[학위논문]고추의 친환경 재배에 적합한 수지상균근균 선발 및 접종 효과 Selection of the Suitable Species and Inoculum Effect of Different Species of Arbuscular Mycorrhizal Fungi on Cultivation of Red Pepper(Capsicum annuum L.) Using Environmentally Friendly Agricultural Practices원문보기
수지상균근균(Arbuscular Mycorrhizal Fungi;AMF)은 가장 일반적으로 나타나는 균근 형태로 식물 뿌리에 공생하며 식물의 육상 정착에 중요한 역할을 하였으며, 현재 80% 이상의 육상식물 뿌리에 공생하고 있다. AMF는 숙주 식물에게 무기 양분의 흡수, 병원균에 대한 저항성, 환경 스트레스에 대한 저항성을 증가시켜주며, AMF의 균사 격벽을 이루는 글로말린은 농업생태계에서 ...
수지상균근균(Arbuscular Mycorrhizal Fungi;AMF)은 가장 일반적으로 나타나는 균근 형태로 식물 뿌리에 공생하며 식물의 육상 정착에 중요한 역할을 하였으며, 현재 80% 이상의 육상식물 뿌리에 공생하고 있다. AMF는 숙주 식물에게 무기 양분의 흡수, 병원균에 대한 저항성, 환경 스트레스에 대한 저항성을 증가시켜주며, AMF의 균사 격벽을 이루는 글로말린은 농업생태계에서 토양 탄소의 약 5%를 차지하며, 탄소와 질소의 중요한 공급원으로 작용한다. 본 연구는 친환경 고추 농업에 수지상균근균을 적용하고 이에 따른 효과를 검증하고자 진행되었으며, 이를 위해 첫째, 농업 형태에 따라 AMF의 다양성 및 글로말린 농도에 차이가 있는지를 확인하고자 하였다. 둘째, 친환경 농업에 적용가능한 AMF를 선정하고 고추 농업에 직접 도입하였을 때 효과를 검증하고자 하였다. 관행 농법과 친환경 농법으로 고추를 재배한 경작지 4곳을 각각 선정하여 AMF의 다양성 및 글로말린의 농도를 비교한 결과, 관행농법에서 5종, 친환경 농법에서 6종이 나타났으며, Paraglomus occultum은 관행농법에서만 나타났으며, Acaulospora longula와 Gigaspora margarita는 친환경 농법에서만 나타났다. AMF의 종 다양성 지수와 종수, 글로말린의 농도는 관행 농법에 비해 친환경 농법에서 높게 나타났고 관찰된 AMF포자를 바탕으로 PCA 분석 결과, AMF 군집은 친환경 농법과 관행 농법으로 농법에 따라 뚜렷한 차이를 나타내는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과들을 볼 때 농업 형태가 AMF 군집 구조에 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있었다. 위의 연구를 바탕으로 고추의 친환경 재배에 적용할 AMF 5종을 선발하였다. 순수배양 된 Glomus mosseae, G. sp., G. claroideum, Acaulospora longula, Gigaspora gigantea 및 이들 5종을 혼합하여 총 6종의 접종원을 제작하였다. 이를 고추에 접종시켜 온실에서 10주간 배양한 후, 실제 경작지에서 10주간 배양하였다. 초기 온실에서 고추의 건조 중량은 G. sp.를 제외한 모든 처리구에서 대조구에 비해 높게 나타났다. 이들을 실제 경작지에 정식한 후 10주 후 수확하여 뿌리, 줄기, 열매의 건조중량을 각각 측정한 결과, 종에 따라 유의미한 차이를 보였다. T-RFLP를 이용한 AMF 군집 구조는 초기 접종한 AMF 균주에 따라 군집에 차이를 보였으며, 글로말린의 농도 역시 종에 따라 유의미한 차이를 보였다. 본 연구 결과를 종합해 볼 때, 친환경 고추 농업에 AMF 접종은 초기 고추 생장 뿐 아니라 실제 경작지에서도 고추의 생장량 및 토양 내 글로말린 농도를 증가시킨다는 것을 확인하였으며, 특히 고추의 생육에 효과적인 AMF 균주는 G. mosseae, Gi. gigantea와 여러 균주를 혼합하여 접종원으로 사용하는 것임을 확인하였다. 본 연구는 AMF를 활용한 친환경 농법에 중요한 시사점을 줄 것으로 기대된다.
