• 제목/요약/키워드: soil microbes

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작물근계(作物根系) 협생질소(協生窒素) 고정미생물(固定微生物)에 관(關)한 연구(硏究) -I보(報) : 논 토양(土壤) 잡초근계(雜草根系) 협생질소(協生窒素) 고정미생물(固定微生物)의 분포(分布)와 질소고정(窒素固定) (Studies on the Associative N2-fixing Microbes in Crop Root Systems -I. Associative Nitrogen Fixation by Azospirillum Isolated from Weed Roots grown Rice Paddy Field and its Distribution)

  • 류진창;이상규;박준규;고재영;조무제
    • 한국토양비료학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.415-427
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    • 1984
  • 수도재배(水稻栽培)(유수형성기(幼穗形成期)) 포장(圃場)에 자생(自生)하고 있는 잡초(雜草)와 벼(복광(福光)벼) 및 두과작물(荳科作物)의 근계(根系)에 협생(協生)하는 질소고정미생물(窒素固定微生物)인 Azospirillum 속(屬)의 질소고정력(窒素固定力)의 발현양상(發現樣相)과 숙주별(宿主別) 이들 균(菌)의 분포(分布)를 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 벼, 잡초(雜草) 및 두과작물(荳科作物)의 근계(根系)(근표면(根表面), 근조직내부(根組織內部))에 협생질소고정미생물(協生窒素固定微生物)인 Azospirillum 속(屬)이 널리 공존(共存)하고 있었다. 2. 근조직내부(根組織內部)(inner root solutions)에서 Azospirillum spp. 균(菌)이 발현(發現)한 질소고정력(窒素固定力)은 16~53 n mole/tube hr의 범위(範圍)였으며, 특(特)히 돌피, 바람하늘지기 및 물닭개비의 근계(根系)에서 높은 질소고정력(窒素固定力)을 보였다. 3. 작물근계별(作沕根系別)로 Aaospirllum속(屬)의 질소고정균(窒素固定菌)을 계대배양(繼代培養)하였을 때의 질소고정력(窒素固定力)은 근조직내부(根組織內部)(histosphere; 6~39 n mole/tube hr) 보다 근표면(根表面)(rhizoplane; 1~260 n mole/tube hr)에서 분리(分離)한 균주(菌株)가 높은 질소고정력(窒素固定力)을 보였으며, 벼, 바람하늘지기, 물닭개비 및 콩 등(等)의 근표면(根表面) 분리균주(分離菌株)는 100 n mole/tube hr 이상(以上)으로 현저(顯著)히 높은 질소고정력(窒素固定力)을 나타내 있다. 4. 화본과작물(禾本科作物)(벼, 돌피), 알방동사니 및 자귀풀(근표면(根表面), 근조직내부(根組織內部))에서는 A. brasilense의 협생질소고정균(協生窒素固定菌)이 우점(優點)하였고, 그 외(外) 작물근계(作物根系)는 A. lipoferum과 A. brasiilene의 양균(兩菌)이 상호(相互) 협생(協生)하고 있었다. 한편(便) A. brasilense 균(菌)중에는 $nir^+$(탈질형균(脫窒型菌))와 $nir^-$(비탈질형균(非脫窒型菌))의 양특성형균(兩特性型菌)이 동일숙주내(同一宿主內)의 근계(根系)에 공존(共存)하였다. 5. 공시작물(供試作物) 근계(根系)에서 분리동정(分離同定)한 Azospirillum spp. 의 협생질소고정균(協生窒素固定菌)을 현미경(顯微鏡)으로 형태(形態)를 관찰(觀察) 한 결과(結果), A. lipoferum와 A. brasilense의 양균(兩菌)은 S자(字)모양의 간균(桿菌)으로 양극편모(兩極鞭毛)(single polpr flagellum)을 갖고 있었다.

