• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제8권5호
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• pp.269-278
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• 2003

Gibberellic acid (GA$_3$) is a commercially important plant growth hormone, which is gaining much more attention all over the world due to its effective use in agriculture and brewing industry. Industrially it is produced by submerged fermentation technique using Ascomycetous fungus Gibberella fujikuroi. Solid state and immobilized cell fermentation techniques had also been developed as an alternative to obtain higher yield of GA$_3$. This review summarizes the problems of GA$_3$ fermentation such as production of co-secondary metabolites along with GA$_3$, substrate inhibition and degradation of GA$_3$ to biologically inert compound gibberellenic acid, which limits the yield of GA$_3$ in the fermentation medium. These problems can be overcome by various bioprocessing strategies e.g. two - stage and fed batch cultivation processes. Further research on bioreactor operation strategies such as continuous and / or extractive fermentation with or without cell recycle / retention system need to be investigated for improvement in yield and productivity. Down stream processing for GA$_3$ isolation is also a challenge and procedures available for the same have been critically evaluated.

• Mycobiology
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• 제37권4호
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• pp.247-250
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• 2009

Twenty-five isolates of Fusarium fujikuroi acquired from rice seeds and rice plants evidencing symptoms of Bakanae disease were evaluated to determine their mating types and characterize the formation of their sexual state. The mating types of the isolates were evaluated via multiplex PCR with the diagnostic primers of the mating-type (MAT) region: GFmat1a, GFmat1b, GFmat2c, and GFmat2d. Among the 25 isolates, 11 were identified as MAT-1 (male), and 14 as MAT-2 (female). Four MAT-1 isolates and three MAT-2 isolates were mated and cultured to evaluate the optimal culture conditions for the production of their sexual states. Among four tested media, 10% V8 juice agar proved optimal for the perithecial production of the isolates. The isolates also generated the largest numbers of perithecia when incubated at 23oC in alternating cycles of 12 hr fluorescent light and NUV fluorescent light and 12 hr darkness.

• The Plant Pathology Journal
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• 제17권5호
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• pp.281-289
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• 2001

We analyzed 88 strains of Gibberella fujikuroi (Analmorph: Fusarium section Liseola) from maize in Korea for mating population, mating type, fumonisin production vegetative compatibility, and random amplified polymorphic DNA (RAPD) patterns. We found 50 strains that were MATA-2, 22 that were MATA-1, 1 that was MATD-1, and 15 that were not reproducibly fertile with any of the mating type testers. Of the 50 MATA-2, 15 were female fertile, while 10 of the 22 MATA-1 strains were female fertile. A total of 1,138 nitrate non-utilizing (nit) mutants were recovered from a total of 88 strains. These strains were grouped into 39 vegetative compatability groups (VCGs) by demonstrating heterokaryosis between nit mutants. A single maize ear could be infected by more than one VCG of F. moniliforme. RAPD analysis measured genetic diversity among 63 strains of F. moniliforme. Several VCGs were distinguished by RAPD fingerprinting patterns. Most strains produced significant levels of fumonisins. However, 6 MATA-2 strains from a single VCG produced higher levels of fumonisin $\textrm{B}_3$ than that of fumonisin $\textrm{B}_1$ or $\textrm{B}_2$. From these data, we concluded that most Korean strains of F. moniliforme associated with maize belonged to mating population A and produced significant levels of fumonisins. Futhermore, RAPD analysis could differentiate strains associated with different VCGs.

• 식물병연구
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• 제17권3호
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• pp.369-375
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• 2011

