• Journal of Applied Biological Chemistry
• /
• 제56권4호
• /
• pp.235-239
• /
• 2013

녹비 작물인 헤어리베치의 간척지 적용을 위해 본 연구에서는 헤어리베치의 뿌리혹으로부터 분리 된 Rhizobium sp. RH84의 특성을 파악하고 이를 직접 간척지에 적용하여 헤어리베치의 생산량 증대에 이용하고자 하였다. 전보에서 분리 한 RH84의 형태학적, 생리학적 특성 및 식물생육촉진(PGP) 활성을 확인하기 위하여 옥신, 질소 고정능, 인산 가용능, sideropore 생산능을 분석하였다. 그 결과, RH84는 식물호르몬인 IAA를 $9.03{\mu}g/mL$ 생산하였고, 질소 고정 활성을 가진 균주이었다. 또한 염 농도가 0.3%인 간척지 토양에서의 헤어리베치 생장에 영향을 주며, 간척지 포장에서 약 56%의 헤어리베치 수확량을 증가시켰다. 따라서 Rhizobium sp. RH84 균주는 염 농도가 높은 간척지에서 녹비작물인 헤어리베치의 생장을 촉진시키며 수확량을 증가시키기 위한 균주임을 확인하였다.

• 식물병연구
• /
• 제21권4호
• /
• pp.280-289
• /
• 2015

옥수수는 세계적으로 가장 중요한 작물이다. 옥수수의 소비가 꾸준히 증가하고 있지만, 생산량은 연작과 Fusarium spp.와 같은 토양전염성 곰팡이병의 감염에 의해 줄어들고 있다. 최근에 우리나라를 포함해 전 세계적으로 F. subglutinans와 F. temperatum에 의해 발생되는 옥수수 밑둥썩음병의 발생이 많이 보고되고 있다. 본 연구에서는 병에 걸리지 않은 건전한 옥수수 토양 근권에서 F. subglutinans와 F. temperatum에 대치배양을 통해 항균활성을 보이는 3 균주(GC02, GC07, GC08)를 선발하였다. 선발된 3 균주 중 GC02와 GC07이 균사생장을 효과적으로 억제하였다. 그리고 16s rRNA에 기반하여 분석한 결과, GC02는 Bacillus methylotrophicus, GC07은 B. amyloliquefaciens 그리고 GC08은 B. thuringiensis로 동정되었다. 또한, GC02와 GC07은 포자발아의 억제에도 효과적이었다. 3개의 Bacillus 균주들은 모두 protease의 활성이 강하게 나타났으며, cellulase 활성은 GC07과 GC08에서만 나타났다. 그리고 불용성 인산의 가용화와 siderophore의 생산은 GC02와 GC07이 비교적 GC08에 비해 우수한 것으로 나타났다. 옥수수 줄기에 2개의 Fusarium과 접종하여 발병억제효과를 검정한 결과 B. amyloliquefaciens GC07이 가장 효과적인 방제효과를 나타내었다. 또한 B. methylotrophicus GC02와 B. amyloliquefaciens GC07은 다른 식물병원성 진균들도 효과적으로 균사생장을 억제하였다. 따라서, B. methylotrophicus GC02와 B. amyloliquefaciens GC07은 식물병원성 진균방제에 생물학적 방제제로서 역할이 가능하다고 판단된다.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제50권2호
• /
• pp.95-100
• /
• 2007

