• Applied Biological Chemistry
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• 제48권1호
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• pp.34-39
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• 2005

시설원예단지의 재배환경은 고온다습으로 많은 병해가 발생하며, 이를 방제하기위해 과다한 농약을 사용하므로 농약 잔류성에 대한 피해가 심각한 우려를 낳고 있다. 미생물을 이용한 생물학적 방제법 개발로 청정 시설원예작물을 생산할 목적으로 길항균을 분리하였다. 잎들깨 재배토양과 식물체로부터 길항세균 18종을 분리하였으며 분리한 길항세균 중에 AK-17이 가장 활성이 뛰어나 이를 이용하여 주요 식물병원균에 대한 항균스펙트럼을 조사하였다. 그 결과 잿빛곰팡이병원균의 Botrytis cinerea와 균핵병원균의 Sclerotinia sclerotiorum 및 줄기썩음병원균인 Rhizoctonia solani에 대한 항균효과가 뛰어났다. 잎들깨의 주요 병에 대한 생물학적 방제실험은 병발생 억제효과와 병 방제효과를 pot 실험으로 실시했다. 그 결과 균핵병은 55%의 병발생 억제호과와 92%의 방제효과가 있었고, 잿빛곰팡이병은 40%의 병발생 억제효과와 78%의 방제효과를 확인할 수 있었다. AK-17의 식물 생육촉진효과는 신장이 120%, 생체중이 164% 증가되었으며, 엽수와 엽면적은 각각 120%와 220%의 증가효과를 보였다. 그리고 AK-17을 생리 생화학적방법과 유전학적 방법으로 동정한 결과, Burkhoderia sp.로 확인되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제34권4호
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• pp.311-317
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• 2006

식물생육을 촉진하고 고추역병균을 방제하는 다기능 PGPR 균주 Bacillus subtilis AH18 항진균성 cellulase 유전자를 PCR을 이용해 pUC18과 재조합 후 E. coli DH5$\alpha$에 cloning하여 E. coli내에 발현시켰으며, 그 형질전환 균주를 E. coli DH5$\alpha$(pCM 41)이라 명명하였고, 발현된 cellulase를 ce/H라 하였다. E. coli DH5$\alpha$(pCM 41)의 inset 부위는 B. subtilis AH18의 1,582 bp 유전자를 포함하며 cellulase의 유전자는 1,524 bp로 508개의 amino acid가 암호화된 것으로 추정되었고, CMC를 함유한 SDS-PAGE의 방법으로 약 55 kDa의 분자량을 확인하였다. B. subtilis AH18이 가지는 ce/H는 3종의 대표적인 Bacillus spp.들의 cellulase 유전자의 DNA와 아미노산 배열이 98% 이상 유사하였으며, CMC(carboxymethyl-cellulose) 뿐만 아니라, 불용성 섬유소인 Avicel, filter paper(Whatman No. 1) 특히 고추역병균인 Phytophthora capsici의 건조 cell wall도 분해하였다. 또한 colH의 cellulase는 $50^{\circ}C$에서 효소활성이 가장 높았으며, 최적 pH는 pH 6.0이었다. 그리고 $AgNO_3$ 또는 $CoCl_2$ 첨가시 활성이 1.7배, 2배 정도 증가하였고 $HgC1_2$ 첨가시는 활성이 20%까지 떨어졌다. 또한 여러 화학 저해제들 중 Sodium azide 또는 Hydroxy urea는 효소 활성을 증가시켰으며, CDTA 또는 EDIA는 섬유소분해능을 감소시켰다. 이들의 결과는 고추역병균 P. capsici의 생육을 억제하는 B. subtilis AM18의 진균세포벽 용해성 cellula의 효소학적 특성을 구명한 것이라고 할 수 있다.

• 한국환경농학회지
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• 제33권3호
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• pp.220-230
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• 2014

