본 연구에서는 고추재배 지역의 오염지 토양으로부터 탄저병원균인 Colletotrichum gloeosporioides에 대하여 항진균 활성이 우수한 균주를 분리하였다. 분리 균주의 생화학적 특성을 조사한 결과 내생포자를 형성하는 Gram-positive이며, 세포크기는 $2.5{\sim}3.0{\times}1.5{\mu}m$으로 짧은 간균으로 siderophore, cellulase와 IAA (Indole-3-acetic acid)을 생산하였다. 16S rRNA 유전자염기서열 분석 결과 Bacillus sp.와 99%의 상동성을 나타내어 Bacillus sp. CS-52로 명명하였다. Bacillus sp. CS-52의 항진균 활성 물질을 생산하기 위한 배양 최적 조건은 0.5% glucose, 0.7% $K_2HPO_4$, 0.2% $K_2HPO_4$, 0.3% $NH_4NO_3$, 0.01% $MnSO_4{\cdot}7H_2O$, 0.15% yeast extract, pH 7과 $30^{\circ}C$로 조사되었으며, 최적화된 배양조건에서 36시간에 최대 성장을 보이며, 고추 탄저병원균에 대하여 60시간 배양조건에서 가장 높은 13.3 mm의 항진균 활성을 보였다. 포자발아억제력은 48시간에 가장 높은 억제력이 보였고, siderophore는 최종배양시간 72시간까지 생성됨을 확인하였다. 식물생장조절물질 IAA와 활성효소인 cellulase의 경우 배양시간 24시간에 최대 생성됨을 확인하였으며, C. gloeosporioides에 대한 실내에서의 항진균활성 검증결과 화학농약 보다 더 높은 70%의 방제가를 나타내었다. 향후 Bacillus sp. CS-52 균주와 배양액을 이용하여 생물학적 친환경방제제로의 제품화가 가능할 것으로 사료된다.
고추 역병과 탄저병은 Phytophthora capsici와 Colletotrichum gloeosporioides에 의해 발병되는 병으로 세계적으로 많은 피해를 입히는 중요한 병원균이다. 이러한 병원균의 방제를 위하여 근권과 비근권에서 각각의 병원균 생장을 억제하는 능력이 뛰어난 5균주를 선발하였다. 선발된 분리주 중 S54균주는 in vitro와 in vivo 조건 모두에서 가장뛰어나게 병원균을 억제하였다. 하우스 실험에서도 역병과 탄저병 모두 80% 이상의 방제력을 보여주었다. 또한 S54균주의 동정을 위하여 16S rDNA 부분의 염기서열의 분석과 API 50CHB Kit를 실시하였으며, 그 결과 Bacillus subtilis로 동정하였다. 이러한 결과를 바탕으로 S54는 고추 역병과 탄저병을 방제할 수 있는 생물학적 방제제로의 가능성을 보여주었다고 할 수 있다.
Kang, Beom Ryong;Han, Ji Hee;Kim, Jeong Jun;Kim, Young Cheol
Mycobiology
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제46권4호
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pp.440-447
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2018
Dual biocontrol of both insects and plant pathogens has been reported for certain fungal entomopathogens, including Beauveria bassiana and Lecanicillum spp. In this study, we demonstrate, for the first time, the dual biocontrol potential of two fungal isolates identified by morphological and phylogenetic analyses as Isaria javanica. Both these isolates caused mortality in the greater wax moth, and hence can be considered entomopathogens. Spores of the isolates were also pathogenic to nymphs of the green peach aphid (Myzus persicae), with an $LC_{50}$ value of $10^7spores/mL$ 4 days after inoculation and an $LT_{50}$ of 4.2 days with a dose of $10^8spores/mL$. In vitro antifungal assays also demonstrated a strong inhibitory effect on the growth of two fungi that are pathogenic to peppers, Colletotrichum gloeosporioides and Phytophthora capsici. These results indicate that I. javanica isolates could be used as novel biocontrol agents for the simultaneous control of aphids and fungal diseases, such as anthracnose and Phytophthora blight, in an integrated pest management framework for red pepper.
