• The Plant Pathology Journal
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• 제25권4호
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• pp.333-343
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• 2009

Here, we show that an endophytic bacterial strain, Enterobacter asburiae B1 exhibits the ability to elicit ISR in cucumber, tobacco and Arabidopsis thaliana. This indicates that strain B1 has a widespread ability to elicit ISR on various host plants. In this study, E. asburiae strain B1 did not show antifungal activity against tested major fungal pathogens, Colletotrichum orbiculare, Botrytis cinerea, Phytophthora capsici, Rhizoctonia solani, and Fusarium oxysporum. Moreover, the siderophore production by E. asburiae strain B1 was observed under in vitro condition. In greenhouse experiments, the root treatment of strain B1 significantly reduced disease severity of cucumber anthracnose caused by fungal pathogen C. orbiculare compared to nontreated control plants. By root treatment of strain B1 more than 50% disease control against anthracnose on cucumber was observed in all greenhouse experiments. Simultaneously, under the greenhouse condition, the soil drench of strain B1 and a chemical inducer benzothiadiazole (BTH) to tobacco plants induced GUS activity which is linked with activation of PR promoter gene. Furthermore, in Arabidopsis thaliana plants the soil drench of strain B1 induced the defense gene expression of PR1 and PDF1.2 related to salicylic acid and jasmonic acid/ethylene signaling pathways, respectively. In this study, for the main focus on root colonization by strain B1 associated with defense responses, bacterial cells of strain B1 was tagged with the gfp gene encoding the green fluorescent protein in order to determine the colonization pattern of strain B1 in cucumber. The gfp-tagged B1 cells were found on root surface and internal colonization in root, stem, and leaf. In addition to this, the scanning electron microscopy observation showed that E. asburiae strain B1 was able to colonized cucumber root surface.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권12호
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• pp.1724-1734
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• 2010

A phosphate-solubilizing bacterial strain isolated from Hippophae rhamnoides rhizosphere was identified as Rahnella sp. based on its phenotypic features and 16S rRNA gene sequence. The bacterial strain showed the growth characteristics of a cold-adapted psychrotroph, with the multiple plant growth-promoting traits of inorganic and organic phosphate solubilization, 1-aminocyclopropane-1-carboxylate-deaminase activity, ammonia generation, and siderophore production. The strain also produced indole-3-acetic acid, indole-3-acetaldehyde, indole-3-acetamide, indole-3-acetonitrile, indole-3-lactic acid, and indole-3-pyruvic acid in tryptophan-supplemented nutrient broth. Gluconic, citric and isocitric acids were the major organic acids detected during tricalcium phosphate solubilization. A rifampicin-resistant mutant of the strain exhibited high rhizosphere competence without disturbance to the resident microbial populations in pea rhizosphere. Seed bacterization with a charcoal-based inoculum significantly increased growth in barley, chickpea, pea, and maize under the controlled environment. Microplot testing of the inoculum at two different locations in pea also showed significant increase in growth and yield. The attributes of cold-tolerance, high rhizosphere competence, and broad-spectrum plant growth-promoting activity exhibited the potential of Rahnella sp. BIHB 783 for increasing agriculture productivity.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권1호
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• pp.105-115
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• 2019

Saline or alkaline condition in soil inhibits growth of most crop plants and limits crop yields in many parts of the world. Augmenting an alkaline soil with alkali-tolerant bacteria capable of promoting plant growth can be a promising approach in expanding fertile agricultural land. Near-shore environments of Dokdo Island, a remote island located in the middle of the East Sea, appear to have patches of seawater-influenced haloalkaline soil that is unsupportive for growth of conventional plants. To exploit metabolic capacities of alkali-tolerant bacteria for promoting plant growth in saline or alkaline soils, we isolated of alkali-tolerant bacteria from near-shore soil samples in Dokdo and investigated properties of the isolates. Alkali-tolerant bacteria were selectively cultivated by inoculating suspended and diluted soil samples on a plate medium adjusted to pH 10. Fifty colonies were identified based on their $GTG_5$-PCR genomic fingerprints and 16S rRNA gene sequences. Most isolates were affiliated to alkali-tolerant and/or halotolerant genera or species of the phyla Firmicutes (68%), Proteobacteria (30%) and Actinobacteria (2%). Unlike the typical soil bacterial flora in the island, alkali-tolerant isolates belonged to only certain taxa of terrestrial origin under the three phyla, which have traits of plant growth promoting activities including detoxification, phytohormone production, disease/pest control, nitrogen-fixation, phosphate solubilization or siderophore production. However, Firmicutes of marine origin generally dominated the alkali-tolerant community. Results of this study suggest that haloalkaline environments like Dokdo shore soils are important sources for plant growth promoting bacteria that can be employed in bio-augmentation of vegetation-poor alkaline soils.

