• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권11호
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• pp.1435-1446
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• 2022

Zinc-solubilizing bacteria can convert the insoluble form of zinc into soluble forms available to plants. This study was conducted to isolate and screen zinc-solubilizing actinobacteria from rhizosphere soils and to assess their effect on vegetable soybean growth. In total, 200 actinobacteria strains belonging to 10 genera were isolated from rhizosphere soil samples. Among these isolates, four showed zinc solubilization with solubilizing index values ranging from 3.11 to 3.78 on Bunt and Rovira agar supplemented with 0.1% zinc oxide. For the quantitative assay, in broth culture, strains CME34 and EX51 solubilized maximum available zinc contents of 529.71 and 243.58 ㎍/ml. Furthermore, indole-3-acetic acid (IAA) and ammonia were produced by these two strains, the strain CME34 produced the highest amount of IAA 4.62 ㎍/ml and the strain EX51 produced the highest amount of ammonia 361.04 ㎍/ml. In addition, the phosphate-solubilizing abilities in Pikovskaya's medium of CME34 and EX51 were 64.67 and 115.67 ㎍/ml. Based on morphological and biochemical characterization and 16S rDNA sequencing, the strains CME34 and EX51 were closely related to the genus Streptomyces. In a greenhouse experiment, single-strain inoculation of Streptomyces sp. CME34 or EX51 significantly increased the shoot length, root length, plant dry weight, number of pods per plant and number of seeds per plant of vegetable soybean plants compared to the uninoculated control. These findings facilitated the conclusion that the two Streptomyces strains have potential as zinc solubilizers and can be suggested as bioinoculants to promote the growth and yield of soybean.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권4호
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• pp.903-908
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• 2005

Inoculation of the carrier-based mixed bioinoculants af N-fixer (Azospirillum lipoferum strain Az204/Rhizobium strain BMBS P47) and phosphate-solubilizing bacterium (Bacillus megaterium var phosphaticum strain Pb 1) promoted growth and yield of pearl millet and blackgram under pot-culture conditions. The mixed inoculant of Az204 and Pb 1 enhanced germination, seedling vigor, plant height, and seed weight, and resulted in $6\%$ increase in grain yield of pearl millet. Likewise, the mixed inoculant of BMBS P47 and Pb1 increased growth, nodulation, and yield in blackgram. The rhizosphere soil enzyme activities, including nitrogenase, urease, and phosphatase, in both pearl millet and blackgram were significantly increased by the inoculation of the mixed inoculant, compared to that of the individual inoculants. The results clearly indicate the beneficial effect of co-culturing the N-fixer and P-solubilizer in inoculants production.

• 한국환경농학회지
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• 제25권3호
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• pp.228-235
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• 2006

Pseudomonas aeruginosa $GRC_2$, siderophore-producing strain, inhibited growth of Macrophomina phaseolina in vitro and reduced charcoal rot in seeds of Brassica juncea in field when coated with adaptive strains. P. aeruginosa $GRC_2$ and Azotobacter chroococcum $AC_1$ produced indole-3-acetic acid and solubilized insoluble phosphate. A. chroococcum $AC_1$ fixed nitrogen asymbiotically. Urea and diammonium phosphateadaptive variant strains of P. aeruginosa and A. chroococcum strongly inhibited M. phaseolina in comparison to parental strains. Bacterization of seeds induced seed germination, seedling growth, and enhanced yield of B. juncea by 10.87% as compared to full doses of urea and diammonium phosphate. Both adaptive strains of chemical fertilizers aggressively colonized roots, showing effectiveness to growth and developments of B. juncea.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권1호
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• pp.51-58
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• 2012

Salinity is one of the most relevant abiotic factor limiting crop yield and its net primary productivity. In addition, salinity induces an increased stress ethylene synthesis in plants which, in turn, exacerbate the responses to the stressor. Bacterial single or co-inoculation effect was tested using previously characterized plant growth promoting (PGP) bacteria Brevibacterium iodinum RS16 and Methylobacterium oryzae CBMB20 on maize and sorghum-sudan grass hybrid under different concentrations of NaCl. Non-inoculated maize and sorghum-sudangrass hybrid showed 33.4% and 20.0% reduction in seed germination under highest NaCl (150 mM) level tested. However, under the same NaCl concentration, co-inoculation with B. iodinum RS16 and M. oryzae CBMB20 PGP strains increased the seed germination in maize (16.7%) and sorghum-sudangrass hybrid (4.4%). In Gnotobiotic growth pouch experiments conducted for maize and sorghum-sudangrass hybrid, co-inoculation of PGP B. iodinum RS16 and M. oryzae CBMB20 mitigated the salinity stress and promoted root length by 22.9% and 29.7%, respectively. Thus the results of this study could help in development of potential bioinoculants that may be suitable for crop production under saline conditions.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권11호
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• pp.1491-1499
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• 2010

