초록 ▼

제1세부과제인 ALA 작용기작 구명연구에서는 광역학적인 효과로 식물체에 고사현상을 초래하는 ALA를 처리하여 적정 약량, 검정식물을 결정하고 생육단계별, 식물종간, 식물기관간에 선택활성 반응, 식물생리생화학적 반응 및 환경에 대한 안정성 여부를 확인하고자 하였다.
제2세부과제인 ALA를 이용한 생물농약 개발연구에서는 저농도에서 생장촉진제 또는 재해 완충제로, 고농도에서 제초제로의 개발 목적으로 단제는 물론, 기존의 제초제 및 다른 천연생리활성물질들과의 상호작용 연구를 통해 농약사용의 감량화 및 전천후 농약으로서의 이용성 증대와

제1세부과제인 ALA 작용기작 구명연구에서는 광역학적인 효과로 식물체에 고사현상을 초래하는 ALA를 처리하여 적정 약량, 검정식물을 결정하고 생육단계별, 식물종간, 식물기관간에 선택활성 반응, 식물생리생화학적 반응 및 환경에 대한 안정성 여부를 확인하고자 하였다.
제2세부과제인 ALA를 이용한 생물농약 개발연구에서는 저농도에서 생장촉진제 또는 재해 완충제로, 고농도에서 제초제로의 개발 목적으로 단제는 물론, 기존의 제초제 및 다른 천연생리활성물질들과의 상호작용 연구를 통해 농약사용의 감량화 및 전천후 농약으로서의 이용성 증대와 농업환경과의 상호작용 및 stress 경감효과의 검토를 하여 ALA에 의한 생물농약 개발 가능성 여부를 알아보기 위하여 수행하였다.

Abstract ▼

The purpose of this study is to investigate the positive or negative effects of 5-aminolevulinic acid (ALA) on the growth of several crops and weeds, by applying a seed soaking treatment, foliar treatment, and application timing, while comparing biological activity between ALA produced by chemical s

