• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2018년도 춘계학술발표회
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• pp.76-76
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• 2018

화학적 살충제는 빠르고 정확하게 해충을 방제하는 효과를 나타내지만, 인간과 다른 유기체에 대한 살충제 잔류의 위험성, 화학적 살충에 대한 저항성을 가진 해충의 출현, 생태계의 교란 등 다양한 부작용이 있다. 이 때문에 생물적 방제를 통한 해충 방제는 효과적인 수단이 될 수 있다. 특히 채소 작물 등에 주로 발생하는 응애는 생산량 저하 및 품질 저하 등과 같은 다양한 문제를 일으킬 수 있다. 특히 진딧물이나 점박이응애는 화학적 살충제에 대해 높은 저항성이 발달되어 문제가 되고 있다. 본 연구에서는 아이비(Hedera helix), 란타나(Lantana camara), 예루살렘체리(Solanum pseudocapsicum)를 통한 천연 식물 추출물의 응애에 대한 생물적 방제 효과를 확인하였다. 각 추출물은 0.5%, 0.05% 주정 및 메탄올로 추출하였으며, 응애 방제 효과(%)는 아이비>란타나>예루살렘체리로 나타났다. 각 추출물은 GC/MS 분석을 통해 생리활성 후보 물질을 확인하였다. 이를 통해 농업 이익 증대, 생산량 유지와 더불어 환경 및 인간과 다른 유기체에 피해를 주지 않으며 효과적으로 응애를 방제 할 수 있는 천연 생물적 방제제로의 가치를 확인하였다.

• 보존과학연구
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• 통권32호
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• pp.25-35
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• 2011

천연물로부터 항균 및 방충작용에 효과적인 물질을 검색한 결과, 목초액과 세신추출물이 강한 생물활성을 나타내는 후보물질로 선발되었다. 천연 항균 및 살충제로서 선발된 목초액과 세신추출물은 자체에 색을 지니고 있어 이들을 이용하여 문화재 보존 처리제로 사용하였을 경우 유기질 문화재 재질에 나쁜 영향을 줄 수 있다. 따라서 본 연구에서는 섬유 재질에 대한 영향을 평가하기 위하여 무염색 섬유 시편과 염색 섬유 시편을 대상으로 두 종의 천연 살충소재를 $28^{\circ}C$ 온도와 70% 습도 조건에서 노출 실험을 실시하였으며, 천연 살충소재 처리 후 6개월 동안 이들 섬유의 색변화를 2주 간격으로 측정하였다. 그 결과 세신추출물의 경우 무염색 섬유뿐만 아니라 천연 염색한 붉은색과 푸른색의 섬유에서 또한 색변화가 크게 나타나지 않았으며, FT-IR spectrum 분석 결과에서도 초기 시편과 비교 시 큰 변화가 관찰되지 않았다. 그러나 목초액의 경우 무염색 면섬유에 있어서 3주차부터 뚜렷한 색변화가 관찰되었으며, FT-IR spectrum 분석 결과에서도 초기 시편과 비교했을 때 특정 파장대의 피크가 없어지는 것으로 나타났다. 그러므로 목초액의 경우 유기질 문화재 보존처리제로 적용할 경우 섬유 재질에 영향을 미칠 수 있어 사용에 제한을 두어야 한다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제59권3호
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• pp.243-245
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• 2016

