항균균활성이 있는 4-isopropylphenol(I)과 2-isopropylphenol (II)을 출발물질로 하여 ester, sulfonyl ester, phosphoyl ester와 ether계열 유도체 42종을 합성하였으며, 확인은 IR, $^{1}H-NMR$과 GC/MS를 이용하였다. 이들 유도체들에 대한 in vitro 항균활성 실험을 오이탄저병균(Colletotrichum orbiculare) 외 9종에 대하여 실시하였다. 그 결과, 2-isopropylphenyl piperonyloate(II-7a)가 오이탄저병균(Colletotrichum orbiculare)과 토마토잎마름병균(Phytophthora infestans)에 효과가 있었으며, 4-isopropylphenyl bromoacetate(I-3a)가 오이잿빛곰팡이병균(Botrytis cinerea), 4-isopropylphenyl-4-methoxybenzenesulfonate(I-6b)는 벼도열병균(Pycularia oryzae)에 탁월한 효과를 나타내었으며, 4-isopropylphenylbenzyl ether(I-4d)가 오이탄저병균(Colletotrichum orbiculare)에 우수한 효과를 나타내었다. In vivo 실험에서는 2-isopropylphenyl piperonyloate(II-7a)가 오이탄저병(Colletotrichum orbiculare)과 토마토잎마름병(Phytophthora infestans), 4-isopropylphenyl 4-methoxybenzenesulfonate(I-6b)가 벼도열병(Pycularia oryzae)에 매우 우수한 항균활성을 나타내었다.
참외, 수박, 오이의 주요 시설재배단지인 경북 성주, 칠곡, 고령에서 1992년부터 3년간 이들의 주요 병해인 덩굴쪼김병, 덩굴마름병, 탄저병, 노균병, 흰가루병 및 잿빛무늬병의 연작수해에 따른 발생량을 조사하여 이들 병의 방제 기초자료로 활용코자 하였다. 토양전염성병균에 의한 병해인 덩굴쪼김병, 탄저병 및 참외와 수박의덩굴마름병은 연작해수가 많을수록 유의적으로 발병율이 증가하였다. 덩굴쪼김병의 경우는 1∼3년과 10년 이상 지배지에서 참외 0.6%와 2.5%, 오이 0.3%와 4.2%, 수박 0.7%와 3.3%로 전체적으로 발병율이 낮아 연작에 따른 발병율의 차이가 작았으나, 덩굴마름병과 탄저병은 이 두재배지의 차이가 커 연작장해가 심하게 나타났다. 세 박과 식물중에 수박이 연작에 따른 병발생율 증가 폭이 다소 높았다. 토양전염성병이 아닌 참외와 오이의 노균병과 흰가루병, 오이의 잿빛 무늬병은 연작수해에 따른 병발생의 유의적인 차이가 없었고, 이들 병해는 발생은 시설재배지의 재배환경과 밀접한 관련이 있었다.
Chlorella는 광합성을 통해 자가영양하는 미생물이다. 이전 연구를 통해 Chlorella fusca를 전처리한 오이 잎에서 오이 탄저병균의 부착기 형성률이 억제됨을 밝혔다. 본 연구에서는 SEM 및 TEM을 통해 C. fusca를 전처리한 잎에서 오이탄저병균의 초미세 감염구조를 관찰하였다. SEM 이미지에서는 대부분의 병원균 포자와 균사 주위에 많은 수의 C. fusca 세포가 관찰되었다. 또한 포자는 발아되었으나 식물조직에 침입하는 데 필요한 부착기는 형성되지 않았다. 이를 통하여 병원균 주위에 있는 C. fusca 세포가 병원균 부착기 형성을 억제하는 데 역할을 할 것으로 생각되었다. 한편, TEM 이미지를 통한 병원균 균사 내부의 초미세 구조에서는 C. fusca를 전처리한 잎과 무처리한 잎 간에 별다른 차이가 관찰되지 않았다. 이는 전처리한 식물에서 병원균은 무처리한 잎과 유사하게 성장하는 것으로 보인다. 이들 결과를 통하여 C. fusca에 의한 식물 표면에서의 병원균 부착기 형성 억제가 오이탄저병 감소의 원인인 것으로 판단된다.
고추의 주요 병해충인 총채벌레(Thrips palmi)와 탄저병(Colletotrichum acutatum)을 방제하기 위해 다양한 화학농약이 사용되고 있지만, 농약의 오남용으로 인하여 이에 대한 저항성이 발생하여 방제가 힘들어지고 환경오염을 초래하는 문제가 있다. 그리하여 본 연구에서는 이러한 문제를 극복하고자 총채벌레에 대한 살충효과와 탄저병에 항균력이 우수한 균주를 선발하여 동시 방제의 가능성을 확인하고자 하였다. 토양으로부터 분리한 곤충병원성 곰팡이 13균주($1{\times}10^7conidia/mL$)를 오이총채벌레 성충과 약충에 처리하여 70~100%의 우수한 살충률을 나타내는 6균주를 선발하였다. 선발한 6균주의 항균활성을 검정하기 위하여 고추 탄저병균에 대치 배양한 결과, 항균력이 우수한 FT333 균주를 최종 선발할 수 있었다. 최종 선발된 균주를 형태학적 조사와 internal transcribed spacer, ${\beta}-tubulin$ 영역의 염기서열 분석을 통하여 Isaria javanica로 동정하였고, I. javanica FT333으로 명명하였다. I. javanica FT333 (KACC93316P)의 고추 탄저병균에 대한 방제 효과를 기내에서 검정한 결과($1{\times}10^5$, $1{\times}10^6$, $1{\times}10^7conidia/mL$) 95% 이상의 방제효과를 나타내었다. 이러한 결과들을 바탕으로 I. javanica FT333 균주가 고추 탄저병균과 미소해충인 오이총채벌레를 동시에 방제하기 위한 미생물제제로서 이용될 수 있는 가능성을 제시하였다.
