• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권10호
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• pp.1142-1149
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• 2009

Several bioactive metabolites, including pyrrolnitrin, N-acylhomoserine lactones, and polyhydroxyalkanoates were isolated from Burkholderia sp. O33. Effects of various nutrients, including sugars, gluconolactone, glycerol, tryptophan, chloride, and zinc were investigated in relation to the production of these metabolites. Logarithmic increase of pyrrolnitrin was observed between 2-5 days and reached a maximum at 7-10 days. Tryptophan concentration reached the maximum at 3 days, whereas 7-chlorotryptophan was gradually increased throughout the studies. Among various carbon sources, gluconolactone, trehalose, and glycerol enhanced pyrrolnitrin production, whereas strong inhibitory effects were found with glucose. Relative concentrations of pyrrolnitrin and its precursors were in the order of pyrrolnitrin$\gg$dechloroaminopyrrolnitrin or aminopyrrolnitrin throughout the experiments. Among three N-acylhomoserine lactones, the N-octanoyl analog was the most abundant quorum sensing signal, of which the concentrations reached the maximum in 2-3 days, followed by a rapid dissipation to trace level. No significant changes in pyrrolnitrin biosynthesis were observed by external addition of N-acylhomoserine lactones. Polyhydroxyalkanoates accumulated up to 3-4 days and decreased slowly thereafter. According to the kinetic analyses, no strong correlations were found between the levels of pyrrolnitrin, N-acylhomoserine lactones, and polyhydroxyalkanoates.

• The Plant Pathology Journal
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• 제35권4호
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• pp.351-361
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• 2019

In our previous study, pyrrolnitrin produced in Pseudomonas chlororaphis G05 plays more critical role in suppression of mycelial growth of some fungal pathogens that cause plant diseases in agriculture. Although some regulators for pyrrolnitrin biosynthesis were identified, the pyrrolnitrin regulation pathway was not fully constructed. During our screening novel regulator candidates, we obtained a white conjugant G05W02 while transposon mutagenesis was carried out between a fusion mutant $G05{\Delta}phz{\Delta}prn::lacZ$ and E. coli S17-1 (pUT/mini-Tn5Kan). By cloning and sequencing of the transposon-flanking DNA fragment, we found that a vfr gene in the conjugant G05W02 was disrupted with mini-Tn5Kan. In one other previous study on P. fluorescens, however, it was reported that the deletion of the vfr caused increased production of pyrrolnitrin and other antifungal metabolites. To confirm its regulatory function, we constructed the vfr-knockout mutant $G05{\Delta}vfr$ and $G05{\Delta}phz{\Delta}prn::lacZ{\Delta}vfr$. By quantifying ${\beta}-galactosidase$ activities, we found that deletion of the vfr decreased the prn operon expression dramatically. Meanwhile, by quantifying pyrrolnitrin production in the mutant $G05{\Delta}vfr$, we found that deficiency of the Vfr caused decreased pyrrolnitrin production. However, production of phenazine-1-carboxylic acid was same to that in the wild-type strain G05. Taken together, Vfr is required for pyrrolnitrin but not for phenazine-1-carboxylic acid biosynthesis in P. chlororaphis G05.

• 생명과학회지
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• 제33권10호
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• pp.842-850
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• 2023

