꿀풀과 · 도금양과 식물체 정유 및 정유 유래 성분의 수목 병원균 3종에 대한 항균 활성 효과

Abstract

본 연구는 꿀풀과(Lamiaceae) 및 도금양과(Myrtaceae) 정유에 속하는 정유 33종과 활성이 우수한 정유에서 유래된 성분들을 대상으로 참나무시들음병(Raffaelea quercus-mongolicae K.H. Kim, Y.J. Choi & H.D. Shin), 모잘록병(Rhizoctonia solani J.G. Kühn), 그리고 근두암종병(Agrobacterium tumefaciens Smith & Townsend)에 대한 훈증 및 접촉 항균 활성을 검정하였다. 식물체 정유에 대한 훈증 항균 활성을 검정한 결과, R. quercus-mongolicae에서는 꿀풀과 정유인 summer savory (Satureja hortenesis)와 thyme white (Thymus vulgaris) 그리고 도금양과 정유인 allspice MR (Pimenta doica)이 2.5 ㎕/paper disc 농도에서 100% 항균 효과를 나타냈다. R. solani에서는 꿀풀과 정유인 summer savory와 thyme white가 2.5 ㎕/paper disc 농도에서, 도금양과 정유인 lemon tea tree (Leptospermum petersonii))가 5 ㎕/paper disc 농도에서 100% 항균 효과를 나타냈다. A. tumefaciens에서는 꿀풀과 정유인 summer savory와 thyme white가 10 ㎕/paper disc 농도에서 각각 2.71 ㎝, 2.65 ㎝, 도금양과 정유인 lemon eucalyptus (Eucalyptus citriodora Hook.), creek tea tree (Melaleuca dissitiflora), bay, 그리고 allspice MR이 10 ㎕/paper disc 농도에서 각각 2.54 ㎝, 2.27 ㎝, 1.58 ㎝, 1.47 ㎝의 생육저지환(inhibition zone)이 나타났다. 식물체 정유에 대한 접촉 항균 활성을 검정한 결과, R. quercus-mongolicae에서는 꿀풀과 정유인 summer savory와 thyme white의 MIC 값이 각각 450 ㎍/㎖, 700 ㎍/㎖, 도금양과 정유인 bay 와 allspice MR의 MIC 값이 각각 700 ㎍/㎖, 450 ㎍/㎖으로 나타났다. R. solani에서는 꿀풀과 정유인 summer savory와 thyme white의 MIC 값이 각각 600 ㎍/㎖, 800 ㎍/㎖, 도금양과 정유인 bay와 allspice MR의 MIC 값이 각각 800 ㎍/㎖, 650 ㎍/㎖으로 나타났다. A. tumefaciens에서는 꿀풀과 정유인 summer savory와 thyme white의 MIC 값이 각각 650 ㎍/㎖, 800 ㎍/㎖, 도금양과 정유인 bay와 allspice MR의 MIC 값이 각각 1,200 ㎍/㎖, 1,000 ㎍/㎖으로 나타났다. 식물체 정유 유래 성분에 대한 훈증 항균 활성을 검정한 결과, R. quercus-mongolicae에서는 thymol이 0.625 ㎕/paper disc 농도, carvacrol이 1.25 ㎕/paper disc 농도, eugenol이 2.5 ㎕/paper disc 농도에서 100% 항균 효과를 나타냈다. R. solani에서는 thymol과 carvacrol은 0.625 ㎕/paper disc 농도, neral과 geranial은 1.25 ㎕/paper disc 농도에서 100% 항균 효과를 나타냈다. A. tumefaciens에서는 thymol과 carvacrol이 2.85 ㎝, 2.75 ㎝의 생육저지환(inhibition zone)이 나타났다. 식물체 정유 유래 성분에 대한 접촉 항균 활성을 검정한 결과, R. quercus-mongolicae에서는 thymol과 carvacrol의 MIC 값은 250 ㎍/㎖, eugenol의 MIC 값은 350 ㎍/㎖로 나타났다. 농약인 benomyl, propiconazole, 그리고 tebuconazole은 각각 12.5 ㎍/㎖, 12.5 ㎍/㎖, 6.25 ㎍/㎖로 나타났다. R. solani에서는 thymol과 carvacrol의 MIC 값은 350 ㎍/㎖로 나타났고, eugenol의 MIC 값은 500 ㎍/㎖로 나타났다. 농약인 benomyl, propiconazole, 그리고 tebuconazole은 12.5 ㎍/㎖, 12.5 ㎍/㎖, 25 ㎍/㎖로 나타났다. A. tumefaciens에서는 thymol과 carvacrol의 MIC 값은 350 ㎍/㎖로 나타났고, geraniol은 450 ㎍/㎖, β-citronellol은 500 ㎍/㎖로 나타났다. 항생제인 streptomycin sulfate salt는 3.125 ㎍/㎖로 나타났다. 결론적으로 수목병원균 3종에 대한 훈증 및 접촉 살균 활성이 우수한 정유는 summer savory, thyme white, bay, 그리고 allspice MR이고, 정유 유래 성분은 thymol, carvacrol, eugenol, 그리고 geraniol이다. 또한 eugenol과 유사한 화학구조를 가진 isoeugenol 역시 효과가 좋았다. 또한 식물체 정유 및 정유 유래화합물의 작용기작을 규명하기 위하여 활성이 우수한 thyme white, allspice MR, thymol, 그리고 eugenol을 처리한 A. tumefaciens의 차등발현유전자(differentially expressed genes)을 탐색하였다. 그 결과 모든 실험군에서 산화적 스트레스를 조절하는 유전자의 발현이 억제되었음을 확인하였다. 이는 식물체 정유 및 정유 유래 화합물을 처리한 세균은 활성산소종을 조절하지 못하게 되고 이로 인해 과도한 활성산소종이 존재하는 환경에 노출되어 결국 사멸하게 된다는 것을 의미한다.