• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권3호
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• pp.587-593
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• 2010

Three hundred and seventy-four rhizobacteria were isolated from the rhizosphere soil (RS) or rhizoplane (RP) of Echinochloa crus-galli, Carex leiorhyncha, Commelina communis, Persicaria lapathifolia, Carex kobomugi, and Equisetum arvense, grown in contaminated soil with petroleum and heavy metals. The isolates were screened for plant growth-promoting trait (PGPT), including indole acetic acid (IAA) productivity, 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) deaminase activity, and siderophore(s) synthesis ability. IAA production was detected in 86 isolates (23.0%), ACC deaminase activity in 168 isolates (44.9%), and siderophore(s) synthesis in 213 isolates (57.0%). Among the rhizobacteria showing PGPT, 162 isolates had multiple traits showing more than two types of PGPT. The PGPT-possesing rhizobacteria were more abundant in the RP (82%) samples than the RS (75%). There was a negative correlation (-0.656, p<0.05) between the IAA producers and the ACC deaminase producers. Clustering analysis by principal component analysis showed that RP was the most important factor influencing the ecological distribution and physiological characterization of PGPT-possesing rhizobacteria.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제55권2호
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• pp.129-133
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• 2012

비식량 바이오매스 대상작물인 억새의 생육을 촉진하는 균주를 선발하기 위하여 충북 청원군 대청호 주변에서 서식하는 물억새 뿌리로부터 64균주를 분리하였다. 분리균의 식물생육촉진 활성을 확인하기 위하여 옥신, 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) deaminase 생선능 및 기타 배양조건에 따른 생육 특성을 조사한 결과, 8균주가 선발되었으며 Agrobacterium sp. BE516 균주가 억새 줄기의 생육을 2배 이상 증가시켜 가장 활성이 뛰어난 균주로 선발되었다. Agrobacterium sp. BE516 균주는 식물호르몬 indole acetic acid를 64 ${\mu}g/mL$ 생산하고, 염 및 건조 등의 환경 스트레스 저항성 ACC deaminase 를 생산하며, $4-15^{\circ}C$, pH 4.0 및 4% NaCl 농도에서 생육하였다. 따라서, Agrobacterium sp. BE516 균주가 간척지와 같은 조건불리지역에서 비식용 바이오매스 대상작물인 억새의 생육을 촉진시키기 위한 미생물비료제 개발에 유용한 균주임을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권3호
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• pp.261-267
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• 2012

본 연구에서는 경기도 궁평항 지역의 해안사구에 서식하고 있는 토착식물 6종(Rorippa islandica, Rumex crispus, Artemisia princeps var. orientalis, Lilium sp Stellaria media, and Gramineae)의 식물 뿌리와 근권토양으로부터 colony library를 구축하여 식물성장촉진 능력과 내염능을 평가하였다. 분리한 근권세균 중 4.0%의 염분이 존재하는 환경에서 50% 이상의 세균이 염분에 강한 내성을 가지고 있었다. 95개의 균주를 대상으로 식물성호르몬인 IAA생산능을 가지는 균주는 근권토양에서는 13.9%, 식물뿌리에서는 7.6%였으며, 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC)를 제거하는 ACC deaminase 활성을 가진 균주는 근권토양에서는 55.8%, 뿌리에서는 36.6%였다. 또한, Siderphores 합성능을 가지고 있는 균주는 근권에서 62.7%, 뿌리에서는 50%를 차지하였다. 식물성장촉진능과 내염능을 가진 세균을 대상으로 상관관계를 분석한 결과, ACC deaminase 활성과 siderphore(s) 합성능 사이에는 양의 상관관계를 형성하였고(r=0.605, p<0.037), 염분 내성능과 ACC deaminase 활성, 염분 내성능과 siderphore(s) 합성능 사이에도 양의 상관관계를 형성하였다(r=0.762, p<0.004, r=0.771, p<0.003, 각각).

• 미생물학회지
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• 제53권4호
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• pp.251-256
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• 2017

구리 스트레스를 받는 식물에 구리 내성을 부여하며 생장을 촉진할 수 있는 여러 구리 내성 근권세균을 분리하였다. 분리균주 Pseudomonas veronii MS1과 P. migulae MS2는 금속 킬레이트제인 siderophore를 각각 0.13과 0.26 mmol/ml 생성하였으며 또한 20 mg/L Cu 수용액에서 각각 64.6과 77.9%의 구리에 대한 생물흡착능을 나타내었다. 구리는 생물체에서 산화스트레스를 유발할 수 있는 유해한 자유 라디칼 형성을 유도할 수 있다. MS1과 MS2 균주의 1,1-diphenyl-2-picryl hydrazyl 라디칼 제거능과 항산화능은 24시간 배양 후 대조군에 비해 각각 82.6과 78.1% 증가하였다. 이들은 식물에서 스트레스 호르몬인 에틸렌의 수준을 낮추는 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid deaminase 활성을 각각 7.10과 $6.42{\mu}mol$ ${\alpha}$-ketobutyrate mg/h 나타내었으며 한편 비생물적 스트레스 하의 식물 생장을 도울 수 있는 indole-3-acetic acid와 salicylic acid도 생성하였다. 이 모둔 결과들은 이 구리-내성 근권세균들이 식물에 구리 내성을 부여하며 생장을 촉진할 수 있다는 것을 가리킨다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권1호
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• pp.1-10
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• 2019

