• 한국잡초학회지
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• 제16권2호
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• pp.132-139
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• 1996

제초제 cinosulfuron에 대해서 감수성이 각각 다른 두 품종을 선발해서 반응차이의 원인을 비교 검정하였다. 벼 어린식물체의 반응시험에서는 Indica type인 IR 74가 Japonica type인 화진벼보다 cinosulfuron에 대해서 높은 저항성을 보였다. 두 품종에서 추출한 ALS 효소의 활성은 cinosulfuron에 대해 비슥한 억제작용을 보였다. 10ppm cinosulfuron 처리에 대한 두 벼 품종간의 생육반응과 효소활성의 비교에서는 ALS효소 활성과 생육이 일치하는 경향을 보였다. IR 74의 효소활성과 생육은 시간이 지남에 따라 증가하는 경향이 있었으나, 화진벼에 있어서는 제초제 처리 후 5일째에 효소활성이 떨어졌으며 이시기에 유묘의 생육도 상당히 억제되었다. 두 벼 품종의 ALS효소는 cinosulfuron에 대해서 비슷한 감수성을 지닌 것으로 나타났으며 cinosulfuron을 처리한 유식물로부터 추출 가능한 효소의 양에서 차이가 나는 것으로 보아 다른 요인 즉 대사속도의 차이에 의해서 두 벼 품종의 생육반응이 다르게 나타난 것이 아닌가 사료된다.

• BMB Reports
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• 제33권3호
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• pp.195-201
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• 2000

A human gene has been reported that may encode the enzyme acetohydroxyacid synthase. Previously this enzyme was thought to be absent from animals although it is present in plants and many microorganisms. In plants, this enzyme is the target of a number of commercial herbicides and the use of these compounds may need to be reassessed if the human enzyme exists and proves to be susceptible to inhibition. Here we report the construction of several plasmid vectors containing the cDNA sequence for this protein, and their expression in Escherichia coli. High levels of expression were observed, but most of the protein proved to be insoluble. The small amounts of soluble protein contained little or no acetohydroxyacid synthase activity. Attempts to refold the insoluble protein were successful insofar as the protein became soluble. However, the refolded protein did not gain any acetohydroxyacid synthase activity. In vivo complementation tests of an E. coli mutant produced no evidence that the protein is active. Incorrect folding, or the lack of another subunit, may explain the data but we favor the interpretation that this gene does not encode an acetohydroxyacid synthase.

• 한국잡초학회지
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• 제30권3호
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• pp.199-205
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• 2010

본 연구는 19종의 식물정유가 유채종자의 발아 및 생장에 미치는 영향을 파악하기 위하여 수행되었다. 그 결과 식물정유를 100배 희석 처리 한 경우 anise, cinnamon, citronella, clove, geranium, lemongrass, mustard 및 pine oil 등의 8종은 유채의 발아를 완전히 저해하였으며, 초기생장의 저해효과도 큰 것으로 나타났다. 유채의 발아와 초기생장에 대한 저해율을 근거로 하여, 상기의 8개의 식물정유로부터 cinnamon, clove 및 geranium oil이 실용 가능성이 있는 bio-herbicide로서 선발되었다. 선발된 cinnamon, clove 및 geranium oil을 토양처리한 경우 90kg ai $ha^{-1}$농도에서 유채의 출현율은 각각 7.1, 25.0, 3.6% 였으며, 초기생장율도 22.0, 9.9 및 11.0% 수준으로, 유채종자의 발아와 초기생장억제에 미치는 효과가 큰 것으로 나타났다.

