포도나무 잎의 메탄올 추출물을 n-hexane, ethylacetate, n-butanol $H_2O$으로 순차적으로 용매분획 하였다. Ethylacetate 분획으로부터 silica gel chromatography와 재결정하여 활성물질을 분리 정제하였다. 이 화합물의 화학구조를 EI-MS의 조각 데이터를 근거로 분석한 결과 betulin으로 구조결정 되었다. 이 화합물이 고추 역병균(Phytophthora capsici), 고추 탄저병균(Colletotrichum acutatum)에 대한 항균활성(in vitro)을 측정한 결과, 100 ${\mu}g\;mL^{-1}$에서 각각 52.1%, 40.8%의 균사생육 억제효과를 보였으나, 잔디 마름병(Rhizoctonia solani) 균의 균사생육 억제 효과는 나타나지 않았다.
경상북도 북부지역의 주요 고추 산지를 대상으로 생육기별 발병상황을 조사하고, 수확기 발병상황을 기상 환경 및 재배 방식과 관련하여 분석하였다. 2007년과 2008년에 가장 피해가 심하였던 병은 모자이크병과 탄저병, 역병이었다. 2008년에는 2007년에 비하여 모자이크병 발생이 심하였으며, 그 외의 병 발생은 2007년에 비하여 적었다. 수확기 모자이크병 발생 정도는 5월의 강수량과 부의 상관이 인정되었으며, 8월의 강수량과 9월의 역병 발생 사이에 정의 상관이 인정되었다. 비가림 시설재배 고추에서는 노지재배에 비하여 탄저병과 역병, 모자이크병에 의한 피해가 적었다. 그러나 비가림 시설재배를 하는 고추 재배 농가는 5%에 불과하였다.
딸기 근권에서 분리한 내생균 중 고추역병균 방제 및 고추생육촉진 효과가 우수한 균주를 선발하였다. Pseudomonas fluorescen EP103으로 명명된 내생균주는 다른 내생균주와 비교하여 식물의 뿌리 길이와 생체 중이 크게 증가하였다. 고추역병에 대한 온실검정에서 EP103처리는 방제가 78.7%을 나타냈으며 항균력 실험결과 고추역병균을 직접 억제하지는 않았다. EP103이 처리된 고추에서는 PR1, PR10등의 병저항성 유전자가 발현되었으며 EP103의 PCR분석 결과 피올테오린, 파이로니트린, 하이드로젠 싸이아나이드, 오르화미드 등의 유용유전자를 함유하고 있음이 밝혀졌다. 따라서 본 균주는 고추역병의 생물 방제용으로 활용할 가치가 있는 것으로 판단된다.
Copper hydroxide가 고추 역병균(Phytophthora capsici JHCS 2-5)의 생활사에 어떤 영향을 미치는 지와, 온실과 포장에서의 병 방제 효과를 조사하였다. Copper hydroxide는 P. capsici JHCS 2-5의 균사 생장과 유주포자 나출보다도 유주포자낭과 유주포자의 발아를 강하게 억제하였으며, 각각의 $EC_{50}$ 값은 0.6과 0.3 ${\mu}g\;mL^{-1}$이었다. 온실 실험에서는 1,040 ${\mu}g\;mL^{-1}$의 copper hydroxide를 관주 처리하였을 때의 방제 효과는 80%, 경엽 처리하였을 때에는 16%의 효과를 보였다. 그러나 고추 한 주당 copper hydroxide를 50 mL씩 분무처리 하여 토양과 지제부까지 충분히 처리하였을 경우에는 94.6%의 효과를 보였다. Copper hydroxide는 병원균을 접종하기 3일전부터 처리하였을 때, 100%의 효과를 볼 수 있었지만, 1주일과 2주일 전에 처리하면 80과 60%로 효과가 감소하였으며, 병원균을 접종하고 1일과 3일 후에 처리할 경우에는 역병을 전혀 방제하지 못하였다. 고추 포장에서 10일 간격으로 4회 처리하였을 때, copper hydroxide는 91%의 병방제 효과를 보였다.