Rhizosphere microorganisms possessing phytase activity are considered important for rendering phytate-phosphorus (P) available to plants. In the present study, the Citrobacter braakii phytase gene (appA) was overexpressed in rhizobacteria possessing plant growth promoting (PGP) traits, for increasing their potential as bioinoculants. AppA was cloned under the lac promoter in the broadhost-range expression vector pBBR1MCS-2. Transformation of the recombinant construct pCBappA resulted in high constitutive phytase activity in all of the eight rhizobacterial strains belonging to genera Pantoea, Citrobacter, Enterobacter, Pseudomonas (two strains), Rhizobium (two strains), and Ensifer that were studied. Transgenic rhizobacterial strains were found to display varying levels of phytase activity, ranging from 10-folds to 538-folds higher than the corresponding control strains. The transgenic derivative of Pseudomonas fluorescens CHA0, a well-characterized plant growth promoting rhizobacterium, showed the highest expression of phytase (~8 U/mg) activity in crude extracts. Although all transformants showed high phytase activity, rhizobacteria having the ability to secrete organic acid showed significantly higher release of P from Ca-phytate in buffered minimal media. AppA overexpressing rhizobacteria showed increased P content, and dry weight (shoot) or shoot/ root ratio of mung bean (Vigna radiata) plants, to different extents, when grown in semisolid agar (SSA) medium containing Na-phytate or Ca-phytate as the P sources. This is the first report of the overexpression of phytase in rhizobacterial strains and its exploitation for plant growth enhancement.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권6호
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• pp.1126-1135
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• 2012

다양한 기능을 가진 토착미생물을 분리 동정 후 퇴비화에 적용하여 우수한 기능성을 가진 발효퇴비를 제조하고자 하였다. 7개의 우수 토착미생물을 주축으로 3개의 발효퇴비를 제조하여 생리활성을 조사한 결과, 대두의 발아율 증가, 섬유소, 키틴, 단백질 분해 등의 생리활성이 대조구보다 뛰어나고, 오옥신 생산량이 유의적으로 증가하였다. 퇴비중 암모니아 가스와 휘발성 지방산 함량 역시 2차 발효가 시작되는 20일까지 함량 감소가 있었고, 대두의 건물수량이 증가함을 확인하였다. 또한 식물보호제 분해시험에서도 유의적인 분해율이 있었고, 중금속 함량 역시 유의적으로 감소하였다. 따라서 토착미생물의 다 기능적 활성을 활용한 발효퇴비의 제조는 기존보다 더 향상된 발효퇴비를 농업생산 환경에 적용할 수 있을 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제37권4호
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• pp.266-287
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• 2004

식물체에 해를 끼치지 않고 식물체와 공생하는 박테리아는 식물의 생장을 촉진 시키며 친환경적 식물 보호제 역할을 함으로서 높은 관심을 받아왔다. Methylobacterium spp.로 분리된 분홍색 색소를 형성하는 methylotrophic bacteria (PPFMS)는 식물의 잎 표면에 서식한다. 거의 모든 식물체의 잎에는 PPFMS를 가지고있으며, Methylobacterium의 특별한 특성을 가진 이들은 탄소와 에너지원으로 잎의 methanol를 이용한다. 비록 이들 박테리아들은 잘 알려 지지 않았지만. 그들은 식물 대사 작용에 영향을 주면서 함께 진화되어 왔다. 이 주장은 다음의 예로 보인 관찰로서 뒷받침 한다. (1) PPFMS는 씨 안에서 발견되고 (2) PPFMS는 자주 무균 세포 배양에서 발견되고 (3) 적은 수의 PPFMS를 지닌 종자는 낮은 발아율을 보였고, (4) 감소된 PPFMS를 가진 식물들은 낮은 줄기/뿌리 비율을 보이고, (5) 콩깍지 형성 시기에 콩잎에 PPFMS의 엽면처리는 종자 수와 생산량을 높이며, (6) 우산이끼를 배양하는데 있어서 PPFM에 의해 생성된 비타민 Rl2는 우산이끼의 생장을 위해 필요하고 (7) 벼에 있어서 Rhizoctonia solani에 인해 나타나는 엽초마름병의 발병률은 PPFMS를 처리한 벼에서 억제되거나 감소되었고, 그리고 (8) PPFM의 종은 기공과 엽록소의 농도, malic acid의 함량을 증가시켜 식물의 광합성 능을 증가시켰다. Methylobacterium spp.은 식물체의 잔사를 이용하거나 식물체에 유용한 대사산물을 생산함으로써 식물의 신진대사에 관여하는 것으로 알려진 공생자이다. 박테리아와 식물체간의 이로운 상호작용에 관해 알려진 많은 보고서들이 있다. 식물체의 수분장애 완화, 광합성호르몬 생산, 그리고 질소고정과 같은 식물의 생장을 촉진시키는 박테리아 종과 같은 선발은 성공적으로 분리 해낼 수 있었고, 작물생산에 있어서 이 같은 미생물의 처리는 생산력을 증가시킬 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제36권5호
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• pp.290-303
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• 2003

