• The Plant Pathology Journal
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• 제29권2호
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• pp.136-143
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• 2013

Microbial communities that are associated with plant roots are highly diverse and harbor tens of thousands of species. This so-called microbiome controls plant health through several mechanisms including the suppression of infectious diseases, which is especially prominent in disease suppressive soils. The mechanisms implicated in disease suppression include competition for nutrients, antibiosis, and induced systemic resistance (ISR). For many biological control agents ISR has been recognized as the mechanism that at least partly explains disease suppression. Implications of ISR on recruitment and functioning of the rhizosphere microbiome are discussed.

• 한국균학회소식:학술대회논문집
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• 한국균학회 2015년도 춘계학술대회 및 임시총회
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• pp.54-54
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• 2015

Crops lack genetic resistance to most necrotrophic soil-borne pathogens and parasitic nematodes that are ubiquitous in agroecosystems worldwide. To overcome this disadvantage, plants recruit and nurture specific group of antagonistic microorganisms from the soil microbiome to defend their roots against pathogens and other pests. The best example of this microbe-based defense of roots is observed in disease-suppressive soils in which the suppressiveness is induced by continuously growing crops that are susceptible to a pathogen. Suppressive soils occur globally yet the microbial basis of most is still poorly described. Fusarium wilt, caused by Fusarium oxysporum f. sp. fragariae is a major disease of strawberry and is naturally suppressed in Korean fields that have undergone continuous strawberry monoculture. Here we show that members of the genus Streptomyces are the specific bacterial components of the microbiome responsible for the suppressiveness that controls Fusarium wilt of strawberry. Furthermore, genome sequencing revealed that Streptomyces griseus, which produces a novel thiopetide antibiotic, is the principal species involved in the suppressiveness. Finally, chemical-genetic studies demonstrated that S. griseus antagonizes F. oxysporum by interfering with fungal cell wall synthesis. An attack by F. oxysporum initiates a defensive "cry for help" by strawberry root and the mustering of microbial defenses led by Streptomyces. These results provide a model for future studies to elucidate the basis of microbially-based defense systems and soil suppressiveness from the field to the molecular level.

• 한국균학회지
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• 제18권3호
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• pp.164-177
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• 1990