현재 급속하게 퍼져가고 있는 외래해충이면서 돌발해충인 갈색날개매미충 유충 및 성충의 천연살충제를 개발하기 위하여 엽침지법과 직접분무법을 이용하여 쑥(Artemisia vulgaris), 딜(Anethum graveolens), 자몽(Citrus paradisi), 티트리(Melaleuca alternifolia), 카제풋(Melaleuca leucadendron), 네롤리(Neroli bigarade) 및 만수국(Tagetes erecta)에서 추출한 정유성분을 이용하여 살충효과를 실험하였다. 갈색날개매미충 유충에 대한 살충효과는 엽침지법을 이용하여 72시간에 7종 정유성분을 각각 처리하였을 때에 쑥, 딜, 자몽, 티트리, 카제풋, 네롤리 및 만수국 정유성분 순서별로 반수치농도($LC_{50}$)는 각각 251.02, 387.31, 286.21, 353.54, 275.64, 424.55, $165.68mg/cm^2$ 이며, 직접분무법을 이용한 갈색날개매미충 성충의 반수치사농도는 각각 278.31, 402.11, 306.11, 379.64, 298.22, 459.56, $183.21mg/cm^2$으로 살충활성을 보였다. 이러한 연구결과를 바탕으로 만수국의 정유가 갈색날개매미충 유충 및 성충에 대하여 친환경 살충제로써 적용 가능성을 보여주며, 더 나아가 식물체 정유성분을 이용한 외래해충 방제 기술을 응용한 제품의 다양화에 기여할 것이다.

• 한국환경농학회지
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• 제35권1호
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• pp.72-78
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• 2016

본 곤충병원성곰팡이 B. bassiana M130의 포자를 대량생산하기 위한 방안으로 천연제오라이트 세라믹볼, 합성제오라이트 세라믹볼과 활성탄볼을 이용한 담체배양을 실시하였다. 그 중 천연제오라이트 세라믹볼 이용한 포자생산방법이 가장 우수 한 것으로 조사 되었으며, 배양 최적조건은 미강추출물(1:8, W/V) 3 mL, 전분 33 g, 포자현탁액 7 mL, pH3과 NaCl 5%로 배양하였을 때 B. bassiana M130 포자를 4.2×10⁸ conidium/mL 생산하고, 사이클론 회수방법을 통해 순수포자만 63%의 회수율을 보였다. 향후 천연제오라이트 세라믹볼을 이용한 곤충병원성 곰팡이 B. bassiana M130 포자의 대량생산이 가능하며, 온실가루이제어용 친환경살충제로 제품생산 및 원제의 대량생산을 통해 국산화 가능성을 제안하고자 한다.

• 한국식물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국식물생명공학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.35-38
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• 2004

