Background: Rhizobacteria play an important role in plant defense and could be promising sources of biocontrol agents. This study aimed to screen antagonistic bacteria and develop a biocontrol system for root rot complex of Panax notoginseng. Methods: Pure-culture methods were used to isolate bacteria from the rhizosphere soil of notoginseng plants. The identification of isolates was based on the analysis of 16S ribosomal RNA (rRNA) sequences. Results: A total of 279 bacteria were obtained from rhizosphere soils of healthy and root-rot notoginseng plants, and uncultivated soil. Among all the isolates, 88 showed antagonistic activity to at least one of three phytopathogenic fungi, Fusarium oxysporum, Fusarium solani, and Phoma herbarum mainly causing root rot disease of P. notoginseng. Based on the 16S rRNA sequencing, the antagonistic bacteria were characterized into four clusters, Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria, and Bacteroidetesi. The genus Bacillus was the most frequently isolated, and Bacillus siamensis (Hs02), Bacillus atrophaeus (Hs09) showed strong antagonistic activity to the three pathogens. The distribution pattern differed in soil types, genera Achromobacter, Acidovorax, Brevibacterium, Brevundimonas, Flavimonas, and Streptomyces were only found in rhizosphere of healthy plants, while Delftia, Leclercia, Brevibacillus, Microbacterium, Pantoea, Rhizobium, and Stenotrophomonas only exist in soil of diseased plant, and Acinetobacter only exist in uncultivated soil. Conclusion: The results suggest that diverse bacteria exist in the P. notoginseng rhizosphere soil, with differences in community in the same field, and antagonistic isolates may be good potential biological control agent for the notoginseng root-rot diseases caused by F. oxysporum, Fusarium solani, and Panax herbarum.
국내에서 73종의 식물에서의 흰가루병균에서 중복기생균인 Ampelomyces 속 308 균주를 분리하였다. 팥의 흰가루병균에서 분리한 AQ94013 균주는 오이 흰가루병균에 가장 기생력이 우수한 균주로 선발되었다. 94013 균주의 병자각은 담갈색이나 다갈색이며, 구형이나 긴 서양배 모양으로, 그 크기는 $52.5{\sim}82.5{\times}35.0{\sim}47.5$(평균 $62.5{\times}40.5){\mu}m$이다. 병포자는 옅은 갈색의 단세포이며, 세포안에 유적이 보이고, 곧은 원통모양의 방추형이며, 크기는 $5.0{\sim}8.0{\times}2.5{\sim}4.3$ (평균 $6.0{\times}3.0){\mu}m$이다. 그러므로 AQ94013 균주는 형태학적 및 분자적 특성을 조사한 결과에서 Ampelomyces quisqualis로 동정하였다. 또한 Ampelomyces quisqualis 94013균주는 기 상업화한 Ampelomyces sp. AQ10균주 등의 rDNA ITS sequence를 비교 분석한 결과에서 다른 균주임이 증명되었다.
Lysobacter capsici YS215의 특성 및 뿌리혹선충 방제에 미치는 영향을 조사하였다. YS1215의 생육은 배양 6일째 최고였으며, 생육에 따른 chitinase와 gelatinase의 활성은 각각 3일째와 5일째에 가장 높은 활성을 보였다. YS1215 배양액이 선충 피해 방제와 식물 생장에 미치는 영향을 조사해 본 결과, 5주째 식물 지상부 생체중 및 건조중에서 배양액 반량구에서 가장 높게 나타났지만, 9주째에는 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구 및 배지액 처리구에서 차이를 보이지 않았다. 하지만 9주째 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구 및 배지액 처리구가 물처리구 보다 높게 나타났다. 지상부 길이에서는 미생물 배양액 반량구 처리구가 가장 높았다. 선충 피해 방제에 있어서 난낭수, 뿌리혹수 및 토양내 유충수에서 각각 농약 처리구에서 가장 낮게 나타났으나, 미생물 배양액 처리구와의 유의적 차이는 보이지 않았다. 미생물 배양액 처리구는 미생물 배양액 반량구 및 물 처리구와는 유의적 차이가 있는 것으로 조사되었다. 그러므로 다양한 분해효소를 생성하는 L. capsici YS1215의 뿌리혹선충방제에 대한 충분한 가능성과 가치가 있다고 사료된다.