BACKGROUND: Excessive metals in the soil have become one of the most significant environmental problems. Phytoremediation has received considerable attention as a method for restoring the contaminated soils. The microbes having remarkable metal tolerance and plant growth-promoting abilities could also play a significant role in remediation of metal-contaminated soils, because bioaugmentation with such microbes could promote phytoextraction of metals. Therefore, the present study was focused on evaluating the phytoextraction of heavy metals (Co, Pb and Zn) in Helianthus annuus (sunflower) induced by bioaugmentation of a phosphate solubilizing bacterium. METHODS AND RESULTS: A phosphate solubilizing bacterium was isolated from metal-contaminated soils based on the greater halo size (>3 mm) with solid NBRIP agar medium containing 10 g glucose, 5 g $Ca_3(PO_4)_2$, 5 g $MgCl_2{\cdot}6H_2O$, 0.25 g $MgSO_4.7H_2O$, 0.2 g KCl, 0.1 g $(NH_4)_2SO_4$ in 1 L distilled water. Isolated bacterial strain was assessed for their resistance to heavy metals; $CoCl_2.6H_2O$, $2PbCO_3.Pb(OH)_2$, and $ZnCl_2$ at various concentrations ranging from $100-400{\mu}g/mL$ (Co, Pb and Zn) using the agar dilution method. A pot experiment was conducted with aqueous solutions of different heavy metals (Co, Pb and Zn) to assess the effect of bacterial strain on growth and metal uptake by Helianthus annuus (sunflower). The impact of bacterial inoculation on the mobility of metals in soil was investigated under laboratory conditions with 50 mL scaled polypropylene centrifuge tubes. The metal contents in the filtrate of plant extracts were determined using an atomic absorption spectrophotometer (Perkinelmer, Aanalyst 800, USA). CONCLUSION: Inoculation with Enterobacter ludwigii PSB 28 resulted in increased shoot and root biomass and enhanced accumulation of Co, Pb and Zn in Helianthus annuus plants. The strain was found to be capable of promoting metal translocation from the roots to the shoots of H. annuus. Therefore, Enterobacter ludwigii PSB 28 could be identified as an effective promoter of phytoextraction of Co, Pb and Zn from metal-contaminated soils.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권3호
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• pp.391-402
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• 2021

Earthworms play an important role in soil fertilization, interacting continually with microorganisms. This study aims to demonstrate the existence of beneficial microorganisms living in the earthworm's immune system, the coelomic fluid. To achieve this goal, a molecular identification technique was performed, using cytochrome c oxidase I (COI) barcoding to identify abundant endogenic earthworms inhabiting the temperate zone of Rabat, Morocco. Then, 16S rDNA and ITS sequencing techniques were adopted for bacteria and fungi, respectively. Biochemical analysis, showed the ability of bacteria to produce characteristic enzymes and utilize substrates. Qualitative screening of plant growth-promoting traits, including nitrogen fixation, phosphate and potassium solubilization, and indole acetic acid (IAA) production, was also performed. The result of mitochondrial COI barcoding allowed the identification of the earthworm species Aporrectodea molleri. Phenotypic and genotypic studies of the sixteen isolated bacteria and the two isolated fungi showed that they belong to the Pseudomonas, Aeromonas, Bacillus, Buttiauxella, Enterobacter, Pantoea, and Raoultella, and the Penicillium genera, respectively. Most of the isolated bacteria in the coelomic fluid showed the ability to produce β-glucosidase, β-glucosaminidase, Glutamyl-β-naphthylamidase, and aminopeptidase enzymes, utilizing substrates like aliphatic thiol, sorbitol, and fatty acid ester. Furthermore, three bacteria were able to fix nitrogen, solubilize phosphate and potassium, and produce IAA. This initial study demonstrated that despite the immune property of earthworms' coelomic fluid, it harbors beneficial microorganisms. Thus, the presence of resistant microorganisms in the earthworm's immune system highlights a possible selection process at the coelomic fluid level.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권6호
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• pp.1037-1042
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• 2012

충남 부여군 석성면 양송이 재배 농가에서 채취한 양송이 수확 후 배지로부터 auxin생성능이 뛰어난 세균 2SJ8-02 균주를 분리하여 TLC 및 HPLC 분석을 통해 확인한 결과, IAA 생산농도는 $122mg\;L^{-1}$이었으며 LC-Mass분석에 의하여 생성된 물질은 분자량이 175인 IAA로 확인되었다. 분리균에 의한 IAA 생산을 위한 최적조건을 실험한 결과, 0.1% L-tryptophan를 함유한 pH 7.0의 R2A broth배지에 $35^{\circ}C$, 24시간 배양 시 최대 이었다. 녹두발근 생검법과 pot 재배를 통한 식물생육효과 실험에서 분리균 배양액의 첨가는 대조구에 비해 발근수와 뿌리길이에서 약 2배의 뿌리신장효과를 보였다. 생리적 특성 및 계통학적 특성분석을 통해 분리균은 Gram 음성 간균인 Pantoea rwandensis 2SJ8-02로 동정되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제24권1호
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• pp.45-50
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• 2015

