전(全) 세균(細菌)과 균류(菌類)는 금산(錦山)의 재작(再作) 이병포(罹病圃) 토양(土壤)에 많이 분포(分布)하였고 반면(反面) 방선균(放線菌)의 수(數)는 괴산(塊山)의 초작건삼포(初作健蔘圃) 토양(土壤)에 많이 분포(分布)하였다. 재료(材料) 토양(土壤)을 여러가지 식물질(植物質)로 개량처리(改良處理) 후에 토양중(土壤中)의 미생물(微生物) 수(數)의 변동(變動)을 조사한 결과, 괴산(塊山) 지역(地域)의 토양(土壤)을 제외하고 다른 토양(土壤)에서는 세균(細菌)의 수(數)가 감소(減少)하였고, 반대로 균수(菌數)는 2개(個) 지역(地域) 토양(土壤)에서 양파와 감자줄기를 처리한 토양조건(土壤條件)에 수(數)가 증가(增加)하였다. 또한 개량(改良) 처리(處理)한 토양(土壤)에서 일반적으로 균류(菌類)가 증가하였다. 세균(細菌)과 균수(菌數)는 이병(罹病) 재작지(再作地)에서 일반적으로 증가(增加)하였다. 균(菌)의 포자(胞子) 발아(發芽)는 미생물(微生物)의 분포수(分布數)가 많을수록 낮아졌다. A. panax는 자연토양조건(自然土壤條件)에서 포자(胞子) 발아(發芽)가 적게 영향을 받았으나, Fusarium속(屬)은 영향을 받았다. 자연(自然) 토양(土壤)은 4가지 균(菌)의 포자(胞子) 발아력(發芽力)에 대해 정균현상(靜菌現象)을 나타내었다.
참깨 역병(疫病) 및 시들음병에 길항효과(拮抗效果)가 우수(優秀)한 2균주(菌株)에 대하여 형태적(形態的), 배양적(培養的) 및 생리적(生理的) 특징(特徵)에 근거하여 동정하였다. 형태적(形態的)특정으로서 포자(胞子)사슬모양이 공시균(供試菌) St-11은 꾸불꾸불한 모양(Rectus-flexibilis)인 반면(反面) 분리균주(分離菌株) St-20은 고리모양(Rectinaculum-apertum)이었다. 포자(胞子)의 세포벽표면(細胞壁表面)의 모양은 St-11이 매끄러운 모양(Smooth form)이었으나 St-20은 바늘모양(Spiny form)이었다. 배양적(培養的) 특징(特徵)으로서 기중(氣中) 균사체(菌絲體)의 색깔은 뒷면과 함께 모두 회색계통(灰色系統)이었으며 대체로 공시배지(供試培地)에서 균(菌)의 생장(生長)은 양호(良好)하였다. Soluble pigment 는 공시균주(供試菌株) St-11과 St-20 모두에서 형성(形成)되지 않았다. 공시균(供試菌) St-11은 의 분해능(分解能)과 Gelatin 액화능(液化能)은 음성 반응을 보인 반면 St-20은 전분(澱粉)의 분해능(分解能)은 양성반응, Gelatin 액화능(液化能)은 음성이었다. 이상의 여러 시험결과에 따라 공시균주 St-11은 Streptomyces bikiniensis로 St-20 은 Streptomyces echinoruber로 동정하였다.
인삼 뿌리썩음병의 발생을 경감시키기 위한 효과적인 담수조건을 확립하기 위해, 실험실 조건에서 인삼 재작지토양을 공시하여 인위적으로 담수처리하고, 담수전 유기물의 첨가 여부 및 담수후 처리온도가 토양내 Fusarium 을 비롯한 사상균과 세균 밀도에 미치는 영향을 조사하였다. 담수처리를 하였을 때 토양내 Fusarium 및 총사상균 밀도는 시일이 경과할수록 감소하였고, 담수에 의한 균밀도 감소효과는 온도가 높을수록 증가하였고, 또한 동일 온도조건에서 유기물을 첨가하였을 경우에는 그 효과가 더욱 증대하였다. 즉, 3$0^{\circ}C$ 조건에서 유기물을 첨가하지 않았을 경우 처리 60일후의 균밀도가 무담수 토양의 1/10 수준으로 감소하였던 반면, 유기물을 첨가하였을 경우에는 1/100 수준으로 감소하였다. 유기물 종류별로는 볏짚 처리효과가 청초에 비해 더 높았다. 한편 담수토양에서 총세균의 밀도변화 경향은 사상균의 경향과 유사하였으나, 담수에 의한 세균밀도 감소효과는 사상균에 비해 낮았다. 이상의 결과에서 인삼재작지 토양에 유기물을 첨가하고 포화상태로 담수한 후 3개월 이상 수온을 3$0^{\circ}C$이상 유지할 경우 뿌리썩음병 발생을 보다 경감시킬 수 있을 것으로 사료된다.
