KR102523180B1 - 스트렙토마이세스 속 균주 kra16-334 및 kr-004, 또는 이들의 배양액을 포함한 잡초 방제용 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스트렙토마이세스 속 균주 KRA16-334 및 KR-004, 또는 이들의 배양액을 포함한 잡초 방제용 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 조성물은 스트렙토마이세스 속 균주 KRA16-334 및 KR-004 배양액을 합제 처리함으로써 스트렙토마이세스 속 균주 KRA16-334 배양액의 독성 문제를 해결하면서도 잡초 방제 효과가 증진되는 효과가 있다.
Description
본 발명은 스트렙토마이세스 속 균주 KRA16-334 및 KR-004, 또는 이들의 배양액을 포함한 잡초 방제용 조성물에 관한 것이다.
잡초 혹은 잡풀은 절대적인 것이 아니고 상대적인 개념으로 인간이 농경생활을 시작하면서 발생한 것으로 때와 장소에 적절하지 않은 식물을 말한다. 잡초는 작물재배에서 광, 양분, 수분 등의 경합 및 탈취하여 생산성과 상품성을 크게 저하시키거나 병해충의 매개, 농작업을 곤란하게 하는 주요 방제 대상이다.
잡초는 장소, 계절, 환경 등에 상관없이 연중 발생하며, 방제에 많은 노력과 비용이 소요된다. 또한, 잡초는 많은 종류가 있고 다양하기 때문에 식물분류학적 분류, 형태학적 분류에 따라 화본과 잡초, 광엽 잡초 및 방동사니과 잡초로 구분하며, 생활형에 따라 일년생잡초, 월년생잡초 및 다년생잡초로 나누고 있다. 그러므로 일반적으로 잡초는 화본과 일년생잡초·다년생잡초, 광엽 일년생잡초·다년생잡초 그리고 방동사니과 일년생잡초·다년생잡초 등으로 분류하거나, 반대로 일년생 화본과 잡초, 광엽 잡초, 방동사니과 잡초 또는 다년생 화본과 잡초, 광엽 잡초, 방동사니과 잡초로 구분한다.
화본과(grasses) 잡초의 줄기에는 잘 구분될 수 있는 마디와 마디 사이가 있고, 잎은 마디로부터 어긋나기로 나 있으며 잎은 줄기를 둘러싸서 보호하는 잎집(leaf sheath)과 잎몸(leaf blade)으로 나누어지는데 잎몸은 좁고 기다란 모양으로 잎맥(leaf vein)이 평행하게 형성된 것이 특징이다. 피, 바랭이, 뚝새풀, 강아지풀, 갈대, 억새 등이 이에 속한다. 방동사니과(sedges)에 속하는 잡초들은 화본과와 비슷한 점이 있으나 대부분 줄기 횡단면이 삼각형 모양이며 잎혀나 잎귀가 없다는 점으로 구분이 된다. 잎은 좁고 능선이 있으며 끝이 뾰족하고 소수에 작은 꽃이 달린다. 방동사니, 너도방동사니, 올방개, 매자기, 올챙이고랭이 등이 속한다. 광엽(broad leaves) 잡초란 화본과 잡초나 방동사니과 잡초에 속하지 않는 식물로서 말 그대로 잎이 비교적 넓은 잡초이다. 잎은 주로 타원형, 난형, 피침형이며 엽맥이 그물처럼 얽혀 있는 것이 특징이다. 우리 주변에서 흔히 발생하는 망초, 토끼풀, 쑥, 냉이, 비름, 물달개비, 가래, 가막사리 등 많은 잡초가 이 범주에 속한다.
현재 잡초 방제를 위하여 저렴한 비용으로 높은 제초 활성을 나타내는 여러 가지 유기합성 제초제를 사용하고 있으나, 저항성 잡초 출현, 환경에 대한 유해성 및 잔류 독성이 문제로 지적되고 있다. 특히 유기합성 제초제의 장기 사용으로 인한 저항성 잡초의 출현은 심각한 사회경제적 문제로까지 인식되고 있다(Riches 등 1996). 그러나 우수한 방제효과를 나타내는 벤조비사이클론(benzobicyclon)과 메조트리온(mesotrione), 테푸릴트리온(tefuryltrione) 등과 같은 4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase(DPPH) 저해제가 개발된 이후 새로운 작용점을 갖는 제초제의 개발 성과가 없는 실정이다(Prisbylla 등 1993; Schultz등 1993). 따라서 새로운 구조의 신규 작용점을 갖는 합성 제초제에 대한 개발이 요구되고 있지만, 합성 제초제가 환경이나 생태계에 미치는 영향이 심각한 수준은 아님에도 불구하고, 소득 향상과 삶의 질을 중시하는 풍토가 조성되면서 친환경 농업에 대한 관심이 높아지고 화학농약의 사용을 저감시키려는 각국의 강력한 규제 때문에 유기합성 제초제 개발 여건은 녹록하지 않은 것이 현실이다.
