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Purification Nematicidal Substance and Nematicidal Activity from Ginkgo biloba L. Outer Seedcoat

은행 외종피로부터 살선충 물질의 순수 분리와 활성

  • 장유주 (고려대학교 생명과학대학 식물생명공학과 대학원) ;
  • 황현정 (부산대학교 생명자원과학대학 생명환경화학과) ;
  • 김근기 (부산대학교 생명환경화학과, 생명산업융합연구원)
  • Received : 2020.12.02
  • Accepted : 2021.02.10
  • Published : 2021.02.27

Abstract

Plant parasitic nematodes are causing significant damage in crop production. There is a need to develop eco-friendly nematicide that reduces the damage of nematode and has little effect on the environment and human. In this study, we have isolated a substance having nematicidal activity from Ginkgo biloba L. outer seedcoat. Studies of G. biloba L. outer seedcoat are insufficient compared to the seed and leaves due to their odor and toxicity. The dried G. biloba L. outer seedcoat was extracted with dichloromethane:methanol (1:1) and fractionated into hexane, ethyl acetate and H2O. Four steps TLC were performed from EtOAc fraction to purely isolate GB4-3 with nematicidal activity. To compare nematicidal activity, G. biloba L. seedcoat methanol extract and purified GB4-3 were investigated in terms of treatment concentration and time. As a result, the nematicidal activity increased with concentration and time. In the place treated with 20 ㎍/mL of crude G. biloba L. seedcoat MeOH extract, strong activity appeared after 12 hours, and 46% nematicidal activity shown after 18 hours. About 69% of nematicidal activity was confirmed in the place where GB4-3 purified from outer seedcoat was treated with 20 ㎍/mL, and the possibility of development as nematicide was very high. This study could be used as a basic data for the development of a nematode preparation from G. biloba L. outer seedcoat.

은행 종자와 잎은 많은 연구와 개발이 이루어졌으나, 외종피는 알러지 등의 부작용으로 사용을 기피해왔다. 본 연구에서는 버려지는 은행 외종피로부터 작물재배에 많은 피해를 주는 선충을 방제할 수 있는 천연물을 찾고자 했다. 은행 외종피 유기용매추출물의 H2O 분획물과 EtOAc 분획물에서 살선충 활성을 확인하였고, EtOAc 분획물에서 살선충 활성이 가장 높게 나타났으며, EtOAc 분획물을 0.1 mg/mL 농도 처리에서 74%의 살선충 활성이 나타났다. 4차례의 TLC를 실시하여 살선충 물질을 순수 분리하였으며, prep-TLC 에서 Rf 0.5에 single spot을 확인하였고, HPLC 분석에서 Rt 8.609에서 single peak를 확인하였다. 순수 분리한 물질을 GB4-3으로 명명하고, 살선충 활성을 조추출물과 농도별 비교하였다. 은행 외종피 조추출물 10 ㎍/mL 처리 후 18시간 후에 약 45%의 살선충 활성을 나타냈고, 20 ㎍/mL 처리한 곳에서는 55%의 활성을 보였다. 은행 외종피 추출물로부터 순수 분리한 물질 GB4-3을 20 ㎍/mL 처리한 곳에서는 18시간 후에 약 69%의 살선충 활성을 나타나 살선충제 개발 후 보소재로서 가치가 있는 것으로 판단된다. 부식선충에 대한 살선충 활성과 식물기생 선충에 대한 살선충 활성의 유의성은 선행 보고에서 볼 수 있으나, 은행 외종피를 이용한 선충방제제 개발을 위해서는 식물기생성 선충류에 대한 살선충 활성을 조사할 필요가 있다. 농산물재배와 식물생육에 심각한 피해를 주는 선충 방제를 위한 친환경적 방제제의 개발은 절실히 필요하다. 이를 위해서는 식물이나 미생물 등의 생물소재를 이용하거나 천연소재의 부산물을 이용 또는 이들을 혼용한 혼합제제로 개발한다면 상승효과를 기대할 수 있을 것으로 판단한다.

Keywords

Acknowledgement

이 과제는 부산대학교 기본연구지원사업(2년)에 의하여 연구되었음.

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