수지상균근균(Arbuscular Mycorrhizal Fungi;AMF)은 가장 일반적으로 나타나는 균근 형태로 식물 뿌리에 공생하며 식물의 육상 정착에 중요한 역할을 하였으며, 현재 80% 이상의 육상식물 뿌리에 공생하고 있다. AMF는 숙주 식물에게 무기 양분의 흡수, 병원균에 대한 저항성, 환경 스트레스에 대한 저항성을 증가시켜주며, AMF의 균사 격벽을 이루는 글로말린은 농업생태계에서 토양 탄소의 약 5%를 차지하며, 탄소와 질소의 중요한 공급원으로 작용한다. 본 연구는 친환경 고추 농업에 수지상균근균을 적용하고 이에 따른 효과를 검증하고자 진행되었으며, 이를 위해 첫째, 농업 형태에 따라 AMF의 다양성 및 글로말린 농도에 차이가 있는지를 확인하고자 하였다. 둘째, 친환경 농업에 적용가능한 AMF를 선정하고 고추 농업에 직접 도입하였을 때 효과를 검증하고자 하였다. 관행 농법과 친환경 농법으로 고추를 재배한 경작지 4곳을 각각 선정하여 AMF의 다양성 및 글로말린의 농도를 비교한 결과, 관행농법에서 5종, 친환경 농법에서 6종이 나타났으며, Paraglomus occultum은 관행농법에서만 나타났으며, Acaulospora longula와 Gigaspora margarita는 친환경 농법에서만 나타났다. AMF의 종 다양성 지수와 종수, 글로말린의 농도는 관행 농법에 비해 친환경 농법에서 높게 나타났고 관찰된 AMF포자를 바탕으로 PCA 분석 결과, AMF 군집은 친환경 농법과 관행 농법으로 농법에 따라 뚜렷한 차이를 나타내는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과들을 볼 때 농업 형태가 AMF 군집 구조에 영향을 미친다는 것을 확인할 수 있었다. 위의 연구를 바탕으로 고추의 친환경 재배에 적용할 AMF 5종을 선발하였다. 순수배양 된 Glomus mosseae, G. sp., G. claroideum, Acaulospora longula, Gigaspora gigantea 및 이들 5종을 혼합하여 총 6종의 접종원을 제작하였다. 이를 고추에 접종시켜 온실에서 10주간 배양한 후, 실제 경작지에서 10주간 배양하였다. 초기 온실에서 고추의 건조 중량은 G. sp.를 제외한 모든 처리구에서 대조구에 비해 높게 나타났다. 이들을 실제 경작지에 정식한 후 10주 후 수확하여 뿌리, 줄기, 열매의 건조중량을 각각 측정한 결과, 종에 따라 유의미한 차이를 보였다. T-RFLP를 이용한 AMF 군집 구조는 초기 접종한 AMF 균주에 따라 군집에 차이를 보였으며, 글로말린의 농도 역시 종에 따라 유의미한 차이를 보였다. 본 연구 결과를 종합해 볼 때, 친환경 고추 농업에 AMF 접종은 초기 고추 생장 뿐 아니라 실제 경작지에서도 고추의 생장량 및 토양 내 글로말린 농도를 증가시킨다는 것을 확인하였으며, 특히 고추의 생육에 효과적인 AMF 균주는 G. mosseae, Gi. gigantea와 여러 균주를 혼합하여 접종원으로 사용하는 것임을 확인하였다. 본 연구는 AMF를 활용한 친환경 농법에 중요한 시사점을 줄 것으로 기대된다.
Arbuscular mycorrhizas are mutualistic symbiosis between the roots of plants and fungi of the phylum Glomeromycotina. Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are obligate symbionts that form a symbiotic association with over 80% of terrestrial plants. The association has been shown to be important for pl...
