• The Plant Pathology Journal
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• 제36권6호
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• pp.579-590
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• 2020

Botrytis cinerea, which causes gray mold disease in more than 200 plant species, is an economically important pathogen that is mainly controlled by synthetic fungicides. Synergistic fungicide mixtures can help reduce fungicide residues in the environment and mitigate the development of fungicide-resistant strains. In this study, we screened microbial culture extracts on Botrytis cinerea to identify an antifungal synergist for tebuconazole. Among the 4,006 microbial extracts screened in this study, the culture extract from Schizophyllum commune displayed the most enhanced activity with a sub-lethal dosage of tebuconazole, and the active ingredient was identified as schizostatin. In combination with 5 ㎍/ml tebuconazole, schizostatin (1 ㎍/ml) showed disease control efficacy against gray mold on tomato leaf similar to that achieved with 20 ㎍/ml tebuconazole treatment alone. Interestingly, schizostatin showed demethylation inhibitor (DMI)-specific synergistic interactions in the crossed-paper strip assay using commercial fungicides. In a checkerboard assay with schizostatin and DMIs, the fractional inhibitory concentration values were 0.0938-0.375. To assess the molecular mechanisms underlying this synergism, the transcription levels of the ergosterol biosynthetic genes were observed in response to DMIs, schizostatin, and their mixtures. Treatment with DMIs increased the erg11 (the target gene of DMI fungicides) expression level 15.4-56.6-fold. However, treatment with a mixture of schizostatin and DMIs evidently reverted erg11 transcription levels to the pre-DMI treatment levels. These results show the potential of schizostatin as a natural antifungal synergist that can reduce the dose of DMIs applied in the field without compromising the disease control efficacy of the fungicides.

• 농약과학회지
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• 제10권4호
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• pp.359-366
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• 2006

Kresoxim-methyl의 주요 식물병에 대한 예방효과와 더불어 보리와 오이 흰가루병에 대한 훈증 효과를 조사하였다. Kresoxim-methyl은 밀 붉은녹병과 보리 흰가루병에 대해서 2.0 ${\mu}g\;mL^{-1}$의 처리구에서 92와 100%의 방제 효과를 보였다. 하지만 벼 잎집무늬마름병, 토마토의 잿빛곰팡이병과 역병에는 효과가 미미하였다. 보리 유묘에 kresoxim-methyl, azoxystrobin, metominostrobin을 훈증 처리하였을 때, kresoxim-methyl은 처리한 농도에 따라서 뚜렷한 방제 효과가 나타난 반면에, azoxystrobin과 metominostrobin의 훈증 효과는 매우 미미하였다. Kresoxim-methyl을 보리 유묘에 200 ${\mu}g\;L^{-1}$로 처리하였을 때, 71.9%의 효과를 보였으며, 1000과 5000 ${\mu}g\;L^{-1}$일 때, 보리 유묘에서의 흰가루병 발생을 80과 89.3% 억제하였다. 오이의 성체에 kresoxim-methyl 을 1000 ${\mu}g\;m^{-3}$의 약량으로 훈증 처리한 경우, 처리 전에 흰가루병이 발생하였던 7엽까지의 잎에서는 방제효과는 없었지만, 8엽부터는 7일간 훈증 처리한 처리구에서 51.1%의 효과를 보였다.

• 농약과학회지
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• 제5권3호
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• pp.26-35
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• 2001

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.

• 한국유기농업학회지
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• 제21권1호
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• pp.95-104
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• 2013

