• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제55권2호
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• pp.79-83
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• 2012

벼의 발아에서부터 생장 결실기에까지 토양, 온도, 시비조건 등의 재배환경은 벼에 발현되는 단백질체의 profile을 변화시키는 것이 잘 알려져 있다. 온도를 포함한 재배환경이 다른 경상북도 칠곡과 강원도 출원에서 재배된 오대 백미의 단백질체 profile을 2-dimensional (D) gel 상에서 분리하여 비교함으로써 재배환경에 의해 현저하게 발현양의 차이를 보이는 단백질들의 기능을 분석하였다. 오대 백미에 발현되는 112개의 단백질들의 기능을 고려할 때 재배환경에 의해 가장 유의적인 차이를 보이는 단백질 군들은 철원 오대백미의 스트레스 대응 단백질로 지베렐린 합성에 관여하는 ent-kaur-16-ene synthase이며 칠곡 오대백미의 스트레스 대응 단백질은 heat shock protein으로 재배환경에 따라 발현되는 스트레스 대응 단백질의 종류도 다르게 나타났다. 등숙온도가 높은 칠곡에서 재배된 오대 백미에는 곰팡이나 Bacillus 병원균에 대응하는 xylanase inhibitor protein이 유의적으로 발현되었으며, 철원 백미에서는 세포벽 합성관련 효소, 세포주기 관련 단백질 등이 선별적으로 발현의 증가를 보였고 수송관여 단백질들은 철원 및 칠곡 백미에서 모두 변화를 보였다. 단백질 함량과 단백질 profile을 종합적으로 분석할 때 철원 백미에는 칠곡 백미에 비해 새로운 주종 단백질들의 발현이 많았으며 칠곡 백미는 전체적인 단백질의 발현이 높게 나타났음을 보여, 재배환경에 따라 단백질 profile이 변화되는 특성이 다름을 보였는데, 이 결과는 지구온난화와 같은 기후 변화에 따른 작물의 단백질체 변화와 고급미 생산을 위해 적절한 단백질체 profile을 갖게 하는 재배조건 확립 등의 연구에 활용될 수 있다.

• 미생물학회지
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• 제42권2호
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• pp.135-141
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• 2006

덩굴마름병균인 Didymella bryoniae KACC 40669에 대하여 높은 항진균 활성을 나타내는 Brevibacillus sp. KMU-391은 Russia의 Sanktpeterburg 지역의 토양 시료로부터 분리하였다. Brevibacillus sp. KMU-391이 생산하는 항진균 물질은 D. bryoniae의 생육을 강하게 억제할 수 있었으며 TSB를 기본배지로 하여 탄소원으로 1.0% sucrose와 1.0%의 polypeptone을 첨가한 후 pH를 7.0으로 조정하여 $30^{\circ}C$에서 180 rpm으로 2일간 배양하였을 때 가장 높은 항진균 활성을 나타내었다. 배양액에 $30{\sim}60%$의 ammonium sulfate를 처리하여 Brevibacillus sp. KMU-391이 생산하는 항진균 물질을 회수한 후 D. bryoniae를 액체배양을 통한 항진균 활성을 조사한 결과 대조구와 비교하여 41%의 생육을 저해하는 것으로 확인되었다. 또한 butanol을 이용하여 항잔균 물질을 회수한 후, 다양한 작물병원성 곰팡이를 대상으로 항진균 활성 spectrum을 조사한 결과 조사, 장미 잿빛곰팡이병, 잠두 붉은점무늬병, 고추 탄저병, 참외 탄저병, 수박 등의 박과작물의 덩굴마름병, 보리 질병, 토마토 시들음병, 글라디올러스 마른썩음병, 토마토 질병, 수박 덩굴쪼김병, 수박 질병, 사과나무 역병, 벼 잎집무늬마름병, 참외 줄기썩음병, 그리고 고추균핵병에 대하여 높은 항진균 활성을 나타내었다. 이러한 결과를 바탕으로 Brevibacillus sp. KMU-391을 이용하여 작물병원성 곰팡이에 대한 생물농약으로서의 응용 가능성을 확인 할 수 있었다.

