• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제22권10호
• /
• pp.1359-1366
• /
• 2012

A strain of Streptomyces cavourensis subsp. cavourensis (coded as SY224) antagonistic to Colletotrichum gloeosporioides infecting pepper plants was isolated. SY224 produced lytic enzymes such as chitinase, ${\beta}$-1,3-glucanase, lipase, and protease in respective assays. To examine for antifungal activity, the treatments amended with the nonsterilized supernatant resulted in the highest growth inhibition rate of about 92.9% and 87.4% at concentrations of 30% and 10%, respectively. However, the sterilized treatments (autoclaved or chloroform treated) gave a lowered but significant inhibitory effect of about 63.4% and 62.6% for the 10% supernatant concentration, and 75.2% and 74.8% for the of 30% supernatant concentration in the PDA agar medium, respectively, indicative of the role of a non-protein, heat stable compound on the overall effect. This antifungal compound, which inhibited spore germination and altered hyphal morphology, was extracted by EtOAc and purified by ODS, silica gel, Sephadex LH-20 column, and HPLC, where an active fraction was confirmed to be 2-furancarboxaldehyde by GS-CI MS techniques. These results suggested that SY224 had a high potential in the biocontrol of anthracnose in pepper, mainly due to a combined effect of lytic enzymes and a non-protein, heat-stable antifungal compound, 2-furancarboxaldehyde.

• The Plant Pathology Journal
• /
• 제37권6호
• /
• pp.533-542
• /
• 2021

Chitosan has been considered an environmental-friendly polymer. However, its use in agriculture has not been extended yet due to its relatively low solubility in water. N-Methylene phosphonic chitosan (NMPC) is a water-soluble derivative prepared by adding a phosphonic group to chitosan. This study demonstrates that NMPC has a fungicidal effect on the phytopathogenic fungus Fusarium solani f. sp. eumartii (F. eumartii) judged by the inhibition of F. eumartti mycelial growth and spore germination. NMPC affected fungal membrane permeability, reactive oxygen species production, and cell death. Also, this chitosan-derivative exerted antifungal effects against two other phytopathogens, Botrytis cinerea, and Phytophthora infestans. NMPC did not affect tomato cell viability at the same doses applied to these phytopathogens to exert fungicide action. In addition to water solubility, the selective biological cytotoxicity of NMPC adds value in its application as an antimicrobial agent in agriculture.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제33권5호
• /
• pp.607-620
• /
• 2023

The biocontrol approach using beneficial microorganisms to control crop diseases is becoming an essential alternative to chemical fungicides. Therefore, new and efficient biocontrol agents (BCA) are needed. In this study, a rhizospheric actinomycete isolate showed unique and promising antagonistic activity against three of the most common phytopathogenic fungi, Fusarium oxysporum MH105, Rhizoctonia solani To18, and Alternaria brassicicola CBS107. Identification of the antagonistic strain, which was performed according to spore morphology and cell wall chemotype, suggested that it belongs to the Nocardiopsaceae. Furthermore, cultural, physiological, and biochemical characteristics, together with phylogenetic analysis of the 16S rRNA gene (OP869859.1), indicated the identity of this strain to Nocardiopsis alba. The cell-free filtrate (CFF) of the strain was evaluated for its antifungal potency, and the resultant inhibition zone diameters ranged from 17.0 ± 0.92 to 19.5 ± 0.28 mm for the tested fungal species. Additionally, the CFF was evaluated in vitro to control Fusarium wilt disease in Vicia faba using the spraying method under greenhouse conditions, and the results showed marked differences in virulence between the control and treatment plants, indicating the biocontrol efficacy of this actinomycete. A promising plant-growth promoting (PGP) ability in seed germination and seedling growth of V. faba was also recorded in vitro for the CFF, which displayed PGP traits of phosphate solubilization (48 mg/100 ml) as well as production of indole acetic acid (34 ㎍/ml) and ammonia (20 ㎍/ml). This study provided scientific validation that the new rhizobacterium Nocardiopsis alba strain BH35 could be further utilized in bioformulation and possesses biocontrol and plant growth-promoting capabilities.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제34권5호
• /
• pp.1040-1050
• /
• 2024