1950-1960 년대의 녹색혁명은 1970년 Nobel 평화상수 상자 Norman Borlaug가 주도했었다. 제1 녹색혁명은 지구상의 가장 큰 문제점중의 하나인 기아를 해결하는지 크게 일조하였다. 많은 사람들을 굶주림으로부터 해방시켰지만 굶주리는 사람보다 더 많은 사람들이 매일 태어나고 있고, 지구의 인구증가는 지금까지 계속되고 있다. 언제까지 인구증가가 계속될 것인지, 인구증가에 따른 식량자원의 증가도 비례할 것인지는 오래전부터 인류의 관심의 대상이 되어 왔고, 자연스럽게 지구의 기아를 해결하는 제2의 녹색혁명은 과학자들의 연구를 집중시키는 결과를 낳게 되었다. 1980 년대에 미국 Monsanto 회사에서 유전공학적으로 개발한 Roundup-Ready 제초제저항성 및 Bt-살충 농작물을 선보이면서 제2의 녹색혁명이 시작되었다고 볼 수 있겠다. 이렇게 제2의 녹색혁명은 유전공학에 의한 CMO 식물$\cdot$작물에 의해 시작되었다. Monsanto 회사는 살충제 RoundUp 제초제 저항성 옥수수, 콩, 목화, Canola (유채꽃, rape seed) 등을 개발하여 이미 상업화하였다. 1960년대 쌀의 녹색혁명도 유전적으로 벼집이 짧은 품종에 의해 이루어졌다. 최근에 개발된 GMO "Golden Rice"는 비타민 A와 철분의 함량을 대폭 증대 시켜 세계 영양결핍 아동들의 건강과 시각을 향상시킬 것으로 기대되는데, "Golden Rice"는 제1회 금호국제과학상 수상자인 Potrykus (스위스공대) 교수가 개발하였다. 그러나 현재까지는 그 보급에 많은 장애물이 있다. 특히 GMO의 환경과 건강에 대한 안전성을 의심하는 사람들이 많다. 제2의 녹색혁명의 또 다른 분야는 식물의약 분야이다. GMO 개발에 적용되는 기술을 이용하면 taxol 같은 항암제, carotene 같은 항산화 영양제 등의 대량 생산이 가능해진다. 식물은 화학적 합성이 아주 까다로운 약제물질 등을 천연상태에서 합성하고 있기 때문이다. 또 식물은 lipoxygenase 효소계가 있어서 마치 천연물 석유제조공장과 같은 제조공정 capacity를 가지고 있다. 그러면 식물/식품 GMO는 안전한 것인가? 아니, KBS의 한 사회자가 말했듯이, 그리고 많은 소비자들이 믿는 것처럼 GMO는 위험한가? GMO에 대한 일반 사람들의 공포감은 Green Peace 당원들뿐만 아니라 일부 과학자들에 의해서도 조장되고 있다. 이러한 분위기 속에서 GMO에 의한 제2 녹색혁명은 Africa 대륙에서의 제1 녹색혁명이 지금도 지연되는 것과 같다고도 볼 수 있다. GMO의 환경에 대한 악영향은 과대 선전되어있는 것이 아닌가? 마치 GMO가 화학비료, 농약제보다 더 위험하다고 믿는 사람들도 많다. 나는 이러한 GMO 공포증이 과학적으로 그리고 "Risk Assessment"의 견지에서 볼 때 그 근거가 희박하다고 보여주는 몇 몇 실험 및 경험 사실들을 인용하려 한다. 그리고 올바른 Risk Assessment야 말로 한국의 21세기 BT 산업을 경쟁력 있게 하고 국민 년 소득 2만불 달성에 중요한 기여를 하게 될 것이라고 생각한다. 한국은 농토가 적고 천연자원이 빈약하다. GMO는 21세기의 생존 경쟁 산업이다. 제2의 녹색혁명은 얼마든지 가능하며, 한국은 부족한 농토와 빈약한 자원에도 불구하고 능력 있는 인적자원이 풍부하여 GMO 개발 연구에 국제적 경쟁력을 키울 수 있다. 그러나 GMO에 대한 논쟁만 하고 있으면 이미 때가 늦는다. 미국은 이미 GMO-BT 시장을 거의 완전 독점했으며, 타국에서의 논쟁과 불합리적으로 엄격한 GMO 관련 규정을 조장하고 환영한다.

• 한국가금학회지
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• 제45권3호
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• pp.193-200
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• 2018

본 연구는 편백나무 정유를 70% 함유한 FC-S 살포액을 배율별로 희석하여 살포시에 닭진드기 제거와 안전성에 미치는 영향을 구명하고자 실행하였다. 닭진드기에 감염된 산란계 300수를 5개 처리구와 5반복 반복당 12수씩 18일간 배치하였다. 각 처리구의 살포액은 FC-S를 0배(원액, FC-S 0), 50배(FC-S 50) 및 100배(FC-S 100)로 희석한 시료와 증류수(NC) 및 시중에서 판매되는 천연살충제(PC)를 이용하였다. 닭진드기 숫자, 산란율, 난중은 매일 확인하였고, 계란품질과 혈액성상은 사양실험 종료 후 측정하였다. 안전성 검사를 위하여 산란계의 사료섭취, 호흡기증상, 침울, 설사 및 폐사 증상을 확인하였다. 본 연구결과, FC-S 0을 살포시에 80% 이상의 닭진드기가 제거되었으며(P<0.01), FC-S 50 처리구도 PC 처리구보다 개선되었다. FC-S 100 처리구는 PC 처리구보다 진드기 제거에 미치는 영향이 적었지만, NC 처리구에 비하여 닭진드기 제거는 매우 개선되었다(P<0.01). FC-S를 살포한 후 산란계의 생산성, 계란품질, 혈액성상 및 안전성에 미치는 영향은 처리구간에 유사하였으며, 통계적 차이가 없었다. 본 연구결과, FC-S의 살포는 산란계에 미치는 영향은 없었으므로, 닭진드기에만 선택적으로 작용하였다고 사료되며, FC-S 0~50배 희석배율의 살포는 상용화되어 판매되는 살포액보다 효과적으로 닭진드기를 제거하였다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제47권1호
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• pp.59-64
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• 2008

