• The Plant Pathology Journal
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• 제35권4호
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• pp.341-350
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• 2019

Streptomyces padanus PMS-702 strain produces a polyene macrolide antibiotic fungichromin and displays antagonistic activities against many phytopathogenic fungi. In the present study, experimental formulations were assessed to improve the production of fungichromin, the efficacy of PMS-702 on the suppression of sporangial germination, and the reduction of cucumber downy mildew caused by Pseudoperonospora cubensis. PMS-702 strain cultured in a soybean meal-glucose (SMG) medium led to low levels of fungichromin accumulation and sporangial germination suppression. Increasing medium compositions and adding plant oils (noticeably coconut oil) in SMG significantly increased fungichromin production from 68 to $1,999.6{\mu}g/ml$. Microscopic examination reveals that the resultant suspensions significantly reduced sporangial germination and caused cytoplasmic aggregation. Greenhouse trials reveal that the application of PMS-702 cultural suspensions reduced downy mildew severity considerably. The addition of Tween 80 into the synthetic medium while culturing PMS-702 further increased the suppressive efficacy of downy mildew severity, particularly when applied at 24 h before inoculation or co-applied with inoculum. Fungichromin at $50{\mu}g/ml$ induced phytotoxicity showing minor necrosis surrounded with light yellowish halos on cucumber leaves. The concentration that leads to 90% inhibition (IC90) of sporangial germination was estimated to be around $10{\mu}g/ml$. The results provide a strong possibility of using the S. padanus PMS-702 strain as a biocontrol agent to control other plant pathogens.

• 생명과학회지
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• 제25권12호
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• pp.1408-1414
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• 2015

화학농약의 오남용은 환경오염을 유발하고, 사람의 건강에 악영향을 미치므로 그 대안으로 미생물을 이용한 생물학적 방제에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 환경에서 안정성을 유지할 수 있는 생물방제균을 확보하기 위하여 잿빛곰팡이병균인 Botrytis cinerea의 생육을 억제할 수 있는 Bacillus 속 균주를 탐색한 후, 선정된 균주의 항진균 물질 생산을 위한 조건, 항진균 기작 및 물리화학적 안정성에 대하여 조사하였다. 가장 높은 항진균 활성을 가진 균주는 고추의 근권 토양에서 분리된 AF4 균주였으며, 표현형적 특성 및 16S rRNA 유전자 염기 서열에 근거하여 동정한 결과, Bacillus subtilis로 확인되었다. AF4 균주는 최적 탄소원으로 glycerol을, 최적 질소원으로 casein을 요구하였으며, 25-40℃ 및 pH 7-10에서 항진균 활성을 나타내었다. 최적조건에서 항진균 활성은 140±3 AU/ml로, 기본배지보다 활성이 증가했음을 알 수 있었다. AF4 균주는 B. cinereas 균사를 형태적으로 변화시킴으로써 항진균 효과를 나타내는 것으로 추정되었으며, 다양한 식물병원성 곰팡이의 생육을 억제할 수 있었다. 또한 AF4 균주가 생성하는 항진균 물질은 열, pH, 유기용매 및 단백질 분해효소 처리에도 항진균 활성을 유지하였으므로 대단히 안정한 물질인 것으로 판단되었다. 따라서 Bacillus subtilis AF4는 다양한 곰팡이유래 식물질병방제에 적용가능성이 높은 균주임을 알 수 있었다.

