• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권5호
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• pp.700-707
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• 2020

The root-knot nematode (Meloidogyne incognita) is an important pathogen in crop cultivation, however, few methods are available to control this parasitic roundworm. In this study, the nematicidal effects of approximately 30 Streptomyces strains isolated from soil samples of Mt. Naejang (Korea) were tested against Meloidogyne incognita, and the culture broth of the strains KRA-24 and KRA-28 exhibited approximately 75% and 85% insecticidal activity, respectively, in in vitro assays. In in vivo pot experiments, these strains reduced the number of nematodes in the soil and the number of egg masses in the roots of red peppers. The two strains also survived in the presence of insecticidal agents (0.1 to 3.0%) such as fosthiazate, ethoprophos and terbufos when they were used in parallel. The mixture of KRA-24 or KRA-28 culture broth and fosthiazate exhibited nematicidal effects that were similar to those observed when KRA-24 or KRA-28 were used alone. Our results clearly suggest that the Streptomyces strains KRA-24 and KRA-28 should be promoted as a biocontrol agent against Meloidogyne incognita.

• The Plant Pathology Journal
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• 제35권5호
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• pp.425-436
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• 2019

Botrytis cinerea, a major phytopathogenic fungus, has been reported to infect more than 200 crop species worldwide, and it causes massive losses in yield. The aim of this study was to evaluate the inhibitory abilities and effects of Bacillus amyloliquefaciens RS-25, Bacillus licheniformis MG-4, Bacillus subtilis Z-14, and Bacillus subtilis Pnf-4 and their culture filtrates and extracts against the gray mold caused by B. cinerea on postharvest tomato, strawberry, and grapefruit. The results revealed that the cells of Z-14, culture filtrate of RS-25, and cells of Z-14 showed the strongest biocontrol activity against the gray mold on the strawberry, grape, and tomato fruit, respectively. All the strains produced volatile organic compounds (VOCs), and the VOCs of Pnf-4 displayed the highest inhibition values. Based on headspace solid-phase microextraction in combination with gas chromatography-mass spectrometry, esters accounted for the largest percentage of the VOCs produced by RS-25, MG-4, Z-14, and Pnf-4 (36.80%, 29.58%, 30.78%, and 36.26%, respectively). All the strains showed potent cellulase and protease activities, but no chitinase activity. RS-25, Z-14, and MG-4, but not Pnf-4, grew on chrome azurol S agar, and an orange halo was formed around the colonies. All the strains showed biofilm formation, fruit colonization, and lipopeptide production, which may be the main modes of action of the antagonists against B. cinerea on the fruit. This study provides the basis for developing natural biocontrol agents against the gray mold caused by B. cinerea on postharvest fruit.

• 한국균학회지
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• 제47권4호
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• pp.417-425
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• 2019

다양한 생물적 스트레스로부터 경제적으로 중요한 식물을 보호하기 위한 친환경 biocontrol agents (BCAs)는 오늘날 농업 및 생태 분야에서 다양하게 사용되고 있다. 다양한 BCAs 중에서, 많은 그람 양성Bacillus 속 아종이 친환경 생물학적 살충제 및 비료로서 성공적으로 산업화되었다. 이 연구에서 우리는 식물병원성 균류의 균사생장에 길항 효과를 보여주는 BCAs 중 하나인 Bacillus thuringiensis C25가 흰날개무늬병을 일으키는Rosellinia necatrix에 대한 길항작용이 있음을 확인하였다. 주사전자현미경을 통해B. thuringiensis C25가R. necatrix의 균사 세포벽을 분해하여 균사생장을 억제하는 것을 확인하였다. B. thuringiensis C25의 전장 유전체에서 5,683 유전자 세트의 서열을 동정하였고, 잠재적으로 곰팡이 세포벽 분해 효소 (CWDE)를 암호화하는 유전자 세트를 선발하였다. R. necatrix에 대한 균사성장 억제효과는B. thuringiensis C25의 균사 세포벽 분해 유전자의 전사 활성과 높은 상관 관계가 있었다. 상세하게는, B. thuringiensis C25에서ChiA, B 및 Glycos_transf_2 유전자를 포함하는 CWDE의 전사체 수준은R. necatrix와의 공동 배양에 의해 향상되었다. 결론적으로, 본 연구에서는 B. thuringiensis C25가 R. necatrix를 제어할 수 있는 생물학적 소재가 될 수 있으며, 식물 병원체에 대한 BCA의 항진균성 메커니즘의 이해를 촉진할 수 있음을 제시하였다.