식물성장 촉진호르몬인 auxin, 식물병원성 진균을 방제하는 siderophore 그리고 cellulase를 동시에 생산하는 PGPR균이자 생물방제균인 Bacillus licheniformis K11의 cellulase의 유전자를 PCR을 이용해 pUC18에 재조합 후 E. coli DH5${\alpha}$에 cloning하였으며, 이 형질전환 된 균주를 E. coli DH5${\alpha}$(pCW 77)라 하였다. 형질전환 균주 E. coli DH5${\alpha}$(pCW 77)는 B. licheniformis K11의 1.6kb 유전자를 포함하며, 이 cellulase는 1,479 bp, 499개의 amino acid가 암호화된 것으로 추정된다. 형질전환균주가 생산하는 cellulase(CelW)는 lac 프로모터를 이용해 발현되었으며, CMC-SDS-PAGE의 방법으로 약 55 kDa의 분자량을 확인하였다. B. licheniformis K11의 cellulase는 4종의 대표적인 Bacillus spp. 들이 생산하는 cellulase의 아미노산 배열이 97% 이상 일치하였다. CelW는 carboxymethyl-cellulose(CMC) 뿐만 아니라 불용성 섬유소인 Avicel, Filter paper(Whatman$^{\circledR}$ No. 1)는 물론이고 고추역병균 P. capsici의 건조 cell wall도 분해하였다. CMC를 기질로 60$^{\circ}C$에서 효소활성이 가장 높았으며, 최적 pH는 pH 6.0이었다. 그리고 CoCl$_2$ 또는 MnSO$_4$ 첨가시 활성이 2배 이상 증가하였지만, FeCl$_3$ 또는 HgCl$_2$ 첨가 시는 활성이 20% 이하로 떨어졌고, SDS와 sodium azide 등 여러 화학 저해제들을 첨가하여도 87% 이상의 활성을 유지하였다. 이 결과들은 B. licheniformis K11이 식물뿌리에 근권 microflora형성의 중요한 요인으로 작용할 수 있고, 생물방제력을 발휘하는 식물병원성 진균의 세포벽 분해 cellulase 기능 연구를 가능케 하여 식물병의 생물학적 방제 연구에 기초가 될 것이라 생각된다.

• 미생물학회지
• /
• 제48권4호
• /
• pp.246-253
• /
• 2012

연령을 달리하는 인삼토양 내 근권세균의 다양성과 이들 세균이 갖고 있는 식물생장에 유용한 특성에 대하여 조사하였다. 인삼 근권으로부터 총 15개 속에 포함되는 143 균주를 분리하였다. 인삼 연령에 따른 세균 군집의 변화가 있었으나, 분리 균주의 58%가 Firmicutes에 속하였다. 특히 Bacillus는 연령에 관계없이 가장 우점하는 속으로 나타났다. 이들 분리 균주 중 30개의 균주를 선발하여 세포벽 분해효소 분비, 인돌아세트산 생성, siderophore 생성, 인 가용화, 식물병원성 곰팡이의 저해능 등에 대하여 평가한 결과, 다수의 균주가 식물생장을 촉진할 수 있는 기능적 특성을 갖고 있었다. 이 중에서도 모든 조사 항목에 대하여 양성 반응을 보인 B. subtilis, B. amyloliquefaciens, B. velezensis, B. licheniformis 균주는 향후 인삼 경작을 위한 생장 촉진 미생물제제로 활용가치가 높을 것으로 기대된다.

• The Plant Pathology Journal
• /
• 제34권6호
• /
• pp.555-566
• /
• 2018

Two rhizobacteria Bacillus aryabhattai H26-2 and B. siamensis H30-3 were evaluated whether they are involved in stress tolerance against drought and high temperature as well as fungal infections in Chinese cabbage plants. Chinese cabbage seedlings cv. Ryeokgwang (spring cultivar) has shown better growth compared to cv. Buram-3-ho (autumn cultivar) under high temperature conditions in a greenhouse, whilst there was no difference in drought stress tolerance of the two cultivars. In vitro growth of B. aryabhattai H26-2 and B. siamensis H30-3 were differentially regulated under PEG 6000-induced drought stress at different growing temperatures (30, 40 and $50^{\circ}C$). Pretreatment with B. aryabhattai H26-2 and B. siamensis H30-3 enhanced the tolerance of Chinese cabbage seedlings to high temperature, but not to drought stress. It turns out that only B. siamensis H30-3 showed in vitro antifungal activities and in planta crop protection against two fungal pathogens Alternaria brassicicola and Colletotrichum higginsianum causing black spots and anthracnose on Chinese cabbage plants cv. Ryeokgwang, respectively. B. siamensis H30-3 brings several genes involved in production of cyclic lipopeptides in its genome and secreted hydrolytic enzymes like chitinase, protease and cellulase. B. siamensis H30-3 was found to produce siderophore, a high affinity iron-chelating compound. Expressions of BrChi1 and BrGST1 genes were up-regulated in Chinese cabbage leaves by B. siamensis H30-3. These findings suggest that integration of B. aryabhattai H26-2 and B. siamensis H30-3 in Chinese cabbage production system may increase productivity through improved plant growth under high temperature and crop protection against fungal pathogens.