• 한국자원식물학회지
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• 제30권4호
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• pp.343-351
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• 2017

401종의 식물에서 얻은 메탄올 추출물 662개를 식물 병원성 곰팡이[딸기잿빛곰팡이병균(Botrytis sp.), 고추탄저병균(Colletotrichum sp.), 작약점무늬병균(Alternaria sp.) 및 작약검은뿌리썩음병균(Cylindrocarpon sp.)]에 대한 분생포자의 발아억제 활성을 microdilution assay로 측정하였다. 검정에 사용한 추출물 중에서 36종의 추출물이 1종 이상의 곰팡이에 대하여 억제활성을 보였다. 짚신나물, 고본, 족도리풀, 일천궁, 백선 및 목향의 뿌리, 능소화의 잎가지, 감초의 지상부, 뽕나무의 가지 추출물은 식물의 지상부 조직에서 발병하는 균(Botrytis sp., Colletotrichum sp. 그리고 Alternaria sp.)과 뿌리에 발병하는 균(Cylindrocarpon sp.)의 포자발아를 모두 억제하는 항균활성을 보여 주어 이들 추출물의 항균범위가 넓은 것으로 나타났다. 각각의 곰팡이 대한 추출물의 억제활성을 보면, 뽕나무의 가지와 고삼의 뿌리 추출물은 1,250 mg/L에서 딸기잿빛곰팡이병균의 포자발아를 완전히 억제하였다. 고추탄저병균의 포자발아억제에 가장 강한 추출물은 홀아비꽃대의 뿌리였으며, $1,250{\mu}g/ml$에서 완전히 억제하였다. 작약점무늬병균에 가장 강한 억제활성을 나타낸 추출물은 감초의 지상부였으며, $625{\mu}g/ml$에서 포자의 발아를 100% 억제하였고, 새모래덩굴의 뿌리와 뽕나무 가지 추출물은 $1,250{\mu}g/ml$에서 억제하였다. 작약검은뿌리썩음병균에 가장 강한 억제활성을 나타낸 추출물은 감초의 지상부와 목향의 뿌리였으며, $1,250{\mu}g/ml$에서 포자발아를 억제하였다.

• KSBB Journal
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• 제24권4호
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• pp.334-340
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• 2009

식물성장 촉진 기능을 가지는 PGPR (plant growth-promoting rhizobacteria)균은 특수한 토양시료를 사용하여 내열성을 가지는 400개의 균주를 분리하였다. 이들 분리균주에서 선발한 공시균주 Bacillus sp. YK-5는 항진균성 물질을 생산하였으며, 시험균주 Asp. flavus를 대상으로 생산조건을 검토한 결과, 공시균주의 생육배지는 생육촉진효과와 식물병원균에 대한 방제를 위해 1% peptone 및 yeast extract, 5% black sugar가 함유된 modified LB배지를 사용하였다. 식물병원균에 대한 공시균주의 길항효과는 시험균주인 식물병원균 Fusarium oxysporum KACC 40052균에 대해 배양 7일째까지 강한 생육저해를 보였다. 공시균의 식물성장촉진능은 궁중무 및 벼를 대상으로 pot 실험한 결과, 궁중무의 경우 경엽수, 줄기의 길이 및 뿌리의 길이가 무처리구에 비해 약 60%이상 우수한 성장촉진효과를 나타내었으며, 벼의 경우 이식 후 시비 8일째 시판제품 처리구에 비해 공시균주 처리구는 잎의 길이와 흰 세근의 발달이 우수하여 뿌리의 발육에 현저한 생육촉진 효과를 나타내었다. 공시균주의 동정은 분자계통분류학적 분석 (형태, 배양, 생리, 화학적 및 분자생태학적 측면)에 의해 B. subtilis YK-5로 명명하였다.

• 한국식물병리학회:학술대회논문집
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• 한국식물병리학회 2003년도 정기총회 및 추계학술발표회
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• pp.99.1-100
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• 2003