새싹은 영양분이 풍부한 식품이다. 하지만 생산 과정에서 종피에 있는 미생물에 의한 오염 가능성이 존재한다. 이 실험의 목적은 음이온 처리가 새싹의 생장과 살균에 미치는 효과를 구명하는 것이다. 음이온 처리는 4종류의 새싹의 생장과 살균효과에 긍정적인 효과를 보였다. 대조구에 비해 음이온 처리한 적양배추와 케일 새싹의 배축길이는 약 1.26배 증가하였으며, 상추, 적양배추, 케일 유근의 길이는 1.4~1.6배 증가하였다. 모든 새싹의 생체중은 음이온 처리했을 때 대조구에 비해 16.0~38.5% 유의적으로 증가하였다. 유근의 활력 또한 음이온 처리가 대조구에 비해 유의적으로 높은 수치를 보였다. 음이온 처리된 상추, 적양배추, 다채 새싹의 일반 세균 수는 대조구에 비해 각각 41%, 66%, 19% 감소하였으며, 배수되는 물의 세균 수 또한 감소되었다. 결국 음이온처리는 새싹의 생장을 향상시켰으며, 동시에 살균하는데도 효과적이었다.

• 한국균학회소식:학술대회논문집
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• 한국균학회 2016년도 춘계학술대회 및 임시총회
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• pp.13-13
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• 2016

Insects constitute the largest and most diverse group of animals in the world. They also serve as the hosts or nutrient sources for an immense assemblage of pathogens, parasites, and predators. More than 700 fungal species from 100 genera have adopted an entomopathogenic lifestyle. Although entomopathogenic fungi were studied as only biocontrol agents against a variety of pests in various countries, it has been recently focused their additional roles in nature. They are antagonists to/against plant pathogens, endophytes, and possibly even plant growth promoting agents. The potential antimicrobial effect against fungal plant pathogens by an isolate of entomopathogenic fungi including Beauveria bassiana, Lecanicillium spp., and Isaria fumosorosea have been reported since late 1990s, but wasn't reported pathogenicity of the isolate against pests. Later, a Canadian Lecanicillium sp. isolate and L. longisporium isolated from Vertalec$^{(R)}$ showed simultaneous control effect against both aphid and cucumber powder mildew. Therefore, the antimicrobial activities of 342 fungi isolates collected from various regions and conditions in Korea were evaluated against plant pathogenic fungus Botrytis cinerea using dual culture technique on agar plate. As a result, 186 isolates (54.4%) shown the antifungal activity against B. cinerea. The culture filtrates of selected fungi completely suppressed the growth of the microorganisms, indicating that suppression was due to the presence of antimicrobial substances in the culture filtrate. Mode of action of these fungi against insect involves the attachment of conidia to the insect cuticle, followed by germination, cuticle penetration, and internal dissemination throughout the insect. During infection process, secreted enzymes, proteinous toxins, and/or secondary metabolites secreted by entomopathogenic fungi can be used to overcome the host immune system, modify host behavior, and defend host resources. Recently, secondary metabolites isolated from entomopathogenic fungi have been reported as potential bioactive substances. Generally, most of bioactive substances produced by entomopathogenic fungi have reported low molecular weight (lower than 1,000 g/mol) as peptide and, in contrast the high molecular weight fungal bioactive substances are rare. Most substances based on entomopathogenic fungi were shown antimicrobial activity with narrow control ranges. In our study we analyzed the antimicrobial substances having antagonistic effects to B. cinerea. Antimicrobial substances in our fungal culture filtrates showed high thermostability, high stability to proteolytic enzymes, and hydrophilicity and their molecular weights were differed from substance. In conclusion, entomopathogenic fungi showed pathogenicity against insect pests and culture filtrate of the fungi also shown to antimicrobial activity. In the future, we can use the entomopathogenic fungi and its secondary metabolites to control both insect pest control and plant pathogenic fungi simultaneously.

• 한국환경농학회지
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• 제40권1호
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• pp.49-59
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• 2021

BACKGROUND: Soil salinity causes reduction of crop productivity. Rhizosphere microbes have metabolic capabilities and ability to adaptation of plants to biotic and abiotic stresses. Plant growth-promoting bacteria (PGPB) could play a role as elicitors for inducing tolerance to stresses in plants by affecting resident microorganism in soil. This study was conducted to demonstrate the effect of selected strains on rhizosphere microbial community under salinity stress. METHODS AND RESULTS: The experiments were conducted in tomato plants in pots containing field soil. Bacterial suspension was inoculated into three-week-old tomato plants, one week after inoculation, and -1,000 kPa-balanced salinity stress was imposed. The physiological and biochemical attributes of plant under salt stress were monitored by evaluating pigment, malondialdehyde (MDA), proline, soil pH, electrical conductivity (EC) and ion concentrations. To demonstrate the effect of selected Bacillus strains on rhizosphere microbial community, soil microbial diversity and abundance were evaluated with Illumina MiSeq sequencing, and primer sets of 341F/805R and ITS3/ITS4 were used for bacterial and fungal communities, respectively. As a result, when the bacterial strains were inoculated and then salinity stress was imposed, the inoculation decreases the stress susceptibility including reduction in lipid peroxidation, enhanced pigmentation and proline accumulation which subsequently resulted in better plant growth. However, bacterial inoculations did not affect diversity (observed OTUs, ACE, Chao1 and Shannon) and structure (principle coordinate analysis) of microbial communities under salinity stress. Furthermore, relative abundance in microbial communities had no significant difference between bacterial treated- and untreated-soils under salinity stress. CONCLUSION: Inoculation of Bacillus strains could affect plant responses and soil pH of tomato plants under salinity stress, whereas microbial diversity and abundance had no significant difference by the bacterial treatments. These findings demonstrated that Bacillus strains could alleviate plant's salinity damages by regulating pigments, proline, and MDA contents without significant changes of microbial community in tomato plants, and can be used as effective biostimulators against salinity stress for sustainable agriculture.

