Biological activity of shizukanols isolated from Chloranthus japonicus roots

The methanol extract of Chloranthus japonicus roots effectively controlled the development of rice blast(Magnaporthe grisea), rice sheath blight(Corticium sasaki), tomato pay mold(Btrytis cinerea), tomato late blight(Phytophthora infestans), and wheat leaf rust(Puccinia recondita). From the methanol extract of C. japonicus roots, three antifungal substances were isolated. Their chemical structures were determined to be shizukanols B, C, and D mainly by mass and NMR spectral data. Among the three substances, shizukanol C showed the strongest inhibitory activity against mycelial growth of the plant pathogenic fungi tested; it completely inhibited mycelial growth of M. grisea. Colletotrichum gloeosporioides, and C. acutatum at concentrations of more than $12.5{\mu}g$/ and P. infestans at concentrations of more than $3.13{\mu}g/m\ell$. They also controlled effectively the development of rice blast and wheat leaf rust. On the other hand, they caused phytotoxic symptoms on barley leaves and inhibited the growth of duckweed (Lemna paucicostata) with $EC_{50}$ values of $30.0{\mu}g/m\ell$ for shizukanol B, $49.9{\mu}g/m\ell$ for shizukanol C, and $154{\mu}g/m\ell$ for shizukanol D. In addition, shizukanol C showed an insecticidal activity against brown planthopper (Nilaparavata lugens), peen peach aphid (Myzus persicae), diamond-back moth (Plutella xylostella), and tobacco cutworm (Spodoptera litura) of the 5 arthropod pests tested with mortality values of more than 60% at a concentration of $1,000{\mu}g/m\ell$.

홀아비꽃대(Chloranthus japonicus) 뿌리로부터 분리한 shizukanol들의 생물활성

홀아비꽃대(Chloranthus japonicus) 뿌리 조직의 메탄을 추출물은 벼 도열병(Magnaporthe grisea), 벼 잎집무늬마름병(Corticium sasaki), 토마토 잿빛곰팡이병(Botrytis cinerea), 토마토 역병(Phytophthora infestans) 및 밀 붉은녹병(Puccinia recondita) 등의 다양한 식물병을 효과적으로 방제하였다. 이 메탄올 추출물로부터 3개의 항균물질을 분리하였고 이들은 질량분석과 핵자기공명분석을 통하여 shizukanol B, C 및 D로 동정되었다. 이들 세 개의 물질들 중에서 shizukanol C가 실험한 식물병원균들의 균사생육 저해 활성이 가장 큰 것으로 나타났다. 즉, $12.5{\mu}g/m\ell$ 이상의 농도에서 벼 도열병균과 고추 탄저병균(Colletotrichum gloeosporioides와 C. acutatum)의 균사 생육을 완전히 억제하였고, $3.13{\mu}g/m\ell$ 이상의 농도에서는 토마토 역병균의 균사 생육이 완전히 억제되었다. 세 가지 물질은 또한 in vivo에서 벼 도열병과 밀 붉은녹병에 대하여 특히 높은 방제효과를 보였다. 다른 한편으로 세 가지 물질들은 밀과 보리 잎에 약해를 유발하였고, 또한 좀개구리밥(Lemna paucicosta)의 생장을 억제하였으며, shizukanol B, C, D의 50% 생육억제 농도는 각각 $30.0{\mu}g/m\ell$, $49.9{\mu}g/m\ell$ 및 $154{\mu}g/m\ell$였다. 그리고 shizukanol C는 시험한 5종류의 해충중에서 벼멸구(Nilaparavata lugens), 복숭아혹진딧물(Myzus persicae), 배추좀나방(Plutella xylostella) 및 담배거세미나방(Spodoptera litura)에 대해서 $1,000{\mu}g/m\ell$ 수준에서 60% 이상의 살충활성을 보였다.