환경에 대한 중요성과 안전한 농산물의 생산에 소비자의 관심이 높아지면서 대체할 환경 친화적인 농업이 요구되고 있다. 이와 함께 화학비료를 대체할 수단이 연구되고 있으며, 대안 중의 하나로 식물 생장 촉진 미생물을 이용한 미생물비료를 말할 수 있다. 식물 생장 촉진 미생물은 질소고정, 근권 내 식물의 양분 가용능 향상, 뿌리 표면적 향상, 식물체와 공생, 식물호르몬 및 식물 생장 촉진 물질의 생성 등을 통하여 식물의 생장을 촉진시키며, 이를 통하여 화학비료의 양을 줄일 수 있고, 토양 내의 환경문제를 해결 할 수 있다. 하지만 (1) 화학비료와 농약의 사용으로 토양 내 pH 등과 같은 미생물의 생육에 적합하지 않은 조건, (2) 토착 미생물과의 양분 경쟁, (3) 불안정한 미생물비료의 효과 등으로 인하여 식물 생장 촉진 미생물을 비료로 활용하는데 어려움이 있다. 위와 같은 문제점을 해결하는 방법으로 미생물비료의 ...
환경에 대한 중요성과 안전한 농산물의 생산에 소비자의 관심이 높아지면서 대체할 환경 친화적인 농업이 요구되고 있다. 이와 함께 화학비료를 대체할 수단이 연구되고 있으며, 대안 중의 하나로 식물 생장 촉진 미생물을 이용한 미생물비료를 말할 수 있다. 식물 생장 촉진 미생물은 질소고정, 근권 내 식물의 양분 가용능 향상, 뿌리 표면적 향상, 식물체와 공생, 식물호르몬 및 식물 생장 촉진 물질의 생성 등을 통하여 식물의 생장을 촉진시키며, 이를 통하여 화학비료의 양을 줄일 수 있고, 토양 내의 환경문제를 해결 할 수 있다. 하지만 (1) 화학비료와 농약의 사용으로 토양 내 pH 등과 같은 미생물의 생육에 적합하지 않은 조건, (2) 토착 미생물과의 양분 경쟁, (3) 불안정한 미생물비료의 효과 등으로 인하여 식물 생장 촉진 미생물을 비료로 활용하는데 어려움이 있다. 위와 같은 문제점을 해결하는 방법으로 미생물비료의 엽면시비, 접종 시 대상 미생물비료의 접종 개체수룰 증가시키는 방법이 있다. 따라서 식물 생장 촉진 미생물의 대량 배양 및 배지 조성 및 온도, 교반 속도와 같은 대량 배양에 필요한 요소의 최적화에 중점을 두어야 한다. 이번 연구에 이용한 Methylobacterium은 PPFMs (pink-pigmented faculative methylotrophic bacteria)로써 분홍색의 색깔을 띠며, 주로 식물체의 잎 표면에 서식하는 미생물이다. 이 미생물은 에너지원으로 잎에서 생성되는 메탄올을 사용한다. PPFMs는 식물에게 유용한 대사산물을 생산함으로써 식물 대사에 관여하고, 질소고정, 식물호르몬 생산 등 식물성장을 돕는 역할을 한다. PPFMs는 작물의 생장, 양분흡수, 병 및 스트레스 저항성 등 작물의 생육 촉진에 미치는 높은 영향력이 확인되었다. 이번 실험은 본 실험실에서 분류한 PPFMs 중 식물 생장 촉진능이 높으며 세계 최초로 발견한 Methylobacterium oryzae CBMB20을 대상으로 하여 배양에 적합한 탄소원을 선발하고, 배양 중 pH 변화에 따른 M. oryzae CBMB20의 성장을 확인하였다. 또한 배지 조성이 다른 Minmal mineral salt (MMS)와 Yeast and malt extracts peptone (YMEP) 배지에서의 M. oryzae CBMB20의 생장 및 식물 호르몬인 indole-3-acetic acid와 ethylene의 전구물질인 1-aminocyclopropane- 1-carboxylate (ACC)를 분해하는 효소인 ACC deaminase 활성을 측정, 비교하였다. 실험에 사용한 7 가지 탄소원 중에서 sodium succinate가 M. oryzae CBMB20의 배양에 적합한 탄소원임을 확인하였다. 또한, Sodium succinate를 사용한 MMS 배지가 기존에 Methylotrophic bacteria 의 생장에 사용되었던 ammonium mineral salt (AMS) 배지보다 M. oryzae CBMB20의 성장이 더 높음을 확인하였다. MMS 배지와 영양배지인 YMEP 배지를 사용하여 M. oryzae CBMB20의 생장과 ACCd 활성을 측정한 결과 YMEP 배지에서의 미생물 개체수가 MMS 배지의 개체수보다 3배 정도 높았으며, ACCd 활성역시 3배 정도 높았다. 5 리터 용량의 발효기에서 YMEP 배지에서 배양된 M. oryzae CBMB20가 MMS 배지보다 더 높은 성장률을 보였다. 따라서 YMEP 배지가 M. oryzae CBMB20의 대량 배양에 적합한 배지임을 확인하였다.
