2000년 5월 경북 경산시 진량읍 대구대학교에 소재하는 등나무에 암종이 심하게 형성되어 있음을 발견하였다. 병원체를 분리하고 얻어진 병원세균으로 병원성을 확인한 후 동정을 행하였다. 그 결과 병원세균은 일반 세균학적 성상 및 병원성에 의하여 Pantoea agglomerans pv. milletiae로 동정이 되었으며 이 병은 우리나라에서 처음 보고되는 것으로서, 이들 병원세균에 의한 그 병명을 "등나무혹병'이라 명명하기를 제안한다.제안한다.
In this study, we investigated the effects of indole on biofilm formation inhibition in Pantoea agglomerans (P. agglomerans). In the biofilm growth assay, indole inhibited biofilm formation across all the growth time. Depending on biofilm growth stage, indole exhibited biofilm inhibition and anti-bacterial effects on planktonic cells. Through the analysis of the proportion rate between biofilm and Colony Forming Units (CFU) and inhibition rate of indole, we confirmed that depending on the biofilm stage of P. agglomerans, indole treatment timing was more important than the treatment duration. By comparing gene expression rates through rt-qPCR P.agglomerans affected by indole was found to significantly change quorum sensing (pagI/R) and indole transportation (bssS) gene expressions. Throughout all, indole exhibited both antimicrobial and anti-biofilm effects on P. agglomerans. In addition, we confirmed the anti-biofilm effects of indole on mature biofilm. In conclusion, indole as a signal molecule, can exhibit anti-biofilm effects through bacterial quorum sensing inhibition and indole affects. Therefore, indole can regulate biofilm bacteria especially gram-negative opportunistic pathogens.
최근에는 친환경 농업을 위하여 사용되는 미생물 비료의 안정성 유지와 효능, 저장 및 운송 등에 대한 어려움 및 불편함을 극복하기 위해서 미생물을 담체에 고정화하여 생물비료로 사용하고 있다. 본 실험에서는 인산가용화 미생물인 Pantoea agglomerans를 alginate, agar 및 gelatin에 고정화시킨 후 tricalcium phosphate가 첨가된 액체 배지에서 배양하여 인산가용화능을 비교하였으며, 또한 alginate에 고정화된 균에 의한 인산가용화능을 경시적으로 조사하였다. 고정화를 위한 담체로 alginate나 agar를 사용하였을 때, 고정화된 P. agglomerans의 인산가용화능이 gelatin을 담체로 사용하였을 때보다 우수하였다. Alginate에 고정된 P. agglomerans가 접종된 처리구에는 배양 후 5일까지 유효인산의 농도가 크게 증가하였고 모든 처리 구에서 배지 안의 pH가 감소하였다.
불용성 인산염인 hydroxyapatite를 분해하여 인산을 생성하는 미생물인 P. agglomerans의 성장에 따른 인산의 생성량을 여러 산으로 처리하였을 때와 비교하여 보았다. P. agglomerans 의 성장에 있어서 필요한 인산의 양은 300mg/L에서 361mg/L 정도의 인산을 소모하였다. 또한 여러 유기 및 무기산으로 4% 의 hydroxyapatite를 처리하였을 때에 0.01N 의 시트르산과 옥살산으로 처리하였을 때 만이 인산의 생성량은 P. agglomerans 에서 보다 높은 각각 702와 537mg/L 이었고 배양후 48 시간이 지났을 때 P. agglomerans 의 유리인산의 최대가용화량은 465mg/L이었다.
본 실험은 인산가용화균인 Pantoea agglomerans를 alginate를 이용하여 고정화 시킨 후 다양한 종류의 인광석을 대상으로 인산 가용화능을 평가하고 고정화된 균의 보관 및 저장온도에 따른 인산 가용화능의 변화를 살펴보기 위하여 수행되었다. 실험에 사용된 원산지가 다른 인광석 (Tunisia, Israel, Morocco, China) 중 Morocco산 인광석의 가용화 속도가 빠르고 높은 농도의 인산이 가용화 되었다. 반면, 중국산 인광석은 가용화 속도가 느리며, 가용화된 인산의 농도도 매우 낮았다. 고정화된 균의 저장 온도는 6개월간 보관 시 인산 가용화능에 유의성 있는 차이를 나타내자 않았다.
