Improved Soil Application Bioassay for Efficient Development of Natural Pre-emergence Herbicides

토양처리용 천연물제초제 개발을 위한 생물검정법 개선

This study was carried out to establish an improved bioassay system on the side of practicality, pre-emergence bioassay which is more effective in developing soil application natural herbicides. A miniaturized method which have a 50 cm2 of soil surface area and was efficient by 7 times compared to the existing soil application assay ($350cm^2$ of soil surface area) was established, in which four weed species (Echinochloa crus-galli, Digitaria sanguinalis, Aeschynomene indica, and Abutilon theophrasti) were planted and grown in greenhouse. This would be applicable when the amount of screening compound is much more than 50 mg. The initial application rate was desirable at $10,000{\mu}g\;mL^{-1}$. On the other hand, the 6 well plate assay which has 4 weed species in each well containing upland soil and could be conducted in growth chamber, was established. This assay was resulted in minimizing in level of 1/14 test volume and 1/14 amounts of test compound to the conventional method that has been used for screening of synthetic compounds in KRICT, and applicable for the small amount of test compound (less than 10 mg). Therefore, the improved bioassays established in this study would be helpful for a rapid and efficient development of soil application natural herbicides.

본 연구는 토양처리용 천연물 제초제의 개발을 보다 신속하게 효율적으로 진행하기 위한 방안으로서 실용적인 입장에서 보다 개선된 검정법을 확립하기 위해 수행되었다. 검정하고자 하는 화합물의 량이 50mg 이상 충분할 경우, 잡초 4초종(피, 바랭이, 자귀풀, 어저귀)이 파종된 $50cm^2$ 토양 표면적을 가진 폿트에서 온실검정을 함으로서 기존의 방법(토양 표면적이 $350cm^2$인 폿트 이용)에 비해 약제 소요량을 7배 줄일 수 있었다. 이때 검정초기 처리농도는 $10,000{\mu}g\;mL^{-1}$ 내외로 하는 것이 적당하였다. 한편 검정용 시료의 량이 10mg 이하로서 미량일 경우는 6 well plate를 이용하되 각 well에 밭토양을 담고 4가지 초종을 파종한 다음 실내에서 제초활성을 검정하는 방법이 추천될 수 있었다. 이는 기존의 방법(토양 표면적이 $350cm^2$인 폿트 이용)에 비해 약제 소요량 및 처리용액 부피를 14배 가까이 줄일 수 있었고 실제에 가까운 데이터를 확보할 수 있어 보다 빠른 속도로 천연물 제초제를 개발하는데 도움이 될 것으로 판단되었다.