• The Plant Pathology Journal
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• 제33권4호
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• pp.402-409
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• 2017

Cyclic dipeptides (CDPs) are one of the simplest compounds produced by living organisms. Plant-growth promoting rhizobacteria (PGPRs) also produce CDPs that can induce disease resistance. Bacillus vallismortis strain BS07 producing various CDPs has been evaluated as a potential biocontrol agent against multiple plant pathogens in chili pepper. However, plant signal pathway triggered by CDPs has not been fully elucidated yet. Here we introduce four CDPs, cyclo(Gly-L-Pro) previously identified from Aspergillus sp., and cyclo(L-Ala-L-Ile), cyclo(L-Ala-L-Leu), and cyclo(L-Leu-L-Pro) identified from B. vallismortis BS07, which induce disease resistance in Arabidopsis against Pseudomonas syringae infection. The CDPs do not directly inhibit fungal and oomycete growth in vitro. These CDPs require PHYTOALEXIN DEFICIENT4, SALICYLIC ACID INDUCTION DEFICIENT2, and NONEXPRESSOR OF PATHOGENESIS-RELATED PROTEINS1 important for salicylic acid-dependent defense to induce resistance. On the other hand, regulators involved in jasmonate-dependent event, such as ETHYLENE RECEPTOR1, JASMONATE RESPONSE1, and JASMONATE INSENSITIVE1, are necessary to the CDP-induced resistance. Furthermore, treatment of these CDPs primes Arabidopsis plants to rapidly express PATHOGENESIS-RELATED PROTEIN4 at early infection phase. Taken together, we propose that these CDPs from PGPR strains accelerate activation of jasmonate-related signaling pathway during infection.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권5호
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• pp.717-725
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• 2020

The use of plant growth-promoting rhizobacteria is economically viable and environmentally safe for mitigating various plant stresses. Abiotic stresses such as flood and drought are a serious threat to modern agriculture. In the present study, the indole-3-acetic acid-producing rhizobacterium R. sphaeroides KE149 was selected, and its effects on the growth of adzuki bean plants under flood stress (FS) and drought stress (DS) were investigated. IAA quantification of bacterial pure culture revealed that KE149 produced a significant amount of IAA. Moreover, KE149 inoculation notably decreased stress-responsive endogenous abscisic acid and jasmonic acid and increased salicylic acid in plants under DS and FS. KE149 inoculation also increased proline under DS and methionine under FS. In addition, KE149 inoculation significantly increased the levels of calcium (Ca), magnesium (Mg), and potassium (K) while lowering the sodium (Na) content in the plant shoot under stress. KE149-treated plants had markedly greater root length, shoot length, stem diameter, biomass, and higher chlorophyll content under both normal and stressed conditions. These results suggest that KE149 could be an efficient biofertilizer for mitigating water stress.

• 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.

• 생명과학회지
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• 제12권4호
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• pp.416-422
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• 2002

B. ehimensis YJ-37은 생육촉진미생물이면서 모잘록병의 생물학적 방제균으로서 관찰되었다 길항균 B. ehimensis YJ-37의 무와 수박의 근권정착밀도는 인공용토에 존재하는 길항균의 평균밀도 $10^4$(cfu/g) 보다 주근과 측근에서 약 1.2~2배 이상의 증가하였다. 길항균 배양액으로 만든 토양미생물제제에 의한 무의 생육촉진은 토양미생물제제 무처리구에 비해 처리구에서 잎면적은 85% 자엽의 길이는 33% 뿌리의 길이는 23% 건조중량은 89% 촉진되었고, 수박의 경우도 무처리구에 비해 처리구에서 잎면적은 63% 자엽의 길이는 27% 뿌리의 길이는 25% 건조중량은 69% 촉진되었다. 토양미생물제제는 채소류 모잘록병균 R. solani AG-4와 P. ultimum 등의 생육을 억제하여 모잘록병을 유발시키지 못하게 하였으며, 생육촉진현상도 동시에 가져왔다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권12호
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• pp.1614-1623
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• 2010

