• 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.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권2호
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• pp.165-171
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• 2023

감자 마른썩음병은 Fusarium 종에 의해 발병하는 감자 저장병 중 하나이며 저장중 수확후 손실을 일으키는 대표적인 병리장해이다. 맹아억제를 위해 허용된 chlorpropham 처리는 주로 가공용 감자의 상온저장 시 이용되고 있다. 본 연구에서는 감자 저장 중 맹아의 출현을 억제하기 위해 사용되는 chlorpropham 처리가 Fusarium에 의한 마른썩음병(Fusarium solani Appel & Wollenw) 발생의 억제 효과가 있는지 확인하기 위해 감자 '단오' 품종을 이용하여 수행되었다. 마른썩음병균의 균사 생장률을 조사하기 위해균사 생장은 F. oxysporum 균사를 치상한 chlorpropham(5.0, 50.4, 503.8, 5,038ppm)과 prochloraz(0.1, 1.0, 10.0, 100.0ppm) 약제배지를 이용하여 in vitro에서 조사하였다. 20℃에서 14일간 치상한 균사는 chlorpropham과 prochloraz 처리 시 처리 농도가 높을수록 생장이 더욱 억제되었으며, 억제율은 chlorpropham 503.8ppm과 prochloraz 10ppm 처리 시 각각98.2%와 100%를 나타냈다. 20℃ 상온과 4℃ 저온저장 중 마른썩음병 방제 효과는 F. oxysporum을 접종한 감자 괴경을 chlorpropham(5.0, 50.4, 503.8ppm)과 prochloraz(100ppm)에 침지처리하여 조사하였다. 상온 저장한 감자(20℃)의 병반 직경은 저장 70일 때에 무처리구 괴경의 13.7mm에 비해 chlorpropham 50.4ppm 처리구에서만10.7mm로 유의성이 있게 억제되었다. 저온에서는 모든 처리구에서 병반 진행은 통계적 유의차가 없이 유사하였다. 본 연구 결과에서 저장 감자의 마른썩음병을 억제하기 위해서는 수확 후 chlorpropham 50.4ppm 처리가 유용할 것으로 판단된다.

• 한국작물학회지
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• 제58권4호
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• pp.376-382
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• 2013

벼 벼잎집무늬마름병에 대한 저항성 품종 육성에 이용할 유전자원을 탐색하기 위하여 주요 농업적 특성 및 벼잎집무늬마름병 저항성 검정 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 40개 벼 유전자원의 주요 농업적 특성은 파종 후 출수까지 일수는 62일에서 112일까지 분포하였고 간장은 최소 59 cm에서 129 cm 범위에 분포하였으며, 이삭길이는 가장 짧은 품종은 PL3212가 17 cm, 가장 긴 품종은 Moroberekan가 29 cm이었다. 수량 구성요소 중 수수는 최소 5개에서 최대 15개 범위에 분포하였고, 수당립수는 최저 77개에서 최고 240개 범위에 분포하였다. 현미천립중은 평균 22.1 g으로 최저 13.6 g인 소립종에서 최고 29.3 g의 대립종까지 분포하였다. 2. 인디카형 조생종 1품종, 중생종 8품종, 중만생종 10품종 및 만생종 2품종에 대해 벼잎집무늬마름병에 의한 평균 병반형성비율은 각각 27.2, 45.3, 58.1 및 36.0%이었다. 자포니카형 조생종 5품종, 중생종 1품종, 중만생종 1품종 및 만생종 1품종의 벼잎집무늬마름병에 의한 평균병반형성비율은 각각 48.8, 34.2, 56.9 및 69.0% 이었고, 통일형 품종은 중생종과 중만생종 각각 2품종의 평균 병반형성비율이 32.0 및 28.9% 이었다. 3. 인디카형 중만생 품종 IR579-Es44와 IR64, 통일형 중생종 가야벼와 중만생종 아름벼 등 4품종은 벼잎집무늬마름병균 KACC No. 40101에 의한 병반형성비율이 22.9~27.2%로 중도저항성 반응을 보였다. 4. 벼잎집무늬마름병에 대해 중도 저항성을 나타낸 IR579-Es44, IR64, 가야벼 및 아름벼는 흰잎마름병에 대해 저항성이고 아름벼를 제외한 나머지 품종은 도열병에도 저항성을 보였으며 특히 간장이 작아 도복의 위험이 적고 기타 농업적 특성이 우수한 IR579-Es44, 가야벼, IR64는 각각 조생종, 중생종, 중만생 등 숙기별로 벼잎집무늬마름병 저항성 품종을 육성하는데 활용할 가치가 높을 것으로 생각된다.

