Phytotoxins produced by the filamentous fungi pathogenic to gramineous plants

국문 초록 (Abstract)

일반적으로 식물병리학의 영역에서 다루어지는 병원체는 mycoplasma, 박테리아. 곰팡이, 바이러스와 viroids를 포함하여 거기에서 살아가는 그들 사이에서 살아가는 성충류이다. 모든 감염성 병원체중에서 곰팡이는 식물에서 가장 심각한 손상을 초래하는 것으로 알려져있다. 식물에서 식물병원성 곰팡이가 질병을 야기하는 알려진 많은 방법들중에서 “phytotoxins”은 식물병원성 곰팡이들이 매우 직접적으로 질병을 야기하는 것으로 알려졌고, 메카니즘에서 가장 중요한 요소들중 하나로 간주되어졌다. 비록 “phytotoxins”의 정의에 관한 많은 의견들이 있지만, 역자는 식물에 질병을 초래하는 분명히 알려진 식물병원체의 화학적 생산물이 식물질병에 확실한 영향을 미친다고 한 scheffer의 정의가 식물생리학의 관점에서 표준견해라 믿는다. 그러나 이 정의가 여러 타입의 호르몬과 효소들을 포함한 이후에는 역자는 scheffer's 정의로부터 이들 호르몬과 효소들을 제외한 더 좁은 의미로 이 단어를 사용하는 것으로 했다. 이제까지는 기생을 확립하는 중요한 역할에서의 다양한 phytotoxins이 보고되었다. 특히 hostspecific toxin, 또는 HST라 불리는 toxin들이 숙주 식물에서 그들의 higly-selective toxicities 때문에 많은 식물 병리학자들에게 많은 관심을 끌었다. 최금에 Helminthosporium속과 Alternaria속에 속하는 14종 이상이 병원성 곰팡이가 HST를 생산하는 것으로 알려졌다. 그리고 이들은 질병형성의 분자적 메카니즘을 연구하는 도구로서 사용되고, 그들의 생산자 미생물에서 병원성의 화학적 1차 결정자로서 행동한다는 것을 간주 되어졌다. 이것들 중에서 볏과식물의 병원체로부터 나온 toxin들이 볏과(Gramineae0에서 Plant-microbe관계의 화학적 근거가 관계�Ю막�유효한 조사결과가 특히 흥미로왔다. 어느정도 단일한 화학적 구조로 인한 다양한 metabolit들이 이미 유사한 병원체의 배양으로부터 분리되었다. 비록 이들의 toxicities는 HST들 만큼은 specific하지 않았다. HST를 포함한 대부분의 phytoxin의 적용 방법은 아직 완전히 해명되지는 않았다. 그러나 이들 중 일부는 식물에서 중요한 metabolic 조절 메카니즘에서 나타난다. 잘 알려진 예는 gibberreillin의 발견이다. Gibberella fujicuroi에 의해 나타나는 rice질병인 "bakanae"에 관하여 Kurosawa는 모든 특징적인 질병 증상은 벼에 병원성곰팡이의 cell-free culture filtrate 처리를 해주면 재발한다는 것을 발견하였다. 나중에 이 증상은 곰팡이에 의해 생산되는 gibberellin이라 병병되어진 화학적 구조 또는 phytotoxin에 기인하였다. 이것은 실제로 거대한 식물 호르몬들중 하나라는 발견을 초래했다. 게다가 이들의 식물병리학적 그리고 생리학적 측면에서 phytotoxin은 또한 식물성장조절의 새로운 타입의 발전이라는 관점에서 흥미로운 것이다. 많은 농약이 natural origin의 leal-compound로부터 발달함으로써 자연적 생산물로써 일반적으로 phytotoxin은 특별한 형태를 가지고 있다. 다음에 따르는 1.화학적으로 쉽게 얻을 수 없는 구조적 다양성 2.기질 특이적 병원체에서 비교되는 가능한한 선택적 활성도 3.환경적 오염에서 최소한의 효력에 결과를 초래하는 가능한한 생물학적 분해력. 그러므로 적당한 화학저 변형과 함께 이들의 형태의 이용에 있어서나 최대화를 위해서 phytotoxin은 효능있고 선택적이고, 환경 친화제를 생성해야 한다. 숙주식물 잎에 괴사반점을 초래하는 병원성 곰팡이의 많은 종은 흥미로운 phytotoxic metabolite를 생산하는 것이 발견되었다. 최근 연구에서 역자는 두 개의 filamentous 곰팡이 Drechslera siccans와 Bipolaris cynodontis 배양에서 볏과 식물에 갈색잎을 초래하는 병원성 phytotoxin을 조사했다. ChapterⅡ, ChapterⅢ에서 D. siccans와 B. cynodontis에 대해 각각 설명하고 phytotoxic metabolite의 분리와 구조에 대해 설명했다. 각 Chapter에서 구조적 연구는 2D NMR실험을 포함한 구조 분석에 기초를 두고 실행했다. Chapter4에서는 병원체의 숙주 식물안에서 얻은 phytotoxicities 화합물에 대해 다룬다. Chapter5에서 연구는 분리된 미토콘드리아계에서 phytotoxin의 호흡저해 활성도와 역할 이들의 활성방법을 알아내는 것 뿐 아니라 이들 phytotoxin의 pathogenesis의 역할에까지 설명하였다. 마지막으로 Chapter6에서는 저해 활성도가 toxin의 물리화학적 성질에 의해 해석하였다.

목차 (Table of Contents)

• Contents
• Chapter I. General Introduction = 1
• Chapter II. Phytotoxins produced by the plant pathogenic fungus Drechslera siccans = 6
• II-1. Introduction = 6
• II-2. Isolation of Phytotoxin from Drechslera siccans = 6
• II-3. Structure elucidation = 7
• II-4. Discussion = 17
• II-5. Experimental = 20
• Chapter III. Phytotoxins produced by the plant pathogenic fungus Bipolaris cynodontis = 21
• III-1. Introduction = 21
• III-2. Isolation of the toxins. = 21
• III-3. Structure elucidation of the phytotoxins = 24
• III-4. Discussion = 79
• III-5. Experimental = 81
• Chapter IV. Inhibitory activity of the phytotoxins root growth of the host plants = 85
• IV-1. Introduction = 85
• IV-2. Materials and Methods = 85
• IV-3. Results and Discussions. = 86
• Chapter V. Inhibition of Mitochondrial Electron-Transfer by Cochlioquinone Derivatives = 90
• V-1. Introduction = 90
• V-2. Materials and Methods = 91
• V-3. Results = 94
• V-4. Discussion = 98
• Chapter VI. Quantitative Structure-Activity Relationship of Cochlioquinone Derivatives = 100
• VI-1. Introduction = 100
• VI-2. Materials and Methods = 100
• VI-3. Results and Discussion = 103
• Conclusion = 109
• References = 110
• Acknowledgments = 115