이에 대한 대안으로, 천연물 유래 제초제로 개발된 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KRA16-334 유래 화합물을 유효성분으로 함유하는 잡초 방제용 조성물(등록특허 제10-2010471호)은 생태계 교란 광엽식물 및 국내에 서식하고 있는 많은 외래식물에 대한 방제효과가 우수한 살초 특성을 가지나, 고농도 처리시 유효 제초 활성물질에서 기인한 일부 설치류에 대한 급성독성과 어류에 대한 독성이 발현될 가능성이 제기되고 있다. 한편, 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KR-004의 경우에는 잡초방제효과 측면에서 KRA16-334 균주에비해서는 다소 약하지만 모든 독성평가에서 매우 안전하다는 결과를 확보하고 있다.
이에, 본 발명자들은 효과적인 잡초 방제 활성을 발현하면서도 독성 문제를 해결할 수 있는 천연물 유래 제초제를 찾고자 노력하던 중 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KRA16-334 및 KR-004의 2원 합제 처리가 잡초 방제의 상승효과를 가지고, 상기 균주 또는 이들의 배양액을 천연물 유래 제초 방제제로 유용하게 사용할 수 있음을 확임으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은, 스트렙토마이세스 속 균주 KRA16-334 및 KR-004, 또는 이들의 배양액을 포함한 잡초 방제용 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 스트렙토마이세스 속 균주 KRA16-334 배양액의 독성 문제를 해결하면서도 증진된 방제 활성을 나타내는 잡초 방제용 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)는 이하의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KRA16-334(KCTC 13357BP) 및 KR-004(KCTC 12412BP) 또는 이들의 배양액을 유효성분으로 포함하는, 잡초 방제용 조성물을 제공한다.
상기 잡초는 화본과 잡초 또는 광엽 잡초일 수 있다.
상기 잡초는 화본과 잡초로서, 미국개기장(Panicum dichotomiflorum), 바랭이(Digitaria sanguinalis), 수수(Sorghum bicolor), 돌피(Echinochloa crus-galli), 라이그래스(Lolium perenne)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 식물인 것 일 수 있다.
상기 잡초는 광엽 잡초로서, 까마중(Solanum nigrum), 털비름(Amaranthus retroflexus), 어저귀(Abutilon avicennae), 도꼬마리(Xanthium strumarium), 메꽃(Calystegia japonica), 가시상추(Lactuca serriola), 양미역취(Solidago altissima), 서양금혼초(Hypochaeris radicata), 단풍잎돼지풀(Ambrosia trifida), 가시박(Sicyos angulatus), 돼지풀(Ambrosia artemisiifolia), 개쑥갓(Senecio vulgaris)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 식물인 것 일 수 있다.
상기 조성물은 온실조건 또는 포장조건에서 처리되는 것 일 수 있다.
상기 조성물은 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KRA16-334(KCTC 13357BP) 배양액 및 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KR-004(KCTC 12412BP)의 배양액을 1:0.1 내지 1:10의 비율로 혼합한 것 일 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KRA16-334(KCTC 13357BP)의 배양액 및 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KR-004(KCTC 12412BP)의 배양액을 혼합하는, 잡초 방제용 조성물의 제조방법을 제공한다.
상기 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KRA16-334(KCTC 13357BP)의 배양액 및 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KR-004(KCTC 12412BP)의 배양액을 1:0.1 내지 1:10의 비율로 혼합하는 것 일 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KRA16-334(KCTC 13357BP) 및 KR-004(KCTC 12412BP) 또는 이들의 배양액을 잡초의 전부 또는 일부, 이의 종자 또는 이의 서식지에 처리하는 단계를 포함하는, 잡초 방제 방법을 제공한다.
상기 잡초는 화본과 잡초 또는 광엽 잡초일 수 있다.
상기 잡초는 화본과 잡초로서, 미국개기장, 바랭이, 수수, 돌피, 라이그래스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 식물인 것 일 수 있다.
상기 잡초는 광엽 잡초로서, 까마중, 털비름, 어저귀, 도꼬마리, 메꽃, 가시상추, 양미역취, 서양금혼초, 단풍잎돼지풀, 가시박, 돼지풀, 개쑥갓으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 식물인 것 일 수 있다.