미생물제재(mycoherbicide)라는 용어는 1970년대부터 사용되기 시작하였다. 하지만 미생물 제재에 대한 관심은 화학제재의 비용증가로 인해 최근 주목을 받게 되었다. 고전적인 생물학적방제재(Biological Control Agent, BCA)는 생태적으로 안전하다는 이유로 생태학적인 관점에서 관심을 끌고 있다. 반면, 현대적인 의미의 생물학적방제재는 인공적으로 배양이 가능하고, 또한 그 잡초방제 효과도 화학제초제와 같은 수준이 요구된다. 현재 미생물제재는 7개국에서 곰팡이로부터 만들어지는 26종이있다. 이들은 재배작물에는 안전한 기주특이성을 갖는다. 그러나 대부분의 약제전달체계는 살아있는 미생물을 활력을 유지한 상태로 장기간 보존할 수 있는 능력을 가지고 있어야 함에도 불구하고 대부분이 조건을 충족시키질 못하였다. 또한, 실험실 수준에서는 방제효과가 잘 나타나지만, 실무적으로 사용할 경우 사용년도 및 포장에 따라 방제효과의 발현성과 지속성이 다르게 나타났다. 이 밖에 미생물제재 사용시 습도, 이슬, 온도 및 이들 요인이 잡초방제에 미치는 효과에 대한 연구결과도 미비한 상태이다. 따라서 잡초방제효과가 뛰어난 미 생물제재를 선별해야한다. 선행된 연구에서 제안된 효과적인 미생물제재의 조건은 첫째, 인공 배양법으로 내구성이 있는 접종원(inoculum)의 대량 생산이 가능하고, 둘째, 유전적으로 안정하면서 기주 특이성이 있고, 셋째, 다양한 범위의 잡초방제효과 있어야 한다. 미생물제재의 생산과 보급은 잡초의 생물학적인 방제에 지대한 역할을 할 수 있다. 액상보다는 입상 형태의 미생물제재가 가벼워서 사용이 간편하며, 젤(gel) 타입의 미생물제재도 사용되는 것으로 알려져 있다.
Members of the genus Bacillus are known to play an important role in promoting plant growth and protecting plants against phytopathogenic microorganisms. In this study, 21 isolates of Bacillus spp. were obtained from the root micro-ecosystem of Suaeda glauca. Analysis of the 16S rRNA genes indicated that the isolates belong to the species Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus velezensis, Bacillus subtilis, Bacillus pumilus, Bacillus aryabhattai and Brevibacterium frigoritolerans. One of the interesting findings of this study is that the four strains B1, B5, B16 and B21 are dominant in rhizosphere soil. Based on gyrA, gyrB, and rpoB gene analyses, B1, B5, and B21 were identified as B. amyloliquefaciens and B16 was identified as B. velezensis. Estimation of antifungal activity showed that the isolate B1 had a significant inhibitory effect on Fusarium verticillioides, B5 and B16 on Colletotrichum capsici (syd.) Butl, and B21 on Rhizoctonia cerealis van der Hoeven. The four strains grew well in medium with 1-10% NaCl, a pH value of 5-8, and promoted the growth of Arabidopsis thaliana. Our results indicate that these strains may be promising agents for the biocontrol and promotion of plant growth and further study of the relevant bacteria will provide a useful reference for the development of microbial resources.
마늘 저장병을 일으키는 푸른곰팡이병을 생물적으로 방제하기 위하여 마늘과 양파 등 파속 채소 근권 또는 근면으로부터 미생물 1,292균주를 분리하였다. 분리한 균주를 대상으로 푸른곰팡이병에 대한 항균성 검정과 마늘인 편검정을 실시하여 최종적으로 푸른곰팡이병 진전을 현저히 억제하는 S59-4균주를 선발하였으며, Biolog system을 이용하여 동정한 결과 Pantoea agglomerans 59-4(Pa59-4)로 동정되었다. 선발한 길항균 Pa59-4의 억제기작을 조사하기 위하여 TSA배지 상에서 병원균과 대치 배양하였을 때 항균활성을 보이지 않았다. 길항균 Pa59-4과 병원균간의 영양원 경합여부를 Janisiewicz(2000)의 방법으로 조사한 결과, 저농도로 마늘즙액에 병원균과 길항균 Pa59-4를 함께 처리하였을 때, 길항균 Pa59-4는 병원균의 포자발아 및 균사생장을 현저히 억제하였으며, 길항균 Pa59-4와 함께 접종하였을 때 발아되지 않았던 병원균 포자를 신선한 5% 마늘쥬스에 접종했을 때에는 다시 잘 발아 되는 것으로 나타나 길항균 Pa59-4균주의 억제기작은 영양원 경합에 의한 것으로 확인되었다. 이상의 결과로 볼 때, 길항균 Pa59-4는 마늘저장 중 부패를 줄일 수 있는 유망한 길항균으로 판단되었다.
