• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권5호
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• pp.984-991
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• 2005

Soil or seed applications of plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) have been used to enhance growth of several crops as well as to suppress the growth of plant pathogens. In this study, we selected a PGPR strain, Paenibacillus polymyxa strain E681, out of 3,197 heat-stable bacterial isolates from winter wheat and barley roots. Strain E681 inhibited growth of a broad spectrum plant pathogenic fungi in vitro, and treatment of cucumber seed with E681 reduced incidence of damping-off disease caused by Pythium ultimum, Rhizoctonia solani, or Fusarium oxysporum. When inoculated onto seeds as vegetative cells or as endospores, E681 colonized whole cucumber root systems and root tips. Different temperatures such as $20^{\circ}C\;and\;30^{\circ}C$ did not affect root colonization by strain E681. This colonization was associated with a consistent increase in foliar growth of cucumber in the greenhouse. These results indicate that strain E681 is a promising PGPR strain for application to agricultural systems, particularly during the winter season.

• 한국식물병리학회:학술대회논문집
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• 한국식물병리학회 1994년도 Proceedings of International Symposium on BIOLOGICAL CONTROL OF PLANT DISEASES Korean Society of Plant Pathology
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• pp.27-49
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• 1994

Root colonization of biocontrol agents via seed treatment was investigated and a compatible combination, Gliocladium virens G872B and Pseudomonas putida Pf3, in colonizing cucumber rhizosphere was confirmed through the study. Much higher number of fungal and bacterial propagules were detected when two isolates were inoculated together. The presence of Pf3 in root system was greatly helpful to G872B to colonize at root tip. The mechanism of this phenomenon is partially elucidated through the results of in vitro experiments and the observations of scanning electron and fluorescence microscope. Addition of Pf3 cells resulted earlier germination of G872B conidia and increased mycelial growth. And the more number of germinated conidia on seed coat, the more vigorous hypal streching and sporulation on the root surface were observed in coinoculated treatment. The propagules of G872B on the cucumber root when they were challenged against the pathogenic Fusarium oxysporum, were even higher than that of G872B treated alone, and the magnitude of such a difference was getting grater toward the root ip and the population of F. oxysporum on the root was reduced by seed inoculation of G872B. The rhizosphere competence was obviously reflected to disease suppression and plant growth promotion that induced by the given isolate. Green house experiments revealed that the combined treatment provided long-term disease suppression with greater rate and the larger amount of fruit yield than single treatments. Through this study the low temperature growing Pseudomonas fluorescens M45 and MC07 were evaluated to apply them to the winter crops in field or plastic film house. In vitro tests reveal that M45 and MC07 inhibited the mycelial growth of Pythium ultimum, Rhizoctona solani and Phytophthora capsici and enhanced growth of cucumber cotyledon in MS agar. This effect was more pronounced when the bacteria were incubated at 14$^{\circ}C$ than at 27$^{\circ}C$. And disease suppression and plant growth promotion in green house were also superior at low temperature condition. Seed treatment of M45 or soil treatment of MC07 brought successful control of damping-off and enhanced seedling growth of cucumber. The combined treatment of two isolates was more effective than any single treatment.

• 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.

• 생명과학회지
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• 제13권1호
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• pp.90-98
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• 2003

대파 흑색썩음균핵병균 (Sclerotium cepivorum)에 길항력을 가진 Serratia plymuthica L-1의 길항 메카니즘을 조사한기 위해 S. plymuthica L-1이 생산하는 세포외 chitinase를 정제하여 그 특성을 조사하였다. Colloidal chitin이 함유된 배지에서 생산된 S. plymuthica L-1 chitinase는 $(NH_4)_2$$_2$$SO_2$ 40~70% precipitation, affinity adsorption, DEAE-sephadex A-50 column chromatography 및 sephadex G-200 column filtration 과정을 통하여 정제하였다. 정제된 chitinase는 7.3% 회수율과 19.8의 정제도를 나타내었으며, 전기영동시 단일밴드를 얻었으며, 분자량은 55kDa로 나타났다. 정제된 chitinase의 최적 pH 및 온도는 5.5, $55^{\circ}C$이었고, 온도안정성 조사에서 정제효소는 $50^{\circ}C$까지 90%의 잔존활성을 유지하였으나 $60^{\circ}C$이상에서는 급격하게 효소활성이 실활되었다. $Ca^{2+}$, $Mn^{2+}$, $Mg^{2+}$ 등의 이온은 대략 20군 이상의 효소를 활성화시켰으나 $Cu^{2+}$이온은 약 80%의 효소활성을 억제시켰고, SDS, p-CMB, MIA 등도 효소활성을 저해하는 작용을 하였으며, colloidal chitin에 대한 Km값은 3.26 mg/$m\ell$로 나타났다. 정제효소에 의한 각종 병원균에 대한 생육 억제정도는 흑색썩음균핵병균, 고추 검은무의병균, 고추 탄저병균, 도라지 줄기마름병균, 고추 흰별무늬병균, 오이 균핵병균, 수박 덩굴쪼김병균 등에는 길항력을 나타내었으나 고추 역병균과 무 모잘록병균에서는 길항력이 아주 낮게 나타났다. 정제 chitinase에 의해 대파 흑색썩음균핵병 S.. cepivorum의 균사는 팽창과 균사 끝의 용균, 분해 및 변색현상을 관찰할 수 있었고 chitinase 기능과 Iysozyme 기능을 모두 가지고 있을 것으로 추정된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제36권4호
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• pp.268-275
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• 2008