6종의 인산염 화합물을 선발하여 고추 역병균 P. capsici JHAW 1-2와 탄저병균 C. acutatum JC24에 대한 항균활성 및 역병과 탄저병에 대한 방제효과를 조사하였다. 실험한 6종의 인산염 화합물은 고추 탄저병균보다는 역병균에 대한 항균활성이 더 우수하였다. 역병균에 대해서도 균사생장에 대한 억제효과보다는 P. capsici JHAW 1-2의 유주포자 나출, 유주포자낭 발아, 유주포자 발아 등에 대한 억제효과가 우수하였다. 6종의 인산염 화합물 중에서는 P. capsici JHAW 1-2에 대해서 $H_3PO_3$와 $H_3PO_4$가 가장 우수한 항균활성을 보였다. 유묘와 열매를 가지고서 실시한 병 방제 효과 검정에서도 실험에 사용한 6종의 인산염 화합물은 탄저병보다는 역병에 대한 방제효과가 우수하였다. $H_3PO_3$를 고추 유묘에 $100{\mu}g\;mL^{-1}$의 농도로 관주처리하였을 때에는 약해가 발생하여 유묘가 고사하였지만, $10{\mu}g\;mL^{-1}$의 농도를 관주처리하였을 때는 100% 방제효과를 보였다. 하지만 $H_3PO_4$는 우수한 항균활성을 보였음에도 불구하고 $100{\mu}g\;mL^{-1}$의 농도에서조차 56.7%로 효과가 낮았다. C. acutatum JC24를 고추 열매에 상처와 무상처 접종하며 인산염의 병방제 효가를 조사하였다. 6종의 화합물 중에서 $H_3PO_3$와 $H_3PO_4$의 $100{\mu}g\;mL^{-1}$의 처리구에서만 70% 이상의 효과를 보였을 뿐 다른 처리구에서의 효과는 미미하거나 인정할 수 없었다.
멕시코와 네팔에서 도입된 고추 유전자원 50점과 대조품종 등을 포함한 총 130여점에 대하여 풋마름병과 역병에 대한 저항성을 검정하였다. 풋마름병에는 KC897, KC939, KC936가 KC126, KC350, KC351, KC353에 더하여 새로운 저항성 재료로 나타났다. 역병에는 저항성이 발견되지 않았다.
고추 역병균의 균사생장 및 유주자낭 형성에 미치는 광선 및 pH의 효과를 조사하기 위하여 PC7971외 2균주를 공시하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 역병균의 생육적온은 $25^{\circ}C$ 내외이었고, 2. 생육적정 pH는 6.0부근이었다. 3. 유주자낭 형성에는 광이 필요했으며 $20^{\circ}C$에서는 2,000Lux의 광도가 유주자낭 형성에 가장 효과적이었고, 4. 광처리후 56시간까지 급속한 형성을 보였다. 5. Oat meal배지와 V-8 Juice 배지가 Bean meal배지보다 현저히 많은 유주자낭을 형성하였다.
고추 역병이 발병된 토양 시료에서 길항미생물을 선발 및 개량하여 다시 현장에 적용했을 때 방제능 및 적응력이 높은 생물 방제균을 선발하고자 총 300여점의 경북 북부지역의 토양시료로부터 길항능이 우수한 균주를 분리하였으며, 이들을 대상으로 고추 역병균에 대한 항진균력이 가장 우수한 균주 AM-651을 최종 선발하였다. 분리균주 AM-651은 생리생화학적 특성과 16S rDNA sequencing의 방법을 이용하여 동정한 결과 Bacillus sp.로 동정되었다. 항진균성 활성물질의 생산을 위한 배지의 최적조건은 Davis minimal media를 변형하여 배양하였을 경우 pH 7, 온도 $30^{\circ}C$ 조건에서 고추 역병균에 대한 항진균 활성이 높았으며, 탄소원으로는 0.5% glucose, 질소원으로는 0.1% $(NH_4)_2SO_4$, 무기염으로는 0.7% $K_2HPO_4$를 첨가하였을 때 가장 높은 활성을 보였다 선발된 Bacillus sp. AM-651 균주를 시간대별로 배양 후 항진균력을 측정 해 본 결과 48시간 배양액에서 고추 역병균에 대한 억제율이 가장 높았다. 또한, Bacillus sp. AM-651의 배양액은 pH와 온도의 변화에서 안정된 활성을 보였다. Bacillus sp. AM-651은 고추 역병 외에도 B. sorokiniana, B. cinerea, R. solani 등에 대하여 항진균 활성이 높았고, 다른 식물성 병원균에 대해서도 비교적 항진균 활성이 높게 나타났다. 열처리한 Bacillus sp. AM-651 배양상등액은 처리전과 비슷한 항진균 활성을 가지므로 열에 안정한 물질인 것으로 추측되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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