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도심공원으로부터 산내성 xylanase를 생산하는 박테리아 분리 및 효소학적 특성 (Isolation and biochemical characterization of acid tolerance xylanase producing Bacteria, Bacillus sp. GJY from city park soil)

  • 장민영;박화랑;이총규;추갑철;조현서;박삼봉;오기철;김봉규
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제60권1호
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    • pp.79-86
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    • 2017
  • 토양 내에 존재하는 미생물은 다양한 종류의 다당류 분해 효소들을 생산함으로써 토양의 비옥도 증진뿐만 아니라 토양내의 생태계를 건전하게 유지하게 위해 중요한 역할을 한다. 본 연구는 경남과학기술대학교에 위치한 쥬라기숲에서 0.4 % carboxymethyl cellulose와 0.01 % trypan blue가 첨가된 LB agar plate를 이용하여 CMCase와 xylanase를 생산하는 박테리아를 분리하였다. 16S rRNA 유전자 염기서열 분석과 API kit 분석을 바탕으로 분리된 박테리아는 Bacillus 종에 속하는 것으로 동정되었으며, Bacillus sp. GJY으로 명명하였다. Bacillus sp. GJY에서 CMCase와 xylanase의 활성을 책임지고 있는 단백질을 알아보기 위하여 Zymogram 분석을 실시하였다. 그 결과 CMCase의 경우 약 28 kDa 크기에 xylanase의 경우 약 25 kDa 크기에 활성밴드가 하나씩 존재하였다. Bacillus sp. GJY의 최적 생장온도는 $37^{\circ}C$이었으며, CMCase와 xylanase의 활성은 배양 후 12시간에 최고에 달하였다. CMCase의 경우 pH 5.0, 온도 $40^{\circ}C$에서 최적의 활성을 보인 반면, xylanase는 pH 4.0, $40^{\circ}C$에서 최적의 활성을 보였다. CMCase와 xylanase 모두 40, $50^{\circ}C$에서는 열 안정성을 보였지만, $60^{\circ}C$ 이상에서는 두 효소의 열 안정성이 급격하게 감소하는 경향을 보였다.

산란계 감염 살모넬라균 억제에 대한 감귤박 특이 발효 미생물 제제의 사료 첨가 효과 (Prevention of Salmonella Infection in Layer Hen Fed with Microbial Fermented Citrus Shell)

  • 강태윤;강승태;인용호;이양호;조돈영;이성진;손원근;허문수;정동기
    • 생명과학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.190-196
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    • 2010
  • 안전한 먹거리 생산은 축산물의 사육에서부터 시작된다. 현재 병원성 바이러스 및 균에 의해 먹거리의 안전성이 위협을 받고 있으며, 또한 항생제의 남용으로 인하여 병원성 균이 면역력을 갖게 되고 그에 따라 슈퍼 박테리아 등이 계속 생겨나고 있는 추세이다. 이런 시점에 항생제 대체 물질 개발이 절실하게 요구되고 있다. 이에 본 연구는 안전한 축산물생산과 국민의 식품안전의 최초단계인 축산업에서 항생제를 대체할 천연항생 사료첨가제를 개발하고자 본 실험을 실시하였다. 본 연구에서는 감귤박 특이 균주, 토양미생물 균주, Coenzyme Q10을 이용하였고, 무 항생제사료에 첨가하였다. 병아리 때 일정 기간 동안 사료첨가제를 급여 후 살모넬라균(Salmonella gallinarium)을 구강을 통해 주입하였다. 그리고 일정시간 동안 혈액과 분변을 채취하고 배지를 이용 살모넬라균 검사를 실시하였으며, 결과적으로 감귤박 특이 균주에서 가장 좋은 억제 효과를 얻었다. 이 결과를 살펴볼 때 병아리에서는 이러한 첨가제들이 장내 다른 병원성 균이 선점하지 못하도록 하는 것으로 사료된다. 장기의 해부를 통해서 장기의 손상 상태를 확인한 결과 감귤박 특이 균주 첨가제인 경우 간장색의 선홍색인 반면 일반 항생제 및 무 항생제 사료는 간장의 색의 황색으로 변한 것으로 미뤄 보아서 첨가제의 효과로 살모넬라균이 억제되어 간장의 손상을 방지한다는 효과를 얻었다. 이러한 결과는 천연항생제를 이용한 사육 기반 확립은 물론 먹거리 안전성을 보장하며, 사육부산물은 식물재배의 비료로 이용하여 완전 순환농업을 위한 좋은 재료가 될 수 있을 것으로 사료된다.

