Insects constitute the largest and most diverse group of animals in the world. They also serve as the hosts or nutrient sources for an immense assemblage of pathogens, parasites, and predators. More than 700 fungal species from 100 genera have adopted an entomopathogenic lifestyle. Although entomopathogenic fungi were studied as only biocontrol agents against a variety of pests in various countries, it has been recently focused their additional roles in nature. They are antagonists to/against plant pathogens, endophytes, and possibly even plant growth promoting agents. The potential antimicrobial effect against fungal plant pathogens by an isolate of entomopathogenic fungi including Beauveria bassiana, Lecanicillium spp., and Isaria fumosorosea have been reported since late 1990s, but wasn't reported pathogenicity of the isolate against pests. Later, a Canadian Lecanicillium sp. isolate and L. longisporium isolated from Vertalec$^{(R)}$ showed simultaneous control effect against both aphid and cucumber powder mildew. Therefore, the antimicrobial activities of 342 fungi isolates collected from various regions and conditions in Korea were evaluated against plant pathogenic fungus Botrytis cinerea using dual culture technique on agar plate. As a result, 186 isolates (54.4%) shown the antifungal activity against B. cinerea. The culture filtrates of selected fungi completely suppressed the growth of the microorganisms, indicating that suppression was due to the presence of antimicrobial substances in the culture filtrate. Mode of action of these fungi against insect involves the attachment of conidia to the insect cuticle, followed by germination, cuticle penetration, and internal dissemination throughout the insect. During infection process, secreted enzymes, proteinous toxins, and/or secondary metabolites secreted by entomopathogenic fungi can be used to overcome the host immune system, modify host behavior, and defend host resources. Recently, secondary metabolites isolated from entomopathogenic fungi have been reported as potential bioactive substances. Generally, most of bioactive substances produced by entomopathogenic fungi have reported low molecular weight (lower than 1,000 g/mol) as peptide and, in contrast the high molecular weight fungal bioactive substances are rare. Most substances based on entomopathogenic fungi were shown antimicrobial activity with narrow control ranges. In our study we analyzed the antimicrobial substances having antagonistic effects to B. cinerea. Antimicrobial substances in our fungal culture filtrates showed high thermostability, high stability to proteolytic enzymes, and hydrophilicity and their molecular weights were differed from substance. In conclusion, entomopathogenic fungi showed pathogenicity against insect pests and culture filtrate of the fungi also shown to antimicrobial activity. In the future, we can use the entomopathogenic fungi and its secondary metabolites to control both insect pest control and plant pathogenic fungi simultaneously.
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.
Trichoderma harzianum 은 식물의 뿌리주변에 살아가는 근권미생물 중의 하나로 여러 가지 식물에 생육을 촉진하며 식물의 병저항성을 증강시킨다. 본 연구로부터 선발된 T. harzianum MPA167은 보리의 근권 등으로부터 분리된 183종의 트라이코데르마 균주로부터 선발되었으며 고추역병균인 Phytophthora capsici에 대한 억제효과가 우수함을 구명하였다. T. harzianum MPA167균주는 23s rDNA ITS sequences 분석 결과 T. harzianum 으로 동정하였다. 본 균주($1{\times}10^6$ spores/ml)의 처리는 고추역병의 방제에 가장 효과적이었으며 이 균주가 생산하는 휘발성 생육촉진물질은 담배 및 애기장대 식물의 생육을 크게 증가 시켰다. 또한 본 균주의 처리로 고추의 생육촉진과 유도저항성이 발현되었다. 이와 같은 결과로 보아 본 선발 균주인 T. harzianum MPA167는 작물의 생육촉진과 생물방제를 위한 친환경 농자재로의 활용이 가능 할것으로 생각된다.
