본 연구에서는 담배(Nicotiana tabacum L. var Xanthi nc) 종자로부터 분리된 내생균이 식물의 성장과 저항성 유도에 미치는 영향을 확인하였다. 종자내생균 분리는 2018년 7월 - 2018년 12월까지 실험실에서 사용한 약 1,000개의 멸균과정을 거친 담배종자를 대상으로 실시하였다. 그 결과 총 9개의 세균이 분리되었으며, 16S rRNA 유전자 서열을 기반으로 분리균을 동정한 결과 모두 Bacillus aryabhattai 인 것으로 밝혀졌다. 이 균주들이 종자내생균주인지 재검증하기 위하여 1.5% 치아염소산염으로 멸균된 담배씨앗에 분리된 균주를 접종한 뒤, 씨앗을 배지에 파종하였다. 그 후, 담배씨앗에 균주가 배양된 것을 확인하였고, 16S rRNA 유전자 서열을 기반으로 동정한 결과 같은 종인 Bacillus aryabhattai 로 밝혀졌다. 이러한 결과는 분리 균주가 종자유래내생균주임을 확인할 수 있는 근거가 될 것이다. 분리된 종자유래내생균에 대하여 식물생장 촉진과 관련된 특성을 분석한 결과, 분리된 균주의 약 67%가 ...
본 연구에서는 담배(Nicotiana tabacum L. var Xanthi nc) 종자로부터 분리된 내생균이 식물의 성장과 저항성 유도에 미치는 영향을 확인하였다. 종자내생균 분리는 2018년 7월 - 2018년 12월까지 실험실에서 사용한 약 1,000개의 멸균과정을 거친 담배종자를 대상으로 실시하였다. 그 결과 총 9개의 세균이 분리되었으며, 16S rRNA 유전자 서열을 기반으로 분리균을 동정한 결과 모두 Bacillus aryabhattai 인 것으로 밝혀졌다. 이 균주들이 종자내생균주인지 재검증하기 위하여 1.5% 치아염소산염으로 멸균된 담배씨앗에 분리된 균주를 접종한 뒤, 씨앗을 배지에 파종하였다. 그 후, 담배씨앗에 균주가 배양된 것을 확인하였고, 16S rRNA 유전자 서열을 기반으로 동정한 결과 같은 종인 Bacillus aryabhattai 로 밝혀졌다. 이러한 결과는 분리 균주가 종자유래내생균주임을 확인할 수 있는 근거가 될 것이다. 분리된 종자유래내생균에 대하여 식물생장 촉진과 관련된 특성을 분석한 결과, 분리된 균주의 약 67%가 옥신 생산능을 가졌다. 모든 분리균주는 난용성 인산가용능을 가졌지만, siderophore 생산능은 보이지 않았다. 분리균의 식물생장 촉진효과를 고추에서 검증해본 결과, 모든 분리균이 음성대조군 대비 7 ~ 30%의 길이 생장을 촉진시킬 수 있는 것으로 확인되었다. 또한 생체중량의 경우 분리균에 의해 총 12 ~ 59%의 생장촉진을 보였으며, 건조중량의 경우 4 ~ 57%의 생장촉진을 할 수 있는 것으로 확인하였다. 총 9개의 분리균주를 담배 식물에 적용시킨 후, Pectobacterium cartovorum py. cartovorum이 일으키는 무름병에 대해 병징도를 조사하였다. 그 결과 모든 분리균주가 음성대조군에 비해 발병도를 90% 이상 감소시킨 것을 확인할 수 있었다. 그리고, 고추 식물에서 세균성점무늬병을 일으키는 Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria에 대한 발병도를 조사하였을 때총 6개의 균이 Control에 비해 효과가 있는 것으로 나타났습니다.특히 KNUC0118과 KNUC0119는 양성대조군과 비슷한 정도의 높은 병방제를 나타는 것으로 확인되어 새로운 biocontrol로서 높은 가능성이 있는 것으로 확인되었습니다. 앞선 2가지의 식물에 대한 유도저항성 실험을 통해 총 9개의 대상 균주 중 KNUC0118 균주가 가장 효과가 뛰어난 것을 확인하였다. 식물에 대해 좋은 효과를 가진 균주인 KNUC0118에 의한 고추의 방어유전자 발현 증진 유무를 7가지 pathogenesis-related (PR) 유전자를 quantitative reverse-transcriptase PCR (RT-qPCR)을 통하여 확인하였다. 균주 KNUC0118을 처리하고, 병원균인 X. axonopodis를 고추 잎에 주사하였을 때 음성대조군과 비교하여 CaPR4 유전자는 3.24배 증가하였고, CaPR10 유전자는 4.19배, CAChi2 유전자는 2.39배 증가하는 것을 각각 정량적으로 확인할 수 있었다. 또한, RT-qPCR의 결과로 PGPR로서 잘 알려진 균주인 Bacillus subtilis GB03 보다 높은 수준의 유전자 발현을 확인하였다. 앞으로의 연구에서 균주 KNUC0118의 전장유전체분석(Whole-genome sequencing)을 진행하고, 유전자에 녹색형광단백질(Green Fluorescent Protein, GFP)을 연결하여 KNUC0118이 씨앗의 어느 부분에 부착되어 있는지 확인하고자 한다. 그리고 KNUC0118게놈에서 유전자의 어느 부분에서 씨앗과의 유대관계를 가지는지 확인하고자 한다. 본 연구를 통해서, B. aryabhattai KNUC0118는 식물성장을 촉진시키고, 고추와 담배에서 병저항성을 가지고 있는 것을 확인하였다. RT-qPCR의 결과로 높은 수준의 병저항성 관련 유전자 발현을 각각 확인할 수 있었다. 다양한 연구결과를 바탕으로 KNUC0118균주는 생물학적 방제제로서 이용가치가 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 담배(Nicotiana tabacum L. var Xanthi nc) 종자로부터 분리된 내생균이 식물의 성장과 저항성 유도에 미치는 영향을 확인하였다. 종자내생균 분리는 2018년 7월 - 2018년 12월까지 실험실에서 사용한 약 1,000개의 멸균과정을 거친 담배종자를 대상으로 실시하였다. 