• 분석과학
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• 제22권3호
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• pp.228-234
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• 2009

본 연구에서는 식물의 제초제 해독 기구를 알아보기 위해, 양배추 (Brassica oleracea)로 부터 글루타티온 전달효소를 정제하고 외래성 이물질에 대한 기질 특이성과 저해 효과를 분석하였다. 양배추로부터 DEAE-Sephacel 컬럼과 GSH-Sepharose 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 약 10%의 수율로 글루타티온 전달효소를 정제하였다. 정제된 효소에 대해 분자량을 측정한 결과, SDS-polyacrylamide 겔 전기영동으로 측정한 분자량은 23,000Da을 나타내었으며, 겔 크로마토그래피로 측정한 분자량은 48,000Da을 나타내었다. 따라서 정제된 양배추 글루타티온 전달효소는 소단위체의 분자량이 약 23,000Da의 동종이량체라는 사실을 알 수 있었다. 이 효소의 저해제에 대한 효과를 조사한 결과, S-hexyl-GSH와 S-(2,4-dinitrophenyl)GSH에 의해 활성이 저해되었다. 양배추 글루타티온 전달효소의 기질특이성은 CDNB와 ETA에서 높은 활성을 보였으며, cumene hydroperoxide에 대한 GSH peroxidase 활성도 나타내었다.

• 한국잡초학회지
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• 제16권2호
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• pp.122-131
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• 1996

옥수수 잎으로부터 추출한 ALS를 대상으로 하여 CHL과 IMA의 상호작용, ALS의 기질인 pyruvate 및 2-ketobutyrate에 대한 친화도, 저해양식의 차이 등을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. ALS 에 대한 CHL의 $I_{50}$값은 100nM이었으며 IMA의 값은 $5{\mu}M$로 나타나 CHL의 ALS 저해활성은 IMA보다 약 50배 정도 높았다. 2. ALS에 대한 시험관내에서의 실험에서 두 제초제의 동시처리시 상가적인 ALS의 저해효과가 나타났으나, 상호 순차적 체계처리의 경우에서는 먼저 처리한 제초제에 의한 저해효과가 지배적으로 나타났다. 3. 제초제에 의한 ALS 활성의 저해는 시험관내에서 10분 이내에 대부분 이루어졌다. 4. ALS의 활성은 분지아미노산에 의해 저해되었는데 Val과 Leu에 의한 저해가 Ile에 의한 저해보다 크게 나타났다. 또한 이들을 동시에 혼합처리하면 0.1mM의 농도에서도 ALS의 활성이 65% 정도 저하되었다. 5. 2-Ketobutyrate를 ALS의 기질로 첨가하면 pyruvate만을 기질로 사용하였을 때보다 측정가능한 ALS 활성이 2-ketobutyrate에 의해 농도의존적으로 감소되는 경향이었다. 6. ALS의 기질인 pyruvate에 대해 CH은 비경쟁적 저해제로 IMA는 반경쟁적 저해제로 작용하였다.

• 한국잡초학회지
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• 제15권3호
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• pp.232-237
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• 1995

일년생(一年生) 방제용(防除用) 제초제(除草劑) 8종과 혼합(混合)된 azimsulfuron의 벼와 피의 지상부(地上部) 및 뿌리 생육(生育)에 끼치는 영향(影響)을 조사(調査)하였다. 벼 지상부는 일년생(一年生) 제초제(除草劑) 혼합처리(混合處理)가 azimsulfuron 단독(單獨) 처리(處理)보다 큰 생육억제(生育抑制) 효과(效果)를 나타내었으나, 어느 경우에도 약해(藥害) 경감(經減) 효과(效果)는 없었다. 벼 뿌리에 대한 약해 경감 효과는 10ppm 이상의 azimsulfuron에 혼합(混合)된 dimepiperate, molinate 및 dymron 에서만 나타났다. 벼 지상부(地上部) 및 뿌리의 생육억제(生育抑制) 효과(效果)는 직쇄상(直鎖狀) 탄화수소(炭化水素) 치환체(置換體)인 esprocarb나 thiobencarb의 혼합(混合)이 환상(環狀) 탄화수소(炭化水素) 치환체(置換體)인 dimepiperate나 molinate의 혼합(混合)에서 보다 크게 나타났다. Azimsulfuron에 대한 일년생(一年生) 제초제(除草劑)의 혼합(混合)으로 피의 지상부(地上部) 및 뿌리 생육억제(生育抑制) 는 azimsulfuron 단독(單獨) 처리(處理)에 비하여 크게 증대(增大) 되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제25권3호
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• pp.268-275
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• 2006

