내충 활성 식물 엑디스테로이드 연구 동향
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2022
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Korean
KDC
523
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3903
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학술저널
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53-60(8쪽)
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엑디스테로이드(ecdysteroid)는 곤충의 탈피호르몬인 엑디손(ecdysone)의 유사화합물을 총칭하는 것인데, 이 화합물은 동물계(곤충) 뿐만 아니라 식물계에도 존재한다. 현재까지 밝혀진 엑디스테로이드는 500여종인데, 곤충과 식물에 공통으로 존재하는 엑디스테로이드의 대표적인 활성 화합물은 엑디스테론[ecdysterone, 20-hydroxyedcysone(20E)]이다. 20E는 곤충에서는 탈피뿐만 아니라 배 발생, 변태, 발달, 생식 등에도 관여하는 중요한 호르몬으로 밝혀져 있고, 식물에서는 비적응 식물가해 곤충에 대한 방어작용을 하는 내충활성물질로 알려져 있다. 실제로 본 연구실에서도 20E 또는 20E를 함유한 식물추출물의 내충활성을 확인하여 본 결과, 일부 곤충에 대한 섭식저해, 기피뿐만 아니라 살충활성도 나타내는 것으로 확인되었다. 따라서 이 화합물은 작물을 해충으로부터 보호하는 작물보호제로 개발이 가능할 것으로 보이는데, 특성상 극성이 매우 높아 곤충의 외피를 투과하여 체내로 흡수시키기가 용이하지 않고, 해충뿐만 아니라 생태계 모든 곤충에 작용하여 생태계 교란의 위험이 있어 직접 작물보호제로 개발하는 데에는 어려움이 있다. 반면, 20E의 식물체내 흡수/전이/축적 정도를 확인하여 본 결과, 작물에 따라 차이는 있지만 흡수/전이/축적이 매우 용이하고, 축적량도 활성농도 이상인 것으로 확인되었다. 이러한 결과로 볼 때, 20E를 육묘보호제로 개발하여 한정된 공간 내에서 일시적으로 활용하는 것은 충분한 것으로 판단된다. 한편, 최근 분자육종기술의 발달로 인해 식물의 20E 생합성 유전자들을 활용하여 작물의 20E 생합성계를 제어함으로써 20E 함유 내충성 작물을 개발하려는 노력들을 많이 하고 있는데, 현재까지는 식물의 20E 생합성계 및 관련 유전자들이 거의 밝혀지지 않아 이를 위해서는 우선 식물의 20E 생합성 유전자들을 구명하는 선행연구가 필요한 실정이다. 본 연구실에서는 20E 생합성계가 활성화 되어 있는 대표작물(시금치)을 대상으로 20E 생합성계 및 관련 유전자들을 구명하는 연구를 진행하고 있으며, 현재 10여종의 후보유전자들을 선발하여 각 유전자의 기능을 구명 중에 있다. 이러한 기반 연구를 통해 식물의 20E 생합성계 및 관련 유전자들이 명확히 구명된다면, 향후 20E 생합성 유전자들을 기반으로 내충성 작물 개발이 이루어 질 수 있을 것으로 보이며, 20E가 곤충의 중요한 호르몬이기 때문에 20E 함유 작물은 초광범위 내충성을 나타낼 수 있을 것으로 전망하고 있다. 특히, 20E는 내충활성 뿐만 아니라 인체에서 다양한 약리활성도 나타내는 것으로 알려지고 있어, 20E 함유 작물의 개발은 여러 가지 측면에서 전망이 매우 밝을 것으로 사료된다.
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