• 한국유기농업학회지
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• 제29권2호
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• pp.257-273
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• 2021

취나물 재배 시 문제가 되는 점무늬병(Septoria sp.)에 대해 항균활성을 나타내는 세균 P. polymyxa JE201를 분리하였다. JE201 균주를 이용하여 점무늬병 방제효과 포장검정을 시행한 결과, 대조구로 사용한 세레나데 맥스와 비슷한 정도의 방제효과를 나타낼 정도로 효과가 있었으며, 다른 식물 병원성 진균에 대한 항균활성 스펙트럼을 조사한 결과, 10종 중 9종에 대해서도 균사생장억제력이 크게 나타나는 것으로 보아, 앞으로 추가적인 연구를 통해 다른 병에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 미생물학회지
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• 제52권4호
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• pp.437-443
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• 2016

여러 토양에서 분리한 400여 개의 방선균 균주에 대해 4가지 식물병원성 진균에 대한 항진균 활성을 조사하였으며 그 중 Streptomyces costaricanus HR391 균주는 PDB 배지에서 식물병원성 진균인 Fusarium oxysporum f. sp. raphani, F. oxysporum f. sp. niveum, F. oxysporum f. sp. lycopersici와 Rhizoctonia solani의 균사 생장을대조군과 비교하여 각각 26.5, 26.2, 21.2와 23.8% 저해하였다. S. costaricanus HR391은 항진균물질인 siderophore를 $98{\mu}M$을 생성할 뿐만 아니라 유화활성을 나타내며 막지질을 파괴할 수 있는 생물계면활성제인 rhamnolipid와 lipopeptide인 iturin A와 surfactin를 생성하였다. 또한 진균 세포막을 분해할 수 있는 chitinase와 glucanase 활성도 나타내었으며 병원균의 막을 파괴하는 AMP와 항생물질 phenazine도 분비하였다. 이외에도 식물생장 촉진활성을 갖는 zeatin, gibberellin과 indole acetic acid 같은 식물호르몬도 생성하였다. 이와 같이 항진균 활성을 나타내는 S. costaricanus HR391 균주는 다양한 종류의 항진균 물질의 상승작용과 더불어 높은 생물계면활성이 본 균주의 항진균 활성에 큰 역할을 하는 것으로 보이며 친환경적인 생물학적 항진균제로서 활용이 가능할 것으로 기대된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제50권2호
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• pp.95-100
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• 2007