경북포항지역의 해안사구지역에서 서식하는 11종의 해안사구 식물의 근권으로부터 1,330균주의 근권세균들을 분리하였다. 이들 분리된 근권세균등 중에서 9종의 주요 식물병원성 진균인 Phytophthora capsici, Fusarium oxysporum, Corynespora casriicola, Colletotrichum acutatum, Botrytis cinerea, Rhizoctonia solani AG-1(IA), Pythium ultimum, Rhizoctonia solani AG-1(IB)에 대하여 넓은 항진균성 스펙트럼을 가지고 동시에 생장촉진호로몬 옥신을 생산하는 23균주의 근권세균을 선발하였다. 1차 선발된 23균주의 옥신 생산성 사구식물근권세균들에서 19균주가 항진균성 siderophore를, 4균주가 항진균성 cellulase를 생산할 수 있었으며, 17균주는 불용성 인산염을 분해할 수 있었다. 또, 23균주의 선발된 사구식물생장 촉진 근권세균들은 16S rDNA 염기서열 조사와 Bergey's manual에 의하여 99%이상의 상동성을가지는 7균주의 Bacillus sp.균주들과 15균주 Pseudomonas sp.균주들로 동정할 수 있었다. 한편, 이들 중 다기능 사구식물생장촉진 근권세균인 Pseudomonas fluorescens IB4-14는 고염, 건조와 같은 환경스트레스에 저항성을 가질 수 있게 하는 ACC deaminase를 생산하므로써 식물생장촉진은 물론이고, 환경스트레스 저항성 기작을 가지는 다중기능 균주이었다. 또한, 선발된 옥신생산성 다기능 균주인 P. fluorescens IB4-14는 사구식물인 갯까치수영의 종자발아능과 뿌리생장촉진능에서 우수한 생육촉진능을 발휘함을 확인하였으므로 사구식물 복원에 사용할 미생물제제의 구성균주로 선발되었다고 생각한다.

• 식물병연구
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• 제12권3호
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• pp.254-259
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• 2006

버섯폐배지로부터 잡균의 증식을 최소화하기 위해 버섯폐배지현탁액을 nutrient agar(NA) 배지에 직접 혼합하여 분주한 결과 배양기에 출현한 균체수가 희석평판법에 의한 것보다 훨씬 적었으며 형태적으로 Bacillus 속 세균이 분리될 확률이 높았다. 대장균(E. coli) $DH5{\alpha}$에 대하여 항균력을 보이는 1차 분리 균주를 신령버섯폐배지에서 12균주, 양송이폐배지에서 10균주, 느타리폐배지는 20균주 등 총 42균주를 분리하였다. 1차 선발한 균주를 최소 배지상에서 8종의 중요 식물병원균과 대치 우수한 길항력을 나타내는 17개의 균주를 2차 선발하였는데 이 들 중에서 배지상에서 생장이 우수하고 중요 식물병원균에 대하여 넓은 길항력을 가지는 B23과 B42균주를 최종 선발하였다. 이들은 각각 Brevibaciilus brevis와 Bacillus stearothermophilus로 동정되었다. 이들 길항균의 효과를 높이고 안전화를 위해서 유기농업에서 활용가능한 전분과 글리세린 및 계란노른자를 보조제로 선발하였다. 길항균과 이들 보조제를 혼합할 경우 대부분의 처리에서 세균의 밀도가 30일간 효과적으로 유지되거나 증가되었다. B23 단독 처리의 경우에는 상추균핵병의 발병율이 약 28% 정도였으나 전분(starch)과 글리세롤(glycerol) 및 계란노른자(Egg yolk)를 각각 0.2% 혼합 처리시는 발병율이 5% 이하로 나타나 길항세균 단독으로 처리하였을 경우보다 상추균핵병원의 방제 상승효과를 확인하였다.

