• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권3호
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• pp.413-424
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• 2021

식물과 근권미생물을 이용해 토양 오염물질을 제거하는 rhizoremediation의 효율을 높이기 위해서는 오염물질을 제거함과 동시에 식물 생장을 촉진시키는 미생물 자원 개발이 필요하다. 본 연구에서는 중금속 및 유류 복합 오염 토양에서 서식하고 있는 옥수수와 톨페스큐의 근권으로부터 중금속(구리, 카드뮴 및 납) 내성을 가진 근권세균을 순수분리하였고, 식물 생장 촉진능, 중금속 내성능 및 디젤 분해능을 정성적으로 평가하였다. 그 결과 중금속 내성, 식물 생장 촉진 활성 및 디젤 분해능을 가진 6종의 균주를 분리하였다. 옥수수 근권에서 분리한 CuM5와 CdM2 균주는 Cupriavidus sp.로 동정되었다. 톨페스큐 근권에서 분리한 CuT6, CdT2, CdT5 및 PbT3는 각각 Fulvimonas soli, Cupriavidus sp., Novosphingonium sp. 및 Bacillus sp.로 동정되었다. Cupriavidus sp. CuM5와 CdM2는 중금속 내성과 디젤 분해능은 상대적으로 낮았으나, 식물 생장 촉진능이 상대적으로 우수하였다. 6종 중에서 디젤 분해능이 가장 우수한 균주는 Cupriavidus sp. CdT2와 Bacillus sp. PbT3이었다. 특히, Bacillus sp. PbT3는 3종의 중금속에 대해 상대적으로 우수한 내성을 가졌고 식물 생장 촉진능도 우수하였다. 본 연구에서 분리한 근권세균은 유류와 중금속 복합 오염 토양을 정화시키며 식물 생장을 촉진시키는 새로운 미생물 자원으로 활용 가능하다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제36권4호
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• pp.268-275
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• 2008

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.

• 생명과학회지
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• 제29권11호
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• pp.1281-1293
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• 2019

근권은 식물 뿌리와 토양 미생물이 서로의 신호를 주고 받으며 끊임없이 상호반응하는 역동적인 장소이다. 근권 주위에서 식물의 생장과 생산성에 유익한 토양 미생물을 식물생장촉진근권미생물(Plant Growth Promoting Rhizobacteria, PGPR)이라 칭하며, 이 PGPR은 식물 전 생장기간동안 생물학적 및 비생물학적 스트레스에 대한 저항성, 식물 호르몬 조절, 영양분의 흡수와 이용 등에 영향을 끼침으로써 식물의 생장과 발달, 면역, 생산력 등 중요한 생명 과정에 관여한다. 그리고, PGPR은 식물 생장을 유도하는 2차 대사산물이나 휘발성 유기 화합물을 생산하고, 식물의 뿌리 역시 식물 유해한 인자 혹은 병원성 인자에 대항하여 자신을 보호하거나 토양 성질 개선을 위해, PGPR을 유인하고 정착시키기 위한 물질을 생산, 분비한다. 그러므로, 식물과 PGPR 사이의 상호작용은 필수적이면서도 상호의존적이다. 현재까지, PGPR에 대한 많은 연구는 직간접적 개념에 대하여 공통적 또는 다양한 조건들에서 여러 방식으로 PGPR의 기능을 밝히는 방향으로 전개되어 왔다. 본 총설에서는 세포분열과 팽창, 분화에 의한 식물의 생장과 발달의 촉진, 식물생장조절인자와 호르몬의 유도, 영양물질의 고정, 용해, 무기화를 촉진하기 위한 PGPR의 역할과 전략을 소개하였다. 또한 PGPR와 토양 미생물군의 효과에 대한 현재까지의 연구 정보를 요약하였다.

• 미생물학회지
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• 제50권1호
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• pp.40-45
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• 2014

전 세계적으로 친환경 농업을 위해 식물생장촉진 근권세균을 이용한 미생물 비료에 대한 관심이 증가하고 있는데 투여하는 세균을 식물 근권에 보다 장기간 잔류시키기 위해 식물생장 촉진능이 있는 균주를 alginate bead에 고정화하여 식물생장을 조사하였다. 발아된 토마토 유묘에 Arthrobacter woluwensis ED를 $1{\times}10^6$ cells/g 로 처리하고 30일 재배 후 자라난 토마토의 shoot와 뿌리 길이 및 습윤과 건조중량을 측정한 결과 비접종 대조군과 비교하여 균주 현탁액 접종군은 각각 36.2, 59.0, 51.1과 37.5%씩 유의성 있게 증가하였으며 고정화 균주 접종군은 각각 42.0, 67.4, 62.5와 60.4%씩 유의성 있게 증가하였다. 고정화 균주 접종군은 균주 현탁액 접종군에 비하여 각각 6, 8, 11과 23% 증가하였다. 접종 균주가 식물 근권에서 유지되는 양상을 관찰하기 위해 denaturing gradient gel electrophoresis를 이용하여 토양세균 군집을 분석하였는데 균주 현탁액 접종군에서 ED 균주의 DNA band intensity는 접종일로부터 1주일까지 가장 높게 나타났으나 그 이후로 감소하여 접종 2주 후 비접종 대조군과 비슷한 band intensity를 나타내었다. 반면, 고정화 균주 접종군의 ED 균주 band intensity는 접종일로부터 초기에는 비접종 대조군과 비슷하였으나 이후 급격하게 증가하여 계속 높게 유지되어 3주까지 band intensity가 현탁액 접종군 보다 높았다. 따라서 alginate에 A. woluwensis ED를 고정하여 적용하는 방법이 현탁액 적용보다 식물 근권에 균주의 공급을 효과적으로 유지하면서 식물생장을 더욱 촉진하는 것으로 나타났다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제47권1호
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• pp.17-21
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• 2004