ALA (5-aminolevulinic acid) has been proposed as a tetrapyrrole-dependent photodynamic herbicide by the action of the protoporphyrinogen IX oxidase (Protox IX). A study was conducted to determine photodynamic herbicidal effect of ALA on seedling growth of rice (Oryza sativa L.) and barnyard grass (Echinochloa crus-galli Beauv. var. oryzicola Ohwi) under dry and wet conditions. ALA effect on early plant growth of rice and barnyardgrass was greatly concentration dependant, suggesting that it promotes plant growth at very low concentration and inhibits at high concentration. No significant difference in herbicidal activity of biologically and synthetically produced ALAs on plant lengths of test plants was observed ALA exhibited significant photodynamic activity regardless of PSDIP and its duration. Significant shoot growth inhibition by ALA soaking treatment exhibited apparently, indicating that ALA absorbed through root system was translocated into shoot part of plants. ALA reduced plant heights of rice and barnyardgrass seedlings by 6% and 27%, respectively, showing more tolerant to ALA in rice under wet condition. Leaf thickness was reduced markedly by ALA with increasing of ALA concentration, due to mainly membrane destruction and severe loss of turgidity in mesophyll cells, although the epidermal was little affected. It was observed that photodynamic herbicidal activity of ALA applied by pre-and post-emergence application exhibited differently on plant species, and that the activity of ALA against susceptible plants was highly correlated with growing condition.

• 농업과학연구
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• 제48권2호
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• pp.343-351
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• 2021

Screening was conducted using 200 kinds of plant extracts to explore herbicide-activated components of plant origin. We separated and purified active substances and elucidated chemical structures using Ligularia stenocephala M., which has strong activity and has not yet been studied. When the solvent fractions of the leaves of Ligularia stenocephala M. were tested for their herbicidal activity, ethyl acetate and chloroform layer showed an inhibition rate of 95.2% and 94.1%, respectively. In particular, the chloroform layer exerted more than 50% herbicidal activity at 10 ppm. From the chloroform layer with the highest herbicidal activity, we isolated three herbicidal active compounds using stepwise chromatography, specifically silica gel or octadecyl silica (ODS) column chromatography, Sep-pak cartridges, and high performance liquid chromatography (HPLC). Based on the analysis of the active compounds using electron ionization mass spectroscopy (EI-MS), ¹H-NMR, and ¹³C-NMR, we identified the active compounds as euparin, 5,6-dimethoxy-2-isopropenylbenzofuran, and liguhodgsonal. When the herbicidal activity of the identified compounds was tested, euparin showed selective herbicidal activity for lettuce at 10^-3 M, and both liguhogsonal and 5,6-dimethoxy-2-isoprophenylbenzofuran exerted selective activity for rice and Echinochloa crus-galli.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제33권1호
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• pp.57-62
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• 2006

본 연구에서는 옥수수를 대상으로 glyphosate에 대한 여러 가지 생리적 반응을 검토한 후, glyphosate 저항성 평가에 활용될 수 있는 보다 개선된 방법 두 가지를 확립하였다. 한 가지 방법은 옥수수 제3엽 상단에 약제를 국소 처리한 다음, 처리 후 3일째에 약제처리 되지 않았던 제4엽의 신장 정도를 조사하는 것이다 (전식물체-엽생장 검정). 이 경우 glyphosate $50-1,600{\mu}g/mL$ 범위에서 농도가 증가됨에 따라 엽 생장이 억제되었으며, $1,600{\mu}g/mL$ 농도에서의 생장 억제율은 무처리 대비 55.5%였다. 다른 한 가지 방법은 옥수수 제3본엽의 엽절편 ($4{\times}4mm$) 4개씩을 $200{\mu}L$의 시험용액이 담긴 48 well plate에 치상한 후 $25^{\circ}C$ 연속 명조건에 24시간동안 배양하여 shikimate 축적량을 조사하는 것이다 (엽절편-shikimate 축적 검정). 이 경우 시험용액에 0.33% sucrose를 가하면 무첨가에 비해 약3-4배 정도의 shikimate 축적 증가가 관찰되었고 glyphosate $2-8{\mu}g/mL$ 농도범위에서 직선적 증가반응을 나타내어 기존방법 (Shaner et al. 2005)보다 개선된 특징을 보였다. 본 방법들은 glyphosate 저항성 옥수수를 창출할 때 또는 저항성 유전자의 타 식물로의 이동여부와 잡초화된 저항성 옥수수 존재여부를 감별하는데 활용될 수 있을 것이다. 이 때 glyphosate에 대한 저항성 원인이 작용점 EPSPS와 관련이 있는 경우에는 "엽절편-shikimate 축적 검정"이 가장 바람직하고, 저항성 원인이 체내이행 감소 때문일 경우에는 "전식물체-엽생장 검정" 수행이 필요하다.

