Carbofuran 및 N-dimethoxyphosphinothioyl carbofuran (PSC)의 AChE에 대한 이분자 저해 속도상수(bimolecular inhibition rate constant, $k_{i}$)를 관찰하였다. Carbofuran은 $7.7{\times}10^{5}\;M^{-1}{\cdot}min^{-1}$으로 높은 저해효과를 보이고 있는 반면, PSC는 $1.2{\times}10^{3}\;M^{-1}{\cdot}min^{-1}$으로 carbofuran에 비하여 AChE에 대한 저해력이 600배 정도 낮은 저해력을 갖고 있는 것으로 관찰되어 독성발현을 위하여 활성화 과정이 필요한 것으로 확인되었다. AChE/mixed function oxidase(mfo) coupling system을 이용한 microsomal oxidative activation 실험에서 PSC의 AChE에 대한 저해력이 control에 비하여 NADPH가 첨가된 oxidase 처리구에서 800배 더 강하게 나타났으며, cytochrome $P_{450}$의 저해제를 첨가한 oxidase+PBO 처리구에서는 control의 저해 경향과 유사하였다. 또한 생쥐 뇌 AChE에 대한 PSC의 $I_{50}$은 28 mg/kg인 반면 PBO를 전처리하였을 경우 $I_{50}$은 57 mg/kg으로 나타나 cytochrome $P_{450}$ 저해제로 인하여 PSC의 저해력이 2배정도 감소된 것을 관찰할 수 있었고, PSC는 독성발현을 위하여 활성화 과정을 거쳐야 하며, 이 과정에서 cytochrome $P_{450}$ 이 작용함을 확인할 수 있었다. PSC와 MCPBA를 반응시켜 산화 과정을 통하여 생성된 독성대사물을 분석한 결과 반응산물의 약 55%가 carbofuran임을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 PSC의 활성화 과정을 통한 독성발현에 cytochrome $P_{450}$이 중요한 역할을 하는 효소임을 확인할 수 있었고, PSC의 산화적 활성화 과정을 통한 주된 독성대사물이 carbofuran임을 확인할 수 있었다.

비스 방향족 ${\alpha},{\beta}$-불포화 케톤 유도체의 헤테로 방향족고리($R_{1}$) 치환체중 치환 phenyl backbone($R_{2}$)들의 구조변환에 따른 벼도열병균(Pyricularia oryzae)과 토마토역병균(Phytophthora irifestans)에 대한 in vivo에서의 항균활성 관계(SAR)를 3-D QSAR 방법인 비교분자장 분석(CoMFA)으로 해석하였다. 두 식물병원균에 대한 항균활성을 설명하는 CoMFA결과는 2-D QSAR에서 검토된 결과와 유사한 경향이었으며 입체효과(Es)와 전자효과(${\sigma}$)로 설명할 수 있었다. 즉, 벼도열병균은 aryl group에 bulky한 치환기(Es>0)가 도입되어야 하며 ${\beta}$탄소원자의 양하전이 증가할수록 강한 항균활성을 나타낼것으로 기대되었다. 반면, 토마토역병균의 경우에는 aryl group에 체적이 작은 치환기가 도입될수록, 그리고 ${\beta}$ 탄소원자의 양하전이 감소할수록 강한 항균활성을 나타낼 것으로 기대 되었다. 또한, 입체효과와 전자효과를 등 고도로 나타낸 CoMFA결과가 기존의 2-D QSAR보다 항균활성에 미치는 화합물의 구조적 요인을 보다 구체적으로 제시할 수 있었다.