본 연구는 토마토 유기재배 시 발생하는 주요 해충인 온실가루이와 담배가루이에 대해 친환경적인 방제방법을 개발하기 위해서 수행했다. 특히 담배가루이는 토마토에서 가장 문제가 되고 있는 황화잎말림바이러스의 매개충이다. 가루이류는 바이러스의 매개충일 뿐 아니라 토마토를 흡즙하게 되면 생육이 저조해지며 감로분비에 의한 그을음병을 유발한다. 현재 친환경적인 방법으로 황색점착트랩, 황온점벌, 지중해이리응애 등을 사용하는 방법이 있으나 사용적기를 놓치거나 하우스 환경이 천적에 적합하지 않으면 좋은 결과를 볼 수 없는 문제가 있다. 이번 연구에서 곤충들에 페르몬의 역할을 하는 올레산을 1,000ppm, 2,000ppm, 4,000ppm 고압분무기를 활용하여 3회 처리한 결과 2,000ppm 76%, 4,000ppm 84%의 높은 방제가를 보였으며 2,000ppm처리와 4,000ppm 처리 간에 유의성은 없었다. 가루이 방제에 기존에 사용되고 있는 님오일 1,500ppm과 dinotefuran 50ppm을 비교 시험한 결과 올레산 2,000ppm의 가루이 방제가가 82%로 가장 높았으며 님오일 1500ppm과 dinotefuran 50ppm은 각각 75%의 방제가를 보였으며 유의성은 없었다. 경제적 측면으로 보게 되면 10a 1회 방제시 님오일은 20,150원이 소요되는 반면 올레산은 3,180원이 소요되어 경제적으로는 올레산을 활용하는 것이 유리하다고 할 수 있다. 이상의 방제시험으로 토마토 유기농재배에서 올레산을 이용한 경제적인 가루이 방제방법을 제시할 수 있었다.

• 농약과학회지
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• 제7권4호
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• pp.302-309
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• 2003

신규 화합물 triazolyl quinoline 유도체 230여개의 벼 도열병, 벼 잎집무늬마름병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토 역병, 밀 붉은녹병과 보리 흰가루병에 대하여 방제효과를 조사하고, 녹병과 흰가루병에 대하여 예방효과가 우수한 KSI-4315와 KSI-4317을 선발하여 밀 붉은녹병과 보리 흰가루병에 대한 작용 특성을 실험하였다. Triazolyl quinoline 유도체인 KSI-4315와 KSI-4317 두 화합물은 구조에서 탄소 4번 위치에 각각 MeS moiety와 MsO moiety를 가진 화합물이다. 두 화합물은 밀 붉은녹병과 보리 흰가루병에 대하여 우수한 예방효과와 치료효과를 나타냈다. KSI-4317은 보리 흰가루병에 대하여, KSI-4315 는 밀 붉은녹병에 대하여 더 높은 예방효과와 치료효과를 보였다. 또한 두 화합물은 지속성도 우수하였다. 밀 붉은녹병에 대하여는 두 약제가 유사하였으나, KSI-4317은 보리 흰가루병에 대하여 특히 약효 지속성이 뛰어나 약제처리 7일 후 에 접종하여도 90% 이상의 방제가를 보였다. 약제의 침투이행성을 엽육이행, 엽간이행과 뿌리로부터 지상 부로의 침투이행에 대하여 실험한 결과, 밀에서 KSI-4315와 KSI-4317은 거의 침투 이행하지 않았으나, 보리에서는 KSI-4315 보다 KSI-4317이 높은 침투이행성을 보였다. 이상의 결과로부터 KSI-4317은 포장에서 밀 붉은녹병과 보리 흰가루병을 효과적으로 방제하리라 생각된다.

• 농약과학회지
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• 제9권2호
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• pp.122-131
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• 2005

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.

• Applied Biological Chemistry
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• 제45권3호
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• pp.157-161
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• 2002

새로운 살균제를 개발할 목적으로 새로운 2-benzoylimino-1,3-oxathiole 유도체 3을 합성하고, 그들의 살균활성을 시험하였다. ${\gamma}-Chloro-{\beta}-keto$ anilide 유도체 5를 potassium thiocyanate와 반응시킨 다음 산성 촉매로 처리하여 고리화된 2-imino-lf-oxathiole 3을 얻었다. 새로운 화합물 3을 benzoyl chloride 유도체와 반응시켜 상응하는 2-benzoylimino-1,3-oxathiole유도체 7들을 얻었다. 합성된 화합물 7들의 대표적인 식물병원균인 벼 도열병, 벼 잎 집무늬마름병, 오이 잿빛곰팡이병, 토마토 역병, 밀 붉은녹병 및 보리 흰가루병 등 』6종에 대한 항균력(in vivo)을 시험하였다. 합성된 모든 화합물은 100mg/l에서 특별한 살균력을 나타내지 않았다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제33권5호
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• pp.488-498
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• 2017