• 농약과학회지
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• 제15권4호
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• pp.495-501
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• 2011

한라산에서 해발 1000미터부터 100미터의 고도 간격으로 산림토양 샘플을 채집하고 총 398점의 토양 세균을 분리하여 항균 및 단백질 분해활성과 Auxin 생산특성을 규명하였다. 항균활성 균주를 선발하기 위해 주요 작물병원균 8종에 대하여 대치배양한 결과 여러 종의 병원균에 대해 항균활성을 가지는 26균주를 1차적으로 선발하였으며, 단백질 분해활성이 높은 34균주, Auxin을 생산하는 26균주도 함께 선발하였다. 토마토잿빛곰팡이병에 대한 생물검정 결과 Je28-4(Rhodococcus sp.)가 80%의 방제효과를 나타내었다. 한라산에서 분리한 항균 및 단백질 분해활성, Auxin 생산균주 중 대표적인 균주를 선발하여 종을 동정한 결과 다양한 속에 속하는 미생물이 동정되었으며 Bacillus 속이 12균주로 가장 많았고 Streptomyces 8균주, Paenibacillus 속 5균주, Chryseobacterium 속 5균주, Pseudomonas 속 4균주, Rahnella 속 2균주, Lysinibacillus 속 2균주, Burkholderia 속 2균주로 동정되었으며, Enterobacter, Janthinobacterium, Microbacterium, Rhodococcus, Sphingomonas 속은 각각 1균주씩 동정되었다. 본 실험 결과 선발된 균주들은 추후 다각도의 in vitro 검정 및 생물검정을 걸쳐 식물 생장촉진 및 병 방제용 다기능성 미생물 자재의 소재로 활용 가능성을 검토할 필요가 있다고 사료된다.

• 한국유기농업학회지
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• 제22권2호
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• pp.303-319
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• 2014

본 연구는 귀화식물인 Solidago altissima, Amaranthus retroflexus, Sida spinosa 등을 이용하여 친환경 농자재로 개발하기 위한 기초자료를 제공하기 위해 수용성 추출액의 농도에 따른 수용체 식물의 발아 및 유식물 생장과 실험 병원균의 생장을 조사하였다. 공여체식물에 따른 수용성 추출액 농도가 증가됨에 따라 대부분 검정식물의 상대발아율은 감소하는 경향을 보이는데 S. spinosa(r=-0.540, p<0.01), Physalis wrightii(r=-0.693, p<0.01), A. retroflexus(r=-0.724, p<0.01), S. altissima(r=-0.728, p<0.01), Eclipta prostrata(r=-0.779, p<0.01) 순으로 감소하는 경향이 큰 것으로 조사되었고 평균발아일수도 처리구 농도가 증가함에 따라 발아하는데 소요되는 시간이 증가 되었으며(r=0.769, p<0.01) 공여체식물과 검정식물에 따라 약간의 정도 차이를 보였다. 또한 공여체식물의 수용성 추출액 농도가 증가함에 따라 유식물의 지상부의 길이(r=-0.587, p<0.01), 지하부의 길이(r=-0.741, p<0.01), 생체량(r=-0.574, p<0.01)과 뿌리털의 발생도 감소하였다. 한편 공여체식물의 수용성추출액 농도 증가에 따른 검정 병원균의 생장은 Botrytis cinerea(r=-0.266, p<0.05), Diaporthe citri(r=-0.323 p<0.01), Colletotrichum gloeosporioides(r=-0.512, p<0.01), Pythium ultimum(r=-0.581, p<0.01), Rhizoctonia solani(r=-0.806, p<0.01) 순으로 생장이 억제되었다. 제초 및 항균활성을 보이는 수용체식물의 총 페놀 함량은 S. altissima $17.3{\pm}0.5mg/g$, A. retroflexus $13.1{\pm}0.3mg/g$, P. wrightii $12.0{\pm}0.4mg/g$, S. spinosa $9.5{\pm}0.1mg/g$, E. prostrata $4.1{\pm}0.1mg/g$ 순으로 분석되었다. 이들 결과를 종합하면 귀화식물인 수용체식물들은 자생식물과의 경쟁을 함에 있어 알레로패시 효과를 나타내는 페놀 화합물 등이 수관 내 토양으로 방출하여 하부식생에 대한 발아 및 생장과 토양미생물 생장 등에 영향을 주기 때문에 경쟁적 우위를 점하고 있으며, 천연제초제 살균제로서의 활용 가능성을 가지고 있는 것으로 판단된다.