초록 ▼

식물, 해조류 및 토양미생물로부터 인축 및 환경에 안정한 저독성 살충제, 항생물질 및 생장조절제를 개발하기 위하여 활성성분을 유기용매 추출법과 분배법 및 각종의 크로마토그라피법을 이용하여 분리, 정제하였으며, spectral techniques를 이용하여 구조를 동정하였다. 또한 분리된 활성성분의 급성독성 및 Ames test에 의한 돌연변이원성을 조사하였다.
식물체에 존재하는 추출물에 농약성분을 탐색하기 위하여, 7종의 공시해충 및 moust에 대한 43종 식물체 추출물의 농약활성을 검정하였다. 이들 중 은행나무

식물, 해조류 및 토양미생물로부터 인축 및 환경에 안정한 저독성 살충제, 항생물질 및 생장조절제를 개발하기 위하여 활성성분을 유기용매 추출법과 분배법 및 각종의 크로마토그라피법을 이용하여 분리, 정제하였으며, spectral techniques를 이용하여 구조를 동정하였다. 또한 분리된 활성성분의 급성독성 및 Ames test에 의한 돌연변이원성을 조사하였다.
식물체에 존재하는 추출물에 농약성분을 탐색하기 위하여, 7종의 공시해충 및 moust에 대한 43종 식물체 추출물의 농약활성을 검정하였다. 이들 중 은행나무잎의 메탄올추출물이 벼멸구에 대해서 높은 살충활성을 보였기 때문에, 각종 크로마토그라피를 이용하여 살충성분을 분리, 정제하여 백색의 결정을 얻었으며, El-MS (70 eV), HR-MS, UV, ?H (500 MHz) 과 ??C (100 MHz) NMR 및 FT-IR을 이용하여 구조를 확인한 결과, trilactone sesquiterpene의 일정인 bilobalide (C??H??O?)로 동정되었다.
Bilobalide의 벼멸구 암컷 성충에 대한 LC?? 은 각각 3.8 ppm과 0.3 ㎍/g성충으로서, BPMC (LC??=6.9 ppm, LD?? = 2.6 ㎍/g)와 carbofuran (LC??=5.1 ppm, LD??=0.3 ㎍/g) 동등하거나 보다 강한 살충력을 보였으며, 담배거세미나방에 대해서는 높은 섭식저해 활성을 나타내었다. 또한, Thujopsis dolabrata var. hondae 톱밥의 수증기 증류물은 mouse 에 대하여 높은 기피활성을 나타내었으며, 기피성분으로서 thujopsene, cedrol, 4-terpinol, 4,8-dimethyl-7-nonene-1-ol, carvacrol과 β-thujaplicine 으로 구조를 동정하였으며, 이중 carvacrol이 강력한 기피효과를 보였다. Bilobalide의 구조를 동정하였으며, 이중 carvacrol이 강력한 기피효과를 보였다. Bilobalide의 mouse에 대한 독성은 LD??이 > 350 ㎎/mouse로서 대단히 낮은 독성을 보였다. 또한, Bilobalide와 carvacrol이 돌연변이원성 여부를, 히스티딘 영양요구성 균주인 Salmonella typhimurium TA-1535, TA-1537, TA-98 및 TA-100을 이용하여 실험한 결과, 시험농도 (31.2∼5,000 ㎍/plate)군에서 복귀돌연변이의 콜로니수의 유의적인 증각가 관찰되지 않아, bilobalide와 carvacrol은 4개 시험균주에 대해 His?-->His?에로의 복귀돌연변이를 유발하지 않는 것으로 판단되엇다. 따라서 이들 식물유래의 농약활성성분은 인축 및 환경에 안전한 농약으로서 기존의 유기합성농략에로의 대치가 가능할 뿐만 아니라 유기합성의 모핵화합물로서도 이용가치가 높을 거승로 생각된다.
토양미생물로서 고추 역병균 (Phytophthora capsici)과 벼 도열병균 (Magnaporthe grisea)에 항균효과가 좋은 항생물질을 개발하기 위하여 고추 재배 토양에서 선발한 결과 길항세균 Pseudomonas aeruginosa strain B?와 길항방선균 Streptomyces violaceoniger strain A??를 분리하였다. 이들 두 균주가 분비하는 항균성 물질을 순수분리하기 위하여 배양여액을 butanol로 추출하여, silica gel column chromatography, Sephadex LH-20 column chromatography, thin layer chromatography, HPLC 등을 행하여 정제한 결과, P.aeruginosa strain B?