• 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.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제37권3호
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• pp.280-286
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• 2009

황련의 식물병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성을 평가하기 위해 황련 메탄올 추출물 및 유기용매 분획물들을 조제하여 Colletotrichum gloeosporioides(고추탄저 병), Phytohpthora capsici(고추역병), Pyricularia grisea(벼도열병), Rhizoctonia solani(잎집무늬마름병), Botryosphaeri dothidea(겹무늬썩음 병), Glomerella cingulata(사과과실 탄저병) 및 Botrytis cinerea(잿빛곰팡이병)의 7종에 대해 $0{\sim}1,000{\mu}g/mL$ 농도로 처리한 후, 포자발아억제 활성 및 균사체 생육억제 활성을 평가하였다. 그 결과 황련 메탄올 추출물은 $500{\mu}g/mL$ 농도에서 B. dothidea를 제외한 6종의 곰팡이의 포자발아를 억제하였으며, P. grisea 및 B. cinerea에 대해 $300{\mu}g/mL$의 MIC를, P. capsici에 대해서는 $500{\mu}g/mL$의 MIC를 나타내었고, 다른 4종에 곰팡이에 대해서는 균사체 성장억제 활성이 나타나지 않았다. 고추 재배지의 실제적 적용을 위해 대량 추출조건을 선정한 후, 상업적 시설에서 열수 추출물($1,000{\mu}g/mL$)을 조제하고, 이를 6월부터 한달 간격으로 3회에 걸쳐 엽면살포한 결과 병해와 약해가 전혀 나타나지 않았다. 황련 살포에 의해 고추의 전반적인 생육, 잎, 뿌리 발육이 촉진되었으며, 고추는 평균중량이 119%, 과육의 두께가 평균 117% 증가되어 생육촉진 및 수확량 증가효과를 확인하였다. 본 연구결과는 황련 추출물이 고추 관련 질병 방제에 유용하며, 고추생육 촉진효과를 가짐을 시사하고 있다.

• 식물병연구
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• 제25권3호
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• pp.114-123
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• 2019

