• The Plant Pathology Journal
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• 제21권3호
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• pp.244-251
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• 2005

The induction of growth promotion on numerous crops by rhizobacteria is a well documented phenomenon. In case of tomato (Lycopersicon esculentum), fruit yield is higher in replant soil than that in fresh soil. To investigate what kind of rhizobacterium is involved, microbial community in rhizosphere and on rhizoplane of tomato plants from each soil was analyzed by dilution plating on selective media. Many Gram-negative bacteria and actinomycetes were isolated from tomato in replant soil. One Gram-negative rhizobacterium isolated was identified as Pseudomonas putida based on its biochemical characteristics, fatty acid methyl ester analysis and 16S rDNA sequence. This bacterium designated strain 17 inhibited the growth of Pseudomonas corrugata, and increased growth of tomato seedlings. In addition, its culture filtrate inhibited conidial germination of plant-pathogenic fungi such as Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici, F. oxysporum f. sp. cucumerinum, and Nectria radicicola. Scanning electron microscopy revealed strain 17 colonized and persisted on the epidermal surfaces of tomato radicles and roots. These results suggest that P. putida strain 17 may serve as a biological control agent to suppress multiple soil-borne diseases for tomato plants. Increased microbial populations that suppress deleterious microorganisms including pathogens could be one of the major factors in increased tomato yield in replant soil.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권11호
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• pp.1431-1438
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• 2009

The role of plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) in the phytoremediation of heavy-metal-contaminated soils is important in overcoming its limitations for field application. A plant growth-promoting rhizobacterium, Serratia sp. SY5, was isolated from the rhizoplane of barnyard grass (Echinochloa crus-galli) grown in petroleum and heavy-metal-contaminated soil. This isolate has shown capacities for indole acetic acid production and siderophores synthesis. Compared with a non-inoculated control, the radicular root growth of Zea mays seedlings inoculated with SY5 can be increased by 27- or 15.4-fold in the presence of 15 mg-Cd/l or 15 mg-Cu/l, respectively. The results from hydroponic cultures showed that inoculation of Serratia sp. SY5 had a favorable influence on the initial shoot growth and biomass of Zea mays under noncontaminated conditions. However, under Cd-contaminated conditions, the inoculation of SY5 significantly increased the root biomass of Zea mays. These results indicate that Serratia sp. SY5 can serve as a promising microbial inoculant for increased plant growth in heavy-metal-contaminated soils to improve the phytoremediation efficiency.

• The Plant Pathology Journal
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• 제30권2호
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• pp.220-227
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• 2014

The GacS/GacA system in the root colonizer Pseudomonas chlororaphis O6 is a key regulator of many traits relevant to the biocontrol function of this bacterium. Proteomic analysis revealed 12 proteins were down-regulated in a gacS mutant of P. chlororaphis O6. These GacS-regulated proteins functioned in combating oxidative stress, cell signaling, biosynthesis of secondary metabolism, and secretion. The extent of regulation was shown by real-time RT-PCR to vary between the genes. Mutants of P. chlororaphis O6 were generated in two GacS-regulated genes, trpE, encoding a protein involved in tryptophan synthesis, and prnA, required for conversion of tryptophan to the antimicrobial compound, pyrrolitrin. Failure of the trpE mutant to induce systemic resistance in tobacco against a foliar pathogen causing soft rot, Pectobacterium carotovorum SCCI, correlated with reduced colonization of root surfaces implying an inadequate supply of tryptophan to support growth. Although colonization was not affected by mutation in the prnA gene, induction of systemic resistance was reduced, suggesting that pyrrolnitrin was an activator of plant resistance as well as an antifungal agent. Study of mutants in the other GacS-regulated proteins will indicate further the features required for biocontrol-activity in this rhizobacterium.