• 식물병연구
• /
• 제26권4호
• /
• pp.210-221
• /
• 2020

곤충은 장내에 서식하고 있는 미생물과 상호작용을 통해 공생하는 것으로 알려져 있으며, 이러한 공생자는 공진화를 통하여 극한 환경에서도 서식을 가능하게 한다. 이러한 관점에서 토양 속에서 부엽토와 식물 잔재를 먹고 사는 장수풍뎅이 유충의 장내에 존재하는 공생자는 식물병원균을 방제하는 데 유용한 미생물이 존재할 것으로 생각된다. 따라서, 식물병원균에 대해 활성을 갖는 유용 미생물 10종을 장수풍뎅이 유충의 소화기관 전장, 중장, 후장으로부터 분리하였다. 분리된 10종의 유용 미생물은 유묘 검정을 통하여 토마토 잿빛곰팡이병, 배추 뿌리혹병, 고추 탄저병, 고추 역병에 대하여 강력한 항균 활성을 확인하였다. 10종의 항균활성 미생물은 형태적 특성과 16s rRNA gene 분석으로 Bacillus속 4종, Paenibacillus속 3종 및 Streptomyces속 3종으로 동정되었다. 유용 미생물은 인산 가용화, indole-3-acetic acid, siderophore 생성 활성이 우수하며 진균외막가수분해 효소인 β-1,3-glucanase, pretease 활성을 보였다. 10종의 유용 미생물 중, DM152 균주는 토마토와 고추 식물체의 모든 기관에서 생장을 촉진시켰다. 따라서, 장수풍뎅이 유충의 소화기관으로부터 분리된 10종의 장내 미생물은 생물학적 방제제 및 생물비료의 활용 가능성을 나타내었다.

• 식물병연구
• /
• 제24권3호
• /
• pp.221-232
• /
• 2018

근권세균은 식물 생육과 건강 증진에 중요한 역할을 하며 생물학적 스트레스뿐만 아니라 저온, 고온, 건조 및 염과 같은 비생물적 스트레스에도 내성을 부여한다. 본 연구는 토마토에 생물적 및 비생물적 스트레스를 완화시키는 기능을 가진 식물생장촉진 근권세균(plant growth promoting rhizobacteria, PGPR)을 선발하는 것을 목표로 하였으며 토마토 근권에서 Variovorax sp. PMC12균주를 분리하였다. PMC12균주는 in vitro에서 PGPR의 특성으로 알려진 암모니아, IAA, 시드로포아 및 ACC 탈아민효소를 생성하였다. PMC12 균주를 처리한 토마토는 대조구에 비해 염, 저온 및 건조 스트레스 조건에서 지상부 생체중이 유의적으로 높았다. 또한 PMC12 균주를 처리한 토마토는 Ralstonia solanacearum에 의한 세균성 시들음병에 대한 저항성이 증가되었다. 결과적으로 PMC12 균주는 식물의 비생물적 스트레스 및 생물적 스트레스에 대한 감수성을 감소시키는 유망한 생물학적 방제제 및 생물활성제로 사용될 수 있을 것으로 전망된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제27권3호
• /
• pp.480-491
• /
• 2017

