• 한국약용작물학회지
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• 제25권1호
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• pp.37-44
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• 2017

Background: The light emitting plasma (LEP) has recently attracted attention as a novel artificial light source for plant growth and functional component enhancement. We investigated the effects of LEP on whitening and antioxidant activities of the plant parts of perilla. Methods and Results: Previously germianted seeds of perilla were cultivated under different light conditions (fluoresce lamp, LED red, blue, white, green, and LEP) in a culture room for 2 months. Parts of perilla were harvested and extracted in 70% EtOH. The extracts were used to detect total phenolic contents, total flavonoid contents, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), 2,2'-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid (ABTS), reducing power and tyrosinase inhibition activity as indicators of biological activity. Biological activity was highest in seedlings grown under LEP. The total phenolic content was highest in the stems and the total flavonoid content was highest in the roots of perilla exposed to LEP. The DPPH and ABTS radical activity in all the parts of perilla exposed to LEP were higher by approximately three-fold compared to that in the control (fluoresce lamp). The reducing power values of perilla significantly increased after treatment with LEP. In addition, all the extract of perilla plants exposed to LEP promoted the tyrosinase inhibitory activity. These results suggest that LEP can be an important artificial light source for enhancement of biological activity. Conclusions: LEP could promote whitening and antioxidant activity of perilla.

• 식물병연구
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• 제26권1호
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• pp.8-18
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• 2020

고추는 한국의 주요 경제 작물 중 하나이지만 재배과정에서 Colletotrichum acutatum에 기인한 탄저병이 많이 발생한다. 이의 방제를 위해 길항균인 Bacillus subtilis YGB36을 선발하여 16S rRNA 염기서열 및 생리·생화학적 분석을 통해 Bacillus subtilis로 동정하고 이를 생물학적 방제제로 개발하고자 실험을 진행하였다. In vitro screening에서 YGB36은 Cylindrocarpon destructans에 강한 항균활성을 나타내었고, cellulase, protease, amylase, siderophore 생산 및 phosphate solubility를 보유하고 있었다. 이 균주의 배양액(10⁶ cfu/ml) 및 배양여액은 in vitro 실험에서 C. acutatum의 포자발아를 강하게 억제하였고, 고추 과실을 이용한 실내실험에서도 이 배양액이 탄저병 병반의 진전을 억제하였으며, 방제가는 65.7%로 나타났다. 아울러 YGB36배양액은 고추 종자의 발아 및 초기 뿌리 생장을 촉진하였고, 온실에서의 식물 생장을 촉진하였다. 기존 화학농약과의 혼용 가능성 조사 결과, YGB36은 실험에 사용한 모든 살충제에서 생존에 영향을 전혀 받지 않았으며, 살균제 21종 중 11종에서 잘 생존하였다. 따라서 YGB36균주는 고추 탄저병에 대한 생물농약으로서의 잠재적 가치가 상당한 것으로 판단된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권4호
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• pp.379-386
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• 2011

The objective of this work was to investigate the ability of the plant growth-promoting rhizobacterium Pseudomonas aureofaciens 63-28 to induce plant defense systems, including defense-related enzyme levels and expression of defense-related isoenzymes, and isoflavone production, leading to improved resistance to the phytopathogen Rhizoctonia solani AG-4 in soybean seedlings. Seven-day-old soybean seedlings were inoculated with P. aureofaciens 63-28, R. solani AG-4, or P. aureofaciens 63-28 plus R. solani AG-4 (P+R), or not inoculated (control). After 7 days of incubation, roots treated with R. solani AG-4 had obvious damping-off symptoms, but P+R-treated soybean plants had less disease development, indicating suppression of R. solani AG-4 in soybean seedlings. Superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) activities of R. solani AG-4-treated roots increased by 24.6% and 54.0%, respectively, compared with control roots. Ascorbate peroxidase (APX) and phenylalanine ammonia lyase (PAL) activities of R. solani AG-4-treated roots were increased by 75.1% and 23.6%, respectively. Polyphenol oxidase (PPO) activity in soybean roots challenged with P. aureofaciens 63-28 and P+R increased by 25.0% and 11.6%, respectively. Mn-SOD (S1 band on gel) and Fe-SOD (S2) were strongly induced in P+R-treated roots, whereas one CAT (C1) and one APX (A3) were strongly induced in R. solani AG-4- treated roots. The total isoflavone concentration in P+Rtreated shoots was 27.2% greater than the control treatment. The isoflavone yield of R. solani AG-4-treated shoots was 60.9% less than the control.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제38권3호
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• pp.329-334
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• 2010