환경에 대한 중요성과 안전한 농산물의 생산에 소비자의 관심이 높아지면서 대체할 환경 친화적인 농업이 요구되고 있다. 이와 함께 화학비료를 대체할 수단이 연구되고 있으며, 대안 중의 하나로 식물 생장 촉진 미생물을 이용한 미생물비료를 말할 수 있다. 식물 생장 촉진 미생물은 질소고정, 근권 내 식물의 양분 가용능 향상, 뿌리 표면적 향상, 식물체와 공생, 식물호르몬 및 식물 생장 촉진 물질의 생성 등을 통하여 식물의 생장을 촉진시키며, 이를 통하여 화학비료의 양을 줄일 수 있고, 토양 내의 환경문제를 해결 할 수 있다. 하지만 (1) 화학비료와 농약의 사용으로 토양 내 pH 등과 같은 미생물의 생육에 적합하지 않은 조건, (2) 토착 미생물과의 양분 경쟁, (3) 불안정한 미생물비료의 효과 등으로 인하여 식물 생장 촉진 미생물을 비료로 활용하는데 어려움이 있다. 위와 같은 문제점을 해결하는 방법으로 미생물비료의 엽면시비, 접종 시 대상 미생물비료의 접종 개체수룰 증가시키는 방법이 있다. 따라서 식물 생장 촉진 미생물의 대량 배양 및 배지 조성 및 온도, 교반 속도와 같은 대량 배양에 필요한 요소의 최적화에 중점을 두어야 한다. 이번 연구에 이용한 Methylobacterium은 PPFMs (pink-pigmented faculative methylotrophic bacteria)로써 분홍색의 색깔을 띠며, 주로 식물체의 잎 표면에 서식하는 미생물이다. 이 미생물은 에너지원으로 잎에서 생성되는 메탄올을 사용한다. PPFMs는 식물에게 유용한 대사산물을 생산함으로써 식물 대사에 관여하고, 질소고정, 식물호르몬 생산 등 식물성장을 돕는 역할을 한다. PPFMs는 작물의 생장, 양분흡수, 병 및 스트레스 저항성 등 작물의 생육 촉진에 미치는 높은 영향력이 확인되었다. 이번 실험은 본 실험실에서 분류한 PPFMs 중 식물 생장 촉진능이 높으며 세계 최초로 발견한 Methylobacterium oryzae CBMB20을 대상으로 하여 배양에 적합한 탄소원을 선발하고, 배양 중 pH 변화에 따른 M. oryzae CBMB20의 성장을 확인하였다. 또한 배지 조성이 다른 Minmal mineral salt (MMS)와 Yeast and malt extracts peptone (YMEP) 배지에서의 M. oryzae CBMB20의 생장 및 식물 호르몬인 indole-3-acetic acid와 ethylene의 전구물질인 1-aminocyclopropane- 1-carboxylate (ACC)를 분해하는 효소인 ACC deaminase 활성을 측정, 비교하였다. 실험에 사용한 7 가지 탄소원 중에서 sodium succinate가 M. oryzae CBMB20의 배양에 적합한 탄소원임을 확인하였다. 또한, Sodium succinate를 사용한 MMS 배지가 기존에 Methylotrophic bacteria 의 생장에 사용되었던 ammonium mineral salt (AMS) 배지보다 M. oryzae CBMB20의 성장이 더 높음을 확인하였다. MMS 배지와 영양배지인 YMEP 배지를 사용하여 M. oryzae CBMB20의 생장과 ACCd 활성을 측정한 결과 YMEP 배지에서의 미생물 개체수가 MMS 배지의 개체수보다 3배 정도 높았으며, ACCd 활성역시 3배 정도 높았다. 5 리터 용량의 발효기에서 YMEP 배지에서 배양된 M. oryzae CBMB20가 MMS 배지보다 더 높은 성장률을 보였다. 따라서 YMEP 배지가 M. oryzae CBMB20의 대량 배양에 적합한 배지임을 확인하였다.
