Res. Plant Dis. 19(3) : 208−215 (2013)
© The Korean Society of Plant Pathology
http://dx.doi.org/10.5423/RPD.2013.19.3.208Xenorhabdus nematophila K1 대사물질 3-(4-hydroxyphenyl)-propionic acid의 고추 역병과 탄저병에 대한 방제 효과
천원수1·김도연1·김용균1,2·홍용표3·이영근1,2*
1안동대학교 식물의학과, 2안동대학교 농업과학기술연구소, 3안동대학교 응용화학과
Control Effects of 3-(4-Hydroxyphenyl)-propionic Acid Isolated Xenorhabdus nematophila K1 against Phytophthora Blight and Anthracnose of Red Pepper
Wonsu Cheon1, Doyeon Kim1, Yonggyun Kim1,2, Yong Pyo Hong3 and Youngkeun Yi1,2*
1Department of Plant Medicine, Andong National University, Andong 760-749, Korea
2Institute of Agricultural Science and Technology, Andong National University, Andong 760-749, Korea
3Department of Applied Chemistry, Andong National University, Andong 760-749, Korea (Received on March 19, 2013; Revised on August 6, 2013; Accepted on August 12, 2013)
3-(4-Hydroxyphenyl)-propionic acid (HPP) is a bacterial metabolite synthesized and released by an entomopathogenic bacterium Xenorhabdus nematophila K1. In this study, the control efficacy of HPP was tested against Phytophthora blight and anthracnose of red pepper plants. HPP suppressed mycelial growth of Phytophthora blight and anthracnose pathogens. Under natural sunlight condition, HPP maintained the antifungal activity on the diseases for at least twenty five days. The antifungal activity was not decreased even in the condition of soil-water. It was proved that HPP was able to penetrate the roots and travel upward of the red pepper plants. When HPP suspension was applied to soil rhizosphere before transplanting the red pepper seedlings or was regularly sprayed to the foliage of the plants with ten days interval, it resulted in significant reduction of the disease occurrences (Phytophthora blight and anthracnose) without any phytotoxicity. These results suggested that HPP can be developed to a systemic agrochemical against Phytophthora blight and anthracnose of red pepper plants.
Keywords : Anthracnose, Disease control, 3-(4-Hydroxyphenyl)-propionic acid, Phytophthora blight, Red pepper plants
서 론
매년 한국의 고추산지에 피해를 주는 병은 10여종이 알 려져 있으며, 역병과 탄저병은 그 중에서도 가장 큰 피해 를 주는 병으로 알려져 있다(Seo 등, 2011). 100종이 넘 는 식물보호제가 역병과 탄저병을 대상으로 품목고시 (Korea Crop Protection Association, 2011) 되어 있지만, 그 방제효과는 크지 못하다. 고추의 역병과 탄저병을 방제하 기 위하여 길항세균을 이용한 시도는 많이 보고되어 있 다. Kim과 Yun(2011)은 Myxococcus속 세균의 배양여액 을 분무살포하거나 근권토양에 관주하여 좋은 고추역병
방제효과를 얻었다고 하였고, Lee 등(2011)은 Bacillus subtilis를 고추의 엽면 살포와 근권토양에 관주하였더니 역병과 탄저병 방제에 효과적이었다고 하였다. 그 밖에도 B. auratiaca나 Serratia plymutica를 이용하여 고추 역병 방제를 시도한 연구도 있었다(Shen 등, 2005; Zhang 등, 2010). 그러나 이들의 연구에서는 길항세균을 직접 식물 병 방제에 이용하였으며, 세균의 대사산물을 농약으로 개 발하는 시도는 아니었다. Xenorhabdus nematophila K1은 곤충기생 선충인 Steinernema carpocapsae과 공생하는 곤 충 병원 세균으로 보고되었다(Park 등, 1999). 이 세균이 생성하는 대사물질인 벤질리덴아세톤과 인돌을 이용하여 고추 역병과 탄저병을 방제할 수 있는 가능성이 최근 보 고된 바 있다(Jeon 등, 2012; Park 등, 2010). 그러나 이 대사산물들은 고추에 대한 침투이행성이 인정되지 않았
*Corresponding author
Phone) +82-54-820-5506, Fax) +82-54-620-6320 Email) [email protected]
Research Article Open Access
다. Chesson 등(1982)과 Cremin 등(1995)은 반추동물의 위 속에서 페놀산의 역할과 이 페놀산이 HPP로의 전환되는 과정을 보고하였으며, 그 밖에도 HPP의 대사에 관한 연 구는 많이 있었다(Burlinggame과 Chapman, 1983). 그러 나 HPP를 식물병 방제에 이용한 연구 결과는 거의 없었 다. 이 연구에서는 X. nematophila K1의 대사물질에서 HPP 를 분리 동정하고, 이 HPP를 고추 역병 및 탄저병 방제 용 침투이행성 살균제로 이용할 수 있는 지를 조사하였다.
