• 제목/요약/키워드: nitrogen-fixing bacteria

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Effects of Nitrogen and Oxygen Supply on Production of $Poly-{\beta}-Hydroxybutyrate$ in Azotobacter chroococcum

  • Lee, In-Young;Stegantseva, Ellen-M.;Savenkova, Ludmila;Park, Young-Hoon
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제5권2호
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    • pp.100-104
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    • 1995
  • Production of $poly-{\beta}-hydroxybutyrate$ (PHB) in a strain of Azotobacter chroococcum, a nitrogen-fixing bacteria, was investigated at various levels of nitrogen and oxygen. Feeding nitrogen source increased both cell growth and PHB accumulation. Oxygen supply appeared to be one of the most important operating parameters for PHB production. Both cell growth and PHB accumulation increased with the sufficient supply of air in the fed-batch fermentation of the strain. However, it was also noted that keeping the oxygen level under limited condition was critical to achieve high PHB productivity. A high titer of PHB (52 g/l) with a high cellular content (60%) was obtained after 48 hr of fed-batch operation by controlling the oxygen supply. Dual limitation of nitrogen and oxygen did not further increase the PHB accumulation probably due to the greater demand for reducing power and ATP for nitrogen fixation.

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Methods for Introduction of the Atmospheric Nitrogen Fixing Ability to Plants

  • PreiningerE;BokaK;ZatykoJ;KoranyiP;GyurjanI
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제1권1호
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    • pp.31-38
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    • 1999
  • An artificial symbiosis was established between diazotropic Azomonas insignis and strawberry (Fragaria x ananassa). The partnership was created by in vitro techniques through callus induction and organogenesis. The basis of this partnerships is the bacterial dependence on the plants metabolic activity, using maltose in the medium as a carbon and energy source which can be utilized by the plant cells only. The presence of bacteria in the intercellular spaces of the callus tissues and regenerated plants was proven by microscopic techniques. Nitrogenase activity could also be detected in the plant tissues. For successful and high frequency introduction of bacteria to the plant tissues, biolistic gun method was used. On the basis of the DNA transfer method, Azotobacter vinelandii bacteria were delivered directly into strawberry tissues by the particle bombardment. This was the first use of living bacteria as microprojectils for bombardment of plant tissues. The treatment was successful, the presence of bacteria in the developing callus tissue and regenerated plants were detected by light and electron microscopy.

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생물학적(生物學的) 질소고정(窒素固定)에 관(關)한 연구(硏究) -제(第)1보(報) 야생두과식물근류(野生豆科植物根瘤) 질소고정(窒素固定)에 관(關)한 연구(硏究) (STUDIES ON BIOLOGIAL NITROGEN FIXATION -I. Study on symbiotic nitrogen-fixing activities of wild nodule bacteria)

  • 이상규;류진창
    • 한국토양비료학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.1-7
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    • 1978
  • 우리나라 산야(山野)에 분포(分布)되어 있는 수종야생두과식물(數種野生豆科埴物)의 질소고정력(窒素固定力)과 건물생산력(乾物生産力)을 알기 위하여 실내(室內) 및 시험(試驗)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 야생두과식물(野生豆科埴物)에서 분리(分離)된 균(菌)의 Acetylene 환원력(還元力)(질소고정력(室素固定力))을 조사(調査)한 결과(結果) Rhinchosia Volubilis Lovr.(여우콩)의 근류균(根瘤菌)은 924 n mole, Desmodium Oldhami Oliver(큰도둑놈의 갈쿠리)의 근류균(根瘤菌)은 844 n mole 그리고 Glycine zoja S.et z.의 근류균(根瘤菌)은 271 n mole/test tube/hr로 대두근류균(大豆根瘤菌)의 Rhizobium japonicum 0.6 n mole/test tube/hr 비(比)하여 대단히 높았다. 2. 분리(分離)된 균(菌)의 혈청반응계(血淸反應結果) 공시(供試)된 8종(種)의 균주(菌株) 모두가 Rhizobium japonicum과 상이(相異)한 반응(反應)을 보였다. 3. Glycine soja S.at Z.를 공시(供試)하여 Pot 시험(試驗)한 결과(結果) 4. 각시기별(各時期別) 총균류수(總根瘤數)는 NoPK구(區)보다 종합처리구(綜合處理區)에서 현저(顯著)히 많았으나 유효근류(有效根瘤)의 수(數)의 차(差)는 크지 않았다. 5. 식물체내(植物體內) 질소함량(窒素含量)의 증가(增加)는 건물(乾物)의 증가(增加)를 갖여왔다. 다. 근류개체당(根瘤個體當) 질소고정량(窒素固定量)은 종합처리구(綜合處理區)보다 NoPK구(區)에서 높았다.

