[전남인터넷신문]정유(에센셜 오일)는 화장품이나 식품 등 폭넓은 분야에서 사용되고 있다. 정유는 인체에 미치는 영향이 거의 없으며 다양한 생물학적 활성을 통해 인간의 건강에 좋은 효과를 발휘하는 것으로 알려져 있다. 페퍼민트 정유에는 항염증 작용, 신경보호 작용, 항산화 작용 등의 다양한 효과가 있다.

정유의 이러한 효과는 정유에 포함된 테르페노이드(terpenoid)의 효과로 알려져 있다. 정유는 해충에 대한 기피제로도 유용하며 식물의 방어 반응 활성화를 통한 해충 방제 효과를 기대할 수 있다. 예를 들어 대두와 소송채(小松菜)를 박하 근처에서 재배하면 잎의 방어 특성이 크게 증가한다.

이러한 반응은 식물간 커뮤니케이션으로 알려진 현상이며, 박하가 방출하는 휘발성 유기화합물에 식물이 반응함으로써 생기는 것이 분명 해지고 있다. 따라서 식물은 유기화합물의 방출과 같은 영향을 받아 병원체와 해충에 대한 방어 메커니즘을 강화할 수 있다.

최근의 농업이나 원예에서는 환경 부하가 적고, 보다 안전성이 높은 재배 방법이 요구되고 있어 식물 방어 증강제의 연구와 실용화가 급무가 되고 있다. 그러나 이러한 과제를 극복하는 데 필요한 기초적인 지식은 아직 충분히 쌓여 있지 않다.

이러한 배경에서 도쿄이과 대학 선진 공학부 생명 시스템 공학과의 아리무라 겐이치로(有村源一) 교수 등은 11종류의 식물 정유의 희석 용액을 토마토가 심어진 화분의 각 토양에 처리했다.

그 결과 장미 정유 용액을 사용한 토마토에서는 24시간 후 잎에서 방어 유전자가 유의하게 증가하는 것으로 확인되었다. 그 효능을 확인하기 위해 다양한 농도로 실험한 결과 1×105배 희석한 장미 정유 용액만이 방어 유전자의 발현을 촉진했다.

장미 정유 용액으로 처리한 토마토는 대조 용매로 처리한 식물에 비해 해충인 담배거세미나방(Spodoptera litura)의 유충에 의한 잎의 식해가 적고, 암컷 점박이응애(Tetranychus urticae)의 성충에 의한 산란 수가 감소하는 것이 판명되었다. 장미 정유 용액을 잎에 직접 분무했을 경우 방어 유전자의 활성화는 관찰되지 않았다.

연구진은 장미 정유 내 성분을 조성 분석했다. 그 결과 장미 정유에는 베타-시트로넬롤(β-citronellol)과 게라니올(geraniol)과 같은 특유의 테르페노이드(terpenoid)가 포함되어 있었다.

그래서 테르페노이드가 식물 방어에 미치는 영향을 평가하기 위해 토마토 토양에 6.27μM 베타-시트로넬롤 또는 2.46μM 게라니올(희석된 장미 정유 용액에 포함된 것과 동일한 농도로 준비)을 처리했다. 그 결과, 베타-시트로넬롤의 처리구는 1일 후 잎의 방어 유전자 수준이 유의하게 증가했다. 이를 통해 베타-시트로넬롤이 장미 정유의 식물 방어 강화 특성의 열쇠 물질인 것이 분명해졌다.

또한 3주간의 야외 연구를 통해 토마토에 대한 장미 정유 용액의 효능을 평가하였다. 3일마다 토마토 재배 토양을 장미 정유 용액으로 처리한 결과, 대조 용액에 비해 자연 발생하는 해충에 의한 피해가 54.5%로 감소하는 것이 실증되었다.

마지막으로, 장미 정유 용액에 대한 점박이응애와 칠레이리응애(Phytoseiulus persimilis)의 반응을 평가했다. 그 결과 장미 정유 용액은 칠레이리응애와 같은 해충의 포식성 천적을 유인하는 생리 활성을 갖는 것이 시사되었다. 또한, 이 연구에서는 1×105배 희석한 장미 정유를 이용해 저농도에서 사용이 가능하다는 것도 나타났다.

위와 같은 연구 결과에서 장미 정유는 저농도로의 사용이 가능하고, 일반적인 농약과는 달리, 식물의 잠재적인 방어력을 높인 자재인 것으로 나타났다. 따라서 환경친화적이고 농약에 과도하게 의존하지 않는 유기 재배 시스템의 실현이 가능할 것으로 기대된다.

[자료 출처]

Eiki Kaneko, Kenji Matsui, Ruka Nakahara, and Gen-ichiro Arimura. 2024. Novel Potential of Rose Essential Oil as a Powerful Plant Defense Potentiator. ournal of Agricultural and Food Chemistry. https://doi.org/10.1021/acs.jafc.3c08905