Quantum Dot LED (QD LED) 조명은 소형의 크기, 좁은 대역파장, 긴 수명, 전자 시스템을 통한 제어가 용이하여 현재 시설재배에 이용되는 형광등, 할로겐램프, HID, HSP 램프의 단점을 보완할 수 있는 작물생육에 이상적인 광원으로서 잠재력을 가지고 있다. QD LED 조명을 이용하여 식물 병원성 미생물의 방제가 가능하다면 작물재배에 사용되는 인력 및 비용을 절감하고 화학적 방제제를 사용하지 않은 안전성 높은 생산물을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 본 연구에서는 식물공장 및 온실에서 많이 재배되고 있는 상추에 큰 피해를 입히는 주요 식물 병원성 곰팡이에 대한 QD LED 조명의 영향과 생장억제효과를 확인하기 위해 시행하였다. 상추에 주로 발생하여 작물에 피해를 입히는 Rhizoctonia solani, Phytophthora drechsleri, Sclerotinia sclerotiorum, Sclerotinia minor, Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum, Pectobacterium carotovorum, Xanthomonas campestris균을대상으로 QD LED 조명에 의한 균사생장억제 효과를 조사하였으며 처리한 6종류의 조명 중 BLUE (450 nm) 조명은 Sclerotinia sclerotiorum는 50 cm 거리에서 16.7%의 억제율을 보였으며 30 cm 거리에서 94.1%의 균사생장억제율을 보였다. S. minor는 50 cm 거리에서 80.4%, B. cinerea는 50 cm 거리에서 36.3%의 균사생장이 억제되었으며 30 cm 거리에서 S. minor와 B. cinerea는 100%의 균사생장억제율을 보였다. 15 cm 거리에서는 3종의 병원균 모두 100%의 억제율을 보였다. QD RED (M1), QD RED (M2)조명은 30 cm와 15 cm 거리에서 Sclerotinia minor와 Botrytis cinerea의 균사생장을 100% 억제했으며 Sclerotinia sclerotiorum의 경우 30 cm 거리에서 QD RED (M1)과 QD RED (M2)조명에 대해 각각 75.2%, 100%의 억제율을 보였으나 15 cm 거리에서는 각각 5.8%, 36.3%의 억제율을 보였다. 상추에 병원균을 접종하여 LED 광원 하에 생장을 확인한 결과 QD RED (M2)광원에서 S. sclerotiorum의 감염을 59.9% 억제하였고 S. minor는 BLUE (450 nm), QD RED (M1), QD RED (M2) 광원에서 59.9%의 억제율을 보였다. B. cinerea의 경우 BLUE (450 nm) 광원에서 84%의 높은 억제율을 보였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권2호
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• pp.301-310
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• 2010

Bacillus subtilis strains produce a broad spectrum of bioactive peptides. The lipopeptide surfactin belongs to one well-known class, which includes amphiphilic membrane-active biosurfactants and peptide antibiotics. Both the srfA promoter and the ComP-ComA signal transduction system are an important part of the factor that results in the production of surfactin. Bs-M49, obtained by means of low-energy ion implantation in wild-type Bs-916, produced significantly lower levels of surfactin, and had no obvious effects against R. solani. Occasionally, we found strain Bs-M49 decreased spore formation and the development of competence. Blast comparison of the sequences from Bs-916 and M49 indicate that there is no difference in the srfA operon promoter PsrfA, but there are differences in the coding sequence of the comA gene. These differences result in three missense mutations within the M49 ComA protein. RT-PCR analyses results showed that the expression levels of selected genes involved in competence and sporulation in both the wild-type Bs-916 and mutant M49 strains were significantly different. When we integrated the comA ORF into the chromosome of M49 at the amyE locus, M49 restored hemolytic activity and antifungal activity. Then, HPLC analyses results also showed the comA-complemented strain had a similar ability to produce surf actin with wild-type strain Bs-916. These data suggested that the mutation of three key amino acids in ComA greatly affected the biological activity of Bacillus subtilis. ComA protein 3D structure prediction and motif search prediction indicated that ComA has two obvious motifs common to response regulator proteins, which are the N-terminal response regulator receiver motif and the C-terminal helix-turn-helix motif. The three residues in the ComA N-terminal portion may be involved in phosphorylation activation mechanism. These structural prediction results implicate that three mutated residues in the ComA protein may play an important role in the formation of a salt-bridge to the phosphoryl group keeping active conformation to subsequent regulation of the expression of downstream genes.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권10호
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• pp.1223-1229
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• 2009