재료 및 방법
고추 품종, 병원균 및 시약. 고추 종자(품종: 임금님) 는 시중에서 구입하였으며, 온실에서 파종하여 발아된 유 묘를 연결폿트(25혈)에 이식하였으며, 육묘하여 사용하였 다. 고추 역병균(Phytophthora capsici, KACC 40483)과 탄 저병균(Colletotrichum acutatum, KACC 43125)은 농촌진 흥청 농업유전자정보센터로부터 분양받았다. 이 균들은 감자한천배지(PDA; Becton, Dicknson and Co.)에서 28oC 로 일주일 동안 배양하여 사용하였다. 3-(4-hydroxyphenyl)- propionic acid (HPP, Tokyo Chemical, H0599)는 dimethyl sulfoxide (Hayashi Pure Chemical)에 녹여 100,000 µg/ml 용액으로 만든 후, 증류수로 희석하여 사용하였다.
HPP의 분리 및 동정. X. nematophila K1 배양액 50 l 를 ethyl acetate로 추출한 후 용매를 제거하여 5.48 g의 잔류물을 얻었다. 이 잔류물을 methylene chloride에 녹이 고 관크로마토그래피(SiO2, EtOAc:MeOH = 20:1)로 1차 컬럼을 하여, 3.86 g의 정제물을 얻었다. 이 1차 정재물 을 두 번 재정제(SiO2, EtOAc:MeOH = 40:1)하여 510 mg 의 주성분 fraction을 얻었으며, 이 2차 정제물을 PTLC로 정제(hexane:ether:MeOH:AcOH = 5:5:1:0.1)하여 TLC상 순 수한 물질(Rf= 0.45, 32 mg)을 얻을 수 있었다. 이 최종 정제 물질을 GC/MS 분석하여, 후보물질 phenylpropanoic acid, 4-hydroxyphenylacetic acid, 그리고 methyl 4- hydroxyphenyl acetate 등을 확인하였다. 한편, 1HNMR spectrum의 분석결과 벤젠고리의 para 위치에 -OH group 이 있음을 예상할 수 있었으며, 13CNMR spectrum에서 보여준 7개의 peak는 벤젠 치환된 acetic acid가 아니라 propionic acid라는 것을 암시하였다. 위의 분석 결과로 이 최종 정제된 물질이 3-(4-hydroxyphenyl)propionic acid라 는 결론을 얻었으며, 13CNMR computer simulation data 와 1H NMR spectrum, C13 NMR spectrum(Charles와 Jacqlynn, 1993)과도 그 값이 정확히 일치하였다. 또한 동 정한 sample을 Sigma-Aldrich사에서 구입한 샘플과 비교 한 결과 TLC와 GC에서 정확히 일치하였다.
고추 병원균에 대한 항균력 조사. HPP 100−500 µg/
ml를 함유한 감자한천평판배지의 중앙에 직경 6 mm의 고추 역병균과 탄저병균을 각각 접종하여 28oC로 일주일 동안 배양하였다.
자연 일조 조건에서 항균력 지속기간 조사. HPP 100−
500 µg/ml 현탁액을 야외 일조조건 아래에 25일간 보존 하였다. 이 현탁액으로 만든 감자한천평판배지의 중앙에 직경 6 mm의 고추 역병균과 탄저병균을 각각 접종하여 28oC로 일주일 동안 배양하였다.