오이 지상부에 발생하는 주요 곰팡이병인 노균병, 흰가루병 및 잿빛곰팡이병에 대한 생물적 방제를 위하여 오이식물제로부터 Bacillus subtilis B29, B. subtilis M10 and Streptomyces sp. CC19균주를 분리하였다. 오이 노균병에 대한 유묘검정에서 B. subtilis B29, B. subtilis M10과 Streptomyces sp. CC19균주는 0.5%, 20.2% 및 42.0%의 병반면적율을 나타내었지만, 무처리에서는 82.0% 발생하였다. 오이 흰가루병에 대한 비닐하우스 포장실험에서 B. subtilis B29, B. subtilis M10과 Streptomyces sp. CC19균주는 2.8%, 3.6%와 12.3% 발생하였지만 무처리에서 65.6% 발생면적을 나타내었다. 오이 잿빛곰팡이병에 대한 B. subtilis B29, B. subtilis M10과 Streptomyces sp. CC19균주는 8.0%, 30.8% 및 5.2%를 각각 나타내었고 무처리에서는 81.2%의 병반면적율을 나타내었다. 그러므로 B. subtilis B29균주는 오이에 발생하는 흰가루병, 노균병과 잿빛곰팡이병의 생물적 방제에 유망한 균주로 선발하였다.
Kim, Seul-Ki;Kim, Seo-Ri;Choi, Min-Seok;Park, Chang-Eon;Kim, Young-Cheol;Kim, Kil-Yong;Whang, Kyung-Sook;Oh, Kyung-Taek;Kim, In-Seon
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제17권10호
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pp.1700-1703
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2007
Microorganisms capable of degrading crude oil were isolated and grown in soybean oil as a sole carbon source. The microbial cultures were used to control green peach aphids in vitro. Approximately 60% mortality of aphids was observed when the cultures were applied alone onto aphids. To examine the cultures as a pesticide formulation mixture, the cultures were combined with a low dose of the insecticide imidacloprid (one-fourth dose of recommended field-application rate) and applied onto aphids. The cultures enhanced significantly the insecticidal effectiveness of imidacloprid, which was higher than imidacloprid alone applied at the low dose. The isolated microorganisms exhibited high emulsifying index values and decreased surface tension values after being grown in soybean oil media. GC/MS analyses showed that microorganisms degraded soybean oil to fatty acids. The cultures were suggested to play the roles of wetting, spreading, and sticking agents to improve the effectiveness of imidacloprid. This is the first report on the control of aphids by using oil-degrading microbial cultures.
본 연구는 독도에 자생하는 개밀의 야생군락지의 근권으로부터 분리된 균 중 식물의 생장을 촉진하고, 식물의 병원균을 억제하는 것으로 알려져 있는 Enterobacter 속 세균에 초점을 맞추어 실험을 진행하였다. 개밀 근권으로부터 총124종의 세균을 분리하였으며 16S rDNA sequence를 이용하여 부분 동정한 결과, 13종의 Enterobacter 속 세균을 확인할 수 있었다. 분리된 Enterobacter 속 세균들의 식물생장촉진 근권 세균으로서의 특징을 밝히기 위해 식물의 생장호르몬인 auxin의 생산능력과 난용성인의 가용능, siderophore 생산능을 측정하였다. 식물생장호르몬인 auxin을 형성하는 균주12종, 난용성 인을 분해할 수 있는 균주 12종, siderophore를 형성할 수 있는 균주 11종이 각각 확인되었다. 분리된 균주들은 대표적인 식용작물인 고추에 직접 적용하여 식물의 생장촉진 효과와 병원균에 대한 전신유도저항성을 확인하였다. 그 중 KUDC5002와 KUDC5013의 경우 식물의 생장을 촉진시키는 균주로 확인되었다. 특히 KUDC5007, KUDC5008 및 KUDC5010의 경우, 지금까지 보고된 바 없었던 고추 유묘의 흰별무늬병에 대한 식물의 저항성을 증가시키는 것으로 확인되어 새로운 생물학적 제재로서 매우 가치 있을 것으로 기대된다.
