초록 ▼

Ⅳ. 연구개발결과
제 1세부과제(파이오니아) : 전신저항성유도물질의 생물학적ㆍ유전학적 특성 분석 및 산업화
Section 1. 다양한 작물에 대한 전신저항성유도물질의 병 방제 스펙트럼 조사 및 분석 전신저항성유도물질의 병방제 스펙트럼 조사를 위하여 수도 작물과 원예 작물,특용 작물. 과수 작물에 대하여 병을 일으키는 주요 식물 병원균을 조사하여 각각의 식물병에 대한 방제효과를 검정하여 생물 농약으로서의 실용화 가능성을 연구하였다.
1. 수도 작물에 대한 생물활성 검정
벼는 인간이 기르기 시작한 가장 오래된 식물

Ⅳ. 연구개발결과
제 1세부과제(파이오니아) : 전신저항성유도물질의 생물학적ㆍ유전학적 특성 분석 및 산업화
Section 1. 다양한 작물에 대한 전신저항성유도물질의 병 방제 스펙트럼 조사 및 분석 전신저항성유도물질의 병방제 스펙트럼 조사를 위하여 수도 작물과 원예 작물,특용 작물. 과수 작물에 대하여 병을 일으키는 주요 식물 병원균을 조사하여 각각의 식물병에 대한 방제효과를 검정하여 생물 농약으로서의 실용화 가능성을 연구하였다.
1. 수도 작물에 대한 생물활성 검정
벼는 인간이 기르기 시작한 가장 오래된 식물들 중의 하나로서 우리나라의 농업에서는 매우 큰 비중을 차지하고 있다. 쌀은 밀·옥수수와 함께 세계 3대 곡물에 속하는데 이중 90% 이상이 동남아시아에서 재배되고 있고 우리 한국도 그 국가들 가운데 하나이다. 이와 같이 쌀은 우리에게 없어서는 안 될 중요한 재산이기도 하다. 벼의 전 생육기간에 걸쳐 발생하는 벼도 열병(Pyricularia grisea)은 전 세계의 모든 지역에서 발생하여 매우 심한 피해를 주는 식물병원균 중에 하나이다.
전신저항성유도물질의 처리에 의한 벼도열병에 방제효과검정을 위하여 강원도 춘천의 수도작 포장에서 효과 시험을 수행하였다. 그 결과 벼도열병에 대하여 각각 62.6%, 65%의 방제효과를 나타내었다. 이러한 결과는 전신저항성유도물질을 어린 묘판에 1회 처리함에 따라 작물이 건전하게 잘할 수 있는 환경을 제공하였고, 병발생을 위한 질소비료의 과비에 따른 처리에 영향은 없었던 것으로 판단된다. 따라서 수도작에서 주요 병해로 알려져 있는 벼잎도열병에 대하여 전신저항성유도물질은 발병억제의 예방 및 억제 효과가 있다고 판단되어 실용화의 기초자료로 충분하다고 판단된다.
2. 원예작물에 대한 생물활성 검정
주요 원예작물에서 다양하게 발생하고 있는 식물병원균을 대상으로 하여 전신저항성유도물질의 생물활성 검정을 수행하였다.
우리나라에서 고추에 피해를 주는 주요 병은 역병, 바이러스, 탄저병 및 세균성 점무늬병 등으로서 저항성 품종 육성 및 효과적인 병방제를 위한 대책이 요구되고 있는 실정이다. 먼저 고추 역병에 대한 시험은 온실 내 포트에서 실시하였으며 무처리의 발병률은 82.3% 이었으며 전신저항성유도물질 처리구의 발병률은 39%로 무처리 대비 52.6%의 병 방제효과를 나타내었다.
고추 탄저병에 대한 전신저항성유도물질의 병방제효과 검정을 위하여 포장시험을 수행하였다. 노지 고추 포장에서의 고추 탄저병에 대한 방제효과는 4회 처리 시 방제 효과 51.5%로 전신저항성유도물질 처리 시 우수한 방제효과를 나타내었고, 전신저항성유도물질의 제형화 공정을 통한 시제품(Pi0802)을 이용한 시험에서는 56.2%의 방제효과를 나타내었다. 이상에 결과로 보아 전신저항성유도물질을 이용한 고추 탄저병에 대한 방제효과는 50∼60%의 방제가를 보이고 있어 고추 열매에 직접적으로 발생하는 탄저병의 발생을 줄이고 고추 열매 수확량 증대에 기여할 수 있다고 판단된다.
전신저항성유도물질 처리 시 고추포장에서 발생하는 바이러스병(담배모자이크바이러스)에 대하여 효과를 검정하기 위하여 시설재배지에서 포장시험을 수행한 결과 61.6%의 방제효과를 나타내었고, 담배모자이크바이러스의 전형적인 증상인 괴저현상 및 위축현상이 발생된 반면 전신저항성유도물질 처리구에서는 상당히 예방되었음을 확인하였다.