To isolate and analyze bacteria with Verticillium wilt-resistant properties from the fermentation residue of kitchen wastes, as well as explore their potential for new applications of the residue. A total of six bacterial strains exhibiting Verticillium wilt-resistant capabilities were isolated from the biogas residue of kitchen waste fermentation. Using a polyphasic approach, strain ZL6, which displayed the highest antagonistic activity against cotton Verticillium wilt, was identified as belonging to the Pseudomonas aeruginosa. Bioassay results demonstrated that this strain possessed robust antagonistic abilities, effectively inhibiting V. dahliae spore germination and mycelial growth. Furthermore, P. aeruginosa ZL6 exhibited high temperature resistance (42℃), nitrogen fixation, and phosphorus removal activities. Pot experiments revealed that P. aeruginosa ZL6 fermentation broth treatment achieved a 47.72% biological control effect compared to the control group. Through activity tracking and protein mass spectrometry identification, a neutral metalloproteinase (Nml) was hypothesized as the main virulence factor. The mutant strain ZL6ߡNml exhibited a significant reduction in its ability to inhibit cotton Verticillium wilt compared to the strain P. aeruginosa ZL6. While the inhibitory activities could be partially restored by a complementation of nml gene in the mutant strain ZL6CMߡNml. This research provides a theoretical foundation for the future development and application of biogas residue as biocontrol agents against Verticillium wilt and as biological preservatives for agricultural products. Additionally, this study presents a novel approach for mitigating the substantial amount of biogas residue generated from kitchen waste fermentation.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제37권3호
• /
• pp.280-286
• /
• 2009

황련의 식물병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성을 평가하기 위해 황련 메탄올 추출물 및 유기용매 분획물들을 조제하여 Colletotrichum gloeosporioides(고추탄저 병), Phytohpthora capsici(고추역병), Pyricularia grisea(벼도열병), Rhizoctonia solani(잎집무늬마름병), Botryosphaeri dothidea(겹무늬썩음 병), Glomerella cingulata(사과과실 탄저병) 및 Botrytis cinerea(잿빛곰팡이병)의 7종에 대해 $0{\sim}1,000{\mu}g/mL$ 농도로 처리한 후, 포자발아억제 활성 및 균사체 생육억제 활성을 평가하였다. 그 결과 황련 메탄올 추출물은 $500{\mu}g/mL$ 농도에서 B. dothidea를 제외한 6종의 곰팡이의 포자발아를 억제하였으며, P. grisea 및 B. cinerea에 대해 $300{\mu}g/mL$의 MIC를, P. capsici에 대해서는 $500{\mu}g/mL$의 MIC를 나타내었고, 다른 4종에 곰팡이에 대해서는 균사체 성장억제 활성이 나타나지 않았다. 고추 재배지의 실제적 적용을 위해 대량 추출조건을 선정한 후, 상업적 시설에서 열수 추출물($1,000{\mu}g/mL$)을 조제하고, 이를 6월부터 한달 간격으로 3회에 걸쳐 엽면살포한 결과 병해와 약해가 전혀 나타나지 않았다. 황련 살포에 의해 고추의 전반적인 생육, 잎, 뿌리 발육이 촉진되었으며, 고추는 평균중량이 119%, 과육의 두께가 평균 117% 증가되어 생육촉진 및 수확량 증가효과를 확인하였다. 본 연구결과는 황련 추출물이 고추 관련 질병 방제에 유용하며, 고추생육 촉진효과를 가짐을 시사하고 있다.