생물비료는 아직도 한국에서는 생소한 용어다. 한국에서 생물비료라 함은 식물추출액, 퇴비류-다양한 형태의 미생물 혼합제 등으로 인식되고 있다. 그러나 최근에는 식물영양요소의 흡수나 이용도를 증진시키는 토양미생물 사용으로 언급하기도 한다. 본 개관은 식물성장을 증진시키는 것으로 알려진 PGPR 서로 다른 기작과 실질적 역할에 대하여 검토하였다.
Seo, Hye Jeong;Park, Ae Ran;Kim, Seulbi;Yeon, Jehyeong;Yu, Nan Hee;Ha, Sanghyun;Chang, Ji Yoon;Park, Hae Woong;Kim, Jin-Cheol
The Plant Pathology Journal
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제35권6호
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pp.662-673
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2019
Root-knot nematodes (RKNs) are among the most destructive plant-parasites worldwide, and RKN control has been attempted mainly using chemical nematicides. However, these chemical nematicides have negative effects on humans and the environment, thus necessitating the search for eco-friendly alternative RKN control methods. Here, we screened nematicidal lactic acid bacteria (LAB) isolated from kimchi and evaluated their efficacy as biocontrol agents against RKNs. Of 237 bacterial strains, Lactobacillus brevis WiKim0069 showed the strongest nematicidal activity against the second-stage juveniles (J2) of Meloidogyne incognita, M. arenaria, and M. hapla and inhibited the egg hatch of M. incognita. The culture filtrate of WiKim0069 had a pH of 4.2 and contained acetic acid (11,190 ㎍/ml), lactic acid (7,790 ㎍/ml), malic acid (470 ㎍/ml), and succinic acid (660 ㎍/ml). An artificial mixture of the four organic acids produced by WiKim0069 also induced 98% M. incognita J2 mortality at a concentration of 1.25%, indicating that its nematicidal activity was derived mainly from the four organic acids. Application of WiKim0069 culture filtrate suppressed the formation of galls and egg masses on tomato roots by M. incognita in a dose-dependent manner in a pot experiment. The fermentation broth of WiKim0069 also reduced gall formation on melon under field conditions, with a higher efficacy (62.8%) than that of fosthiazate (32.8%). This study is the first report to identify the effectiveness of kimchi LAB against RKNs and to demonstrate that the organic acids produced by LAB can be used for the RKN management.
버섯폐배지로부터 잡균의 증식을 최소화하기 위해 버섯폐배지현탁액을 nutrient agar(NA) 배지에 직접 혼합하여 분주한 결과 배양기에 출현한 균체수가 희석평판법에 의한 것보다 훨씬 적었으며 형태적으로 Bacillus 속 세균이 분리될 확률이 높았다. 대장균(E. coli) $DH5{\alpha}$에 대하여 항균력을 보이는 1차 분리 균주를 신령버섯폐배지에서 12균주, 양송이폐배지에서 10균주, 느타리폐배지는 20균주 등 총 42균주를 분리하였다. 1차 선발한 균주를 최소 배지상에서 8종의 중요 식물병원균과 대치 우수한 길항력을 나타내는 17개의 균주를 2차 선발하였는데 이 들 중에서 배지상에서 생장이 우수하고 중요 식물병원균에 대하여 넓은 길항력을 가지는 B23과 B42균주를 최종 선발하였다. 이들은 각각 Brevibaciilus brevis와 Bacillus stearothermophilus로 동정되었다. 이들 길항균의 효과를 높이고 안전화를 위해서 유기농업에서 활용가능한 전분과 글리세린 및 계란노른자를 보조제로 선발하였다. 길항균과 이들 보조제를 혼합할 경우 대부분의 처리에서 세균의 밀도가 30일간 효과적으로 유지되거나 증가되었다. B23 단독 처리의 경우에는 상추균핵병의 발병율이 약 28% 정도였으나 전분(starch)과 글리세롤(glycerol) 및 계란노른자(Egg yolk)를 각각 0.2% 혼합 처리시는 발병율이 5% 이하로 나타나 길항세균 단독으로 처리하였을 경우보다 상추균핵병원의 방제 상승효과를 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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