• 한국환경생태학회지
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• 제16권2호
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• pp.149-159
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• 2002

산림발달에 따른 조릿대 임분의 구조적 특성을 구명하기 위해 전남 광양의 백운산 지역내 천연임분과 1987년 벌채임분, 1993년 벌채임분에서의 조릿대 발생임분과 비발생 임분에 대해 식생조사를 실시하였다. 또한, 상층 수목의 생장에 대한 조릿대의 영향을 조사하기 위해 조릿대가 분포하는 임분과 분포하지 않는 임분에서 공통적으로 중요도가 높은 졸참나무와 서어나무에 대한 연륜 생장량 분석을 실시하였다. 조사연구지역의 식생형은 조릿대 우점 식생형과 조릿대 소점 또는 무점 식생형으로 크게 분류되었으며. 전자의 경우 졸참나무-서어나무/조릿대 군락, 때죽나무-쪽동백나무/조릿대 군락, 층층나무-산뽕나무/조릿대 군락, 느티나무-조릿대 군락 등 4개의 군락으로 분류되었고, 후자의 경우는 졸참나무/비목군락, 층층나무/비목 군락, 졸참나무/당단풍/물참대 군락, 물푸레나무-졸참나무/비목/회잎나무 군락, 산딸기-산수국 군락, 산딸기-싸리 군락 등 6개 군락으로 분류되었다. 임분발달 단계에 따라서는 천연임분의 경우 졸참나무와 서어나무 중심의 낙엽활엽교목과 하층식생으로서 조릿대가 우점하는 반면, 벌채임분의 경우 하층식생으로서의 조릿대 출현밀도가 다양하게 나타났다. 졸참나무와 서어나무의 초기생장기에는 조릿대가 발생하지 않은 임분에서 자라는 개체들의 연륜폭이 조릿대 발생임분에서 자라는 개체들의 연륜폭보다 넓었으나 약 30년을 전후하여 반대 현상이 나타나고 있어 조릿대에 의한 생장감소는 없는 것으로 판단된다.

• 한국유기농업학회지
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• 제27권2호
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• pp.205-224
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• 2019

본 연구는 유기재배에서 작물촉진용으로 활용되고 있는 농가 자가 제조 액비에 대한 토마토 생육 효과와 무기영양소를 평가하여 액비의 표준화 제조기술을 개발하는데 기초자료로 활용하고자 수행되었다. 농가 자가 제조 액비 62개 중 생선 액비 14개, 해조류 액비 8개, 음식물 액비 5개, 식물·농작물 액비 23개, 기타 액비 12개로 다양한 원료를 이용하여 제조되었다. 수집 62개 액비를 농도별로 희석하여 파종 후 20일된 토마토 육묘에 처리한 경우 경엽처리의 47~48개와 그리고 토양처리의 30~31개에서 지상부 생체중이 20~30% 증가하였다. 그러나 파종 후 40일된 토마토 육묘에 처리한 경우 경엽처리의 17~32개 및 토양처리의 6~7개에서 지상부 생체중이 20~30% 증가하였다. 따라서 파종 후 40일된 토마토 육묘에 액비를 처리한 경우보다도 20일에 처리한 경우에서, 토양처리보다는 경엽처리에서 토마토 육묘 생육이 더욱 증가하였다. 일반적으로 액비 처리량이 많을수록 토마토 육묘 생육이 증가하였고, 1회 액비처리에 비해 2회 액비처리에서 토마토 육묘 생육이 증진되었다. 또한 액비 처리에 의한 효과는 초장보다는 지상부 생체중에서 더욱 효과적이었다. 선발 액비 10종에 대해 성분을 분석한 결과 다량 및 미량원소 함량은 시료 간 차이가 크지만 농가 자가 제조 액비 처리에 의한 토마토 생육증진은 액비에 존재하는 다량 및 미량원소에 의해서 기인되는 것으로 사료된다.