기질 화합물로써 26종의 2-thienyl 및 2-furyl 등 헤테로 고리($R_{l}$)가 치환된 방향족 ${\alpha},{\beta}$-불포화 케톤 유도체를 합성하고 벼도열병균(Pyricularia oryzae)과 토마토 역병균(Phytophtora infestans) 및 보리횐가루병균(Erysiphe graminis)에 대한 항균활성을 측정하여 치환($R_{2}$)-phenyl backbone의 변화에 따른 물리화학 상수들 사이의 정량적 구조-활성관계 (QSAR)를 검토하였다. 2-thienyl 치환체, 1-10의 벼도열병균에 대한 항균활성은 공명효과(R>0)와 분자굴절상수$M_{R}<0$)가 토마토 역병균의 경우에는 공명효과(R<0)와 입체효과(Es>0) 그리고 보리횐가루병균에 대하여는 치환기의 길이 ($L_{lopt.}=5.54{\AA}$)에 의존적이었다. 2-furyl 치환체, 11-26은 벼도열병균과 보리횐가루병균에 대하여는 공통적으로 적정값의 장효과 ($F_{opt}=0.49{\sim}l.11$)가 그리고 토마토 역병균에 대하여는 적정값의 입체효과($Es_{opt}=1.78$)와 지시변수들이 항균활성을 개선하는 요인으로 각각 영향을 미친다는 사실을 알았다. 그리고 2-thienyl 치환체들의 벼도열병균과 토마토 역병균에 대한 항균활성은 반비례 관계를 보이는 경향이었다.

Phenobarbital sodium(PB) 또는 3-methylcholanthrene(3-MC)이 살충제 carbofuran의 쥐에 대한 독성과 이의 독성경감효과를 구명하기 위하여 이들을 단독 또는 조합으로 경구투여한 후 쥐의 생존율을 조사하였고, 쥐에서 carbofuran 의 in vitro 대사에 미치는 영향을 구명하기 위하여 쥐 간의 추출액에 이들을 단독 또는 조합으로 처리한 후 대사산물을 조사하였다. 쥐에 대한 carbofuran의 $LD_{50}$(96hrs)은 6.9 mg/kg이었고, 주 대사산물의 독성은 3-hydroxycarbofuran > 3-ketocarbofuran > 3-hydroxycarbofuran phenol 순으로 높게 나타났으며, 모화합물보다는 그 독성이 매우 낮았다. 쥐의 생존율은 carbofuran 8.4 mg/kg만을 투여했을 때 0%이었으나 carbofuran과 PB 또는 3-MC 20 mg/kg을 각각 조합투여시 $60{\sim}80%$로 높아졌고, 60 mg/kg 투여시에는 100% 생존하여 PB 및 3-MC의 carbofuran에 대한 독성경감 효과가 매우 컸다. 간 추출액에서 in vitro 대사의 대부분은 microsomal fraction에서 이루어지고 있었다. Carbofuran 단독처리시 주 대사산물은 3-hydroxycarbofuran이었으나 carbofuran과 PB 또는 3-MC 조합처리시 3-ketocarbofuran이었다. 또한, 기질 및 처리별 대사산물의 생성율을 조사한 결과 microsomal fraction에 carbofuran 단독 및 PB 또는 3-MC와의 조합처리 모두 co-factor로서 NADP+G-6-P+G-6-P-DG 첨가시(phase I system) 가장 높았고, $105,000{\times}g$ 상징액에서는 carbofuran 단독처리의 경우 co-factor로서 NADPH+ GSH 첨가시(phase II system)에 그리고 PB 또는 3-MC와 조합처리의 경우 co-factor 중 NADPH+FAD 첨가시(phase II system)에 가장 높았다. 대사산물 생성율은 carbofuran 단독처리보다 carbofuran과 PB 또는 3-MC 조합처리에서 $2{\sim}3$배 높았다.

국내에서 많이 사용되고 있는 수도용 농약중 iprobenfos, isoprothiolane 및 diazinon의 수중 분해속도를 구명하기 위하여 수중 농약분해의 주요 요인인 가수분해, 미생물분해 및 광분해에 대해서 실험한 결과는 다음과 같다. Iprobenfos는 주로 미생물에 의해서 분해되었는데 반감기는 $4.0{\sim}5.7$일이었고, 고온일수록 가수분해가, pH가 낮을수록 분분해가 촉진되었다. Isoprothiolane은 미생물과 광에 의해서 주로 분해되었는데 광영향이 더 크게 작용한 것으로 나타났으며, 광분해는 pH 9.0에서 반감기가 91일인 반면 pH 4.0, 7.2에서는 각각 13, 16일로 pH가 낮을수록 분해가 신속하였다. Diazinon은 이 세가지 요인에 의해 분해가 일어났으며 pH가 낮을수록 가수분해가 매우 빠르게 일어났다. 농업환경에서 iprobenfos, isoprothiolane 및 diazinon의 수중분해는 각각 미생물분해, 광분해, 가수분해가 주요인으로 판단되었다. 시험농약을 분해하는 미생물을 동정한 결과 iprobenfos, isoprothiolane 및 diazinon은 각각 Pseudomonas putida, Alcaligenes xylosoxydans, Klebsiella planticola/ornithinllytica었고 유사도는 $54.8{\sim}86.2%$였다.