Fusarium verticillioides(완전세대: Gibberella moniliformis)는 Gibberellea fujikuroi 종 복합체에 속하는 식물병원균으로서 옥수수의 줄기와 이삭에 썩음병을 일으킬 뿐 아니라 인축에 중독증을 일으키는 fumonisin 곰팡이 독소를 생산한다. 본 연구의 목적은 옥수수에 주로 발생하는 fumonisin 생성가능 G. fujikuori 종 복합체 소속 Fusarium 곰팡이 중 F. verticillioides와 그 외 F. proliferatum, F. fujikuori 등을 서로 구별할 수 있는 종 특이적 PCR primer 조합을 개발하는 것이다. RNA polymerase II beta subunit 유전자(RPB2)의 염기서열로부터 제작된 특이 primer 조합(RVERT1와 RVERT2)은 우리나라 옥수수에서 분리한 잠재적인 fumonisin 생성 G. fujikuori 종 복합체 균주 중 오직 F. verticillioides로부터 208 bp 크기의 단일 DNA 절편을 증폭하였다. 한편 F. verticillioides를 포함한 모든 조사균주는 fumonisin 생합성에 필수적인 FUM1 유전자를 포함하고 있었다. 개발된 특이 primer 조합의 검출한계는 분석 곰팡이 DNA 0.125 pg/${\mu}l$ 수준이었다. 한편, 같은 primer 조합으로 Fusarium spp.에 오염된 옥수수 시료의 게놈 DNA로부터 F. verticillioides 특이 DNA 절편이 증폭되었다. 이와 같은 결과를 종합할 때, 본 연구에서 개발된 primer 조합은 여러 곡물 시료에 오염되어 있는 F. verticillioides 균주의 검출과 종 동정에 유용하게 사용될 것이다.

• 생명과학회지
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• 제17권1호
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• pp.120-124
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• 2007

본 연구는 지베렐린을 생산하는 곰팡이로 알려진 야생균주 Gibberella fujikuroi보다 더 많은 지베렐린을 생산하는 균인 Fusarium proliferatum KGL0401를 꽈리 뿌리에서 분리하였으며[13], 지베렐린 생산을 위한 최적 탄소원과 질소원의 종류, C:N ratio에 대해서 실험을 수행하였다. 지베렐린 중 생물학적 활성이 가장 높은 $GA_3$를 가장 많이 생산하는 탄소원은 sucrose(7.02 ng/ml)이었으며, 질소원은 $NH_4Cl$(187.63 ng/ml)이었다. 그리고 최적 C:N ratio를 찾기 위해 탄소원(0 - 1.5 M)과 질소원(0 - 0.47M)을 배지에 첨가하였다. 결과적으로 최적 탄소원과 질소원의 ratio가 0.5 M : 0.17 M일 때 생물학적 활성을 가진 $GA_3$를 140.0 ng/ml로 가장 많이 생산하는 것으로 나타났다. 그리고 bioassay 결과 $GA_1,\;GA_3\;GA_4$과 $GA_7$의 함량이 가장 높았던 C:N ratio가 0.5 M : 0.17 M 일 때의 배양액 10 ul을 처리한 waito-c 볍씨의 길이가 평균 11.1 cm로 가장 높게 나타났다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2005년도 춘계학술발표회 요지
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• pp.126-127
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• 2005

• 농업과학연구
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• 제31권1호
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• pp.45-52
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• 2004

마늘의 주요 항균성분은 allicin이며, allicin을 유효물질로 한 마늘 종자소독제를 제조하였다. 마늘 종자소독제 중의 allicin 함량은 약 0.62%였으며 키다리병균 Gibberella fujikuroi에 대하여 1% 농도에서 가장 강한 방제가를 나타내었다. 마늘 종자소독제를 이용한 벼 키다리병의 방제가는 병원균을 접종한 처리구에서는 87.5%, 접종하지 않은 처리구에서는 81.7%의 방제가를 나타내었다. 이는 대조약제인 prochloraz, fludioxonil 처리구 보다는 효과가 미흡하지만 친환경 종자처리제로서의 만족할 만한 방제효과라고 사료된다. 마늘 종자소독제의 수온에 따른 키다리병의 방제효과에 관한 실험에서는 수온 $30{\sim}35^{\circ}C$에서 91~95%의 방제효과를 보인 반면 온도가 낮아질수록 방제가가 떨어지는 현상을 볼 수 있었다. 따라서, 마늘 종자소독제를 이용하여 처리할 때에는 온도를 고려하는 것이 가장 중요하다고 판단된다. 마늘 종자소독제의 처리시 수온과 약량에 따른 키다리병 방제효과에 관한 실험에서는 종자소독제의 처리농도가 높고 종자소독시간이 길어짐에 따라 발병이 적어졌으나 그 차이는 크지 않아 어느 방법도 실용적인 방제법이 될 수 없었다. 마늘을 이용한 종자소독제는 다른 소독제와 같이 소량으로 대량의 볍씨를 소독할 수 있는 장점이 있어 실용화 가능성은 매우 크다고 사료되며, 앞으로 연구가 계속 되어야 할 것으로 사료된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권1호
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• pp.22-28
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• 2005