• 농약과학회지
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• 제16권4호
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• pp.357-363
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• 2012

인삼 뿌리썩음병을 일으키는 병원균의 생물적 방제를 위해서 토양에서 유용미생물을 분리하여 항균 활성과 생화학적 특성을 조사하였다. 이를 위해 강원도 인삼재배 토양에서 총 439균주의 세균을 분리하여 이 중에서 항균 활성이 가장 우수한 3균주(GP4-1, GR2-2, GR4-5)의 미생물을 최종 선발하였다. 주요 인삼 뿌리 썩음병원균인 5종(Cylindrocarpon destructans, Fusarium oxysporum, Fusarium solani, Rhizoctonia solani, Sclerotinia nivalis)에 대한 생장 억제능을 조사한 결과, 선발 균주들이 매우 높은 항균 활성을 갖는 것을 확인하였다. 최종 선발 균주들의 정확한 동정을 위해서 16S rRNA 유전자 염기 서열로 계통 유전학적 분석을 하였고, 모든 균주들이 Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum $FZB42^T$과 가장 높은 상동성(99.9 %)이 있음을 보였다. 선발 균주들이 생산하는 2차 대사물질 구명을 위해 주요 Bacillus 대사산물의 생합성 유전자를 PCR 반응으로 검정하였다. 모든 선발 균주들에서 iturin A와 surfactin의 생합성 유전자가 검출되었으며, GR4-5 균주에서는 bacillomycin D의 생합성 유전자도 추가로 검출되었다. 생화학적 특성 조사에서는 선발 균주들이 섬유소 분해 효소와 단백질 분해 효소의 활성이 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 인삼재배 토양에서 분리한 토양 미생물들이 인삼 뿌리썩음병의 생물적 방제를 위한 미생물제제로서의 활용가치가 높음을 제시하였다.

• 환경생물
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• 제20권2호
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• pp.130-135
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• 2002

PDA배지에서 $25^{\circ}C$로 배양할 때 초기 균사의 색은 흰색을 띄고 있었으며 배양 후기에 생성되는 포자의 색은 짙은 푸른색을 나타내고 있었다. 시간당 성장률은 1.1mm보다 빠른 것으로 나타났으며 성숙한 포자의 모양은 부드럽고 구형에 가까운 모양이었다. 이러한 형태학적 결과는 시간당 성장률이 0.5-0.7mm 이하인 Tricho-derma viride 및 T. hamatum의 특징과 성숙 포자의 모양이 실린더 모양인 T. koningii, T longibrachiatum과 구별되는 결과였다(Raifai 1969; Seaby 1996; Gams and Bissett 1998). 또한 Trichoderma harzianum의 분류에 있어 가장 중요한 구조는 phialospore의 형태가 구형이어야 하며, 포자의 겉은 부드럽고 크기는 $2.5-3.0\times{3.4-4.0}\mu{m}$ 정도인 것이 특징이다(Morris and Doyle 1995a, b). 이러한 결과를 종합하여 분리 균주를 동정한 결과 Trichoderma harzianum으로 확인할 수 있었다. Phytophthora capsici에 대한 분리 균주의 성장저해정도를 측정한 결과 $27^\circ{C}$의 조건에서 가장 높은 길항력을 나타내었으며 다른 곰팡이에 대한 성장억제도 이 온도에서 가장 높을 것으로 판단되었다. 또한 $31^\circ{C}$ 이상에서는 T. harzianum SJG-99721의 성장 속도가 급속히 떨어짐을 확인한 바 이러한 성질을 이용하여 느타리버섯의 균사 배양시 고온 배양을 실시할 경우 푸른곰팡이 병 오염을 극히 제한할 수 있을 것으로 판단되었다. 또한 이러한 고온에서의 성장 속도 제한은 식물 병원성 미생물과의 길항 작용에서도 영향을 미치는 만큼 생물농약으로서의 사용은 토양 온도가 $30^\circ{C}$ 넘지 않는 기간에 최대한 토양 내에서 증식이 이루어지도록 조처해야 한다. 진균성 식물 병원균의 세포벽 분해효소인 extracellular chitinase의 높은 활성도를 확인함으로서 Trichoderma harzianum SJG-99721의 강력한 식물 병원균 제어능력은 이들의 높은 chitinase의 활성도에 의한 것으로 유추할 수 있었다.