오이 포장에서의 잿빛곰팡이병 억제효과 시험에서는 전신저항성유도물질 처리구가의 방제효과를 나타내었고 화학대조 59.7% 약제는 81.7% 효과를 나타내어 전신저항성유도물질처리에 따른 이병과가 줄어들었음을 확인하였다. 이는 농가의 소득 증대와 직접적으로 연관될 것이다.
오이 포장에서의 흰가루병 억제효과 시험 결과 약 49.2%의 방제효과를 갖는 것으로 나타났고 전신저항성유도물질 처리구가 무처리구에 비하여 병 발생 지연 효과가 뚜렷하게 나타나는 것을 확인하였다. 그리고 전신저항성유도물질의 제형화 공정을 통한 시제품(Pi0802)을 이용한 포장시험에서는 각각 55.3%와 61.9%의 방제효과를 나타내었다. 또한 전신저항성유도물질과 화학대조구의 약효를 살포 횟수에 따라 검증한 결과 발병초기 방제가 이뤄져야하며 이는 전신저항성유도물질이 흰가루병에 대하여 면역력을 증가시키는 것으로 확인하였다.
오이노균병에 대한 포장시험에서는 전신저항성유도물질 처리에 따른 오이 노균병의 방제효과는 41.6%로 다소 낮게 나타났다. 이는 시험포장이 과다 습도에 의한 병진전이 급속도로 빨라지는 환경적 요인에 의한 것으로 판단되고, 추후 재실험이 요구된다.
배추는 재배역사, 재배면적 및 이용면에서 볼 때 우리나라는 가장 중요한 채소 중에 하나이다. 배추재배에 있어서 발생률이 높고 방제가 비교적 힘든 병해는 연부병(무름병), 바이러스병, 노균병, 근류병(무사마귀병) 등이 있다. 이 중 배추 노균병과 배추 무름병에 대하여 전신저항성유도물질의 처리 시 병방제효과를 검정하였다. 그 결과 배추 노균병에 대한 방제 효과를 확인한 결과 무처리 대비 55.2% 수준의 병 방제 효과를 나타내었고, 배추 무름병에서는 47.8%의 방제가를 나타내었다.
이밖에도 딸기 잿빛곰팡이병, 참외 노균병, 호박 흰가루병에 대한 전신저항성유도 물질처리에 대한 효과는 각각 54.9%, 50%, 57.4%의 방제효과를 나타내었다.
3. 과수에 대한 생물활성 검정
제주도내 감귤 재배 포장에서의 병발생 상황은 궤양병과 더뎅이병 그리고 검은무늬병이 주로 발생하고 있다. 이에 준하여 본 연구에서는 감귤 궤양병에 대한 전신저항성유도물질의 병방제효과를 검정하기 위하여 온주밀감을 대상으로 시험을 수행하였다. 시험 결과 무처리구의 발병도는 12.7%이었으며 전신저항성유도물질 처리구의 발병도는 5.4%로 방제효과는 57.8%로 나타났다.
복숭아, 살구 등의 핵과류의 세균성구멍병은 고온 다습한 지역에서 많이 발생하는 세균병으로 과실에 발생하면 상품가치가 저하하여 경제적 피해가 매우 크다. 전신저항성유도물질에 대한 복숭아세균성구멍병에 대한 방제효과 검정을 위하여 포장시험을 수행하였다. 시험 결과 전신저항성유도물질 처리구는 방제가 37.8%로 처리에 의한 방제효과를 볼 수 없었다. 그러나 화학대조 약제도 55.8%의 낮은 방제효과를 나타내어 약효의 지속성이 짧고 연용시 내성이 발생함을 알 수 있었다.
4. 특용작물에 대한 생물활성 검정
전신저항성유도물질 처리에 의한 인삼의 병 발생 억제 효과를 확인하기 위하여 인삼의 지상부 병에 대하여 처리 방법을 달리하여 잿빛곰팡이병에 대한 병방제효과를 점검하였다. 먼저 묘삼 분의처리에 의한 병방제효과에서는 전신저항성유도물질 처리에서 58.3∼59.5%의 방제효과를 나타내었다. 그리고 묘삼 침지처리에 의한 인삼 잿빛곰팡이병의 방제효과에서는 전신저항성유도물질 처리에 의하여 55.2%의 방제효과를 나타내었다. 마지막으로 10일 간격 2회 관주처리 한 처리구에서는 51.2%의 방제효과를 나타내었다. 이러한 결과는 전신저항성유도물질을 묘삼에 처리함에 따라 인삼에 발생하는 주요 지상부 병해를 예방하는 효과를 볼 수 있고 환경 친화적인 방법에 의하여 방제 할 수 있다고 판단된다.