To construct a new recombinant strain of Bacillus velezensis that has antifungal and insecticidal activity via the expression of the insecticidal Bacillus thuringiensis crystal protein, a B. thuringiensis expression vector (pHT1K-1Ac) was generated that contained the B. thuringiensis cry1Ac gene under the control of its endogenous promoter in a minimal E. coli-B. thuringiensis shuttle vector (pHT1K). This vector was introduced into a B. velezensis isolate that showed high antifungal activities against several plant diseases, including rice blast (Magnaporthe grisea), rice sheath blight (Rhizotonia solani), tomato gray mold (Botrytis cinerea), tomato late blight (Phytophthora infestans), and wheat leaf rust (Puccinia recondita), by electroporation. The recombinant B. velezensis strain was confirmed by PCR using cry1Ac-specific primers. Additionally, the recombinant strain produced a protein approximately 130 kDa in size and parasporal inclusion bodies similar to B. thuringiensis. The in vivo antifungal activity assay demonstrated that the activity of the recombinant B. velezensis strain was maintained at the same level as that of wild-type B. velezensis. Furthermore, it exhibited high insecticidal activity against a lepidopteran pest, Plutella xylostella, although its activity was lower than that of a recombinant B. thuringiensis strain, whereas wild-type B. velezensis strain did not show any insecticidal activity. These results suggest that this recombinant B. velezensis strain can be used to control harmful insect pests and fungal diseases simultaneously in one crop.

• 식물병연구
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• 제28권1호
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• pp.19-25
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• 2022

인삼은 수천 년 동안 동아시아에서 재배된 중요한 약용 식물이다. 일반적으로 같은 포장에서 4-6년 동안 재배되기 때문에 다양한 병원균에 노출된다. 그 중 인삼뿌리썩음병이 가장 큰 피해를 주는 주요 원인이다. 본 연구에서는 건강한 인삼에서 내생균을 분리하고, 인삼뿌리썩음병원균에 대해 길항작용을 갖는 내생균을 선발하였다. 분리된 17개 균주 중, 3개 균주가 인삼뿌리썩음병원균에 길항작용을 나타냈으며 인삼뿌리썩음병균이 생산하는 곰팡이독소인 라디시콜에 내성을 보였다. 우수한 길항효과와 라디시콜 저항성을 갖는 Bacillus velezensis CH-15를 선발하여 추가 실험을 수행하였다. 인삼 뿌리에 CH-15를 접종하면 병원균의 균사 생장을 억제할 뿐만 아니라 질병의 진행도 억제하였다. CH-15는 또한 바실로마이신 D, 이투린 A, 바실리신, 서팩틴 생합성 유전자를 갖고 있었다. 또한 CH-15 배양여액은 병원균 생장과 분생포자 발아를 억제하였다. 본 연구는 내생균 CH-15가 인삼뿌리썩음병 병원체에 대해 길항작용을 하고 인삼뿌리썩음병의 진행을 억제함을 보여주었으며 이 균주가 인삼뿌리썩음병을 억제하는 미생물 제제가 될 수 있을 것으로 기대한다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제33권5호
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• pp.499-507
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• 2017

In an attempt to develop a biological control agent against mycotoxigenic Fusarium species, we isolated Bacillus amyloliquefaciens strain DA12 from soil and explored its antimicrobial activities. DA12 was active against the growth of mycotoxigenic F. asiaticum, F. graminearum, F. proliferatum, and F. verticillioides both in vitro and in planta (maize). Further screening using dual culture extended the activity range of strain DA12 against other fungal pathogens including Botrytis cinerea, Colletotrichum coccodes, Endothia parasitica, Fusarium oxysporum, Raffaelea quercus-mongolicae, and Rhizoctonia solani. The butanol extract of the culture filtrate of B. amyloliquefaciens DA12 highly inhibited the germination of F. graminearum macroconidia with inhibition rate 83% at a concentration of $31.3{\mu}g/ml$ and 100% at a concentration of $250{\mu}g/ml$. The antifungal metabolite from the butanol extract was identified as iturin A by thin layer chromatography-bioautography. In addition, volatile organic compounds produced by DA12 were able to inhibit mycelial growth of various phytopathogenic fungi. The volatile compounds were identified as 2-heptanone, 5-methyl heptanone and 6-methyl heptanone by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis. These results indicate that the antagonistic activity of Bacillus amyloliquefaciens DA12 was attributable to iturin A and volatile heptanones, and the strain could be used as a biocontrol agent to reduce the development of Fusarium diseases and mycotoxin contamination of crops.