수종 나자식물의 잎 수용 추출액이 무궁화의 품종별 종자발아와 유식물 및 초기생장에 미치는 영향 (Effect of Leaf Aqueous Extracts from Some Gymnosperm Plant on the Seed Germination, Seedling Growth and Transplant of Hibiscus syriacus Varieties)

  • 배병호;김용옥
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제26권1호
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    • pp.39-47
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    • 2003
  • 나자식물 5종의 잎 수용 추출액과 무궁화 4품종간의 allelopathy 현상을 조사하였다. 이들 수용 추출액의 총 phenolic compound 함량은 리기다소나무가 2.21 mg/L, 그리고 생육지의 수관 내 토양 총 phenolic compound 함량은 잣나무가 1.38 mg/L로 가장 높았다. 그리고 HPLC를 이용하여 phenolic compound의 성분을 분석한 결과 14종을 확인하였고, 그 중 리기다소나무의 phenolic compound함량은 320.56 g/mg으로 가장 높았으며 특히 5-sulfosalicylic acid가 312.55 g/mg로 분석되었다. 수용 추출액의 총 phenolic compound 함량과 pH와는 상관관계가 없었으나 총 phenolic compound는 공여체 식물의 수관내 토양 pH에 변화를 보이고 있다. 무궁화의 종자발아 실험에서 수용 추출액의 임계농도는 25%였으며 이 경우 잣나무의 수용 추출액은 4품종의 상대종자발아율이 대조구와 유사하거나 약간의 발아 촉진현상이 나타났고, 도입종인 캄판화 종자는 모든 수용추출액의 처리구에서 대조구보다 촉진되었다. 또한 유식물 생장에서 서호향은 대조구보다 처리구의 지상 및 지하부의 생장이 모두 촉진되었으며 그 외 품종들의 지상부 생장은 대조구와 유사하고 지하부는 촉진되었다. 또한 실외의 초기생장에서 서호향은 대조구보다 처리구에서 촉진되었고 그 외 품종은 대조구와 유사하거나 감소하고 건중량은 서호향이 모든 처리구에서 대조구보다 촉진되었고 그 외의 품종은 대부분 대조구보다 억제되었다. 엽록소의 함량은 대조구와 비교하여 고요로와 서호향의 품종에서 약간의 촉진현상이 있었으나 그외에서는 유의한 차이가 없었다. 그러므로 5종의 나자식물 수용 추출액은 무궁화의 4품종 중에서 서호향은 생장의 촉진을, 그리고 다른 품종들은 억제 시키는 경향을 보이는 것으로 나타났다.로그램이 다양하지 못하였다. 그러므로 효율적인 사별관리를 위해 사별관리 프로그램이 개발되어야 하며 관리운영자의 전문적인 교육과 봉사자 교육 및 훈련이 있어야 하고 사별자의 개별성과 요구에 적합한 접근방법이 모색되어야 한다. 앞으로 한국실정에 맞는 토착화된 사별관리를 위한 다각적인 연구가 시도되어야 하며 이를 실무에 적용시켜야 한다.ssumption, additional study is needed to examine the relationship between the levels of microbes and excessive concentrations of EA, and borate at a high pH level.부정적인 반응을 보였다. '한국음식을 더 많이 해서 전통음식과 친밀한 장소로 발전시키자', '계절식품을 이용하고 비슷한 종류의 음식은 빼서 가격을 낮추자', '연령에 따라서, 또, 성인에서는 성별에 따라 가격 차이를 두자'는 의견 등이 있었다.이용한 배반포의 체외생산에 있어서 배양액내 항산화제의 첨가는 체외성숙단계에서만 효과적이었다. 이것은 아마도 항산화제가 체외성숙 시 난포란 내에서 일어나는 여러 가지 생화학 반응의 처리시간과 관련하여 활성화시킴으로써 난포란의 생존력을 높인 것이라고 사료되기 때문에 앞으로는 돼지 난포란의 효율적인 체외성숙에 대해서 배양액내 첨가물질은 물론 나아가서 방법론적인 측면에서 더욱 연구되어져야 할 것이다.ed from Nusselt's film condensation theory on tilted plate. Using those two expressions, a correlation was formulated as a function of heat flux and tilt angle, to determine the total thermal resistance of a tilted thermosyphon. The

습지 토양 내 체외효소 활성도를 조절하는 인자에 대한 고찰 (A review of factors that regulate extracellular enzyme activity in wetland soils)