• 유기물자원화
• /
• 제24권4호
• /
• pp.85-94
• /
• 2016

본 연구의 목적은 기능성 커피박 퇴비를 개발하고자 커피박과 커피박 퇴비의 특성을 분석하였다. 커피전문점의 커피박 pH, EC, Zn 함량이 상업용 커피박보다 높게 나타났으나 $K_2O$, CaO, MgO, $Na_2O$, Mn 함량은 유의적인 차이가 없었다. 주요 식물병원균 6종(Rhizoctonia solani, Sclerotinia sclerotiorum, Fusarium oxysporum, Phytophthora capsici, Alternaria alternata, and Botrytis cinerea)에 대한 커피전문점과 상업용 커피박 퇴비의 수용성 추출물의 항균활성을 검정한 결과, 공시한 6종의 식물병원균에 대한 항균력이 있음을 확인하였다. 커피박 추출물의 A. altanata 포자발아 억제 및 P. capsici 유주자낭 형성 억제효과를 조사 한 결과, 10% 깻묵+커피박 퇴비 수용성 추출물이 A. altanata의 분생포자 발아관의 신장과 P. capsici의 유주자낭 형성을 유의적으로 억제하였다. 커피박 퇴비의 기능성을 조사하고자 커피박을 90일간 부숙시키면서 30일 간격으로 총 폴리페놀 함량을 조사한 결과, 총 폴리페놀 함량은 부숙시간의 경과에 따라 증가하였으며, 10% 깻묵+커피박 퇴비에서 90일째에 가장 높은 총 페놀 함량인 평균 $0.35{\pm}0.03mg\;GAE/g$로 나타냈다.

• 식물병연구
• /
• 제14권3호
• /
• pp.187-192
• /
• 2008

본 연구에서는 키토메이트, 다이균, IC-66D, 골드보르도, 바이오스팟 등 5종의 친환경농자재의 포도 주요 균류병 병원균 7가지에 대한 생장억제 효과를 검정하였다. 병원균의 생장억제 효과는 친환경농자재 별로 차이를 보였는데, 천연 식물추출물성분인 다이균의 생장억제 효과가 가장 우수하였다. 다이균은 $2,500{\mu}g{\cdot}mL^{-1}$을 포함한 PDA 배지에서 C. gloeosporioides 04-159를 제외한 병원균의 균사생장을 75% 이상 억제하였다. 키토메이트의 생장억제 효과는 병원균에 따라 큰 차이가 있었는데 $40,000{\mu}g{\cdot}mL^{-1}$을 함유한 PDA 배지에서 B. cinerea 06-063의 균사생장을 81.1% 억제한 반면에 탄저병균인 C. gloeosporioides 04-159는 6.5% 균사 생장억제율을 보였다. 두 가지 보르도액 제제인 IC-66D와 골드보르도의 생장억제 효과는 흰얼룩 증상의 원인균인 Acremonium sp.을 제외하고 IC-66D가 골드보르도보다 약간 높았다. 바이오스팟은 다이균 다음으로 생장억제 효과가 높았는데 특히 탄저병균인 C. gloeosporioides 04-159에 대해서는 사용한 농자재 중에서 가장 높았다. 키토메이트, 바이오스팟, 골드보르도의 갈색무의병 포자 발아억제율은 같은 농도에서의 균사 생장억제율보다 월등히 높았다. 본 실험은 포도 친환경적병 방제를 위해서는 한 가지 친환경농자재를 사용할 것이 아니라 여러 가지 제제를 다양하게 사용할 것을 제안한다.

