식물근부균 Fusarium solani에 대한 Pseudomonas stutzeri YPL-1의 생물학적 방제기작

Antifungal Mechanism of Pseudomonas stutzeri YPL-l for Biocontrol of Fusarium solani causing Plant Root Rot

근채류식물의 근부원인이 되는 토양유래의 식물병원 성진균에 대한 생물학적 방제를 위하여 저병해인삼경작 지토양으로부터 식물근부균 Fusarium solani의 생육을 강력히 길항하는 억제세균 YPL-1을 분리, 선발하였으며 이들 동정한 결과 Pseudomonas stutzeri이거나 그 근연종으로 확인하였다. 선발된 P.stutzeri YPL-1에 의해 생산된 근부균생육억제물질은 열에 민감하고 고분자의 단백질물질로서 chitinase 및 laminarinase 등 F.solani의 외막가수분해효소인 것으로 추정된다. 더욱이 chitinase 생산능과 근부균생육억제능은 정관계로 비례한다는 것도 알았다. 이는 NTG를 이용하여 얻은 chitinase 및 laminarinase 생산불능변이주 P.stutzeri YPL-M122(chi-, lam-), P.stutzeri YPL-M153(chi-)에 의해서도 확인되었다. 그러나 본 P.stutzeri YPL-1은 siderophore를 전혀 생산하지는 못하였다. 이 결과로 미루어 보아 선발된 억제균 P.stutzeri YPL-1 균주에 의한 식물근부균 F.solani의 생육억제기작은 저분자물질인 항생물질이나 siderophore가 아닌 chitinase를 주로 하는 외막가수분해효소에 의한 근부균 F.solani의 세포벽분해에 기인된 것으로 생각된다.

For the selection of powerful antagonistic bacterium for biological control of soilborne Fusarium solani causing root rot of many important crops, the best YPL-1 strain was selected among 300 strains of bacteria isolated from rhizosphere in ginseng root rot-suppressive soil. The strain was identified to be a species to Pseudomonas stutzeri. With in vitro fungal inhibition tests, antagonistic substance of P. stutzeri YPL-1 against F. solani was presumed to be heat unstable, macromolecular substances such as protein. Also, it was shown that antifungal activity of P. stutzeri YPL-1 increased in proportion to its chitinase production. P. stutzeri YPL-M122 (chi-, lam -) which was deprived of the productivity of chitinase and laminarinase by NTG mutagenesis had lost antifungal activity, completely. And P. stutzeri YPL-MI53 (chi-) had only 4.1% of its antifungal activity. P. stutzeri YPL-1 was not able to produce any extracellular siderophore in iron-deficent minimal medium. It is confident that the antifungal mechanism of P. stutzeri YPL-1 for biocontrol of F. solani depends on lysis rather than antibiosis :the mechanism of lysis appears to involve enzymatic degradation of the cell will components of F. solani by hydrolytic enzymes of more chitinase and less laminarinase.