농약에 의한 오염가능성이 있는 뽕잎의 안전성을 평가하기 위하여 뽕나무에 등록되어 있는 유기인계 살충제 dichlorvos, acephate, phenthoate와 유기인계 살균제 pyrazophos, 그리고 뽕나무에 등록되어 있지 않지만 인근 포장으로부터 비산오염될 가능성이 있는 pyrethroid계 살충제 deltamethrin과 cypermethrin에 대하여 2년간 그 잔류량을 분석하였다. 1996년의 봄시료의 일부에서 검출된 dichlorvos, acephate 및 phenthoate의 잔류량이 각각 $0.018{\sim}0.032$, $0.013{\sim}0.072$, 및 0.051 ppm이었고, pyrazophos는 검출되지 않았으며, 검출빈도는 각각 29, 58 및 4%이었다. 반면 가을시료에서는 dichlorvos, acephate, 및 phenthoate의 잔류량이 각각 $0.012{\sim}0.048$, $0.020{\sim}0.156$, 및 $0.018{\sim}0.050$ ppm이었고, pyrazophos는 역시 검출되지 않았으며, 그 검출빈도는 각각 42, 17 및 13%이었다. 1997년의 봄시료의 일부에서 검출된 dichlouos, acephate 및 cypermethrin 잔류량이 각각 $0.014{\sim}0.064$, $0.033{\sim}0.061$, 및 $0.019{\sim}0.068$ ppm이었고, deltamethrin은 검출되지 않았으며, 검출빈도는 각각 75, 13 및 8%이었다. 반면 가을시료의 일부에서는 dichlorvos, acephate, 및 cypermethrin의 잔류량이 각각 $0.013{\sim}0.062$, 0.015, 및 $0.009{\sim}0.013$ ppm이었고, deltamethrin은 검출되지 않았으며, 그 검출빈도는 각각 88, 4 및 17%이었다. Cypermethrin이 고농도 (0.068 ppm)로 검출된 뽕잎시료 (No. 10, 1997 봄)를 제외한 대부분의 시료는 누에에 무해할 것으로 판단되었다. 또한 phenthoate의 잔류분석에서는 GC column의 적절한 선택과 온도의 조절을 통하여 분리 및 확인이 애매한 화합물들을 확실하게 구분할 수 있었다.

벼멸구에 대해 살충성이 있는 2-carbomethoxy-4-chlorodiethyl phosphate를 신농약으로 개발할 목적으로 변이원성 시험, 즉 유전자복귀돌연변이, 염색체이상 및 소핵시험을 수행하였다. Salmonella typhimurium을 이용한 복귀돌연변이원성을 TA1535, TA1537, TA98과 TA100 균주를 이용하여 시험한 결과 대사활성화물질(S-9mix)의 첨가여부에 관계없이 유전자에 이상을 미치지 않았으며, CHL세포에 대한 세포독성은 EMEM 배지에서 $LC_{50}$이 $200{\mu}g/m{\ell}$이었으므로 $200{\mu}g/m{\ell}$을 최고농도로 공비2, 농도4로 염색체이상시험을 실시한 결과 200과 $100{\mu}g/m{\ell}$에서 이상세포가 나타났으나 양성으로 판정되지는 않았다. 2-Carbomethoxy-4-chlorodiethyl phosphate가 ICR 마우스의 골수세포에 미치는 영향을 탐색하기 위해 실시한 소핵시험에서도 음성대조, 양성대조 및 시험물질처리 군에서 PCE 및 MNPCE의 출현율이 모두 정상범위 내에 있어서 2-carbomethoxy-4-chlorodiethyl phosphate가 ICR 마우스의 골수세포에 소핵을 형성시키지 않는 것이 확인되었다. 이상의 결과를 종합할 때 2-carbomethoxy-4-chlorodiethyl phosphate는 미생물, 배양세포 그리고 생체 내에서 유전물질에 영향을 주지 않는 물질인 것으로 판단된다.

