우리나라 전국명지에서 약 1400여점의 토양시료를 채취하여 이 토양 시료에서 방사선균 1635균주를순수분리 배양하고, 명 균주를 배양하여 생산되는 항생물질 중 paper disk method에 의해 벼문고 병균 Pellicularia sasakii에 대한 항균력을 나타내는 균주를 선발하고, 이차선발로서 Dendroid test method와 최종적 선발방법으로 벼를 대상으로 문고병 발생에 대한 green house test에 의하여 우수한 균주를 취득하였다.
목이의 국내 재배생산 기반을 마련하기 위해 국내외의 수집균주들의 재배적 특성을 조사하여 우량 균주를 선발하고, 선발된 계통에 대한 생리적 특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 수집계통별 자실체 형태에서 갈색계통 9계통, 흑색계통 5계통, 백색계통 1계통, 털목이 1계통, 기타 2계통으로 크게 5그룹으로 분류되었다. 수량이 가장 우수한 계통은 43007균주로 98.3 g/bag이었고, 43009, 43016, 43025와 44035계통도 60 g/bag 이상이었다. 이 중에서 재배기간이 짧고 수량이 우수한 계통으로 흑색 계통 43009, 백색계통 43009, 털목이 계통 43035를 재배시험을 위한 우량균주로 선발하였다. 선발계통에 대한 균사생장을 위한 적합배지로는 43007균주는 MCM배지, 43009와 43035균주는 GPYM 배지로 나타났다. 배양온도는 43007와 43035균주가 $30^{\circ}C$, 43009균주가 $25{\sim}^{\circ}C$에서 균사생장이 우수하였다. 선발균주 별 탄소원은 43007균주는 maltose, glucsoe, fructose, 43009균주는 fructose, 43035균주는 glucose로, 균주별로 차이가 있었으며, 질소원은 선발계통 모두 peptone을 이용 시 균사생장이 우수하였다. 선발계통별 C/N율은 43007 균주는 10에서, 43009균주는 10~20에서, 43035균주는 20에서 균사생장이 빠른 것으로 나타났다.
약용버섯인 영지버섯의 단핵균주 육성 및 원형질체 융합을 위한 육종소재를 개발하기 위하여 원형질체를 분리하여 neohaplont를 육성하였으며, 원형질체에 자외선을 조사하여 영양요구성 균주를 유발하였다. 영지의 2핵 균주로부터 원형질체를 분리, 재생하여 선발된 neohaplont의 선발율은 ASI 7091이 11.9%, ASI 7094는 전혀 선발을 하지 못하였으며 균주간 평균 선발율은 5.24%였다. 영지 단핵균주의 균사체로부터 분리한 원형질체에 자외선을 조사하였을 때 300초에서는 ASI 7074는 1.9%, ASI 7091은 0.17%의 생존율을 나타내었고 ASI 7100의 경우 모두 사멸하였다. 자외선을 10초에서 300초까지 자외선을 조사하여 총 1,536 colony를 얻어 영양요구주를 선발한 결과 ASI 7091 균주는 원형질체에 100초 처리한 colony에서 Nicotinic acid, PABA 요구주와 Riboflavin 요구주를 선발하였으며, 7100 균주에서는 60초의 자외선 처리에서 특성이 확인되지 않은 2개 균주를 선발하였다.
국내 일부 시설재배지는 장기간 과도한 양분 투입 등에 의한 염류 집적 현상이 문제가 되어왔으며, 최근 이상기온에 따른 온도장해에 의한 피해도 발생하고 있다. 이러한 현상에 대해 친환경적으로 대처하기 위하여 고염류와 온도 스트레스에 대해 작물에 내성을 증강시키는 미생물을 선발하였다. 국내 토양에서 분리한 1,944균주중 고염류 또는 온도 스트레스 조건에서 세균의 생장과 식물생장촉진 관련 특성(IAA 생성, ACC deaminase 활성, 인산가용화능)을 고려하여 20균주를 1차 선발(전체 균주의 1.03%)하였다. 1차 선발한 20균주 중 토마토 식물검정을 통해 고염류 또는 온도스트레스에 대한 내성을 유도하는 7세균(1차 선발균주의 35%, 전체 균주의 0.36%)을 단계적으로 선발할 수 있었다. 선발된 세균은 16S rRNA 유전자의 염기서열 분석을 통해 모두 Bacillus 속에 속하는 것으로 확인되었다. 이러한 결과로 선발된 7균주는 토마토의 고염류 또는 온도 스트레스에 대한 효과적인 미생물 제제로 활용이 가능한 것을 확인할 수 있었다.
