ALS (아세토락테이트 합성효소, Acetolactate Synthase)

 

'ALS'는 아세토락테이트 합성효소 (Acetolactate Synthase) 효소를 의미.

역할: 이 효소는 식물에서 발린, 류신, 이소류신과 같은 필수 가지 사슬 아미노산(branched-chain amino acids)을 합성하는 데 핵심적인 역할을 한다.
제초제 ALS 저해제는 이 효소의 작용을 방해하여 식물이 필수 아미노산을 만들지 못하게 함으로써 잡초의 생장을 멈추게 하고 고사시키는 작용 기전을 가진 제초제 계열을 통칭한다. 이 계열의 제초제는 광범위하게 사용되지만, 잡초의 저항성 문제도 심각하다.

1. ALS 저해제의 작용 기전:
ALS 저해제는 식물의 ALS 효소 활성을 억제. 이로 인해 식물은 필수 아미노산을 만들 수 없게 되고, 이는 결국 세포 분열을 멈추게 하여 잡초의 성장을 저해하고 고사시킨다.
동물에는 ALS 효소가 없기 때문에 ALS 저해제는 사람이나 동물에게는 독성이 낮아 비교적 안전하다고 알려져 있다.

2. ALS 저해제 종류 (화학 구조에 따른 분류):
ALS 저해제는 다양한 화학 구조를 가진 여러 계열로 나뉩니다. 주요 계열은 다음과 같다.
설포닐우레아(Sulfonylurea, SU)계: 가장 대표적인 ALS 저해제 계열이다. (예: 메트설퓨론-메틸, 벤설퓨론-메틸 등)
이미다졸리논(Imidazolinone, IMI)계: (예: 이마자퀸, 이마제타피르 등)
트리아졸로피리미딘(Triazolopyrimidine, TP)계: (예: 플루메트설람, 디클로설람 등)
피리미디닐옥시벤조산(Pyrimidinyl-oxybenzoic, PO)계: (예: 비스피리박-나트륨 등)
설포닐아미노카르보닐트리아졸리논(Sulfonylaminocarbonyltriazolinone, SA)계: (예: 플루카르바존-나트륨 등)

3. ALS 저해제 저항성:
ALS 저해제는 효과가 뛰어나고 광범위하게 사용되면서, 잡초들이 이에 대한 저항성을 획득하는 문제가 심각하게 발생하고 있다. 이는 전 세계적으로 보고되는 제초제 저항성 사례의 약 3분의 1을 차지할 정도로 흔하다.

저항성 발생 원인:
작용점 돌연변이 (Target-site resistance, TSR): ALS 효소의 유전자에 돌연변이가 발생하여 ALS 저해제가 결합할 수 없게 되거나 결합력이 약해지는 경우다.
비작용점 저항성 (Non-target-site resistance, NTSR): 제초제가 잡초 체내에서 분해되거나, 작용점에 도달하기 전에 배출되는 등 작용점 외적인 요인으로 저항성을 나타내는 경우다.

저항성 잡초: 한국 논에서는 물달개비, 미국외풀, 마디꽃, 올챙이고랭이, 알방동사니, 올미, 벗풀 등 다양한 잡초들이 ALS 저해제에 대한 저항성을 나타내고 있다. 피(돌피, 물피, 강피) 중에서도 ALS 저해제에 저항성을 보이는 개체들이 확인된다.

4. ALS 저해제 사용 방법 및 주의사항:
다양한 제초제 계열 사용: 저항성 발현을 억제하기 위해 ALS 저해제만 계속 사용하기보다는 다른 작용 기전을 가진 제초제와 번갈아 사용하거나 혼용하여 사용하는 것이 중요하다.
정확한 사용량 및 시기 준수: 권장량을 지키고 잡초 생육 단계에 맞춰 적절한 시기에 살포해야 효과를 높이고 저항성 발현 위험을 줄일 수 있다.
물 관리: 논 제초제의 경우, 논물 관리가 매우 중요하다. 제초제 살포 후 적절한 깊이의 논물 유지 및 유출 방지는 약효 지속에 필수적입니다.
종합적 잡초 관리 (IWM): 제초제 사용 외에도 경운, 윤작, 손 제초 등 다양한 비화학적 방제 방법을 병행하여 잡초 발생량을 줄이고 저항성 발현을 늦추는 노력이 필요하다.

 

제초제 제품

1. 설포닐우레아(Sulfonylurea, SU)계
유효성분 예시:
벤설퓨론-메틸 (Bensulfuron-methyl): 국내 논 제초제에서 가장 흔하게 사용되는 ALS 저해 성분 중 하나입니다.
피라조설퓨론-에틸 (Pyrazosulfuron-ethyl): 역시 논 제초제에 많이 사용됩니다.
메트설퓨론-메틸 (Metsulfuron-methyl): 밭이나 비농경지 등 광엽잡초 방제에 사용되기도 합니다.
아짐설퓨론 (Azimsulfuron)
제품명 예시 (단일 성분 또는 혼합제):
키맨 (벤설퓨론-메틸을 포함한 복합제)
파워풀 (피라조설퓨론-에틸을 포함한 복합제)
부매랑 (벤설퓨론-메틸 + 벤조비사이클론 + 펜트라자마이드 혼합제) - 팜한농 제품
성보나이스 (사이클로설파뮤론 + 페녹슐람 혼합제) - 성보화학 제품

2. 이미다졸리논(Imidazolinone, IMI)계
유효성분 예시:
이마자퀸 (Imazaquin)
이마제타피르 (Imazethapyr)
제품명 예시: 주로 밭작물이나 비농경지에서 사용된다. 국내에서는 단독 제품보다는 다른 제초제와 혼합하여 사용되는 경우가 많다.

3. 트리아졸로피리미딘(Triazolopyrimidine, TP)계
유효성분 예시:
페녹슐람 (Penoxsulam): 논 제초제에 많이 사용됩니다.
디클로설람 (Diclosulam)
제품명 예시:
살초대첩 (페녹슐람) - 코르테바 아그리사이언스, 동방아그로 살초대첩 3kg, Sg한국삼공 살초대첩 100ml 제품
중기스타 (펜퀴노트리온 + 페녹슐람 혼합제) - 경농 제품

4. 피리미디닐옥시벤조산(Pyrimidinyl-oxybenzoic, PO)계
유효성분 예시:
비스피리박-나트륨 (Bispyribac-sodium): 주로 논에서 피와 같은 화본과 잡초 방제에 사용됩니다.
피리미노박-메틸 (Pyriminobac-methyl)
제품명 예시:
논장군 (비스피리박-나트륨) - 동방아그로 제품
엔페라 (펜퀴노트리온 + 피라클로닐 + 피리미노박메틸 혼합제) - 경농 제품