Colletotrichum species is known as the major causal pathogen of red pepper anthracnose in Korea and various groups of fungicides are registered for the management of the disease. However, the consistent use of fungicides has resulted in the development of resistance in many red pepper-growing areas of Korea. Effective management of the occurrence of fungicide resistance depends on constant monitoring and early detection. Thus, in this study, various methods such as agar dilution method (ADM), gene sequencing, allele-specific polymerase chain reaction (PCR), and polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) were applied for the detection of benzimidazole resistance among 24 isolates of Colletotrichum acutatum s. lat. and Colletotrichum gloeosporioides s. lat. The result of the ADM showed that C. gloeosporioides s. lat. was classified into sensitive and resistant isolates to benomyl while C. acutatum s. lat. was insensitive at ≥1 ㎍/ml of benomyl. The sequence analysis of the β-tubulin gene showed the presence of a single nucleotide mutation at the 198th amino acid position of five isolates (16CACY14, 16CAYY19, 15HN5, 15KJ1, and 16CAYY7) of C. gloeosporioides s. lat. Allele-specific PCR and PCR-RFLP were used to detect point mutation at 198th amino acid position and this was done within a day unlike ADM which usually takes more than one week and thus saving time and resources that are essential in the fungicide resistance management in the field. Therefore, the molecular techniques established in this study can warrant early detection of benzimidazole fungicide resistance for the adoption of management strategies that can prevent yield losses among farmers.
노르웨이의 Oslo시 지역의 토양시료로부터 분리된 Bacillus sp. KMU-991를 이용하여 고추탄저병균인 Colletotruchum gloeosporioides KACC 40804에 대한 항진균 활성을 위한 배양 조건을 조사하였다. 항진균 물질의 생산은 기본배지로 TSB를 사용하였으며 탄소원으로 1.0% mannitol과 질소원으로 1.0% ammonium chloride를 첨가하였을 매 가장 높은 항진균 활성을 나타내었다. 배양조건으로는 $30^{\circ}C$, 180 rpm, 48시간 배양하였을 때 가장 높은 항진균 활성을 나타내었다. $30{\sim}60%$ ammonium sulfate 침전물을 첨가하였을 때 가장 양호한 항진균 활성을 나타내었으며 butanol을 이용하여 배양액 중에 존재하는 항진균 물질을 회수하여 다양한 작물병원성 곰팡이에 대한 spectrum을 조사한 결과 B. cinerea KACC 40573, C. orbiculare KACC 40808, F. oxysporum f. sp. radicus-lycopersici KACC 40537, P. cambivora KACC 40160, 그리고 R. solani AG-4 KACC 40142등에 대하여도 높은 항진균 활성을 나타내었다.
고추 재배토양에서 분리한 세균 중에서 고추탄저병균의 균사생장을 강하게 억제하며 분생포자의 발아를 현저히 억제하는 균주를 선발하였다. 이 균의 형태적 생리적 실험과 16S rRNA 분석결과를 토대로 Bacillus sp KBC1004로 명명하였다. KBC1004를 동결 건조하여 얻은 건조물을 원제로 하여 탄수화물과 증량제를 포함하는 수화제형($2{\times}10^8cfu/g$)으로 제조하였을 때 상온에서 2년 이상 안정된 밀도를 유지하였다. 수화제 형태의 KBC1004가 활성화 되어 탄저병균 분생포자의 발아를 억제하려면 최소 24시간이 경과되어야 하였고 실내에서 고추 열매를 이용하여 탄저병의 발병 억제력을 조사한 결과도 24시간 전에 KBC1004 수화제를 살포하고 병원균을 접종하였을 때 효과적인 병 방제가 이루어졌다. 고추포장에서 KBC1004 수화제를 500배로 희석하여 탄저병이 발생하는 6월 말부터 4회 처리하고 10일 경과 후 이병과율을 조사한 결과 화학농약의 방제가가 86.3%이였을 때 80.3%의 높은 방제가를 나타내었다.
