Naphthoquinone 화합물을 이용한 유해 조류 제어 및 기작에 관한 연구

Abstract

해양의 생산 활동이 가장 활발하게 일어나고 있는 연안 해역에서 1960년 이후부터 유해적조가 발생하여 연안의 생산성과 수산식품의 안전성을 위협하고 인간의 해양이용활용을 현저히 위축시키고 있다. 특히 최근까지의 연구결과 이와 같은 유해조류의 피해가 지속적으로 증가할 것으로 예상하고 있으나 1998년부터 정부사업으로 황토살포 방제사업을 수행하는 계획 외의 이를 효율적으로 대응하기 위한 대책은 아직까지 수립되어있지 않다. 따라서 본 연구는 이러한 유해적조(Harmful algal blooms, HABs)의 대발생을 보다 효율적으로 제어 하고자 합성한 Naphthoquinone (NQ) 화합물 51개를 이용하여 유해조류(Heterosigma akashiwo, Chattonella marina, Cochlodinium polykrikoides) 3종과 무해조류(Naviculosa pelliculosa, Amphidium sp., Phaeodactylum EPV, Nannochloropsis WT) 4종을 대상으로 살조능 확인하고 제어 기작을 밝히고자 하였다. 살조능의 결과 NQ 화합물의 구조 차이에 따른 유해 조류의 살조능 효과가 다름을 알 수 있었다. 그 중 선택된 NQ 화합물의 특징은 유해조류인 Heterosigma akashiwo, Chattonella marina, Cochlodinium polykrikoides에는 우수한 살조 효과를 보였으며, 상대적으로 무해 조류인 Naviculosa pelliculosa, Amphidium sp., Phaeodactylum EPV, Nannochloropsis WT에는 살조 효과를 보이지 않았다. 선택된 NQ 화합물을 대상으로 유해조류에 대한 제어 기작을 알아보기 위해 우선적으로 형태적인 변화를 관찰하였으며, 유해조류의 형태적 변화의 특징은 공통적으로 세포막이 터지면서 사멸과정이 전개되었다. 광합성률 측정을 위해 산소발생률과 광계(PS) Ⅱ의 효율을 측정하였으며 기존 고등식물의 제초제로 이용되고 있는 DCMU와 비교를 통하여 적조 제어 기작을 밝히고자 했다. 산소발생률의 결과, 광합성 저해율이 DCMU와 차이가 없음을 확인하였다. 광계 II의 효율을 측정한 결과, DCMU처리된 유해조류의 Fv/Fm 값과 NQ 화합물을 처리한 유해조류의 Fv/Fm 값과 큰 차이를 발견하지 못하였다. 이것으로 미루어 보아 선택된 NQ 화합물 경우 살조기작은 광합성이 아닌 다른 원인이 존재하는 것으로 보인다.