• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권11호
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• pp.1617-1626
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• 2013

The Bacterial community structure and its complexity of the enrichment culture during the isolation and screening of imidacloprid-degrading strain were studied using denaturating gradient gel electrophoresis analysis. The dominant bacteria in the original tea rhizosphere soil were uncultured bacteria, Rhizobium sp., Sinorhizobium, Ochrobactrum sp., Alcaligenes, Bacillus sp., Bacterium, Klebsiella sp., and Ensifer adhaerens. The bacterial community structure was altered extensively and its complexity reduced during the enrichment process, and four culturable bacteria, Ochrobactrum sp., Rhizobium sp., Geobacillus stearothermophilus, and Alcaligenes faecalis, remained in the final enrichment. Only one indigenous strain, BCL-1, with imidacloprid-degrading potential, was isolated from the sixth enrichment culture. This isolate was a gram-negative rod-shaped bacterium and identified as the genus Ochrobactrum based on its morphological, physiological, and biochemical properties and its 16S rRNA gene sequence. The degradation test showed that approximately 67.67% of the imidacloprid (50 mg/l) was degraded within 48 h by strain BCL-1. The optimum conditions for degradation were a pH of 8 and $30^{\circ}C$. The simulation of imidacloprid bioremediation by strain BCL-1 in soil demonstrated that the best performance in situ (tea soil) resulted in the degradation of 92.44% of the imidacloprid (100 mg/g) within 20 days, which was better than those observed in the ex situ simulations that were 64.66% (cabbage soil), 41.15% (potato soil), and 54.15% (tomato soil).

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권10호
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• pp.1500-1509
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• 2020

Drought is a major abiotic factor and has drastically reduced crop yield globally, thus damaging the agricultural industry. Drought stress decreases crop productivity by negatively affecting crop morphological, physiological, and biochemical factors. The use of drought tolerant bacteria improves agricultural productivity by counteracting the negative effects of drought stress on crops. In this study, we isolated bacteria from the rhizosphere of broccoli field located in Daehaw-myeon, Republic of Korea. Sixty bacterial isolates were screened for their growth-promoting capacity, in vitro abscisic acid (ABA), and sugar production activities. Among these, bacterial isolates YNA59 was selected based on their plant growth-promoting bacteria traits, ABA, and sugar production activities. Isolate YNA59 highly tolerated oxidative stress, including hydrogen peroxide (H₂O₂) and produces superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), and ascorbate peroxidase (APX) activities in the culture broth. YNA59 treatment on broccoli significantly enhanced plant growth attributes, chlorophyll content, and moisture content under drought stress conditions. Under drought stress, the endogenous levels of ABA, jasmonic acid (JA), and salicylic acid (SA) increased; however, inoculation of YNA59 markedly reduced ABA (877 ± 22 ng/g) and JA (169.36 ± 20.74 ng/g) content, while it enhanced SA levels (176.55 ± 9.58 ng/g). Antioxidant analysis showed that the bacterial isolate YNA59 inoculated into broccoli plants contained significantly higher levels of SOD, CAT, and APX, with a decrease in GPX levels. The bacterial isolate YNA59 was therefore identified as Variovorax sp. YNA59. Our current findings suggest that newly isolated drought tolerant rhizospheric Variovorax sp. YNA59 is a useful stress-evading rhizobacterium that improved drought-stress tolerance of broccoli and could be used as a bio-fertilizer under drought conditions.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제16권10호
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• pp.1622-1628
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• 2006