• Journal of Microbiology
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• 제43권6호
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• pp.510-515
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• 2005

The growth of red pepper plants was enhanced by treatment with the rhizobacterium, Bacillus cereus MJ-1. Red pepper shoots showed a 1.38-fold increase in fresh weight (fw) and roots showed a 1.28-fold fw gain. This plant growth-promoting rhizobacterium (PGPR) has been reported to produce gibberellins (GAs). Other GAs-producing rhizobacteria, Bacillus macroides CJ-29 and Bacillus pumilus CJ-69, also enhanced the fw of the plants. They were less effective than B. cereus MJ-1, though. The endogenous GAs content of pepper shoots inoculated with MJ-1 was also higher than in shoots inoculated with CJ-29 or CJ-69. When inoculated with MJ-1, bacterial colonization rate of the roots was higher than that of roots inoculated with CJ-29 or CJ-69. These results support the idea that the plant growth-promoting effect of the bacteria also positively related with the efficiency of root colonization by the bacteria. In addition, we identified the major endogenous GAs of the red pepper as originating from both the early C-13 hydroxylation and the early non C-13 hydroxylation pathways, with the latter being the predominant pathway of GA biosynthesis in red pepper shoots.

• 생명과학회지
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• 제24권12호
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• pp.1308-1315
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• 2014

식물성장촉진 뿌리박테리아(PGPR)을 사용한 생물학적 조절(Biological control)은 최근 몇년 동안에 주목 받게 되었다. PGPR은 산업적으로 중요한 감자, 토마토 그리고 쌀과 같은 경제적으로 중요한 작물의 성장촉진과 관련되어있다. 음식물 쓰레기에서 발견된 Bacillus mojavensis KJS-3은 Aspergillus terreus, A. fumagatus, A. flavus and Fusarium redolense에 대해 항진균작용을 가지고 있는 균주로, 이미 여러 산업적인 측면에서 유용한 가능성이 확인된 균주이다. 본 연구에서는 Bacillus mojavensis KJS-3를 알타리무와 상추에 $0.5{\times}10^9cfu/g$, $1.0{\times}10^9cfu/g$ 및 $2.0{\times}10^9cfu/g$의 3가지 농도로 분무, 재배한 후, 잎의 수, 길이, 무게, 뿌리와 근경의 길이, 넓이 및 무게를 비교함으로써, 이들에 대한 생육촉진작용을 확인해보았다. 그 결과, 처리하지 않은 군에 비하여 Bacillus mojavensis KJS-3를 처리한 군이 더 높은 생육성장을 보였으며, $1.0{\times}10^92cfu/g$농도에서의 재배는 저농도에서의 재배보다 더 높은 생육 성장을 그리고 고농도에서의 재배와 비슷한 생육성장을 나타내었다. 이러한 결과를 토대로 B. mojavensis KJS-3의 생물학적 비료로서의 가능성을 확인할 수 있었으며, 또한 B. mojavensis KJS-3의 다른 작물에 대한 생육조절제의 적용도 가능할 것으로 예상된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제35권2호
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• pp.128-134
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• 2007

식물성장촉진 호르몬인 auxin, 식물병원성 진균의 생육을 억제하는 siderophore, 그리고 세포벽이 cellulose로 구성된 식물병원성 진균의 세포벽을 분해하는 cellulase를 동시에 생산하는 PGPR균주이자 생물방제균주로 선발된 Bacillus licheniformis K11이 생산하는 항진균성 siderophor의 특성을 확인한 결과 catechol type의 siderophore로 확인하였다. 또한 B. licheniformis K11의 siderophore 생산조건을 조사한 결과 nutrient broth(pH 9.0)를 $20^{\circ}C$에서 96 h 배양시 가장 많이 생산하였다. 그리고 탄소원과 질소원으로는 각각 trehalose와 $NH_4Cl$ 첨가시 siderophore를 가장 많이 생산하였다. 그리고 $siderophore_{K11}$의 정제는 Amberlite XAD-2과 sephadex LH-20 column chromatography를 통해 수행하였으며, HPLC를 통해 단일 물질임을 확인하였다. 정제된 $siderophore_{K11}$은 2, 3-dihydroxybenzoate의 유도체로 추정하며, P. capsici의 zoospores와 F. oxysporum의 conidia의 발아를 강하게 억제하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제35권2호
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• pp.150-157
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• 2007