경작지 근권토양에서 식물생장촉진물질인 auxin라 항진균물질을 동시에 생산하는 농업용 미생물제제로 사용할 PGPR 균주를 선발하고 동정하였다. 경북 경산 일대의 다수확 밭토양의 근권토양에서 균주를 선발하고 그 중 auxin 생산성이 높은 2균주 K36, N21를 분리하였다. 이들 균주를 동정한 결과 K36은 Pantoea agglomerans이고 N21은 Pseudomonans fulva로 동정되었다. 선발된 균주의 식물생장촉진능을 in vivo 녹두발아촉진검사법으로 확인하였으며, 식물병원진균에 대한 길항력을 확인하였다. 배양조건에 따른 auxin 생산성을 조사한 결과 K36 균주는 $pH\;7.5,\;35^{\circ}C$, 37시간에서 최대로 나타났고, N21균주는 $pH\;7.5,\;35^{\circ}C$, 20시간에서 최대값을 나타내었다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제66권
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• pp.394-403
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• 2023

지속 가능하고 친환경적인 농업 관행을 추구하기 위해 우리는 40년이 넘는 장기간 동안 화학 비료를 사용하지 않은 토양에 서식하는 근권 박테리아에 대한 광범위한 연구를 수행하였다. 이번 조사를 통해 식물생장촉진 근권박테리아 총 80종을 분리하고 이들의 식물생장 증진 가능성을 평가했다. 이러한 분리균중에서 Burkholderia cepacia CD2는 가장 우수한 식물 성장촉진 활성과 생장능을 나타내어 추가 분석을 위한 최적의 후보균주로 선정되었다. Burkholderia cepacia CD2는 인 가용화 능력, 사이드로포어 생산, 탈질화 능력, 아질산 이온 활용능력 및 요소분해효소 활성을 포함하여 식물 성장에 도움이 되는 다양한 유익한 특성을 나타내었다. 이러한 특성은 식물의 성장과 발달에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 잘 알려져 있다. 균주의 분류학적 분류를 검증하기 위해 16S rRNA 유전자 서열분석을 통해 Burkholderia 속 내 위치를 확인하여 계통발생 관계에 대한 추가 통찰력을 제공하였다. 식물 생장 촉진 특성의 기본 메커니즘을 더 깊이 조사하기 위해 우리는 CD2에서 식물 생장촉진과 관련된 특정 유전자의 존재를 확인하려고 하였다. 이를 달성하기 위해 옥스포드 나노포어를 활용하여 전장 유전체 시퀀싱을 수행하였다. CD2 게놈에 대한 전장유전체 분석을 통해 식물 생장 개선에 중추적 요인으로 생각되는 하위 시스템 기능을 확인하였다. 이러한 발견을 바탕으로 Burkholderia cepacia CD2는 미생물 비료로 작용하여 화학 비료에 대한 지속 가능한 대안을 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있다는 결론을 내릴수 있다.

• 미생물학회지
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• 제48권4호
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• pp.246-253
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• 2012

연령을 달리하는 인삼토양 내 근권세균의 다양성과 이들 세균이 갖고 있는 식물생장에 유용한 특성에 대하여 조사하였다. 인삼 근권으로부터 총 15개 속에 포함되는 143 균주를 분리하였다. 인삼 연령에 따른 세균 군집의 변화가 있었으나, 분리 균주의 58%가 Firmicutes에 속하였다. 특히 Bacillus는 연령에 관계없이 가장 우점하는 속으로 나타났다. 이들 분리 균주 중 30개의 균주를 선발하여 세포벽 분해효소 분비, 인돌아세트산 생성, siderophore 생성, 인 가용화, 식물병원성 곰팡이의 저해능 등에 대하여 평가한 결과, 다수의 균주가 식물생장을 촉진할 수 있는 기능적 특성을 갖고 있었다. 이 중에서도 모든 조사 항목에 대하여 양성 반응을 보인 B. subtilis, B. amyloliquefaciens, B. velezensis, B. licheniformis 균주는 향후 인삼 경작을 위한 생장 촉진 미생물제제로 활용가치가 높을 것으로 기대된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권2호
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• pp.135-143
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• 2012

