본 연구는 2015년 5월부터 9월까지 충북지역 11개 시 군의 387지점에서 과수원의 잡초 발생 현황을 조사하기 위하여 수행되었다. 충북지역의 과원 발생 잡초를 조사한 결과, 총 47과 200종이 발생되었다. 생활사별로는 각각 일년생이 82종, 월년생이 40종, 다년생이 78종 발생되었고, 일년생 잡초와 다년생 잡초의 발생 비율이 비슷하였다. 과별로는 국화과가 41종, 벼과 18종, 콩과 12종, 사초과 11종, 십자화과 10종, 현삼과 9종, 석죽과, 마디풀과 각각 8종 순이었다. 충북지역에서 우점잡초는 바랭이 4.13%, 피 3.60%, 쇠별꽃 3.46%, 쑥 3.07%, 흰명아주 3.07%의 순으로 발생되었고, 상위 20종의 우점도는 전체 잡초종의 50% 이상을 차지하였다. 전체 과원별 발생 잡초의 유사성 계수는 평균 84.9%로 사과와 복숭아가 91% 이상이었고, 시설 포도 78.7%, 노지 포도 81.3%, 배 83.1%로 비슷한 경향이었다.
본 연구는 식물정유의 활용과 개발을 포함한 천연물 제초제의 개발을 효과적으로 추진하기 위한 방안으로서 식물정유 성분의 특성이 고려된 개선된 전식물체(whole-plant) 검정법을 확립하기 위해 수행되었다. 잡초 4초종을(피, 바랭이, 자귀풀, 어저귀) 이용하는 전식물체 경엽살포 검정법은 검정 화합물 량이 충분할 경우, 전식물체 생장점 점적처리법은 검정화합물이 미량일 때 추천할 수 있는 방법으로 판단되었다. 각 식물정유 처리시 초기 처리농도는 $2,500{\sim}5,000{\mu}g\;mL^{-1}$ 수준이 필요하였으며 계면활성제는 Tween 20 보다 NOP를 첨가하였을 경우에 보다 높은 살초활성을 나타내었다. 식물정유와 같이 휘발성이 있는 천연물의 활성을 평가하기 위해서는 약제를 처리한 후 과습 상태에 일정시간 두면 제초활성 발현이 증진되었다. 또한 전식물체 생장점 점적처리법은 경엽살포 검정법에 비해 약 1/100의 약제처리량(부피), 약 1/200의 성분량(무게)에서도 살초효과의 검정이 가능하였다.
새로운 quinclorac계 제초성 화합물을 탐색하기 위하여 기질 화합물로 3-phenyl-5-(3,7-dichloro-8-quinolinyl)-1,2,4-oxadiazole 유도체들의 벼 (Ory)와 논피(Ech) 줄기 및 뿌리에 대한 생장 저해활성에 관한 비교 분자장 분석 (CoMFA)과 분자 홀로그램 구조-활성관계 (HQSAR) 를 분석하였다. 두 초종의 부위 별 생장 저해 활성에 대한 PLS 계산에 따른 교차 확인된 예측성$(q^2)$과 Pearson 상관계수$(r^2)$를 비교한 바, HQSAR 모델이 CoMFA 모델보다 양호한 결과를 나타내었다. 논피에 대한 선택성 조건은 입체적으로 큰 치환기로서 phenyl 고리상에 양하전을 생성하는 전자 끌게가 도입되어야 할 것으로 판단되었으며 2,6-dichloro, U5 및 2,4,6-trichloro-치환제, U6(${\Delta}pI_{50}$=CoMFA: 1.18 및 HQSAR: 1.82) 등은 두 초종에 대하여 선택성과 고활성이 예측되는 화합물이었다.