Arbuscular mycorrhizas are mutualistic symbiosis between the roots of plants and fungi of the phylum Glomeromycotina. Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are obligate symbionts that form a symbiotic association with over 80% of terrestrial plants. The association has been shown to be important for plant physiology, health, nutrient cycling, soil aggregation and particularly for sustainable systems based on low-input agriculture. In first study, eight soil samples were collected from organic and conventional farms in Goesan-gun, Chungbuk. Communites of arbuscular mycorrhizal fungi(AMF) and glomalin, a glycoprotein produced by AMF were analysed. Spores of Glomus mosseae, G. sp., G. clarum, Acaulospora longula, Ac. spinosa, G. etunicatum, Gigaspora margarita, Paraglomus occultum were identified in the study sites, using morpohological and molecular characteristics. While Ac. longula was the most dominant species in soils of organic farms, P. occultum was dominant species in the conventional farms. Species diversity and number of species of AMF communities in soils from organic farms was significantly higher than in soils from conventional farms. Also, glomalin was extracted from the soil samples collected from organic and conventional farms and analysed using Bradford assay and enzyme-linked immunosorbent assay. The contents of glomalin in soils from organic farms were significantly higher than soils from conventional farms. The results suggest that agricultural practices significantly influence AM fungal community structure and glomalin concentration. In conventional agricultural systems, AMF are greatly affected by factors including soil disruption, intermittent lack of host root tissue, and plant inhibition of AMF colonization due to high soil fertilization. To determine the effect of environmentally friendly agricultural practices using AMF in red pepper cropping, five species of AMF and mixture of the five species of AMF were inoculated to red pepper. Grinded powder of mycorrhizal roots were entrapped in alginate beads and used as AMF inoculum. Germinated seeds of red pepper were planted in a pot filled with organic bed soils and AMF inoculum. After 10 weeks of growth in greenhouse, the plants were transplanted to a field where conventional agriculture has been practices. After 10 weeks of growth, plants were harvested and biomass and mycorrhizal root colonization was measured, The community compositions of AMF colonizing roots were analyzed using LSU rDNA and T-RFLP. AMF community composition was significantly different with AMF species and the biomass of AMF pre-inoculated red-pepper showed significantly higher than that of control plants. Also different mycorrhizal species showed significant difference in biomass of the plants. Results suggest that environmentally friendly agricultural practices red pepper cropping would be more effective with applying AMF inoculations.
Arbuscular mycorrhizas are mutualistic symbiosis between the roots of plants and fungi of the phylum Glomeromycotina. Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are obligate symbionts that form a symbiotic association with over 80% of terrestrial plants. The association has been shown to be important for plant physiology, health, nutrient cycling, soil aggregation and particularly for sustainable systems based on low-input agriculture. In first study, eight soil samples were collected from organic and conventional farms in Goesan-gun, Chungbuk. Communites of arbuscular mycorrhizal fungi(AMF) and glomalin, a glycoprotein produced by AMF were analysed. Spores of Glomus mosseae, G. sp., G. clarum, Acaulospora longula, Ac. spinosa, G. etunicatum, Gigaspora margarita, Paraglomus occultum were identified in the study sites, using morpohological and molecular characteristics. While Ac. longula was the most dominant species in soils of organic farms, P. occultum was dominant species in the conventional farms. Species diversity and number of species of AMF communities in soils from organic farms was significantly higher than in soils from conventional farms. Also, glomalin was extracted from the soil samples collected from organic and conventional farms and analysed using Bradford assay and enzyme-linked immunosorbent assay. The contents of glomalin in soils from organic farms were significantly higher than soils from conventional farms. The results suggest that agricultural practices significantly influence AM fungal community structure and glomalin concentration. In conventional agricultural systems, AMF are greatly affected by factors including soil disruption, intermittent lack of host root tissue, and plant inhibition of AMF colonization due to high soil fertilization. To determine the effect of environmentally friendly agricultural practices using AMF in red pepper cropping, five species of AMF and mixture of the five species of AMF were inoculated to red pepper. Grinded powder of mycorrhizal roots were entrapped in alginate beads and used as AMF inoculum. Germinated seeds of red pepper were planted in a pot filled with organic bed soils and AMF inoculum. After 10 weeks of growth in greenhouse, the plants were transplanted to a field where conventional agriculture has been practices. After 10 weeks of growth, plants were harvested and biomass and mycorrhizal root colonization was measured, The community compositions of AMF colonizing roots were analyzed using LSU rDNA and T-RFLP. AMF community composition was significantly different with AMF species and the biomass of AMF pre-inoculated red-pepper showed significantly higher than that of control plants. Also different mycorrhizal species showed significant difference in biomass of the plants. Results suggest that environmentally friendly agricultural practices red pepper cropping would be more effective with applying AMF inoculations.
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