감귤의 저장 중 발생하는 녹색곰팡이병(Penicillium digitatum)과 푸른 곰팡이병(Penicillium italicum)의 생물적 방제를 위하여 감귤 포장의 근권에서 Bacillus amyloliquefaciens JBC36 (JBC36)를 분리하였다. JBC36 균주를 1×108 cells ㎖-1 농도로 감귤에 처리시 녹색곰팡이병, 푸른곰팡이병에 대해 각각 88.0%, 80.2%의 발병 억제 효과를 나타내 었다. 방제기작을 연구하기 위하여 ...
감귤의 저장 중 발생하는 녹색곰팡이병(Penicillium digitatum)과 푸른 곰팡이병(Penicillium italicum)의 생물적 방제를 위하여 감귤 포장의 근권에서 Bacillus amyloliquefaciens JBC36 (JBC36)를 분리하였다. JBC36 균주를 1×108 cells ㎖-1 농도로 감귤에 처리시 녹색곰팡이병, 푸른곰팡이병에 대해 각각 88.0%, 80.2%의 발병 억제 효과를 나타내 었다. 방제기작을 연구하기 위하여 항균활성 테스트를 실시하였고, JBC36 균주는 녹색곰팡이병균과 푸른곰팡이병균에 높은 항균효과를 나타 내었으며, 주요 항균물질을 조사한 결과 iturin A, fengycin, surfactin 임을 RP-HPLC와 TLC 분석을 통하여 확인하였다. 세가지 항균물질 중 가장 높은 항균활성을 보인 fengycin을 LC/ESI-MS와 LC/ESI-MS/MS을 통하여 분석한 결과 C16 fengycin A 임을 알 수 있었고, JBC36 균주가 분비하는 휘발성 물질 또한 녹색곰팡이병균과 푸른곰팡이병균의 균사 생장을 억제하는 것을 알 수 있었다. 한편 방 제효과 증진을 위하여 카나우바왁스 또는 파라핀 오일 기반 코팅제에 JBC36 균주를 혼합하여 1×108 cells ㎖-1의 농도로 감귤에 처리시 녹색곰팡이병의 방제효과가 각각 91.0, 80.9%로 크게 증가함을 확인 하였다. JBC36 균주의 대량배양과 길항 물질을 안정적으로 생산 할 수 있는 천연 소재를 개발하기 위하여 천연초의 줄기와 열매, 그리고 감귤 껍 질을 배양 소재로 이용하여 최적 배양 조건을 구명하였다. 천연초 줄 기분말은 40 g L-1 (pH 4.5), 천연초 열매분말은40 g L-1 (pH 6.8) 그리고 감귤 껍질 분말은 100 g L-1 (pH 4.5)의 농도(pH)에서 JBC36 균주의 생육과 길항물질의 생산이 최적이었고, 각 천연 배지의 배양액을 회수하여 다양한 유기 용매를 이용하여 분획한 결과 각 배지 별로 항균활성이 강하게 나타나는 분획이 다른 것을 확인하였다. 감귤저장병의 친환경적 방제 효과의 증진을 위하여 백색, 적색, 녹 색, 청색광을 JBC36 균주와 혼용처리하여 각각의 광파장과 광량이 길 항균 및 병원균에 미치는 영향, 병 방제 효과에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 암상태를 대조구로 정하고 백색, 적색, 녹색, 청색광 파장 을 40, 240, 360 umol m-2s-1의 광량으로 JBC36 균주의 생육, swarming motility, biofilm 형성능에 대하여 조사하였다. 균 생육의 경 우 청색광 240, 360 umol m-2s-1 의 광량에서 전혀 생육하지 못하였 고, 적색광에서 swarming motility가 증가하였으며, 40 umol m-2s-1에 서 biofilm 형성능이 증가하였다. 길항물질의 생산과 항균 활성 능력에 도 광파장과 광량이 영향을 미쳤는데, 적색광과 녹색광 240 umol m-2s-1에서 항균활성능이 현저히 증가함을 확인할 수 있었다. RP-HPLC를 이용하여 JBC36균주의 주요 항균 물질인 fengycin과 iturin을 정량한 결과 백색광 조사시보다 적색광과 녹색광 하에서 각각 3배와 2배 증가함을 확인하였다. 또한 real-time PCR을 이용하여 fenA 유전자의 발현량을 조사한 결과 적색광과 녹색광에서 백색광 조 사시보다 4배이상 증가하였다. 청색광에서는 가장 낮은 수준의 유전자 발현량을 나타내었다. 항균활성 물질의 생산량과 유전자 발현량이 증가한 적색광 240 umol m-2s-1와 대조구 백색광 240 umol m-2s-1하에서의 유전자 수준 에서의 차이를 알아보기 위하여 Illumina HiSeq 2000 technology 기법 을 이용하여 전사체 분석을 수행하였다. 총 3693개의 유전자가 각각의 광파장하에서 서로 다른 조절양상을 나타내었다. 1525개의 유전자가 Biological process, 1432개의 유전자가 molecular metabolism, 340개 의 유전자가 cellular component production과 연관되어있었다. 이상의 결과들을 종합하여볼 때, Bacillus amyloliquefaciens JBC36 균주는 강한 항균활성 능력을 가지고 있고, 감귤의 녹색곰팡이병과 푸 른곰팡이병을 억제 시키는 능력이 뛰어나며, 천연배양소재의 이용으로 저렴한 가격으로 대량의 항균활성물질을 생산할 수 있었다. 또한 적색 및 녹색광의 혼용처리로 낮은 농도의 균주 농도에서도 안정적인 방제 - 196 - 효과를 나타냄을 확인하였다. 따라서 이러한 연구결과물을 이용하여 상업화에 이용한다면 경제적인 미생물제제의 생산 및 생물방제효과도 증진할 수 있을 것으로 보여 감귤의 수확 후 저장병의 방제와 저장기 간의 연장에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 생각된다.