The growth conditions of Pantoea aggicmerans, a phosphate solubilizing organism, were studied In our laboratory to determine the optimal conditions. Pantoea aggionerans showed the highest growth rate at 30$\^{C}$, pH 7.0 and 2 vvm, after 50 h cultivation. A certain relationship between pH and phosphate concentration was evident when the glucose concentration in the me dium was changed. Increasing glucose concentration increased the pH buffer action of the broth. At glucose concentrations higher than the optimum concentration of 0.2 M, the cell growth was retarded. P. agglomerans consumed glucose as a substrate to produce organic acids which caused the pH decrease in the culture medium. The phosphate concentration in the medium was increased by the presence of the organic acids, which solubilized insoluble phosphates such as hydroxyapa-tite.
토양속의 인산 가용화를 위한 Pantoea agglomerans 배양의 최적조건과 균주 고정화를 위한 안정성을 조사한 결과 $30^{\circ}C$, pH 7.0, 공기유량 2vvm에서 각각의 흡광도 값이 51시간에서1.756과 1,713, 50시간대에 1.819로써 가장 균의 성장이 활발한 것으로 나타났으며, 1% $CaCl_2$ 용액에서 172시간대에 흡광도값 2.361로 가장 안정하였다.
충북지역의 근권 토양으로부터 선발한 인산가용화 균인 Pantoea agglomeraans와 인광석을 복합처리하여 벼(Oryza sativa L.)의 생육 및 인산 흡수량에 미치는 영향을 온실내에서 실험하였다. 본 실험은, 종자에 박테리아를 적용시킨 것(bactenzation), 독립 세포 및 고정화된 세포(immobilized cell)를 접종시킨 후, 인광석 1 g과 2.5 g을 각각 시비한 6처리구와 무처리구로 나누어 비교 실험하였다. 인산가용화균을 접종한 처리구가 무처리구에 비하여 벼의 생육 및 인산 흡수량을 증대하는 경향을 나타냈으며, 특히 1 g의 인광석과 고정화된 Pantoea agglomerans를 접종한 처리구에서 다른 처리구들에 비해 가장 우수한 결과를 나타내었다. Pot 충진물내의 유효인산 농도 또한 미생물 접종 처리구에서 증가하였으며, 벼에 흡수된 전인산량과 정의 상관관계가 성립함을 알 수 있었다.
본 연구에서는 P. agglomerans를 이용하여 불용성 인산염인 hydroxyapatite 와 인광석을 가용화 하여 유리 인산을 생산하였고, P. agglomerans를 Ca-alginate에 고정화하여 이를 불용성 인산염을 가용화시키는 가능성올 조사하였다. HY 배지에 서 $30^{\circ}C$, lOOrpm 으로 pH 7에서 48시간 배양한 경우 520mg/L 의 유리인산이 생성되었고 hydroxyapatite 대신 같은 농도의 인광석을 첨가하였을때 생성되는 유리 인산 의 양은 86.09mg/L였다. 또한 P. agglomerans를 Ca-alginate에 고정화하였을 때 HY 배지에서 같은 조건으로 120 시간 동안 계속적으로 인산이 생성되었고 , 이때 생성된 인산의 농도는 74Omg/L였으며, 인광석을 첨가한 경우에서도 182mg/L 정도의 유리 인산이 생성되었다.
Two phosphate solubilizing Pantoea strains (P. agglomerans and P. rodasii) were employed in elucidating their phosphate solubilizing potential under different carbon and nitrogen sources, pH, temperature and salt conditions. Plant growth promoting characteristics such as ACC deaminase activity, indole acetic acid (IAA), HCN, ammonia, and siderophore production of the two strains were assessed in vitro. Potential applicability of the strains as bio-inoculants was also evaluated in pot experiments conducted under green house conditions. Phosphate solubilization measured as the amount of phosphorous released into the medium was recorded as 810 and $788{\mu}g\;ml^{-1}$ respectively by P. agglomerans and P. rodasii. Glucose at the rate of 2% was found be the best carbon source, while $(NH_4)_2SO_4$ was the best nitrogen source for both strains. Despite a slight decrease in phosphate solubilization observed at higher temperature, pH and salt concentrations, both strains could withstand against a range of temperature ($30-35^{\circ}C$), pH (7-9) and the presence of NaCl (up to 5%) without much compromising the phosphate solubilization. Different plant growth promoting traits (ACC deaminase activity, IAA, HCN, ammonia, and siderophore production) of the strains and their ability to promote the growth of green gram seedlings indicate that both strains possess high potential to be used as bio-inoculants.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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