Bacteria were isolated from roots of sugarcane varieties grown in the fields of Punjab. They were identified by using API20E/NE bacterial identification kits and from sequences of 16S rRNA and amplicons of the cpn60 gene. The majority of bacteria were found to belong to the genera of Enterobacter, Pseudomonas, and Klebsiella, but members of genera Azospirillum, Rhizobium, Rahnella, Delftia, Caulobacter, Pannonibacter, Xanthomonas, and Stenotrophomonas were also found. The community, however, was dominated by members of the Pseudomonadaceae and Enterobacteriaceae, as representatives of these genera were found in samples from every variety and location examined. All isolates were tested for the presence of five enzymes and seven factors known to be associated with plant growth promotion. Ten isolates showed lipase activity and eight were positive for protease activity. Cellulase, chitinase, and pectinase were not detected in any strain. Nine strains showed nitrogen fixing ability (acetylene reduction assay) and 26 were capable of solubilizing phosphate. In the presence of 100 mg/l tryptophan, all strains except one produced indole acetic acid in the growth medium. All isolates were positive for ACC deaminase activity. Six strains produced homoserine lactones and three produced HCN and hexamate type siderophores. One isolate was capable of inhibiting the growth of 24 pathogenic fungal strains of Colletotrichum, Fusarium, Pythium, and Rhizoctonia spp. In tests of their abilities to grow under a range of temperature, pH, and NaCl concentrations, all isolates grew well on plates with 3% NaCl and most of them grew well at 4 to $41^{\circ}C$ and at pH 11.

• 농약과학회지
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• 제13권4호
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• pp.275-282
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• 2009

선발된 PGPR 균주인 Bacillus subtilis C4와 Bacillus cereus D8 균주의 유채에 대한 생육촉진 및 무름병균인 Erwinia carotovora와 균핵병균인 Sclerotinia sclerotiorum에 대한 방제효과를 검정하기 위하여 실내검정과 온실검정을 실시하였다. 실내검정 결과, C4와 D8균주처리에 의하여 유채의 생육이 40.3%~74% 증가하였으며 무름병이 대조구에 비하여 80% 감소하였다. 실내검정에서 C4와 D8균주를 종자에 처리하였을 때 뿌리가 크게 신장되었다. 주요 식물병원균 Sclerotinia sclerotiorum, Rhizoctonia solani, Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum, Phytophthora capsici, Colletotrichum acutatum에 대하여 항균활성시험을 수행한 결과 두 균주 중 C4균주는 모든 병원성 곰팡이에 대하여 항균활성을 나타내었다. 온실검정에서 C4와D8균주처리는 대조구에 비하여 유채의 초장, 엽폭 및 엽장을 19.5%~24.9%, 11.3%~15.3%, 14.1%~20.7% 각각 증가시켰으며 균핵병균인 Sclerotinia sclerotiorum에 대한 억제효과가 우수하였다. 이와 같은 결과를 볼 때 C4, D8 균주 처리는 유채의 생육을 촉진시키며 유채에 저항성을 유도하므로 친환경생물방제에 적용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제35권4호
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• pp.261-271
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• 2007

토양오염을 복원하는 방법 중 식물상 복원은 식물을 이용하여 오염물을 제거하는 기술로, 환경 친화적이며, 경제적인 기술이기 때문에 많이 이용되고 있다. 이 연구에서는 식물상 복원에 있어 식물의 영향, 근권 세균과 물리화학적 제한인자에 대해 고찰하였다. 성공적인 식물상 복원을 위해서는 식물의 선택이 가장 중요하다. 유류(디젤) 분해를 위해 적용된 식물은 쥐보리(Lolium multiflorum lam), 베치(Vicia villosa), 버섯류(white mustard), 톨페스큐(Festuca arundinacea), 콩과식물(leguminosae), 포플러, 소나무(Pinus densiflora) 등이고, 유류 제거 효율은 68-99% 이었다. PAH(polycyclic aromatic hydrocarbons) 제거용으로는 옥수수(Zeo mays), 쥐보리, 베치, 버섯류, 토끼풀(Trifolium repens), 그리고 톨페스큐이 이용되었고, 50-98%의 제거 효율을 보였다. 식물의 성장을 향상시킬 뿐 만 아니라, 오염물질을 직접적으로 제거할 수 있는 근권 세균도 식물상 복원에 있어 중요한 역할을 한다. 식물상 복원에 이용된 근권 세균에는 Azospirillum lipoferum, Enterobactor cloacae, Azospirillum brasilense, Pseudomonas putida, Burkholderia xenovorans, Comamonas testosterone, Pseudomonas gladioli, Azotobacter chroococcu, Bacillus megaterium, Bacillus subtilis 등이 있다. pH, 온도, 영양물질, 최종전자수용체, 수분함량, 유기물 함량, 오염물질 종류와 물리화학적 인자도 식물상 복원에 있어 제한 요소로 작용한다.