• 생명과학회지
• /
• 제18권7호
• /
• pp.974-979
• /
• 2008

흰가루병은 거의 모든 식물재배에서 나타나며, 다양한 곰팡이에 의해 발병한다. 본 연구에서는 천연물 추출물을 이용한 식물병원성 곰팡이 제어가능성을 검토하기 위해, 보리 흰가루병에서 분리된 Fusarium graminearum을 대상으로 900여종의 천연물 추출물의 항진균 활성을 평가하였다. 먼저 포자 발아억제 활성평가 결과 산초, 당귀, 미국가막사리, 까마중, 오수유, 윤판나물, 미치광이풀, 때죽나무, 백선, 방기, 정향, 멍석딸기, 호장근, 천황련, 작약, 대황, 모란, 달맞이꽃, 대극, 개박하 추출물을 1차 선별하였으며, 균사 생육억제 활성 원재료 확보 용이성 및 실제 적용 가능성 등을 고려하여 산초 추출물을 최종 선정하였다. 산초 추출물 조제 시 methanol 추출이 효율적이며, 순차적 유기용매 분획물의 경우 물 잔류물에서 항진균 활성이 나타났다. 그러나 methanol 추출물에 비해 분획물의 활성이 다소 감소하여 다양한 물질이 보완적으로 항진균 활성을 나타냄을 추측할 수 있으며, 미약하지만 methanol 추출물 및 분획물에서 항진균 활성도 확인하였다. 토마토 묘목을 이용한 산초 추출물의 활성 분획물의 약해평가 결과 $1,000\;{\mu}g/ml$ 농도 처리 시에도 특이한 약해는 나타나지 않았다. 본 연구결과는 F. graminearum에 의해 나타나는 흰가루병 제어에 산초 추출물이 유용함을 제시하고 있다.

• 농약과학회지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.291-294
• /
• 2008

복숭아 미이라 과일로부터 복숭아 잿빛무늬병 Monilinia fructicola에 대하여 강한 항균활성을 보이는 방선균 Streptomyces padanus TH04를 분리하였다. TH04 균주의 배양 추출물 1%를 함유한 배지에서의 균사생육 및 포자발아는 시험한 M. fructicola의 strain에 따라 각각 $79.8{\sim}81%$와 $73.9{\sim}75.8%$ 억제되었다. 병원균과 TH04 균주 초기접종 밀도를 0.01%, 0.1% 및 1%로 달리하여 동시배양 한 결과, 항균활성은 선발 방선균의 밀도에 따라 $7.5%{\sim}94%$로 나타났다. 사과(품종; 후지)를 이용한 조추출물의 항균활성은 0.1% 처리구 85.9%, 1%처리구 100%로 나타났다. 항균활성 물질 생산, 안정성 및 제형화에 관한 연구가 이루어질 경우 선발한 Streptomyces padanus TH04는 생물학적 방제제로의 개발 가능성 있을 것으로 생각된다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제39권2호
• /
• pp.168-174
• /
• 2011

본 연구에서는 안전하고 효율적인 항진균제 개발 연구의 일환으로 73종의 약용 및 식용식물의 메탄올 추출물을 조제하고 이들의 hexane, methylene chloride, ethylacetate, butanol 분획물 및 water 잔류물 365종을 각각 조제하여 Aspergillus niger에 대한 항진균력을 조사하였다. 활성 선별단계에서 비교적 경제적이면서도 손 쉬운 순차적 유기용매 분획물을 제조하여 항진균 천연물 탐색을 시도함으로서 기존에 천연물 추출물에서 검색되지 않은 참나물, 뽕나무, 단삼의 항진균 활성을 확인하였다. 특히 항진균 활성이 보고된 바 없는 참나물의 경우 methylene chloride 분획에서 A. niger에 대한 MIC, MFC 가 각각 0.25 및 0.5 mg/mL임을 확인하여 강력한 항진균 활성을 확인하였으며, 0.25 mg/mL 농도에서 포자발아 억제활성도 나타냄을 확인하였다. 또한 활성분획은 0.5 mg/mL농도까지 인간 적혈구에 대해 용혈활성을 나타내지 않았으며, 활성물질은 당이 결합된 flavonoid로 추측되었다. 본 연구결과는 참나물 methylene chloride 분획의 우수한 항진균 활성을 제시하며, 비교적 간단한 유기 용매 분획법을 이용한 천연물 시료제조 및 이를 이용한 활성탐색이 새로운 활성물질 선별에 효과적임을 제시하고 있다.