• 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 Microbiology and Biotechnology
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• 제31권9호
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• pp.1218-1230
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• 2021

Cold-adapted plant growth-promoting bacteria (PGPB) with multiple functions are an important resource for microbial fertilizers with low-temperature application. In this study, culturable cold-adapted PGPB strains with nitrogen fixation and phosphorus solubilization abilities were isolated. They were screened from root and rhizosphere of four dominant grass species in nondegraded alpine grasslands of the Qilian Mountains, China. Their other growth-promoting characteristics, including secretion of indole-3-acetic acid (IAA), production of siderophores and ACC deaminase, and antifungal activity, were further studied by qualitative and quantitative methods. In addition, whether the PGPB strains could still exert plant growth-promoting activity at 4℃ was verified. The results showed that 67 isolates could maintain one or more growth-promoting traits at 4℃, and these isolates were defined as cold-adapted PGPB. They were divided into 8 genera by 16S rRNA gene sequencing and phylogenetic analysis, of which Pseudomonas (64.2%) and Serratia (13.4%) were the common dominant genera, and a few specific genera varied among the plant species. A test-tube culture showed that inoculation of Elymus nutans seedlings with cold-adapted PGPB possessing different functional characteristics had a significant growth-promoting effect under controlled low-temperature conditions, including the development of the roots and aboveground parts. Pearson correlation analysis revealed that different growth-promoting characteristics made different contributions to the development of the roots and aboveground parts. These cold-adapted PGPB can be used as excellent strain resources suitable for the near-natural restoration of degraded alpine grasslands or agriculture stock production in cold areas.

• 식물조직배양학회지
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• 제28권3호
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• pp.135-140
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• 2001

본 연구는 오리엔탈 나리 'Casa Blanca' 의 기내인편에서 저반부가 비대된 자구를 형성하고, 형성된 자구절편을 배양하여 저반부가 비대된 자구의 증식 및 자구를 비대시키는, 5 L의 생물반응기를 이용한 일련의 대량생산 체계를 확립하기 위하여 실시하였다. 5 L airlift 생물반응기를 이용한 액체배양에서는 저반부가 비대된 자구의 형성 및 증식은 전혀 이루어 지지 않았으며, 인편엽만 무성하게 자랐다. 재료가 배지에 일시적으로 침지되는 ebb & flood형의 생물반응기에서 저반부가 비대된 자구 절편체를 배양한 결과, 저반부가 비대된 자구들이 증식하였다. 광은 자구의 증식에 영향을 미치지 않았으나, 명배양에서는 인편엽의 발생률이 높았으며, 저반부가 비대된 자구 증식은 MS 배지에 BA 2.0 mg/L와 IAA 0.3 mg/L가 첨가된 배지에서 양호하였다. 5L airlift 생물반응기에서 저반부가 비대된 자구 절편체로부터 자구비대는 MS 배지에 sucrose 70 g/L가 첨가된 배지에서 액체배양하는 것이 양호하였으며, 16주 배양기간 동안 배양 8주 후에 배지를 교체하는 것이 자구비대에 효과적이었다. 또한 5 L의 생물반응기에 3 L 액체배지에는 절편체를 15 g을 주입하는 것이 자구비대에 적절하였다.

• 농약과학회지
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• 제20권3호
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• pp.189-196
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• 2016

바실러스는 토양 및 반추동물의 소화기관과 같은 다양한 곳에서 분리되고 있으며, 작물의 생육 촉진과 병방제를 위한 미생물 재제로서 널리 사용되고 있다. 바실러스 GH1-13 균주는 전남 완도의 간척지 논에서 분리되었으며, 16S rRNA 유전자와 gyrB 유전자를 이용하여 계통유전학적으로 분석한 결과 Bacillus velezensis인 것으로 동정되었다. GH1-13 균주의 특성을 분석한 결과 생육촉진에 관련된 IAA를 생성할 뿐 아니라 벼 뿌리의 생육을 촉진하는 것을 확인하였다. 또한 벼의 주요 병원균의 생육을 억제할 뿐 아니라 작물의 병원균인 다양한 곰팡이의 생육을 저해하였다. 더불어 식물병원 진균 및 세균의 생육 억제와 밀접하게 관련된 것으로 판단되는 bacillomycin, bacilycin, fengycin, iturin, surfactin을 생성하는 생합성유전자를 보유한 것으로 확인되었다. 본 연구는 GH1-13균주가 작물의 생육촉진과 병 방제를 동시에 해결할 수 있는 강력한 복합기능성 미생물제로의 가능성이 있음을 보여주었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권10호
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• pp.1213-1222
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• 2009

