<h1>결과 및 고찰</h1><h2>식물정유의 진균 성장억제효과</h2><p>그동안 생물농약의 개발은 주로 천적 또는 길항작용을 하는 미생물을 이용한 분야에 집중되었다. 식물이 함유하고 있는 다양한 이차대사산물이 식물자체의 방어에 중요한 역할을 한다는 것이 주지의 사실이나 이러한 물질을 이용한 생물농약개발이 다른 분야에 비해 저조한 것은 추출, 활성성분 동정 등의 어려움과 효능의 지속성 및 일관성에 대한 부족에 기인한다고 판단된다. 본 실험에서 항진균성이 있는 것으로 알려진 11종의 식물정유를 대상으로 하여 국내의 과채류 시설재배에 많은 피해를 끼치는 3종의 진균에 대해 성장저지 효과가 있음을 확인하였다.</p><p>식물정유 11종이 시험대상균 3종의 성장저지효과에 대한 prescreen 결과가 Table 1에 나타나 있다. 3종의 시험대상 진균에 대한 성장저지효과는 식물정유의 종류에 따라 차이가 있었으며 가장 효과가 좋은 것으로 나타난 것은 Cinnamon의 수피에서 추출한 정유 이었다.</p><p>Cinnamon 수피정유는 3종의 실험 대상 진균의 성장을 거의 완벽히 저지하여 균사의 성장이 육안으로 전혀 관찰되지 않았다.</p><p>Thyme과 oregano의 정유는 타 정유에 비해 효과가 뛰어났으나 cinnamon 수피정유에 비해서는 그 효과가 낮았다. Thyme과 oregano의 정유에는 carvacrol과 thymol이 주성분으로 함유되어 있으며 주로 Aspergillus를 비롯한 다양한 진균과 Staphylococcus aureus 등의 박테리아에 효과가 있음이 보고 된 바 있으며, Ultee 등(1990)의 연구에 의하면 carvacrol은 pathogen의 세포 내에서 ATP합성의 저하 또는 ATP의 가수분해율의 증가를 야기하여 세포내의 ATP pool을 고갈시켜 세포를 치사케 하는 것으로 보고하였다.</p><p>Cinnamon 수피정유와 잎에서 추출한 정유간의 차이도 명확하게 관찰되었다. Cinnamomum vera의 잎에서 추출한 정유는 eugenol \(81-85\%\) 이 주성분이며 그 외 50 여종의 화합물이 있는 것으로 보고 된 바 있으며, Cinnamomum zeylanicum 수피정유의 주성분이 cinnamaldehyde \(75\%\)이다. 이를 통해, 시험한 진균의 성장을 억제하는 것이 cinnamaldehyde임을 추정할 수 있다.</p><h2>Thymol, cavacrol 및 cinnamaldehyde의 진균 성장억제효과</h2><p>Cinnamaldehyde는 미국의 식품의약청(FDA)에 의해 GRAS(Generally recongnized as safe) 분류되어 식품의 착향제, 첨가제로 헉가되어 있으며, 미국환경청(EPA)에 의해서는 일부 진균, mite, insect repellent로 등록되어 있으며, 생물농약으로 등록 시 독성 및 잔류독성에 대한 시험이 면제된 안전한 물질이다. 이외에도 GRAS 물질을 이용하여 생물농약을 개발하는 연구가 많이 진행 중에 있다.</p><p>이러한 screening의 결과에 따라 thyme과 oregano정유의 주성분인 thymol과 carvacrol 및 cinnamon수피정유의 주성분인 cinnamaldehyde 를 이용하여 각 성분의 항진균 효과를 조사하였다. 여러 연구에서 보고 된 thymol과 carvacrol의 항진균 효과가 본 실험에서 사용된 농도에서는 전혀 관찰되지 않았다(Fig 1). 별도로 시험한 고농도(3,000 ppm이상)의 실험에서는 두 성분이 약간의 효과를 보였으나 그 이하의 농도에서는 전혀 효과가 관찰되지 않았다. 