신농약 살균제 개발을 목적으로 pyrrolo[2,1-blthiazole carboxanilide 유도체 9를 합성하고 그들의 식물병원균 6종에 대한 항균력을 시험하였다. 한 분자 내에 피롤과 티아졸 moiety를 동시에 갖춘 이중헤테로고리 화합물인 pyrrolo[2,1-b]thiazole의 C-2 위치에 카르복스아닐라이드기를 도입하여 신규 후보화합물 20종을 합성하였다. 이 화합물은 ${\alpha}$,${\beta}$-불포화 카르복스아닐라이드기와 이것과 시스(cis)관계의 메틸기가 분자 내에 포함되어 있다. Acetoxy-1,4-thiazin 유도체 2를 메탄올 용액 중에서 마그네슘으로 처리하여 기존의 방법보다 더 높은 수율로 pyrrolo[2,1-b]thiazole 에틸에스테르 4를 얻었다. 이것을 가수분해한 다음 생성된 상응하는 카르복실산 5를 DIC 존재 하에서 아닐린 유도체와 반응시켜 pyrrolo[2,1-b]thiazole carboxanilide 유도체 9를 합성하였다. 화합물 9의 벼 도열병, 벼 잎집무늬마름병, 오이 잿빛곰팡이병, 토마토 역병, 밀 붉은녹병, 보리흰가루병 등에 대하여 (in vivo) 항균활성을 조사한 결과, 일부 화합물에서 벼 도열병(RCB, rice blast) 과 밀 붉은녹병(WLR, wheat leaf rust)에 대해서만 선택적 활성을 나타냈다.
도열병에 대한 감수성 정토가 다른 두 품종의 혼합재배에 의한 무농약 도열병 방제효과를 조사하였다. 재배 생력화를 위해 도열병 저항성을 제외한 품질을 비롯한 벼의 유전적 형질이 유사한 품종조합을 선발한 결과 '호평벼'와 '남평벼'의 조합을 1:1로 종자 혼합을 통한 혼합재배를 실시하였을 때 50.4%의 이삭도열병 방제효과가 있었다(2007). 단일재배시 최대 67.4%까지 우점을 보이던 KJ-101레이스가 혼합재배구에서 최소 29.4%로 감소하였고 그 외의 기타 레이스들이 차지하는 비율은 5.4%에서 9.0%로 증가하였으며 11개의 새로운 레이스가 분리되었다. 단독 혹은 혼합재배에 관계없이 분리된 레이스의 수는 유사하였으나 혼합재배 시 새로운 레이스가 차지하는 비율이 12.5%에서 62.5%로 증가하였고 레이스 간 밀도의 차이는 23.6%에서 8.8%로 감소하였다. 이러한 병원균 레이스 다양성의 변화와 레이스 밀도의 균형이 혼합재배에 의한 도열병 발생의 감소와 깊은 관련이 있을 것으로 추정되며 이와 더불어 혼합재배 효과에 대한 좀 더 명확한 설명을 위해 병원력을 비롯한 레이스의 유전적 형질에 관한 연구가 추후 보완되어져야 할 것이다.
수도 도열병의 종합적 방제체계 확립의 일환으로서 합리적인 비료 시용에 의한 효과적 방제 가능성을 알고다 규산, 질소, 인산 및 가리 등 여러 비료를 시용하여 이들이 도체내 성분함량과 도열병 발생에 미치는 영향을 검토하고 나아가 수도품종 및 균주간의 상호관계를 구명하기 위하여 1971년과 1973년에 수도묘에 도열병균을 인공접종 및 자연발병시켜 실험을 실시하였던 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 규산을 시용하면 수도 엽신내 규산함량은 크게 증가하고 전당함량과 가리함량도 증가하나 전질소 및 인산함량은 감소되었다. 2) 규산의 시용으로 도체내 C/N 율과 $SiO_2/N$율 및 $K_2O/N$율은 향상되었으며 이들과 도열병 발병지수와는 고도의 부의 상관이 있었다. 3) 규산시용으로 도열병 발병지수는 저하되었다. 4) 도체내 규산함량은 질소질비료를 과용하면 감소되고 전질소함량은 증가되며 전당함량은 감소하여 도열병 저항성을 크게 저하시켰다. 5) 규산함량은 인산질비료를 많이 시용하거나 도체내 인산함량이 증가하면 감소되어 도열병에 대한 저항성을 저하시켰다. 6) 가리질비료를 다시용하면 규산함량은 증가되었고 전질소함량은 감소되었으며 $K_2O/N$율은 증가되는 경향이었다. 그리고 가리함량이 비교적 낮은 상태에서는 도열병에 대한 저항성이 향상되었으나 비교적 높은 수준에서는 도열병에 대한 저항성과 유의적인 상관이 보이지 않았다. 7) 도열병 발병지수는 공시된 균주범위내에서 진흥이 적었고 풍옥이 가장 컸으며 풍광 팔달은 비슷한 정도였다. 도열병균의 병원성은 $P_1,\;P_2,\;and\;P_3$의 순으로 강하였으나 풍옥에 있어서는 일정한 경향을 찾아볼 수 없었다. 엽위별로는 5-6엽기의 묘에서 상위 제2엽이 발병이 많았고 제1엽과 제3엽은 비슷한 정도였다.