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Nitrogen Biofixing Bacteria Compensate for the Yield Loss Caused by Viral Satellite RNA Associated with Cucumber Mosaic Virus in Tomato

  • Dashti, N.H.;Montasser, M.S.;Ali, N.Y.;Bhardwaj, R.G.;Smith, D.L.
    • The Plant Pathology Journal
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    • 제23권2호
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    • pp.90-96
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    • 2007
  • To overcome the problem of the yield reduction due to the viral satellite mediated protection, a culture mix of three nitrogen-fixing bacteria species of the genus Azospirillum (A. brasilienses N040, A. brasilienses SP7, and A. lipoferum MRB16), and one strain of cyanobacteria (Anabena oryzae Fritsch) were utilized as biofertilizer mixture in both greenhouse and field experiments. When protected plants were treated with biofertilizer mixtures, the fruit yield of biofertilized plants increased by 48% and 40% in a greenhouse and field experiment, respectively, compared to untreated plants inoculated with the protective viral strain alone. Polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) analysis of total nucleic acid (TNA) extracts revealed that biofertilization did not affect the accumulation of the viral satellite RNA (CARNA 5) that is required for plant protection against other destructive viral strains of CMV. The yield increment was a good compensation for the yield loss caused by the use of the protective viral strain associated with CARNA 5.

Long-Distance Control of Nodulation: Molecules and Models

  • Magori, Shimpei;Kawaguchi, Masayoshi
    • Molecules and Cells
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    • 제27권2호
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    • pp.129-134
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    • 2009
  • Legume plants develop root nodules to recruit nitrogen-fixing bacteria called rhizobia. This symbiotic relationship allows the host plants to grow even under nitrogen limiting environment. Since nodule development is an energetically expensive process, the number of nodules should be tightly controlled by the host plants. For this purpose, legume plants utilize a long-distance signaling known as autoregulation of nodulation (AON). AON signaling in legumes has been extensively studied over decades but the underlying molecular mechanism had been largely unclear until recently. With the advent of the model legumes, L. japonicus and M. truncatula, we have been seeing a great progress including isolation of the AON-associated receptor kinase. Here, we summarize recent studies on AON and discuss an updated view of the long-distance control of nodulation.

담수토양(湛水土壤)에서 수종유기물(數種有機物)의 시용(施用)이 타양성(他養性) 질소고정력(窒素固定力)에 미치는 영향(影響) (Effect of Various Carbon Sources on Heterotrophic Acetylene Reducing Activities of Submerged Soil)

  • 이상규;마쯔꾸치 타츠히코
    • 한국토양비료학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.286-293
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    • 1983
  • 한국(韓國), 일본(日本) 및 태국(泰國)의 논토양(土壤)을 홍시(洪試)하여 수종유기물(數種有機物)을 첨가(添加)했을 때 지양성(地養性) 질소고정력(窒素固定力)에 미치는 영향(影響)을 알고져 실내시험(室內試驗)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 유기물(有機物) 첨가(添加)에 의(依)한 타양성(他養性) 질소고정(窒素固定) 미생물(微生物)의 질소고정력(窒素固定力)은 Glucose > 볏짚 > 퇴비(堆肥)의 순으로 높고 3개토양간(個土壤間)에 현저(顯著)한 차이(差異)가 있었다. 2. 탄소(炭素) 1g당(當) 질소고정력(窒素固定力)은 토양(土壤)에 따라 상이(相異)하나 담수(湛水)30일간(日間) 췌동(萃東)(한국(韓國)) 2.20mg, 홍소(鴻巢)(일본(日本)) 0.80mg, 그리고 Ratchaburi 토양(土壤)(태국(泰國))이 0.85mg/100g이였다. 3. 논토양(土壤)의 질소고정력(窒素固定力)은 근래(近來) 수년간(數年間) 유기물(有機物) 및 화학비료(化學肥料)를 전혀 시용(施用)하지 않은 토양(土壤)(Ratchabur) 및 화학비료(化學肥料)만을 시용(施用)한 토양(土壤)(홍소(鴻巢))에 비(比)하여 볏짚을 운용(運用)한 토양(土壤)(췌동통(萃東統))에서 현저(顯著)히 높았음. 4. 논토양(土壤) 질소고정미생물(窒素固定微生物)에 의(依)한 전질소(全窒素) 고정력(固定力)은 사질토양(砂質土壤)보다 식질토양(殖質土壤)에서 높으나 광합성(光合成) 질소고정(窒素固定) 미생물(微生物)에 의(依)한 질소고정력(窒素固定力)은 반대(反對)로 식질(殖質)보다 사질토양(砂質土壤)에서 높았다.

