Aristolochia tagala Champ.)추출물의 용매분획의 항균활성을 조사한 결과, CHCl3 fraction에서 가장 강한 항균활성을 보였으며 EtOAc fraction에서도 약하게 활성을 보였다(Fig. 1).
MYHS26 subfraction의 GC Chromatogram에서 검출된 peak들 중에서 활성물질로 추정되는 화합물의 화학적 구조를 구명하고자 peak들의 MS spectra와 Wiley library를 비교하는 방식으로 profiling 하였다. 그 결과 MYHS26 subfraction의 GC Chromatogram에서 A peak (Rt 11.166 min)는 2,4-di-tetra-butyl-phenol 화합물로(Fig. 3), B peak (Rt 22.776 min)는 2-monopalmitin 화합물로 (Fig. 4), C peak (Rt 24.367 min)는 1-mono-stearin 화합물로(Fig. 5) 동정되었다.
항균활성물질로 추정되는 1-mono-stearin 화합물의 항균활성을 검정하기 위하여 표준품을 사용하여 생물검정한 결과 이 화합물이 강한 활성을 나타내었다. 따라서 이엽마두령으로부터 분리한 1-mono-stearin 화합물이 균핵병의 원인균인 Sclerotinia sclerotiorum에 대한 항균 활성물질인 것으로 추정되었다.
MYHS43)를 얻었다. 이들 43개의 subfractions를 대상으로 항균활성을 조사한 결과, MYHS26 subfraction에서 가장 강한 활성을 나타내었다.
MYHS26 subfraction을 GC-MS로 분석하여 chromatogram 상의 주요 peak에 해당하는 mass spectrum과 Wiley library를 비교하여 profiling한 결과, 2,4-di-tetra-butyl-phenol, 2-mono-palmitin, 1-mono-stearin이 주요 물질로 검출되었다. 항균활성물질로 추정되는 1-mono-stearin 화합물의 항균활성을 검정하기 위하여 표준품을 사용하여 생물검정한 결과 이 화합물이 강한 활성을 나타내었다. 따라서 이엽마두령으로부터 분리한 1-mono-stearin 화합물이 균핵병의 원인균인 Sclerotinia sclerotiorum에 대한 항균 활성물질인 것으로 추정되었다.
후속연구
7). 따라서 본 연구에서는 이엽마두령으로부터 분리한 1-mono-stearin 화합물이 활성물질인 것으로 추정되었으며, 항균력이 강한 이엽마두령 추출물 또는 1-mono-stearin 화합물을 주성분으로 하는 추출물을 채소류 균핵병에 대한 친환경농자재의 개발이 가능할 것으로 판단되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
Sclerotinia 속은 어떤 병을 일으키는가?
균핵병 중 Sclerotinia 속에 의한 병은 기주의 감염부위 또는 환경조건에 따라 솜털썩음병, 흰곰팡이병, 물렁썩음병, 줄기썩음병, 초관썩음병, 꽃썩음병 등으로 나타나고 기주범위는 매우 넓어서 채소류, 화훼류 등 여러 종류의 식물에 큰 병을 일으키며, 유묘, 성숙한 식물체, 수확물 등 생육 전반에 걸쳐서 침입을 한다(Agrios, 1998). 그 중 Sclerotinia sclerotiorum은 식물병원균 중에서 가장 비특이적이고 전 세계적으로 존재하는 토양 서식균으로서(Purdy, 1979), 75과 278속 408종의 폭넓은 기주를 가지고 있는 경제적으로 중요한 식물 병원균이다(Boland et al.
과채류 균핵병 방제에서 화학적인 방제 방법의 문제점은?
과채류 균핵병 방제방법에는 화학적인 방법으로 지오판 수화제, 지오판 리프졸수화제 등과 같은 보호살균제를 토양에 처리하여 균핵병 원인균을 억제하여 과채류의 감염률을 억제하나, 토양에 토착되어 있는 병원균을 근본적으로 방제하지 못할 뿐만 아니라 주로 침투성 살균제로서 식물 내에서 잔류 문제를 야기시킬 가능성이 높으므로, 잔류독성의 우려가 낮은 친환경농자재의 개발이 필요하다.
S. sclerotiorum은 우리나라에서는 주로 어디서 병을 일으키는가?
우리나라의 경우 고랭지 채소재배지, 십자화과 채소재배지, 시설재배지에서 주로 발병된다고 보고되어 있다(Cho, 1976; Kim et al., 1999, 2003, 2006; Shin et al.