본 발명에 따르면, 스트렙토마이세스 속 균주 KRA16-334 및 KR-004, 또는 이들의 배양액을 포함한 잡초 방제용 조성물은 스트렙토마이세스 속 균주 KRA16-334 배양액의 독성 문제를 해결하면서도 방제 활성이 증진되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트렙토마이세스 속 균주 KRA16-334 배양액, 스트렙토마이세스 속 균주 KR-004 배양액, 균주 KRA16-334 배양액 및 균주 KR-004 배양액의 2:1, 1:1, 1:2 혼합액을 온실조건에서 잡초 10종에 대해 처리 5일 후 전체 방제가를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트렙토마이세스 속 균주 KRA16-334 배양액, 스트렙토마이세스 속 균주 KR-004 배양액, 균주 KRA16-334 배양액 및 균주 KR-004 배양액의 2:1, 1:1, 1:2 혼합액을 온실조건에서 잡초[미국개기장, 바랭이, 수수, 돌피, 라이그래스, 까마중, 털비름, 어저귀, 도꼬마리, 메꽃]에 대해 처리 5일 후 상태를 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트렙토마이세스 속 균주 KRA16-334 배양액, 스트렙토마이세스 속 균주 KR-004 배양액, 균주 KRA16-334 배양액 및 균주 KR-004 배양액의 3:1, 1:1, 1:3 혼합액을 포장조건에서 잡초 8종에 대해 처리 4일 후 전체 방제가를 나타낸 그래프이다.
도 4는 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트렙토마이세스 속 균주 KRA16-334 배양액, 스트렙토마이세스 속 균주 KR-004 배양액, 균주 KRA16-334 배양액 및 균주 KR-004 배양액의 3:1, 1:1, 1:3 혼합액을 포장조건에서 잡초 8종에 대해 처리 7일 후 전체 방제가를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트렙토마이세스 속 균주 KRA16-334 배양액, 스트렙토마이세스 속 균주 KR-004 배양액, 균주 KRA16-334 배양액 및 균주 KR-004 배양액의 2:1, 1:1, 1:2 혼합액을 온실조건에서 잡초[미국개기장, 바랭이, 수수, 돌피, 라이그래스, 까마중, 털비름, 어저귀, 도꼬마리, 메꽃]에 대해 처리 5일 후 상태를 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트렙토마이세스 속 균주 KRA16-334 배양액, 스트렙토마이세스 속 균주 KR-004 배양액, 균주 KRA16-334 배양액 및 균주 KR-004 배양액의 3:1, 1:1, 1:3 혼합액을 포장조건에서 잡초 8종에 대해 처리 4일 후 전체 방제가를 나타낸 그래프이다.
도 4는 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스트렙토마이세스 속 균주 KRA16-334 배양액, 스트렙토마이세스 속 균주 KR-004 배양액, 균주 KRA16-334 배양액 및 균주 KR-004 배양액의 3:1, 1:1, 1:3 혼합액을 포장조건에서 잡초 8종에 대해 처리 7일 후 전체 방제가를 나타낸 그래프이다.
본 발명을 상세하기 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.
즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.
본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.
또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략될 수도 있다.
이하, 본 발명을 더욱 자세히 설명한다.
본 발명은 스트렙토마이세스 속 균주 KRA16-334 및 KR-004, 또는 이들의 배양액을 포함한 잡초 방제용 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 스트렙토마이세스 속 KRA16-334 균주는 충남 보령군 풍산리 일대 산림 토양으로부터 분리 배양을 통해 동정하였다. 또한, 본 발명에 따른 스트렙토마이세스 속 KR-004 균주는 충북 청원군 대청호주변 산림토양에서 분리 배양을 통해 동정하였다.
상기 KR16-334 균주는 16S rRNA 유전자 상동성 검색에서, 스트렙토마이세스 드로즈도윅치이와 99.9%의 상동성을 나타내는 균주로 확인되었는바, 이는 스트렙토마이세스 드로즈도윅치이(Streptomyces drozdowiczii) 균주로 분류되었다. 또한, 상기 KR-004 균주는 16S rRNA 유전자 상동성 검색에서, 스트렙토마이세스 아크로모게네스(Streptomyces achromogenes)와 99%의 상동성을 나타내는 균주로 확인되었는바, 이는 스트렙토마이세스 아크로모게네스(Streptomyces achromogenes) 균주로 분류되었다.
본 발명자들은 상기 KR16-334 균주를 스트렙토마이세스 드로즈도윅치이(Streptomyces drozdowiczii) KRA16-334 균주로 명명하여 한국생명공학연구원 생명자원센터(KCTC)에 2017년 9월 29일자로 기탁하여 수탁번호 KCTC 13357BP를 부여받았고, 상기 KR-004 균주를 스트렙토마이세스 속 KR-004 균주로 명명하여 한국생명공학연구원 생명자원센터(KCTC)에 2013년 5월 28일자로 기탁하여 수탁번호 KCTC 12412BP를 부여받았다.
