토양 방선균 N-29 배양 여액을 활용한 단풍잎돼지풀 방제효과

곽화숙,김영숙,김재덕,장경수,박기웅,전경미,최정섭 한국잔디학회 2019 Weed & Turfgrass Science Vol.8 No.3

Ambrosia trifida that is native to North America has been known as a noxious weed not only in Asia but also in the native areas, and it was designated as a plant to invasive alien weed by the Ministry of Environment in Korea. This study presents an experiment aimed for preventing the propagation of the A. trifida using a mutant N-29 broth filtrate of Streptomyces scopuliridis KR-001. The experiment applied the broth filtrate of the mutant N-29 to A. trifida in a greenhouse and in field condition. The results showed that the mutant N-29 broth filtrate demonstrates a complete herbicidal activity against A. trifida in the greenhouse condition after foliage treatment under all application rates for three leaf stages (Ls) of early (2-3 Ls), middle (4-5 Ls), and late (7-8 Ls) ones. Also, it showed a strong herbicidal effect on the naturally grown condition (5-6 Ls) and the effect lasted for as long as 21 days. The main symptom of external manifestation was water soaked dots within 24 hours after treatment and continued to the appearance of chlorosis and proceeded to leaf burn-down, ultimately defoliations to dead plants. Our results shows that the mutant N-29 broth filtrate can be utilized as a natural and eco-friendly herbicide against A. trifida that is one of the broad-leaved weeds disturbing ecosystems. 단풍잎돼지풀은 북아메리카 원산의 귀화식물로서, 아시아뿐만 아니라 원산지에서도 유해한 잡초로 알려져 있으며, 1999년에 환경부 생태계교란식물로 지정되었다. 본 실험은 Streptomyces scopuliridis KR-001의 개량 균주인 N-29 배양 여액을 사용하여 단풍잎돼지풀의 방제효과를 확인해 보고자 온실 및 포장조건에서 수행하였다. N-29 균주 배양 여액을 온실조건에서 초기(2-3엽), 중기(4-5엽), 후기(7-8엽)의 단풍잎돼지풀에 경엽처리했을 때 모든 처리 농도범위에서 완전히 방제되었다. 또한, 단풍잎돼지풀이 자연 발생한 포장조건(5-6엽)에서도 매우 탁월한 방제효과를 나타냈으며, 이러한 방제효과는 처리 21일 이후에도 약효가 지속되었다. 외형적으로 발현되는 주요 증상으로는 경엽처리 후 24시간 이내에 수침상(water soaked)의 반점이 발현되어 황화(chlorosis) 및 고사(leaf burn-down)로 진행되어 궁극적으로는 잎이 낙엽화(defoliation)되어 사멸되었다. 살초특성으로는 온실 및 포장조건에서 N-29 배양 여액 처리 후 24시간 이내에 외형적으로 증상이 발현되는 속효성이었으며, 처리된 부위에 살초증상이 발현되는 접촉형 제초제의 양상을 나타내고 있었다. 이상의 실험 결과로부터 토양 방선균 N-29 균주 배양 여액은 생태계교란 광엽식물 단풍잎돼지풀을 효과적으로 방제할 수 있는 친환경적인 방제제 후보소재로서의 활용 가능성을 확인할 수 있었다.