품종이기 때문인 것 같다. (4) 벼의 수량은 무처리 5,814kg/ha에 비하여 Carbofuran 6,649kg, Cytrolane 6,340kg, BPMC 6,315kg, Chlorphenamidine 6,265kg, Cartap 6,164kg, Diazinon 5,944kg, Diazinon 입제 수면시용 6,102kg로서 Carbofuran 처리구에서 벼의 수량이 가장 높았다. (5) Carbofuran 처리구에서 높은 수량을 보인 것은 Carbofuran 처리구에서 멸구, 매미충류의 밀도가 낮았고 오갈병의 발병율이 낮은데서 온 결과인 것 같다.화안정성은 없었다. 포말성은 87.5$\pm$$2.5\%$였고 용해도는 산성영역 (pH 2와 4)에서 약 83$\~$$84\%$로 높았으나 pH 6이상에서는 44$\~$$50\%$로 낮았다. 보였다.이 한국어와는 다른 것이라거나, 한국어 음성학을 공부하지 않고 한국어를 연구할 수 있다는 뜻은 아닙니다. 의학에도 분야마다 전문의가 있듯이, 언어학도 이제 복잡하고 광범한 학문이 되었으므로 분야별로 전문가가 나오게 된 것뿐입니다. 따라서 "나는 통사론에 관심이 있으므로 소리말에는 관심이 없다"고 말하는 언어학자가 있다면, 이 것은 크게 잘못된 것입니다. 마찬가지로 "나는 소리에만 관심이 있으므로 통사론에는 관심이 없다"고 말하는 음성학자가 있다면, 이 또한 안되는 일입니다. 문의 구성과 어휘 요소와 아무 관련이 없는 말소리의 차이가 무슨 소용이 있으며, 통사 구조를 표현하고 저달하는 말소리를 연구하지 않고 어떻게 통사론을 연구할 수 있겠습니까? 다시 간추리면, 언어는 본질적으로 소리말이고, 언어의 특성과 사용 및 습득도 모두 소리말 형태로 나타납니다. 따라서, 영국의 대학은
벼 조생종 품종 금오3호의 잎도열병 저항성 및 도열병 저항성 연관마커 zt56591과의 관계를 분석한 결과, '03~'07년까지 5년간 전국 14개 지역 잎도열병 밭못자리 검정의 평균 발병정도는 금오3호가 1.6으로 진부벼 3.6, 금오벼 5.3 및 일품벼 6.4에 비해 낮았다. 저항성(0-3) 12개소, 중도 저항성(4-6) 2개소이며, 감수성(7-9)을 보인 곳은 없었다. 도열병 내구저항성에서 병반 면적율이 0.1~5.0%사이로 지속적인 저항성을 보였으며, 29개 균주에 저항성반응을 보였고, 1개 균주에 대해서는 이병성 반응을 보였다. 도열병 저항성과 연관된 DNA marker를 이용하여 분석한 결과 '금오3호'는 도열병 광범위 저항성 유전자로 알려진 Pizt와 연관된 마커 zt56591에 저항성 밴드 패턴을 나타내었다. 또한, 아끼다고마찌/금오3호 RIL집단에서 Pizt 연관마커와 잎도열병 저항성과의 관계를 분석한 결과 조환가가 1.1%로 밀접히 연관되어 있어 '금오3호'와 교배된 후대집단에서 zt56591마커를 이용한 MAS선발도 가능할 것으로 판단되었다.
본 연구에서는 관행의 교배육종과 DNA 마커를 이용한 MAS의 접목을 통하여 벼멸구 저항성과 관련된 단점을 보완하고, 효율적으로 도열병, 줄무늬잎마름병, 흰잎마름병, 벼멸구, 끝동매미충 저항성이 집적된 복합내병충성 우량계통을 육성하고자 수행하였다. 교배모본으로는 완전미율이 높고, 끝동매미충에 저항성인 '남평'과 단간이면서 흰잎마름병에 저항성인 '주남'을 반복친으로 사용하였고, 벼멸구저항성 유전자 Bph1을 가지고 있지만 간장이 크고 재배안전성이 미흡한 '밀양220호'를 공여친으로 사용하였다. 벼멸구 저항성 연관마커 RM28493을 이용하여 $BC_1F_1$ 및 $BC_2F_1$ 세대에서 MAS로 저항성 개체 선발과 여교잡을 수행하였으며, 복교잡 $F_1$ 세대에서 MAS를 통한 벼멸구 저항성이 고정된 계통을 선발하였다. 고세대 계통에서 생물검정을 통하여 흰잎마름병, 끝동매미충에 저항성인 계통을 선발하였다. MAS와 생물검정을 통해 도열병, 흰잎마름병, 줄무늬잎마름병, 벼멸구 및 끝동매미충에 저항성인 85개의 복합내병충성계통을 선발하였다. 복합내병충성 계통의 간장, 완전미율 및 수량은 각각 71~88 cm, 51~93%, 449~629 kg/10a 사이에 분포하였다. 복합내충성계통중 간장, 완전미율 및 수량이 남평벼와 비슷한 계통을 선발하여 '밀양265호'로 명명하였다. 최종적으로 본연구에서는 기존의 교배육종과 분자육종의 접목을 통하여 복합내병충성 우량계통을 육성하였으며, 이는 금후 유용교배모본으로 활용될 것으로 기대된다.