5. 화훼류에 대한 생물활성 검정
꽃도라지 잿빛곰팡이병은 꽃도라지에서 최대의 병해로 저온ㆍ다습인 상태가 계속되면 잎, 줄기, 꽃대 및 꽃에 전반적으로 발생하며 수송 중에 출하상자 안에서 발생하는 경우도 있다. 꽃도라지 균핵병은 저온, 과습 상태가 계속되면 줄기나 잎에 발생한다. 전신저항성유도물질을 화훼류 작물에 적용하기 위하여 꽃도라지를 선발하여 처리에 따른 전신저항성유도물질의 병방제효과를 검정하였다. 시험 결과 전신저항성유도물질 처리에 따른 병방제효과는 잿빛곰팡 이병과 균핵병 각각 43.8%, 48.3%로 기존의 원예작물에서의 병방제효과보다 다소 낮았다. 이러한 결과는 무처리구의 병발생율이 11∼20%로 무처리 발병률이 다소 낮았고, 처리시기의 조정과 처리희석배수 검토를 통하여 추후 최적의 병방제효과를 나타낼 수 있는 연구 결과를 토출해 낼 필요가 있다고 판단된다.
Section 2. 전신저항성유도물질의 작용기작(mode of action) 구명
1. 전신저항성유도물질 처리에 의한 오이 잿빛곰팡이병의 발병억제 기작 연구 주요 원예작물 중 수량저하 및 품질저하의 주원인인 오이 잿빛곰팡이병을 선발하여 생육 중 전신저항성유도물질 처리에 의한 발병억제에 관하여 연구하였다. 시험 결과 무처리구는 4일 만에 병반이 형성되었으며 12.4%의 발병률을 나타내었고, 접종 후 14일 까지 발병이 점차적으로 증가하여 76.4%의 발병률을 나타내었다. 하지만 전신저항성유도물질 처리구는 무처리에 대비하여 시간이 경과함에 따라 발병률이 증가 되었지만 현저히 발병이 억제되는 효과를 나타내었다.
전신저항성유도물질 처리엽에서의 균사생장 억제 연구 결과 처리구에서는 무처리구에 대비하여 현저하게 잿빛곰팡이병원균의 밀도가 억제되었다. 이는 전신저항성유도물질이 병원성 곰팡이와의 직접적인 접촉으로 인한 방제효과 보다는 저항성을 발달 시켜 병원균을 억제하는 기작을 가지고 있음을 예상 할 수 있었다.
전신저항성유도물질 처리에 따른 효소활성 측정을 위하여 작물체내의 세포반응에 연관되어 있는 peroxidase(POX) 효소와 작물세포를 보호한다고 알려져 있는 glutathione peroxidase(GPX) 효소의 활성을 측정하여 작물체의 다양한 방어기작에 대하여 연구하였다. 그 결과 전신저항성유도물질 처리구에서 오이의 유도저항성은 POX의 활성과 GPX의 활성이 증가되는 것으로 나타났다.
2. 전신저항성유도물질의 분자생물학적 작용기작 연구
담배를 대상으로 SAR 관련 유전자인 PR1유전자의 발현량을 분석하여 식물병 저항성 유도체로서 국내 토착 Erwinia 세균 유래 전신저항성유도물질의 기능을 검정하였다. 시험 결과 전신저항성유도물질을 처리한 담배엽에서 분리한 RNA에서는 처리 후 48시간 까지 PR1 유전자가 발현되는 것을 확인하였고 PR1 유전자의 발현량이 많아 강한 저항성 발현을 유도한다는 것을 알 수 있었다.
과민성반응 유도 유전자(HypersensitiveResponseandPathogenicity(Hrp) gene) 연구에서는 본 연구과제의 전신저항성유도물질은 5mg/ml의 저농도로 처리하여도 36h와 48h에서 과민성 반응을 나타냄으로서 기존의 대조구보다 우수함을 알 수 있었다.
전신저항성유도물질의 병저항성 작용 특성을 연구하기 위하여 담배식물을 모델로 형질전환식물을 만들어 조직별 및 기관 발달 단계에서 발현 양상을 파악하고 그 기능을 연구한 결과 전신저항성유도물질에 의해 형질 전환된 식물은 세포분열이 wild type보다 활발하게 많이 일어나고 있었고, SEM을 이용하여 잎을 관찰한 결과 전신저항성유도물질의 형질 전환된 식물의 세포크기가 식물세포의 수가 많게 나타났다. 이러한 결과는 전신저항성유도물질로 인하여 식물의 세포분열활동이 왕성하게 이루어지고 있음을 시사한다.
Section 3. 5톤 이상의 scale에서 대량 배양 및 후공정 기술 개발
전신저항성유도물질을 생산하는 공정에서 미생물 배양은 물론이고 미생물 자체에서 생산되는 기능성 전신저항성유도물질의 분리ㆍ정제의 효율성을 감안하여 최적화된 후공정 시스템의 확립이 필수적이다.