미세조류에 대한 캐슈넛 오일의 살조활성특징과 상승효과를 가지는 혼합처리제 탐색

곽화숙,김보관,김진석 한국잔디학회 2016 Weed & Turfgrass Science Vol.5 No.3

This study was conducted to investigate the algicidal characteristics of cashew nut oil (CNO) and to develop CNO mixtures with other compounds having synergistic effects on the growth inhibition against a blue-green alga, Microcystis aeruginosa. Among tested CNOs, CNO with higher anacardic acid contents (Ana-A) exhibited the best algicidal activity against M. aeruginosa. Ana-A showed broad algicidal spectrum with particular greater activity against blue-green algae than green algae. Ana-A showed the greatest activity against to Oscillatoria tenuis (IC50= 0.19 μg mL−1) among the tested blue-green algae and to Chlorella vulgaris (IC50= 4.54 μg mL−1) among the tested green algae, respectively. In a mixture experiment to evaluate a chemical interaction in M. aeruginosa control, Ana-A showed a strong synergistic effect with MSB and menadione, mild synergistic effect with citric acid, and additive effect with chryspophanol, copper sulfate and quinoclamine. Taken together, our results suggest that CNO containing higher anacardic acid can be used as an eco-friendly natural algicide for selective control of blue-green algae such as M. aeruginosa and O. tenuis through an optimization of application rate and in combination with synergists such as MSB and menadione. 본 연구에서는 캐슈넛 오일의 살조활성 특징을 파악하고, 유해조류를 보다 효과적으로 제어할 수 있는 혼합처리제를 개발하기 위하여 실시하였다. 공시된 시험 추출물중anacardic acid 함량이 상대적으로 높은 Ana-A가 남조류 M.aeruginosa에 대한 살조활성이 가장 높았다. Ana-A는 전체적으로 녹조류보다는 남조류에 대해 더 높은 살조활성을가지면서 폭넓은 살조활성스펙트럼을 보였다. Ana-A에 대한 남조류 종간 반응에 있어서는 Oscillatoria tenuis (IC50= 0.19 μg mL−1)가 가장 민감하였고, 녹조류 중에서는 Chlorella vulgaris가 상대적으로 가장 민감한 반응을 나타내었다(IC50= 4.54 μg mL−1). Ana-A와의 혼합처리를 통해 효능이 상승되는 화합물을 탐색한 결과, MSB와 menadione은 매우 강한 상승작용을, citric acid는 약간의 상승작용을, chrysophanol, copper sulfate, quinoclamine 등은 상가적 작용의 활성을 나타내었다. 종합적으로 볼 때, anacardic acid 고함유 캐슈넛오일은 처리량의 최적화와 상승작용을 가지는 MSB 또는menadione과 같은 화합물과의 혼합처리를 통해 M. aeruginosa 및 O. tenuis가 발생하는 현장의 선택적 제어를 위해 환경친화적인 살조제로서 유용하게 활용될 수 있을 것 같았다.

토양 방선균 배양액을 활용한 생태계교란 광엽식물 서양금혼초 및 양미역취 방제

곽화숙(H. S. Kwak),장경수(K. S. Jang),김영숙(Y. S. Kim),김재덕(J. D. Kim),고영관(Y. K. Ko),전경미(K. M. Jeon),박기웅(K. W. Park),최정섭(J. S. Choi) 한국잡초학회 2019 한국잡초학회 별책(학술대회 초록집) Vol.39 No.1

오이 탄저병원균과 잿빛곰팡이병원균에 억제 효과가 있는 방선균 선발

곽화숙 ( Kwak¸ Hwa-sook ),김지원 ( Kim¸ Jiwon ),박진우 ( Park¸ Jin Woo ),상미경 ( Sang¸ Mee Kyung ) 한국유기농업학회 2021 韓國有機農業學會誌 Vol.29 No.4

The purpose of this study is to select actinomycetes with antifungal activity against Botrytis cinerea and Colletotrichum orbiculare, which are airborne pathogens in cucumber plants. In 2020, 560 species of actinomycetes were isolated from rhizome soils of various vegetables in Korea; 7 strains showing simultaneous antifungal activity against two pathogens were selected. Finally, strain S20-465 was selected through dual culture and plant assay. This strain was identified as Streptomyces sp. based on 16S rRNA analysis. The culture filtrate of strain S20-465 inhibited mycelial growth of both pathogens by more than 60%. In addition, when cucumber plants were treated with 20-fold and 40-fold diluted culture filtrates of S20-465, lesions caused by B. cinerea and C. orbiculare on cucumber leaves were significantly reduced compared to the control. This results suggest that strain S20-465 produces specific secondary metabolites with antifungal activity against both pathogens.

유해 남조류 Microcystis aeruginosa에 대한 희토류 및 미네랄 복합물의 살조활성

곽화숙(H. S. Kwak),김보관(B. G. Kim),구자준(J. J. Koo),김진석(J. S. Kim) 한국잡초학회 2016 한국잡초학회 별책(학술대회 초록집) Vol.32 No.2

Acetolactate Synthase 저해제에 대한 개구리밥 성체의 살초반응

곽화숙(H. S. Kwak),김보관(B. G. Kim),김진석(J. S. Kim) 한국잡초학회 2017 한국잡초학회 별책(학술대회 초록집) Vol.37 No.1

왕겨 탄화초액 농축물이 몇 가지 식물생육에 미치는 효과

곽화숙(H. S. Kwak),김보관(B. G. Kim),최진일(J. I. Choi),이혁희(H. H. Lee),김진석(J. S. Kim) 한국잡초학회 2017 한국잡초학회 별책(학술대회 초록집) Vol.37 No.1

구멍갈파래(Ulva australis) 해조류 사멸에 미치는 여러 물리화학적 요인들의 영향

김진석,곽화숙,김보관,Kim, Jin-Seog,Kwak, Hwa Sook,Kim, Bo Gwan 한국잡초학회 한국잔디학회 2017 Weed & Turfgrass Science Vol.6 No.3