이는 다른 실험에서 나타난 결과와는 상반된 것으로, 이들의 효과가 species-specific할 수도 있음을 나타내며, 또한 같은 종에 있어서도 억제효과를 나타내는 농도가 10 배 이상 차이가 나는 경우가 각각 보고 된 바 있다. 따라서 thyme과 oregano정유의 항진균 효과는 주성분인 thyme과 carvacrol 같은 phenol성분 외에 imonene, terpinene, ocimene, caryo-phyllene, \( \beta \)-bisabolene and \( p \)-cymene 같은 monoterpene hydrocarbon 과 linalool, 4-terpineol 같은 monoterpene alcohol과의 다른 미량성분의 상호작용에 의할 수도 있음을 나타낸다.</p><p>Cinnamon의 정유, 수피추출물, 또는 주성분인 cinnamal-dehyde를 이용한 연구는 항진균, 항박테리아 특성 때문에 주로 의학연구, 식품, 곡물, 꽃 등의 post-harvest관리 등의 분야에서 많이 이루어져 왔다. Rambutan과인의 저장 중에 손상을 발생시키는 Botryodiplodia theobromae 등 몇 종의 진균병에 대한 실험에서 cinnamaldehyde가 균사의 성장을 완전히 또는 현저하게 감소시키는 것으로 보고 된 바 있다. 또한 과일과 채소의 저장 중에 부패를 야기하는 Erwinia cartovora 등의 부패균에 대해서도 cinnamaldehyde가 큰 효과가 있음이 밝혀진 바 있다.</p><p>F. oxysporum은 시험한 모든 농도(\( 200-700 \mathrm{ppm} \))에서 균이 성장이 전혀 관찰되지 않았으며, B. cinerea는 \( 200 \mathrm{ppm} \) 에 서 약간의 성장을 보였으나 그 이상의 농도에서는 성장이 관찰되지 않았다. 또한 R. solani는 200 과 \( 300 \mathrm{ppm} \) 에서는 무처리구와 거의 같은 성장을 보였으나 \( 500 \mathrm{ppm} \) 의 농도에서는 성장을 하지 못하였다(Fig. 1, Table 2).</p><p>현미경관찰 결과 cinnamaldehyde의 fungicidal effect는 포자의 파괴와 균사의 위축을 통해 발아와 성장을 완전히 억제하는 것으로 판단된다(Fig. 2). 이러한 결과는 다른 종류의 aldehyde성분으로 시험한 결과와 일치하며 aldehyde는 fungal mycelia의 전해질을 용출을 야기하여 이러한 작용을 하는 것으로 알려진 바 있다.</p><p>B. cinerea 는 시설 재배 시 가장 큰 문제가 되고 있는 지상부 병해를 발생시키며 비단 채소뿐 만 아니라 화훼재배에서도 큰 피해를 끼치는 병균이며, F. oxysporum 은 전국의 토마토 재배지역에서 고루 발생하는 토양전염성 병해이다.</p><p>또한 R. solani 는 발생면적으로나 감수율로 볼 때 벼 병해 중 피해가 가장 큰 병이다. 이러한 중요 병에 대해 본 연구에서 관찰된 방제효과는 매우 활용도가 높을 것으로 예상된다. 특히 시설재배는 밀폐된 공간으로 인해 병의 발생과 전파가 빠를 뿐 아니라 작업자의 안전을 위해서도 효과 있고 안전한 생물농약의 개발이 시급하다고 판단된다. 특히, 채소나 과일은 간단한 세척 후 직접 섭취하는 특성으로 인해 잔류독성이 없는 안전한 농약의 개발이 절실히 요구되며 cinnamaldehyde는 기존의 화학합성농약의 사용에 대한 하나의 대안 또는 보완제로의 개발 가능성 있는 것으로 판단된다. 본 실험에서 증명된 기내에서의 효과를 토대로 현재 시설재배지애서 포장시험이 진행 중에 있다.</p>
식물의 자체 방어에 중요한 물질 이름은 뭐야?
이차대사산물