감귤의 저장 중 발생하는 녹색곰팡이병(Penicillium digitatum)과 푸른 곰팡이병(Penicillium italicum)의 생물적 방제를 위하여 감귤 포장의 근권에서 Bacillus amyloliquefaciens JBC36 (JBC36)를 분리하였다. JBC36 균주를 1×108 cells ㎖-1 농도로 감귤에 처리시 녹색곰팡이병, 푸른곰팡이병에 대해 각각 88.0%, 80.2%의 발병 억제 효과를 나타내 었다. 방제기작을 연구하기 위하여 항균활성 테스트를 실시하였고, JBC36 균주는 녹색곰팡이병균과 푸른곰팡이병균에 높은 항균효과를 나타 내었으며, 주요 항균물질을 조사한 결과 iturin A, fengycin, surfactin 임을 RP-HPLC와 TLC 분석을 통하여 확인하였다. 세가지 항균물질 중 가장 높은 항균활성을 보인 fengycin을 LC/ESI-MS와 LC/ESI-MS/MS을 통하여 분석한 결과 C16 fengycin A 임을 알 수 있었고, JBC36 균주가 분비하는 휘발성 물질 또한 녹색곰팡이병균과 푸른곰팡이병균의 균사 생장을 억제하는 것을 알 수 있었다. 한편 방 제효과 증진을 위하여 카나우바왁스 또는 파라핀 오일 기반 코팅제에 JBC36 균주를 혼합하여 1×108 cells ㎖-1의 농도로 감귤에 처리시 녹색곰팡이병의 방제효과가 각각 91.0, 80.9%로 크게 증가함을 확인 하였다. JBC36 균주의 대량배양과 길항 물질을 안정적으로 생산 할 수 있는 천연 소재를 개발하기 위하여 천연초의 줄기와 열매, 그리고 감귤 껍 질을 배양 소재로 이용하여 최적 배양 조건을 구명하였다. 천연초 줄 기분말은 40 g L-1 (pH 4.5), 천연초 열매분말은40 g L-1 (pH 6.8) 그리고 감귤 껍질 분말은 100 g L-1 (pH 4.5)의 농도(pH)에서 JBC36 균주의 생육과 길항물질의 생산이 최적이었고, 각 천연 배지의 배양액을 회수하여 다양한 유기 용매를 이용하여 분획한 결과 각 배지 별로 항균활성이 강하게 나타나는 분획이 다른 것을 확인하였다. 감귤저장병의 친환경적 방제 효과의 증진을 위하여 백색, 적색, 녹 색, 청색광을 JBC36 균주와 혼용처리하여 각각의 광파장과 광량이 길 항균 및 병원균에 미치는 영향, 병 방제 효과에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 암상태를 대조구로 정하고 백색, 적색, 녹색, 청색광 파장 을 40, 240, 360 umol m-2s-1의 광량으로 JBC36 균주의 생육, swarming motility, biofilm 형성능에 대하여 조사하였다. 균 생육의 경 우 청색광 240, 360 umol m-2s-1 의 광량에서 전혀 생육하지 못하였 고, 적색광에서 swarming motility가 증가하였으며, 40 umol m-2s-1에 서 biofilm 형성능이 증가하였다. 길항물질의 생산과 항균 활성 능력에 도 광파장과 광량이 영향을 미쳤는데, 적색광과 녹색광 240 umol m-2s-1에서 항균활성능이 현저히 증가함을 확인할 수 있었다. RP-HPLC를 이용하여 JBC36균주의 주요 항균 물질인 fengycin과 iturin을 정량한 결과 백색광 조사시보다 적색광과 녹색광 하에서 각각 3배와 2배 증가함을 확인하였다. 또한 real-time PCR을 이용하여 fenA 유전자의 발현량을 조사한 결과 적색광과 녹색광에서 백색광 조 사시보다 4배이상 증가하였다. 청색광에서는 가장 낮은 수준의 유전자 발현량을 나타내었다. 항균활성 물질의 생산량과 유전자 발현량이 증가한 적색광 240 umol m-2s-1와 대조구 백색광 240 umol m-2s-1하에서의 유전자 수준 에서의 차이를 알아보기 위하여 Illumina HiSeq 2000 technology 기법 을 이용하여 전사체 분석을 수행하였다. 총 3693개의 유전자가 각각의 광파장하에서 서로 다른 조절양상을 나타내었다. 1525개의 유전자가 Biological process, 1432개의 유전자가 molecular metabolism, 340개 의 유전자가 cellular component production과 연관되어있었다. 이상의 결과들을 종합하여볼 때, Bacillus amyloliquefaciens JBC36 균주는 강한 항균활성 능력을 가지고 있고, 감귤의 녹색곰팡이병과 푸 른곰팡이병을 억제 시키는 능력이 뛰어나며, 천연배양소재의 이용으로 저렴한 가격으로 대량의 항균활성물질을 생산할 수 있었다. 또한 적색 및 녹색광의 혼용처리로 낮은 농도의 균주 농도에서도 안정적인 방제 - 196 - 효과를 나타냄을 확인하였다. 따라서 이러한 연구결과물을 이용하여 상업화에 이용한다면 경제적인 미생물제제의 생산 및 생물방제효과도 증진할 수 있을 것으로 보여 감귤의 수확 후 저장병의 방제와 저장기 간의 연장에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 생각된다.