전세계적으로 해양녹조 대발생(green tide)은 해양생태계에 큰 위협이 되고 있으며 주로 갈파래과의 Ulva 속 식물이 대부분을 차지하고 있다. 본 연구에서는 구멍갈파래(Ulva australis, ULAUS) 사멸에 미치는 여러 물리화학적 요인들의 영향 정도를 조사하여 향후 갈파래 대발생 경감기술 확립을 위한 기초자료를 얻고자 제반 실험을 수행하였다. 순수에 8시간 침지는 아무런 영향을 받지 않았으나 염도 1.0-1.5% 수준에서 7일간의 저염화 처리는 ULAUS 포자 유출을 약 70% 경감시키는 효과가 있었다. 건조처리에 의해 초기 생체중의 40-50% 이상이 감소되면 심각한 생육 장해가 일어났다. 온도처리의 경우, ULAUS는 $30^{\circ}C$ 이상부터 생육에 심각한 영향을 받았으며 $35^{\circ}C$처리에서는 배양개시 1일만에 95% 이상 고사되었고, $40^{\circ}C$, $45^{\circ}C$, $50^{\circ}C$ 처리에서 엽절편이 90-95% 고사되는데 소요되는 처리시간은 각각 10분, 30초, 1초 이었다. pH 6 이하의 조건은 ULAUS 생육을 현저히 억제하였으며 pH 4에서는 신속히 사멸되었다. 한편 ULAUS 생육을 저해하는 10여종의 화학물질을 선발하였고 이들 중 구멍갈파래를 보다 신속히 사멸시킬 수 있는 화합물은 과산화수소를 비롯한 산화제들이었다. 이들의 결과를 종합해 볼 때, 갈파래 대발생제어에 저염화, 건조, 온도 및 화합물 처리 등이 실용화 기술개발에 동원될 수 있을 것 같았고, 이중에서 온도와 화합물 요인을 적절히 활용할 경우 보다 유용한 갈파래 발생제어 효과를 거둘 수 있을 것으로 전망되었다. Green tides, which was mainly caused by Ulva spp., have been increasing in severity and frequency globally, and have negatively affected on marine ecosystems. This study was conducted to investigate effects of various physical and chemical factors on the death of Ulva australis (ULAUS) and to consider a practical measures useful for alleviating Ulva bloom. Soaking of ULAUS thalli in pure water for 8 hr didn't induce a death, but incubation in 1.0-1.5% salinity for 7 d inhibited sporulation by about 70%. Desiccation gave rise to a serious damage when more than 40-50% of initial fresh weight was lost. ULAUS growth was sensitive to temperature and seriously inhibited from more than $30^{\circ}C$. At $35^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, $45^{\circ}C$ and $50^{\circ}C$, treatment time required for 90-95% death of ULAUS thalli was 1 d, 10 min, 30 sec, and 1 sec, repectively. ULAUS growth was seriously inhibited at lower than pH 6.0 and completely dead at pH 4.0. Several compounds for ULAUS control was selected and the chemcals causing a rapid death were oxidants such as hydrogen peroxide and sodium percarbonate. Taken together, our results suggest that low salinities, dryness, pH, high temp. and compounds could be selected for Ulva bloom control, and high temperature and compounds seems to be useful for a development of practical control methods.