토양 입자에의 흡착 가능성 조사. 안동시 길안면 고추 밭에서 채취한 토양이 잠길 정도로 HPP 100−500 µg/ml 의 현탁액을 붇고 하루 동안 보존하였다. 이 HPP 현탁액 을 2,000 rpm으로 30분 동안 원심분리한 후 상등액을 세 균여과기로 여과하였다. 이 여과액으로 감자한천평판배지 를 만들었으며, 그 중앙에 직경 6 mm의 고추 역병균을 접종하여 28oC로 일주일 동안 배양하였다.
위 3개 실험 결과 배양기 상에서 자란 역병균 및 탄저 병균 콜로니의 직경을 측정하여 HPP를 함유하지 않은 감 자한천배지에서 자란 콜로니 직경과 비교하였다. 균주별 3개의 culture씩 3반복으로 조사하였다.
약해 발생 농도 조사. 프라스틱 포트(직경 25 cm, 높 이 12.5 cm)에 심겨진 길이 30 cm 정도 고추의 근권 토 양에 250, 500, 1000 µg/ml의 HPP 현탁액을 포기당 50 ml 씩 관주하였다. 또 같은 크기의 고추 잎과 줄기에 같은 농도의 HPP 현탁액을 충분히 젖도록 뿌려 주었다. 추가 실험으로 400 µg/ml부터 450 µg/ml 농도의 HPP 현탁액 을 10 µg/ml 간격으로 살포하거나 관주하였다. 3포기씩 처리하였으며, 약제 처리 후 일주일 동안 약해 발생 여부 를 관찰하였다.
병해 방제 효과 및 약제의 침투이행성 조사. 프라스틱 폿트 (직경 25 cm ×높이 12.5 cm)에 심겨진 고추 근권토 양에 HPP 현탁액(125−400 g/ml)을 포기당 50 ml씩 관주 하였다. HPP 현탁액을 토양관주한 고추 줄기의 표피를 6 mm 정도 벗겨내고 직경 6 mm의 역병균 균사 절편을 접종하였다. HPP 현탁액을 서로 다른 고추 포기에 5일 간격으로 4회에 걸쳐 20일 간 토양관주하였으며, 마지막 약제처리 5일 후에 역병균을 동시에 접종하였다. 역병균 을 접종한 일주일 후에 고추의 줄기를 쪼개고 내부에 형 성된 병반의 길이를 측정하였다. 처리별 3포기씩 3반복으 로 실험하였다. 또 고추 열매의 표면을 70% 에탄올로 표 면 소독을 하고 곤충핀(25호, 20개 다발)으로 찔러 상처 를 준 후, 고추 탄저병균 포자현탁액(105 spores/ml)을 상 처당 10 µl씩 접종하였다. 탄저병균 포자현탁액을 접종하 고 1시간 후에 HPP 현탁액(100−200 µg/ml)을 열매 당
15 ml씩 살포하였다. 고추 열매마다 3부위에 탄저병균을 접종하였으며, 4반복으로 처리하였다. 농가 고추밭에서 재 배 중인 고추의 근권토양에 HPP 현탁액(200과 400 µg/
ml)을 포기 마다 330 ml씩 관주하였으며, 고추의 지상 부 에 같은 농도의 HPP 현탁액을 6월 초부터 10월 말까지 10일 간격으로 충분히 살포하였다. HPP와 같은 농도와 같은 양으로 벤질리덴아세톤과 인돌 현탁액을 고추 밭에 처리하였으며, 고추의 지상부에 살포할 경우에는 0.05%
의 농용전착제(polyoxy ethylene alkyl aryl ether 10%, sodiumligno sulfonate 20%)를 혼합하여 살포하였다. 경상 북도 안동시 길안면과 북후면의 농가 고추밭에서 약제를 처리하고 병 방제효과를 조사하였다. 처리별 60포기씩 난 괴법 3반복으로 포장배치를 하였으며, 던칸의 다중검정법 으로 유의성을 검정하였다. 15일 간격으로 병해 발생상황 을 조사하였으며, 역병은 발병주율(%, 100×발병주수/조 사주수)로 조사하였고 탄저병은 발병과율(%, 100×발병 과수/조사주수)로 조사하였다. 처리별로 임의로 12포기를 선정하고, 선정된 12포기에서 수확이 끝나는 11월까지 충 분히 자란 홍고추 열매를 수확하여 건조한 무게를 조사 하였다. 탄저병에 감염되어 상품성이 없다고 판단되는 고 추열매는 건조중 조사에서 제외하였다.