유기재배 농가에서 해충방제용으로 이용하거나 해충에 살충력이 보고된 식물추출물 20종을 점박이응애, 복숭아혹진딧물 및 배추좀나방에 대해 살비, 살충 효과를 검정하였다. 이들 중 13종의 식물추출물은 1% 농도에서 점박이응애에 대해 80%이상의 높은 살비력을 보였다. 그러나, 0.2% 농도에서는 모두 50% 미만의 살충율을 보였고, 0.5% 농도에서는 창포, 목향 및 고추씨 추출물이 각각 82.8%, 82.8%, 86.2%의 높은 살비력을 나타내었다. 복숭아혹진딧물에 대해서는 고추씨와 겨자 추출물이 0.5% 농도에서 48.6%와 42.9%로 가장 높은 살충력을 보였다. 배추좀나방의 경우 1% 농도에서 황련과 고추씨 추출물이 50%와 55%의 살충력을 보였고 나머지 추출물의 살충효과는 50% 미만으로 낮았다. 하지만 여러 식물추출물이 배추좀나방 유충의 섭식을 저해하는 효과를 보였으며 황련 추출물을 처리한 경우 유충의 섭식저해율이 79.4%로 가장 높았다. 본 실험을 통해 천연살충제로서 고추씨와 같이 사용이 용이한 식물체추출물이 유기농업에 이용 가능성이 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제48권2호
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• pp.253-261
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• 2009

파밭에서 발생하는 파밤나방을 친환경적으로 방제하기 위하여 농약저감화 방법중의 하나인 교호방제법을 검토하였다. 파밤나방에 등록되어 있는 살충제 가운데서 시판중인 25개 품목을 구입하여 실내실험에서 약효가 우수한 9종을 선발하여 비닐하우스내의 소포장 시험을 통해 화학 살충제 4종을 선발하였으며, 본 실험실에서 선발한 3종의 BT제의 교호처리를 포장시험에 적용하였다. 처리방법은 같은 약제를 1주일 간격으로 3회 처리한 단일처리와 BT제를 포함하여 서로 다른 약제를 1회씩 3종류를 1주일 간격으로 교호처리 하였다. 그 결과 화학농약과 미생물 농약을 처리한 Indoxacarb WP - Chlorfluazuron EC - B.t. var. kurstaki CAB141과 Indoxacarb WP - Methoxyfenozide + spinosad SC - Chlorfluazuron EC - B.t. var. aizawai CAB109, B.t. var. kurstaki CAB141의 3합이 평균 살충율 78%이상을 나타냈다. 따라서 단일처리의 방제가보다 10% 이상 높았으며 평균피해감소율 43% 이상에 달하여 단일처리한 조합보다 10% 높은 효과를 나타났다. 이와 같은 결과는, 동일한 약제 살포에 의한 저항성발달을 최소화하고, 천연물이나 미생물을 이용한 생물농약을 교호처리함으로서 화학농약의 살포 횟수를 감소시켜 친환경적으로 파밤나방을 방제할 수 있을 것으로 사료된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제21권2호
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• pp.114-119
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• 2012