Gibberellins (GAs) play important roles in plant growth and development. Fifty-four fungi were isolated from the roots of 4 kinds of Sesamum indicum plants, and the production of GAs was spectrophotometrically examined. The number of GA-producing fungi was two strains from S. indicum, four strains from Gold S. indicum, and five strains from Brown S. indicum. Eleven fungi with GAs-producing activity were incubated for seven days in 40 ml of Czapek's liquid medium at $25^{\circ}C$ and 120 rpm, and the amount of each GA in the medium was measured by gas chromatographymass spectrometery (GC-MS). Penicillium commune KNU5379 produced more $GA_3$, $GA_4$, and $GA_7$ than Gibberella fujikuroi, Fusarium proliferatum, and Neurospora crassa which are known as GAs-producing fungi. GAs-producing activity of the P. commune KNU5379 was shown to produce 71.69 ng of $GA_1$, 252.42 ng of $GA_3$, 612.00 ng of $GA_4$, 259.00 ng of $GA_7$, and 202.69 ng of $GA_9$ in 25 ml of liquid medium. Bioassay of culture fluid of GA-producing fungi was also performed on rice sprout.

• 한국응용곤충학회지
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• 제20권3호
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• pp.146-150
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• 1981

벼 키다리병에 감염된 농백과 운봉산종자를 물못자리에서 육묘하여 못자리도장묘와 건전묘를 구분, 이앙하였다. 못자리도장묘는 대부분의 잎이 단시일안에 고사하였으나 남은 줄기에서는 분생포자의 형성이 많았다. 이보다 먼저 실시한 실내시험에 운봉산종자는 $31.7\%$ 농백은 $21\%$의 종자감염율을 나타냈다. 한편, 못자리에서 건전하게 보였던 묘에서는 이앙후 약 2주되는 6월중순부터 전형적인 병징을 나타내기 시작하여 1주일후에는 포자형성과 동시에 고사하기 시작하였다. 도장묘의 상태를 완전고사주와 부분고사주로 구분하여 조사한 결과, 완전고사주는 시일이 경과하면서 증가하지만 부분고사주는 줄어 들었다. 또한 완전고사주에서는 흠주수가 증가하고 분생포자형성주는 큰 변동이 없으나 무형성주는 초기에만 존재하였다. 도장묘에서의 분생포자형성높이는 점차 높아지는데 8월초순 운봉산은 포자형성높이가 초장의 약 $60\%$, 평균높이는 약 $40\%$, 농백에서는 최고높이 약 $40\%$, 평균 높이는 $34\%$ 전경였다. 결론적으로 못자리에서 도장한 묘는 이앙후 대부분이 곧 고사하지만 육안으로 식별불능의 보균묘가 문제시되며 포장에서 도장하면 1주일 후 에는 분생포자형성이 시작되고 벼알감염의 주전염원은 7월순의 도장묘로 관찰되었다.

• Mycobiology
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• 제51권4호
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• pp.195-209
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• 2023

The seed borne disease such as bakanae is difficult to control. Crop yield loss caused by bakanae depending on the regions and varieties grown, ranging from 3.0% to 95.4%. Bakanae is an important disease of rice worldwide and the pathogen was identified as Fusarium fujikuroi Nirenberg (teleomorph: Gibberella fujikuroi Sawada). Currently, four Fusaria (F. fujikuroi, F. proliferatum, F. verticillioides and F. andiyazi) belonging to F. fujikuroi species complex are generally known as the pathogens of bakanae. The infection occurs through both seed and soil-borne transmission. When infection occurs during the heading stage, rice seeds become contaminated. Molecular detection of pathogens of bakanae is important because identification based on morphological and biological characters could lead to incorrect species designation and time-consuming. Seed disinfection has been studied for a long time in Korea for the management of the bakanae disease of rice. As seed disinfectants have been studied to control bakanae, resistance studies to chemicals have been also conducted. Presently biological control and resistant varieties are not widely used. The detection of this pathogen is critical for seed certification and for preventing field infections. In South Korea, bakanae is designated as a regulated pathogen. To provide highly qualified rice seeds to farms, Korea Seed & Variety Service (KSVS) has been producing and distributing certified rice seeds for producing healthy rice in fields. Therefore, the objective of the study is to summarize the recent progress in molecular identification, fungicide resistance, and the management strategy of bakanae.