결과 및 고찰
고추 역병균과 탄저병균에 대한 항균력. 125 µg/ml 이 상 농도의 HPP를 함유한 배지에서 고추 역병균과 탄저 병균의 균사 생육이 크게 억제되었다(Fig. 1). 역병균은 250 µg/ml 이상 농도의 HPP를 함유한 배지에서, 탄저병 균은 500 µg/ml 이상 농도의 HPP를 함유한 배지에서 전
혀 자라지 못하였다. Park 등(2010)과 Jeon 등(2012)도 X.
nematophila K1의 대사물질에서 분리된 항균물질인 벤질 리덴아세톤과 인돌의 고추 역병균과 탄저병균에 대한 항 균력을 이 실험에서와 같은 방법으로 조사한 바 있다. 그 결과 Jeon 등(2012)은 인돌 250 µg/ml을 함유한 배지에 서 고추 역병균과 탄저병균 모두 자라지 못하였다고 하 였다. Park 등(2010)도 벤질리덴아세톤 250 µg/ml을 함유 한 배지에서 고추 역병균은 전혀 자라지 못하였으나, 탄 저병균은 무처리 대비 1/3 정도로 균사 생육이 억제되었 다고 하였다. 따라서 HPP의 고추 역병균 균사 생육에 대 한 억제력은 벤질리덴아세톤 및 인돌과 비슷한 수준이며, 탄저병균 균사생육에 대한 억제력은 벤질리덴아세톤보다 는 약하고 인돌과 비슷한 수준인 것으로 판단되었다.
자연 일조 조건에서 항균력 지속기간. 야외 일조조건 에서 25일간 보존한 HPP 현탁액 배지에서 역병균과 탄 저병균을 각각 배양한 결과, 역병균은 250 µg/ml 이상 농 도의 HPP를 함유한 배지에서, 탄저병균은 500 µg/ml 이 상 농도의 HPP를 함유한 배지에서 전혀 자라지 못하였 다(Fig. 2). 이러한 결과는 야외 일조조건에 보존하지 않 은 HPP 현탁액 배지에서 배양한 역병균 및 탄저병균과 같은 수준이었기 때문에, HPP의 고추 역병균과 탄저병균 에 대한 항균력은 일조조건에서 25일 이상 지속되는 것 으로 판단되었다. 벤질리덴아세톤과 인돌도 자연일조조건 에서 고추 역병균이나 탄저병균에 대한 항균력이 60일 이 상 지속되었다고 보고된 바 있다(Jeon 등, 2012; Park 등, 2010).
토양 입자에의 흡착 가능성. 밭 토양을 통과시킨 HPP 현탁액으로 조제한 한천배지에서 고추 역병균을 배양하 였다. 그 결과 100 µg/ml 농도의 HPP 현탁액으로 조제
Fig. 1. Inhibitory effects of 3-(4-hydroxyphenyl)-propionic acid (HPP) on growth of Phytophthora capsici (left) and Colletotrichum acutatum (right). Each colony of the pathogenic fungi (6 mm of diameter) was inoculated on the potato dextrose agar plate amended with HPP and incubated at 28oC.
한 배지에서 고추 역병균의 생육이 크게 억제되었으며, 250 µg/ml 이상 농도의 현탁액으로 조제한 배지에서는 고 추 역병균이 전혀 자라지 못하였다(Fig. 3). 이러한 결과 는 밭 토양을 통과시키지 않은 HPP로 조제한 배지에서 배양한 고추 역병균의 생육상황과 거의 비슷한 수준이었 기 때문에, HPP는 고추 밭 토양 입자나 토양 내 유기물 과 흡착되어 항균력을 상실하지 않고 토양 수 내에서 고 추 역병균에 대한 항균력을 유지하고 있다는 것을 의미
한다. 따라서 고추 근권토양에 HPP의 현탁액을 관주하는 방법으로 고추 역병 발생을 감소시킬 가능성이 있다고 판 단되었다.