토양중 침투성 살충제 carbofuran과 제초제 petilachlor의 용탈행적을 구명하기 위하여 물리화학적 성질이 상이한 2종의 논토양으로 충전된 토양 column (내경 5cm ${\times}$ 길이 30cm)에 $^{14}C$-표지 화합물을 각각 처리한 후 벼 (Oryza sativa L.)를 생육시키면서 벼를 심지 않은 경우를 대조구로 하여 8주 동안 주당 95.2 ml씩 용탈시켰다. Carbofuran의 경우 토양 column에서 용탈된 $^{14}C$ 방사능의 양은 벼를 재배하지 않은 토양 A와 B에서 각각 총처리 방사능의 74.8와 92.3%였으며, 벼를 재배한 토양에서는 각각 45.1%와 69.7%였다. 반면에 petilachlor의 경우 벼를 재배한 토양 column에서는 각각 총처리 방사능의 2.4%와 5.0%가 용탈되었으며, 벼를 재배한 경우는 각각 3.1%와 8.2%가 용탈되었다. 토양에 처리한 [$^{14}C$]화합물 모두 벼의 생육유무에 관계없이 양이온치환용량, 유기물 및 점토의 함량이 적은 토양 B에서 $^{14}C$ 방사능의 용탈이 증가되었다. 토양 column중 carbofuran의 이동성은 매우 높은 반면에 petilachlor는 매우 낮았으며, 이는 그들의 토양흡착과 수용성에 기인된 것으로 판단된다.

벼멸구의 카보후란에 대한 저항성 기작을 구명하기 위해 실내에서 카보후란으로 30세대 도태하여 얻은 저항성계통($LD_{50};\;20.3{\mu}g/g$)과 약제를 12년 동안 처리하지 않은 벼멸구 감수성 계통($LD_{50};\;0.3{\mu}g/g$)을 완충용액과 마쇄하여, 105,000g에서 2시간 원심분리하여 얻은 상등액(에스테라제층)과 침전물(P450-산화효소층)을 효소액으로 하여 $^{14}C$-카보후란을 반응시켜 계통 간 대사물 량의 차이를 조사한 바 저해제(piperonyl butoxide; 산화효소저해제, diethylmalate; 글루타치온 전이효소 저해제, iprobenfos; 에스테라제 저해제)와 보조인자 (NADPH; P-450 산화효소, 글루타치온; 글루타치온전이효소)에 상관없이 카보후란의 대사물과 그 양이 계통간 차이가 없었다. 이상의 결과로부터 저항성 벼멸구에서 일반적으로 곤충에서 생화학적 저항성 기구로 잘 알려진 가수 분해 효소의 일종인 에스테라제와 p-450 산화효소, 글루타치온 전이효소의 활성 증가가 저항성 발달에 관여하지 않음을 알 수 있었다.

벼멸구의 카보후란에 대한 저항성 기작을 구명하기 위해 실내에서 카보후란으로 30세대 도태하여 얻은 저항성계통($LD_{50};\;20.3{\mu}g/g$)과 약제를 12년 동안 처리하지 않은 벼멸구 감수성 계통($LD_{50};\;0.3{\mu}g/g$)에 $^{14}C$-카보후란을 처리하여 계통 간 대사물 량의 차이를 조사한 바 카보후란의 대사물인 benzofuran과 TLC의 의해 전개되지 않은 원점 부분은 감수성 계통에서 많았으며, 대사되지 않은 카보후란은 저항성 계통에서 많았다. 이러한 경향은 처리 후 1, 3시간 대사에서도 같은 경향이었다. 이상의 결과로부터 저항성 벼멸구에서 가수 분해 효소의 일종인 에스테라제가 저항성이 발달함에 따라 에스터 결합을 끊는 역할에서 카보후란과의 결합체 역할로 그 기능이 전환되는 것으로 생각되며 이것이 저항성 기작 중 주요한 하나의 요인으로 사료된다. 산화효소와 전이효소는 저항성과 감수성 계통에서 대사물의 양에 차이가 없어 저항성과는 무관한 것으로 생각된다.