500L 발효공정과정에서 배양의 종료시간은 평균 16∼17시간이고 이때 생성되는 전신 저항성유도물질의 생성량은 약 2.4g/L 수준이었다.
5톤 규모의 발효 공정 개발의 주목적은 안정적인 공정을 통한 지속적인 전신저항성유도물질의 생산과 scale up을 통한 생산 단가의 절감이다. 이를 위하여 안정적인 공정 확보를 위한 다양한 요인들과 생산단가 절감법에 대하여 분석하였다. 미생물의 안정성과 전신저항성유도물질 생산최적화를 위하여 다양한 실험(종균배양부터 본배양까지의 공정 개선)을 수행한 결과 50L 배양 과정을 생략할 수 있었으며 이에 따라 전체 생산 공정 중 1일을 단축할 수 있었으며 이에 따른 배지, 기기사용료, 인건비의 감소가 예상되었다.
배지의 종류와 함량을 변화하여 최적의 배지조건을 확립하고 안정적인 균주의 전신저항성유도물질 생산과 효과적인 배양 시스템을 개발하려는 연구를 수행하였다. 이를 위하여 기존 배지 중 탄소원의 종류와 농도를 변형하고 이를 5톤 scale에서 배양하여 그 재현성을 확인한 결과 기존의 탄소원을 25% ∼ 50%로 감소하고 새로운 탄소원을 전체대비 2 ∼ 3% 추가하여 배양하였을 경우 기존 대비 이상으로 전신저항성유도물질이 생성되었다.
5톤 scale에서의 발효공정의 재현성 검정과 배양효율을 현장에 적용하였다. 발효 공정의 최적화를 통하여 5톤 배양 시 전신저항성유도물질의 생성량과 profile을 검토한 결과 기존의 500L 배양과 유사한 배양 profile을 나타내었으며 전신저항성유도물질의 생산은 약 2.51g/L 로 나타났다.
전신저항성유도물질의 생산을 위한 다양한 후공정 기기를 시험 한 결과 최적의 시스템을 확립하여 전시저항성유도물질의 최종 product의 yield를 높일 수 있었다.
협동과제(강원대학교) : 전신저항성유도 물질의 생화학적 특성 분석 및 타농자재와의 혼용안정성 분석
Section 4. 전신저항성유도물질의 작물에 대한 생화학적 특성 분석
1. 수도작에 대한 전신저항성유도물질의 생화학적 특성 변화 영향 분석
전신저항성유도물질 처리에 의한 벼 종자의 발아촉진효과를 검정한 결과 발아율은 무처리구에 대비하여 평균 20% 증진되었고 초엽형성도 무처리에 비해 매우 향상되어 초기생육이 잘 발달되도록 생리적으로 작용하였다. 그리고 전신저항성유도물질 처리에 의한 벼 육묘기 생장촉진효과를 검정 결과 신장이 현저히 촉진되었을 뿐만 아니라 줄기가 건실하고 생중량이 증가하는 것으로 나타났다. 또한 벼 수확량 증대 검정에서도 종자처리 및 생육 중 엽면처리의 방법을 병행하는 것이 가장 좋았다.
2. 원예작물에 대한 전신저항성유도물질의 생화학적 특성 변화 영향 분석
전신저항성유도물질 처리에 의한 오이 수확량 증대 검정한 결과 관행구보다 높은 수확량을 나타내었고 이를 수치로 표현했을 때 11.3%의 증수효과가 나타났다. 그리고 전신저항성 유도물질 처리에 의한 발아 후 신장촉진을 조사한 결과 무처리구에 비하여 신장이 촉진되었다.
출하시기를 조기에 맞출 수 있는 것을 의미하며 연료비의 절감 등 경제적인 이득이 실제 농가에 적용될 수 있는 부분이라고 생각된다. 오이에 대한 영양요구도 분석에서는 칼슘과 마그네슘 함량에 있어서 관행구에 비하여 전신저항성유도물질 처리구의 흡수촉진 효과가 매우 우수하게 나타났다. 오이에 대한 생리 생화학 특성 변화 검정에서는 광합성, 기공전도도, 엽록소 함량등의 조사 항목에서 본 과제의 전신저항성유도물질이 기존 개발된 물질보다 우수하였다.
고추의 수확량 시험에서는 국내 토착 Erwinia 세균 유래 전신저항성유도물질 처리구에서는 무처리와 미국 미생물 유래 전신저항성유도물질 처리구에 비해 총수량, 생중량 및 건중량이 증가되었고 고추묘의 신장이 촉진되는 것을 확인 할 수 있었다. 고추에 대한 영양요구도 분석 결과 칼슘 및 마그네슘의 흡수율은 무처리에 비해 국내 토착 Erwinia 세균 유래 전신저항성유도물질이 월등히 우수하게 나타났으며, 또한 미국 미생물 유래 전신저항성유도물질 처리구보다 국내 토착 Erwinia 세균 유래 전신저항성유도물질 처리구에서 더 높은 흡수촉진 효과가 인정되었다. 또한 광합성량, 기공전도도, 엽록소 함량, 당함량, 에서도 우수한 결과를 나타내었다.