상기 배양액은 미생물 균주를 배지에서 배양한 결과물로서 미생물의 대사산물을 포함할 수 있다. 상기 배양액은 균주를 배양한 액체 배지일 수 있으나 이에 제한되지 않으며 통상의 미생물 배양 배지에 균주를 배양한 것 일 수 있다. 또한, 상기 배양액은 균주를 배양한 배양액 또는 상기 배양액을 물리적으로 여과한 배양여액일 수 있으며, 상기 배양액은 희석하지 않거나 희석하여 잡초에 처리할 수 있다. 상기 배양액은 잡초에 제초 활성을 나타내는 한, 여과, 농축, 희석 등의 처리 과정을 거쳐 잡초에 처리될 수 있다.
상기 조성물은 담체 및/또는 희석제를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어, '담체'는 처리되어야 할 식물 또는 다른 대상체를 대상으로 이의 적용, 또는 이의 저장, 수송 및/또는 취급이 편리하도록 혼합되거나 만들어진 활성 성분을 갖는, 비활성의, 유기 또는 무기 물질을 의미한다. 상기 희석제 또는 담체의 예로는 물, 우유, 에탄올, 광유, 글리세롤을 포함하나 이에 한정되지 않는다.
상기 스트렙토마이세스 속 균주 KRA16-334 및/또는 KR-004[이하, 'KRA16-334 균주' 또는 '균주 KRA16-334', ' KR-004 균주' 또는 '균주 KR-004' 라고 함] 또는 이들의 배양액은 잡초 방제 활성을 가지는 것을 특징으로 한다. 상기 균주 KRA16-334 또는 이의 배양액과, 균주 KR-004 또는 이의 배양액은 각각 잡초 방제 활성을 가질 수 있고, 이 둘을 합제 처리하는 경우, 즉 상기 두 균주의 배양액을 혼합한 배양 혼합물을 잡초에 처리하는 경우 잡초 방제 활성이 증진될 수 있다.
상기 균주 KRA16-334 또는 이의 배양액은 생태계 교란 광엽식물 및 국내에 서식하고 있는 많은 외래식물에 대한 방제효과가 매우 우수한 살초 특성을 갖는다. 그러나 처리환경(처리시기, 온·습도, 기상조건) 및 식물의 생육상황에 따라서는 약효가 변동되기도 하며, 고농도 처리에서는 배양액 중의 유효 제초 활성물질로 인하여 일부 설치류 및 어류에 대한 독성이 발현될 가능성이 제기되고 있다. 한편, 상기 균주 KR-0044 균주는 잡초방제효과 측면에서 KRA16-334 균주에 비해서는 다소 약하지만 모든 독성평가에서는 매우 안전한 결과를 나타낸다. 따라서 KRA16-334 균주 배양액의 상황에 따른 약효변동 및 독성 가능성을 극복하는 방법으로 스트렙토마이세스 속 균주 KR-004와의 2원 합제 처리를 통해 KRA16-334 균주 또는 이의 배양액의 안정적인 잡초 방제 효과를 확보하면서도 유효 제초 활성물질 농도를 저감시킴으로서 독성 문제를 해결하였다.
상기 잡초는 화본과 잡초 또는 광엽 잡초일 수 있다.
상기 잡초는 화본과 잡초로서, 미국개기장(Panicum dichotomiflorum), 바랭이(Digitaria sanguinalis), 수수(Sorghum bicolor), 돌피(Echinochloa crus-galli), 라이그래스(Lolium perenne)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 식물인 것 일 수 있다.
또한, 상기 잡초는 광엽 잡초로서, 까마중(Solanum nigrum), 털비름(Amaranthus retroflexus), 어저귀(Abutilon avicennae), 도꼬마리(Xanthium strumarium), 메꽃(Calystegia japonica), 가시상추(Lactuca serriola), 양미역취(Solidago altissima), 서양금혼초(Hypochaeris radicata), 단풍잎돼지풀(Ambrosia trifida), 가시박(Sicyos angulatus), 돼지풀(Ambrosia artemisiifolia), 개쑥갓(Senecio vulgaris)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 식물인 것 일 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시예에 따르면, 균주KRA16-334 및 KR-004의 배양액을 온실조건에서 합제 처리하는 경우 화본과 잡초 5종 또는 광엽 잡초 5종에 대하여 경엽 처리한 결과, 균주 KRA16-334 배양액의 농도를 저감시키면서도 처리된 잡초 10종에 대해 모두에 대해 균주 KRA16-334 또는 균주 KR-004 배양액 단독 처리보다 증진된 제초 활성을 나타내었다. 또한, 균주 KRA16-334 및 KR-004의 배양액을 포장조건에서 합제 처리하는 경우 생태계 교란 광염식물 6종과 광엽 외래식물 2종에 대하여 경엽 처리한 결과, 균주 KRA16-334 배양액의 농도를 저감시키면서도 처리된 잡초 8종에 대해 모두에 대해 균주 KRA16-334 또는 균주 KR-004 배양액 단독 처리보다 증진된 제초 활성을 나타내었다.