에서는 이들 두개 식물벼원균에 항균효과가 좋은 3개의 항생물질이, S. violaceoniger strain A??에서는 1개의 항생물질 SF2A가 순수분리 되었다. 이 항균성 물질 SF2A는 UV, ?H와 ??C NMR spectrla data를 토대로 tubercidin (pyrrolo[2,3-d] pyrimidine nucleoside)으로 동정하였으며, 이 항생물질 SF2A는 P. capsici, Botryosphaeria dothidea, Rhizoctonia solani에 대해 높은 항균작용을 보였다.
식물과 해조류로부터 brassinosteroid활성물질을 탐색하기 위해서 최적 생물검정용 재료로서 상풍벼를 선발, 보다 안정되고, 감도가 좋으면서 재현성 있는 생물검정법으로 개선할 수 있었으며 이를 검정 지료로 하여 옥수수, 들깨, 결명자 및 해조류인 미역이 생산하는 brassinosteroid 활성물질의 탐색을 실시하였다. 옥수수종실에 존재하는 brassinosteroid 활성물질로 castasterone, 28-norcastasterone, teasterone 그리고 6-deoxocastasterone이 최초로 동정되었으며, 그리고 28-methyl-teasterone과 유사한 새로운 brassinosteroid 의 존재 가능성이 시사되었다. 옥수수 종실에 함유된 brassinosteroid 활성물질은 대부분 castasteone 형태로 존재하였으며 전 brassinosteroid 활성물질의 함량은 brassinolide 로 환산하며 생체중량 g당 3-8 ng의 수준이었다. 들깨의 미숙종자를 포함한 이삭부위에 존재하는 brassinosteroid 활성물질로 castasterone 이 동정되었으며, homodolicholide의 존재 가능성이 시사되어 들깨가 brassinosteroid 활성물질을 생합성하고 있음을 확인할 수 있었으며, 전 brassinosteroid 활성물질의 함량은 brassinolide 로 환산하여 생체중량 g당 0.5-0.8 ng 수준이었다. 결명자의 종자외피를 포함한 미숙종자에 존재하는 brassinosteroid 활성물질로 castasterone, teasterone, typhasterol, 28-norcasta-sterone 그리고 brassinolide가 최초로 동정되었으며, 전 brassinosteroid 활성물질의 함량은 brassinolide로 환산하여 생체중량 g당 3.5-5.5 ng 수준이었다. 해조류인 미역 엽상부에 존재하는 brassinosteroid 활성물질로 dolicholide, brassinolide, homodolichosterone, castasterone, homobrassinolide, ethyl brassinone 의 존재 가능성이 추정되어 brassinosteroid 활성물질이 미역에 존재한다는 사실이 확인되었는데, 이것은 해조류 식물로는 첫 보고도 생각되며, 전 brassinosteroid 활성물질 함량은 brassinolide로 환산하여 생체중량 g당 0.5 ng 수준이었다. 한편, 결명자에서 ODS-HPLC 와 HPTLC에서는 거동이 기지의 brassinosteroid와 다른 아주 낮은 polarity를 갖는, 그러면서도 rice inclindation test의 양성물질이 결정상태로 분리되었다. 이 물질은 GC-MS와 ?H-NMR 및 ??C-NMR에 의해 steroid골격과 indole 골격을 갖지 않은 물질임이 확인되었다. 지금까지 rice inclination test 양성물질로 알려진 활성물질은 brassinosteroid 와 auxin 류로, brassinosteroid나 auxin류가 아닌 활성물질이 rice inclination test에 의해 검출된 사레가 없다. 따라서 결명자에서 결정성물질로 분리된 이 활성물질은 제 3의 신활성물질의 가능성이 높아 대단히 흥미스럽다. 추후 이 물질에 관한 구조해석 및 구조활성 그리고 활성물질의 식물계의 분포등에 관한 새로운 차원의 연구가 크게 기대된다.