딸기에 대한 생화학적 특성변화 시험을 위하여 농민을 대상으로 관행 대비 효과를 검정하였다. 화방수는 약 25% 증가하였으며 이러한 화방수의 증가로 인하여 수확량은 1회 수확시 4kg 가량 수확량이 많았고 상풀과율이 약 15% 증가하였으며 수확기간이 연장되었다. 또한 관행 대비하여 과중 및 경도 그리고 당함량이 상승되었다. 영양요구도 조사에서도 칼슘과 마그네슘의 흡수가 촉진 되었음을 알 수 있었다.
3. 특용작물에 대한 전신저항성유도물질의 생화학적 특성 변화 영향 분석
전신저항성유도물질 처리에 따른 인삼의 생육특성을 조사한 결과 모든 조사 항목에서 무처리 대비하여 매우 우수한 생육특성을 나타내었다. 특히 인삼의 품질을 결정하는 생중량에서는 전신저항성유도물질 처리구가 무처리 대비하여 약 20%의 효과상승을 보였다.
4. 화훼류에 대한 전신저항성유도물질의 생화학적 특성 변화 영향 분석
전신저항성유도단백질을 처리하여 백합의 생육특성을 알아보았다. 전신저항성유도물질 처리 시 길이 신장 및 줄기 생체중이 촉진되었으며 10ppm보다는 40ppm 처리 시 줄기의 길이가 길었다 또한 줄기 내 성분의 함량을 분석한 . 결과 칼슘과 마그네슘 함량이 무처리에 대비하여 증가하였으나 칼륨과 인의 조사에서는 처리에 따른 효과를 볼 수 없었다.
Section 5. 전신저항성유도물질 분석법 개발
전신저항성유도물질을 이용한 생화학작물보호제의 실용화를 위해서는 원분의 생산, 순도 결정, 제형의 개발, 인축독성시험 및 잔류분석 등의 다양한 시험 결과들이 필요하다. 이러한 시험을 수행하기 위해서는 생화학작물보호제의 정량적 개념 도입이 반드시 필요하다. 전신저항성유도물질의 정제를 통하여 표준품 제조를 하였고 추출정제법 개선을 통하여 최적화 된 전신 저항성유도물질의 분석방법을 개발하였다. 정확한 전신저항성유도물질의 품질관리를 위해서는 SDS-PAGE, 이미지분석법을 통한 정량분석, HPLC와 HR-test를 통한 정성분석법이 병행하는 것 최적 조건이라 사료된다.
Section 6. 타농자재와의 혼용 안정성 분석
시중에 유통되고 있는 살균제와 살충제 혼용시 수용액상에서의 안정성을 검토 한 결과 수용액상에서의 잔류량은 80% 이상으로 전신저항성유도물질이 시험한 모든 살균제와 살충제의 안정성을 나타내어 그에 대한 살균제 혼용가부표를 작성하였다. 또한 총 12종의 비료 성분을 대상으로 혼용안정성을 검정한 결과 대부분의 비료 성분에 대하여 안정성이 확인되었다.
위탁과제(한국화학시험연구원) : 전신저항성유도물질의 독성학적 특성 분석
Section 7. 전신저항성유도물질 원제의 인축과 환경에 대한 독성학적 특성 분석
1. 전신저항성유도물질 원제의 인축과 환경에 대한 독성학적 특성 분석
가. 마우스에 대한 전신저항성유도 단백질의 급성경구독성시험
전신저항성유도 단백질의 경구 투여에 대한 LD50은 2,500 mg/kg B.W. 이상으로 사료된다.
나. 랫드에 대한 전신저항성유도 단백질의 급성경피독성시험 전신저항유도 단백질의 단회투여(경피)독성시험에 대한 반수치사약량(LD50)치는 암.수모두 2 000 mg/kg B.W.이상 인 것으로 사료 된다.
다. 기니픽에 대한 전신저항성유도단백질의 피부감작성시험
Hartley 계 수컷 기니픽에 대한 전신저항서유도단백질을 Buehler 법으로 평가시 피부감 작성이 매우 약한 물질로 판단된다.
라. 전신저항성유도 단백질의 토끼에 대한 안점막자극시험
전신저항성유도 단백질은 New Zealand White계 암컷 토끼의 안점막 적용시 급성안자 극지수(AOI)가 “6.00”으로 안자극 판정표에 의해 자극성이 없는 물질로 판단된다.
