식물체 정유와 정유성분의 독일바퀴에 대한 훈증 및 접촉 독성 = Fumigant and Contact Toxicity of Plant Essential Oils and Their Components against German Cockroach, Blattella germanica L.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, I evaluated the fumigant and contact activity of commercial plant essential oils and then analyzed the components of the active essential oils.
Fumigant and contact toxicity of three plant essential oils family, apiaceae and myrtaceae against Blattella germanica were tested in this study. Among apiaceae plant essential oils tested, dill (Anethum graveolens) and carvi (Carum carvi) essential oils showed 100% fumigant toxicity against B. germanica male adults at a concentration of 5㎎/filter paper and cumin (Cuminum cyminum) essential oils showed 100% fumigant toxicity against B. germanica male adults at a concentration of 10㎎/♂ filter paper. Among apiaceae plant essential oils tested, dill (Anethum graveolens), carvi (Carum carvi), cumin (Cuminum cyminum) and ajowan (Trachyspermum ammi) essential oils showed strong contact toxicity against B. germanica male adults at a concentration of 1㎎/♂. Among myrtaceae plant essential oils, Eucalyputus polybractea, E. smithii, E. radiata, E. dives, Melaleuca dissitiflora, M. uncinata, M. linariifolia and E. globulus essential oils showed strong fumigant toxicity at 10㎎/♂ filter paper and strong contact mortality at 1㎎/♂ against B. germanica male adults, respectively. The chemical components of the essential oils with strong fumigant and contact toxicity were then analyzed by GC-FID and GC-MS, and their fumigant and contact toxicity were also tested. The fumigant toxicity of carvone showed the strongest activity against B. germanica male and female adults at all tested concentrations. Those of 1,8-cineole, dihydrocarvone, cuminaldehyde, trans-anethole, p-cymene, γ-terpinene, terpinolene and terpinen-4-ol showed strong toxicity against B. germanica male and female. The contact activity of carveol, cuminaldehyde, carvone, trans-anethole, thymol, p-cymene and eugenol showed the strong toxicity against B. germanica male and female adults. The chemical components of the essential oils combined and their fumigant and contact activities were also tested.

국문 초록 (Abstract)

미나리과, 도금양과에 속하는 22종 식물체 정유와 활성이 우수한 정유에서 동정된 화합물들의 독일바퀴 (Blattella germanica L.)의 수컷과 암컷 성충에 대한 훈증 및 접촉 독성을 실험하였다. 미나리과 11종의 정유에 대한 훈증 독성 실험 결과, dill(Anethum graveolens) 과 carvi(Carum carvi) 정유는 5mg/filter paper 농도에서, cumin(Cuminum cyminum) 정유는 10mg/filter paper 농도에서 바퀴 수컷 성충에 대해 100%의 살충 활성을 나타내었고, 암컷 성충에 대해서는 dill, carvi, cumin 정유가 20mg/filter paper 농도에서 70% 이상의 높은 살충 활성을 보였다. 