본 연구에서는 유류 분해능이 있고 식물 성장 촉진능력을 가진 Gordonia sp. S2RP-17, 중금속에 내성을 가지며 식물 성장촉진 능력이 있는 Serratia sp. SY5 및 옥수수를 이용하여 유류 및 중금속 오염 토양의 정화 특성을 조사하였다. 유류 및 중금속 오염 토양에서 51일간 재배한 옥수수의 평균 뿌리 건중량은 $1.9{\pm}0.2\;g$이었으나, 근권세균을 접종한 오염 토양에서 재배한 옥수수의 뿌리 건중량은 $5.6{\pm}0.7\;g$로, 근권세균 접종에 의해 옥수수의 뿌리의 중량이 유의적으로 증가함을 알 수 있었다(p<0.01). 초기에는 토양의 TPH 농도는 $21,576{\pm}3,426\;mg-TPH{\cdot}kg-dry\;soil^{-1}$이었는데, 51일 후 옥수수만을 식재한 토양의 잔류 TPH 농도는 $220{\pm}98\;mg-TPH{\cdot}kg-dry\;soil^{-1}$이었고, 옥수수와 함께 근권세균을 접종한 토양의 잔류 TPH 농도는 $20{\pm}41\;mg-TPH{\cdot}kg-dry\;soil^{-1}$이었다. 이러한 결과로부터 옥수수 식재에 의해 대부분의 TPH를 제거할 수 있으며, 옥수수와 함께 근권세균을 접종하면 TPH 효율이 조금 더 향상됨을 알 수 있었다. 그러나, 중금속 제거효율에 미치는 근권세균 접종 효과는 거의 없었다.

• 미생물학회지
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• 제49권4호
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• pp.398-402
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• 2013

고추생장 촉진을 위해 병원균에 대한 방제력과 난용성 인산염에 대한 가용화 활성을 보이는 미생물 혼합배양액의 효과를 검증하였다. Saccharomyces sp. L13은 난용성 인산염에 대한 가용화 활성으로 분리되었으며 Bacillus sp. L32는 고추역병과 고추탄저병에 대한 길항력 활성으로 분리되었다. 특히 L32 균주는 대치배양법과 잎을 이용한 실증실험에서 모두 길항능력을 보였으며 시설재배를 이용한 실증실험에서도 병의 발병율을 저감시켰다. 두 균주의 혼합배양은 각 균주들의 생장율에 영향을 주지 않았으며 고추에 대한 혼합배양액 처리는 고추역병과 고추탄저병의 발병율을 저감시키는 동시에 난용성 인산염의 가용화를 통해 고추의 생장율을 증대시키는 효과를 확인할 수 있었다. 본 결과는 두 균주의 혼합배양액이 작물재배를 위한 미생물제제로서 잠재적 효용성이 높다는 것을 제시한다.

