• The Plant Pathology Journal
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• 제34권4호
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• pp.327-334
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• 2018

Northern corn leaf spot and southern corn leaf blight caused by Cochliobolus carbonum (anamorph, Bipolaris zeicola) and Cochliobolus heterostrophus (anamorph, Bipolaris maydis), respectively, are common maize diseases in Korea. Accurate detection of plant pathogens is necessary for effective disease management. Based on the polyketide synthase gene (PKS) of Cochliobolus carbonum and the nonribosomal peptide synthetase gene (NRPS) of Cochliobolus heterostrophus, primer pairs were designed for PCR to simultaneously detect the two fungal pathogens and were specific and sensitive enough to be used for duplex PCR analysis. This duplex PCR-based method was found to be effective for diagnosing simultaneous infections from the two Cochliobolus species that display similar morphological and mycological characteristics. With this method, it is possible to prevent infections in maize by detecting infected seeds or maize and discarding them. Besides saving time and effort, early diagnosis can help to prevent infections, establish comprehensive management systems, and secure healthy seeds.

• 농약과학회지
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• 제18권4호
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• pp.396-403
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• 2014

인삼은 한국을 포함한 여러 국가에서 경제적으로 중요한 약용작물이다. 인삼에서 흔히 발생하는 뿌리썩음 병균을 친환경적으로 방제하기 위해서 병원균에 대해서 항균성이 있는 미생물을 탐색하였다. 토양에서 분리한 방선균 BK185균주는 인삼에 뿌리썩음병을 일으키는 병원균들(Cylindrocarpon, Fusarium, Rhizoctonia, Sclerotinia)에 대해서 높은 항균 활성을 보였다. 선발 균주 BK185의 동정을 위해서 16S rRNA 유전자 염기서열을 분석한 결과 Streptomyces 속에 해당하는 것으로 분석되었다. 특히, S. sporoclivatus 및 S. geldanamycininus와 99.6% 이상으로 매우 높은 유사도를 보였다. 선발 균주가 생산하는 2차 대사물질을 예측하기 위해서, 생산에 관여하는 생합성 유전자인PKS (Type-I polyketide synthase)와 NRPS (Non-ribosomal polypeptide synthetase) 유전자를 PCR반응을 통해 검출하였다. 검출된 유전자는 클로닝을 통해 염기서열을 결정하였다. 또한 최적 배양조건하에서 생산된 대사물질을 LC/MS로 분석하였고, geldanamycin 계열의 항생물질이 생산됨을 확인하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권12호
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• pp.1609-1621
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• 2014

The plant pathogen Burkholderia gladioli, which has a broad host range that includes rice and onion, causes bacterial panicle blight and sheath rot. Based on the complete genome sequence of B. gladioli BSR3 isolated from infected rice sheaths, the genome of B. gladioli BSR3 contains the luxI/luxR family of genes. Members of this family encode N-acyl-homoserine lactone (AHL) quorum sensing (QS) signal synthase and the LuxR-family AHL signal receptor, which are similar to B. glumae BGR1. In B. glumae, QS has been shown to play pivotal roles in many bacterial behaviors. In this study, we compared the QS-dependent gene expression between B. gladioli BSR3 and a QS-defective B. gladioli BSR3 mutant in two different culture states (10 and 24 h after incubation, corresponding to an exponential phase and a stationary phase) using RNA sequencing (RNA-seq). RNA-seq analyses including gene ontology and pathway enrichment revealed that the B. gladioli BSR3 QS system regulates genes related to motility, toxin production, and oxalogenesis, which were previously reported in B. glumae. Moreover, the uncharacterized polyketide biosynthesis is activated by QS, which was not detected in B. glumae. Thus, we observed not only common QS-dependent genes between B. glumae BGR1 and B. gladioli BSR3, but also unique QS-dependent genes in B. gladioli BSR3.

• 식물병연구
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• 제18권4호
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• pp.310-316
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• 2012

Gibberellea fujikuroi (Gf) 종복합체는 최소 15개의 종으로 구성되어 있으며, 대부분 식물에 병을 일으킬 뿐 아니라 푸모니신과 같은 곰팡이독소를 생성한다. 본 연구에서는 우리나라 벼와 옥수수로부터 분리한 Gf 종복합체 소속 야생형 균주의 푸모니신 생성능을 검정하였다. 이들 분석대상 균주는 모두 푸모니신 생합성에 필수적인 polyketide synthase 유전자 FUM1을 가지고 있는 것으로 확인되었다. 총 88주의 Gf 종복합체 소속 균주(55 F. fujikuroi, 10 F. verticillioides, 20 F. proliferatum, 2 F. subglutinans, 1 F. concentricum)와 Gf 종복합체의 근연종인 4주의 F. commune를 쌀 배지에 배양한 후 각 균주의 푸모니신 생성 농도를 HPLC 방법으로 측정하였다. 대부분의 F. verticillioides과 F. proliferatum 균주는 기주 식물에 관계없이 푸모니신 $B_1$($0.5-2,686.4{\mu}g/g$)과 $B_2$($0.7-1,497.6{\mu}g/g$)를 다양한 범위 내에서 생성하였다. 반면 모든 F. fujikuroi을 비롯한 다른 Fusarium spp.의 균주로부터는 푸모니신이 검출되지 않았거나 $10{\mu}g/g$ 이하 수준의 미량만 검출되었다. 흥미롭게도 F. proliferatum과 F. fujikuroi의 경우, 옥수수 유래 균주 집단에서 벼 유래 균주 집단에 비해 상대적으로 고농도 푸모니신 생성 균주의 비율이 높았다. 한편, FUM1 유전자를 함유하고 있는 F. commune의 푸모니신 생성능은 본 연구를 통해 처음 보고된다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제39권5호
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• pp.430-448
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• 2023