Kim, Ki Yun;Jang, Won Young;Lee, Ji Young;Jun, Do Youn;Ko, Jee Youn;Yun, Young Ho;Kim, Young Ho
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제26권2호
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pp.287-294
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2016
The effect of kaempferol (3,5,7,4-tetrahydroxyflavone), a flavonoid compound that was identified in barnyard millet (Echinochloa crus-galli var. frumentacea) grains, on G2-checkpoint and apoptotic pathways was investigated in human acute leukemia Jurkat T cell clones stably transfected with an empty vector (J/Neo) or a Bcl-xL expression vector (J/Bcl-xL). Exposure of J/Neo cells to kaempeferol caused cytotoxicity and activation of the ATM/ATR-Chk1/Chk2 pathway, activating the phosphorylation of p53 (Ser-15), inhibitory phosphorylation of Cdc25C (Ser-216), and inactivation of cyclin-dependent kinase 1 (Cdk1), with resultant G2-arrest of the cell cycle. Under these conditions, apoptotic events, including upregulation of Bak and PUMA levels, Bak activation, mitochondrial membrane potential (Δψm) loss, activation of caspase-9, -8, and -3, anti-poly (ADP-ribose) polymerase (PARP) cleavage, and accumulation of apoptotic sub-G1 cells, were induced without accompanying necrosis. However, these apoptotic events, except for upregulation of Bak and PUMA levels, were completely abrogated in J/Bcl-xL cells overexpressing Bcl-xL, suggesting that the G2-arrest and the Bcl-xL-sensitive mitochondrial apoptotic events were induced, in parallel, as downstream events of the DNA-damage-mediated G2-checkpoint activation. Together these results demonstrate that kaempferol-mediated antitumor activity toward Jurkat T cells was attributable to G2-checkpoint activation, which caused not only G2-arrest of the cell cycle but also activating phosphorylation of p53 (Ser-15) and subsequent induction of mitochondria-dependent apoptotic events, including Bak and PUMA upregulation, Bak activation, Δψm loss, and caspase cascade activation.
본 연구는 대구광역시 권역 내의 노상식생에 대하여 군락분류를 수행하고, 분류된 식생 유형에 대한 생태적 분포 특성을 규명하였다. 총 50 개의 식물사회학적 식생자료를 이용하여 Z.-M. 학파의 군락분류법이 수행되었으며, 주좌표분석법(PCoA)에 의하여 식물군락의 분포 특성을 분석하였다. 대구지역의 노상식생은 5 개의 식물군락(그령군락, 질경이군락, 왕바랭이군락, 강아지풀군락, 바랭이군락)으로 구분되었으며, 광엽형 노상식생은 질경이군락뿐으로 화본형 노상식생형이 우세한 것으로 밝혀졌다. 노상식생의 서식처는 토양환경조건의 안정성과 수분조건에 의하여 안정-적습, 불안정-적습, 안정-건조, 불안정-건조의 네 가지 분할로부터 각 식생유형과 대응되었다. 노상식생에서 가장 높은 상대기여도를 나타내는 출현종은 바랭이, 왕바랭이, 그령, 질경이, 돌피, 토끼풀, 마디풀, 강아지풀, 금강아지풀, 쑥 순으로 나타났다. 특히 몬순 이후에 화기(花期)를 가지는 바랭이, 왕바랭이, 그령 등이 상대기여도 50% 이상의 수준을 보이는 사실이 특기되었다. 대구 노상식생의 특성은 대구생물기후구와 한반도의 $C_4$식물계절(후몬순계절), 그리고 일본 및 동아시아의 노상식생 최상급단위로 제창된 질경이군목과의 식생학적 차별성 등으로 정의되었다.