• 미생물학회지
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• 제43권4호
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• pp.279-284
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• 2007

식물호르몬(phytohormone)을 생성하며 불용성 인산 가용화능이 있는 세균을 근권에서 분리하여 각각의 생성능을 조사하고 토마토 씨앗에 적용하여 생장촉진 가능성을 조사함으로써 분리 균주의 생물학적 비료로서의 가능성을 제시하고자 하였다. 분리 균주인 Bacillus sp. PS2와 RFO41은 첨가된 두 종류의 500 mg/L 불용성 인산을 약 80% 이상 가용화 시켰으며, 펩톤이 풍부한 생장배지에서 여러 가지 식물호르몬을 생성하였다. 이를 토대로 토마토 씨앗의 생장촉진 실험을 수행한 결과, PS2와 RFO41이 적용된 실험군의 발아한 토마토모종의 뿌리와 줄기의 길이 생장은 대조군에 비하여 각각 26.8과 34.8% 및 45.5와 36.5%가 증가하였다. 이 결과는 분리 균주인 Bacillus sp. PS2와 RFO41의 인산 가용화능과 식물호르몬의 생성능이 토마토 씨앗의 발아와 생장에 직접적인 영향을 주는 요인으로 작용한 결과라고 판단할 수 있으며, 생물학적 비료로서의 가치를 뒷받침하는 것이라고 할 수 있다.

• 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.

• 한국토양비료학회지
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• 제23권1호
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• pp.67-72
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• 1990

수종(數種)의 비두과식물(非荳科植物)의 뿌리로 부터 질소고정균(窒素固定菌)을 분리(分離)하여 분리(分離)된 균(菌)에 대(對)해서 숙주식물(宿主植物)의 접종실험(接種實驗)을 하여 유효균(有效菌)의 선발(選拔)을 한 결과(結果) 1. 9개(個)의 식물(植物)에 대(對)해서는 시금치, 배추, 오이, 갓 및 가지에서 비교적(比較的) 높은 아세칠렌 환원능(還元能)을 가진 균주(菌株)를 얻었고 2. 그 중(中)에서 아세칠렌 환원능(還元能)이 큰 4개(個)의 숙주식물(宿主植物)중 시금치, 배추, 오이에서 양호(良好)한 생육(生育)을 하는 균주(菌株)를 찾았다. 특(特)히 시금치에서 접종효과(接種效果)가 현저(顯著)하였다. 3. 이상(以上)의 결과(結果)로 부터 비두과식물(非荳科植物)의 뿌리에도 약한 협생(協生)을 하는 질소고정균(窒素固定菌)이 생육(生育)되고 있어 뿌리의 생장(生長) 및 분화(分化)를 촉진(促進)시켜 지상부(地上部)의 생육(生育)을 왕성하게 하는 것으로 판단(判斷)된다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2003년도 생물공학의 동향(XII)
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• pp.40-44
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• 2003