E. intermedium Blocontrol activity of a P. chlororaphis rhizobacteium O6, depends to the synthesis of extracellular secondary metabolites and exoenzymes, thought to antagonize the pathogenicity of a variety of phytopathogenic fungi. The production of secondary metabolites and exoenzymes in O6, depends essentially on the GacS-mediated signal transduction pathway, which activates largely unknown signal transduction pathway. To exploit the GacS-mediated signal transdcution pathway involved in activation of ph genes that are necessary for biosynthesis of phenazine from P. chlororaphis O6, we cloned and sequenced the phz operon, rpoS gene encoding stationary specific sigma factor, ppx gene encoding polyphosphatase, and lon gene encoding ion protease. Expression of each gene in wild type and GacS mutant were analyzed by RT-PCR. Transcripts from rpoS, phzI enconing acylhomoserine lactone (AHL) synthase, and ph structural genes in the GacS mutant were reduced in each of these growth phases compared to the wild type. The GacS or Lon mutant was found to be deficient in the production of phenzines, exoenzymes, and the acylhomoserine lactone. These mutants were not complemented by ph operon and addition of exogenous AHL. These results indicate that the GacS global regulatory systems controls phenazine production at multiple levels. Future research will focus to identifying the GacS-mediated regulatory cascade involving in production of phenazine in P. chlororaphis.

• Applied Biological Chemistry
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• 제50권3호
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• pp.178-186
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• 2007

항균균활성이 있는 4-isopropylphenol(I)과 2-isopropylphenol (II)을 출발물질로 하여 ester, sulfonyl ester, phosphoyl ester와 ether계열 유도체 42종을 합성하였으며, 확인은 IR, $^{1}H-NMR$과 GC/MS를 이용하였다. 이들 유도체들에 대한 in vitro 항균활성 실험을 오이탄저병균(Colletotrichum orbiculare) 외 9종에 대하여 실시하였다. 그 결과, 2-isopropylphenyl piperonyloate(II-7a)가 오이탄저병균(Colletotrichum orbiculare)과 토마토잎마름병균(Phytophthora infestans)에 효과가 있었으며, 4-isopropylphenyl bromoacetate(I-3a)가 오이잿빛곰팡이병균(Botrytis cinerea), 4-isopropylphenyl-4-methoxybenzenesulfonate(I-6b)는 벼도열병균(Pycularia oryzae)에 탁월한 효과를 나타내었으며, 4-isopropylphenylbenzyl ether(I-4d)가 오이탄저병균(Colletotrichum orbiculare)에 우수한 효과를 나타내었다. In vivo 실험에서는 2-isopropylphenyl piperonyloate(II-7a)가 오이탄저병(Colletotrichum orbiculare)과 토마토잎마름병(Phytophthora infestans), 4-isopropylphenyl 4-methoxybenzenesulfonate(I-6b)가 벼도열병(Pycularia oryzae)에 매우 우수한 항균활성을 나타내었다.

• 한국균학회지
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• 제44권2호
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• pp.103-107
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• 2016

본 연구는 국내 주요 식물검역관리 대상 Phytophthora pinifolia를 대상으로 신속하고 정확한 병원균 종동정 및 검출을 위해 Ypt1 유전자 염기서열을 활용하여 제작된 종 특이적 분석용 분자마커와 다양한 PCR 기법을 활용하여 병원균들에 대한 다양한 검출기술의 표준화 및 최적 검출 시스템 구축을 통하여 실제 검역검역 현장에서 활용 가능한 병원균 존재여부의 신속, 정확한 판별기법을 개발하고자 수행하였다. Ypt1 영역의 염기서열을 기초로 선발된 종 특이적 primer는 1~10 pg의 검출민감도를 가지며 193 bp의 종 특이적 PCR 증폭산물을 형성시켰다. 또한 선발된 종 특이적 primer의 종 특이성을 확인하기 위하여 국내 식물검역대상에 포함된 Phytophthora속 종들과 주요 식물병원균들을 대상으로 conventional PCR과 real-time PCR을 수행한 결과 목표로 한 P. pinifolia DNA에서만 특이적 PCR 증폭산물을 확인할 수 있었다. 선발된 종 특이적 primer에 대한 PCR의 검출 민감도를 확인했을 때 conventional PCR의 검출민감도는 1~10 pg이었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권12호
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• pp.4854-4862
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• 2010