구멍갈파래(Ulva australis) 생육제어 효과 증진을위한 화합물 및 고온의 복합처리

김진석,김보관,곽화숙 한국잔디학회 2018 Weed & Turfgrass Science Vol.7 No.1

The seaweed Ulva spp., which is frequently bloomed in coastal areas, have negatively affected on marine ecosystem and industrial activities. Therefore, many researches have been conducted to solve this problem in the worldwide. In this study, we carried out several experiments to develop the methods for effectively controlling Ulva growth through an alone or mixture application of chemical and temperature. Three chemical mixtures (H2O2+ N-vanillylnonanamide; H2O2+nonanoic acid; H2O2+sodium citrate), those had a synergistic effect to the death of Ulva australis (ULAUS), were found out. On the other hand, the death of ULAUS was significantly enhanced and accelerated as some chemicals were briefly treated with warm water of 40°C rather than 25°C, showing that peracetic acid 100 ppm, sodium percarbonate 100 ppm, and hydrogen peroxide 30 ppm has a better activity than that of sodium chlorite 200 ppm and menadione sodium bisulfite 4 ppm. In addition, a strong synergistic effect to the death of ULAUS thallus was also observed when the sodium citrate 1,000 ppm (pH 3.0) or acetic acid 200 ppm (pH 3.5) solution prepared in f/2 medium were treated in a short time at 40°C. However, an additive effect was only appeared as pH values of their solutions were increased to 8.0. Taken together, It seemed that our results could be developed as one of an eco-friendly practical measures useful for alleviating Ulva bloom in the future. 갈파래 속(Ulva spp.) 해조류는 연안에서 자주 대발생되어 생태환경과 산업활동에 여러 가지 문제를 일으키기때문에 이를 해결할 수 있는 방안이 요구된다. 본 연구에서는 화합물과 온도를 이용하여 구멍갈파래(Ulva australis, ULAUS)의 대발생 경감에 보다 효과적으로 활용될 수 있는 기술을 확립하고자 연구를 수행하였다. 그 결과, 화합물간의 혼합처리에 의해 각각의 단독처리보다도 ULAUS 엽상체 고사에 있어서 상승효과를 나타내는 혼합물 조합3건(H2O2+N-vanillylnonanamide; H2O2+nonanoic acid; H2O2+sodium citrate)을 탐색하였다. 아울러, peracetic acid 100 ppm, sodium percarbonate 100 ppm, hydrogen peroxide 30 ppm, sodium chlorite 200 ppm, menadione sodium bisulfite (MSB) 4 ppm 처리 시 25°C보다는 40°C의 온수로 처리할 때, ULAUS 사멸을 현저하게 증진시킬 뿐만 아니라 보다 빠른 시간 내에 고사시키는 효과를 나타내었다. 공시된 화합물 중에서 peracetic acid, sodium percarbonate, hydrogen peroxide가 보다 좋은 효과를 보였다. 마찬가지로 40°C 온수에 sodium citrate 1,000 ppm (pH 3.0) 또는acetic acid 200 ppm (pH 3.5)을 처리할 때에도 ULAUS 엽상체 고사에 상승적 작용을 보였는데 이들 화합물 용액 산도(pH)를 8.0으로 하였을 때에는 상가적 작용을 나타냈다. 따라서 이들 결과는 향후 환경 친화적으로 갈파래 대발생을 제어하기 위한 실용화 기술 중의 한 가지로서 발전시킬 수 있을 것으로 사료된다.

토양 방선균 N-29 배양 여액의 생태계교란 식물 돼지풀 방제효과

김재덕,김영숙,곽화숙,김혜진,이윤미,고영관,박기웅,최정섭,Kim, Jae-Deok,Kim, Young-Sook,Kwak, Hwa-Sook,Kim, Hye-Jin,Lee, Youn-Me,Ko, Young-Kwan,Park, Kee-Woong,Choi, Jung-Sup 한국잡초학회한국잔디학회 2018 Weed & Turfgrass Science Vol.7 No.3

토양 방선균 Streptomyces scopuliridis KR-001의 개량 균주인 N-29 균주 배양 여액의 돼지풀에 대한 방제효과를 온실 및 포장조건에서 수행하여 돼지풀 방제제 후보소재로서의 가능성을 검토하였다. N-29 균주 배양 여액은 온실조건에서 돼지풀초 중 후기 경엽처리 시 처리된 농도범위에서 대부분 완전 방제되었으며, 자연상태에서 발생한 돼지풀에 대해서도 매우 탁월한 방제효과를 나타내었다. 선발 균주 N-29 배양 여액의 돼지풀에 대한 살초특성은 매우 속효성일 뿐만 아니라 약효지속기간도 매우 길게 유지되었으며, 외형적으로 발현되는 주요 증상으로는 처리 초기에 황화 증상이 발현되었다가 고사로 진행되어 궁극적으로 낙엽화되어 사멸되었다. 토양 방선균 N-29 균주는 친환경적인 생태계교란 광엽잡초 돼지풀 방제제로서 유용하게 활용할 수 있을 것으로 기대된다. We isolated Streptomyces scopuliridis KR-001 that produced herbicidal active metabolite(s) against several grass and broad leaf weeds. In this study, potential as natural herbicide of mutant N-29 broth filtrate of S. scopuliridis KR-001 was investigated to Ambrosia artemisiifilia in a greenhouse and field condition. The broth filtrate of mutant N-29 by foliar application showed a strong herbicidal activity to A. artemisiifilia with leaf stage in a greenhouse condition. Also, field trial of foliar application within treatment range had effectively controlled with early and middle stage of A. artemisiifilia at the natural habitats. Phytotoxic symptoms of mutant N-29 broth filtrate by foliar application were wilting and discoloration, and burn-down of leaves and finally plant death. These results suggest that mutant N-29 broth filtrate is considered possible as a natural herbicide for controlling environmentally friend to invasive alien plant such as A. artemisiifilia and may provide a new lead molecule for a more efficient herbicide.