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뿌리혹 형성능과 질소 고정능이 우수한 헤어리베치 유래 Rhizobium의 분리 및 선발 (Screening of Rhizobium, Hairy Vetch Root Nodule Bacteria, with Promotion of Nodulation and Nitrogen Fixation)

  • 장종옥;권미경;박동진;성창근;김창진
    • 미생물학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.131-136
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    • 2013
  • 본 연구에서는 헤어리베치로부터 뿌리혹 형성능과 질소 고정능이 우수한 Rhizobium 균주를 분리하고자 하였다. 전국의 일곱 군데 헤어리베치 재배 지역에서 수집 후 뿌리혹으로부터 균주를 분리하였고, 헤어리베치에 분리 균주를 재접종하여 뿌리혹 형성능과 질소 고정능을 확인하였다. 그 결과, 52개의 Rhizobium 속 균주를 분리하였고, 이 중 0.5% NaCl 농도 이상에서 자라는 Rhizobium은 16균주이었다. 뿌리혹 형성능은 16개 균주 중 Rhizobium sp. RH1, RH3, RH81, RH82, RH84, RH93의 균주를 접종한 시험구에서 우수하였다. 또한, 질소 고정능을 확인한 결과 Rhizobium sp. RH84가 가장 높은 acetylene reduction activity를 보였다. 이러한 결과는 향후 염의 분포가 불균일한 간척지에 적용 시에도 헤어리베치의 생육을 촉진해 녹비 작물로의 활용 가능성을 높여주는 결과로 판단된다.

논토양의 생물적(生物的) 질소고정(窒素固定)에 미치는 볏짚시용효과(施用效果) -II. 질소고정미생물(窒素固定微生物) flora와 그 활성(活性)에 미치는 볏짚연용효과(連用效果) (Effects of rice straw application on the biological nitrogen fixation of paddy field -2. Effects of rice straw annual application on the biological activities and nitrogen fixing microbial flora)

  • 유익동;타츠히코 마츠구치
    • 한국토양비료학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.443-449
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    • 1988
  • 논토양의 질소고정미생물(窒素固定微生物) flora와 그 활성(活性)에 미치는 볏짚 연용효과(連用效果)를 밝히기 위하여 일본 청삼현(靑森縣) 농업시험장내 화학비료연용구(化學肥料連用區) 및 볏짚연용구(連用區) 작토층(作土層)을 공시토양으로 하고 질소시비량(窒素施肥量)을 달리하여 질소고정미생물 flora의 변천(變遷)과 대응하는 질소고정활성의 변화정도를 조사하였다. 1. 시용(施用)볏짚의 광합성미생물(光合成微生物)에 의한 ARA는 양토양(兩土壤) 모두 질소 300ppm 첨가구에서는 3주후(週後)부터, 질소 33ppm 및 무첨가구에서는 시용초기(施用初期)부터 ARA가 현저히 증가하였다. 비광합성미생물(非光合成微生物)에 의한 ARA는 광합성미생물(光合性微生物)에 의한 ARA의 1/10에 지나지 않았다. 2. 시용(施用)볏짚에 서식(棲殖)하고 있는 질소고정미생물 flora를 조사한 결과 초기 3주간에는 양토양(兩土壤) 모두 광합성세균(光合成細菌)(Rhodopseudomonas)이 주로 증식(增殖)하였으며 균량(菌量)과 ARA는 상관관계가 인정되었다. 그후 ARA의 급격(急激)한 증가에 대응(對應)하여 heterocyst형성 염조(鹽藻)의 증식이 현저히 증가하였는데 이상과 같은 효과(效果)는 화학비료연용구(化學肥料連用區) 토양보다 볏짚연용구(連用區) 토양에서 더욱 뚜렷하였다. 3. 염조류(鹽藻類)의 증식(增殖)은 질소시비량에 따라 약간씩 달라 질소 무시용구에서는 Anabaena, Nostoc, Cylindrospermum이 주로 증식(增殖)되었으나 질소 33ppm 시용구에서는 Cylindrospermum, Calothrix, 질소 100ppm 시용구에서는 Calothrix가 왕성히 증식(增殖)되는 경향이었다.