본 연구에서 thyme oil의 주성분인 thymol (1)과 유사한 구조를 갖는 4-isopropyl-3-methylphenol (2), 5-isopropyl-3-methylphenol (3), 4-isopropylphenol (4)과 2-isopropylphenol (5)을 출발 물질로 하여 sulfonyl ester 계열 유도체 25종을 합성하였다. IR, $^1H$-NMR과 GC/MS를 이용하여 이들 유도체들이 합성되었음을 확인하였다. 이들 유도체들에 대한 식물병원균의 생장 억제실험은 벼도열병균(Pyrcularia grisea), 벼잎집무늬마름병균(Rhizoctonia solani), 토마토잎마름역병균(Phytophthora infestans), 오이탄저병균(Colletotrichum orbiculare)과 오이흰가루병균(Sphaerotheca fusca)에 대하여 실시하였다. 그 결과, 2-isopropyl-5-methylphenyl o-toluenesulfonate (1a), 2-isopropylphenyl 2,4,5-trich lorobenzenesulfonate (5b)와 2-isopropylphenyl 2-methyl-5-nitrobenzenesulfonate (5e)는 각각 in vivo에서 벼도열병균(Pyrcularia grisea), 토마토잎마름역병균(Phytophthora infestans)과 오이흰가루병균(Sphaerotheca fusca)에 대하여 우수한 항균활성을 나타내었다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제22권4호
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• pp.323-328
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• 2006

Serratia marcescens W1, isolated from cucumber-cultivated soil in Suwon, Korea, evidenced profound antifungal activity and produced the extracellular hydrolytic enzymes, chitinase and protease. In order to isolate the antifungal genes from S. marcescens W1, a cosmid genomic library was constructed and expressed in Escherichia coli. Transformants exhibiting chitinase and protease expression were selected, as well as those transformants evidencing antifungal effects against the rice blast fungus, Magnaporthe grisea, and the cucumber leaf spot fungus, Cercospora citrullina. Cosmid clones expressing chitinase or protease exerted no inhibitory effects against the growth of fungal pathogens. However, two cosmid clones evidencing profound antifungal activities were selected for further characterization. An 8.2 kb HindIII fragment from these clones conditioned the expression of antagonistic activity, and harbored seven predicted complete open reading frames(ORFs) and two incomplete ORFs. The deduced amino acid sequences indicated that six ORFs were highly homologous with genes from S. marcescens generating pyrroloquinoline quinone(PQQ). Only subclones harboring the full set of pqq genes were shown to solubilize insoluble phosphate and inhibit fungal pathogen growth. The results of this study indicate that the functional expression of the pqq genes of S. marcescens W1 in E. coli may be involved in antifungal activity, via as-yet unknown mechanisms.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권6호
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• pp.1402-1407
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• 2005

The fungicidal activities of Coptis japonica (Makino) extracts and their active principles were determined against Botrytis cineria, Erysiphe graminis, Phytophthora infestans, Puccinia recondita, Pyricularia grisea, and Rhizoctonia solani using a whole plant method in vivo, and compared with natural fungicides. The responses varied according to the plant pathogen tested. At 2,000 mg/l, the chloroform and butanol fractions obtained from methanolic extracts of C. japonica exhibited strong/moderate fungicidal activities against B. cinerea, E. graminis, P. recondita, and Py. grisea. Two active constituents from the chloroform fractions and one active constituent from the butanol fractions were characterized as isoquinoline alkaloids, berberine chloride, palmatine iodide, and coptisine chloride, respectively, using spectral analysis. Berberine chloride had an apparent $LC_{50}$ value of approximately 190, 80, and 50 mg/l against B. cinerea, E. graminis, and P. recondita, respectively; coptisine chloride had an $LC_{50}$ value of 210,20, 180, and 290 mg/l against B. cinerea, E. graminis, P. recondita, and Py. grisea, respectively; and palmatine iodide had an $LC_{50}$ value of 160 mg/l against Py. grisea. The isoquinoline alkaloids were also found to be more potent than the natural fungicides, curcumin and emodin. Therefore, these compounds isolated from C. japonica may be useful leads for the development of new types of natural fungicides for controlling B. cinerea, E. graminis, P. recondita, and Py. grisea in crops.