• 식물병연구
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• 제23권2호
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• pp.177-185
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• 2017

장수풍뎅이 유충의 장내세포에서 분리한 Bacillus amyloliquefaciens LM11은 surfactin, iturin, fengycin 같은 biosurfactants lipopeptide를 생산하여 식물병원성 곰팡이의 성장을 강하게 억제하였다. LM11균주 성장단계에 따라 biosurfactant 생산과 surface tension은 상당히 유의한 차이가 있었다. 항균 물질인 surfactin, iturin, fengycin의 생합성 유전자는 정지기에 도달하면서 집중적으로 발현되었고 그 생산량도 높았다. 또한 LM11균주를 제거한 배양 상등액 함량의 농도에 따라 고추 탄저병원균의 포자발아와 높은 부의 상관관계가 있었다(R=0.761, P<0.001). 식물병원성 곰팡이의 균사 생장억제를 위한 최소 surface tension 수준은 38.5 mN/m였다(R=0.951-0.977, P<0.001). 본 연구 결과는 B. amyloliquefaciens LM11의 biosurfactant가 식물병에 대한 생물학적 방제에 중요한 항진균 대사물질로 작용하며, 배양액의 surface tension 측정은 생물학적 방제제의 최적 사용을 위한 기초 지표로 사용될 수 있음을 보여 주었다.

• 식물병연구
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• 제27권2호
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• pp.61-65
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• 2021

식물 근권에서 180 균주를 분리하여 뿌리혹 선충(Meloidogyne incognita)의 알 부화율 억제 효과가 있는 34개 균주를 일차적으로 선발하였고, 이들 중 알 부화율과 유충 억제에 모두 효과가 있는 세균 JC05와 CT16을 선발하였다. 두 균주는 각각 Bacillus sp. CT16과 Neobacillus sp. JC05로 동정하였으며, 두 균주의 배양액을 용매로 추출 및 농축한 후 선충의 알 부화율을 평가한 결과, JC05의 n-butanol 추출물은 25 ㎍/ml이상의 농도에서 알의 부화를 효과적으로 억제했으며, CT16의 n-hexane과 n-butanol 추출물에서는 각각 25 ㎍/ml, 10 ㎍/ml 이상의 농도에서 알 부화를 효과적으로 억제하였다. 오이 유묘 식물에 검정한 결과, 100 ㎍/ml의 CT16와 JC05의 n-butanol 추출물을 오이 유묘에 처리했을 때, 뿌리에 감염된 난낭의 수가 감소하였다. 이를 통해 JC05와 CT16가 생성하는 대사산물이 알 부화율 억제 활성을 보이는 것으로 생각되며 JC05와 CT16의 n-butanol 추출물이 선충방제로서 사용 가능성을 제시할 수 있다. 이후에는 뿌리혹 선충 억제에 효과가 있는 추출물의 활성 물질을 동정하고 오이 식물에서 작용 메커니즘 규명하기 위한 연구를 수행하여 오이를 비롯한 박과류 뿌리혹 선충 억제를 위한 농업용 소재로 활용할 예정이다.