In order to control postharvest rot of satsuma mandarin (mandarin) fruits, a new strain of Bacillus amyloliquefaciens JBC36 (JBC36) was isolated from rhizosphere of a mandarin orchard and tested for its suppression of decay due to green and blue molds caused by Penicillium digitatum and Penicillium ...
In order to control postharvest rot of satsuma mandarin (mandarin) fruits, a new strain of Bacillus amyloliquefaciens JBC36 (JBC36) was isolated from rhizosphere of a mandarin orchard and tested for its suppression of decay due to green and blue molds caused by Penicillium digitatum and Penicillium italicum, respectively, and its mode of action was investigated. In addition, carnauba wax-based and paraffin oil-based coating formulations were developed to increase the control efficacy of the antagonist. The strain JBC36 at 1×108 cells ㎖-1 inhibited incidence of green and blue molds on wounded mandarin fruits with control efficacies of 88.0 and 80.2%, respectively. Mycelial growth and spore germination of P. digitatum and P. italicum were strongly inhibited in the presence of JBC36 or antagonistic metabolites. In order to determine antifungal activity, three kinds of antibiotics were isolated by reverse-phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC) and identified as lipopeptide families, which were iturin A, fengycin and surfactin by RP-HPLC and thin-layer chromatography (TLC) analysis. Fengycin was further identified as C16 fengycin A by liquid chromatography /electrospray ionization-mass spectrometry (LC/ESI-MS) and mass spectrometry/mass spectrometry (MS/MS) analysis. Volatile organic compounds from the antagonist also reduced the mycelial growth of P. digitatum and P. italicum. Carnauba wax-based and paraffin oil-based coating formulations containing 1×108 cells ㎖-1 of JBC36 efficiently decreased the incidence of green mold with control efficacy of 91.0 and 80.9%, respectively. Overall, the antagonistic rhizobacterium JBC36 is a promising biocontrol agent for use in preventing postharvest spoilage of mandarin fruits by green and blue molds
In order to control postharvest rot of satsuma mandarin (mandarin) fruits, a new strain of Bacillus amyloliquefaciens JBC36 (JBC36) was isolated from rhizosphere of a mandarin orchard and tested for its suppression of decay due to green and blue molds caused by Penicillium digitatum and Penicillium italicum, respectively, and its mode of action was investigated. In addition, carnauba wax-based and paraffin oil-based coating formulations were developed to increase the control efficacy of the antagonist. The strain JBC36 at 1×108 cells ㎖-1 inhibited incidence of green and blue molds on wounded mandarin fruits with control efficacies of 88.0 and 80.2%, respectively. Mycelial growth and spore germination of P. digitatum and P. italicum were strongly inhibited in the presence of JBC36 or antagonistic metabolites. In order to determine antifungal activity, three kinds of antibiotics were isolated by reverse-phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC) and identified as lipopeptide families, which were iturin A, fengycin and surfactin by RP-HPLC and thin-layer chromatography (TLC) analysis. Fengycin was further identified as C16 fengycin A by liquid chromatography /electrospray ionization-mass spectrometry (LC/ESI-MS) and mass spectrometry/mass spectrometry (MS/MS) analysis. Volatile organic compounds from the antagonist also reduced the mycelial growth of P. digitatum and P. italicum. Carnauba wax-based and paraffin oil-based coating formulations containing 1×108 cells ㎖-1 of JBC36 efficiently decreased the incidence of green mold with control efficacy of 91.0 and 80.9%, respectively. Overall, the antagonistic rhizobacterium JBC36 is a promising biocontrol agent for use in preventing postharvest spoilage of mandarin fruits by green and blue molds
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