Plasmodiophora brassicae is an obligate parasite, a causal organism of clubroot disease in crucifers that can survive in the soil as resting spores for many years. P. brassicae causes great losses in susceptible varieties of crucifers throughout the world. In this present study, an in planta molecular marker for the detection of P. bassicae was developed using an oligonucleotide primer set foam the small subunit gene (18S like) and internal transcribed spacer (ITS) region of rDNA. The specific primer sequences determined were TCAGCTTGAATGCTAATGTG (ITS5) and CTACCTCATTTGAGATCCTTTGA (PB-2). This primer set was used to specifically detect p. bassicae in planta. The amplicon using the specific primer set was about 1,000 bp. However, the test plant and other soil-borne fungi including Fusarium spp. and Rhizoctonia app., as well as bacteria such as Pseudomonas app. and Erwinia sup. did not show any reaction with the primer set.
An isolate, 90-GT-302, was found to produce antibiotics inducing typical mycelial swelling in Magnaporthe grisea and Fusarium solani. This isolate formed yellow substrate and white rectiflexbiles aerial mycelia in the early stages of growth. The aerial mycelium gradually changed its color to white and finally formed a gray spore mass. Analysis of the cell wall acid hydrolysate revealed the presence of LL- and meso-diaminopimelic acids, glycine, and galactose, which indicated cell wall type X. This result placed our isolate in genus Kitasatosporia. A comparison of isolate 9O-GT-302 with reference strains of Kitasatosporia spp., which not only demonstrated several differences in their physiological properties but also novelty of the active compounds produced by this isolate, led us to designate the isolate as Kitasatosporia kimorexae.
전국에서 분리한 세균으로부터 항균력이 있는 길항세균들을 먼저 분리한 다음 그중 배양배지 속으로 강력한 항균력을 나타내는 peptide를 분비하는 A405균주를 선발, Biolog System 및 rDNA 염기서열을 이용하여 Bacillus subtilis로 동정하고 이 균주가 생성하는 항균 peptide의 항균력을 조사한 바 Botrytis cinerea, Cercospora sp., Fusarium oxysporum, Penicillium digitatum, Celletotrichum gloeosporioides, Rhizoctonia solani, Pythium ultimum, Pyricularia oryzae등의 식물병원균과 Escherichia coli, Pseudomonas spp. 등의 세균 및 효모인 Candida albicans의 성장도 억제하는 강력한 항균력을 보였다. 또한 이 균주가 생산하는 항균 peptide는 알콜, 아세톤과 같은 유기용매에 내성을 가지고 있었으며 proteinase K와 phenol 처리시에는 항균력이 감소되거나 소실되는 특성을 가지고 있었다. 이 항균 peptide를 SDS-PAGE, Native-PAGE 및 Tris-Tricine 전기영동으로 분자량이 3kDa인 작은 peptide임을 확인하였고 aspartic acid, glycine, serine, glutamine, valine, leucine, isoleucine, proline, tyrocine 등의 9가지 아미노산으로 구성되어 있음을 Amino Acid Analyzer로 확인하였으며 냉동건조한 항균 peptide 50 ug/ml을 체리토마토에 처리하여 과일의 선도유지를 조사한 결과 대조구에 비하여 월등한 선도유지 효과가 있음을 입증하였다.
인삼 연작장해 원인과 경감대책을 수립하고자 2004년에는 2005년까지 작물과학원 증평시험지 연작토양에서 인삼 수확경 과년수와 예정지관리 유무에 따른 시험을 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 인삼 연작지 수확경과년수가 짧을수록 생존율이 낮아지며 3${\sim}$4년 경과구 81${\sim}$95%의 뿌리썩음 이병주율을 보였다. 예정지 관리구는 미관리구보다 생존율이 다소 높으며 뿌리 썩음병 피해도 예정지 미관리와 같은 경향으로 예정지 관리효과는 크지 않다. 수확경과년수가 10년이상의 연작지에서도 연작장해를 일으키는 병원균 (C. destructans)이 분리되므로 재작 또는 연작시는 이점을 고려하여 재배지를 재선정하거나 예정지 토양관리대책을 수립해야 할 것으로 판단된다.