• Mycobiology
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• 제42권4호
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• pp.385-390
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• 2014

The beet armyworm Spodoptera exigua (Lepidoptera: Noctuidae) is difficult to control using chemical insecticides because of the development of insecticide resistance. Several pest control agents are used to control the beet armyworm. Entomopathogenic fungi are one of the candidates for eco-friendly pest control instead of chemical control agents. In this study, among various entomopathogenic fungal strains isolated from soil two isolates were selected as high virulence pathogens against larva of beet armyworm. Control efficacy of fungal conidia was influenced by conidia concentration, temperature, and relative humidity (RH). The isolates Metarhizium anisopliae FT83 showed 100% cumulative mortality against second instar larvae of S. exigua 3 days after treatment at $1{\times}10^7$ conidia/mL and Paecilomyces fumosoroseus FG340 caused 100% mortality 6 days after treatment at $1{\times}10^4$ conidia/mL. Both M. anisopliae FT83 and P. fumosoroseus FG340 effectively controlled the moth at $20{\sim}30^{\circ}C$. M. anisopliae FT83 was significantly affected mortality by RH: mortality was 86.7% at 85% RH and 13.4% at 45% RH. P. fumosoroseus FG340 showed high mortality as 90% at 45% RH and 100% at 75% RH 6 days after conidia treatments. These results suggest that P. fumosoroseus FG340 and M. anisopliae FT83 have high potential to develop as a biocontrol agent against the beet armyworm.

• Mycobiology
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• 제41권4호
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• pp.221-224
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• 2013

Aphids are one of the most destructive pests in crop production such as pepper, cucumber, and eggplants. The importance of entomopathogenic fungi as alternative pest control agents is increasing. Conidia of entomopathogenic fungi are influenced by environmental conditions, such as temperature and relative humidity, and cause slow and fluctuating mortality. These factors have prevented wider application and use of biocontrol agents. For investigation of means of mitigation of such problems, we conducted bioassays with 47 fungal culture filtrates in order to evaluate the potential of secondary metabolites produced by entomopathogenic fungi for use in aphid control. Among 47 culture filtrates cultured potato dextrose broth, filtrate of Beauveria bassiana Bb08 showed the highest mortality (78%) against green peach aphid three days after treatments. Filtrate of Bb08 cultured in Adamek's medium showed higher toxicity as 100% to third instar nymphs of the aphid compared with seven other filtrates cultured in different broths amended with colloidal chitin or oil. The culture filtrates and fungal cultures from media amended with colloidal chitin or oil had lower control efficacies than filtrates without these additives in three different media. These results indicate that the fungal culture fluid or culture filtrate of B. bassiana Bb08 cultured in Adamek's medium has potential for development as a mycopesticide for aphid control.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권2호
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• pp.385-393
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• 2016

Pseudomonas syringae pv. actinidiae causes bacterial canker disease in kiwifruit. Owing to the prohibition of agricultural antibiotic use in major kiwifruit-cultivating countries, alternative methods need to be developed to manage this disease. Bacteriophages are viruses that specifically infect target bacteria and have recently been reconsidered as potential biological control agents for bacterial pathogens owing to their specificity in terms of host range. In this study, we isolated bacteriophages against P. syringae pv. actinidiae from soils collected from kiwifruit orchards in Korea and selected seven bacteriophages for further characterization based on restriction enzyme digestion patterns of genomic DNA. Among the studied bacteriophages, two belong to the Myoviridae family and three belong to the Podoviridae family, based on morphology observed by transmission electron microscopy. The host range of the selected bacteriophages was confirmed using 18 strains of P. syringae pv. actinidiae, including the Psa2 and Psa3 groups, and some were also effective against other P. syringae pathovars. Lytic activity of the selected bacteriophages was sustained in vitro until 80 h, and their activity remained stable up to 50℃, at pH 11, and under UV-B light. These results indicate that the isolated bacteriophages are specific to P. syringae species and are resistant to various environmental factors, implying their potential use in control of bacterial canker disease in kiwifruits.