Mass culture of plant growth promoting Methylobacterium oryzae CBMB20 for its utilization as biofertilizer for different crops has been carried out. Media optimization is very important for mass culture of M. oryzae CBMB20. Thus this study was conducted to examine the effect of media composition on ...
Mass culture of plant growth promoting Methylobacterium oryzae CBMB20 for its utilization as biofertilizer for different crops has been carried out. Media optimization is very important for mass culture of M. oryzae CBMB20. Thus this study was conducted to examine the effect of media composition on mass culture of M. oryzae CBMB20. From different carbon sources used, the result demonstrated that M. oryzae CBMB20 had better growth in sodium succinate than in methanol. The effect of 1 and 2 % inoculum size on the growth rate of M. oryzae CBMB20 has been checked for mass culture. Results have shown higher biomass production used 2% inoculum was used to the medium. M. oryzae CBMB20 produced higher indole-3-acetic acid (IAA) in minimal mineral salt (MMS) media and have higher 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase (ACCd) activity in yeast and malt extract peptone (YMEP) media. M. oryzae CBMB20 have shown better growth in 5 L fermentor condition compared with that of shaking incubator. The comparison of MMS and YMEP media for the growth of M. oryzae CBMB20 was carried out and results showed better growth in YMEP medium. These results demonstrated that sodium succinate is the best carbon source for M. oryzae CBMB20. Moreover, M. oryzae CBMB20 is best grown in YMEP medium for mass culture (Since M. oryzae CBMB20 has been reported as plant growth promoting bacteria for many crops such as red pepper, rice, tomato etc.). These results may be useful in its further exploration of M. oryzae CBMB20 under field conditions.
Mass culture of plant growth promoting Methylobacterium oryzae CBMB20 for its utilization as biofertilizer for different crops has been carried out. Media optimization is very important for mass culture of M. oryzae CBMB20. Thus this study was conducted to examine the effect of media composition on mass culture of M. oryzae CBMB20. From different carbon sources used, the result demonstrated that M. oryzae CBMB20 had better growth in sodium succinate than in methanol. The effect of 1 and 2 % inoculum size on the growth rate of M. oryzae CBMB20 has been checked for mass culture. Results have shown higher biomass production used 2% inoculum was used to the medium. M. oryzae CBMB20 produced higher indole-3-acetic acid (IAA) in minimal mineral salt (MMS) media and have higher 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase (ACCd) activity in yeast and malt extract peptone (YMEP) media. M. oryzae CBMB20 have shown better growth in 5 L fermentor condition compared with that of shaking incubator. The comparison of MMS and YMEP media for the growth of M. oryzae CBMB20 was carried out and results showed better growth in YMEP medium. These results demonstrated that sodium succinate is the best carbon source for M. oryzae CBMB20. Moreover, M. oryzae CBMB20 is best grown in YMEP medium for mass culture (Since M. oryzae CBMB20 has been reported as plant growth promoting bacteria for many crops such as red pepper, rice, tomato etc.). These results may be useful in its further exploration of M. oryzae CBMB20 under field conditions.
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