Saline soils comprise more than half a billion hectares worldwide. Thus, they warrant attention for their efficient, economical, and environmentally acceptable management. Halophytes are being progressively utilized for human benefits. The halophyte microbiome contributes significantly to plant performance and can provide information regarding complex ecological processes involved in the osmoregulation of halophytes. Microbial communities associated with the rhizosphere, phyllosphere, and endosphere of halophytes play an important role in plant health and productivity. Members of the plant microbiome belonging to domains Archaea, Bacteria, and kingdom Fungi are involved in the osmoregulation of halophytes. Halophilic microorganisms principally use compatible solutes, such as glycine, betaine, proline, trehalose, ectoine, and glutamic acid, to survive under salinity stress conditions. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) enhance plant growth and help to elucidate tolerance to salinity. Detailed studies of the metabolic pathways of plants have shown that plant growth-promoting rhizobacteria contribute to plant tolerance by affecting the signaling network of plants. Phytohormones (indole-3-acetic acid and cytokinin), 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid deaminase biosynthesis, exopolysaccharides, halocins, and volatile organic compounds function as signaling molecules for plants to elicit salinity stress. This review focuses on the functions of plant microbiome and on understanding how the microorganisms affect halophyte health and growth.

• 미생물학회지
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• 제53권4호
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• pp.257-264
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• 2017

Pseudomonas veronii MS1과 P. migulae MS2는 여러 가지의 구리-내성 및 식물 생장 촉진 방법을 갖고 있으며 또한 스트레스 에틸렌의 전구체인 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC)의 ACC deaminase에 의한 가수분해를 통해 식물에서 비생물적 스트레스를 완화시킬 수 있다. 구리 농도 700 mg/kg 토양에서의 4주간 소규모 토마토 재배 실험에서 MS1과 MS2 접종은 비접종 대조군에 비해 토마토 식물의 지상부와 뿌리 길이 및 습윤중량과 건조중량을 모두 유의성 있게 증가시켰다. 접종 토마토 식물은 비생물적 스트레스로부터 식물을 보호할 수 있는 proline및 산화 스트레스 지표인 malondialdehyde도 비접종 대조군보다 적게 함유하였다. 에틸렌 생합성에 관여하는 ACC synthase 유전자, ACS4와 ACS6 그리고 ACC oxidase 유전자, ACO1와 ACO4는 구리 스트레스를 받는 토마토에서 강하게 발현된 반면 MS1과 MS2 접종 토마토에서는 유의성 있게 감소했다. 또한 금속 결합 단백질인 metallothionein 암호화 유전자인 MT2도 위의 유전자들과 유사한 발현 양상을 보였다. 이 모든 결과들은 이 근권세균들이 구리 스트레스 하의 토마토 식물에 구리 내성을 부여하여 낮은 수준의 구리 스트레스와 생장 촉진을 허용하는 것을 가리킨다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권3호
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• pp.390-400
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• 2019

본 연구에서 부산, 창원, 제주도 일대에서 채취한 토양으로부터 분리한 미생물을 이용하여 식물 생장 촉진활성 및 식물병원성 곰팡이에 대한 길항능을 확인하고자 하였으며, 분리주 간에 비교우위를 통해 Pseudomonas plecoglossicida ANG14, Pseudarthrobacter equi ANG28, Beijerinckia fluminensis ANG34, Acinetobacter calcoaceticus ANG35를 최종 선정하였다. 이들은 ACC deaminase 생성능, IAA 생성능, 질소 고정능, 인산 가용화능 및 siderophore 생성능을 모두 가지며, 일부 식물병원성 곰팡이에 대해 길항능을 가지는 것을 확인하였다. 특히 ANG35의 경우에는 7가지 식물병원성 곰팡이 중 6가지에 대해 비교적 높은 억제율을 나타내어 식물 생장 촉진뿐만 아니라 방제활성을 가지므로 식물이 생장하는 데 도움을 줄 것으로 기대된다. 또한, 4균주 간의 세포외 효소활성 synergy effect를 확인한 결과 단독배양을 했을 때보다 혼합배양 시 세포외 효소활성이 증가하는 것을 확인하였다. 따라서, 식물 생장촉진 활성 및 식물병원성 곰팡이에 대한 결과를 통해 새로운 생물학적 제제로서 이용 가능성을 제시한다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권11호
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• pp.1577-1584
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• 2010

