• 한국토양비료학회지
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• 제45권2호
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• pp.169-176
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• 2012

Among the major nutrients, phosphorus is by far the least mobile and available to plants in most soil conditions. A large portion of soluble inorganic phosphate applied to soil in the form of phosphate fertilizers is immobilized rapidly and becomes unavailable to plants. To improve the plant growth and yield and to minimize P loss from soils, the ability of a few soil microorganisms converting insoluble forms into soluble forms for phosphorus is an important trait in several plant growth-promoting microorganisms belonging to the genera Bacillus and Pseudomonas and the fungi belonging to the genera Penicillium and Aspergillus in managing soil phosphorus. The principal mechanism of solubilization of mineral phosphate by phosphate solubilizing bacteria (PSB) is the release of low molecular weight organic acids such as formic, acetic, propionic, lactic, glycolic, fumaric, and succinic acids and acidic phosphatases like phytase synthesized by soil microorganisms in soil. Hydroxyl and carboxyl groups from the organic acids can chelate the cations bound to phosphate, thereby converting it into soluble forms.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권3호
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• pp.450-456
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• 2006

Pseudomonas fluorescens MC07 is a growth-promoting rhizobacterium that suppresses mycelial growth in fungi such as Rhizoctonia solani, Pythium ultimum, Fusarium oxysporum, and Phytophthora capsici. To determine the role of the bacterium's antifungal activity in disease suppression, we screened 2,500 colonies generated by Tn5lacZ insertions, and isolated a mutant 157 that had lost antifungal activity. The EcoRI fragment carrying Tn5lacZ was cloned into pBluescript II SK(+) and used as a probe to isolate wild-type clones from a genomic library of the parent strain, MC07. Two overlapping cosmid clones, pEH4 and pEH5, that had hybridized with the mutant clone were isolated. pEH4 conferred antifungal activity to the heterologous host P.fluorescens strain 1855.344, whereas pEH5 did not. Through transposon mutagenesis of pEH4 and complementation analyses, we delineated the 14.7-kb DNA region that is responsible for the biosynthesis of an antifungal compound. DNA sequence analysis of the region identified 11 possible open reading frames (ORF), ORF1 through ORF11. A BLAST search of each putative protein implied that the proteins may be involved in an antifungal activity similar to polyketides.

• 한국유기농업학회지
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• 제27권1호
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• pp.65-76
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• 2019

작물생육촉진과 병 방제 기능을 지닌 Bacillus velezensis GH1-13 균주의 대량배양을 위한 최적배지(glucose 0.5%, soy bean flour 0.8%, NaCl 0.15%, $K_2HPO_4$ 0.25%, $Na_2CO_3$ 0.05%, $MgSO_4.7H_2$ 0.1%) 조성을 확립하였다. 최적배지(MMS)를 이용하여 500 L 대용량 발효기에서 배양한 결과 총 균체수 $7.5{\times}10^9cells/mL$, $6.8{\times}10^9\;endospore\;cells/mL$ 및 90% 내생포자 형성률 등 안정된 대량생산을 확인하였다. 최적배지에서 배양한 GH1-13 균체와 배양 상층액의 경우 Colletotrichum gloeosporioides를 포함한 4종의 식물병원성 곰팡이에 대한 항진균활성을 보였다. 또한 식물생육촉진 호르몬의 일종인 IAA 생산량을 비교한 결과, 최적배지에서 배양한 경우 상업용 배지(TSB, R2A)에 비해 2.5~13배 이상 높은 생산성을 보였다. 더불어, 최적배지에 0.3% tryptophan을 첨가하여 배양했을 경우 28.50 mg/L의 IAA 최대 생산량을 보였으며, 이는 tryptophan을 첨가하지 않고 배양한 경우보다 약 4배 높은 수준이었다. 이러한 결과로 볼 때 본 연구에 사용된 B. velezensis GH1-13 균주는 작물생육촉진 및 곰팡이 병 방제 측면의 복합기능 생물학적 제제로서 매우 유용할 것으로 판단된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권5호
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• pp.1001-1010
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• 2005