마. 전신저항성유도 단백질의 토끼에 대한 피부자극시험
전신저항성유도 단백질 용출액은 New Zealand White계 토끼에 피부적용시 미약한 홍반 및 부종 등을 유발하였으나 [피부자극성 검토기준]에 의하여 본 시험물질은 피부 자극성이 없는 물질로 판단된다.
바. 전신저항성유도물질 원제에 대한 소핵시험
전신저항성유도물질 원제는 본 시험조건에서 마우스 골수세포에 대해 소핵을 유발하지 않는 것으로 사료된다.
사. 전신저항성유도물질 원제에 대한 미생물복귀돌연변이시험
시험물질 전신저항성유도물질 원제는 본 시험 조건 하에 사용한 균주들에 대해 복귀돌
연변이를 유발하지 않는 것으로 사료된다.
아. 담수무척추동물에 대한 전신저항성유도물질의 급성유영저해시험
전신저항성유도물질의 물벼룩에 대한 급성유영저해시험을 실시한 결과 24시간 및 48시간 EC₅₀은 100.0 mg/L 이상으로 나타났으며, 무영향농도는 100.0 mg/L이었다.
EC₅₀값의 표기는 설정농도로 실시하였다.
시험기간 중 결과에 영향을 미칠 수 있는 요인은 발생하지 않았다.
자. 전신저항성유도물질 원제에 대한 염색체이상시험
시험물질은 본 시험 조건 하에서 CHL세포에서 염색체 이상을 유발하지 않는 것으로 사료된다.
아. 잉어(Cyprinus carpio)에 대한 전신저항성유도물질의 급성어독성시험
전신저항성유도물질의 잉어에 대한 급성어독성시험을 지수식으로 실시한 결과 48시간 및 96시간 LC₅₀은 10.0 mg/L 이상이었으며, 무영향농도는 10.0 mg/L이었다.
LC₅₀값의 표기는 설정농도로 실시하였다.
시험기간 중 결과에 영향을 미칠 수 있는 요인은 발생하지 않았다.
1. 전신저항성유도물질 제푼의 인축과 환경에 대한 독성학적 특성 분석
가. 기니픽에 대한 전신저항성유도물질 제품의 Buehler법을 이용한 피부감작성시험 Hartley계 수컷 기니픽에 있어서 전신저항성유도물질 제품의 감작지수와 빈도지수는 각각 “0”과 “0%”로 평가되어 피부감작성이 매우 약한 물질로 판단된다.
나. ICR 마우스에 대한 전신저항성유도물질 제품의 급성 경구투여 독성시험
전신저항성유도물질 제품의 투여량을 2,500 mg/kg B.W.로 설정하여 투여한 결과 사망 동물 및 이상소견 관찰 동물이 없었으며, 체중증감 및 부검소견 결과에서도 특이할 만한 이상소견이 관찰되지 않아 전신저항성유도물질 제품에 대한 LD50은 암·수 모두 2,500 mg/kg B.W. 이상으로 사료된다.
다. SD 랫드에 대한 전신저항성유도물질 제품의 급성 경피투여 독성시험
전신저항성유도물질 제품의 투여량을 2,000 mg/kg B.W.로 설정하여 투여한 결과 체중변화에 있어서는 유의성이 관찰되었지만, 사망동물 및 이상소견 관찰 동물이 없었으며, 부검소견 결과에서도 특이할 만한 이상소견이 관찰되지 않아 전신저항성유도물질 제품에 대한 LD50은 암ㆍ수 모두 2,000 mg/kg B.W. 이상으로 사료된다.
라. New Zealand White 토끼에 대한 전신저항성유도물질 제품의 피부자극시험 New Zealand White계 토끼에 대하여 본 시험물질은 피부자극성이 없는 물질로 평가되었다.
마. New Zealand White 토끼에 대한 전신저항성유도물질 제품의 안점막자극시험 New Zealand White계 토끼의 안점막자극시험에서 시험물질은 안자극판정표에 의해 자극성이 없는 물질로 판단된다.

Abstract ▼

Recently, organic farming and environmentally friendly agricultural products have been used for appropriate agriculture system. In order to fulfill the demand of consumers, the research on higher quality, productivity, safety etc. are being carried out. Specially, there is great interest in applicat

Recently, organic farming and environmentally friendly agricultural products have been used for appropriate agriculture system. In order to fulfill the demand of consumers, the research on higher quality, productivity, safety etc. are being carried out. Specially, there is great interest in application of microbial compounds in agricultural field. Since there has been great interest on the application of microbial compounds, indiscreet development and products of unspecified microbial compound could not fulfill the need of farmers.