인삼(人蔘)(Panax ginseng C. A. Meyer)의 증산을 제한하는데 가장 큰 요인(要因)은 연작장해이므로 인삼(人蔘)의 증산에 기여할 수 있는 기초자료를 얻기위해 조사(調査)를 실시하였다. 1. 토양(土壤) pH가 F. solani 및 C. destructans의 포자발아(胞子發芽) 그리고 R. solani의 균사생장(菌絲生長)에 미치는 상관관계(相關關係)는 각각 r=0.2645, r=0.315, r=0.19로서 정(正)의 상관(相關)을 나타내었다. 2. 병원균(病原菌)의 포자발아(胞子發芽)와 토양미생물(土壤微生物) 분포수(分布數)와의 관계(關係)를 분석(分析)한 결과(結果), F. solani와 전세균(全細菌), 방선균(放線菌), 섬유소분해(纖維素分解) 세균(細菌)의 분포수(分布數)와의 관계(關係)에서 각각 r=0.21, r=0.37, r=0.20의 정(正)의 상관(相關)을 나타내었으나 전진균(全眞菌)과의 관계(關係)에서는 r=-0.20으로서 부(負)의 상관관계(相關關係)였다. R. solani의 균사생장(菌絲生長)과 방선균(放線菌)의 분포수(分布數)사이에는 정(正)의 상관(相關)(r=0.24)이 있었다. 3. 총 146개 토양(土壤)중에서 F. solani는 40개 토양(土壤)에서, C. destructans는 20개 토양(土壤)에서, R. solani는 9개 토양(土壤)에서 각각 병원균(病原菌) 억제토양(抑制土壤)으로 선발(選拔)되었다. 4. 병원균(病原菌) 억제토양(抑制土壤)의 K, Ca, Mg, Na의 평균함양(平均含量)은 유발토양(誘發土壤)의 것보다 적었으며 병원균(病原菌) 억제토양(抑制土壤)의 유기물함양(有機物含量)은 유발토양(誘發土壤)보다 2배이상 높았다. $P_2O_5$의 함양(含量)은 F. solani와 R. solani의 억제토양(抑制土壤)이 유발토양(誘發土壤)보다 낮은 반면, C. destructans의 억제토양(抑制土壤)은 유발토양(誘發土壤)보다 약간 높았다. 토양(土壤) pH에 있어서 억제토양(抑制土壤)의 평균(平均) pH는 유발토양(誘發土壤)보다 낮은 수치였다. 토양(土壤)의 물리적(物理的) 특성(特性)에 있어서 모래의 평균함양(平均含量)은 병원균(病原菌) 억제토양(抑制土壤)이 유발토양(誘發土壤)보다 2배 정도가 높은 반면, 미사(微砂)와 점사(粘士)의 함양(含量)은 유발토양(誘發土壤)보다 낮았다. 5. 병원균(病原菌) 억제토양(抑制土壤)과 유발토양(誘發土壤)의 미생물분포(微生物分布)는 F. solani 억제토양(抑制土壤)에 있어서 전세균(全細菌), 전진균(全眞菌), 섬유소분해(纖維素分解) 진균(眞菌)의 분포수(分布數)가 유발토양(誘發土壤)보다 높았던 반면, 방선균(放線菌), 섬유소분해(纖維素分解) 세균(細菌)의 분포수(分布數)는 유발토양(誘發土壤)보다 낮았으며, 전세균(全細菌) 및 전진균(全眞菌)의 분포수(分布數)는 병원균(病原菌) 억제토양(抑制土壤)과 유발토양(誘發土壤) 사이에 각각 유의성(有意性)(P=0.05)이 있었고, 방선균(放線菌)은 고도(高度)의 유의성(有意性)(P=0.01)이 두 토양(土壤) 사이에서 인정되었다. C. destructans의 억제토양(抑制土壤)에 있어서 전세균(全細菌), 전진균(全眞菌), 방선균(放線菌), 섬유소분해(纖維素分解) 진균(眞菌)의 분포수(分布數)는 유발토양(誘發土壤)의 분포수(分布數)보다 높았던 반면, 섬유소분해(纖維素分解) 세균(細菌)의 분포수(分布數)는 유발토양(誘發土壤)보다 2배 정도가 낮았다. R. solani의 억제토양(抑制土壤)에 있어서 전진균(全眞菌)의 분포수(分布數)가 유발토양(誘發土壤)의 분포수(分布數)보다 높았던 반면, 전세균(全細菌), 방선균(放線菌), 섬유소분해(纖維素分解) 세균(細菌), 섬유소분해(纖維素分解) 진균(眞菌)의 분포수(分布數)는 유발토양(誘發土壤)보다 낮았다. 6. 인삼근부병(人蔘根腐病) 발병(發病) 억제토양(抑制土壤)의 선발(選拔)은 공시(供試) 병원균(病原菌)별로 인삼(人蔘)이 식재(植栽)된 각각의 16개 토양(土壤)중 F. solani는 14개 토양(土壤)에서, C. destructans는 15개 토양(土壤)에서 각각 발병(發病) 억제성(抑制性)을 확인하였다. F. solani의 발병(發病) 억제토양(抑制土壤)에서 인삼(人蔘)의 근부률(根腐率)은 $1.0{\sim}17.4%$였으며, C. destructans의 발병(發病) 억제토양(抑制土壤)에서 인삼(人蔘)의 근부률(根腐率)은 $0.2{\sim}20.4%$였다.

• 한국식물병리학회지
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• 제14권6호
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• pp.606-611
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• 1998

An antagonistic bacterium, Pseudomonas flurorescens MC07 inhibited the mycelial growth of Rhizoctonia solani, Pythium ultimum, Fusarium oxysporum, and Phytophthora capsici in on potato dextrose agan (PDA) and other media. The strain MC07 conlonizes various plant roots and possesses antifungal activity. To determine the role of antifungal activity of the bacterium in disease suppression, a mutant Okm3-4 which lost its activity was isolated after screening 2,500 colonies generated by Omegon-Km insertions. The mutant Okm3-4 showed diminished growth inhibition of R. solani, P. ultimum, F. oxysporum, and Ph. capsici in vitro and had reduced suppressive effects on sesame damping.-off compared to the parental strain. In soils, accumulation of the pathogens by continuous cropping, 90% of sesame plants were killed by natural infection of damping-off whereas, only 29% of plants grown from seeds treated with MC07 were killed. On the other hand, 85% of plants died when sesame seeds were treated with the Okm3-4 cells. This indicated that antifungal activity of MC07 in vitro is directly responsible for the suppression of damping-off disease. Emergence rates of sesame seeds in pots containing diseased soil were 33%. However, MC07 treatments on seeds significantly improved emergence rates, which has similar effects of Benomyl treatment. The mutant Okm3-4 exhibited 53% of emergence rate. This indicated that antifungal activity of MC07 also affects the emergence rate of sesame seeds.