Bacteria from the Methylobacterium genus, called pink-pigmented facultative methylotrophic bacteria (PPFMs), are common inhabitants of plants, potentially dominating the phyllosphere population, and are also encountered in the rhizosphere, seeds, and other parts of plants, being versatile in nature. The consistent success of the Methylobacterium plant association relies on methylotrophy, the ability to utilize the one-carbon compound methanol emitted by plants. However, the efficiency of Methylobacterium in plant growth promotion could be better exploited and thus has attracted increasing interest in recent years. Accordingly, the present study investigated the inoculation effects of Methylobacterium sp. strains CBMB20 and CBMB 110 on seed imbibition to tomato and red pepper on the growth and accumulation of phytohormone levels under gnotobiotic conditions. Seeds treated with the Methylobacterium strains showed a significant increase in root length when compared with either the uninoculated control or Methylobacterium extorquens $miaA^-$ knockout mutanttreated seeds. Extracts of the plant samples were used for indole-3-acetic acid (IAA), trans-zeatin riboside (t-ZR), and dihydrozeatin riboside (DHZR) assays by immunoanalysis. The treatment with Methylobacterium sp. CBMB20 or CBMB 110 produced significant increases in the accumulation of IAA and the cytokinins t-ZR and DHZR in the red pepper extracts, whereas no IAA was detected in the tomato extracts, although the cytokinin concentrations were significantly increased. Therefore, this study proved that the versatility of Methylobacterium as a plant-growth promoting bacteria could be better exploited.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권5호
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• pp.1029-1039
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• 2024

This study explores beneficial bacteria isolated from the roots and rhizosphere soil of Khao Rai Leum Pua Phetchabun rice plants. A total of 315 bacterial isolates (KK001 to KK315) were obtained. Plant growth-promoting traits (phosphate solubilization and indole-3-acetic acid (IAA) production), and antimicrobial activity against three rice pathogens (Curvularia lunata NUF001, Bipolaris oryzae 2464, and Xanthomonas oryzae pv. oryzae) were assessed. KK074 was the most prolific in IAA production, generating 362.6 ± 28.0 ㎍/ml, and KK007 excelled in tricalcium phosphate solubilization, achieving 714.2 ± 12.1 ㎍/ml. In antimicrobial assays using the dual culture method, KK024 and KK281 exhibited strong inhibitory activity against C. lunata, and KK269 was particularly effective against B. oryzae. In the evaluation of antimicrobial metabolite production, KK281 and KK288 exhibited strong antifungal activities in cell-free supernatants. Given the superior performance of KK281, taxonomically identified as Bacillus sp. KK281, it was investigated further. Lipopeptide extracts from KK281 had significant antimicrobial activity against C. lunata and a minimum inhibitory concentration (MIC) of 3.1 mg/ml against X. oryzae pv. oryzae. LC-ESI-MS/MS analysis revealed the presence of surfactin in the lipopeptide extract. The crude extract was non-cytotoxic to the L-929 cell line at tested concentrations. In conclusion, the in vitro plant growth-promoting and disease-controlling attributes of Bacillus sp. KK281 make it a strong candidate for field evaluation to boost plant growth and manage disease in upland rice.

• 한국토양비료학회지
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• 제25권4호
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• pp.370-377
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• 1992