접촉 독성 실험에서는 바퀴 수컷 성충에 대해 1mg/♂ 농도에서 dill, carvi, cumin, ajowan(Trachyspermum ammi) 정유가 100%의 높은 살충 활성을 나타냈다. 암컷 성충은 2mg/♀ 농도에서 cumin, ajowan 정유는 100%, dill, carvi 정유는 70% 이상의 살충 활성을 보였다. 도금양과 11종의 정유에 대한 훈증 독성 실험 결과, 수컷 성충에 대해 Eucalyptus polybractea, E. smithii, E. radiata, E. dives, Melaleuca uncinata 그리고 E. globulus 정유는 10mg/filter paper 농도에서 100%, M. dissitiflora와 M. linariifolia 정유는 10mg/filter paper 농도 처리에서 70% 이상의 높은 살충 활성을 보였다. 암컷 성충에 대해서는 20mg/ filter paper 농도에서 E. polybractea, E. smithii, E. dives, M. uncinata 그리고 E. globulus 정유는 100%, E. radiata 정유는 90% 이상의 살충 활성을 나타내었다. 접촉 독성 실험에서는 수컷과 암컷 성충에 대해 E. polybractea, E. smithii, E. radiata, E. dives, M. dissitiflora, M. uncinata 그리고 E. globulus 정유는 1mg 농도에서 수컷과 암컷 성충 모두에 100%의 살충 활성을 보였다. 높은 살충 활성을 보인 정유는 GC-FID 와 GC-MS를 이용하여 성분을 동정하였다. 동정된 화합물들의 훈증 독성 실험에서 carvone과 cuminaldehyde는 실험한 모든 농도에서, 1,8-cineole과 dihydrocarvone은 5mg/filter paper, p-cymene, γ-terpinene, terpinolene, terpinen-4-ol 그리고 trans-anethole은 10 mg/filter paper 농도에서 수컷 성충에 대해 100%의 살충 활성을 보였다. 암컷 성충에 대한 실험 결과, carvone은 2.5 mg/filter paper, 1,8-cineole, dihydrocarvone 그리고 trans-anethole은 5 mg/filter paper 농도에서 높은 살충 활성을 보였다. 화합물의 접촉 독성 실험 결과, 수컷 성충에 대해 thymol은 0.125mg/♂, cuminaldehyde, trans-anethole 그리고 eugenol은 0.25mg/♂ 농도에서 높은 살충 활성을 보였고, 암컷 성충에 대해서는 thymol이 0.25mg/♀ 농도에서 높은 활성을 보였다. 효과가 좋은 정유성분들의 혼합물을 만든 후, 화합물들을 하나씩 빼서 살충활성을 비교하여 살충활성에 중요한 성분 및 각 성분들의 시너지 효과를 조사하였다. 미나리과에 속하는 정유 중 효과가 좋았던 dill, carvi, cumin 정유의 성분을 혼합해서 하나씩 빼는 실험을 한 결과, 훈증 독성 실험에서는 dill과 carvi 정유는 carvone을 뺐을 때 살충 효과가 전혀 없었고, cumin 정유는 cuminaldehyde를 뺐을 때, 다른 성분을 뺐을 때보다 낮은 살충 효과를 보였다. 접촉 독성 실험에서는 성충 수컷과 암컷에 대해 dill과 carvi 정유에서는 carvone, cumin 정유에서는 cuminaldehyde, ajowan 정유에서는 thymol을 뺐을 때, 다른 성분을 뺐을 때보다 낮은 살충 효과를 나타냈다. Carvone, cuminaldehyde 그리고 thymol 화합물이 각각의 정유에서 살충 활성을 나타내는 중요한 성분임을 알 수 있다. 도금양과 중에서 효과가 좋았던 E. polybractea, E. smithii, E. radiata 그리고 E. dives 정유는 1,8-cineole, M. dissitiflora와 M. linariifolia 정유는 terpinen-4-ol을 뺐을 때, 훈증과 접촉 독성 모두 성충 수컷과 암컷에 대해 다른 성분을 뺐을 때보다 낮은 살충 효과를 나타내었다. 1,8-Cineole과 terpinen-4-ol 화합물이 각각의 정유에서 살충 활성을 나타내는 중요한 성분임을 알 수 있다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 연구사 3
• Ⅲ. 재료 및 방법
• 1. 식물체 정유와 화합물. 6
• 2. 실험곤충. 8
• 3. Gas chromatography (GC-FID). 8
• 4. Gas chromatography-mass spectrometry 8
• 5. 훈증 독성 실험. 9
• 6. 접촉 독성 실험. 10
• 7. 통계분석. 10
• IV. 결과
• 1. 미나리과 (Apiaceae) 정유. 11
• (1) 정유의 훈증 독성. 11
• (2) 정유의 접촉 독성. 14
• (3) 정유 성분 분석. 16
• (4) 정유 성분의 훈증 독성. 20
• (5) 정유 성분의 접촉 독성. 23
• (6) 정유 성분 혼합물의 훈증 및 접촉 독성. 26
• 2. 도금양과 (Myrtaceae) 정유. 31
• (1) 정유의 훈증 독성. 31
• (2) 정유의 접촉 독성. 34
• (3) 정유 성분 분석. 37
• (4) 정유 성분의 훈증 독성. 43
• (5) 정유 성분의 접촉 독성. 46
• (6) 정유 성분 혼합물의 훈증 및 접촉 독성. 49
• Ⅴ. 고찰 52
• Ⅵ. 요약 59
• Ⅶ. 인용문헌 62