• 한국유기농업학회지
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• 제26권3호
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• pp.463-475
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• 2018

국내 일부 시설재배지는 장기간 과도한 양분 투입 등에 의한 염류 집적 현상이 문제가 되어왔으며, 최근 이상기온에 따른 온도장해에 의한 피해도 발생하고 있다. 이러한 현상에 대해 친환경적으로 대처하기 위하여 고염류와 온도 스트레스에 대해 작물에 내성을 증강시키는 미생물을 선발하였다. 국내 토양에서 분리한 1,944균주중 고염류 또는 온도 스트레스 조건에서 세균의 생장과 식물생장촉진 관련 특성(IAA 생성, ACC deaminase 활성, 인산가용화능)을 고려하여 20균주를 1차 선발(전체 균주의 1.03%)하였다. 1차 선발한 20균주 중 토마토 식물검정을 통해 고염류 또는 온도스트레스에 대한 내성을 유도하는 7세균(1차 선발균주의 35%, 전체 균주의 0.36%)을 단계적으로 선발할 수 있었다. 선발된 세균은 16S rRNA 유전자의 염기서열 분석을 통해 모두 Bacillus 속에 속하는 것으로 확인되었다. 이러한 결과로 선발된 7균주는 토마토의 고염류 또는 온도 스트레스에 대한 효과적인 미생물 제제로 활용이 가능한 것을 확인할 수 있었다.

• Molecules and Cells
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• 제37권2호
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• pp.109-117
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• 2014

Microbiota in the niches of the rhizosphere zones can affect plant growth and responses to environmental stress conditions via mutualistic interactions with host plants. Specifically, some beneficial bacteria, collectively referred to as Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPRs), increase plant biomass and innate immunity potential. Here, we report that Enterobacter sp. EJ01, a bacterium isolated from sea china pink (Dianthus japonicus thunb) in reclaimed land of Gyehwa-do in Korea, improved the vegetative growth and alleviated salt stress in tomato and Arabidopsis. EJ01 was capable of producing 1-aminocy-clopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase and also exhibited indole-3-acetic acid (IAA) production. The isolate EJ01 conferred increases in fresh weight, dry weight, and plant height of tomato and Arabidopsis under both normal and high salinity conditions. At the molecular level, short-term treatment with EJ01 increased the expression of salt stress responsive genes such as DREB2b, RD29A, RD29B, and RAB18 in Arabidopsis. The expression of proline biosynthetic genes (i.e. P5CS1 and P5CS2) and of genes related to priming processes (i.e. MPK3 and MPK6) were also up-regulated. In addition, reactive oxygen species scavenging activities were enhanced in tomatoes treated with EJ01 in stressed conditions. GFP-tagged EJ01 displayed colonization in the rhizosphere and endosphere in the roots of Arabidopsis. In conclusion, the newly isolated Enterobacter sp. EJ01 is a likely PGPR and alleviates salt stress in host plants through multiple mechanisms, including the rapid up-regulation of conserved plant salt stress responsive signaling pathways.

• 미생물학회지
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• 제53권4호
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• pp.342-343
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• 2017

토마토 뿌리에서 분리한 Bacillus velezensis T20E-257 균주는 식물촉진효과가 있었고, 본 연구에서 T20E-257 균주의 유전체 서열을 해독하였다. 유전체 초안에서 포함된 2개 contig는 총 염기서열이 3,900,066 bp고, G + C content가 46.7%이었다. 유전체에서 단백질 유전자 3,708개, rRNA 유전자 27개, tRNA 유전자 86개를 확인하였다. 항균활성을 가지는 2차 대사산물 생합성 관련 유전자군과 식물생육촉진에 관여하는 IAA와 2,3-butadiol 생합성 관련 유전자를 T20E- 257 균주 유전체에서 확인하였다.

• 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.

• 식물병연구
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• 제18권3호
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• pp.201-209
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• 2012