Abstract ▼

These experiments were conducted to isolate and identify the biologically active substances from plants, soil microorganisms and marine algae, and to develop them as safer types of pesticides and as lead compounds for new pesticides.
Methanol extracts of 43 species of plants were screened for

These experiments were conducted to isolate and identify the biologically active substances from plants, soil microorganisms and marine algae, and to develop them as safer types of pesticides and as lead compounds for new pesticides.
Methanol extracts of 43 species of plants were screened for their potential insecticidal and repellent activities against seven insect species and mouse, Pesticidal activities was plant species dependent. Methanol extract of Ginkgo biloba leaves was found to selectively have potent insecticidal activity against brown planthopper, and steam distillate of Thujopsis dolabrata var. hondae sawdust showed strong repellent activity aganist mouse. The insecticidal and repellent components of G. biloba and T. dolabrata var. Hondae were isolated and purified by column chromatography, centrifuge thin layer chromato graphy and HPLC. The structure of bioactive materials isolated was confirmed by El-MS, High Resolution-MS, ?H (500 MHZ) and ??C NMR (100 MHz) and FT-IR spectrometry. As the results , the insecticidal component was identified as bilobalide (C??H??O?, M.W. 326), a kind of trilactone sesquiterpene. Bilobalide had a strong insecticidal activity aganist brown planthopper (LC??, 3.8 ppm: LD??. 0.3 ㎍/g) and caused no phytotoxicity to rice seedlings. Efficacy of bilobalide was similar to that of the widely used carbofuran (LC??, 5.1 ppm; LD??, 0.3 ㎍/g). IN addition, this compound had a strong antifeedant activity against tobacco cutworm. As repellent components against mouse, six terpenoid compounds were isolated from the steam distillate of T. dolabrata var. hondae sawdust; thujopsene, carvacrol, cedrol, 4-terpinol, 4,8-dimethyl-7-nonene-1-ol and β-thujaplicine. Among the terpenoids, carvacrol exhibited a potent repellent activity against mouse. No or moderate responses were obtained for other five tepenoids. In mutagenicity test using four strains of Salmonella typhimurium (TA-1535, TA-1537, TA-98 and TA-100), bilobalide and carvacrol caused no mutagenic effect. As naturally occurring pesticide bilobalide from G. biloba leaves and carvacrol from T. dolabrata var. hondae sawdust could be useful as new preventive control agents against various kinds of damage caused by insect pests and rodents.
The antibiotic-producing bacteria B? and actinomycete A?? which wree identified as Psedomonae aeruginosa and Streptomyces violaceoniger, respectively, were isolated from pepper-growing soil. The antibiotic substances presnet in their culture filtrates were purified using XAD-2 column chromatography. XAD-2 eluates inhibited not only the mycelial growth of phytophthora capsici and Magnaporthe grisea, but also the developement of Phytophthora blight on pepper plants. The crude antibiotic substances were further purified by using silica gel column chromatography, Sephadex LH-20 column chromatography, TLC,and HPLC. Three antibiotics from P. aeruginosa strain B?, and an antibiotic SF2A from S. violaceoniger strain A?? had antifungal activity against some plant pathogenic fungi. The pure antibiotic SF2A was identified as pyrrolo [2,3-d] pyrimidine nucleoside, tubercidin, based upon the UV, ?H and ??C NMR spectral data and some chemical evidence. The antibiotic SF2A showed a high antifungal activity aganist some plant pathogenic fungi P. capsici, Botryosphaeria dothidea, and Rhizoctonia solani.
To investigate the presence of the brassinosteroid substances in jplants (Zea mays, Perilla frutesscense and Cassia tora) and marine algae (Undaria pinnatifida), the extracts of plants were purified by the series of chromatographic methods (silica gel column chromatography, Sephadex LH-20 chromatography, Bondesil chromatography and HPLC). The activity was monitored by the improved rrce inclination test. Active fractions of brassinosteroids were separated by HPLC and further analysed by GC-MS after bismethaneboronation or bismethaneboronation-trimethylsilyation. The methanol extract of Z. mays seeds, immature P. frutesscense seeds, immature C. tora seeds, and U. pinnatifida leaves was purified and separated by chromatographic techniques. Brassinosteroid subatances from Z. mays seeds were identified as castasterone, 28-norcastasterone, teasterone and 6-deoxocastasterone by GC-MS. The content of brassinosteroid in this plant as converted into brassinolide was 3 - 8 ng/g fresh weight. The main brassinisteroid in Z. mays seeds was castasterone. Brassinosteroid subatances from immature P. fractions were suggested to be castasterone and homodolicholide by retention data on HPLC. Main active brassinosteroid substance was identified as castasterone by GC-MS. The content of brassinosteroid in the plant as converted into brassinolide was 0.5 - 0.8 ng/g fresh weigh. Brassinosteroid subatances from immature C. tora seeds identified as castasterone, teasterone, typhasterole, 28-norcastasterone and 6-deoxocastasterone and brassinolide by GC-MS. The content of brassinosteroid in the plant as converted into brassinolide was 3.5 - 5.5 ng/g fresh weight. the methanol extract of U. pinnatifida leaves was purified and separated by chromatographic techniques. The activity was monitored by the rice inclination test and presence of brassinosteroid was confirmed in each purification step. Although see mustard contained a less amount of the active substance than the higher plants, endogenous brassinosteroid was clearly present in the plant. We acknowledge that our work is probably the first report of endogenous brassinosteroid in Z, mays, P. frutesscense, C. tora, and U. pinnatifida. Interestingly, the biologically active compound with lower polarity than brassinosteroids on HPLC or HPTLC was separated from C. tora seeds as crystals. ?H and ??C NMR spectra of the active principle was distinguishable from those of steroids or indole compounds. Only two bioassay system of rice inclination test. Thus, the active principle separated as crystals from C. tora seeds are suggested to be new active compound.