The aim of this study was to identify volatile and agardiffusible antifungal metabolites produced by Bacillus sp. G341 with strong antifungal activity against various phytopathogenic fungi. Strain G341 isolated from four-year-old roots of Korean ginseng with rot symptoms was identified as Bacillus velezensis based on 16S rDNA and gyrA sequences. Strain G341 inhibited mycelial growth of all phytopathogenic fungi tested. In vivo experiment results revealed that n-butanol extract of fermentation broth effectively controlled the development of rice sheath blight, tomato gray mold, tomato late blight, wheat leaf rust, barley powdery mildew, and red pepper anthracnose. Two antifungal compounds were isolated from strain G341 and identified as bacillomycin L and fengycin A by MS/MS analysis. Moreover, volatile compounds emitted from strain G341 were found to be able to inhibit mycelial growth of various phytopathogenic fungi. Based on volatile compound profiles of strain G341 obtained through headspace collection and analysis on GC-MS, dimethylsulfoxide, 1-butanol, and 3-hydroxy-2-butanone (acetoin) were identified. Taken together, these results suggest that B. valezensis G341 can be used as a biocontrol agent for various plant diseases caused by phytopathogenic fungi.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권10호
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• pp.1223-1229
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• 2009

To construct a new recombinant strain of Bacillus velezensis that has antifungal and insecticidal activity via the expression of the insecticidal Bacillus thuringiensis crystal protein, a B. thuringiensis expression vector (pHT1K-1Ac) was generated that contained the B. thuringiensis cry1Ac gene under the control of its endogenous promoter in a minimal E. coli-B. thuringiensis shuttle vector (pHT1K). This vector was introduced into a B. velezensis isolate that showed high antifungal activities against several plant diseases, including rice blast (Magnaporthe grisea), rice sheath blight (Rhizotonia solani), tomato gray mold (Botrytis cinerea), tomato late blight (Phytophthora infestans), and wheat leaf rust (Puccinia recondita), by electroporation. The recombinant B. velezensis strain was confirmed by PCR using cry1Ac-specific primers. Additionally, the recombinant strain produced a protein approximately 130 kDa in size and parasporal inclusion bodies similar to B. thuringiensis. The in vivo antifungal activity assay demonstrated that the activity of the recombinant B. velezensis strain was maintained at the same level as that of wild-type B. velezensis. Furthermore, it exhibited high insecticidal activity against a lepidopteran pest, Plutella xylostella, although its activity was lower than that of a recombinant B. thuringiensis strain, whereas wild-type B. velezensis strain did not show any insecticidal activity. These results suggest that this recombinant B. velezensis strain can be used to control harmful insect pests and fungal diseases simultaneously in one crop.

• 농약과학회지
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• 제16권3호
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• pp.209-216
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• 2012

계혈등으로부터 6종의 항균활성물질을 분리 정제하여 화학구조를 결정하였다. 계혈등 시료를 음건하여 80% aq. MeOH로 추출하고 감압 농축한 후 n-hexane, EtOAc, n-BuOH, 그리고 $H_2O$ 층으로 분획하였다. 각 분획을 이용하여 벼 도열별, 벼 잎집무늬마름병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토 역병, 밀 붉은녹병, 보리 흰가루병 등 6가지 식물병에 대하여 식물병 방제효과를 검정한 결과, EtOAc 층이 가장 강한 활성을 보였으며, 벼 도열병, 토마토 잿빛 곰팡이병, 토마토 역병 및 보리 흰가루병에 대하여 80% 이상의 활성을 보였다. EtOAc층을 대상으로 silica gel chromatography 및 preparative TLC, HPLC 등을 이용하여 6종의 화합물을 분리, 정제하고 $^1H$-NMR, $^{13}C$-NMR, ESI-MS/MS, HMQC, $^1H-^1H$ COSY의 기기분석을 통해 ethanone, hydroxytyrosol, epicatechin, procyanidin B-2, dimethoxy daizein과 formononetin 으로 구조를 동정하였다. Epicatechin을 제외한 나머지 화합물들은 계혈등에서 처음으로 분리되었다. 분리한 물질들의 in vitro 및 in vivo 항균활성에 대한 연구를 진행하고 있다.