• 농약과학회지
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• 제5권3호
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• pp.26-35
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• 2001

식물자원으로부터 식물병원균에 대한 항균물질을 탐색하고자 국내에서 재배한 40종의 약용식물 추출물을 대상으로 항균활성을 검색하였다. 우선, 각 식물을 methanol (MeOH)로 추출, 농축한 MeOH추출물을 시료로 하여 $2000{\mu}g/mL$ 농도수준에서 6가지 식물병에 대한 in vivo 방제효과를 조사하였다. 40종의 시료 중 14종의 시료가 적어도 한가지이상의 식물병에 대하여 90% 이상의 방제효과를 나타내었다. 벼 도열병, 토마토 역병 및 밀 붉은녹병에 대해서는 각각 8개, 7개 및 3개의 시료가 90% 이상의 효과를 나타내었으나, 벼 잎집무늬마름병, 토마토 잿빛곰팡이병 및 보리 흰가루병에 대해서는 90% 이상의 방제효과를 보이는 시료는 없었다. 벼 도열병에 대하여 높은 활성을 보이는 당귀(Angelica gigas, 당귀(當歸))와 백지 (Angelica dahurica, 백지(白芷))의 MeOH추출물로부터 solvent partitioning과 column chromatography를 통하여 각각 1개 및 2개의 항균물질을 분리하였으며 이들 물질은 질량분석 및 핵자기공명분석에 의하여 모두 coumarin계 물질인 decursin, imperatorin 및 isoimperatorin으로 동정되었다. 구조와 항균활성간의 관계를 알아보기 위하여 분리한 3개의 물질을 7번 위치에 free hydroxyl기를 가지고 있는 umbelliferone (7-hydroxycoumarin)과 scopoletin (6-methoxy-7-hydroxycoumarin)과 비교하여 in vitro 및 in vivo 항균활성을 조사하였다. In vitro에서 균사생육억제활성을 조사한 결과, 이들 물질들은 대상식물병원 곰팡이에 대하여 50% 균사생육억제농도 ($IC_{50}$)가 대부분 $200{\mu}g/mL$ 이상으로 나타나 항균활성이 비교적 약한 것으로 나타났다. 또한 7번 위치에 hydroxyl기가 노출되어 있는 umbelliferone과 scopoletin보다는 7번 위치의 free hydroxyl기 대신에 cyclic alkoxy기로 존재하는 decursin과 imperatorin이 곰팡이에 대한 항균활성이 강한 것으로 나타났다. 특히, decursin과 imperatorin은 각각 Pythium ultimum과 Magnaporthe grisea에 대하여 $25{\mu}g/mL$ 이하의 $IC_{50}$를 보여 강한 항균활성을 나타냈다. In vivo 실험에서는 decursin과 imperatorin은 여섯 가지 식물병 중 벼 도열병에 대하여 항균활성이 높은 것으로 나타났으며, 다른 세 개의 물질은 식물병 방제활성이 거의 없는 것으로 나타났다. 이상의 실험결과 7-hydroxycoumarin계 물질들의 항진균활성과 관련하여 7번 위치에 free hydroxyl기가 있는 것보다는 이 hydroxyl기가 보다 안정한 cyclic alkoxy기로 치환되는 것이 높은 항균활성을 나타내는데 중요하다는 것을 알 수 있었다.