좋은 청국장을 발효하는 균주를 선발하기 위하여 청국장 시료로부터 8개의 균주를 선발하였다. 이들 중 7균주는 Bacillus subtilis subsp. subtilis와 99.9% 이상의 가장 높은 16S rRNA 유사도를 보였고, 한 균주는 B. licheniformis와 높은 유사도를 보였다. 선발 균주의 효소 생성을 분석한 결과 모든 균주에서 amylase, cellulase, protease 그리고 lipase 활성을 보였고, 6균주에서 혈전용해능을 보였다. 또한 전통방법으로 제조한 청국장에서 분리한 균주들의 안전성을 확보하고자 분리균주와 계통학적으로 가까운 Bacillus cereus의 독소유전자 7종의 유무를 확인한 결과 모든 선발균주에서 독소유전자 7종을 가지고 있지 않았다. 선발 균주 중 8균주에서 histamine과 tyramine의 생성이 없거나 최소한의 생성을 보였고, HPLC를 이용한 바이오제닉 아민 분해능 분석 결과 대부분의 균주가 tyramine 분해능을 보였다. 선발된 균주로 발효한 청국장의 발효능, 관능, 휘발성염기질소 생성을 확인 하여 7균주가 좋은 품질의 청국장을 만드는 것으로 확인되었고, 이들 선발된 균주로 만든 청국장의 metabolic profile을 분석하였다.
본 연구에서는 조미용 저염된장을 개발하기 위해 정미성과 안전성이 우수한 고초균과 황국균을 이용하여 쌀 및 콩 발효액을 제조하고 숙성시키면서 이에 따른 장류 적용 특성을 분석하고 이를 조미용 저염된장에 적용하고자 하였다. 선별된 균주 3종을 이용하여 쌀과 콩의 발효물을 제조하였고 숙성기간에 따른 품질특성 변화를 확인하였다. 그 결과 쌀, 콩 발효물 모두 숙성기간에 따라 pH는 감소하고 적정산도, AN, 총당 및 환원당은 증가하는 경향을 보였으며 염도와 수분은 유의적인 차이를 보이지 않았다. 이 결과 콩, 쌀발효물의 발효 균주 및 숙성기간은 AN, 총당, 환원당 증가를 보인 균주 및 기간으로 선정하였다(콩: SRCM102487 및 3주, 쌀: SRCM104466 및 6일). 숙성로 선정하였다. 최종 선발된 균주와 대조구의 균주를 이용하여 각 발효물을 제조, 혼합한 후 조미저염된장을 제조한 후 특성을 비교하였다. 된장의 이화학적 특성인 pH와 적정산도, 염도는 유의적인 차이가 없으며, 아미노산성 질소 함량은 선발된 균주를 이용한 된장이 더 높은 함량을 보여주었다. 선발된 균주를 이용한 된장의 유기산은 citric acid와 lactic acid가 주요 유기산으로, 유리당은 glucose가 주요 유리당으로 나타났다. 된장의 유리아미노산 함량은 선발된 균주를 이용한 된장이 지미, 고미, 감미를 나타내는 아미노산 성분의 함량이 더 높은 결과를 보여주었다. 핵산관련물질은 hypoxanthine, inosine, IMP, AMP 순으로 높게 나타났으며, 선발된 균주를 이용한 된장이 IMP를 제외하고 나머지 3가지 물질 중에서 유의적으로 높은 함량을 나타내었다. 이와 같이 쌀과 콩을 선발된 균주로 발효하여 이를 된장에 적용하였을 때 다양한 아미노산과 핵산물질로 인해 된장의 풍미를 증진시키고 산업적으로 적용가능한 조미저염된장 제조가 가능할 것으로 판단되었다.
우리나라 여러 딸기 재배지에서 전형적인 시들음 증상을 나타내는 이병식물에서 분리한 32개의 Fusarium oxysporum 균주들을 vegetative compatibility와 전기영동에 의한 동위효소상의 차이에 의해 분류하고 이들과 병원성과의 관계를 알아보았다. Nitrate nonutilizing(nit) mutant를 이용하여 vegetative compatibility group으로 분류해 본 결과 크게 A, B, C, D의 4개 그룹으로 나눌 수 있었으며 A그룹에는 15개 균주, B그룹에는 7개 균주, C와 D그룹에는 각각 2개 균주, 그리고 single VCG인 6개 균주가 존재하였다. 전기영동에 의한 esterase, catalase, acid phosphatase, leucin-aminopeptidase(LAP)의 동위효소상을 비교하여 본 결과 I, II, III, IV의 4개 그룹으로 나눌 수 있었으 I 그룹에는 18개 균주, II그룹에는 2개 균주, III그룹에는 6개 균주, IV그룹에는 6개 균주로 분류할 수 있었다. 또한, VCG의 A와 D그룹에 속하는 모든 균주들의 동위효소상의 I 그룹에 속하였으며 VCG B그룹의 7개 균주들 중에서 5개 균주가 동위효소상의 IV그룹, 7개 균주들 중에서 5개 균주가 동위효소상의 IV그룹, 나머지 2개 균주는 I 그룹과 III 그룹에 속하였으며 C그룹의 균주는 III과 IV 그룹에 속하였고, single VCGs들은 III 그룹에 4개 균주, II 그룹에 2개 균주가 속하므로 VCG와 동위효소상 간에는 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다. 4개 딸기 품종에 대해 병원성을 비교하여 본 결과 VCG A에서 선발된 2개 균주들은 보교조생에 대해 가장 병원성이 강하였으며 정보나 여홍에 대해서도 강한 병원성을 가지고 있었다. 반면에 B 그룹에서 선발된 2개 균주들은 4개 품종에 대해 병원성이 약하거나 거의 없었으며 C 그룹에서 선발된 1개 균주는 여홍에 대해 상대적으로 가장 강한 병원성을 가지고 있었다.