식물자원으로부터 식물병원균에 대한 항균물질을 탐색하고자 국내에서 재배한 40종의 약용식물 추출물을 대상으로 항균활성을 검색하였다. 우선, 각 식물을 methanol (MeOH)로 추출, 농축한 MeOH추출물을 시료로 하여 $2000{\mu}g/mL$ 농도수준에서 6가지 식물병에 대한 in vivo 방제효과를 조사하였다. 40종의 시료 중 14종의 시료가 적어도 한가지이상의 식물병에 대하여 90% 이상의 방제효과를 나타내었다. 벼 도열병, 토마토 역병 및 밀 붉은녹병에 대해서는 각각 8개, 7개 및 3개의 시료가 90% 이상의 효과를 나타내었으나, 벼 잎집무늬마름병, 토마토 잿빛곰팡이병 및 보리 흰가루병에 대해서는 90% 이상의 방제효과를 보이는 시료는 없었다. 벼 도열병에 대하여 높은 활성을 보이는 당귀(Angelica gigas, 당귀(當歸))와 백지 (Angelica dahurica, 백지(白芷))의 MeOH추출물로부터 solvent partitioning과 column chromatography를 통하여 각각 1개 및 2개의 항균물질을 분리하였으며 이들 물질은 질량분석 및 핵자기공명분석에 의하여 모두 coumarin계 물질인 decursin, imperatorin 및 isoimperatorin으로 동정되었다. 구조와 항균활성간의 관계를 알아보기 위하여 분리한 3개의 물질을 7번 위치에 free hydroxyl기를 가지고 있는 umbelliferone (7-hydroxycoumarin)과 scopoletin (6-methoxy-7-hydroxycoumarin)과 비교하여 in vitro 및 in vivo 항균활성을 조사하였다. In vitro에서 균사생육억제활성을 조사한 결과, 이들 물질들은 대상식물병원 곰팡이에 대하여 50% 균사생육억제농도 ($IC_{50}$)가 대부분 $200{\mu}g/mL$ 이상으로 나타나 항균활성이 비교적 약한 것으로 나타났다. 또한 7번 위치에 hydroxyl기가 노출되어 있는 umbelliferone과 scopoletin보다는 7번 위치의 free hydroxyl기 대신에 cyclic alkoxy기로 존재하는 decursin과 imperatorin이 곰팡이에 대한 항균활성이 강한 것으로 나타났다. 특히, decursin과 imperatorin은 각각 Pythium ultimum과 Magnaporthe grisea에 대하여 $25{\mu}g/mL$ 이하의 $IC_{50}$를 보여 강한 항균활성을 나타냈다. In vivo 실험에서는 decursin과 imperatorin은 여섯 가지 식물병 중 벼 도열병에 대하여 항균활성이 높은 것으로 나타났으며, 다른 세 개의 물질은 식물병 방제활성이 거의 없는 것으로 나타났다. 이상의 실험결과 7-hydroxycoumarin계 물질들의 항진균활성과 관련하여 7번 위치에 free hydroxyl기가 있는 것보다는 이 hydroxyl기가 보다 안정한 cyclic alkoxy기로 치환되는 것이 높은 항균활성을 나타내는데 중요하다는 것을 알 수 있었다.
야외에서 채집한 27종 식물의 메탄올 추출물의 벼 도열병, 벼 잎집무늬마름병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토 역병, 밀 녹병 및 보리 흰가루병에 대한 방제효과를 실험하였다. 벼 도열병에 대하여는 환삼덩굴, 비비추, 맥문동, 황기 추출물이, 잿빛곰팡이병에 대해서는 닭의장풀 추출물이, 보리 흰가루병에 대하여는 황기 추출물이 그리고 밀 녹병에 대하여는 비비추, 맥문동, 까마중 그리고 황기 추출물이 우수한 방제효과를 보였다. 이들 중 밀 녹병에 대하여 방제효과가 우수한 4종 시료를 선발하여 이들의 방제 특성을 조사하였나. 맥문동과 까마중 추출물은 밀 녹병에 대한 예방효과가 다른 추출물에 비하여 우수하였으며, 치료효과는 황기 추출물은 우수하였으나 까마중 추출물은 다소 미약한 치료활성이 있었다. 식물 추출물의 침투이행성은 엽육이행과 엽간이행으로 실험하였는데, 4종 추출물 모두 엽간이행은 거의 없었으나, 엽육이행은 우수하였다. 식물추출물의 약효지속성은 대부분 좋았으며 특히 비비추와 까마중 추출물은 약제처리 7일 후에도 95% 이상의 방제가를 보였다. 이들 결과를 종합해 보면 4종 식물 추출물 특히 까마중 추출물은 포장에서 밀 녹병에 대하여 우수한 방제효과를 보이리라 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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