작물재배기간중(作物栽培期間中) 재배작물(栽培作物)의 종류(種類), 잔사(殘渣)의 토양환원(土壤還元) 및 시비량(施肥량)을 달리 했을때 토양미생물(土壤微生物)의 종류(種類)와 수(數), 토양이화학성(土壤理化學性), 작물생육등(作物生育等)에 미치는 영향(影響)을 알고자 일연(一連)의 포장시험(圃場試驗) 및 실내시험결과(室內試驗結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 작물(作物)의 종류별(種類別) 미생물수(微生物數) 변화(變化)는 밭벼 재배토양(栽培土壤)에서 세균(細菌)과 방선균(放線菌) 수(數)가 많았으나 고추와 참깨재배토양(裁培土壤)에서 세균(細菌), 방선균(放線菌) 및 사상균수(絲狀菌數) 변화(變化)에는 크게 영향(影響)하지 않았다. 2. 생산된 작물잔사(作物殘渣)를 전양환원(全量還元)시 고추, 참깨, 대두(大豆) 및 밭벼토양(土壤) 모두 미생물수(微生物數) 증가(增加)를 보였으며 그 정도(程度)는 밭벼 재배시(栽培時) 세균(細菌)과 방선균(放線菌) 수(數)의 증가(增加)가 더욱 뚜렷하였다. 3. 시비량(施肥量)의 증가(增加)는 공시(供試)된 4개(個) 작물(作物)에서 모두 미생물수(微生物水)의 현저(顯著)한 감소(減少)를 보였으며 특(特)히 방선균(放線菌)의 감소(減少)가 더욱 현저(顯著)하였으며 수확후(收穫後) 미분해(未分解) 작물(作物) 잔사환원(殘渣還元)은 시비량증가(施肥量增加)로 인(因)한 미생물수(微生物數) 감소(減少)를 막아주는 완형작용(緩衡作用)의 기능(機能)을 보였다. 4. 공시토양(供試土壤)의 세균(細菌) 분리동정결과(分離同定結果) 바실러스속(屬)>리조비움속(屬)>아그로박테리움속(屬)>슈도모나스속(屬) 세균(細菌)의 순(順)으로 균수(菌數)가 많았으며 전체적(全體的)으로 볼때 그램양성균(陽性菌)이 그램음성균수(陰性菌數)보다 많았다. 5. 작물별(作物別) 세균(細菌)의 종난(種難)와 수(數)를 보면 바실러스속(屬) 세균(細菌)은 고추에서, 리조비움속(屬)은 대두(大豆)와 참깨에서, 아그로박테리움속(屬)은 대두(大豆) 및 참깨재배지(栽培地)에서 많은 수(數)를 보였다. 6. 미생물(微生物)의 서식지별(棲息地別) 수(數)는 근표면(根表面)이 토양(土壤)이나 근권(根圈)에 비해 수십배(數十培) 내지(乃至) 수백배(數百培) 이상(以上) 많았으며 다음은 근권(根圈)이었다. 바실러스속(屬), 리조비움속(屬) 및 슈도모나스속등(屬等)의 세균(細菌)은 근표면(根表面)에서 뚜렷이 많은 수(數)를 보였고 아그로박테리움속(屬) 세균(細菌)과 후사리움속(屬) 사상균(絲狀菌)은 근권(根圈)에서 많았다. 7. 작물재배지(作物栽培地) 토양(土壤)에서 미생물수변화(微生物數變化)에 미치는 영향(影響)은 기후(氣候)>작물(作物)>유기물(有機物)>시비양(施肥量)의 순(順)으로 컸다.

• 한국환경농학회지
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• 제32권2호
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• pp.148-154
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• 2013

본 연구는 CVX 바이러스저항성 삼각주 재배가 토양 미생물에 미치는 영향과 수평적 유전자 이동성을 확인하기 위해 수행되었다. 생육시기별 토양 세균과 방선균 군집밀도는 형질전환 삼각주 재배 토양의 미생물 군집밀도와 비형질전환 삼각주 군집밀도가 유사하여 토양 미생물에 미치는 영향은 유사할 것으로 추정되었다. 토양 미생물의 우점종은 Proteobacteria, Uncultured archaeon와 Uncultured bacterium으로 나타났으며, 형질전환 삼각주 재배 토양의 우점종과 비율은 거의 일정하게 유지되었다. 근권 토양 DNA의 DGGE 분석을 통해 형질전환 삼각주와 비형질전환 삼각주 토양 미생물 군집의 profile 변화는 나타나지 않았다. 형질전환 삼각주와 비형질전환 삼각주 재배 토양의 화학성은 차이가 없었다. 형질전환 삼각주에 도입된 유전자로 토양 DNA에 대한 PCR 분석결과, 도입 유전자의 잔존성이 길지 않아 수평적 유전자 이동 가능성은 희박할 것으로 추정되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제32권2호
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• pp.95-101
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• 2013

본 연구는 Protox 제초제내성 벼 재배가 토양 미생물에 미치는 영향과 수평적 유전자 이동성을 알아보기 위해 수행되었다. 생육단계별 토양 미생물 군집밀도의 경우 제초제내성 벼를 재배한 근권 토양 미생물 군집밀도가 비 형질전환 벼의 근권 토양과 유사하여 제초제저항성 벼 재배가 근권 토양 미생물에 미치는 영향은 비슷할 것으로 추정되었다. 근권 토양의 우점 미생물 분포 양상을 분석한 결과, Proteobacteria, Firmicutes와 Actinobacteria 순으로 나타났으며 우점종과 점유율은 거의 유사하였다. 근권 토양 DNA에 대한 DGGE 분석 결과, 제초제내성 벼와 비 형질전환 벼의 근권 토양 미생물 군집의 profile 변화는 나타나지 않았다. 제초제내성 벼 재배에 따른 토양 화학성을 분석한 결과, 비 형질전환 벼의 근권 토양간 화학성은 차이가 없는 것으로 나타났다. 제초제 내성 벼에 도입된 유전자군을 대상으로 근권 토양 DNA에 대한 PCR 분석 결과, 도입 유전자의 잔존성이 길지 않아 수평적 유전자 이동성은 희박할 것으로 추정되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권5호
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• pp.829-835
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• 2012