Bacillus megaterium KL39, an antibiotic-producing plant growth promoting rhizobacterium (PGPR), was selected from soil. The antifungal antibiotic, denoted KL39, was purified from culture filtrate by column chromatography using Dion HP-20, Silica gel, Sephadex LH-20, and prep-HPLC. Thin layer chromatography, employing the solvent system of ethanol:ammonia:water=8:1:1, showed the $R_{f}$. value of 0.32. The antibiotic KL39 showed a negative reaction with ninhydrin solution, positive with iodine vapor, and also positive with Ehrlich reagent. It was soluble in methanol, ethanol, butanol, and acetonitrile, but insoluble in chloroform, toluene, hexane, ethyl ether, or acetone. Its UV spectrum had the maximum absorption at 208 nm. Amino acid composition, FAB-mass, $^{1}H-NMR,\;^{13}C-NMR$, and atomic analyses showed that the antibiotic KL39 (MW=1,071) has a structure very similar to iturin E. The antibiotic KL39 has a broad antifungal spectrum against a variety of plant pathogenic fungi including Rhizoctonia solani, Pyricularia oryzae, Monilinia froeticola, Botrytis cinenea, Altenaria kikuchiana, Fusarium oxysporum, and F. solani. An MIC value of $10\;{\mu}g/ml$ was determined for Phytophthora capsici. Macromolecular incorporation studies with P. capsici using radioactive [$^{3}H-adenine$] as the precursor, indicated that the antibiotic KL39 strongly inhibits the DNA biosynthesis of the fungal cell. Microscopic observation of the antifungal action showed abnormal hyphal swelling of P. capsici. The purified antibiotic KL39 was very effective for the biocontrol of in vivo Phytophthora-blight disease of pepper.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권4호
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• pp.522-527
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• 2010

지베렐린산은 곰팡이 및 세균으로부터 생산되는 주요 식물생장촉진물질이며 다양한 산업에서 이용되고 있다. 본 연구는 Methylobacterium oryzae CBMB20을 이용하여 GA3를 생산하기 위해 탄소원 및 질소원을 선발하였으며, 선발된 탄소원 및 질소원의 최적 농도와 최적 비율을 조사하였다. 탄소원으로는 Na-succinate가 methanol, glucose, maltose, sucrose, fructose, lactose에 비해 가장 우수하였으며, 질소원으로는 $NH_4Cl$가 $NO_3$, $NaNO_3$, glycine 등에 비해 우수하였다. 배양액에서 Nasuccinate와 $NH_4Cl$를 각각 5 및 0.4 g $L^{-1}$ 농도 비율로 사용하였을 때 $CA_3$의 생산량이 가장 높았다. 또한 ammonium mineral salt 배지의 pH를 7로 유지하고 $30^{\circ}C$의 조건으로 96시간 배양하였을 때 $CA_3$의 생산이 최대로 나타나는 것을 확인하였다.

• 한국균학회지
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• 제39권2호
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• pp.91-98
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• 2011

본 연구는 식 의약용버섯으로 알려진 끈적긴뿌리버섯(Oudemansiella mucida) 배양액에서 추출한 물질이 항진균효과를 갖고 있는지 규명하기위한 실험을 수행하였다. 균사체의 배양액에서 항진균 물질을 생산하기 위한 전단계로 끈적긴뿌리버섯의 균사생장에 적합한 온도, pH, 탄소영양원, 질소영양원, 탄소/질소 비율 및 최적의 고체배지 등을 선발하기 위한 실험을 수행하였다. 균사생장에 최적인 온도와 pH는 각각 $25^{\circ}C$와 pH 5이었으며, 최적 탄소영양원과 질소영양원은 각각 maltose와 calcium nitrate였다. 균사생장을 위한 탄소/질소 영양원의 비율이 20 : 1이고 배지의 glucose 농도가 3%일 때, 균사생장이 가장 활발하였으며, 최적의 고체배지에는 Hennerberg 배지가 선정되었다. 균사생장의 실험 결과를 토대로 끈적긴뿌리버섯의 균사체를 배양한 후 그 배양여액을 이용하여 식물병원 곰팡이에 대한 항진균 효과를 규명하였다. 끈적긴뿌리버섯의 균사체 배양액에서 추출한 물질과 시판되고 있는 항진균 농약을 이용하여 Colletotrichum acutatum, Botrytis cinerea 및 Pyricularia oryzae 등 식물병원성 곰팡이를 대상으로 균사생장과 포자발아를 저해하는 효과를 조사한 결과 끈적긴뿌리버섯의 균사체에서 생산된 물질은 식물병원균의 균사생장을 저해하는 효과를 나타내었으나 공시된 항진균 농약에 비해 저해효과는 낮게 나타났다. 공시된 식물병원균 포자의 발아를 억제하는 효과는 folpet을 제외한 모든 공시 농약에 비해 낮게 나타났다. 따라서 끈적긴뿌리버섯의 균사체 배양액에서 추출한 물질에는 항균성을 나타내는 물질을 함유되어 있어서 새로운 항진균 제제로 개발할 수 있는 가능성이 있는 것으로 사료된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권6호
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• pp.447-453
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• 2007