  • 김하련
    • 미생물학회지
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    • 제51권2호
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    • pp.97-107
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    • 2015
  • 육상과 수계의 전이지대에 위치한 습지는 빈번한 침수, 육상생태계로부터의 영양염류의 유입, 수계와 토양에 적절하게 적응된 식생의 존재 및 토양 내 산소 결핍과 같은 독특한 특징을 가지고 있다. 이러한 생지화학적 특성과 독특한 식생의 존재는 유기물의 분해과정에 물리적 화학적 영향을 미치고 있는데, 특히 미생물에서 생산되는 체외효소 활성도는 유기물의 분해 과정과 관련을 맺고 있다. 체외효소는 고분자 유기물을 간단한 형태의 유기탄소, 무기 질소, 인, 황으로 분해하여 미생물과 식물이 용이하게 이들 영양물질을 흡수할 수 있도록 도움을 주기 때문에, 체외효소에 대한 연구는 습지 토양 내에서의 유기물 분해와 물질순환의 기작을 이해하는 데 필수적인 요소이다. 본 연구는 습지 토양 내 ${\beta}$-glucosidase, ${\beta}$-N-acetylglucosaminidase, phosphatase, arylsulfatase, phenol oxidase와 같은 체외 효소활성도에 영향을 미치는 물리적 생지화학적 요소가 무엇인지 문헌연구를 통하여 고찰하였다. 물리적 요소로써, pH와 유기물의 입자 크기는 체외효소 활성도에 크게 영향을 미치지 않았으나, 온도에 대한 영향은 미생물의 극한 온도에서의 적응성 정도에 따라 다양하게 나타났다. 화학적 요소로써, 탄소, 질소, 인의 첨가는 습지 토양의 영양상태, C:N 비율과 제한 요소, 및 체외효소의 종류에 따라 그 영향이 다양하게 발현되었다. 특히, 유기물의 기질 특성(Substrate quality)은 다른 어떤 요소보다도 체외효소 활성도에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 연구 과제로써는 기후 변화와 질소 침적의 증가에 따른 효소 활성도의 변화 및 분자생물학적 접근을 통한 미생물 군집과 체외효소 기능간의 관계를 규명하는 연구가 필요하다. 또한, 습지 토양내 체외효소 활성도를 극대화 할 수 있는 환경을 조성함으로써, 앞으로 습지 토양이 오염물질을 제거하고 습지의 생태학적 기능을 최대화 할 수 있는 연구가 요구된다.

Brief Introduction of Research Progresses in Control and Biocontrol of Clubroot Disease in China