경제적 및 농업적 장점은 유전자 변형 작물 재배면적의 증가를 가져왔다. 그러나 유전자 변형 작물의 상업적 재배전에 유전자 변형 작물의 인간건강 및 환경에 미칠 잠재적 위해성에 대한 면밀한 검토가 필수적이다. 본 연구에서는 Bt벼의 토양미생물 군집에 미치는 영향을 조사하였다. 토양화학성분을 분석한 결과, Bt벼와 낙동벼 근권토양 간 화학성분의 유의성 있는 차이는 없는 것으로 조사되었다. 재배전, 재배초기, 최고분얼기의 토양미생물 군집밀도를 조사했을 때 Bt벼 근권토양의 세균, 방선균, 진균 군집밀도는 낙동벼와 유사한 수준으로 나타났다. 시기별 DGGE 분석결과 Bt 벼 근권토양 전체미생물상은 낙동벼와 차이가 없는 것으로 조사되었다. Pyrosequencing을 통한 Bt벼와 낙동벼의 미생물 군집조성을 조사한 결과 주요 미생물상 분포에 있어서도 매우 유사한 양상을 나타내었다. 위의 결과들을 종합해볼때 Bt 재배에 따른 토양미생물상에 미치는 영향은 미미한 것으로 사료된다. 수확 후 벼 잔존물이 토양환경에 미치는 영향에 대해서는 좀 더 연구가 진행되어야 할 것이다.

• 한국환경농학회지
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• 제29권3호
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• pp.293-299
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• 2010

본 연구의 목적은 Bt 배추의 토양미생물 군집에 미치는 영향을 조사하기 위한 것이다. 토양미생물 조사에 앞서 토양 화학성분을 분석한 결과, Bt 배추와 일반품종 배추 근권토양간 화학성분의 유의성 있는 차이는 없는 것으로 조사되었다. 생육 최대 성숙기의 토양미생물 군집밀도를 조사했을 때 Bt 배추 근권토양의 미생물 군집밀도 범위가 일반 배추 근권토양의 미생물 군집밀도 범위내에 속하는 것으로 나타났다. 월별 DGGE 분석결과 일반품종 배추 근권토양 미생물 군집에 비해 Bt 배추 근권토양 미생물 군집의 변이는 없었다. 형질전환 벡터 유래 유전자부위를 이용하여 유전자의 수평이동성을 조사했을 때 Bt 근권토양 유래 DNA에서는 벡터 유래 유전자가 검출되지 않았다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권5호
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• pp.689-699
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• 2020

Brevibacillus brevis GZDF3 is a gram-positive, plant growth-promoting rhizosphere bacterium (PGPR) isolated from the rhizosphere soil of Pinellia ternata (an important herb in traditional Chinese medicine). The GZDF3 strain produces certain active compounds, such as siderophores, which are the final metabolite products of non-ribosomal peptide synthetase (NRPS) and independent non-ribosomal peptide synthetase (NIS) activity. With the present study, we attempted to investigate the siderophore production characteristics and conditions of Bacillus sp. GZDF3. The antibacterial activity of the siderophores on pathogenic fungi was also investigated. Optimal conditions for the synthesis of siderophores were determined by single factor method, using sucrose 15 g/l, asparagine 2 g/l, 32℃, and 48 h. The optimized sucrose asparagine medium significantly increased the production of siderophores, from 27.09% to 54.99%. Moreover, the effects of different kinds of metal ions on siderophore production were explored here. We found that Fe³⁺ and Cu²⁺ significantly inhibited the synthesis of siderophores. The preliminary separation and purification of siderophores by immobilized-metal affinity chromatography (IMAC) provides strong antibacterial activity against Candida albicans. The synergistic effect of siderophores and amphotericin B was also demonstrated. Our results have shown that the GZDF3 strain could produce a large amount of siderophores with strong antagonistic activity, which is helpful in the development of new biological control agents.