탄저병의 전형적인 병징을 보이는 이병 고추로부터 1999년과 2002년에 128개와 257개의 고추 탄저병균을 분리한 후, chlorothalonil에 대한 감수성 변화를 한천평판희석법을 이용하여 조사하였다. 삼년간의 기간을 두고서 두 해에 걸쳐 채집한 탄저병균의 chlorothalonil에 대한 감수성 정도는 동일한 해에 채집한 균주간에도 큰 차이가 있었다. Chlorothalonil의 농도를 $500{\mu}g/mL$로 조절한 PDA 배지에서 균사생장 억제 효과를 조사하여 보면, 1999년에 채집한 균주들 중에서 균사생장 억제효과가 100%인 균주의 비율은 23.4%, 60% 이하의 억제 효과를 보이는 균주는 29.7%를 차지하는 반면, 2002년에 분리한 균주의 비율은 34.6%와 14.8%로 나타났다. 이러한 결과는 1999년에 분리된 균주가 2002년에 분리된 균주보다는 chlorothalonil에 대하여 저항성이었음을 알 수 있었다. 지역에 따른 chlorothalonil에 대한 탄저병균의 감수성 변화 양상은 강원, 경기도와 경상도 지역에서 분리한 탄저병균은 2002년에 감수성화 되었지만, 충청과 전라도 지역에서 분리한 병원균에서는 저항성을 보이는 균주의 비율이 증가하였다. 본 실험과 같은 살균제에 대한 감수성 모니터링 자료는 지역별로 고추 탄저병의 방제를 위해서 사용하는 살균제를 선발하는 기초자료로 사용할 수 있을 것이다.
고추 유묘의 신초가 말라죽고 잎에 수침상점무의 증상으로부터 병원균을 분리하여 균총의 색깔과 형태, 포자의 모양과 크기를 관찰한 결과 균총의 색깔은 처음에는 핑크색 띄나 차츰 회색으로 변하였고, 분생포자는 방추형으로 크기가 $8.1-17.0{\times}2.0-3.8{\mu}m$이며 생장최적온도 $25-27^{\circ}C$이다. 종 특이적 프라이머를 이용하여 고추 유묘에서 분리한 균을 동정한 결과 C. acutatum에 특이적인 프라이머인 CaINT에서만 496 bp의 증폭산물을 얻었다. 이들 결과를 바탕으로 유묘에서 분리한 균은 Collectotrichum acutatum으로 동정하였다. 고추 유묘에서 분리한 균주를 고추묘 생육단계별로 병원성 검정한 결과 유묘 뿐 아니라 식물체 전 생육기에 잎 탄저병 증상을 나타내었으며 또한 고추 열매에서도 강한 병원성을 나타내었다.
본 연구는 파인 오일과 수산화동의 혼용에 의한 고추의 세균성 점무늬병과 탄저병에 대한 방제 효과를 구명하고자 수행하였다. 세균성 점무늬병에 대한 방제 효과는 파인 오일만 단독 처리한 경우 발병엽률 59.6%와 방제 효과 28.9%로 나타났지만 파인 오일과 수산화동을 4:1로 혼용 처리하였을 때 발병엽률 20.0%와 방제효과 76.1%로 가장 효과적이었다. 탄저병에 대한 방제 효과는 파인 오일만 단독 처리한 경우 발병률 79.1%와 방제 효과 7.4%로 나타났지만 파인 오일과 수산화동을 4:1로 혼용 처리하였을 때 발병률 49.9%와 방제 효과 41.7%로 가장 효과적이었다. 이상의 결과는 고추의 세균성 점무늬병과 탄저병의 발병을 파인 오일과 수산화동을 4:1로 혼용 처리함으로서 친환경적으로 방제할 수 있음을 나타낸다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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