Control of plant diseases using microorganisms such as bacteria, actinomycetes, yeast, birds, fowls, etc. increases the agricultural products which could be maintained. The physiological properties and production of agricultural products could be also be adjusted. Especially, microorganisms recognizes their host crops and cause diseases whereas non-host plants induce defence mechanisms such as systemic acquired resistance (SAR), induced systemic resistance (ISR) and hypersensitive response (HR). Salicylic acid (SA) is a signal for systemic resistance and lipopolysaccharides (LPS) elicit induced systemic resistance (ISR). Such inducers can also have plant growth promoting effects (PGPR) (Dong et al. 1999). Shrestha et al. (2003) isolated and identified microorganism which produced such plant growth promoters. Such elicitors were sprayed at regular time intervals and were studied for their effects on physiological properties and productivity.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 요약문 ... 2
• SUMMARY ... 15
• CONTENTS ... 23
• 목차 ... 27
• 제1장 연구개발 과제의 개요 ... 31
• 제1절 연구개발의 목적과 필요성 ... 31
• 1. 연구의 배경 ... 31
• 2. 연구개발의 필요성 ... 32
• 제2절 연구개발의 내용 및 범위 ... 33
• 1. 최종연구목표 ... 33
• 2. 연구개발의 내용 ... 34
• 3. 연구개발에 따른 기대효과 ... 34
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 35
• 제1절 생물농약의 기술개발 현황 ... 35
• 제2절 연구개발 대상 기술의 국내.외 현황 ... 38
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 42
• 제1절 전신저항유도 물질의 생물학적.유전학적 특성 분석 및 산업화 ... 42
• 1. 다양한 작물에 대한 전신저항성유도물질의 병 방제 스펙트럼 조사 및 분석 ... 42
• 가. 수도 작물에 대한 생물활성 검정 ... 42
• (1) 벼잎도열병 ... 42
• 나. 원예작물에 대한 생물활성 검정 ... 44
• (1) 고추에 대한 전신저항성유도물질 효과검정 ... 44
• (가) 고추 역병 ... 44
• (나) 고추 탄저병(노지 고추) ... 45
• (다) 고추 바이러스병 ... 48
• (2) 오이에 대한 전신저항성유도물질 효과검정 ... 49
• (가) 오이 잿빛곰팡이병 ... 50
• (나) 오이 흰가루병 ... 52
• (다) 오이 노균병 ... 55
• (3) 배추에 대한 전신저항성유도물질 효과검정 ... 56
• (가) 배추 노균병 ... 57
• (나) 배추 무름병 ... 57
• (4) 기타 원예작물에 대한 전신저항성유도물질 효과검정 ... 59
• (가) 딸기잿빛곰팡이병에 대한 생물활성검정 ... 59
• (나) 참외노균병에 대한 생물활성검정 ... 59
• (다) 호박횐가루병에 대한 생물활성검정 ... 60
• 다. 과수에 대한 생물활성 검정 ... 61
• (1) 감귤궤양병에 대한 생물활성 검정 ... 61
• (2) 복숭아세균성구멍병에 대한 생물활성 검정 ... 62
• 라. 특용작물에 대한 생물활성 검정 ... 64
• (1) 인삼에 대한 생물활성 스펙트럼 조사 ... 64
• 마. 화훼류에 대한 생물활성 검정 ... 66
• (1) 꽃도라지에 대한 생물활성 검정 ... 66
• 2. 전신저항성유도물질의 작용기작(mode of action) 구명 ... 68
• 가. 전신저항성유도물질 처리에 의한 오이 잿빛곰팡이병의 발병 억제 기작 연구 ... 68
• (1) 잿빛곰팡이 병에 대한 발병억제 ... 68
• (2) 전신저항성유도물질 처리엽에서의 균사생장 억제 연구 ... 69
• (3) 전신저항성유도물질 처리에 따른 효소활성 측정 ... 70
• 나. 전신저항성유도물질의 분자생물학적 작용기작 연구 ... 72
• (1) PR1 유전자 발현 분석 ... 72
• (2) 과민성반응 유도 유전자(HypersensitiveResponseandPathogenicity(Hrp) gene) 연구 ... 75