본 연구는 이류체 포그시스템과 천연물을 이용하여 효과적이고 친환경적인 가루이 예방 및 방제 방법을 구명하기 위해 수행되었다. 실험은 단동형 플라스틱하우스에서 공시품종으로 비타미니를 사용하여 총 4회 수행되었다. 1차 실험에서는 별도의 습도조절 없이 이류체 포그시스템을 작동하였다고, 2차 실험에서는 이류체 포그시스템으로 습도를 70% 이상으로 제어하였다. 3차 실험에서는 이류체 포그시스템으로 1.5mg/L Neem Oil을 분무처리하였고, 4차 실험에서는 2mg/L 농도의 Oleic acid를 분무처리하였다. 1차 실험에서 분무처리구의 가루이의 밀도는 크게 감소하였다. 2차 실험에서는 1차 실험보다도 분무효과가 더 크게 조사되었다. 이를 통해 습도를 높게 관리하여 미세수분입자의 양이 많고 또한 오래 공중에 머물게 하는 것이 가루이 방제에 더욱 효과적인 것으로 판단되었다. 3차 및 4차 실험에서 Neem Oil과 Oleic acid의 방제효과는 78%와 76.4%로, 분무만 했을 때의 53%보다 큰 효과를 나타내었다. 따라서 가루이 방제에 화학 살충제 대신에 이류체 포그시스템을 이용하여 두 가지 천연물을 사용하는 것이 매우 좋은 방법이며, 특히 저렴한 Oleic acid를 이용하는 것이 경제적인 것으로 사료된다. 또한 평소에 이류체 포그시스템으로 온도와 습도관리를 하다가, 약제방제시 이류체 포그시스템을 이용하는 것이 악성 노동력 감소, 환경친화성, 생산성 증대 등에 기여하는 방안이 될 것으로 사료된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제48권1호
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• pp.1-15
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• 2005

농작물이 병해충 및 잡초 등에 의하여 피해를 받게 되면 농업생산성은 상당히 저하된다. 따라서 농업생산성을 높이기 위하여 합성농약을 과용해 왔고, 이로 인하여 토양의 질과 농업환경이 파괴되는 결과를 초래하고 있어서 지속적인 농업이 점차 어려워지고 있다. 오늘날의 농업은 농업환경의 파괴를 최소화하고 농산물의 안전성을 확보함과 동시에 생산성을 증대해야하는 복합적인 문제에 직면해 있다. 한편, 식물은 일반적으로 생존하기 위하며 외부의 침입으로부터 자신을 보호하거나 자신의 영역을 확보하기 위하며 다양한 종류의 2차대사물질을 생산하고 방출한다. 병원균이 침입했을 때 식물이 생산하는 항생물질인 phytoalexin으로는 화본과 식물의 경우 flavonoid계와 diterpenoid계의 물질을 생성하고, 쌍자엽 식물은 감염된 병원균의 종류에 상관없이 Leguminosae과는 flavonoids계, Cruciferae과는 indole 유도체, Solanaceae과는 sesquiterpenoid계, Umbelliferae과는 coumarin계 물질들을 생성하여 병원균에 저항성을 가진다. 곤충의 생리작용을 저해하거나 섭생을 싫어하게 하는 기능의 물질로는 terpene계의 pyrethrin, azadirachtin, limonin, cedrelanoid, toosendanin, fraxinellone/dictamnine 등이 있으며, alkaloid계로서는 terpenoid와 alkaloid가 결합된 sesquiterpene pyridine 및 norditerpenoids alkaloids와 azepine계, amide계, loline계, stemofoline계, pyrrolizidine계 alkaloids 등이 있다. 식물은 또한 자신의 영역을 확보하기 위하여 다른 식물의 생장을 저해하는 물질을 생성하는데 여기에는 terpene계의 essential oil 및 sesquiterpene lactone과 이외에 benzoxazinoids, glucosinolate, quassinoid, cyanogenic glycoside, saponin, sorgolennone, juglone 등 다수의 2차 대사물질들이 있다. 이와 같은 기능의 2차 대사물질을 병해충 및 잡초 방제에 직, 간접으로 이용하는 것은 친환경농업의 한 가지 방법일 수 있다. 그러나 천연물질들은 자연계에서 쉽게 분해되어 효율이 떨어지는 경우가 많고 식물을 통하여 생산하는데도 한계가 있다. 따라서 보다 안전성과 효율성이 뛰어난 2차 대사물질을 찾아내는 연구와 아울러 방제기능이 있는 물질의 생합성경로를 구명하고 대사공학적으로 이용하므로 병해충에 저항성이 있고 잡초 방제효과를 갖는 형질전환 식물을 육성하는 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것이다.