Clubroot disease of curcifer crops caused by Plasmodiophora brassicae had been first reported in 1928 in Korea, and maintained mild occurrence until 1980s. Since 1990s the disease has become severe in alpine areas of Kyonggi and Kangwon, gradually spread to plain fields throughout the country, and remains as the great-est limiting factor for its production. Researches on the disease has begun in late 1990s after experiencing severe epidemics. Survey of occurrence and etiological studies have been carried out, particularly, on the pathogen physiology, race identification, quantification of soil pathogen population, and host spectrum of the pathogen. Ecology of gall formation and its decay, yield loss assessment associated with time of infection, and relationships between crop rotation and the disease incidence was also studied during late 1990s. In studies of its control, more than 200 crucifer cultivars were evaluated for their resistance to the disease. Lime applica-tion to field soil was also attempted to reduce the disease incidence. Resistant radish and welsh onion were recommended as rotation crops with crucifers after 3-year field experiments. However, so for, most studies on clubroot disease in Korea have been focused on chemical control. Two fungicides, fluazinam and flusulfamide, were selected and extensively studied on their application technologies and combination effects with lime application or other soil treatment. To develop environmentally-friendly control methods, solar-disinfection of soil, phosphoric acid as a nontoxic compound, and root-parasiting endophytes as biocontrol agents were examined for their effects on the disease in fields. In the future, more researches are needed to be done on development of resistant varieties effective to several races of the pathogen, establishment of economically-sound crop rotation system, and improvement of soil-disinfection technique applicable to Korean field condi-tion, and development of methodology of pretreatment of fungicides onto seeds and seedbeds.
전국에서 채집한 균주들 중 근권정착능력이 있는 균주를 선발하였다. 선발된 대부분의 균주들은 형광성 Pseudomonas속에 속하는 균주들이어고 이들 중 근권정착능력이 아주 우수한 B16과 V13을, 정착능력이 낮은 MC07과 X01을 시험에 공시하였다. 근권정착능력이 우수한 균주 B16과 V13은 종자 발아 초기단계에서의 증식 능력이 우수할 뿐만 아니라, 종자가 발아를 시작하여 유근이 나오는 시기에 이들의 정착밀도가 높았으며, 96시간이 지난 후에도 뿌리의 근단 부위에서 V13과 B16 균주들의 정착밀도가 높았다. 주사전자현미경(SEM)을 통하여 이들의 근권에서의 정착양상을 관찰한 결과, 정착능력이 우수한 균주들은 뿌리의 전반적인 부분에서 증식하고 근단 부위로 이동하는 것을 관찰할 수 있었다. 그러나 정착능력이 낮은 균주들은 유근의 표면에 산발적으로 흩어져 증식한 것을 볼 수 있었다.
Diseases caused by plant pathogenic bacteria constitute an emerging threat to global food security. Xanthomonas is a large genus of Gram-negative bacteria that cause disease in several host plants leading to considerable losses in productivity and quality of harvests. Despite the ranges of controlling techniques available, the microbiological safety of economically important crops and crop plants including fruits and vegetables continues to be a major concern to the agriculture industry. On the other hand, many of the currently available antimicrobial agents for agriculture are highly toxic, non-biodegradable and cause extended environmental pollution. Besides, the use of antibiotics has provoked an increased resistance among the bacterial pathogens and their pathovars. Thus, novel efficient and safe remedies for controlling plant bacterial diseases are necessary. There has been an increasing interest worldwide on therapeutic values of natural products such as essential oils, hence the purpose of this review is to provide an overview of the published data on the antibacterial efficacy of essential oils that could be considered suitable for application in agriculture as biocontrol measures against plant pathogenic bacteria of Xanthomonas species. The current knowledge on the use of essential oils to control Xanthomonas bacteria in vitro and in vivo models has been discussed. A brief description on the legal aspects on the use of essential oils against bacterial pathogens has also been presented. Through this review, a mode of antibacterial action of essential oils along with their chemical nature and the area for future research have been thoroughly discussed.
Hong, A Reum;Yun, Ji Ho;Yi, Su Hee;Lee, Jin Heung;Seo, Sang Tae;Lee, Jong Kyu
Journal of Forest and Environmental Science
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제34권5호
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pp.395-404
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2018
Since the mass mortality of Quercus mongolica has been first reported in Gyeonggi province at 2004, the disease spread rapidly over Korean peninsula annually. Ambrosia beetle (Platypus koryoensis) was known as the insect vector of oak wilt fungus, Raffaelea quercus-mongolicae, and control methods of the disease had mainly been focused on eradication of insect vector. However, for the efficient management of the disease, combined control methods for both of the pathogenic fungus and insect vector are strongly required. As one of the efforts to suppress the pathogenic fungus, antifungal activities of Streptomyces isolated from oak forest soil were assayed in this study. Optimum culture condition for the selected isolates was also studied, As a result, Streptomyces blastmyceticus cultured in PDB (Potato Dextrose Broth) at $25^{\circ}C$ for 1 week showed the strongest antifungal activity against oak wilt fungus. Mycelial growth inhibition rates (MGIRs) of Streptomyces isolates were compared on culture media supplemented with heated and unheated culture filtrates of S. blastmyceticus. MGIRs on culture media with unheated culture filtrates were generally higher than those on culture media with heated culture filtrates. Antagonistic mechanism to get involved in the inhibition of hyphal growth and spore formation of the pathogen is due to the antifungal metabolites produced by Streptomyces. This study will provide the fundamental information in developing biocontrol agents for the environment-friendly management of oak wilt disease.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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