상기 조성물은 온실조건 또는 포장조건에서 처리되는 것 일 수 있다.
상기 온실조건은 20 내지 35 ℃, 광/암 12~16/8~12시간 일 수 있고, 바람직하게는 30±5℃, 광/암=14/10시간 일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 포장(圃場) 조건은 온실이 아닌 외부의 밭 또는 그 주변의 자연 조건을 의미하는 것이다. 본 발명의 구체적인 실시예에 따르면, 균주 KRA16-334 및 KR-004의 배양액의 합제 처리하는 경우 온실조건과 포장조건 모두에서 잡초 방제 활성이 증진되었다.
상기 조성물은 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KRA16-334(KCTC 13357BP) 및 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KR-004(KCTC 12412BP)의 배양액을 1:0.1 내지 1:10의 비율로 혼합한 것 일 수 있고, 바람직하게는 1: 0.2 내지 1:8의 비율로 혼합한 것일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1:0.3 내지 1:7의 비율로 혼합한 것일 수 있다. 상기 균주 KRA16-334 배양액 및 KR-004의 배양액의 혼합 비율의 바람직한 예는 1:3, 1:2, 1:1, 2:1, 3:1 일 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시예에 따르면, 균주 KRA16-334 및 KR-004의 배양액을 온실조건에서 1:2, 1:1, 2:1의 비율로 혼합하여 처리하는 경우, 처리 5일 경과 후 균주 KRA16-334 배양액 단독처리 또는 균주 KR-004 단독처리 경우보다 상승된 방제 효과를 나타내었다 또한, 균주 KRA16-334 및 KR-004의 배양액을 포장조건에서 1:3, 1:1, 3:1의 비율로 혼합하여 처리하는 경우, 처리 4일, 7일 경과 후 모두 균주 KRA16-334 배양액 단독처리 또는 균주 KR-004 단독처리 경우보다 상승된 방제 효과를 나타내었다.
또한, 본 발명은 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KRA16-334(KCTC 13357BP)의 배양액 및 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KR-004(KCTC 12412BP)의 배양액을 혼합하는 잡초방제용 조성물의 제조방법을 제공한다.
상기 배양액은 미생물 균주를 배지에서 배양한 결과물로서 미생물의 대사산물을 포함할 수 있고, 상기 배양액을 여과한 배양액 또는 배양여액을 포함한다. 상기 배양액은 균주를 배양한 GSS 액체 배지일 수 있으나 이에 제한되지 않으며 통상의 미생물 배양 배지에 균주를 배양한 것 일 수 있다. 또한, 상기 배양액은 균주를 배양한 배양액 또는 상기 배양액을 물리적으로 여과한 배양여액일 수 있으며, 상기 배양액은 희석하지 않거나 희석하여 잡초에 처리할 수 있다. 상기 배양액은 잡초에 제초 활성을 나타내는 한, 여과, 농축, 희석 등의 처리 과정을 거쳐 잡초에 처리될 수 있다.
상기 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KRA16-334(KCTC 13357BP)의 배양액 및 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KR-004(KCTC 12412BP)의 배양액을 1:0.1 내지 1:10의 비율로 혼합할 수 있다. 상기 균주 KRA16-334 배양액 및 KR-004의 배양액의 혼합 비율은 바람직하게는 1: 0.2 내지 1:8의 비율로 혼합한 것일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 1:0.3 내지 1:7의 비율로 혼합한 것일 수 있다. 상기 균주 KRA16-334 배양액 및 KR-004의 배양액의 혼합 비율의 바람직한 예는 1:3, 1:2, 1:1, 2:1, 3:1 일 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시예에 따르면, 균주 KRA16-334 및 KR-004의 배양액을 온실조건에서 1:2, 1:1, 2:1의 비율로 혼합하여 처리하는 경우, 처리 5일 경과 후 균주 KRA16-334 배양액 단독처리 또는 균주 KR-004 단독처리 경우보다 상승된 방제 효과를 나타내었다 또한, 균주 KRA16-334 및 KR-004의 배양액을 포장조건에서 1:3, 1:1, 3:1의 비율로 혼합하여 처리하는 경우, 처리 4일, 7일 경과 후 모두 균주 KRA16-334 배양액 단독처리 또는 균주 KR-004 단독처리 경우보다 상승된 방제 효과를 나타내었다.
또한, 본 발명은 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KRA16-334(KCTC 13357BP) 및 KR-004(KCTC 12412BP) 또는 이들의 배양액을 잡초의 전부 또는 일부, 이의 종자 또는 이의 서식지에 처리하는 단계를 포함하는 잡초 방제 방법을 제공한다.