사과 주산단지로부터 1995년부터 1997년까지 3개년에 걸쳐 저장시 부패를 일으키는 병 피해를 조사하고 분리된 병원균의 병원성을 검정한 결과, Alternaria spp., Botryosphaeria dothidea, Botrytis cinerea, Fusarium spp., and Penicillium spp. 등 10종의 진균이 분리되었으며, 그 중 Botrytis cinerea, Penicillium spp. 및 Fusarium은 분리빈도도 높았고 병원성도 높았다. 균사생장에 있어서 Penicillium spp.은 $10{\sim}30^{\circ}C$에서, Botrytis cinerea 및 Alternaria spp.는 $5{\sim}30^{\circ}C$의 범위에서 잘 되었다. Penicillium spp.와 Alternaria spp.는 pH와 관련없이 생장하는 것으로 나타났고 Botrytis cinerea는 pH가 증가함에 따라 생장이 감소되었다. 포자 형성에 있어서는 Penicillium spp.는 $15{\sim}25^{\circ}C$, Botrytis cinerea는 $10{\sim}20^{\circ}C$에서 양호하였다. 사과선과가 저장병 발생에 미치는 영향을 조사한 결과 선과를 소홀히 할 경우 피해가 큰 것으로 나타났다. 생육기중 건전과일을 채취하여 과피서식미생물을 조사한 결과 저장병에 관여하는 대부분의 진균이 분리된 점으로 보아 저장병균은 포장에서 오염되어 저장기간 중에 병을 일으키는 것으로 판명되었다. 사과저장병해를 줄이기 위하여 프로라츠 유제등 사과병해방제용 약제를 수확전 30일에 살포한 결과 저장병 피해를 현저히 줄일 수 있었다.

곤충 병원균을 미생물 살충제로서 이용하기 위한 대량배양 기술을 확립코자 미생물 살충제로 잠재성이 있는 Metarhizium anisopliae var. majus ARS 978의 대량배양을 위해 액체배양 조건을 확립하였다. 최적배양을 위한 온도와 pH는 각각 $28^{\circ}C$와 pH 7.0 이었다. M. anisopliae ARS 978의 균체량, 효소들의 활성 및 포자의 생성에 1.0 %(v/v) molasses, 1.0%(w/v) 주박, 0.3 %(w/v) $CaCO_{3}$가 가장 적합한 최적배지 조건이었다.

최근에 재배면적이 급격히 증가하고 있는 포도에 난방제 병해인 줄기혹병의 길항세균을 선발하여 생물학적 방제의 가능성을 조사한 결과 포도 줄기혹병 이병포장으로부터 채취한 토양에서 길항균 strain 27를 선발하여 in vitro 및 in vivo bioassay결과 biovar 1 병원균인 A. tumefaciens C58과 Ach5, biovar 2 병원균인 A. rhizogenes 13264 및 biovar 3 병원균인 A. vitis 등을 모두 억제시키는 효과를 보였으며, Strain 27의 세균학적 특성은 pAgK84와 비슷한 크기(46 Kb)의 plasmid를 갖고 있음을 확인하였다.

본 연구의 목적은 강원도 고냉지 씨감자 경작자들의 잡초방제 및 제초제 사용에 따른 문제점을 파악하는데 있다. 강원도 평창군, 횡성군, 강릉시에 거주하는 씨감자 경작자 196명을 대상으로 설문조사를 실시한 후, 결과를 통계 분석하였다. 씨감자 경작자들은 경작지에 문제가 되는 주요 잡초로 여뀌, 명아주, 쑥, 닭의장풀, 바랭이, 봄여뀌, 별꽃, 쇠뜨기, 쇠비름을 들었다. 전체 응답자의 58%는 paraquat, pendimethalin, metribuzin 등 많은 제초제들을 단독 혹은 혼합하여 기준약량보다 2배처리하여도 여뀌, 쇠뜨기, 쑥, 둑새풀, 닭의장풀, 피는 방제가 힘들다고 답하였으며, 또 응답자의 34%는 현재 사용중인 제초제들을 $3{\sim}5$년 정도 연용하고 있다고 밝히고 있다. 조사대상자들은 paraquat, fluazifop-butyl 등 감자경작용으로 등록되지 않는 제초제들도 사용하고 있으며, 현재 사용되고 있는 제초제는 경작자 본인의 경험에 의한 선택(51%)과 농약상의 추천(34%)에 의하여 주로 선정되고 있는 것으로 밝혀졌다. 전체 응답자의 67%는 제초제의 남,오용으로 인하여 작물피해를 입은 경험이 있고, 75%는 제초제 처리시 혹은 후 제초제에 중독된 경험이 있다고 응답하였다. 강원도 고냉지 씨감자 경작자들은 제초제의 남,오용으로 경제적 피해는 물론 중독증상까지 경험하고 있으므로, 이 지역 경작자를 대상으로 한 올바른 제초제의 선정 및 사용법에 대한 체계적인 교육프로그램이 개발, 보급되어야할 것이다.