• 한국응용곤충학회지
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• 제24권2호
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• pp.85-95
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• 1985

오이 덩굴쪼김병의 발병을 억제(抑制)하는 토양의 특성(特性)과 병원균(病原菌)에 대한 억제요인을 밝혀 내고자 진주, 함안, 남지, 밀양, 순천 등지의 28개 비닐하우스에서 토양을 채취하여 공시(供試)하였다. 접종한 병원균의 농도(濃度)에 대한 공시토양의 오이 덩굴쪼김병 발병곡선(發病曲線)을 Log-Probit로 전환하여 토양의 발병억제 정도를 DI50(50%의 공시식물을 발병시킬 수 있는 병원균의 농도)으로 수량화(數量化)하여 공시토양의 발병억제 정도를 비교하였던 바, 같은 지역내에서도 채취장소에 따라서 억제정도(抑制程度)가 크게 달랐으며 진주 5, 순천 7, 남지 22 등이 발병억제능력이 큰 것으로 나타났다. 토양의 화학적(化學的) 성분(性分)이나 물리성(物理性) 등은 발병억제 능력과 일정한 상관(相關)을 나타내지 않았다. 발병억제 토양에서는 병원균(病原菌)의 소형분생포자(小型分生胞子)와 후막포자(厚膜胞子)의 발아율(發芽率)이 현저하게 억제되었다. 병원균의 균사분해(菌絲分解)는 발병억제형(發病抑制型) 또는 발병유도형(發病誘導型) 토양에 따라서 일정한 경향(傾向)을 나타내지 않았으나 균사편(菌絲片)으로부터 형성(形成)된 후막포자(厚膜胞子)의 수(數)는 발병억제형 토양에서 현저히 적었다. 토양 중의 형광성 Pseudomonads 와 Bacillus spp의 밀도는 발병억제형 토양과 유도형 토양간에 통계적유의차(統計的有意差)가 없었으나 병원균에 길항적(拮抗的)인 용균반(溶菌斑) 수(數)는 발병억제형 토양에서 현저하게 많았다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제29권2호
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• pp.125-135
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• 2013

In agro-ecosystems worldwide, some of the most important and devastating diseases are caused by soil-borne necrotrophic fungal pathogens, against which crop plants generally lack genetic resistance. However, plants have evolved approaches to protect themselves against pathogens by stimulating and supporting specific groups of beneficial microorganisms that have the ability to protect either by direct inhibition of the pathogen or by inducing resistance mechanisms in the plant. One of the best examples of protection of plant roots by antagonistic microbes occurs in soils that are suppressive to take-all disease of wheat. Take-all, caused by Gaeumannomyces graminis var. tritici, is the most economically important root disease of wheat worldwide. Take-all decline (TAD) is the spontaneous decline in incidence and severity of disease after a severe outbreak of take-all during continuous wheat or barley monoculture. TAD occurs worldwide, and in the United States and The Netherlands it results from a build-up of populations of 2,4-diacetylphloroglucinol (2,4-DAPG)-producing fluorescent Pseudomonas spp. during wheat monoculture. The antibiotic 2,4-DAPG has a broad spectrum of activity and is especially active against the take-all pathogen. Based on genotype analysis by repetitive sequence-based-PCR analysis and restriction fragment length polymorphism of phlD, a key 2,4-DAPG biosynthesis gene, at least 22 genotypes of 2,4-DAPG producing fluorescent Pseudomonas spp. have been described worldwide. In this review, we provide an overview of G. graminis var. tritici, the take-all disease, Pseudomonas biocontrol agents, and mechanism of disease suppression.