작물생육에 유용한 미생물을 선발하여 생물비료로 이용하고자 고추, 토마토, 상추, 오이, 목초, 잔디, 콩의 근권토양 및 뿌리표면에서 세균을 373균주 분리하였다. 각각의 균주를 작물에 접종후 작물생육에 미치는 영향을 관찰하였다. 그 중 작물생육을 촉진시키는 균주를 대상으로 작물생육량과 식물병원성 진균 억제능을 평가한 후 우수한 1균주를 선발하였다. 그리고 선발한 균주의 배양적 특성 및 식물호르몬 생산성을 분석하였다. 선발된 균주는 16S rRNA 염기서열분석, 생화학적특성 등의 분석으로 속 종명을 동정하였다. 식물생육촉진 및 식물병원성 진균을 효과적으로 억제하는 Bacillus subtilis S37-2 균주를 선발하였다. 시험에 사용된 식물병원성 진균은 Fusarium oxysporum (KACC 40037), Rhizoctonia solani (KACC 40140), Sclerotinia sclerotiorum (KACC 40457)의 3 균주였으며, 이들 균주에 대하여 모두 효과적이었다. 토양이 충진된 폿트에 상추를 재배하여 B. subtilis S37-2 균주의 희석현탁액을 $10^5{\sim}10^8cell\;ml^{-1}$ 범위의 접종 농도별로 근권에 처리후 상추의 생육량을 조사하였다. 접종균수가 많을수록 상추 생육량은 증가하였다. $8.7{\times}10^8cell\;ml^{-1}$를 주당 50 ml씩 1~2회 접종시 대조구에 비해 상추의 엽 생체중이 48.7%, 뿌리의 건물중이 42.3% 씩 각각 생육량이 증가하는 효과를 나타내었다. 상추 유묘에 식물병원성 진균인 S. sclerotiorum (KACC 40457)처리후 B. subtilis S37-2 균주를 접종한 구와 접종하지 않은 대조구를 비교한 결과 접종후 9일에 접종구는 16.7%, 대조구는 100% 이병되어 고사되었다. 배지 종류별로 B. subtilis S37-2 균주의 균체증식량을 비교한 결과 TSB배지가 양호하였으며, 질소원을 첨가할 경우 peptone, tryptone보다 yeast extract를 첨가한 구가 균체생성량이 양호하였다. 그리고 배양 온도별로는 $30^{\circ}C$에 비해 $37^{\circ}C$가 약 2~4배이상 균체생성량이 많았다. L-tryptophan을 $20mg\;L^{-1}$ 첨가한 TSB 배지에 B. subtilis S37-2 균주를 접종하여 24시간 배양후 IAA(indole 3-acetic acid) 생성량은 $0.1{\mu}g\;ml^{-1}$ 이 검출되었다.

• 생명과학회지
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• 제34권5호
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• pp.304-312
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• 2024

가금류 우모는 환경오염 물질이자 병원성 세균의 저장소로 간주되는 축산폐기물이다. 따라서 우모 폐기물을 관리하기 위한 지속 가능하고, 환경친화적인 방법을 개발하는 것은 매우 중요하다. 본 연구는 폐기된 닭의 우모로부터 분리된 Y10 균주를 동정하고, 특성화하기 위하여 수행되었다. Y10 균주는 표현형 및 16S rRNA 유전자 분석을 통해 Bacillus amyloliquefaciens에 속하는 것으로 확인되었다. B. amyloliquefaciens Y10은 곰팡이 세포성분을 분해하는 효소(cellulase, lipase, protease and pectinase), siderophore, 암모니아 및 IAA 생성과 같은 식물 성장 촉진 활성을 나타내었다. 나아가 Y10 균주는 일부 식물병원성 곰팡이의 균사체 생육을 억제할 수 있었다. 기본배지에 탄소원으로 sucrose 0.1%, 질소원으로 casein 0.05%를 첨가한 후, 배지의 pH를 10으로 조정하여 35℃에서 배양했을 때, 실험균주에 의한 우모 분해율은 기본배지 대비 약 2배 증가되었으며, 배양 4일에 우모는 완전히 분해되었다. 또한 실험균주는 개선된 조건에서 오리 우모, 양모, 사람의 손발톱과 같은 다양한 케라틴 기질을 분해할 수 있었다. Y3 균주를 이용하여 조제된 우모 분해산물은 DPPH 라디칼 소거능(EC₅₀ = 0.38 mg/ml)과 SOD 유사활성(EC₅₀ = 183.7 mg/ml)과 같은 항산화능이 있음을 확인하였다. 이 결과는 실험균주는 케라틴 폐기물의 미생물학적 처리뿐만 아니라 농축산 산업에 적용할 수 있는 생물 비료, 생물 농약 및 사료첨가제 개발의 잠재적인 후보가 될 수 있을 시사한다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제48권3호
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• pp.201-206
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• 2005