그 결과 총 9개의 세균이 분리되었으며, 16S rRNA 유전자 서열을 기반으로 분리균을 동정한 결과 모두 Bacillus aryabhattai 인 것으로 밝혀졌다. 이 균주들이 종자내생균주인지 재검증하기 위하여 1.5% 치아염소산염으로 멸균된 담배씨앗에 분리된 균주를 접종한 뒤, 씨앗을 배지에 파종하였다. 그 후, 담배씨앗에 균주가 배양된 것을 확인하였고, 16S rRNA 유전자 서열을 기반으로 동정한 결과 같은 종인 Bacillus aryabhattai 로 밝혀졌다. 이러한 결과는 분리 균주가 종자유래내생균주임을 확인할 수 있는 근거가 될 것이다. 분리된 종자유래내생균에 대하여 식물생장 촉진과 관련된 특성을 분석한 결과, 분리된 균주의 약 67%가 옥신 생산능을 가졌다. 모든 분리균주는 난용성 인산가용능을 가졌지만, siderophore 생산능은 보이지 않았다. 분리균의 식물생장 촉진효과를 고추에서 검증해본 결과, 모든 분리균이 음성대조군 대비 7 ~ 30%의 길이 생장을 촉진시킬 수 있는 것으로 확인되었다. 또한 생체중량의 경우 분리균에 의해 총 12 ~ 59%의 생장촉진을 보였으며, 건조중량의 경우 4 ~ 57%의 생장촉진을 할 수 있는 것으로 확인하였다. 총 9개의 분리균주를 담배 식물에 적용시킨 후, Pectobacterium cartovorum py. cartovorum이 일으키는 무름병에 대해 병징도를 조사하였다. 그 결과 모든 분리균주가 음성대조군에 비해 발병도를 90% 이상 감소시킨 것을 확인할 수 있었다. 그리고, 고추 식물에서 세균성점무늬병을 일으키는 Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria에 대한 발병도를 조사하였을 때총 6개의 균이 Control에 비해 효과가 있는 것으로 나타났습니다.특히 KNUC0118과 KNUC0119는 양성대조군과 비슷한 정도의 높은 병방제를 나타는 것으로 확인되어 새로운 biocontrol로서 높은 가능성이 있는 것으로 확인되었습니다. 앞선 2가지의 식물에 대한 유도저항성 실험을 통해 총 9개의 대상 균주 중 KNUC0118 균주가 가장 효과가 뛰어난 것을 확인하였다. 식물에 대해 좋은 효과를 가진 균주인 KNUC0118에 의한 고추의 방어유전자 발현 증진 유무를 7가지 pathogenesis-related (PR) 유전자를 quantitative reverse-transcriptase PCR (RT-qPCR)을 통하여 확인하였다. 균주 KNUC0118을 처리하고, 병원균인 X. axonopodis를 고추 잎에 주사하였을 때 음성대조군과 비교하여 CaPR4 유전자는 3.24배 증가하였고, CaPR10 유전자는 4.19배, CAChi2 유전자는 2.39배 증가하는 것을 각각 정량적으로 확인할 수 있었다. 또한, RT-qPCR의 결과로 PGPR로서 잘 알려진 균주인 Bacillus subtilis GB03 보다 높은 수준의 유전자 발현을 확인하였다. 앞으로의 연구에서 균주 KNUC0118의 전장유전체분석(Whole-genome sequencing)을 진행하고, 유전자에 녹색형광단백질(Green Fluorescent Protein, GFP)을 연결하여 KNUC0118이 씨앗의 어느 부분에 부착되어 있는지 확인하고자 한다. 그리고 KNUC0118게놈에서 유전자의 어느 부분에서 씨앗과의 유대관계를 가지는지 확인하고자 한다. 본 연구를 통해서, B. aryabhattai KNUC0118는 식물성장을 촉진시키고, 고추와 담배에서 병저항성을 가지고 있는 것을 확인하였다. RT-qPCR의 결과로 높은 수준의 병저항성 관련 유전자 발현을 각각 확인할 수 있었다. 다양한 연구결과를 바탕으로 KNUC0118균주는 생물학적 방제제로서 이용가치가 있을 것으로 기대된다.
In this study, it was determined that endophytic bacteria isolated from tobacco seeds (Nicotiana tabacum L. var Xanthi NC) could affect plant growth and resistance induction. From July to December 2018, the nine bacterial strains were isolated from sterilized tobacco seeds (approx. 1,000 seeds). The...
In this study, it was determined that endophytic bacteria isolated from tobacco seeds (Nicotiana tabacum L. var Xanthi NC) could affect plant growth and resistance induction. From July to December 2018, the nine bacterial strains were isolated from sterilized tobacco seeds (approx. 