피롤니트린, 피롤로마이신, 피오루테오린 등은 미생물 유래의 다양한 항균활성을 갖는 기능성 할로겐화 페닐피롤 유도체들이다. 그 중에서 피롤니트린은 Pseudomonas fluorescens, Burkholderia cepacia, Serratia plymuthica 등에서 L-트립토판으로부터 4단계 반응을 거쳐 만들어내는 이차대사산물이다. 현재 표재성 피부 사상진균 감염의 치료용으로 사용되며, 토양유래 및 엽면 진균감염에 높은 길항작용을 하며, 인체에 무해하여 산업적 응용가치가 높다. 한편 피롤니트린은 빛에 의해 잘 분해되기 때문에 야외에서 광범위하게 사용하는데 어려움이 있다. 그 대안으로 구조적으로 유사하고 광 안정성이 우수한 합성으로 생산되는 비침습성 표면 살균제인 플루디옥소닐이 개발되어, 주로 식물의 종자 및 엽면 처리용으로 광범위하게 사용되고 있다. 그러나, 수생생물에 높은 독성을 야기하며, 인간 세포주에서 잠재적인 내분비 교란물질로 작용할 수 있는 위험요인이 있어 각국에서 잔류허용 기준량을 설정하여 관리하고 있다. 한편, 천연 피롤로마이신, 피오루테오린과 같은 화합물이 미생물에서 분리, 확인되었으며, 각각. 그람양성균에 대한 항생/항생물막 활성, 식물 병원 난균류 Pythium ultimum에 높은 항균활성을 갖는다. 본 총설은 여러 기능성 할로겐화 페닐피롤 유도체 중 세균 유래의 피롤니트린의 생합성에 관한 특징과 생산, 합성 플루디옥소닐의 특징, 그 외 천연 페닐피롤 유도체들의 특징등을 요약하였다. 우리는 다양한 천연 HPD의 미생물에 의한 생산과 화학합성법에 의한 다양한 합성 HPD의 개발을 통해 인간과 환경에서 높은 치료 효능과 안전성을 제공하는 새로운 HPD의 개발을 기대한다.

• 한국균학회지
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• 제32권1호
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• pp.31-38
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• 2004

오이 뿌리조직으로부터 분리한 식물내생세균 EB215균은 탄저병균인 Colletotrichum species에 대하여 강한 항균활성을 보였다. 이 균은 생리 생화학적 특성과 Biolog 실험 및 16S rDNA 유전자 서열에 의해 Burkholderia cepacia로 동정되었다. 이 균의 항균물질 생산을 위한 최적배지는 nutrient 액체(NB) 배지로 그리고 배양기간은 3일로 결정되었다. B. cepacia EB215 균주의 NB 배양체로부터 원심분리, n-hexane 분획, silica gel 컬럼, preparative TLC 및 in vitro 생물검정 등을 통하여 한 개의 항균물질을 분리하였다. 이 물질은 질량분석과 핵자기공명 분석을 통하여 pyrrolnitrin으로 동정되었다. Pyrrolnitrin은 고추 탄저병(Colletotrichum coccodes), 오이 탄저병(Colletotrichum orbiculare), 벼 도열병(Magnaporthe grisea), 벼 잎집무늬마름병(Corticium sasaki) 등의 4가지 식물병에는 $11.1\;{\mu}g/ml$ 낮은 농도에서도 90% 이상의 높은 방제활성을 보였다. 그리고 또한 토마토 잿빛곰팡이병(Botrytis cinerea)과 밀 붉은녹병(Puccinia recondita)에 대해서는 $33.3\;{\mu}g/ml$ 이상의 농도에서 90% 이상의 방제활성 보였다. 하지만 Phytophthora infestans에 의한 토마토 역병에 대해서는 전혀 항균활성이 없었다. 앞으로 B. cepacia EB215균을 이용한 미생물살균제 개발에 대하 연구를 진행할 예정이다.

• 식물병연구
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• 제15권3호
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• pp.217-221
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• 2009

Fludioxonil은 미국 EPA에 의해 저독성(reduced-risk) 살균제로 분류되었으며, 이 살균제는 Pseudomonas pyrrocinia가 생산하는 항균 물질인 pyrrolnitrin을 선도 물질로 하여 합성하였다. 본 연구에서는 상추 품종, 기주 식물의 생육 시기, Botrytis cinerea 포자농도, 접종원의 영양분 농도 등의 발병 조건에 따른 fludioxonil의 상추 잿빛곰팡이병에 대한 방제효과를 온실에서 실험하였다. 상추의 생육시기에 따른 fludioxonil 방제효과를 실험한 결과, 2 ${\mu}g$/ml 처리구는 어린 유묘에서 잿빛곰팡이병 방제효과가 더 높았으나, 10 ${\mu}g$/ml 이상 농도에서는 생육 시기에 따른 방제효과의 차이는 거의 없었다. 또한 fludioxonil 10 ${\mu}g$/ml 이상 농도 처리구는 B. cinerea의 포자 농도(2.5$\times$10개/ml 부터 $2{\times}10^6$ 개/ml까지)에 관계없이 모두 우수한 방제효과를 나타냈다. 반면에 fludioxonil 2 ${\mu}g$/ml은 접종원의 포자농도가 높을수록 낮은 방제효과를 보였다. 그리고 영양분농도에 따른 fludioxonil의 잿빛곰팡이병 방제효과를 실험한 결과, potato dextrose broth의 농도가 낮을수록 fludioxonil은 상추 잿빛곰팡이병에 대한 높은 방제효과를 나타냈다. 이상의 결과로부터 살균제 fludioxonil은 상추 잿빛곰팡이병에 대한 효과적인 살균제임을 알 수 있었으며, 다만 낮은 농도에서는 발병 조건에 따라 다소 낮은 방제효과를 나타낼 수 있을 것이다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제28권1호
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• pp.1-9
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• 2012