벼 이삭마름병해에 관여하는 균류와 이들 균류에 대한 약제별 살균효과를 알고저 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 일반 장려품종 및 통일품종의 변색된 벼알에서 균류를 조사한 결과 일반 장려품종에서는 Pyricularia oryzae, Helminthosporium oryzae, Epicoccum purpurascens, Curvularia lunata, Cladosporium cladosporoides, Alternaria tenuis균 등이 주로 많이 검출되었고 통일 품종에서는 Trichoconis padwickii, Fusarium dimerum, Nigrospora oryzae균 등이 많이 검출되었다. 2. 벼 이삭도열병에 이병된 이 삭의 각 부위로부터 균류를 조사한 결과 이삭목에서는 Pyricularia oryzae, Nigrospora oryzae, Curvularia lunata 균등이 이삭가지에서는 Helminthosporium eryzae, Trichoconis padwickii, Stemphylium sp., Cladosporium cladosporoides, Alternaria tenuis균 등이 많이 검출되었으며 벼알에서는 Phema spp. 균이 주로 많이 검출되었다. 3. 각종 균류에 이병된 이삭가지 및 벼 알에서의 Difolatan 수화제, Dithane M-45 수화제의 살균효과를 실내에서 시험한 결과 Difolatan 800배 액은 Helminthosporium oryzae, Cladosporium cladosporoides, Alternaria tenuis 균 등에 살균효과가 좋았고 Dithane M-45 500배 액은 Pyricularia oryzae, Trichoconis padwickii, Curvularia lunate 균등에 비교적 효과가 좋았다. 4. 약제 방제시기는 유숙기살포구, 출수개화기살포구의 순으로 효과가 좋았으며 약제별 방제효과는 본 시험포장에 이삭도열병 발생이 많았던 관계로 도열병 방제 약제인 히노산유제, 가스가민유제가 Difolatan 수화제, Dithane M-45 수화제에 비하여 다소 효과가 좋은 것으로 나타났다.
본 연구는 항진균성 천연물 의약품을 개발하기 위한 생물자원의 연구로서 미나리아재비과에 속한 여러 한약재의 항진균활성을 새롭게 검증하고 비교하는 것을 목표로 한다. 한약재에서 진균류 생장을 저해하는 물질을 효과적으로 추출하는 방법을 찾고 추출물들에 포함된 항진균성 유용 물질을 탐색하였다. 위령선, 황련, 백두옹 한약재의 열수 추출 및 유기용매 추출을 진행하여 액체배지에서 항진균활성을 측정하였을 때 클로로포름 분획물에서 효과적인 결과를 얻었다. 또한 단세포성 진균인 Candida albicans, Candida tropi- calis, Candida lusitaniae 그리고 사상성 곰팡이인 Pythium ultimum KACC 40705, Aspergillus fumigatus, Fusarium oxysporum을 대상으로 고체배지에서 disc diffusion 실험으로 진균 성장 저해 실험을 수행하였다. 백두옹 추출물은 Candida spp.에 대해서, 위령선은 사상성 곰팡에 대해서 우수한 항진균활성을 가지고 있다는 것으로 확인했다. 마지막으로 추출물에 존재하는 항진균성 유용물질을 탐색하기 위해 GC-MS 분석을 진행하였다. 연구 결과 미나리아재비과의 한약재에서 항진균활성을 확인할 수 있었으며 위령선에서 thur- berogenone, 황련에서 16-HCDO를 항진균성 후보물질로서 확인하였다. 결론적으로 백두옹, 위령선 및 황련은 다양한 진균류에 대하여 항진균활성을 가지고 있음을 확인하였으며, GC-MS 분석에서 세 한약재 모두 서로 다른 항진균성 후보물질을 가지고 있는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 미나리아재비과 생물자원이 진균류 저항성에 대해 여러 방향으로 진화되었음을 나타낸다.
유용 미생물로 선발한 Pseudomonas cepacia, Bacillus cereus 및 균근균을 인삼(Panax ginseng)근권에 처리한 후 이들 미생물들의 근권내 정착 및 근부병의 발생억제에 미치는 영향을 폿트 배양으로 실험하였다. P. cepacia의 단독 처리에서 처리 10일후에 근권에서 조사된 세균수는 6.26 (log cfu/g.soil)이나 B. cereus 등과 혼합 처리한 경우 $5.25{\sim}6.19(log\;cfu/g.soil)$으로 분포수가 적었고 처리기간이 270일 후에는 3.01 (log cfu/g. soil)으로 크게 감소하였다. Fusarium spp.의 근권내 분포수는 처리 $10{\sim}60$일 후에는 $3.33{\sim}3.67(log\;cfu/g.soil)$이었으나 처리 270일 경과 후에는 $3.33{\sim}1.02(log\;cfu/g.soil)$으로 크게 감소되었다. 근부병발생율에 있어서 대조가 4.3의 이병지수를 나타내나 P. cepacia 처리는 1.2로 발생이 크게 억제되었다. P. cepacia와 B. cereus의 혼합처리는 $1.8{\sim}2.3$의 이병지수로 대조 4.3보다는 병발생율이 낮아졌다. 균근균으로 Glomus albidum과 Acaulospora longular 처리는 병발생율 $1.2{\sim}1.6$으로 대조 4.3보다 감소하였다. 세균으로 P.cepacia와 균근균으로 G. albidum 처리는 근부율을 각각 1.2로 낮추는 발병억제 효과가 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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