Mode of Action of the New Diphenyl Ether Herbicide KC6361

새로운 백화형 디페닐에테르계 화합물 KC-6361의 제초작용기작

This study was conducted to characterize herbicidal activity of the new type diphenylether compounds inducing bleaching(whitening) in relation to their chemical structures and to find out the herbicidal action mechanism. Bleaching was highly appeared in the compounds which have short chain alkyl or allyl group of cabamoyl type in meta position of A ring and nitro group in para position of B ring, and KC6361 showed the highest efficacy among these derivatives. Rice was tolerant to KC6361 at 2.0kg/ha. The applications of this compound at 0.25~1.0kg/ha provided acceptable control of the various weeds including large crabgrass, barnyardgrass, pigweed and so on. In the dark condition, KC6361 decreased carotenoid contents but increased chlorophyll in etiolated cucumber cotyledon. By the increase of light intensity, the carotenoid biosynthesis was more inhibited than the chlorophyll biosynthesis. The incorporation of $C^{14}$-acetate into lipid was slightly inhibited. Both KC6361 and norflurazon stimulated growth of dwarf rice(cv. Daneunbanju). These results suggest that both KC6361 and norflurazon may have the same action sites. To confirm this hypothesis, the changes of carotenoid intermediates in cucumber cotyledon and barnyardgrass leaf treated with KC6361 were investigated. Phytoene and phytofluene were increased but ${\beta}$-carotene was decreased, indicating that KC6361 inhibited phytoene and/or phytofluene dehydrogenase like norflurazon.

새로 합성된 KC6361 유도체는 기존 디페닐에테르계 화합물에서 보였던 증상(회백색)과는 달리 식물체의 백화를 유기시킨다. 따라서 이들 화합물의 구조상 특징이 무엇이며 식물체에서 어떠한 작용기작을 갖는지를 알기 위하여 본 실험을 수행하였다. 1) 백화를 유기시키기에 비교적 적당한 구조는 B환의 para 위치에 nitro기가 있고 A환의 meta 위치에 탄소수가 3개 이하의 alkyl 또는 allyl기를 가지는 carbamoyl이 치환되는 것이었다. 벼 등은 2kg/ha 수준에서 미미한 약해를 보여 비교적 좋은 선태성을 가졌고 바랭이, 피, 참방동산이, 비름 등은 0.25~0.5kg/ha에서 기타는 0.5~1.0kg/ha에서 거의 방제되었다. 2) 암조건에서 KC6361은 carotenoid 생성을 억제시켰으나 엽록소는 오히려 촉진시켰다. 명조건의 경우 높은 광도에서는 낮은 광도에서 보다, 엽록소보다는 carotenoid가 더욱 저해되었고 $^{4}C$-acetate의 지방성분으로의 혼입 저해정도는 미약하였다. 3) 단은방주의 생장에 미치는 영향이 norflurazon과 동일한 양상을 보였고, KC6361이 처리된 오이, 식용피에 있어서 carotenoid 성분변화를 볼 때 phytoene 및 phytofluene 함량은 증가된 반면 그 이후의 ${\beta}$-carotene은 감소되어 norflurazon과 같은 경향이었다. 따라서 이상의 결과를 종합하여 볼 때 KC6361의 작용점은 norflurazon과 같이 phytoene or/and phytofluene dehydrogenase를 저해하는 것으로 판단된다.