상기 처리는 식물의 줄기와 잎에 직접 살포하는 경엽 처리, 식물의종자에 처리하는 종자 처리 또는 토양에 적용하는 토양 처리일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 잡초는 화본과 잡초 또는 광엽 잡초일 수 있다.
상기 잡초는 화본과 잡초로서, 미국개기장(Panicum dichotomiflorum), 바랭이(Digitaria sanguinalis), 수수(Sorghum bicolor),돌피(Echinochloa crus-galli), 라이그래스(Lolium perenne)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 식물인 것 일 수 있다.
또한, 상기 잡초는 광엽 잡초로서, 까마중(Solanum nigrum), 털비름(Amaranthus retroflexus), 어저귀(Abutilon avicennae), 도꼬마리(Xanthium strumarium), 메꽃(Calystegia japonica), 가시상추(Lactuca serriola), 양미역취(Solidago altissima), 서양금혼초(Hypochaeris radicata), 단풍잎돼지풀(Ambrosia trifida), 가시박(Sicyos angulatus), 돼지풀(Ambrosia artemisiifolia), 개쑥갓(Senecio vulgaris)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 식물인 것 일 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시예에 따르면, 균주 KRA16-334 및 KR-004의 배양액을 온실조건에서 합제 처리하는 경우 화본과 잡초 5종 또는 광엽 잡초 5종에 대하여 경엽 처리한 결과, 균주 KRA16-334 배양액의 농도를 저감시키면서도 처리된 잡초 10종에 대해 모두에 대해 균주 KRA16-334 또는 균주 KR-004 배양액 단독 처리보다 증진된 제초 활성을 나타내었다. 또한, 균주 KRA16-334 및 KR-004의 배양액을 포장조건에서 합제 처리하는 경우 생태계 교란 광염식물 6종과 광엽 외래식물 2종에 대하여 경엽 처리한 결과, 균주 KRA16-334 배양액의 농도를 저감시키면서도 처리된 잡초 8종에 대해 모두에 대해 균주 KRA16-334 또는 균주 KR-004 배양액 단독 처리보다 증진된 제초 활성을 나타내었다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
실시예 1: 온실조건에서 스트렙토마이세스 속 균주 KRA16-334 및 KR-004 배양액의 합제 처리
[재료 및 방법]
표면적 350cm2 사각 플라스틱 포트에 원예용 상토를 충진한 후 4~6℃의 저온고에 보관 중인 미국개기장, 바랭이, 수수, 돌피, 라이그래스 5종의 화본과 잡초와 까마중, 털비름, 어저귀, 도꼬마리, 메꽃 5종의 광엽 잡초 종자 및 근경을 파종하여 온실조건(30±5℃, 광/암=14/10시간)에서 관리하였다. 파종 12일 후에 1) KRA16-334 균주 배양액 단독, 2) KR-004 균주 배양액 단독, KRA16-334 및 KR-004 균주 배양액을 3) 2:1, 4) 1:1, 5) 1:2 비율로 조합한 배양액을 포트당 15mL씩 처리하였고, 이 때 배양액 중에는 전착 효과를 위해 Tween-20ⓡ(0.1%)을 사용하였다. 처리 후 동일한 온실조건에서 관리하다가 5일 후에 방제효과를 달관조사(0; 효과 없음, 100; 완전 고사) 하였으며, 모든 실험은 3회 반복으로 수행하였다.
[결과]
상기와 같이 온실조건에서 스트렙토마이세스 균주 KRA16-334 및 KR-004 배양액 2원 합제처리한 실험에 대한 결과는 하기 표 1 및 도 1, 도 2에 나타내었다. 이에 따르면 온실조건에서 균주 KRA16-334와 KR-004 배양액 2원 합제처리의 경우, 고농도에서 독성이 있는 균주 KRA16-334 배양액의 처리량을 낮추면서도 뚜렷한 방제가 증진 효과가 발현되는 것을 확인할 수 있었다.
z방제효과(%)는 달관 조사(0%: 효과 없음, 100%: 완전 고사)에 의해 결정되었고, 3회 반복 실험의 표준편차(SD) 있는 평균값임.
KRA16-334 균주 배양액만을 처리했을 때 5종 화본과 잡초 및 5종 광엽 잡초에 대한 방제효과는 86.7%이었는데, KRA16-334 및 KR-004 균주 배양액을 2:1, 1:1 및 1:2 비율로 처리하면 각각 98.3, 98.8 및 98.3%로 방제효과가 상승한 것을 확인할 수 있었다. 화본과 잡초 중에서 미국개기장, 바랭이, 돌피, 광엽 잡초 중에서는 까마중, 털비름, 도꼬마리는 KRA16-334 균주 배양액 단독처리만으로도 100%의 방제효과가 발현되어 KR-004와의 합제처리를 통해서는 방제가 증진 효과를 확인할 수 없었다.