The search for diverse plant growth-promoting (PGP) diazotrophic bacteria is gaining momentum as efforts are made to exploit them as biofertilizers for various economically important crops. In the present study, 17 diazotrophic strains belonging to eight different genera isolated from rice paddy fields were screened for multiple PGP traits and evaluated for their inoculation effects on canola and rice plants. All of the strains tested positive for 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase activity and production of indole 3-acetic acid (IAA) and ammonia ($NH_3$). Additionally, four of the strains were able to solubilize phosphorus (P), five tested positive for zinc (Zn) solubilization and sulfur (S) oxidation, and eight strains produced siderophores. Based on the presence of multiple PGP traits, 10 strains were selected for inoculation studies. Treatment with Herbaspirillum sp. RFNB26 resulted in maximum root length (54.3%), seedling vigor, and dry biomass in canola, whereas Paenibacillus sp. RFNB4 exhibited the lowest activity under gnotobiotic conditions. However, under pot culture conditions, Paenibacillus sp. RFNB4 significantly increased plant height and dry biomass production by 42.3% and 29.5%, respectively. Canola plants and rhizosphere soils inoculated with Bacillus sp. RFNB6 exhibited significantly higher nitrogenase activity. In greenhouse experiments, Serratia sp. RFNB18 increased rice plant height by 35.1%, Xanthomonas sp. RFNB24 enhanced biomass production by 84.6%, and rice rhizosphere soils inoculated with Herbaspirillum sp. RFNB26 exhibited the highest nitrogenase activity. Our findings indicate that most of the selected strains possess multiple PGP properties that significantly improve the growth parameters of the two plants when tested under controlled conditions.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권4호
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• pp.596-602
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• 2019

본 연구는 독도에서 서식하는 자생식물인 번행초와 번행초의 근권에서 미생물들을 분리하였다. 분리 균의 식물생장 촉진 특성을 확인하였으며, 식물 병에 대한 저항성을 유도효과를 가진 균 중 범용성이 좋은 바실러스 속 세균에 초점을 두어 실험을 진행하였다. 번행초의 분리 균들은 근권환경에 52종, 식물체 내생 환경에서 51종, 식물체 표면에서 35종으로 총 138종의 분리 균이 확보되었다. 분리 균의 식물생장촉진특징을 확인하여 보기 위하여, 식물 성장에 필요한 난용성인 가용화와 철의 결합에 사용되는 siderophore의 생산능, 식물생장호르몬인 옥신 생산능을 확인하여 각각의 비율을 확인하였고, 3가지 특성을 모두 가진 균의 비율을 확인하였다. 또한 분리 균을 담배에 처리하여 병원균에 대한 유도전신저항성을 확인하였고, 그 중 효과가 좋았던 균 35종을 부분 동정한 결과, 바실러스 속은 KUDC6588, KUDC6597, KUDC6606, KUDC6614, KUDC6615, KUDC6619로 나타났다. 6종의 바실러스 속 세균들은 모두 저항성 향상에 좋은 효과를 보였으며, 특히 KUDC6619의 경우 현재 화학항생물질인 BTH와도 비슷한 효과를 보였다. KUDC6619는 대표적인 식용작물인 고추에서도 유도전신저항성의 향상에 대한 좋은 결과를 나타내었다. 따라서 사람과 동물에 대한 안전성, 식물 병원성 등 다양한 테스트를 진행한 후, 안정성이 확보된다면, KUDC6619는 식물의 ISR을 야기하는 생물농약 으로서의 높은 산업적 가치가 있을 것으로 보인다.