Fluorescent pseudomonads have been isolated from halophytes, mesophytes, and xerophytes of Pakistan. Among these, eight isolates, GS-1, GS-3, GS-4, GS-6, GS-7, FS-2 (cactus), ARS-38 (cotton), and RP-4 (para grass), showed antifungal activity and were selected for detailed study. Based on biochemical tests and 16S rRNA gene sequences, these were identified as strains of P. chlororaphis subsp. chlororaphis and aurantiaca. Secondary metabolites of these strains were analyzed by LC-MS. Phenazine-1-carboxylic acid (PCA), 2-hydroxy-phenazine, Cyclic Lipopeptide (white line-inducing principle (WLIP)), and lahorenoic acid A were detected in variable amounts in these strains. P. aurantiaca PB-St2 was used as a reference as it is known for the production of these compounds. The phzO and PCA genes were amplified to assure that production of these compounds is not an artifact. Indole acetic acid production was confirmed and quantified by HPLC. HCN and siderophore production by all strains was observed by plate assays. These strains did not solubilize phosphate, but five strains were positive for zinc solubilization. Wheat seedlings were inoculated with these strains to observe their effect on plant growth. P. aurantiaca strains PB-St2 and GS-6 and P. chlororaphis RP-4 significantly increased both root and shoot dry weights, as compared with uninoculated plants. However, P. aurantiaca strains FS-2 and ARS-38 significantly increased root and shoot dry weights, respectively. All strains except PB-St2 and ARS-38 significantly increased the root length. This is the first report of the isolation of P. aurantiaca from cotton and cactus, P. chlororaphis from para grass, WLIP and lahorenoic acid A production by P. chlororaphis, and zinc solubilization by P. chlororaphis and P. aurantiaca.

• 미생물학회지
• /
• 제52권4호
• /
• pp.437-443
• /
• 2016

여러 토양에서 분리한 400여 개의 방선균 균주에 대해 4가지 식물병원성 진균에 대한 항진균 활성을 조사하였으며 그 중 Streptomyces costaricanus HR391 균주는 PDB 배지에서 식물병원성 진균인 Fusarium oxysporum f. sp. raphani, F. oxysporum f. sp. niveum, F. oxysporum f. sp. lycopersici와 Rhizoctonia solani의 균사 생장을대조군과 비교하여 각각 26.5, 26.2, 21.2와 23.8% 저해하였다. S. costaricanus HR391은 항진균물질인 siderophore를 $98{\mu}M$을 생성할 뿐만 아니라 유화활성을 나타내며 막지질을 파괴할 수 있는 생물계면활성제인 rhamnolipid와 lipopeptide인 iturin A와 surfactin를 생성하였다. 또한 진균 세포막을 분해할 수 있는 chitinase와 glucanase 활성도 나타내었으며 병원균의 막을 파괴하는 AMP와 항생물질 phenazine도 분비하였다. 이외에도 식물생장 촉진활성을 갖는 zeatin, gibberellin과 indole acetic acid 같은 식물호르몬도 생성하였다. 이와 같이 항진균 활성을 나타내는 S. costaricanus HR391 균주는 다양한 종류의 항진균 물질의 상승작용과 더불어 높은 생물계면활성이 본 균주의 항진균 활성에 큰 역할을 하는 것으로 보이며 친환경적인 생물학적 항진균제로서 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.227-234
• /
• 2011

Pseudomonas syringae pv. tabaci는 숙주인 담배에 감염하여 들불병(wild fire)을 일으키는 식물 병원성 세균이다. 이 세균의 pathogenicity island (PAI)는 Type III secretion system 및 병원성 유전자들을 암호화하고 있으며, 병원성 조절에 있어 핵심적인 역할을 한다. 최근 식물 병원성 세균인 Ralstonia solanacearum에서 식물 세포 접촉을 매개로 하여 hrp gene cluster를 양성조절하는 PrhA (plant regulator of hrp) receptor가 발견되었다. 본 연구에서는 P. syringae에서 식물세포에 의해 hrp 유전자가 유도되는지 확인하기 위해, prhA 유사체를 동정하고 PrhA 결실돌연변이주(BL11)를 구축하였다. BL11은 숙주 감염 실험에서 병원성이 현저히 감소하였고, 식물 세포현탁액에서 hrpA 유전자의 발현수준이 hrp 유도배지에서 보다 3배 더 높게 나타났다. 이러한 결과들을 근거로 PrhA가 식물세포접촉에 의한 조절에 중요한 역할을 한다는 것을 확인하였으며, hrpA-gfp reporter fusion을 사용하여 이를 다시 검증하였다.