약해 조사. 500 µg/ml 이상 농도의 HPP 현탁액을 고 추의 근권토양에 관주한 경우와 고추의 잎과 줄기에 살 포한 경우에는 모두 흰색 또는 흑갈색으로 잎 조직이 괴 사하거나 잎 가장자리가 말리는 약해 증상이 발생하였다.
그러나 250 µg/ml의 HPP 현탁액을 처리한 고추에서는 어떤 약해 증상도 관찰되지 않았다. 더 정확한 약해발생 최저농도를 조사하기 위하여 추가 실험을 한 결과, HPP 를 450 µg/ml의 농도로 처리한 고추에서는 500 µg/ml 이 상 농도의 현탁액을 처리한 고추에서와 같은 형태의 약 해 증상이 발생하였다. 그러나 440 µg/ml 이하의 농도로 처리하였을 경우에는 약해 증상이 관찰되지 않았다(Fig.
4). Park 등(2010)과 Jeon 등(2012)은 약해 발생 없이 고 추에 살포할 수 있는 벤질리덴아세톤과 인돌의 사용 농 도를 모두 1,000 µg/ml라고 하였다. 그러나 HPP 현탁액 을 잎에 살포할 때, 벤질리덴아세톤이나 인돌보다 훨씬 낮은 농도인 220 µg/ml 이하의 농도로 살포할 필요가 있 다고 판단되었다. Jeon 등(2012)은 근권토양 관주에 의해 약해를 발생시키지 않는 인돌의 농도가 200 µg/ml이라고 하였지만, 근권토양관주에 의하여 고추의 역병 방제를 시 도할 경우에는 인돌보다 상대적으로 높은 220 µg/ml의 농도로 사용이 가능하다고 생각되었다.
병 방제 효과 및 약제의 침투이행성 조사. 프라스틱 폿트(직경 25 cm ×높이 12.5 cm)에 심겨진 고추 근권토 양에 HPP 현탁액을 관주하고, 줄기에 역병균을 상처접종 Fig. 2. Inhibitory effects of 3-(4-hydroxyphenyl)-propionic acid (HPP) kept under natural sunlight condition on growth of Phytophthora capsici (left) and Colletotrichum acutatum (right). The HPP suspensions were kept on the roof for 25 days. Each colony of the pathogenic fungi (6 mm of diameter) was inoculated on the potato dextrose agar plate containing the differential HPP suspensions and incubated at 28oC.
Fig. 3. Inhibitory effects of 3-(4-hydroxyphenyl)-propionic acid (HPP) passed through farm-soil on growth of Phytophthora capsici. The HPP suspensions were poured onto the farm-soil and kept for 24 hours at room temperature. Potato dextrose agar plates were made from each HPP suspension obtained from the soil.
Colonies of P. capsici (6 mm of the diameter) were inoculated on the center of the PDA plates and incubated at 28oC.
한 일주일 후에 형성된 병반의 길이를 측정하였다. 그 결 과 125 µg/ml 이상 농도의 HPP 현탁액을 근권토양에 관
주하고 20일 후에 역병균을 접종한 고추에서 형성된 병 반의 길이가 무처리 고추에 비하여 30% 이내에 불과하 였다(Fig. 5). 이러한 결과는 고추의 뿌리를 통하여 흡수 된 HPP 현탁액이 물관을 통하여 상향이동하였음을 의미 한다. 따라서 HPP 125 µg/ml 이상 농도의 현탁액을 고추 의 근권토양에 관주할 경우에, 고추의 지상부에 감염되는 역병을 방제할 수 있을 가능성이 높다고 판단되었다.
또한 고추 열매에 탄저병균을 침접종하고 한 시간 후 에 HPP 현탁액을 살포하여 열매에 형성된 탄저병 병반 의 단폭과 장폭 중 장폭을 측정하였다. 그 결과 200 µg/
ml 이상 농도의 HPP 현탁액을 살포한 열매에서 형성된 병반의 길이가 무처리 열매에 비하여 약 27%에 불과하 였다(Fig. 6). 이러한 HPP의 탄저병 방제효과는 Jeon 등 (2012)이 보고한 인돌의 탄저병 방제효과와 같은 수준이었 으며, HPP 200 µg/ml 이상 농도의 현탁액을 고추의 지상 부에 살포하여 탄저병을 방제할 수 있는 것으로 생각되었다.