• 미생물학회지
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• 제52권4호
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• pp.437-443
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• 2016

여러 토양에서 분리한 400여 개의 방선균 균주에 대해 4가지 식물병원성 진균에 대한 항진균 활성을 조사하였으며 그 중 Streptomyces costaricanus HR391 균주는 PDB 배지에서 식물병원성 진균인 Fusarium oxysporum f. sp. raphani, F. oxysporum f. sp. niveum, F. oxysporum f. sp. lycopersici와 Rhizoctonia solani의 균사 생장을대조군과 비교하여 각각 26.5, 26.2, 21.2와 23.8% 저해하였다. S. costaricanus HR391은 항진균물질인 siderophore를 $98{\mu}M$을 생성할 뿐만 아니라 유화활성을 나타내며 막지질을 파괴할 수 있는 생물계면활성제인 rhamnolipid와 lipopeptide인 iturin A와 surfactin를 생성하였다. 또한 진균 세포막을 분해할 수 있는 chitinase와 glucanase 활성도 나타내었으며 병원균의 막을 파괴하는 AMP와 항생물질 phenazine도 분비하였다. 이외에도 식물생장 촉진활성을 갖는 zeatin, gibberellin과 indole acetic acid 같은 식물호르몬도 생성하였다. 이와 같이 항진균 활성을 나타내는 S. costaricanus HR391 균주는 다양한 종류의 항진균 물질의 상승작용과 더불어 높은 생물계면활성이 본 균주의 항진균 활성에 큰 역할을 하는 것으로 보이며 친환경적인 생물학적 항진균제로서 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권4호
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• pp.603-613
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• 2019

본 연구에서 부산, 창원, 제주도 일대에서 채취한 토양으로부터 분리한 균주를 이용하여 식물 병원성 곰팡이에 대해서 길항작용을 나타내는 것을 확인하였으며, 또한 분리 균주의 경우 세균성 균주에 대해서도 길항작용을 나타내는 것을 확인하였다. 이러한 길항작용은 Bacillus 속이 생산하는 2차 대사산물인 siderophore, 항생물질, 세포 외 효소 활성 등에 의해서 식물 병원성 곰팡이에 대한 길항작용을 나타내는 것으로 보이며, 특히 분리 균주로부터 생산되는 세포 외 효소는 식물 병원성 곰팡이의 세포벽에 용균작용 일으킴에 따라 세포벽을 분해하여 식물 병원성 곰팡이의 생장을 저해할 것으로 생각된다. 또한 질소 고정능 및 IAA 생성능을 통해 식물 생장 촉진 및 식물 병원성 곰팡이 성장을 억제시킬 수 있는 생물학적 제제로서 식물재배에 도움을 줄 것으로 기대된다. 최종 선별된 Bacillus subtilis ANGa5, Bacillus aerius ANGa25, Bacillus methylotrophicus ANGa27를 이용하여 식물 병원성 곰팡이 방제 및 식물 생장촉진활성을 가지는 새로운 생물학적 제제로서 이용 가능성을 제시한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권6호
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• pp.856-863
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• 2013

Application of rhizospheric fungi is an effective and environmentally friendly method of improving plant growth and controlling many plant diseases. The current study was aimed to identify phytohormone-producing fungi from soil, to understand their roles in sesame plant growth, and to control Fusarium disease. Three predominant fungi (PNF1, PNF2, and PNF3) isolated from the rhizospheric soil of peanut plants were screened for their growth-promoting efficiency on sesame seedlings. Among these isolates, PNF2 significantly increased the shoot length and fresh weight of seedlings compared with controls. Analysis of the fungal culture filtrate showed a higher concentration of indole acetic acid in PNF2 than in the other isolates. PNF2 was identified as Penicillium sp. on the basis of phylogenetic analysis of ITS sequence similarity. The in vitro biocontrol activity of Penicillium sp. against Fusarium sp. was exhibited by a 49% inhibition of mycelial growth in a dual culture bioassay and by hyphal injuries as observed by scanning electron microscopy. In addition, greenhouse experiments revealed that Fusarium inhibited growth in sesame plants by damaging lipid membranes and reducing protein content. Co-cultivation with Penicillium sp. mitigated Fusarium-induced oxidative stress in sesame plants by limiting membrane lipid peroxidation, and by increasing the protein concentration, levels of antioxidants such as total polyphenols, and peroxidase and polyphenoloxidase activities. Thus, our findings suggest that Penicillium sp. is a potent plant growth-promoting fungus that has the ability to ameliorate damage caused by Fusarium infection in sesame cultivation.