1,000 seeds). The partial identification of bacterial isolates was confirmed by 16S rRNA gene sequence. The results revealed that all isolated strains are Bacillus aryabhattai. To verify whether strains are endogenous bacteria, the strains were inoculated with sterilized tobacco seeds. The seeds were seeded in the MS medium. Then, it was confirmed that the isolates were cultured in tobacco seeds, and identified based on the 16S rRNA gene sequence, it was found to be the same species Bacillus aryabhattai. This result will be the basis for confirming that the isolates are seed-borne endophytic bacteria. The plant growth promotion-related diagnostic tests of isolated seed-borne endophytic bacteria showed that approximately 67% of auxin production capacity. Also, all the isolates were able to dissolve phosphate but did not produce siderophores. After confirming the effect of plant growth on pepper, it was confirmed that all strains increased the length of pepper from 7 to 30% compared with that of the negative control. Also, under the condition of biomass, the isolated bacteria showed 12 to 59% growth promotion and the dry weight was confirmed to be 4 to 57% growth promotion. We investigated induced resistance against soft rot disease caused by Pectobacterium carotovorum PV. corotovorum SCC1 (PCC), after the nine isolated bacterial strains, were treated on tobacco plants. All isolated strains were decreased symptoms of more than 90% compared with the negative control. We evaluated the potential of the isolates to induce resistance against bacterial spots caused by Xanthomonas axonopodis PV. vesicatoria (Xav) in pepper. The result showed that among 9 isolates, six strains had positive ISR activities and both KNUC0118 and KNUC0119 showed the highest activity. Seven PR genes were identified by quantitative qRT-PCR to enhance the protective gene expression of the plant strain KNUC0118. The results showed that from 12 to 24 hours, the CaPR4 gene increased by 3.24 times, the CaPR10 gene by 4.19 times and the CAChi2 gene by 2.39 times. Also, qRT-PCR results confirmed higher gene expression levels than B. subtilis GB03 that well-known as PGPR. We will sequence the whole genome of the strain KNUC0118 and green fluorescent protein (GFP) tagging to the gene to determine the location of the KNUC0118 attachment to the seed for further study. We want to detect which part of the KNUC0118 genome was involved in the seeds. In this study, B. aryabhattai KNUC0118 showed the ability to promote plant growth and induce resistance to the pathogen of pepper and tobacco. qRT-PCR confirmed high levels of gene expression; therefore, KNUC0118 was expected to be of value as a biological control agent.