In this study, 200 isolates of fluorescent pseudomonads were isolated from different fields of East and West Azarbaijan and Ardebil provinces of Iran. These bacterial isolates were screened on the basis of a dual culture assay, the presence of known antibiotic genes, and their ability to successfully colonize roots and to promote plant growth. Twelve isolates exhibited 30% or more inhibition of mycelia growth of $P.$ $drechsleri$. Genes encoding production of the antibiotics 2,4-diacetylphloroglucinol, phenazine-1-carboxylic acid, and pyoluteorin were detected in some strains but none of the strains possessed the coding gene for production of antibiotic pyrrolnitrin. In an $in$ $vitro$ test for root colonization, the population density on roots of plants treated with most of the above strains was more than 6 $\log_{10}$ CFU $g^{-1}$ roots, with a maximum of 7.99 $\log_{10}$ CFU $g^{-1}$ roots for strain 58A. Most of the strains promoted significant plant growth in comparison to non-treated controls. In green house studies, the percentage of healthy plants in pots treated with strains 58A and 8B was 90.8% and 88.7%, respectively. The difference between these treatments and treatment with the fungicide metalaxyl was not significant.

• The Plant Pathology Journal
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• 제30권2호
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• pp.220-227
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• 2014

The GacS/GacA system in the root colonizer Pseudomonas chlororaphis O6 is a key regulator of many traits relevant to the biocontrol function of this bacterium. Proteomic analysis revealed 12 proteins were down-regulated in a gacS mutant of P. chlororaphis O6. These GacS-regulated proteins functioned in combating oxidative stress, cell signaling, biosynthesis of secondary metabolism, and secretion. The extent of regulation was shown by real-time RT-PCR to vary between the genes. Mutants of P. chlororaphis O6 were generated in two GacS-regulated genes, trpE, encoding a protein involved in tryptophan synthesis, and prnA, required for conversion of tryptophan to the antimicrobial compound, pyrrolitrin. Failure of the trpE mutant to induce systemic resistance in tobacco against a foliar pathogen causing soft rot, Pectobacterium carotovorum SCCI, correlated with reduced colonization of root surfaces implying an inadequate supply of tryptophan to support growth. Although colonization was not affected by mutation in the prnA gene, induction of systemic resistance was reduced, suggesting that pyrrolnitrin was an activator of plant resistance as well as an antifungal agent. Study of mutants in the other GacS-regulated proteins will indicate further the features required for biocontrol-activity in this rhizobacterium.

• 농약과학회지
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• 제18권4호
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• pp.422-428
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• 2014

딸기 근권에서 분리한 내생균 중 고추역병균 방제 및 고추생육촉진 효과가 우수한 균주를 선발하였다. Pseudomonas fluorescen EP103으로 명명된 내생균주는 다른 내생균주와 비교하여 식물의 뿌리 길이와 생체 중이 크게 증가하였다. 고추역병에 대한 온실검정에서 EP103처리는 방제가 78.7%을 나타냈으며 항균력 실험결과 고추역병균을 직접 억제하지는 않았다. EP103이 처리된 고추에서는 PR1, PR10등의 병저항성 유전자가 발현되었으며 EP103의 PCR분석 결과 피올테오린, 파이로니트린, 하이드로젠 싸이아나이드, 오르화미드 등의 유용유전자를 함유하고 있음이 밝혀졌다. 따라서 본 균주는 고추역병의 생물 방제용으로 활용할 가치가 있는 것으로 판단된다.