그러나 화본과 잡초 중에서 기존 제초제로도 방제하기 어려운 난방제 잡초로 알려진 라이그래스의 경우 KRA16-334 균주 배양액 단독처리에서의 방제효과는 66.7%에 불과하였으나 KR-004 균주 배양액과 2:1, 1:1 및 1:2 비율로 처리시 방제효과는 각각 85, 90 및 88.3%로 뚜렷하게 방제효과가 증진되었다. 또한, 광엽 잡초인 어저귀의 경우에도 KRA16-334 균주 배양액 단독처리에서의 방제가는 80% 이었으나 KRA16-334 및 KR-004 균주 배양액을 2:1, 1:1 및 1:2 비율로 처리하면 각각 98.3, 100 및 95%로 방제효과가 증진되었다.
이상의 결과로부터 천연 제초제 소재 KRA16-334 균주 배양액 단독처리에서는 일부 잡초에서는 만족할 만한 살초력을 확보하기 쉽지 않은 경우가 있으나, 또 다른 천연 제초제 소재 KR-004와 합제처리하면 뚜렷한 방제가 증진효과가 발휘되는 것을 확인할 수 있었다.
따라서 균주 KRA16-334 및 KR-004의 2원 합제처리는 천연 제초제 후보소재 KRA16-334 균주 배양액의 처리량을 낮추면서도 우수한 살초력을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 고농도 처리시 발생될 수 있는 독성문제도 해결할 수 있음을 확인하였다.
실시예 2: 포장조건에서 스트렙토마이세스 속 균주 KRA16-334 및 KR-004 배양액의 합제 처리
[재료 및 방법]
한국화학연구원 소재의 야외포장을 경운및 로터리 작업을 통해 평탄 작업 후에 1 x 1m 넓이로 처리구획을 조성하여 2022년 6월 20일에 약제처리를 실시하였다. 각 처리구획에 가시박, 단풍잎돼지풀, 돼지풀, 가시상추, 서양금혼초, 양미역취 6종의 생태계 교란 광엽식물과 개쑥갓 및 털비름 2종의 외래식물을 온실에서 생육시킨 후 이식하였다. 이식 10일 후에 1) KRA16-334 균주 배양액 단독 및 2) KR-004 균주 배양액 단독, KRA16-334 및 KR-004 균주 배양액을 3) 0.5:1.5, 4) 1:1, 5) 1.5:0.5 비율로 조합 처리하였다. 처리 물량은 구획당 200mL 이었으며, 워크래프크 무선 스프레이 건((주)지수솔로션, 한국)을 이용하여 분무처리하였고, 각 처리액에는 전착효과를 위해 Tween-20ⓡ(0.1%)을 사용하였다.
처리 당시 각 식물의 생육상황은 표 2와 같다. 시험방법은 난괴법(randomized block design)으로 수행하였고, 처리 4 및 7일 후에 이식했던 8종의 식물을 대상으로 달관조사(0; 효과 없음, 100; 완전 방제)하였으며, 모든 실험은 3회 반복으로 수행하였다.
[결과]
상기와 같이 포장조건에서 스트렙토마이세스 균주 KRA16-334 및 KR-004 배양액 2원 합제처리한 실험에 대해, 4일 후 결과는 표 3 및 도 3에 나타내었고, 7일 후 결과는 표 4 및 도 4에 나타내었다. 이에 따르면 포장조건에서 균주 KRA16-334와 KR-004 배양액 2원 합제처리의 경우, 고농도에서 독성이 있는 균주 KRA16-334 배양액의 처리량을 낮추면서도 뚜렷한 방제가 증진 효과가 발현되는 것을 확인할 수 있었다.
z방제효과(%)는 달관 조사(0%: 효과 없음, 100%: 완전 고사)에 의해 결정되었고, 3회 반복 실험의 표준편차(SD) 있는 평균값임.
KRA16-334 균주 배양액 단독 200mL 를 처리했을 때 처리구획 내 8종 식물에 대한 처리 4일 후 잡초방제 효과는 90.4%이었는데, KR-004과의 합제처리를 통해 KRA16-334 및 KR-004 균주 배양액 처리량을 각각 50+150mL, 100+100mL 및 150+50mL로 처리했을 때의 방제효과는 각각 92.1, 96 및 95.6%로 방제효과가 증진되었다(표 3, 도 3).
z방제효과(%)는 달관 조사(0%: 효과 없음, 100%: 완전 고사)에 의해 결정되었고, 3회 반복 실험의 표준편차(SD) 있는 평균값임.