In this study, it was determined that endophytic bacteria isolated from tobacco seeds (Nicotiana tabacum L. var Xanthi NC) could affect plant growth and resistance induction. From July to December 2018, the nine bacterial strains were isolated from sterilized tobacco seeds (approx. 1,000 seeds). The partial identification of bacterial isolates was confirmed by 16S rRNA gene sequence. The results revealed that all isolated strains are Bacillus aryabhattai. To verify whether strains are endogenous bacteria, the strains were inoculated with sterilized tobacco seeds. The seeds were seeded in the MS medium. Then, it was confirmed that the isolates were cultured in tobacco seeds, and identified based on the 16S rRNA gene sequence, it was found to be the same species Bacillus aryabhattai. This result will be the basis for confirming that the isolates are seed-borne endophytic bacteria. The plant growth promotion-related diagnostic tests of isolated seed-borne endophytic bacteria showed that approximately 67% of auxin production capacity. Also, all the isolates were able to dissolve phosphate but did not produce siderophores. After confirming the effect of plant growth on pepper, it was confirmed that all strains increased the length of pepper from 7 to 30% compared with that of the negative control. Also, under the condition of biomass, the isolated bacteria showed 12 to 59% growth promotion and the dry weight was confirmed to be 4 to 57% growth promotion. We investigated induced resistance against soft rot disease caused by Pectobacterium carotovorum PV. corotovorum SCC1 (PCC), after the nine isolated bacterial strains, were treated on tobacco plants. All isolated strains were decreased symptoms of more than 90% compared with the negative control. We evaluated the potential of the isolates to induce resistance against bacterial spots caused by Xanthomonas axonopodis PV. vesicatoria (Xav) in pepper. The result showed that among 9 isolates, six strains had positive ISR activities and both KNUC0118 and KNUC0119 showed the highest activity. Seven PR genes were identified by quantitative qRT-PCR to enhance the protective gene expression of the plant strain KNUC0118. The results showed that from 12 to 24 hours, the CaPR4 gene increased by 3.24 times, the CaPR10 gene by 4.19 times and the CAChi2 gene by 2.39 times. Also, qRT-PCR results confirmed higher gene expression levels than B. subtilis GB03 that well-known as PGPR. We will sequence the whole genome of the strain KNUC0118 and green fluorescent protein (GFP) tagging to the gene to determine the location of the KNUC0118 attachment to the seed for further study. We want to detect which part of the KNUC0118 genome was involved in the seeds. In this study, B. aryabhattai KNUC0118 showed the ability to promote plant growth and induce resistance to the pathogen of pepper and tobacco. qRT-PCR confirmed high levels of gene expression; therefore, KNUC0118 was expected to be of value as a biological control agent.
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