지자체 농업기술센터와 농과원에서 수집한 18개의 Bacillus subtilis 균주들이 보유하고 있는 기능성을 구명하기 위하여 항균활성을 비롯한 사이데로포아 생산, 질소고정능력, 인산가용화 능력 및 오옥신 생성능력을 조사하였다. B. subtilis 균주들은 대부분 입고병균(R. solani), 고추 탄저병균(C. acutatum), 채소류 시들음병균(F. oxysporum), 벼도열병균(M. oryzae), 고추 역병균(P. capsici)에 대하여 항균활성을 보였다. 대부분의 균주가 Siderophore와 오옥신 생성능력을 보였으며 질소고정능력도 함께 보유하고 있는 것으로 나타났다. 인산가용화능은 조사한 Bacillus 속 균주 중 단 한 균주에서 활성을 보였다. 대부분의 B. subtilis 균주가 고추 흰가루병 억제효과를 보였으나, 균주 간에는 방제효과에 있어서 큰 차이를 보이지 않았다. B. subtilis R2-1균주의 농업현장에서의 활용 가능성을 구명하기 위하여 2009년도에 강원도 화천의 유기재배농가에서 오이 흰가루병 방제용 미생물 농약으로 등록되어 사용되고 있는 '큐펙트'와 '탑시드'를 대조로 하여 방제효과를 검정하였다. 2009년도에 B. subtilis R2-1 처리시 방제효과는 37.7%로 '탑시드'(47.6%)보다는 낮았으나, '큐펙트'(25.7%)에 비해서는 높았다. 2010년도에는 B. subtilis R2-1의 고추 흰가루병 방제효과가 83.3%로 미생물 농약인 탑시드 보다도 높게 나타났다. B. subtilis R2-1균주의 발병억제 기작을 구명하기 위하여 B. subtilis R2-1균주와 미생물 농약(탑시드, 큐펙트)을 경엽 처리한 후 포자발아율을 계수한 결과, 미생물 농약인 큐펙트는 97.9%, 탑시드는 94.7% 억제하는데 비해서 B. subtilis R2-1균주는 84.2% 억제하는 것으로 나타났다. 앞으로 B. subtilis R2-1을 고농도로 배양할 수 있는 대량배양기술을 개발하고 항균활성 기능이 잘 발현되도록 제형화한다면 생물농약으로의 개발이 가능할 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.

• 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.

• 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.

• 생명과학회지
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• 제26권10호
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• pp.1163-1168
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• 2016

식물생장촉진미생물(PGPR)은 농업생산성에 전세계적으로 매우 중요한 기작과 기능을 하는 것으로 알려져 있다. 이들 미생물들은 식물생장조절, 생물비료, 식물의 병 저항 및 방제 등 다양한 기작으로 식물생장을 촉진하면서 유용하게 이용되고 있다, 본 논문에서는 토양으로부터 네 종류의 서로 다른 Pantoea 종을 분리하여 식물생장 특성을 규명하고자 하였다. 16S rDNA 유전자의 분석에 의하면, 이들은 각각 Pantoea ananatis, Pantoea citrea, Pantoea dispersa, Pantoea vagans으로 확인되었고 각각 Pa1, Pc1, Pd1, Pv1으로 명명하였다. 분리된 모든 종들은 pH 5정도의 수치를 보이는 접종 1일차에 매우 높은 인산 분해 활성을 보였으며 배지의 pH 감소와 높은 상관성을 보였다. 또한 네 종류의 모든 Pa1, Pc1, Pd1, Pv1종은 각각 85.3±16.3 μg/ml, 183.9±16.8 μg/ml, 28.8±17.3 μg/ml, 114.1±16.5 μg/ml 농도의 매우 높은 인돌 아세트산 생성활성을 보였다. 지베렐린 생성의 경우 Pa1, Pc1와 Pd1는 각각 331.1±19.2 μg/ml, 288.5±16.8 μg/ml, 309.2±18.2 μg/ml 농도로 높은 활성을 보였지만, Pv1는 10.2±11.5 μg/ml 농도의 비교적 낮은 생성활성을 보였다. 또한 모든 분리 종들은 어린 상추식물의 경우 생체량의 32~37%, 상층부길이의 10~15% 생장을 촉진하는 활성을 보이므로 이들 분리된 미생물을 잠재적으로 식물생장촉진을 위한 미생물비료제재로 사용할 수 있다고 생각된다.

• Molecules and Cells
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• 제27권4호
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• pp.423-428
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• 2009

Superoxide dismutases (SODs) constitute the first line of cellular defense against oxidative stress in plants. SODs generally occur in three different forms with Cu/Zn, Fe, or Mn as prosthetic metals. We cloned the full-length cDNA of the Thellungiella halophila Cu/Zn-SOD gene ThCSD using degenerate RT-PCR and rapid amplification of cDNA ends (RACE). Sequence analysis indicated that the ThCSD gene (GenBank accession number EF405867) had an open reading frame of 456 bp. The deduced 152-amino acid polypeptide had a predicted molecular weight of 15.1 kDa, an estimated pI of 5.4, and a putative Cu/Zn-binding site. Recombinant ThCSD protein was expressed in Escherichia coli and assayed for SOD enzymatic activity in a native polyacrylamide gel. The SOD activity of ThCSD was inactivated by potassium cyanide and hydrogen peroxide but not by sodium azide, confirming that ThCSD is a Cu/Zn-SOD. Northern blotting demonstrated that ThCSD is expressed in roots, stems, and leaves. ThCSD mRNA levels increased by about 30-fold when plants were treated with sodium chloride (NaCl), abscisic acid (ABA), and indole-acetic acid (IAA) and by about 50-fold when treated with UVB light. These results indicate that ThCSD is involved in physiological pathways activated by a variety of environmental conditions.