본 연구는 한약재박의 효율적 처리를 위한 실험의 일환으로 한약재박으로부터 유용미생물을 분리하고 이들 미생물로부터 작물생육촉진미생물을 선발하여 한약재박에 적용한 한약재박 미생물제제를 만들어 친환경농업에 이용하고자 실시하였다. 한약재박은 유기물 함량이 93.0%로 높고 조단백질 함량이 11.3%, 조지방 함량이 5.1%, NDF 함량이 49.7% 및 ADF 함량이 33.8%로 나타나 미생물제제의 원료로서도 이용 가치가 높았다. 한약재박으로부터 약 35종의 미생물이 검출되었고, 이들 중 13종이 한약재박 이용성이 높았으며, 작물생육촉진미생물 BL-333 균주를 선발하였다. 선발균주 BL-333을 Bergey's Manual of Systematic Bacteriology 및 16S rDNA 염기서열(589 bp)로 상동성을 조사한 결과 Paenibacillus marcerans로 추정되었다. P. marcerans BL-333 균주는 각종 진균에 대해 대부분 높은 항진균 활성을 나타내었으며, 특히 Fusarium 속과 Collectotrichum 속 등의 진균에 대해 높은 항진균 활성을 나타내었다. P. marcerans BL-333 균주와 한약재박 분쇄물 등으로 제조한 미생물제제는 10종의 작물의 생육조사에서 무처리구보다 $3{\sim}24%$ 증수되는 효과를 나타내었으며, 특히 상추, 무, 배추 및 오이 등에서 생육촉진효과가 우수하였다. 따라서 한약재박 및 한약재박으로부터 얻은 미생물은 퇴비나 미생물제제를 위해 효과적인 재료로서의 활용 가치가 있다고 본다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제31권3호
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• pp.235-241
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• 2003

항진균성 항생물질에 의한 고추역병의 생물방제에 관한 연구를 위하여 지역 경작지에서 고추역병균 P. capsici 생육을 저해는 다기능의 강력한 길항세균을 선발하였다 선발된 균주는 배양학적, 생리학적, 생화학적 실험과 AEI(CHB50) 및 Biolog(Microlog 4.01C) 시스템을 이용하여 동정한 결과 B. megaterium와 97%이상 일치하여 최종적으로 선발된 길항세균을 B. megaterium KL 39로 명명하였다. B.megaterium KL 39의 P. capsic에 대한 길항은 열에 안정하고 n-BuOH에 추출이 되는 저분자성 항생물질과 용매에 추출되지 않은 열에 약한 고분자성의 식물병원균 세포벽 가수분해효소인 cellulase에 의한 것으로 확인되었다. 길항균주 B.megaterium KL 39가 생산하는 항진균성 항생물질은 P.capsici의 포자발아와 균사성장에 큰 영향을 미쳤으며 0.4% fructose, 0.3% yeast extract, 5 mM KCI (pH 8.0)을 포함한 배지에서 3$0^{\circ}C$, 40시간 배양하였을 때 그 생산성이 최대치를 나타내었다. Diaion HP-20 column, silica gel column, Sephadex LH-20 column과 HPLC에 의해 항생물질을 정제하였으며 정제된 항생물질은 TLC plate상에서 Ethanol:Ammonia:Wate.(8:1:1)로 전개한 결과 RF value가 0.32를 나타내었으며, 단일물질로 정제된 항생물질을 KL39로 명명하였다. 선발된 길항미생물 E. megaterium KL 39와 정제된 항생물질 KL39를 가지고 고추를 기주식물로 하여 in vivo pot시험 결과 고추역병균 P.capsic게 의해 유발되는 고추역병에 대한 길항력으로 두 가지 모두 고추역병 방제력이 있음을 식물실험에서 확인할 수 있었다.