• 식물병연구
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• 제28권2호
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• pp.69-81
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• 2022

본 연구에서는 수박에서 과실썩음병을 유발하는 Acidovorax citrulli를 억제하는 세균을 선발하고, 선발한 세균이 성장촉진 및 길항 효소를 생성하는지 확인하였다. 전국 26개 지역의 94곳의 수박재배지와 25곳의 대형 원예 육묘장에서 수박 식물체(잎, 꽃, 뿌리) 및 토양을 수집하였다. 수집한 sample에서 tryptic soy agar와 yeast extract peptone dextrose 배지에서 각각 1,953종과 841종 총 2,794종의 미생물을 분리하였으며, 2,794종의 미생물 중 2종의 A. citrulli를 선발하였다. 선발한 A. citrulli에 대한 기내 길항성 검정 결과 3-3B에서 24종, 9-4B에서 14종 총 28종의 길항 세균을 선발하였다. 선발한 길항 세균 중 BNPL-6-3B, HYGPL-1-3B, TIPL-6-1B, YGMP-2-7Y는 2종의 bacterial fruit blotch균 모두에서 강한 길항성을 보였다. 선발한 28종의 길항 세균을 대상으로 총 6가지의 생화학적 검증을 진행하였으며, 선발한 길항 세균 중 CB20R-2-5B, TIPL-4-2B, TIPL-6-1B, TIPL-7-4B 4가지 균주가 5가지의 생화학적 검증에서 성장촉진 및 길항 효소를 분비하는 것을 확인하였다. 또한, BNPL-3-3B와 BNPL-6-3B 두 균주는 성장촉진 효소 분비를 확인하는 4가지의 생화학적 검증(ammonia production, phosphate solubilization, starch hydrolysis, siderophore production)에서 모두에서 효소를 분비하는 것으로 확인되었다. 본 연구에서 선발한 28종의 길항 세균은 배지에서 A. citrulli를 효과적으로 억제하였으며, 사이안화 수소와 단백질분해효소 생산 능력 검정을 통해 길항 활성을 확인하였다. 또한, 선발한 길항 세균의 암모니아 생산 및 불용성 인산 가용화 능력을 확인하여 식물 성장촉진 활성을 가지는 것으로 확인하였다. 따라서, 본 연구결과는 향후 수박 과실썩음병 방제제 및 성장촉진제 등의 친환경 농자재 개발에 유용한 기초 자료가 될 것으로 판단된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권4호
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• pp.603-613
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• 2019

본 연구에서 부산, 창원, 제주도 일대에서 채취한 토양으로부터 분리한 균주를 이용하여 식물 병원성 곰팡이에 대해서 길항작용을 나타내는 것을 확인하였으며, 또한 분리 균주의 경우 세균성 균주에 대해서도 길항작용을 나타내는 것을 확인하였다. 이러한 길항작용은 Bacillus 속이 생산하는 2차 대사산물인 siderophore, 항생물질, 세포 외 효소 활성 등에 의해서 식물 병원성 곰팡이에 대한 길항작용을 나타내는 것으로 보이며, 특히 분리 균주로부터 생산되는 세포 외 효소는 식물 병원성 곰팡이의 세포벽에 용균작용 일으킴에 따라 세포벽을 분해하여 식물 병원성 곰팡이의 생장을 저해할 것으로 생각된다. 또한 질소 고정능 및 IAA 생성능을 통해 식물 생장 촉진 및 식물 병원성 곰팡이 성장을 억제시킬 수 있는 생물학적 제제로서 식물재배에 도움을 줄 것으로 기대된다. 최종 선별된 Bacillus subtilis ANGa5, Bacillus aerius ANGa25, Bacillus methylotrophicus ANGa27를 이용하여 식물 병원성 곰팡이 방제 및 식물 생장촉진활성을 가지는 새로운 생물학적 제제로서 이용 가능성을 제시한다.