식물성장 촉진호르몬인 auxin, 식물병원성 진균을 방제하는 siderophore 그리고 cellulase를 동시에 생산하는 PGPR균이자 생물방제균인 Bacillus licheniformis K11의 cellulase의 유전자를 PCR을 이용해 pUC18에 재조합 후 E. coli DH5${\alpha}$에 cloning하였으며, 이 형질전환 된 균주를 E. coli DH5${\alpha}$(pCW 77)라 하였다. 형질전환 균주 E. coli DH5${\alpha}$(pCW 77)는 B. licheniformis K11의 1.6kb 유전자를 포함하며, 이 cellulase는 1,479 bp, 499개의 amino acid가 암호화된 것으로 추정된다. 형질전환균주가 생산하는 cellulase(CelW)는 lac 프로모터를 이용해 발현되었으며, CMC-SDS-PAGE의 방법으로 약 55 kDa의 분자량을 확인하였다. B. licheniformis K11의 cellulase는 4종의 대표적인 Bacillus spp. 들이 생산하는 cellulase의 아미노산 배열이 97% 이상 일치하였다. CelW는 carboxymethyl-cellulose(CMC) 뿐만 아니라 불용성 섬유소인 Avicel, Filter paper(Whatman$^{\circledR}$ No. 1)는 물론이고 고추역병균 P. capsici의 건조 cell wall도 분해하였다. CMC를 기질로 60$^{\circ}C$에서 효소활성이 가장 높았으며, 최적 pH는 pH 6.0이었다. 그리고 CoCl$_2$ 또는 MnSO$_4$ 첨가시 활성이 2배 이상 증가하였지만, FeCl$_3$ 또는 HgCl$_2$ 첨가 시는 활성이 20% 이하로 떨어졌고, SDS와 sodium azide 등 여러 화학 저해제들을 첨가하여도 87% 이상의 활성을 유지하였다. 이 결과들은 B. licheniformis K11이 식물뿌리에 근권 microflora형성의 중요한 요인으로 작용할 수 있고, 생물방제력을 발휘하는 식물병원성 진균의 세포벽 분해 cellulase 기능 연구를 가능케 하여 식물병의 생물학적 방제 연구에 기초가 될 것이라 생각된다.

• 식물병연구
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• 제26권4호
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• pp.210-221
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• 2020

곤충은 장내에 서식하고 있는 미생물과 상호작용을 통해 공생하는 것으로 알려져 있으며, 이러한 공생자는 공진화를 통하여 극한 환경에서도 서식을 가능하게 한다. 이러한 관점에서 토양 속에서 부엽토와 식물 잔재를 먹고 사는 장수풍뎅이 유충의 장내에 존재하는 공생자는 식물병원균을 방제하는 데 유용한 미생물이 존재할 것으로 생각된다. 따라서, 식물병원균에 대해 활성을 갖는 유용 미생물 10종을 장수풍뎅이 유충의 소화기관 전장, 중장, 후장으로부터 분리하였다. 분리된 10종의 유용 미생물은 유묘 검정을 통하여 토마토 잿빛곰팡이병, 배추 뿌리혹병, 고추 탄저병, 고추 역병에 대하여 강력한 항균 활성을 확인하였다. 10종의 항균활성 미생물은 형태적 특성과 16s rRNA gene 분석으로 Bacillus속 4종, Paenibacillus속 3종 및 Streptomyces속 3종으로 동정되었다. 유용 미생물은 인산 가용화, indole-3-acetic acid, siderophore 생성 활성이 우수하며 진균외막가수분해 효소인 β-1,3-glucanase, pretease 활성을 보였다. 10종의 유용 미생물 중, DM152 균주는 토마토와 고추 식물체의 모든 기관에서 생장을 촉진시켰다. 따라서, 장수풍뎅이 유충의 소화기관으로부터 분리된 10종의 장내 미생물은 생물학적 방제제 및 생물비료의 활용 가능성을 나타내었다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제66권
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• pp.394-403
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• 2023

지속 가능하고 친환경적인 농업 관행을 추구하기 위해 우리는 40년이 넘는 장기간 동안 화학 비료를 사용하지 않은 토양에 서식하는 근권 박테리아에 대한 광범위한 연구를 수행하였다. 이번 조사를 통해 식물생장촉진 근권박테리아 총 80종을 분리하고 이들의 식물생장 증진 가능성을 평가했다. 이러한 분리균중에서 Burkholderia cepacia CD2는 가장 우수한 식물 성장촉진 활성과 생장능을 나타내어 추가 분석을 위한 최적의 후보균주로 선정되었다. Burkholderia cepacia CD2는 인 가용화 능력, 사이드로포어 생산, 탈질화 능력, 아질산 이온 활용능력 및 요소분해효소 활성을 포함하여 식물 성장에 도움이 되는 다양한 유익한 특성을 나타내었다. 이러한 특성은 식물의 성장과 발달에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 잘 알려져 있다. 균주의 분류학적 분류를 검증하기 위해 16S rRNA 유전자 서열분석을 통해 Burkholderia 속 내 위치를 확인하여 계통발생 관계에 대한 추가 통찰력을 제공하였다. 식물 생장 촉진 특성의 기본 메커니즘을 더 깊이 조사하기 위해 우리는 CD2에서 식물 생장촉진과 관련된 특정 유전자의 존재를 확인하려고 하였다. 이를 달성하기 위해 옥스포드 나노포어를 활용하여 전장 유전체 시퀀싱을 수행하였다. CD2 게놈에 대한 전장유전체 분석을 통해 식물 생장 개선에 중추적 요인으로 생각되는 하위 시스템 기능을 확인하였다. 이러한 발견을 바탕으로 Burkholderia cepacia CD2는 미생물 비료로 작용하여 화학 비료에 대한 지속 가능한 대안을 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있다는 결론을 내릴수 있다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제22권3호
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• pp.186-192
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• 1983