KRA16-334 및 KR-004 균주 배양액의 합제처리에 의한 방제가 증진효과는 처리 7일 후에도 동일한 양상을 나타냈는데, KRA16-334 균주 배양액 200mL 처리 시 7일 후 방제효과는 93.3%이었는데, KRA16-334 및 KR-004 균주 배양액 처리량을 각각 50+150mL, 100+100mL 및 150+50mL로 처리했을 때의 방제효과는 각각 97.3, 97.9 및 96.7%로 나타났다(표 4, 도 4).
이상의 결과로부터, 천연 제초제 소재 KRA16-334 균주 배양액의 살초특성은 또 다른 천연 제초제 소재인 KR-004와의 2원 합제처리에 의해 낮은 처리량으로도 뚜렷한 방제가 증진효과를 발휘할 뿐만 아니라 KRA16-334 균주 배양액의 처리농도를 낮춤으로서 고농도 처리에서의 독성 발생 가능성을 해결할 있는 이상적인 조합처리임을 확인하였다.
지금까지 본 발명의 스트렙토마이세스 속 균주 KRA16-334 및 KR-004, 또는 이들의 배양액을 포함한 잡초 방제용 조성물에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (12)
- 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KRA16-334(KCTC 13357BP) 및 KR-004(KCTC12412BP)의 배양액을 유효성분으로 포함하는 잡초 방제용 조성물에서,
상기 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KRA16-334(KCTC 13357BP)의 배양액 및 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KR-004(KCTC 12412BP)의 배양액을 1:0.3 내지 1:3의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는,
잡초 방제용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 잡초는 화본과 잡초 또는 광엽 잡초인 것을 특징으로 하는,
잡초 방제용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 잡초는 화본과 잡초로서,
미국개기장(Panicum dichotomiflorum), 바랭이(Digitaria sanguinalis), 수수(Sorghum bicolor), 돌피(Echinochloa crus-galli), 라이그래스(Lolium perenne)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 식물인 것을 특징으로 하는,
잡초 방제용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 잡초는 광엽 잡초로서,
까마중(Solanum nigrum), 털비름(Amaranthus retroflexus), 어저귀(Abutilon avicennae), 도꼬마리(Xanthiumstrumarium), 메꽃(Calystegiajaponica), 가시상추(Lactuca serriola), 양미역취(Solidago altissima), 서양금혼초(Hypochaeris radicata), 단풍잎돼지풀(Ambrosia trifida), 가시박(Sicyos angulatus), 돼지풀(Ambrosia artemisiifolia), 개쑥갓(Senecio vulgaris)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 식물인 것을 특징으로 하는,
잡초 방제용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 조성물은
온실조건 또는 포장조건에서 처리되는 것을 특징으로 하는,
잡초 방제용 조성물.
- 삭제
- 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KRA16-334(KCTC 13357BP)의 배양액 및 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KR-004(KCTC 12412BP)의 배양액을 혼합하는 잡초 방제용 조성물의 제조방법에서,
상기 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KRA16-334(KCTC 13357BP)의 배양액 및 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KR-004(KCTC 12412BP)의 배양액을 1:0.3 내지 1:3의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는,
잡초 방제용 조성물의 제조방법.
- 삭제
- 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KRA16-334(KCTC 13357BP) 및 KR-004(KCTC 12412BP)의 배양액을 유효성분으로 포함하는 조성물을 잡초의 전부 또는 일부, 이의 종자 또는 이의 서식지에 처리하는 단계를 포함하는 잡초 방제 방법에서,
상기 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KRA16-334(KCTC 13357BP)의 배양액 및 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주 KR-004(KCTC 12412BP)의 배양액을 1:0.3 내지 1:3의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는,
잡초 방제 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 잡초는 화본과 잡초 또는 광엽 잡초인 것을 특징으로 하는,
잡초 방제 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 잡초는 화본과 잡초로서,
미국개기장, 바랭이, 수수, 돌피, 라이그래스로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 식물인 것을 특징으로 하는,
잡초 방제 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 잡초는 광엽 잡초로서,
까마중, 털비름, 어저귀, 도꼬마리, 메꽃, 가시상추, 양미역취, 서양금혼초, 단풍잎돼지풀, 가시박, 돼지풀, 개쑥갓으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 식물인 것을 특징으로 하는,
잡초 방제 방법.
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| KR1020220153732A KR102523180B1 (ko) | 2022-11-16 | 2022-11-16 | 스트렙토마이세스 속 균주 kra16-334 및 kr-004, 또는 이들의 배양액을 포함한 잡초 방제용 조성물 |
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| KR102743061B1 (ko) * | 2024-10-17 | 2024-12-16 | 한국화학연구원 | 스트렙토마이세스 속 kra22-1098 균주, 이의 배양액 및 이를 유효성분으로 포함하는 왕바랭이 제초용 조성물 |
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