Recently, strategies for controlling Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (Fol), the causal agent of Fusarium wilt of tomato, focus on using effective biocontrol agents. In this study, an analysis of the biocontrol and plant growth promoting (PGP) attributes of 11 isolates of loamy soil Bacillus spp. has been conducted. Among them, the isolates B.PNR1 and B.PNR2 inhibited the mycelial growth of Fol by inducing abnormal fungal cell wall structures and cell wall collapse. Moreover, broad-spectrum activity against four other plant pathogenic fungi, F. oxysporum f. sp. cubense race 1 (Foc), Sclerotium rolfsii, Colletotrichum musae, and C. gloeosporioides were noted for these isolates. These two Bacillus isolates produced indole acetic acid, phosphate solubilization enzymes, and amylolytic and cellulolytic enzymes. In the pot experiment, the culture filtrate from B.PNR1 showed greater inhibition of the fungal pathogens and significantly promoted the growth of tomato plants more than those of the other treatments. Isolate B.PNR1, the best biocontrol and PGP, was identified as Bacillus stercoris by its 16S rRNA gene sequence and whole genome sequencing analysis (WGS). The WGS, through genome mining, confirmed that the B.PNR1 genome contained genes/gene cluster of a nonribosomal peptide synthetase/polyketide synthase, such as fengycin, surfactin, bacillaene, subtilosin A, bacilysin, and bacillibactin, which are involved in antagonistic and PGP activities. Therefore, our finding demonstrates the effectiveness of B. stercoris strain B.PNR1 as an antagonist and for plant growth promotion, highlighting the use of this microorganism as a biocontrol agent against the Fusarium wilt pathogen and PGP abilities in tomatoes.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권2호
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• pp.251-261
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• 2017

Initially, we screened 18 Aspergillus sojae-like strains from Aspergillus spp. isolated from meju (Korean traditional fermented soybean brick) according to their morphological characteristics. Because members of Aspergillus section Flavi are often incorrectly identified because of their phylogenetic similarity, we re-identified these strains at the morphological and molecular genetic levels. Fourteen strains were finally identified as A. sojae. The isolates produced protease and ${\alpha}-amylase$ with ranges of 2.66-10.64 and 21.53-106.73 unit/g-initial dry substrate (U/g-IDS), respectively, which were equivalent to those of the koji (starter mold) strains employed to produce Japanese soy sauce. Among the isolates and Japanese koji strains, strains SMF 127 and SMF 131 had the highest leucine aminopeptidase (LAP) activities at 6.00 and 6.06 U/g-IDS, respectively. LAP plays an important role in flavor development because of the production of low-molecular-weight peptides that affect the taste and decrease bitterness. SMF 127 and SMF 131 appeared to be non-aflatoxigenic because of a termination point mutation in aflR and the lack of the polyketide synthase gene found in other A. sojae strains. In addition, SMF 127 and SMF 131 were not cyclopiazonic acid (CPA) producers because of the deletion of maoA, dmaT, and pks/nrps, which are involved in CPA biosynthesis. Therefore, A. sojae strains such as SMF 127 and SMF 131, which have high protease and LAP activities and are free of safety issues, can be considered good starters for soybean fermentations, such as in the production of the Korean fermented soybean products meju, doenjang, and ganjang.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제39권2호
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• pp.104-110
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• 2011

방선균은 그램양성 토양 박테리아로서 항생제, 항암제, 항구충제, 면역억제제 등 유용한 2차 대사산물을 생산하는 유용 산업미생물이다. 비록 대부분의 방선균이 속해있는 스트렙토마이세스는 지난 수 십 년간 분자수준에서의 연구가 집중적으로 진행되어 왔으나, 최근에 분리된 잠재적 유용성을 갖는 스트렙토마이세스 이외의 희소방선균들은 유전자 조작시스템의 부재로 그 특성이 잘 규명되지 않고 있다. 본 연구에서는 독립적으로 분리된 180 여 방선균주들 중에서 희소방선균만을 선별하기 위하여 중합효소연쇄반응을 이용한 유전체 스크리닝 전략을 시도하였으며, 이 전략을 통하여 7종의 희소방선균을 성공적으로 분리하였다. 특히 여러 생리활성 테스트를 통하여, 항진균 및 항생제 활성을 띄는 잠재적 유용성이 높은 노카이디옵시스 균주 MMBL010을 선별하였다. 또한 전통적인 방선균 유전자 조작기법이 작동하지 않는 본 MMBL010 균주를 대장균 접합을 통한 유전자 전달 시스템도 최적화시킴으로써, 유전체 스크리닝을 통한 유용희소방선균의 선별 및 유전자 조작시스템 구축은 궁극적으로 희소방선균의 잠재적 유용성을 극대화시킬 수 있는 효율적인 전략으로 사료된다.