Hexaconazole의 처리가 수박의 생육 및 박의 ethylene 발생에 미치는 영향을 검토한 결과를 하면 다음과 같다. 약제처리 방법에 따른 수박 생장의 억제효과는 경엽처리가 현저하게 효과적인데 반하여 토양관주 처리에서는 효과가 없거나 미미하였다. Hexaconazole 경엽처리시 수박생장은 약제처리 7일후에는 농도가 높으면 높을수록 신장, 마디수가 억제된 반면 약제처리 42일후에는 무처리와 차이가 없었다. Hexaconazole 처리시 수박의 암꽃 착화위치는 착과부위인 제 2번 암꽃까지의 길이생장 및 마디수에는 아무런 영향이 없었고, 측지길이에 미치는 영향은 제 2, 제 3마디에서 현저하게 억제되었는데 이는 처리시기와 밀접한 관련이 있을 것으로 판단된다. Hexaconazole 처리시 박의 ethylene 발생량은 처리농도가 높을수록 ethylene 발생량이 증가하는 경향을 보였으며 약제처리 5일까지는 계속 증가하다가 이후 감소하였다.

실내와 망실에서 배추좀나방에 대하여 높은 살충력을 보인 백강균 CS-1의 포장에서의 방제효과를 검정하였다. 1.5% 실험용 대두유, 4% 점토, $4{\times}10^{7}$ conidia/ml이 함유된 포자현탄액을 0.55 L/3.3 $m^{2}$의 양으로 살포하였으며 살포된 양이 배추간 또는 유충간에 큰 차이 없이 균등하게 살포되었음을 water-sensitive paper 실험으로 확인하였다. 포장실험 중 기상조건은 살포 후 2일째부터 이틀간 비온 후 덥고 건조하였으며 잎과 유충표면에서의 포자 지속성은 주위환경에 의하여 많이 단축됨을 알 수 있었다. 이러한 불리한 환경조건에서도 본 균주는 약 54%의 방제효과를 보여주었다. 따라서 본 실험을 통하여 백강균 CS-1을 이용한 미생물살충제의 개발 가능성을 확인 할 수 있었다.

논잡초의 방제체계 수립, 올바른 논 제초제 사용 및 논 제초제 개발의 기초 자료로 활용코자 전국의 농업인 273명과 농약판매상 172명을 대상으로 논에서의 우점잡초, 선호 제초제, 논제초제의 사용방법 및 약해발생 등을 조사한 결과, 우점잡초는 피, 올방개, 올미, 벗풀 등이였으며, 선호제초제는 농업인의 경우 부타크로르 입제, 피라조설푸론 에칠 모리네이트 입제, 모리네이트 시노설푸론 입제 등이였고, 농약판매상은 피라조설푸론에칠 모리네이트 입제, 모리네이트 시노설푸론 입제, 부타크로르 입제 등이였다. 이들 제초제의 선정기준은 경험이 45%로 가장 많았고, 제초제 사용량은 56%가 기준량을 살포하였으며, 살포시기는 잡초발아전에 제초제를 살포한다는 농업인이 43%이고, 살포횟수도 2회로 체계처리하는 경향을 보이고 있었다. 제초제 살포방법은 응답자의 대부분이 입제는 손으로(62%), 유 액제는 고압분무기로(68%) 사용하였으며, 조사자의 22%가 제초제의 약해를 경험하였고 고압분무기로 약제를 살포한 경우 약해발생 경험이 높다고 하였다. 농가수준에서 제초제 처리후 약해 유발에 대한 통계적으로 유의성이 있는 제초제로는 부타크로르 입제, 에스프로카브 피라조설푸론에칠 입제, 벤설푸론 모리네이트 입제 등으로 분석되었다.