참고문헌 (27)
Abawi, G. S. and Grogan, R. G. 1975. Source of primary inoculum and effects of temperature and moisture on infection of beans by Whetzelinia sclerotiorum. Phytopathology. 65: 300-309.
Baskar K., S. Sasikumar, C. Muthu, S. Kingsley, and S. Ignacimuthu. 2011. Bioefficacy of Aristolochia tagala Cham. against Spodoptera litura Fab. (Lepidoptera: Noctuidae). Saudi Journal of Biological Sciences. 18: 23-27
Chang, S. W. and S. K. Kim. 2003. First report of Sclerotinia rot caused by Sclerotinia sclerotiorumon some vegetable crops in Korea. Plant Pathology J. 19: 79-84.
Cho, C. T. 1976. Present Status and Problems for the Control of Vegetable Diseases in the Vinyl house. Korean J. Plant Protection. 154: 215-222
Hall, B. H., R. L. McMahon, and T. J. Wicks. 2002. First report of Sclerotinia sclerotiorumon grape (Vitis vinifera) in South Australia. Australasian Plant Pathol. 31: 417-418.
Hong, S. K., W. G. Kim, G. B. Sung, S. H. Nam, and J. S. Kim. 2007. Aspects of Popcorn Disease Occurrence on Mulberry Fruits in Korea. Res. Plant Dis. 13(3): 131-136
Hwang, J. Y., C. K. Shim, K. Y. Ryu, D. H. Choi, and H. J. Jee. 2006. Selection of Brevibacillus brevis B23 and Bacillus stearothermophilus B42 as biological control agents against sclerotinia rot of lettuce. Res. Plant Dis. 12: 254-259.
Kang, J. Y., D. H. Kim, D. G. Lee, I. S. Kim, M. G. Jeon, J. D. Lee, I. H. Kim, and Sanghyun Lee. 2013. Screening of Antifungal Activities of Medicinal Plants for the Control of Turfgrass Fungal Disease. Weed Turf. Sci. 2(1): 70-75
Kim, H. W., K. Y. Lee, J. W. Baek, H. J. Kim, J. Y. Park, J. W. Lee, S. J. Jung, and B. J. Moon. 2004. Isolationj and identification of antagonistic bacterium active against Sclerotinia sclerotiorum causing sclerotinia rot on crisphead lettuce. Res. Plant Dis. 12: 254-259.
Kim, K. C. 1976. The effect of ray on sclerotia formation of sclerotium disease. Korean J. Plant Protect. 15: 223-243.
Kim, W. G., W. D. Cho, and H. J. Jee, 1999. Occurrence of Sclerotinia rot on cucurbitaceous vegetable crops in greenhouses. Korean J. Mycol. 27: 198-205
Kim, W. G. and W. D. Cho. 2002. Occurrence of Sclerotinia rot on composite vegetable crops and the causal Sclerotinia spp. Mycobiology. 30: 41-46.
Kim, W. G., S. K. Hong, and S. Y. Lee. 2006. Occurrence of Sclerotinia rot in four leguminous crops caused by Sclerotinia sclerotiorum. Plant Pathol. J. 22: 16-20
Kora, C., M. R. McDonald, and G. J. Boland. 2003. Sclerotinia rot of carrot: An example of phenological adaptation and bicyclic development by Sclerotinia sclerotiorum. plant Dis. 87: 456-470.
Purdy, L. H. 1979. Sclerotinia sclerotiorum: History, diseases and symptomatology, host range, geographic distribution, and impact. Phytopathology 69: 875-880.
Schwartz, H. F. and J. R. Steadman. 1978. Factors affecting sclerotium populations of, and apothecium production by Sclerotinia sclerotiorum. phytopathology 68: 383-388.
Shin, D. B. and J. T. Lee. 1987. Ecological studies on lettuce drop disease occurring under controlled cultivation conditions in drained paddy fields. Korean J. Plant Pathol. 3: 252-260
Subbarao, K. V. 1998. Progress toward integrated management of lettuce drop. Plant Dis. 82: 1068-1078.
Thirugnanasampandan R., G. Mahendran, and V. Narmatha Bai. Antioxidant properties of some medicinal Aristolochiaceae species. African Journal of Biotechnology. 7(4): 357-361.
Whipps, J. M., S. P. Budge, S. McClement, and D. A. C. Pink. 2002. A glasshouse cropping method for screening lettuce lines for resistance to Sclerotinia sclerotiorum. Eur. J. Plant Pathol. 108: 373-378.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.