Soil-borne infectious disease including Pythium aphanidermatum and Rhizoctonia solani causes severe damage to plants, such as cucumber. This soil-borne infectious disease was not controlled effectively by chemical pesticide. Since these diseases spread through the soil, chemical agents are usually ineffective. Instead, biological control, including antagonistic microbe can be used as a preferred control method. An efficient method was developed to select an antagonistic strain to be used as a biological control agent strain. In this new method, surface tension reduction potential of an isolate was included in the ‘decision factor’ in addition to the other factors, such as growth rate, and pathogen inhibition rate. Considering these 3 decision factors by a statistical method, an isolate from soil was selected and was identified as Bacillus sp. GB16. In the pot test, this strain showed the best performance among the isolated strains. The lowest disease incidence rate and fastest seed growth was observed when Bacillus sp. GB16 was used. Therefore this strain was considered as plant growth promoting rhizobacteria (PGPR). The action of surface tension reducing component was deduced as the enhancement of wetting, spreading, and residing of antagonistic strain in the rhizosphere. This result showed that new selection method was significantly effective in selecting the best antagonistic strain for biological control of soil-borne infectious plant pathogen. The antifungal substances against P. aphanidermatum and R. solani were partially purified from the culture filtrates of Bacillus sp. GB16. In this study, lipopeptide possessing antifungal activity was isolated from Bacillus sp. GB16 cultures by various purification procedures and was identified as a surfactin-like lipopeptide based on the Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), nuclear magnetic resonance (NMR), high performance liquid chromatography mass spectroscopy (HPLC-MS), and quadrupole time-of-flight (Q-TOF) ESI-MS/MS data. The lipopeptide, named GB16-BS, completely inhibited the growth of Pythium aphanidermatum, Rhizoctonia solani, Penicillium sp., and Botrytis cineria at concentrations of 10 and 50 mg/L, respectively. A novel method to prevent the foaming and to provide oxygen was developed. During the production of surface active agent, such as lipopeptide (surfactin), large amount of foam was produced by aeration. This resulted in the carryover of cells to the outside of the fermentor, which leads to the significant loss of cells. Instead of using cell-toxic antifoaming agents, low amount of hydrogen peroxide was added. Catalase produced by cells converted hydrogen peroxide into oxygen and water. Also addition of corn oil as an oxygen vector as well as antifoaming agent was attempted. In addition, Ca-stearate, a metal soap, was added to enhance the antifoam activity of com oil. These methods could prevent the foaming significantly and maintained high dissolved oxygen in spite of lower aeration and agitation. Using these methods, high cell density, could be achieved with increased lipopeptide productivity. In conclusion to produce an effective biological control agent for soil-borne infectious disease, following strategies were attempted i) effective screening of antagonist by including surface tension as an important decision factor ii) identification of antifungal compound produced from the isolated strain iii) novel oxygenation by $H_2O_2-catalase$ with vegetable oil for antifungal lipopeptide production.

• 한국토양비료학회지
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• 제42권2호
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• pp.123-131
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• 2009

양송이버섯 재배 후 폐상퇴비의 효율적인 재활용과 친환경 자재로서의 이용가능성을 검토하기 위해 작물과 식물병원균에 미치는 영향을 미생물학적인 관점에서 조사하였다. 폐상시기별로 폐상퇴비내 미생물상은 농가마다 차이는 있었지만 형광성 Pseudomonas속, 내열성 세균, 방선균 등 다양한 미생물이 분포하였고, 특히 버섯에는 병원균으로 작용하지만 식물병원균에는 길항균으로 사용되고 있는 Trichoderma 속이 많이 분포하고 있었다. 폐상퇴비에서 분리한 미생물의 여러가지 채소병원균에 대한 항균력을 조사한 결과 식물병원균에 대하여 광범위한 항균 스펙트럼을 나타내었다. 농가마다 채취한 폐상퇴비 중에 항균력을 가지는 미생물의 분포는 달랐지만 분리균의 상당수가 검은무늬병(Alternaria brassicicola), 역병(Phytophthora melonis, Phytophthora capsici), 탄저병(Colletotrichum gloeosporioides) 등에는 강한 항균력을 보였다. 또한 분리 미생물 중 45.8%가 고추 근권에 정착하는 능력을 보였고, 이들 중 5.8%는 $5{\times}10^2cfu\;root^{-1}$ 이상 정착 능력을 보였다. 미생물처리시 균주의 62.7%가 고추 생장을 촉진시켰고, 뿌리 또한 무처리에 비해 생장이 왕성하였다. 폐상퇴비 추출물의 고추 종자 발아 및 생육정도를 조사한 결과 양송이버섯을 정상적으로 수확하고 폐상한 퇴비는 고추의 발아에 전혀 지장이 없었지만 버섯을 거의 수확하지 못한 폐상퇴비의 경우 고추의 발아에 심각한 문제가 발생하였고, 포트시험 결과도 버섯을 거의 수확하지 못한 폐상퇴비를 처리한 경우 고추의 발아 및 생육이 전혀 이루어지지 않았다. 폐상퇴비를 멸균 및 비멸균 조건으로 실험한 결과 폐상시기에 관계없이 멸균시료에 비해 비멸균 시료에서 고추의 생육이 왕성하였다.