• 농약과학회지
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• 제11권4호
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• pp.331-338
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• 2007

마늘 저장중의 부패를 일으키는 주요 진균인 푸른곰팡이병균(Penicillium hirsutum)과 마름썩음병균(Fusarium oxysporum)의 생장을 억제하는 농약을 선발하고자 살균제 11종을 선정하여 균사생육억제시험과 접종시험을 수행하였다. 균사생육억제 정도와 마늘인편에서의 발병 억제 효과를 비교하기 위하여 시험약제를 처리한 후 병원균을 접종하여 병 발생정도를 조사한 결과, F. oxysporium에 대하여는 diphenylamine, prochloraz와 tebuconazole을 처리한 구에서는 초기에 발병이 현저히 억제되었으며, 기준량 처리시 접종 5일후 부터 병 발생이 시작되어 11일 후에는 $73.3{\sim}100%$ 발생하였다. P. hirsutum의 경우 cyprodinil, prochloraz 및 pyrimethanil을 기준농도 처리한 구에서 접종 5일 후부터 발병하였으며, diphenylamine, penconazole 및 propiconazole 처리구에서는 7일 후부터 발병하여 11일 후에는 $20{\sim}100%$ 정도 발생되었으나 tebuconazole 처리구에서는 병 발생이 되지 않았다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 diphenylamins, prochloraz와 tebuconazole 이 마름썩음병 및 푸른곰팡이병의 방제에 효과가 있는 것으로 확인되었으며, 약제별 방제가와 균총의 생육억제에 대한 상관분석결과, F. oxysporum에 대하여는 diphenylamine과 prochloraz가 높은 상관관계가 있었고, P. hirsutum에 대하여는 cyprodinil, prochloraz와 pyrimethanil이 높은 상관관계를 유지하였다.

• 식물병연구
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• 제21권4호
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• pp.280-289
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• 2015

옥수수는 세계적으로 가장 중요한 작물이다. 옥수수의 소비가 꾸준히 증가하고 있지만, 생산량은 연작과 Fusarium spp.와 같은 토양전염성 곰팡이병의 감염에 의해 줄어들고 있다. 최근에 우리나라를 포함해 전 세계적으로 F. subglutinans와 F. temperatum에 의해 발생되는 옥수수 밑둥썩음병의 발생이 많이 보고되고 있다. 본 연구에서는 병에 걸리지 않은 건전한 옥수수 토양 근권에서 F. subglutinans와 F. temperatum에 대치배양을 통해 항균활성을 보이는 3 균주(GC02, GC07, GC08)를 선발하였다. 선발된 3 균주 중 GC02와 GC07이 균사생장을 효과적으로 억제하였다. 그리고 16s rRNA에 기반하여 분석한 결과, GC02는 Bacillus methylotrophicus, GC07은 B. amyloliquefaciens 그리고 GC08은 B. thuringiensis로 동정되었다. 또한, GC02와 GC07은 포자발아의 억제에도 효과적이었다. 3개의 Bacillus 균주들은 모두 protease의 활성이 강하게 나타났으며, cellulase 활성은 GC07과 GC08에서만 나타났다. 그리고 불용성 인산의 가용화와 siderophore의 생산은 GC02와 GC07이 비교적 GC08에 비해 우수한 것으로 나타났다. 옥수수 줄기에 2개의 Fusarium과 접종하여 발병억제효과를 검정한 결과 B. amyloliquefaciens GC07이 가장 효과적인 방제효과를 나타내었다. 또한 B. methylotrophicus GC02와 B. amyloliquefaciens GC07은 다른 식물병원성 진균들도 효과적으로 균사생장을 억제하였다. 따라서, B. methylotrophicus GC02와 B. amyloliquefaciens GC07은 식물병원성 진균방제에 생물학적 방제제로서 역할이 가능하다고 판단된다.