• 농업과학연구
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• 제41권2호
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• pp.85-99
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• 2014

Sulfonylurea (SU)-resistant weeds of eight annual weeds, Monochoria vaginalis, Scirpus juncoides and Cyperus difformis, etc., and four perennial weeds, Scirpus planiculmis, Sagittaria pigmaea, Eleocharis acicularis and Sagittaria trifolia as of 2013 since identification Monochoria korsakowii in the reclaimed rice field in 1998. And the resistant Echinochloa oryzoides to ACCase and ALS inhibitors has been confirmed in rice fields of the southern province, Korea in 2009. In the beginning, the M. vaginalis, S. juncoides and C. difformis of these SU-resistant weeds were rapidly and individually spreaded in different fields, however, these resistant weeds have been occurring simultaneously in the same filed recently. The resistant biotype by weed species demonstrated about 10-to 1,000-fold resistance, based on $GR_{50}$ values of the SU herbicides tested. And the resistant biotype of E. oryzoides to cyhalofop-butyl, pyriminobac-methyl, and penoxsulam was about 14, 8, and 11 times more resistant than the susceptible biotype base on $GR_{50}$ values. The products and applied area of SU-included herbicides have been increased rapidly, and have accounted for about 69% and 96% in Korea, respectively. In Korea, the main cause of SU-resistant weed is extensive use of these herbicides. The top ten herbicides by applied area were composed of all SU-included herbicides by 2003. The concentrated and successive treatment of ACCase and ALS inhibitors for control of barnyardgrass in rice led up to the resistance of E. oryzoides. Also, SU-herbicides like pyrazosulfuron-ethyl and imazosulfuron which effective to barnyardgrass can be bound up with the resistance of E. oryzoides. The ALS activity isolated from the resistant biotype of M. korsakowii to SU-herbicides tested was less sensitive than that of susceptible biotype. The concentration of herbicide required for 50% inhibition of ALS activity ($I_{50}$) of the SU-resistant M. korsakowii was 14-to 76-fold higher as compared to the susceptible biotype. No differences were observed in the rates of [$^{14}C$]bensulfuron uptake and translocation. Acetolactate synthase (ALS) genes from M. vaginalis resistant and susceptible biotypes against SU-herbicides revealed a single amino acid substitution of proline (CCT), at 197th position based on the M. korsakowii ALS sequence numbering, to serin (TCT) in conserved domain A of the gene. Carfentrazone-ethyl and pyrazolate were used mainly to control SU-resistant M. vaginalis by 2006 in Korea. However, the alternative herbicides such as benzobicyclone, to be possible to control simultaneously the several resistant weeds, have been developing and using broadly, because the several resistant weeds have been occurring simultaneously in the same fieled. The top ten herbicides by applied area in Korea have been occupied by products of 3-way mixture type including herbicides with alternative mode of action for the herbicide resistant weeds. Mefenacet, fentrazamide and cafenstrole had excellent controlling effects on the ACCase and ALS inhibitors resistant when they were applied within 2nd leaf stage.