Antifungal Activity of Crude Extract Compound from Rhus verniciflua Against Anthracnose Fungi (Collectotrichum spp.) of Red-Pepper

BACKGROUND: Anthracnose disease caused by Collectotrichum spp. is one of the most important worldwide devastating diseases in red pepper plants. Fungicides using plant extracts have several advantages, compared to synthetic chemical fungicides, because they are naturally occurring compounds, are usually safe for agricultural environment and are used for producing highly valuable agricultural products. Efforts for seeking an anti-fungal activities using naturally occurring compounds were mostly conducted from medicinal plant extracts. Sap of Rhus verniciflus was known to have healing effects on several human diseases. Recently, the extracts of Rhus verniciflus were actively tested for anti-cancer, anti-oxidative, and anti-fungal effects. In this study, the extract of Rhus verniciflus was tested for anti-fungal activity against Colletotrichum spp., which cause anthracnose in red-pepper. METHODS AND RESULTS: After neutralizing extracts of Rhus verniciflus (urushiol contents 70%) with autoclave, the crude extracts were used to investigate inhibitory effects for mycelial growth and spore germination of Colletotrichum spp. on PDA media. The mycelial growth and spore germination of Colletotrichum spp. were inhibited 18-39% and over 50% in response to crude extract of R. verniciflus (1.0 mg/mL). After spraying the extracts at the same concentrations above and then artificially inoculating Colletotrichum spp. on blue and red-pepper fruits, in vitro inhibition effects were examined. At 1.0 mg/mL, the crude extract of R. verniciflus showed inhibition activity in anthracnose incidence on blue- and red-pepper as 68.1-75.0%, through a artificial inoculation of Colletotrichum spp. in a laboratory. For in vivo inhibitory effects, the extracts (1.0, 0.1, and 0.01 mg/mL) were treated on red-pepper plants grown in green house 3 times at the interval of 1 week. Then inhibitory effects were determined by counting diseased fruits at 1 week after final treatment. The incidence of anthracnose was inhibited over 60% in the greenhouse by treatment of crude extract of R. verniciflus (1.0 mg/mL). CONCLUSION(s): Extracts of Rhus verniciflus were shown to have inhibitory effects on mycelial growth, spore germination of Colletotrichum spp. in vitro and on occurrence of anthracnose on pepper fruit in green house.

고추 탄저병균에 대한 옻나무 추출물의 항진균 효과

옻나무 주성분인 조추출액의 고추 탄저병균에 대한 항진균활성을 조사한 결과 1.0 mg urushiol/mL PDA 농도에서 18.3-39.5%의 억제효과가 있었으며, 푸른 고추에 병원성이 강한 것으로 조사된 GC계열의 균주보다는 DC계열의 균주에 대한 효과가 높았다. Urushiol의 농도가 1.0 mg/mL 일 경우 약 70% 정도의 포자가 발아한 PDB 용액에서보다 공시 모든 균주의 포자발아는 50% 이상 억제되었다. 동일한 농도에서 균사생장억제 효과 보다는 포자발아에 대한 억제 효과가 다소 높은 경향을 보였다. 푸른 고추와 붉은 고추에 옻 추출액을 처리하고 공시 탄저병균을 접종한 후 병 발생 억제효과를 in vitro에서 검정한 결과 붉은 고추에 DC 균주를 접종하였을 경우 1.0 mg/mL 농도 처리에서는 75.0%, 0.1 mg/mL 농도 처리에서는 58.0% 로 나타났으며, 푸른고추에 병원성이 강한 GC 균주를 접종하였을 경우에는 각각 68.1% 및 28.3% 탄저병 발생이 억제되었다. 비닐하우스에서 관행재배방법에 의해 고추를 재배하면서 고추 탄저병이 자연발생하기 시작한 8월 21부터 옻 추출액을 1주일 간격으로 3회 살포하고 최종 살포일 7일 후에 전체 고추 열매 중 이병 열매를 조사하여 옻 추출액의 병 발생 억제정도를 구한 결과 1차 조사한 9월 11일에는 무처리 대조구에 비해 옻 조 추출액을 1.0 mg/mL 처리한 시험구에서는 85.0% 탄저병 발생 억제효과를 보였으나, 0.01 mg/mL 처리구에서는 9.8%의 낮은 억제효과를 보였다. 9월 11일 조사 후 이병 열매를 모두 제거한 다음 동일한 방법으로 옻 추출액을 계속처리하고 10월 2일에 조사한 결과 1차 조사 시기보다 대조구의 이병과율이 훨씬 낮은 7.0% 였으며, 옻 추출액 처리효과는 공시 처리 농도별로 각각 60.0, 54.3 및 10.0%로 조사되었다.