목차 Contents

• 총괄목차...11
• 제1장.식물체에서 무공해 살충제의 개발...15
• 제1절.식물체 추출물의 살충 살비활성...15
• 서 론...15
• 연구방법...17
• 결 과...24
• 고 찰...45
• 참고문헌...48
• 제2절.식물체 추출물의 Mouse에 대한 기피활성...52
• 서 론...52
• 연구방법...53
• 결 과...56
• 고 찰...68
• 참고문헌...71
• 제3절.농약홀성성분의 독성...74
• 서 론...74
• 연구방법...75
• 결과 및 고찰...78
• 참고문헌...82
• 제4절.결론...84
• 제2장. 미생물에서 살균활성물질의 탐색 및 개발...87
• 서론...88
• 연구방법...89
• 결과...92
• 1.길항미생물 선발...92
• 2.길항미생물의 고추역병균에 대한 항균효과...93
• 3.길항미생물의 다른 식물병원균에 대한 효과...97
• 4.길항미생물 배양여액의 고추역병균과 도열병균에 대한 효과...102
• 5.길항미생물 배양여액의 고추역병 방제효과...102
• 6.길항세균에서 항생물질 순화와 항균효과...110
• 7.길항방선균에서 항생물질 순화와 항균효과...118
• 고 찰...135
• 결 론...139
• 참고문헌...140
• 제3장.식물 및 해조류로부터 Brassinosteroid 활성물질의 탐색...144
• 서 론...145
• 연구방법...146
• 결과 및 고찰...150
• 제1편.Brassinosteroid 활성물질검정용 생물검정법의 개선...150
• 제1절.검정용 재료가 생물검정법의 감도에 미치는 영향...150
• 제2절.Leaf segment 상태가 생물검벙법의 감도에 미치는 영향...152
• 제2편.식물과 해조류로 부터 brassinosteroid 활성물질의 탐색...153
• 제1절.옥수수종실의 brassinosteroid 활성물질...153
• 제2절.들깨의 brassinosteroid 활성물질...185
• 제3절.결명자의 brassinosteroid 활성물질...205
• 제4절. 미역의 brassinosteroid 활성물질...237
• 결 론...247
• 참고문헌...250