본 연구에서 thyme oil의 주성분인 thymol (1)과 유사한 구조를 갖는 4-isopropyl-3-methylphenol (2), 5-isopropyl-3-methylphenol (3), 4-isopropylphenol (4)과 2-isopropylphenol (5)을 출발 물질로 하여 sulfonyl ester 계열 유도체 25종을 합성하였다. IR, $^1H$-NMR과 GC/MS를 이용하여 이들 유도체들이 합성되었음을 확인하였다. 이들 유도체들에 대한 식물병원균의 생장 억제실험은 벼도열병균(Pyrcularia grisea), 벼잎집무늬마름병균(Rhizoctonia solani), 토마토잎마름역병균(Phytophthora infestans), 오이탄저병균(Colletotrichum orbiculare)과 오이흰가루병균(Sphaerotheca fusca)에 대하여 실시하였다. 그 결과, 2-isopropyl-5-methylphenyl o-toluenesulfonate (1a), 2-isopropylphenyl 2,4,5-trich lorobenzenesulfonate (5b)와 2-isopropylphenyl 2-methyl-5-nitrobenzenesulfonate (5e)는 각각 in vivo에서 벼도열병균(Pyrcularia grisea), 토마토잎마름역병균(Phytophthora infestans)과 오이흰가루병균(Sphaerotheca fusca)에 대하여 우수한 항균활성을 나타내었다.
한국산 흰주름버섯외 50종 버섯을 채집하여 석유에테르, 80%에탄올 및 멸균증류수로 각각 추출하여 153종의 추출물을 얻어 식물병원성 곰팡이에 대한 항균활성을 검색하였다. A. alternata에 항균활성은 독우산광대버섯의 물 추출물, MPC-3 버섯의 에탄올 추출물 그리고 큰낙엽버섯과 Xanthoconium affine의 석유에테르 추출물이 활성을 보였다. 잔디탄저병균, C. graminicola에 대하여는 애광대버섯, 노란길민그물버섯 그리고 흰둘레무당버섯의 석유에테르 추출물이, 해면버섯, MPC-3 버섯 그리고 주걱송편버섯의 에탄올 추출물이, 조개껍질 버섯의 물 추출물이 각각 항균활성을 보였다. 인삼뿌리썩음병균, C. destructans에 대하여는 애광대버섯, 수원그물버섯, 해면버섯, MPC-3 버섯, 주걱 송편버섯, 띠미로버섯 그리고 외대덧버섯의 에탄올 추출물이, 애광대버섯, 흰둘레무당버섯, 향버섯, 큰낙엽버섯의 석유에테르 추출물이 각각 항균활성을 보였다. 오이덩굴쪼김병균, F. o. cucumerinum에 대하여는 MPC-3 버섯의 에탄올 추출물이 항균활성을 보였다. 감자시들음병균, F. solani에 대하여는 진갈색주름버섯의 물 추출물이 그리고 무변색무당버섯의 에탄올 추출물이 각각 항균활성을 보였다. 잔디탄저병균, I. bolleyte에 대하여는 진갈색주름버섯의 물 추출물이 그리고 MPC-3버섯의 에탄올 추출물이 각각 항균활성을 보였다.
대파 흑색썩음균핵병균 (Sclerotium cepivorum)에 길항력을 가진 Serratia plymuthica L-1의 길항 메카니즘을 조사한기 위해 S. plymuthica L-1이 생산하는 세포외 chitinase를 정제하여 그 특성을 조사하였다. Colloidal chitin이 함유된 배지에서 생산된 S. plymuthica L-1 chitinase는 $(NH_4)_2$$_2$$SO_2$ 40~70% precipitation, affinity adsorption, DEAE-sephadex A-50 column chromatography 및 sephadex G-200 column filtration 과정을 통하여 정제하였다. 정제된 chitinase는 7.3% 회수율과 19.8의 정제도를 나타내었으며, 전기영동시 단일밴드를 얻었으며, 분자량은 55kDa로 나타났다. 정제된 chitinase의 최적 pH 및 온도는 5.5, $55^{\circ}C$이었고, 온도안정성 조사에서 정제효소는 $50^{\circ}C$까지 90%의 잔존활성을 유지하였으나 $60^{\circ}C$이상에서는 급격하게 효소활성이 실활되었다. $Ca^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Mg^{2+}$ 등의 이온은 대략 20군 이상의 효소를 활성화시켰으나 $Cu^{2+}$이온은 약 80%의 효소활성을 억제시켰고, SDS, p-CMB, MIA 등도 효소활성을 저해하는 작용을 하였으며, colloidal chitin에 대한 Km값은 3.26 mg/$m\ell$로 나타났다. 정제효소에 의한 각종 병원균에 대한 생육 억제정도는 흑색썩음균핵병균, 고추 검은무의병균, 고추 탄저병균, 도라지 줄기마름병균, 고추 흰별무늬병균, 오이 균핵병균, 수박 덩굴쪼김병균 등에는 길항력을 나타내었으나 고추 역병균과 무 모잘록병균에서는 길항력이 아주 낮게 나타났다. 정제 chitinase에 의해 대파 흑색썩음균핵병 S.. cepivorum의 균사는 팽창과 균사 끝의 용균, 분해 및 변색현상을 관찰할 수 있었고 chitinase 기능과 Iysozyme 기능을 모두 가지고 있을 것으로 추정된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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