천연물기원 신농약 개발을 위한 기초 단계로서 국내에 자생하고 있는 31과 59종의 식물체를 대상으로 생물활성을 평가하여 생리활성물질 함유 식물자원을 탐색한 결과는 다음과 같다. 1. 벼멸구 살충성분 함유 식물자원 탐색결과 21과 38종 식물체중 피마자잎의 조추출물은 1%(w/v) 농도수준에서 100%의 살충력을 보였으며, 고삼의 잎, 줄기, 뿌리와 상치, 할미꽃은 각각 82%, 84%, 80%, 75%의 벼멸구 살충효과를 나타냈다. 2. 벼흰잎마름병에 대해 활성을 나타낸 식물은 사철쑥을 비롯한 8종이었으나, 저지원효과는 0${\sim}$2㎜로서 저조하였다. 3. 식물 조추출 혼합물의 벼멸구에 대한 살충 공력효과는 고삼뿌리+때죽잎 혼합조합이 134${\sim}$142%, 고삼뿌리+먹구슬나무종자 조합이 128${\sim}$155%이었다. 4. 적송 등 21종 식물체를 물과 MeOH로 추출하여 그 조추출물의 생리활성을 조사한 결과 무와 피의 종자에 대해 발아억제 효과를 보인 것은 적송, 상수리 2종이었다. 5. 적송의 MeOH 조추출 농도별 allelopathy 평가결과 2%(w/v) 농도수준에서 무종자에 대한 발아억제 효과는 100%이었으며, 5%(w/v) 농도에서는 무와 피종자 모두 완전억제 반응을 나타냈다.
Fenoxaprop-ethyl R(+), S(-) 및 racemic mixture의 벼와 피에 대한 온실조건에서 제초활성 및 선택성과 aryloxyphenoxypropionate계열 제초제의 작용점으로 알려진 ACCase의 억제정도를 비교하였다. 온실에서의 벼와 피에 대한 식물체반응에서 R(+) 이성체가 가장 강한 생육저해를 보였고, S(-) 이성체에서 가장 약한 반응을 나타내어 fenoxaprop-ethyl R(+) 이성체가 활성형태임을 확인하였다. 온실에서 피에 대한 억제정도는 ACCase에 대한 in vitro 억제반응의 결과와 일치하여 fenoxaprop의 작용점은 효소 ACCase임을 알았다. 벼, 피간의 선택성 지수의 비교에서 온실실험의 결과 R(+)과 racemic mixture인 경우에는 각 각의 값이 0.6과 0.8로 비교적 낮았으나, S(-) 이성체의 경우에는 약 1.5로써 S(-) 이성체의 벼에 대한 안전성 폭이 R(+) 이성체보다 넓은 것으로 나타났다. 하지만, 이러한 경향이 in vitro수준에서는 이성체간 선택성지수의 차이는 인정되지 않았다. 따라서 작용점상에서 fenoxaprop-ethyl의 벼, 피간 근본적 선택성은 존재하지 않는 것으로 판단된다.
본 연구는 flucetosulfuron+pyrazosulfuron-ethyl 합제의 다년생 사초과잡초인 올방개, 새섬매자기에 대한 경엽처리시 제초활성 및 sulfonylurea계 저항성 잡초인 물달개비, 올챙이고랭이의 효율적 방제를 위한 bentazone, 2,4-D와의 혼합 경엽처리효과를 구명하고자 수행되었다. Flucetosulfuron+pyrazosulfuron-ethyl 추천량의 올방개 방제효과는 처리 29일차에 75%로 bentazone+MCPA의 95%보다 낮았지만 처리 60일차에는 90%로 bentazone+MCPA의 78%보다 현저히 높았으며, penoxsulam에 비해서는 전시기에 걸쳐 높았다. 새섬매자기에 대한 flucetosulfuron+pyrazosulfuron-ethyl 합제의 방제효과는 bentazone+MCPA 보다는 낮았지만 penoxsulam보다는 높았다. 제초제 경엽처리시 수심 조건에 따른 올방개와 피의 제초효과를 비교한 결과 flucetosulfuron+ pyrazosulfuron-ethyl은 담수심 조건에 관계없이 높은 올방개 및 피 방제효과가 확인되었다. 그러나 penoxsulam, bentazone+MCPA, cyhalofop+bentazone의 경우는 완전배수조건에서는 평가한 제초제 모두 높은 제초효과를 보인 반면 5 cm 담수조건에서는 제초효과가 현저히 감소되었다. Flucetosulfuron+pyrazosulfuron-ethyl은 sulfonylurea계 저항성 물달개비와 올챙이고랭이를 충분히 방제하지 못하였으나 bentazone과 2,4-D를 각각 추천량의 2/3약량 이상 혼합하여 살포하였을 때 효과적으로 방제하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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