본 연구는 독도에 자생하는 개밀의 야생군락지의 근권으로부터 분리된 균 중 식물의 생장을 촉진하고, 식물의 병원균을 억제하는 것으로 알려져 있는 Enterobacter 속 세균에 초점을 맞추어 실험을 진행하였다. 개밀 근권으로부터 총124종의 세균을 분리하였으며 16S rDNA sequence를 이용하여 부분 동정한 결과, 13종의 Enterobacter 속 세균을 확인할 수 있었다. 분리된 Enterobacter 속 세균들의 식물생장촉진 근권 세균으로서의 특징을 밝히기 위해 식물의 생장호르몬인 auxin의 생산능력과 난용성인의 가용능, siderophore 생산능을 측정하였다. 식물생장호르몬인 auxin을 형성하는 균주12종, 난용성 인을 분해할 수 있는 균주 12종, siderophore를 형성할 수 있는 균주 11종이 각각 확인되었다. 분리된 균주들은 대표적인 식용작물인 고추에 직접 적용하여 식물의 생장촉진 효과와 병원균에 대한 전신유도저항성을 확인하였다. 그 중 KUDC5002와 KUDC5013의 경우 식물의 생장을 촉진시키는 균주로 확인되었다. 특히 KUDC5007, KUDC5008 및 KUDC5010의 경우, 지금까지 보고된 바 없었던 고추 유묘의 흰별무늬병에 대한 식물의 저항성을 증가시키는 것으로 확인되어 새로운 생물학적 제재로서 매우 가치 있을 것으로 기대된다.

• 미생물학회지
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• 제46권1호
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• pp.33-37
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• 2010

근권토양에서 분리한 세균 Bacillus subtilis RFO41은 인산 가용화능이 높고 auxin 등의 식물호르몬을 생산한다. 이 균주를 이용하여 가시도꼬마리(Xanthium italicum Moore)의 생장 촉진 실험을 화천군 파로호의 호안나대지에서 수행하였다. 19주 경과 후 자라난 가시도꼬마리를 채취하여 줄기와 뿌리 길이를 측정하고 식물을 건조시켜 중량을 측정하였다. 균주를 처리한 접종군이 미접종 대조군보다 가시도꼬마리의 건조중량이 67.7%나 높았으며 또한 가시도꼬마리의 줄기 길이도 균주를 처리한 접종군이 미접종 대조군보다 21.1% 길었는데 모두 통계적 유의성을 가졌다. 접종균주의 동태를 denaturing gradient gel electrophoresis 방법으로 조사하였는데 나대지 토양에서 접종균주가 유지되고 있으며 토양의 고유 세균군집에는 큰 영향을 미치지 않는 것을 확인하였다. 따라서 척박한 호안나대지 토양에서 B. subtilis RFO41의 인산가용화능과 식물호르몬의 생성능 등의 식물생장촉진 효과가 가시도꼬마리의 생장에 직접적인 영향을 미치는 것으로 판단할 수 있다. 이러한 식물 생장 촉진효과는 친환경적 미생물비료, 특히 민감한 호안나대지 등의 미생물학적 식생복원방법으로서의 가치를 뒷받침하는 것이라 할 수 있다.

• 미생물학회지
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• 제43권4호
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• pp.279-284
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• 2007

식물호르몬(phytohormone)을 생성하며 불용성 인산 가용화능이 있는 세균을 근권에서 분리하여 각각의 생성능을 조사하고 토마토 씨앗에 적용하여 생장촉진 가능성을 조사함으로써 분리 균주의 생물학적 비료로서의 가능성을 제시하고자 하였다. 분리 균주인 Bacillus sp. PS2와 RFO41은 첨가된 두 종류의 500 mg/L 불용성 인산을 약 80% 이상 가용화 시켰으며, 펩톤이 풍부한 생장배지에서 여러 가지 식물호르몬을 생성하였다. 이를 토대로 토마토 씨앗의 생장촉진 실험을 수행한 결과, PS2와 RFO41이 적용된 실험군의 발아한 토마토모종의 뿌리와 줄기의 길이 생장은 대조군에 비하여 각각 26.8과 34.8% 및 45.5와 36.5%가 증가하였다. 이 결과는 분리 균주인 Bacillus sp. PS2와 RFO41의 인산 가용화능과 식물호르몬의 생성능이 토마토 씨앗의 발아와 생장에 직접적인 영향을 주는 요인으로 작용한 결과라고 판단할 수 있으며, 생물학적 비료로서의 가치를 뒷받침하는 것이라고 할 수 있다.