오이덩굴쪼김병균 Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum의 소형분생포자는 물한천배지상에서 Fe-EDDHA를 처리하였을 때 시간이 경과됨에 따라 발아율이 증가되어 무처리와 유의차를 보이지 않았으나 발아관의 길이는 현저하게 짧았다. Pseudomonas putid의 Siderophore를 처리하였을 때는 포자의 발아율과군사신장이 모두 현저하게 억제되었다. 토양중에 형성된 후막포자가 발아하는데 필요한 영양물질로 Glucose; Peptone을 각각 $0.25\%$씩 첨가하였을 때 $90\%$에 달하는 높은 발아율을 나타냈고, Glucose $0.25\%$와 Asparagine $0.25\%$를 첨가한 처리도 $86\%$의 발아율을 보였다. 오이의 근권토양에서 후막포자는 발아후 10일된 유묘에서 $25\%$의 발아율을 보인 반면 2일된 유묘에서는 $14\%$ 정도 밖에 안되었으며, 10일 이상 경과된 묘에서도 발아율이 증가되지 않았다. 근권토양에 Fe-EDDHA를 첨가한 처리와 P. putida를 접종한 처리는 후막포자의 발아를 현저히 억제하였으며, 근권부위에 영양물질을 첨가한 처리에서도 같은 경향이었다. 그러나 비근권토양에 영양물질을 첨가하여 후막포자를 발아시켰을 경우 Fe-EDDHA나 P. putida의 발아 억제 효과가 뚜렷하게 인정되지 않았다. 근권토양에서 후막포자 발아 억제효과는 Fe-EDDHA보다 P. putida를 접증한 처리가 더 큰것으로 나타났다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권3호
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• pp.480-491
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• 2017

Fluorescent pseudomonads have been isolated from halophytes, mesophytes, and xerophytes of Pakistan. Among these, eight isolates, GS-1, GS-3, GS-4, GS-6, GS-7, FS-2 (cactus), ARS-38 (cotton), and RP-4 (para grass), showed antifungal activity and were selected for detailed study. Based on biochemical tests and 16S rRNA gene sequences, these were identified as strains of P. chlororaphis subsp. chlororaphis and aurantiaca. Secondary metabolites of these strains were analyzed by LC-MS. Phenazine-1-carboxylic acid (PCA), 2-hydroxy-phenazine, Cyclic Lipopeptide (white line-inducing principle (WLIP)), and lahorenoic acid A were detected in variable amounts in these strains. P. aurantiaca PB-St2 was used as a reference as it is known for the production of these compounds. The phzO and PCA genes were amplified to assure that production of these compounds is not an artifact. Indole acetic acid production was confirmed and quantified by HPLC. HCN and siderophore production by all strains was observed by plate assays. These strains did not solubilize phosphate, but five strains were positive for zinc solubilization. Wheat seedlings were inoculated with these strains to observe their effect on plant growth. P. aurantiaca strains PB-St2 and GS-6 and P. chlororaphis RP-4 significantly increased both root and shoot dry weights, as compared with uninoculated plants. However, P. aurantiaca strains FS-2 and ARS-38 significantly increased root and shoot dry weights, respectively. All strains except PB-St2 and ARS-38 significantly increased the root length. This is the first report of the isolation of P. aurantiaca from cotton and cactus, P. chlororaphis from para grass, WLIP and lahorenoic acid A production by P. chlororaphis, and zinc solubilization by P. chlororaphis and P. aurantiaca.