• (3) 전신저항성유도물질의 병저항성 작용 특성 분석 ... 77
• 3. 5톤 이상의 scale에서 대량 배양 및 후공정 기술 개발 ... 80
• 가. 기존의 50L ~ 500L 수준의 배양 기술 정리 ... 81
• 나. 안정성 확보를 위한 요인 분석 ... 82
• (1) 기존 배양법의 5톤 적용 ... 82
• (2) 미생물의 배양 체계 및 전신저항성유도물질의 안정적 생산 ... 84
• 다. 생산단가 절감법 ... 84
• (1) 공정의 단순화를 통한 단가 절감 ... 84
• (2) 생산용 배지의 개선을 통한 단가 절감 ... 85
• 라. 5톤 발효기를 이용한 배양 공정 효율성 점검 ... 87
• (1) 개선된 공정과 배지를 이용한 5톤 배양 공정의 효율 ... 87
• (2) 5톤 발효 공정 재현성 검정 ... 88
• 마. 후공정 기기 사용 효율 검정 ... 88
• (1) 여액 분리 ... 89
• (2) 세포 파쇄.추출 ... 89
• (3) 농축공정 ... 91
• (4) 건조공정 ... 92
• 제2절 전신저항성유도 물질의 생화학적 특성 분석 및 타농자재와의 혼용안정성 분석 ... 94
• 1. 전신저항성유도물질의 작물에 대한 생화학적 특성 분석 ... 94
• 가. 수도작에 대한 진신저항성유도물질의 생화학적 특성 변화 영향 분석 ... 94
• (1) 벼의 발아율 점검 ... 94
• (2) 벼의 육묘 생육 촉진 효과 ... 95
• (3) 벼의 수확량 ... 96
• 나. 원예작물에 대한 진신저항성유도물질의 생화학적 특성 변화 영향 분석 ... 96
• (1) 오이에 대한 생화학적 특성변화 시험 ... 96
• (2) 고추에 대한 생화학적 특성변화 시험 ... 100
• (3) 딸기에 대한 생화학적 특성변화 시험 ... 107
• 다. 특용작물에 대한 전신저항성유도물질의 생화학적 특성 변화 영향 분석 ... 111
• (1) 인삼에 대한 생육특성 변화 시험 ... 111
• 라. 화훼류에 대한 전신저항성유도물질의 생화학적 특성 변화 영향 분석 ... 112
• (1) 백합에 대한 생육특성 변화 시험 ... 112
• 2. 전신저항성유도물질 분석법 개발 ... 114
• 가. 기존의 추출 및 정제법 분석 ... 114
• 나. 각 단계별 회수율 점검 ... 116
• 다. 추출정제법의 개선 ... 117
• (1) 조주출물의 전처리 개선 ... 117
• (2) Ultra filtration의 단순화 ... 119
• 라. 전시저항성유도물질의 분석방법 개발 ... 122
• 3. 타농자재와의 혼용 안정성 분석 ... 126
• 가. 화학농약 혼용 안정성 분석 ... 126
• (1) 살균제와 혼용시 수용액상에서의 안정성 검토 ... 126
• (2) 샅균제와 혼용시 경시적.활성적 안정성 검토를 통한 혼용가부표 작성 ... 127
• (3) 살충제와 혼용시 수용액상에서의 안정성 검토 ... 130
• (4) 살충제와 혼용시 경시적.활성적 안정성 검토를 통한 혼용가부표 작성 ... 130
• 나. 화학비료 혼용 안정성 분석 ... 131
• 다. 친환경 농자재 혼용안정성 분석 ... 132
• 4. 친환경 재배력 작성 및 교육자료 제작 ... 133
• 제3절 전신저항성유도물질의 독성학적 특성 분석 ... 139
• 1. 전신저항성유도물질 원제의 인축과 환경에 대한 독성학적 특성 분석 ... 139
• 가. 마우스에 대한 전신저항성유도 단백질의 급성경구독성시험 ... 139
• 나. 랫드에 대한 전신저항성유도 단백질의 급성경피독성시험 ... 142
• 다. 기니픽에 대한 전신저항성유도단백질의 피부감작성시험 ... 145
• 라. 전신저항성유도 단백질의 토끼에 대한 안점막자극시험 ... 148
• 마. 전신저항성유도 단백질의 토끼에 대한 피부자극시험 ... 152
• 바. 전신저 항성 유도물질 원제에 대한 소핵시험 ... 155
• 사. 전신저항성유도물질 원제에 대한 미생물복귀돌연변이시험 ... 165
• 아. 담수무척추동물에 대한 전신저항성유도물질의 급성유영저해시험 ... 171
• 자. 전신저항성유도물질 원제에 대한 염색체 이상시험 ... 174
• 차. 잉어(Cyprinus carpio)에 대한 전신저항성유도물질의 급성어독성시험 ... 178
• 2. 전신저항성유도물질 제 품의 인축과 환경에 대한 독성학적 특성 분석 ... 182
• 가. 기니픽에 대한 전신저항성유도물질 제품의 Buehler법을 이용한 피부감작성 시험 ... 182
• 나. ICR 마우스에 대한 전신저항성유도물질 제품의 급성 경구투여 독성 시험 ... 183
• 다. SD 랫드에 대한 전신저항성유도물질 제품의 급성 경피투여 독성시험 ... 183
• 라. New Zealand White 토끼에 대한 전신저항성유도물질 제품의 피부자극시험 ... 184
• 마. New Zealand White 토끼에 대한 전신저항성유도물질 제품의 안점막자극시험 ... 184
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 186
• 1. 연차별 연구개발목표와 내용 및 달성도 ... 186
• 2. 관련분야에의 기여도 ... 187
• 제5장 연구개발 성과 및 성과활용 계획 ... 188
• 제6장 참고문헌 ... 190
• 끝페이지 ... 193