고추 밭에 고추를 정식하면서 HPP 현탁액을 근권토양 에 관주하고, 10일 간격으로 고추의 지상부에 같은 현탁 액을 살포하였다. 그 결과 지역에 따라 50% 내외의 탄저 병 방제과율을 나타내었으며, 이러한 방제효과는 200 µg/
Fig. 4. Phytotoxicities of 3-(4-hydroxyphenyl)-propionic acid (HPP) to red pepper plants. Suspensions of HPP were sprayed on the leaves (upper row) and fifty milliliter of the suspension was poured onto rhizosphere soil of the plants (lower raw). The concentrations of HPP suspension treated to the plants were 450 mg/ml (left) and 440 mg/ml (right). Arrow indicates phytotoxicity symptom caused by HPP. The symptoms were observed three days after chemical application.
Fig. 5. Inhibitory effects of 3-(4-hydroxyphenyl)-propionic acid (HPP) on the symptom development of Phytophthora blight of red pepper plants. The HPP suspensions were poured onto the rhizosphere soil and hypha disks of the pathogen were wound- inoculated onto the stem at 20 days after chemical treatment.
Length of the symptoms were measured 7 days after inoculation.
ml의 벤질리덴아세톤이나 인돌현탁액을 사용하였을 때와 비슷한 방제 수준이었다(Fig. 7). 그러나 두 곳의 시험포 장 모두에서 역병이 발생되지 않았기 때문에, HPP 현탁 액 토양관주에 의한 포장조건에서의 역병방제효과를 입 증할 수 없었다.
HPP 현탁액을 처리한 고추에서 수확한 과실의 건조중 은 무처리 고추에 비하여 약 40−60% 증가하였다(Fig. 8).
HPP의 처리 농도에 따른 증수효과의 차이는 인정되지 않 았으며, 벤질리덴아세톤 또는 인돌처리에 의한 증수효과 와의 차이도 인정되지 않았다. 처리별로 수확한 고추 열 매의 개체수도 건조중 조사 결과와 같은 경향이었다. 따 라서 이러한 HPP 현탁액 처리에 의한 고추 열매의 증수 효과는 병 방제효과에 기인된 것으로 생각되었다.
위 실험결과를 종합할 때, HPP 200 µg/ml 농도의 현탁 액을 고추 근권토양에 고추 포기당 330 ml씩 관주하고 10일 간격으로 고추 지상부에 살포하여 역병과 탄저병을 방제할 수 있을 것으로 판단된다. 침투이행성 살균제인 metalaxyl 수화제를 담배의 근권토양에 관주하여 90% 이 상의 높은 역병(Phytophthora nicotianae) 방제효과를 얻 을 수 있었다고 하였으며(Park과 Yi, 1980), 이 방제법은 연초 재배 농가에 보급되어 지금까지 이용되고 있다(Kang 과 Chung, 2003). 그러나 고추 근권토양에 metalaxyl 수 화제 현탁액을 관주할 경우에는 고추에 약해가 발생하기 때문에, metalaxyl 수화제를 고추의 지상부에 살포하고 있 다. 따라서 고추의 경엽에 대한 살포법은 침투이행성살균 제인 metalaxyl 수화제의 특성을 충분히 활용하지 못하는 방법이라고 할 수 있다. X. nematophila K1이 생성하는 항균물질로 보고된 벤질리덴아세톤과 인돌도 고추의 역 병이나 탄저병에 대한 방제효과가 인정되었으나, 이 물질 들의 고추에 대한 침투이행성이 인정되지 않았다(Jeon 등, 2012; Park 등, 2010). 이 연구의 포장 실험에서는 역병이 발생되지 않았기 때문에, 침투성살균제로서 HPP의 역병 Fig. 6. Control efficacies of 3-(4-hydroxyphenyl)-propionic acid
(HPP) on anthracnose of red pepper fruits. The fruits were pricked with insect-pins and the spore suspension of Colletotrichum acutatum was sprayed on the wounds and dried. After drying the suspensions, HPP suspensions were sprayed on the fruits and the fruits were kept under high humidity condition for 15 days.