• 농약과학회지
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• 제8권4호
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• pp.338-346
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• 2004

홀아비꽃대(Chloranthus japonicus) 뿌리 조직의 메탄을 추출물은 벼 도열병(Magnaporthe grisea), 벼 잎집무늬마름병(Corticium sasaki), 토마토 잿빛곰팡이병(Botrytis cinerea), 토마토 역병(Phytophthora infestans) 및 밀 붉은녹병(Puccinia recondita) 등의 다양한 식물병을 효과적으로 방제하였다. 이 메탄올 추출물로부터 3개의 항균물질을 분리하였고 이들은 질량분석과 핵자기공명분석을 통하여 shizukanol B, C 및 D로 동정되었다. 이들 세 개의 물질들 중에서 shizukanol C가 실험한 식물병원균들의 균사생육 저해 활성이 가장 큰 것으로 나타났다. 즉, $12.5{\mu}g/m\ell$ 이상의 농도에서 벼 도열병균과 고추 탄저병균(Colletotrichum gloeosporioides와 C. acutatum)의 균사 생육을 완전히 억제하였고, $3.13{\mu}g/m\ell$ 이상의 농도에서는 토마토 역병균의 균사 생육이 완전히 억제되었다. 세 가지 물질은 또한 in vivo에서 벼 도열병과 밀 붉은녹병에 대하여 특히 높은 방제효과를 보였다. 다른 한편으로 세 가지 물질들은 밀과 보리 잎에 약해를 유발하였고, 또한 좀개구리밥(Lemna paucicosta)의 생장을 억제하였으며, shizukanol B, C, D의 50% 생육억제 농도는 각각 $30.0{\mu}g/m\ell$, $49.9{\mu}g/m\ell$ 및 $154{\mu}g/m\ell$였다. 그리고 shizukanol C는 시험한 5종류의 해충중에서 벼멸구(Nilaparavata lugens), 복숭아혹진딧물(Myzus persicae), 배추좀나방(Plutella xylostella) 및 담배거세미나방(Spodoptera litura)에 대해서 $1,000{\mu}g/m\ell$ 수준에서 60% 이상의 살충활성을 보였다.

• 한국작물학회지
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• 제61권1호
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• pp.9-16
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• 2016

벼 직파재배에서 볍씨에 피복재인 지오라이트와 결합재인 수용성규산(25%)으로 혼합 코팅된 "규산코팅볍씨(SCS)"의 활용에 의한 키다리병 억제효과를 구명하고자 서해안 간척지유래토양에서 담수표면직파된 포장시험과 아울러 시험포장에서 발병된 키다리병 이병주를 접종원으로 하여 변온조건(주야 $18{\sim}26^{\circ}C$)과 항온조건($30^{\circ}C$)에서 실내시험으로 수행한 결과는 다음과 같다. 1. 담수직파에서 규산코팅볍씨 처리구는 무코팅볍씨 처리구에서 보다 입모분포상태가 균일하였고 분얼중기경 건물생산량이 13% 증가되었다. 2. 무코팅볍씨 처리구에서는 분얼중기 경부터 키다리병이 발생되어 종자감염을 일으키는 출수기 경에 9.9%의 심한 이병경율을 보인 반면에 규산코팅볍씨 처리구에서는 분얼중기까지 거의 발생이 없다가 출수기 무렵에 0.01%의 극미한 발생으로 99.9%의 방제가를 보였다. 이병주의 줄기마디와 이삭영화 감염부위에서는 전형적인 키다리병균의 소형분생자와 대형분생자 및 균사체 등이 확인되었다. 3. 무코팅볍씨와 규산코팅볍씨를 $30^{\circ}C$ 항온기에 각각 치상하고 시험포장에서 발병된 이병주의 이삭을 2주일간 접종 처리한 결과 무코팅볍씨 처리구의 접종이삭 종자에서는 종자표면에 균총이 형성되었고 종자내에는 소형분생자, 대형분생자 및 균사 발육이 왕성하게 증식된 반면에 규산코팅볍씨 처리구에서는 소형분생자와 균사는 생존하지 못하였고 대형분생자와 균사체 발육은 크게 위축되었다. 이상의 결과로 규산코팅볍씨의 활용으로 직파재배 시 종자소독 없이도 친환경적 키다리병 방제가 가능하며, 향후 종자소독제로의 개발도 가능할 것으로 판단되었다.