디젤 오염 토양 정화를 위해 식물과 미생물의 상호관계를 활용하는 생물복원에 관한 연구를 수행하였다. 디젤을 분해하는 근권 세균인 Rhodococcus sp. 412와 디젤에 내성을 가지고 있는 식물인 옥수수(Zea mays)를 이용하여 디젤로 오염되어진 토양의 디젤 제거능과 미생물 군집변화를 조사하였다. 실험 개시 30일 후, 디젤 오염 토양에서 Rhodococcus sp. 412를 접종한 토양의 옥수수의 성장이 412균주를 접종하지 않은 토양에서의 옥수수 성장보다 약간 우수하였다. 또한 식물을 식재하거나 412균주를 접종한 토양에서 존재하는 토양에서 디젤의 잔류농도도 낮게 나타났다. 이러한 결과를 디젤 오염 토양 정화를 위해 옥수수와 Rhodococcus sp. 412를 동시에 활용하는 것이 유리함을 의미한다. 토양세균 군집 변화를 16S rDNA-PCR과 DGGE(denaturing gradient gel electrophoresis) fingerprinting 방법을 이용하여 분석하였다. 비오염 토양 시료와 디젤 오염토양 시료의 DGGE fingerprint의 유사도는 $20.8{\sim}39.3%$이었다. 또한, 비오염 토양 시료 사이의 DGGE fingerprint의 유사도는 $21.9{\sim}53.6%$, 그리고 디젤 오염 토양 시료 사이의 유사도는 $31.6{\sim}50.0%$이었다. 이러한 결과는 디젤 오염으로 인해 토양 세균 군집구조가 영향을 받았음을 시사한다.

• 한국식물병리학회:학술대회논문집
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• 한국식물병리학회 2002년도 총회 및 추계학술발표회
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• pp.55.1-55
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• 2002

• The Plant Pathology Journal
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• 제29권2호
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• pp.182-192
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• 2013

Numerous root-associated bacteria (rhizobacteria) are known to elicit induced systemic resistance (ISR) in plants. Bacterial cell-density-dependent quorum sensing (QS) is thought to be important for ISR. Here, we investigated the role of QS in the ISR elicited by the rhizobacterium, Serratia marcescens strain 90-166, in tobacco. Since S. marcescens 90-166 produces at least three QS signals, QS-mediated ISR in strain 90-166 has been difficult to understand. Therefore, we investigated the ISR capacity of two transgenic tobacco (Nicotiana tabacum) plants that contained either bacterial acylhomoserine lactone-producing (AHL) or -degrading (AiiA) genes in conjunction with S. marcescens 90-166 to induce resistance against bacterial and viral pathogens. Root application of S. marcescens 90-166 increased ISR to the bacterial pathogens, Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum and Pseudomonas syringae pv. tabaci, in AHL plants and decreased ISR in AiiA plants. In contrast, ISR to Cucumber mosaic virus was reduced in AHL plants treated with S. marcescens 90-166 but enhanced in AiiA plants. Taken together, these data indicate that QS-dependent ISR is elicited by S. marcescens 90-166 in a pathogen-dependent manner. This study provides insight into QS-dependent ISR in tobacco elicited by S. marcescens 90-166.

• 생명과학회지
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• 제17권7호통권87호
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• pp.983-989
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• 2007

Auxin, siderophore, 그리고 cellulase를 동시에 생산하는 생물방제균주 B. licheniformis Kll을 식물병원성진균을 대상으로 균사 성장억제능을 확인결과 6종의 식물병원성 진균에서 균사체 성장억제능을 확인하였으며, 그 중에서 토마토 시들음병을 유발하는 F. oxysporum(KACC 40037)에 가장 강력한 억제능을 나타내었다. 그리고 본 균주가 생산하는 항진균성 siderophore이외에 세포벽이 cellulose로 구성된 P. capsici의 cell wall을 분해하는 cellulase를 생산하는 것을 추가적으로 확인하였다. 뿐만아니라 B. licheniformis Kll은 nutrient broth(pH 8.0), $30{\circ}C$에서 96시간 배양시 토마토 시들음병에 대한 항진균 활성이 가장 높았고, 이는 cellulase의 활성과 sideropore의 최대 생산조건과는 상이하였다. 또한 탄소원과 질소원으로 starch와 urea를 각각 첨가시 항진균성 활성이 가장 높았고, 이 역시는 cellulase의 활성과 항진균성 siderophore의 최대 생산조건과 일치하지 않았다. 그리하여 본균주 B. licheniformis Kll은 식물성장촉진 물질은 auxin, 항진균성 siderophore와 cellulase를 생산함과 동시에 또 다른 강력한 항진균성 물질을 생산하는 것을 추가로 확인하였다.