하남성지역의 고추역병 발병포장 건전한 고추뿌리와 근권토양에서 세균 507균주를 분리하였는데, 그중에서 고추역병균에 길항효과가 우수한 G28-6, G28-5, I7-6과 H14-1균주를 선발하였다. In vitro에서 선발된 균주들은 고추역병균의 균사생장, 유주자낭과 유주자 형성, 그리고 피낭포자의 발아를 현저하게 억제하였고, Pot시험에서 선발된 균주 모두 70% 이상의 방제효과를 나타냈고, 포트시험에서 방제효과가 우수하였던 G28-6균주는 고추역병 자연발생 비닐하우스에서 79.4%의 방제가를 보여 공시된 화학농약 80% Mancozeb 보다 훨씬 높은 방제효과를 보였다. 뿐만 아니라 선발된 4균주 모두 in vitro에서 우수한 근권정착능력을 보였다. 고추역병 방제에 우수한 길항세균으로 선발된 G28-6균주의 16S rRNA gene 염기서열분석과 그의 형태적, 생리적 특성들을 Bergey's manual of Systematic Bacteriology를 기준으로 비교하여 Pseudomonas aurantiaca로 동정하였다.
갈반병이 유발된 느티리버섯과 비섯 재배장 주변 토양에서 채집한 균주로부터 갈반병 원인균주 4개와 갈항균주 3개를 선발하였다- 선발된 균주를 API 2DE kit에 의해 동정한 결과 갈반병 원인 균주 P-24, P-28은 Pseudomonas putida로 P-27, P-33은 P.tolaasii로 동정되었으며, 길형균주 중 A-ll, A-20은 Pseudomonas fluorescence로 A-29는 Pseudοmonas sp.로 동정되었으며, 그 중 A-ll 균주가 버섯 균사 및 자실체에 해를 주지 않으면서 길항성이 우수한 균주로 선발되었다. 길항성은 갈반병 원인균 대 길항균의 농도비를 1:1로 처리하였을 때 길항성이 양호하였다.
경북포항지역의 해안사구지역에서 서식하는 11종의 해안사구 식물의 근권으로부터 1,330균주의 근권세균들을 분리하였다. 이들 분리된 근권세균등 중에서 9종의 주요 식물병원성 진균인 Phytophthora capsici, Fusarium oxysporum, Corynespora casriicola, Colletotrichum acutatum, Botrytis cinerea, Rhizoctonia solani AG-1(IA), Pythium ultimum, Rhizoctonia solani AG-1(IB)에 대하여 넓은 항진균성 스펙트럼을 가지고 동시에 생장촉진호로몬 옥신을 생산하는 23균주의 근권세균을 선발하였다. 1차 선발된 23균주의 옥신 생산성 사구식물근권세균들에서 19균주가 항진균성 siderophore를, 4균주가 항진균성 cellulase를 생산할 수 있었으며, 17균주는 불용성 인산염을 분해할 수 있었다. 또, 23균주의 선발된 사구식물생장 촉진 근권세균들은 16S rDNA 염기서열 조사와 Bergey's manual에 의하여 99%이상의 상동성을가지는 7균주의 Bacillus sp.균주들과 15균주 Pseudomonas sp.균주들로 동정할 수 있었다. 한편, 이들 중 다기능 사구식물생장촉진 근권세균인 Pseudomonas fluorescens IB4-14는 고염, 건조와 같은 환경스트레스에 저항성을 가질 수 있게 하는 ACC deaminase를 생산하므로써 식물생장촉진은 물론이고, 환경스트레스 저항성 기작을 가지는 다중기능 균주이었다. 또한, 선발된 옥신생산성 다기능 균주인 P. fluorescens IB4-14는 사구식물인 갯까치수영의 종자발아능과 뿌리생장촉진능에서 우수한 생육촉진능을 발휘함을 확인하였으므로 사구식물 복원에 사용할 미생물제제의 구성균주로 선발되었다고 생각한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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