The purpose of this study is to investigate the positive or negative effects of 5-aminolevulinic acid (ALA) on the growth of several crops and weeds, by applying a seed soaking treatment, foliar treatment, and application timing, while comparing biological activity between ALA produced by chemical synthesis (Synthetic-ALA) and extracellularly-accumulated ALA by overexpressing the hemeAgene isolated from Bradyrhizobium japonicum (Bio-ALA). Seed soaking treatment of ALA in barley (five cultivars) and wheat (five cultivars) had not shown positive effects at lower concentrations, 0.05 to 0.5 mM as well as negative effects at higher concentrations, 1 to 30 mM. In rice, there also was no positive effect by seed soaking treatment of ALA at lower concentrations, although the rice became damaged by an application of 5 and 10 mM ALA. Growth in barley cultivars, Ganghossalbori, Naehanssalbori, Songhakbori, Saessalbori, and Daehossalbori were increased up to 14%, 19-51%, 17-64%, 18-23%,and 22-38% by ALA foliar application at lower concentrations, 0.05 to 0.5 mM, respectively. On the other hand, the growth in barley cultivars was inhibited by ALA foliar application at higher concentrations. Barley responded more positively to ALA foliar application than wheat and rice. The growth stimulation caused by ALA seed soaking treatment was less than by ALA foliar treatment. ALA treatment at the 1.5-leaf stage increased growth of barley by 19-58%, while pretreatment to seeds, post-emergence treatment at 3 days after seeding, 3-leaf stages, and 5-leaf stages had not shown positive effects. Thus, the positive effects of ALA on barley were dependent greatly upon the timing of application and its concentration. Monocots weeds were more sensitive to ALA foliar treatment than dicotyledonous weeds. A monocot weed, Setaria viridis L. was the most susceptible plant to ALA while a dicotyledonous weed, Plantago asiatica L. was the most tolerant. No significant difference in biological activity between bio-ALA and synthetic ALA on barley, wheat, rice, and weed, Ixeris dentate tested was observed. Thus, ALA produced by microorganisms would be a potent substance to be used effectively in agricultural production.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...3
• SUMMARY ...12
• CONTENTS ...18
• 목차 ...23
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ...27
• 제1절 연구개발의 목적 및 필요성 ...27
• 1. 연구목적 ...27
• 2. 연구개발의 필요성 ...27
• 가. 기술적 측면 ...27
• 나. 경제.산업적 측면 ...28
• 다. 사회.문화적 측면 ...29
• 제2절 연구개발 범위 ...30
• 제 2 장 국내외 기술 개발 현황 ...31
• 제1절 국내외 연구동향 ...31
• 제2절 연구결과가 국내외 기술개발현황에서 차지하는 위치 ...35
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ...38
• 제1절 다양한 식물종의 생장촉진과 억제에 관한 5-Aminolevulinic Acid의 효과 ...38
• 1. 서론 ...38
• 2. 재료 및 방법 ...40
• 가. 사용약제 ...40
• 나. 종자 침지 처리 ...40
• 다. 경엽 처리 ...40
• 라. 처리 시기별 효과 ...41
• 마. 잡초 종류별 ALA 처리 효과 ...41
• 바. Bio 및 합성 ALA의 활성 비교 ...42
• 3. 결과 및 고찰 ...42
• 가. 종자 침지 처리 효과 ...42
• 나. 경엽 처리 효과 ...44
• 다. 처리 시기별 효과 ...47
• 라. 잡초 종류별 ALA 처리 효과 ...49
• 마. Bio 및 합성 ALA의 활성 비교 ...51
• 4. 결과요약 ...53
• 제2절 보리와 밀에 관한 5-Aminolevulinic Acid의 생장촉진과 제초작용 기작 ...54
• 1. 서론 ...54
• 2. 재료 및 방법 ...55
• 가. 식물재료 ...55
• 나. ALA 처리에 의한 밀과 보리의 생장반응 ...55
• 다. 생육단계별 ALA 측정 ...55
• 라. 세포내 전해물질의 누출 ...56
• 마. 엽록소 파괴 ...56
• 바. 지질과산화 작용 ...56
• 사. Porphyrins 분석 ...57
• 3. 결과 및 고찰 ...57
• 가. ALA 처리에 의한 보리와 밀의 생장 반응 및 ALA 축적량 비교 ...57
• 나. ALA 처리에 의한 보리와 밀의 생리적 반응 ...59
• 다. Porphyrin에 관한 ALA 효과 ...61
• 4. 결과요약 ...64
• 제3절 다양한 환경조건하에서 ALA 처리에 의한 보리와 무의 생장촉진과 피와 자귀풀의 제초 효과 ...65
• 1. 서 언 ...65
• 2. 재료 및 방법 ...66
• 가. 식물재료 ...66
• 나. 다양한 환경조건하에서 ALA 처리에 의한 보리와 무의 생장반응 ...66
• 다. 다양한 환경조건하에서 ALA 처리에 의한 피와 자귀풀 방제 효과 ...67
• 3. 결과 및 고찰 ...67
• 가. 다양한 환경조건하에서 ALA 처리에 의한 보리의 생장촉진 효과 ...67
• 나. 다양한 환경조건하에서 ALA 처리에 의한 무의 생장촉진 효과 ...72
• 다. 다양한 환경조건하에서 ALA 처리에 의한 피의 제초효과 ...76
• 라. 다양한 환경조건하에서 ALA 처리에 의한 자귀풀의 제초효과 ...80
• 4. 결과요약 ...85
• 제4절 ALA 단제 및 다른 제초제와의 혼제에 생물농약 개발연구 ...86
• 1. 서론 ...86
• 2. 재료 및 방법 ...88
• 가. 천연(Bio) 및 합성(Synthetic) ALA의 약효 발현의 특성 ...88
• 나. ALA 처리방법별 약효시험 ...88
• 다. 적용 식물의 약해 및 약효반응 연구 ...88
• 라. 적정 제형 개발시험 ...89
• 마. ALA+DPE계 제초제와의 상호작용 연구 ...89
• 바. ALA+Bipyridylium계 제초제와의 상호작용 연구 ...89
• 사. ALA+Sulfonylurea계 제초제와의 상호작용 연구 ...89
• 3. 결과 및 고찰 ...89
• 가. 천연(Bio 및 합성(Synthetic) ALA의 약효 발현의 특성 ...89
• 나. ALA 처리방법별 약효시험 ...95
• 다. 적용 식물의 약해 및 약효반응 연구 ...100
• 라. 적정 제형 개발시험 ...106
• 마. ALA+DPE계 제초제와의 상호작용 연구 ...107
• 바. ALA+Bipyridylium계 제초제와의 상호작용 연구 ...108
• 사. ALA+Sulfonylurea계 제초제와의 상호작용 연구 ...109
• 4. 결과요약 ...113
• 제5절 ALA의 농업환경 및 Stress와의 상호작용 연구 ...115
• 1. 서언 ...115
• 2. 재료 및 방법 ...119
• 가. 재배환경과의 상호작용 ...119
• 나. 타화합물과의 상호작용 ...120
• 다. 약효 지속성 연구 ...121
• 라. ALA의 포장 적용시험 ...122
• 마. ALA의 작물 stress 내성반응 연구 ...124
• 3. 결과 및 고찰 ...125
• 가. 재배환경과의 상호작용 ...125
• 나. 타화합물과의 상호작용 ...131
• 다. 약효 지속성 연구 ...135
• 라. ALA의 포장 적용시험 ...139
• 마. ALA의 작물 stress 내성반응 연구 ...147
• 4. 결과요약 ...153
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...156
• 제1절 연구개발 목표와 내용 ...156
• 제2절 연차별 연구개발 목표와 내용 ...158
• 제3절 연구평가의 착안점 및 달성도 ...160
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ...161
• 제1절 추가연구의 필요성 ...161
• 제2절 활용계획 ...161
• 제3절 본 연구과제를 통해 얻어진 연구실적 ...162
• 제 6 장 참고문헌 ...163