  • He, Yueqiu;Wu, Yixin;He, Pengfei;Li, Xinyu
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2015년도 춘계학술대회 및 임시총회
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    • pp.45-46
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    • 2015
  • Clubroot disease of crucifers has occurred since 1957. It has spread to the whole China, especially in the southwest and nourtheast where it causes 30-80% loss in some fields. The disease has being expanded in the recent years as seeds are imported and the floating seedling system practices. For its effective control, the Ministry of Agriculture of China set up a program in 2010 and a research team led by Dr. Yueqiu HE, Yunnan Agricultural University. The team includes 20 main reseachers of 11 universities and 5 institutions. After 5 years, the team has made a lot of progresses in disease occurrence regulation, resources collection, resistance identification and breeding, biological agent exploration, formulation, chemicals evaluation, and control strategy. About 1200 collections of local and commercial crucifers were identified in the field and by artificiall inoculation in the laboratories, 10 resistant cultivars were breeded including 7 Chinese cabbages and 3 cabbages. More than 800 antagostic strains were isolated including bacteria, stretomyces and fungi. Around 100 chemicals were evaluated in the field and greenhouse based on its control effect, among them, 6 showed high control effect, especially fluazinam and cyazofamid could control about 80% the disease. However, fluzinam has negative effect on soil microbes. Clubroot disease could not be controlled by bioagents and chemicals once when the pathogen Plasmodiophora brassicae infected its hosts and set up the parasitic relationship. We found the earlier the pathogent infected its host, the severer the disease was. Therefore, early control was the most effective. For Chinese cabbage, all controlling measures should be taken in the early 30 days because the new infection could not cause severe symptom after 30 days of seeding. For example, a biocontrol agent, Bacillus subtilis Strain XF-1 could control the disease 70%-85% averagely when it mixed with seedling substrate and was drenching 3 times after transplanting, i.e. immediately, 7 days, 14 days. XF-1 has been deeply researched in control mechanisms, its genome, and development and application of biocontrol formulate. It could produce antagonistic protein, enzyme, antibiotics and IAA, which promoted rhizogenesis and growth. Its The genome was sequenced by Illumina/Solexa Genome Analyzer to assembled into 20 scaffolds then the gaps between scaffolds were filled by long fragment PCR amplification to obtain complet genmone with 4,061,186 bp in size. The whole genome was found to have 43.8% GC, 108 tandem repeats with an average of 2.65 copies and 84 transposons. The CDSs were predicted as 3,853 in which 112 CDSs were predicted to secondary metabolite biosynthesis, transport and catabolism. Among those, five NRPS/PKS giant gene clusters being responsible for the biosynthesis of polyketide (pksABCDEFHJLMNRS in size 72.9 kb), surfactin(srfABCD, 26.148 kb, bacilysin(bacABCDE 5.903 kb), bacillibactin(dhbABCEF, 11.774 kb) and fengycin(ppsABCDE, 37.799 kb) have high homolgous to fuction confirmed biosynthesis gene in other strain. Moreover, there are many of key regulatory genes for secondary metabolites from XF-1, such as comABPQKX Z, degQ, sfp, yczE, degU, ycxABCD and ywfG. were also predicted. Therefore, XF-1 has potential of biosynthesis for secondary metabolites surfactin, fengycin, bacillibactin, bacilysin and Bacillaene. Thirty two compounds were detected from cell extracts of XF-1 by MALDI-TOF-MS, including one Macrolactin (m/z 441.06), two fusaricidin (m/z 850.493 and 968.515), one circulocin (m/z 852.509), nine surfactin (m/z 1044.656~1102.652), five iturin (m/z 1096.631~1150.57) and forty fengycin (m/z 1449.79~1543.805). The top three compositions types (contening 56.67% of total extract) are surfactin, iturin and fengycin, in which the most abundant is the surfactin type composition 30.37% of total extract and in second place is the fengycin with 23.28% content with rich diversity of chemical structure, and the smallest one is the iturin with 3.02% content. Moreover, the same main compositions were detected in Bacillus sp.355 which is also a good effects biocontol bacterial for controlling the clubroot of crucifer. Wherefore those compounds surfactin, iturin and fengycin maybe the main active compositions of XF-1 against P. brassicae. Twenty one fengycin type compounds were evaluate by LC-ESI-MS/MS with antifungal activities, including fengycin A $C_{16{\sim}C19}$, fengycin B $C_{14{\sim}C17}$, fengycin C $C_{15{\sim}C18}$, fengycin D $C_{15{\sim}C18}$ and fengycin S $C_{15{\sim}C18}$. Furthermore, one novel compound was identified as Dehydroxyfengycin $C_{17}$ according its MS, 1D and 2D NMR spectral data, which molecular weight is 1488.8480 Da and formula $C_{75}H_{116}N_{12}O_{19}$. The fengycin type compounds (FTCPs $250{\mu}g/mL$) were used to treat the resting spores of P. brassicae ($10^7/mL$) by detecting leakage of the cytoplasm components and cell destruction. After 12 h treatment, the absorbencies at 260 nm (A260) and at 280 nm (A280) increased gradually to approaching the maximum of absorbance, accompanying the collapse of P. brassicae resting spores, and nearly no complete cells were observed at 24 h treatment. The results suggested that the cells could be lyzed by the FTCPs of XF-1, and the diversity of FTCPs was mainly attributed to a mechanism of clubroot disease biocontrol. In the five selected medium MOLP, PSA, LB, Landy and LD, the most suitable for growth of strain medium is MOLP, and the least for strains longevity is the Landy sucrose medium. However, the lipopeptide highest yield is in Landy sucrose medium. The lipopeptides in five medium were analyzed with HPLC, and the results showed that lipopeptides component were same, while their contents from B. subtilis XF-1 fermented in five medium were different. We found that it is the lipopeptides content but ingredients of XF-1 could be impacted by medium and lacking of nutrition seems promoting lipopeptides secretion from XF-1. The volatile components with inhibition fungal Cylindrocarpon spp. activity which were collect in sealed vesel were detected with metheds of HS-SPME-GC-MS in eight biocontrol Bacillus species and four positive mutant strains of XF-1 mutagenized with chemical mutagens, respectively. They have same main volatile components including pyrazine, aldehydes, oxazolidinone and sulfide which are composed of 91.62% in XF-1, in which, the most abundant is the pyrazine type composition with 47.03%, and in second place is the aldehydes with 23.84%, and the third place is oxazolidinone with 15.68%, and the smallest ones is the sulfide with 5.07%.

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