Fig. 7. Control efficacies of 3-(4-hydroxyphenyl)-propionic acid (HPP) application on anthracnose of red pepper plants evaluated at fields located at Mulhanmyeon (left) and Kilanmyun (right), Andong. Each test solution of HPP, benzylidenacetone (BZA) or indole was poured onto the rhizosphere soil when the seedlings were transplanted to the fields. The test solutions were sprayed to the foliage of the plants in ten day intervals. The occurrence of anthracnose in each treatment was measured with three replicates. Each replicate consisted of 60 plants. The disease occurrence on the fruits was evaluated by diseased index, in which 0 = no visible symptom, 1 = less than one- fifth fruit disease damage, 2 = less than two-fifth fruit disease damage, 3 = less than three-fifth fruit disease damage, 4 = less than four- fifth fruit disease damage, and 5 = more than four-fifth fruit disease damage. Disease occurrence (%) = {Σ(diseased index×the number of diseased plants)/(the highest index×the number of plants tested)}×100.
방제효과는 입증할 수 없었다. 그러나 이 연구를 통해서 HPP의 고추 탄저병균과 역병균에 대한 항균력과 고추의 뿌리를 통한 침투이행성, 고추에 대한 약해발생최저농도 가 입증되었다. 따라서 HPP의 근권토양관주처리에 의한 역병 방제 효과도 기대할 수 있을 것으로 생각된다. 또 HPP 현탁액을 자연 일조조건에서 보관하였을 경우에, 역 병균이나 탄저병균에 대한 항균력이 25일 이상 유지되었 다. 따라서 비에 의해 씻겨 나가지 않는다면, 약제 살포 간격을 10일 보다 더 연장할 수 있을 것으로 기대된다.
Chesson 등(1982)은 반추동물의 위장 속에서 건초에 포함 된 pheylpropionic acid가 3-(4-hydoroxyphenyl)propionic acid로 전환되며, 이러한 페놀산들이 동물의 위장 속에 서 식하는 세균들의 생육을 더디게 한다고 하였다. 따라서 HPP를 고추 역병이나 탄저병 방제용 살균제로 농가에 보 급하기 위해서는, 토양과 고추 열매에서 잔류하는 HPP에 대하여 화학적 및 생물학적으로 조사할 필요가 있을 것 이다. 또한 담배 역병은 담배를 밭에 정식한 후에 한 달 이내에 발생하고, 그 후에는 성체 저항성에 의하여 거의 발생하지 않는다. 따라서 담배를 밭에 정식할 때와 약 15 일 후에 배토작업을 하면서 metalaxyl 현탁액을 담배 근 권토양에 관주하는 것으로 약제처리가 완료된다. 그러나 고추는 수확기에도 비가 많이 오면 역병이 발생할 수 있 기 때문에, 더 정밀한 HPP 현탁액 토양 관주 처리 횟수 와 처리 간격이 검토되어야 할 것이다. 자라고 있는 고추 의 근권토양에 농민이 쉽게 약제를 관주할 수 있는 방법 도 개발되어야 할 것으로 생각된다.
요 약
3-(4-Hydroxyphenyl)-propionic acid (HPP)는 곤충 병원 세균인 Xenorhabdus nematophila K1의 대사산물이다. 이 물질의 고추의 역병과 탄저병에 대한 방제가능성을 평가 하였다. HPP는 역병균과 탄저병균의 균사생장을 현저하 게 억제하였다. 이 항균력은 자연 태양광 아래에서 25일 이상 유지되었으며, 토양수 내에서도 상실되지 않았다.
HPP의 고추 뿌리를 통한 식물체 내 침투 및 상향이행성 이 입증되었다. HPP 현탁액을 고추의 근권토양에 관주하 고 지상부에 10일 간격으로 살포하였을 때, 약해 발생 없 이 역병과 탄저병 발생이 크게 감소되었다. 이러한 결과 는 HPP를 고추 역병 및 탄저병 방제를 위한 침투성농약 으로 개발할 가능성이 있음을 의미한다.
Acknowledgement
This study was supported by 2012 AGENDA grant (Title:
Alternative measures of chemical pesticide) of Rural Development Administration.
References
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