현대 농업은 과도한 인구 증가에 따른 필요한 식량을 충족하기 위해 화학비료에 많이 의존하고 있다. 이는 농작물의 집약적인 경작으로 인해 토양의 중요 식물영양소가 점차 고갈되고 유기물 함량이 낮아진 토양에서 양분을 공급하기 위해 화학비료를 많이 사용하기 때문이다. 그러나 화학비료의 무분별한 사용은 화학비료의 가격상승과 더불어 화석연료의 소모를 늘리며, 심각한 환경오염을 일으키게 되었다. 따라서, 현재 세계가 주목하고 있는 새로운 방안은 농업 환경을 유지시키는 토양에 인산과 질소를 높이는 bacteria, fungi, algae와 같은 미생물의 접종과 함께 유기물 비료를 시비함으로서 화학 비료의 효능을 증가시키거나 화학비료의 대체 영양분으로 이용하는 것이다. 이러한 미생물비료 중 Azospirillum은 식물뿌리에 군집화 함에 있어 기주 식물에 특이성이 없으며, 넓은 범위의 pH 환경과 질소화합물이 존재하는 환경에서도 질소고정이 가능하다. Azospirillum 균 접종은 10-25%의 수확량 증가를 나타냈으며 질소비료시비를 25% 절감시키는 효과를 나타내었다. 질소고정 외에 Azospirillum은 뿌리의 생육을 증가시켜 무기양분과 수분의 흡수를 증가시킨다. 또한, Azospirillum은 식물 생장 호르몬을 생성하여 뿌리호흡 및 물질대사와 뿌리의 생장 및 활력을 높이고 polyhydroxybutyrate를 생성 이용하여 thermosplastic을 분해할 수 있다고 보고되고 있으며, 이러한 Azospirillum의 호르몬 생성 및 질소 고정 효능을 증대 향상시키기위해 많이 연구되고 있다. 그러므로 본 연구에서는 친환경농업을 위한 유용미생물로써 Azospirillum의 효율적 가치를 평가하였다.

• 생명과학회지
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• 제34권5호
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• pp.304-312
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• 2024

가금류 우모는 환경오염 물질이자 병원성 세균의 저장소로 간주되는 축산폐기물이다. 따라서 우모 폐기물을 관리하기 위한 지속 가능하고, 환경친화적인 방법을 개발하는 것은 매우 중요하다. 본 연구는 폐기된 닭의 우모로부터 분리된 Y10 균주를 동정하고, 특성화하기 위하여 수행되었다. Y10 균주는 표현형 및 16S rRNA 유전자 분석을 통해 Bacillus amyloliquefaciens에 속하는 것으로 확인되었다. B. amyloliquefaciens Y10은 곰팡이 세포성분을 분해하는 효소(cellulase, lipase, protease and pectinase), siderophore, 암모니아 및 IAA 생성과 같은 식물 성장 촉진 활성을 나타내었다. 나아가 Y10 균주는 일부 식물병원성 곰팡이의 균사체 생육을 억제할 수 있었다. 기본배지에 탄소원으로 sucrose 0.1%, 질소원으로 casein 0.05%를 첨가한 후, 배지의 pH를 10으로 조정하여 35℃에서 배양했을 때, 실험균주에 의한 우모 분해율은 기본배지 대비 약 2배 증가되었으며, 배양 4일에 우모는 완전히 분해되었다. 또한 실험균주는 개선된 조건에서 오리 우모, 양모, 사람의 손발톱과 같은 다양한 케라틴 기질을 분해할 수 있었다. Y3 균주를 이용하여 조제된 우모 분해산물은 DPPH 라디칼 소거능(EC₅₀ = 0.38 mg/ml)과 SOD 유사활성(EC₅₀ = 183.7 mg/ml)과 같은 항산화능이 있음을 확인하였다. 이 결과는 실험균주는 케라틴 폐기물의 미생물학적 처리뿐만 아니라 농축산 산업에 적용할 수 있는 생물 비료, 생물 농약 및 사료첨가제 개발의 잠재적인 후보가 될 수 있을 시사한다.