In total, 140 halotolerant bacterial strains were isolated from both the soil of barren fields and the rhizosphere of six naturally growing halophytic plants in the vicinity of the Yellow Sea, near the city of Incheon in the Republic of Korea. All of these strains were characterized for multiple plant growth promoting traits, such as the production of indole acetic acid (IAA), nitrogen fixation, phosphorus (P) and zinc (Zn) solubilization, thiosulfate ($S_2O_3$) oxidation, the production of ammonia ($NH_3$), and the production of extracellular hydrolytic enzymes such as protease, chitinase, pectinase, cellulase, and lipase under in vitro conditions. From the original 140 strains tested, on the basis of the latter tests for plant growth promotional activity, 36 were selected for further examination. These 36 halotolerant bacterial strains were then tested for 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) deaminase activity. Twenty-five of these were found to be positive, and to be exhibiting significantly varying levels of activity. 16S rRNA gene sequencing analyses of the 36 halotolerant strains showed that they belong to 10 different bacterial genera: Bacillus, Brevibacterium, Planococcus, Zhihengliuella, Halomonas, Exiguobacterium, Oceanimonas, Corynebacterium, Arthrobacter, and Micrococcus. Inoculation of the 14 halotolerant bacterial strains to ameliorate salt stress (150 mM NaCl) in canola plants produced an increase in root length of between 5.2% and 47.8%, and dry weight of between 16.2% and 43%, in comparison with the uninoculated positive controls. In particular, three of the bacteria, Brevibacterium epidermidis RS15, Micrococcus yunnanensis RS222, and Bacillus aryabhattai RS341, all showed more than 40% increase in root elongation and dry weight when compared with uninoculated salt-stressed canola seedlings. These results indicate that certain halotolerant bacteria, isolated from coastal soils, have a real potential to enhance plant growth under saline stress, through the reduction of ethylene production via ACC deaminase activity.

• 미생물학회지
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• 제49권1호
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• pp.46-50
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• 2013

일부 근권세균은 ACC deaminase를 생성하여 식물의 생장을 저해하고 노화를 촉진시키는 식물호르몬 에틸렌의 수준을 낮춤으로써 스트레스 조건 하의 식물의 생장을 지속시킨다. 본 연구에서는 모래사장에서 자라는 식물의 근권에서 ACC deaminase를 생성하는 세균 균주들을 분리하여 16S rDNA 염기서열 분석을 통해 Escherichia hermannii m-2, Enterobacter asburiaem-4, Pseudomonas thivervalensis BD2-26, and Pseudomonas brassicacearum subsp. neoaurantiaca BD3-35로 동정하였다. BD3-35 균주는 이들 중 가장 높은 ACC deaminase 활성, 20.26 ${\alpha}$-ketobutyrate ${\mu}M/mg$ protein/h을 나타내었다. 균주 BD3-35와 BD2-26는 식물호르몬 시토키닌, m-4는 옥신 IAA와 IBA, 그리고 균주 m-2는 ABA 생성능을 가졌다. 이 균주들은 모두 토마토종자 발아 시 유묘의 뿌리신장을 유의성 있게 촉진하였다. 또한 7일간 자란 토마토 식물에 처리하고 가뭄 스트레스 하에서 7일간 재배하였을 때 비접종 대조군에 비해 균주 BD3-35, m-2와 m-4는 토마토 뿌리의 길이를 각각 14, 15와 35% 증가시켰으며, m-2, BD2-26와 BD3-35는 토마토 식물의 건조중량을 각각 22, 33과 68% 증가시켰다. 따라서 이 균주들은 가뭄 스트레스 하의식물을 위한 미생물 비료로 사용될 수 있는 가능성을 보였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제38권3호
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• pp.302-307
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• 2010

Nitrogen is an element need to grow plants growth. Plants take up nitrogen in the form of nitrate or ammonium. Most of plants absorb nitrogen source as fertilizers. But from 50 to 70% of fertilizers applied were washed away. This study was conducted to isolate free-living nitrogen fixing bacteria from reed and to examine its beneficial traits for developing sustainable biofertilizers. Enriched consortium obtained from a reed in Ansan was developed for the fixing of nitrogen. Nitrogen fixing bacteria isolated from an enriched culture in Congo Red Medium was analyzed by 16s rDNA sequencing. AKC-10 was isolated and shown to have excellent nitrogen fixing ability. The optimum conditions of nitrogen fixing ability were $25^{\circ}C$ ($237.50{\pm}39.65\;nmole{\cdot}mg-protein^{-1}{\cdot}h^{-1}$ and pH 7 ($168.335{\pm}12.84$ nmole/hr mg-protein). It was identified as Microbacterium hominis [(AKC-10 (similarity : 99%)]. This strain was had to IAA (indole-3-acetic acid) productivity and ACC(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid) deaminase activity. Therefore, Microbacterium hominis AKC-10 stimulated plant development in the soil, enhancing the efficiency of remediation.