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1-Aminocyclopropane-1-Carboxylate Deaminase from Pseudomonas stutzeri A1501 Facilitates the Growth of Rice in the Presence of Salt or Heavy Metals

  • Han, Yunlei;Wang, Rui;Yang, Zhirong;Zhan, Yuhua;Ma, Yao;Ping, Shuzhen;Zhang, Liwen;Lin, Min;Yan, Yongliang
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제25권7호
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    • pp.1119-1128
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    • 2015
  • 1-Aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase, which is encoded by some bacteria, can reduce the amount of ethylene, a root elongation inhibitor, and stimulate the growth of plants under various environmental stresses. The presence of ACC deaminase activity and the regulation of ACC in several rhizospheric bacteria have been reported. The nitrogen-fixing Pseudomonas stutzeri A1501 is capable of endophytic association with rice plants and promotes the growth of rice. However, the functional identification of ACC deaminase has not been performed. In this study, the proposed effect of ACC deaminase in P. stutzeri A1501 was investigated. Genome mining showed that P. stutzeri A1501 carries a single gene encoding ACC deaminase, designated acdS. The acdS mutant was devoid of ACC deaminase activity and was less resistant to NaCl and NiCl2 compared with the wild-type. Furthermore, inactivation of acdS greatly impaired its nitrogenase activity under salt stress conditions. It was also observed that mutation of the acdS gene led to loss of the ability to promote the growth of rice under salt or heavy metal stress. Taken together, this study illustrates the essential role of ACC deaminase, not only in enhancing the salt or heavy metal tolerance of bacteria but also in improving the growth of plants, and provides a theoretical basis for studying the interaction between plant growth-promoting rhizobacteria and plants.

밸러스트수내 유기물, 영양염류 및 중금속 농도 분포에 관한 연구 (A study on the distribution of organic compounds, nitrogen, phosphorus and heavy metal in Ballast Water)

  • 정광현;안종길
    • 해양환경안전학회:학술대회논문집
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    • 해양환경안전학회 2006년도 춘계학술발표회
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    • pp.71-77
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    • 2006
  • 연간 100억톤 이상 사용되는 선박의 밸러스트수를 통하여 병원균이나 외래해양생물종이 전 세계적으로 이동함에 따라 해양생태계 의 교란 파괴가 심각한 문제의 하나로 대두되었다. 이에 선박 밸러스트수에 포함되어 다른 생태계로 전파되는 외래 생물종 및 병원균에 의한 해양환경 및 생태계 보호를 위하여 IMO 에서는 2004년 2월 "선박의 밸러스트수와 침전물의 통제 및 관리를 위한 국제협약"을 완성, 채택하였다. 하지만, 선박이 이동하여 밸러스트수를 배출하게 되면 외래생물종이 옮겨질 뿐만 아니라 각종 오염물질도 함께 배출되어 방류해역을 오염 시킬 수 있다. 그러나 이 협약은 오염물질의 이동이나 그로 인한 피해를 최소화하기 위한 규제를 전혀 언급하지 않고, 오직 수중생물이나 병원균과 같은 외래생물종의 이동을 최소화하는 데에만 초점을 맞추고 있다. 따라서 본 연구에서는 근거리 항해로 완전한 밸러스트수 교환이 어려우며 항만공사 및 해양자원 개발이 활발히 이루어지고 있는 동북아시아 주요항구로부터 출항하여 우리나라 항내에서 밸러스트수를 배출하는 선박의 밸러스트수 샘플을 채취하여 밸러스트수의 체계적인 관리에 필요한 기초자료로써 주요항에 출입하는 선박의 밸러스트수 오염도를 확인하였다.

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