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문제 정의
- 이는 점액세균 배양추출물로 식물병의 길항능력을 검정했던 기존 보고(김 등, 1998)보다 좀 더 실용적인 점액세균 처리방법으로 점액세균의 길항력을 검정하고자 하였다. 궁극적으로 미생물 농약으로서 점액세균의 실용화 방안을 찾고자 연구를 실시하였다.
- 본 연구는 점액세균의 생리적인 특성을 이용하여 환경친화적인 식물병 방제의 가능성을 제시할 수 있었다. 기존 길항미생물과는 전혀 다른 새로운 생리활성 항진균 물질을 분비하는 점액세균을 생물적 방제에 효과적으로 이용하기 위해서는 액체배양 여액의 대량확보를 통한 지속적인 예방 살포를 포장에서 검증하는 실험이 향후에 필요하다.
- 토양을 배제하고 역병균과 점액세균을 직접 접촉시킨 혼합물을 고추뿌리를 침지한 결과 점액세균 액체배양여액에 존재하는 생리활성물질이 역병균에 길항력을 보이는 것은 확실하다. 본 연구에서 가장 효과적이고 현실적인 점액세균을 이용한 생물학적 방제 방안은 엽권에 배양여액을 직접 살포하는 것이었다. 특히 다른 연구에서처럼 점액세균의 항생물질을 추출하는 복잡한 과정을 거치지 않고 생균의 액체배양여액을 사용함으로써 항균활성물질을 다량 확보할 수 있었고 이를 온실의 고추묘에서 엽권과 근권에서 각각 5회 및 4회 반복 실험이 가능하였다.
- 균주들 중 생리활성물질 분비를 극대화하는 길항 점액세균의 생물방제 처리 방안을 찾기 위해 1) 자실체 생성을 극대화할 수 있는 방법을 찾아 자실체를 직접 고추묘 뿌리에 투입하거나, 2) 점액세균 액체 배양여액을 고추 근권 및 엽권에 처리하여 생물학적 방제 효과를 알아보았다. 이는 점액세균 배양추출물로 식물병의 길항능력을 검정했던 기존 보고(김 등, 1998)보다 좀 더 실용적인 점액세균 처리방법으로 점액세균의 길항력을 검정하고자 하였다. 궁극적으로 미생물 농약으로서 점액세균의 실용화 방안을 찾고자 연구를 실시하였다.
제안 방법
- 따라서 본 연구는 기내에서 역병에 대한 길항력이 확인된 우리나라에서 분리된 Myxococcus spp. 균주들 중 생리활성물질 분비를 극대화하는 길항 점액세균의 생물방제 처리 방안을 찾기 위해 1) 자실체 생성을 극대화할 수 있는 방법을 찾아 자실체를 직접 고추묘 뿌리에 투입하거나, 2) 점액세균 액체 배양여액을 고추 근권 및 엽권에 처리하여 생물학적 방제 효과를 알아보았다. 이는 점액세균 배양추출물로 식물병의 길항능력을 검정했던 기존 보고(김 등, 1998)보다 좀 더 실용적인 점액세균 처리방법으로 점액세균의 길항력을 검정하고자 하였다.
- 6−10엽기 고추묘 뿌리의 흙을 털어내고 물로 헹군 후, 준비한 혼합물에 1시간 동안 침지 접종한 후, 지름이 9 cm 폿트에 이식하여 24시간 동안 습실처리 하였다.
- KYC 1126 자실체 형성 방법 및 고추묘 근권에 자실체 처리. 점액세균의 자실체는 3가지 방법 모두에서 형성되었으나 자실체 농도는 한천배지에 영양원을 방울로 하여 떨어트리는 방법(방법 3)이 가장 많았다.
- LB 액체배지에서 배양한 E. coli를 원심 분리하여 E. coli 균체만을 얻고 이것을 121℃에서 15분 동안 사멸시킨 후, 0.1% CaCl2·2H2O이 함유된 한천배지에 E. coli 100 µl 도말 후 점액세균을 도말(방법 1), 0.1% CaCl2·2H2O이 함유된 한천배지 300 ml 제조시 E. coli를 1000 µl 첨가하여 혼합 후, 점액세균을 도말(방법 2), 0.1% CaCl2·2H2O이 함유된 한천배지 위에 E. coli를 떨어트려 굳힌 후, 점액 세균을 접종(방법 3) 등 3가지 방법(Fig. 1)으로 32℃ 항온기에서 수일 동안 배양하여 자실체 형성 여부와 자실체가 형성된 양을 실체현미경으로 관찰하였다.
- 온실에서 고추묘를 폿트에 키워 역병에 대한 점액세균의 길항력을 검정하였다. 고추 역병 방제력 검정은 KYC1126 배양여액을 고추 유묘를 엽권에 분무 처리한 것과 근권에 관주처리한 두 가지 방법이 실시되었다. 18일 동안 간헐적으로 발병을 조사한 결과, 역병 최초 발병일은 근권과 엽권 모두 4일 전후였다.
- 점액세균은 토양에서 식물 병원균의 활성을 억제하는 2차 대사산물들을 분비하는데, 이들은 기존의 길항균들의 항생물질과는 전혀 다른 생리활성물질이므로 생물방제에 활용이 기대되는 미생물이다. 고추 역병 생물학적 방제를 위해 토양 미생물인 점액세균의 길항능력을 기내에서 검정한 후, 자실체 및 액체배양 여액을 엽권과 근권에 처리하여 온실에서 생물 검정하였다. 점액세균 생리활성 물질이 남아있는 PDCY 배지에 역병균을 접종한 결과 점액세균 Myxococcus spp.
- 대조구로는 점액세균을 배양하지 않은 PDCY 배지였다. 균사 생장 측정은 3반복 시행하였으며, 각 반복 당 한 처리에 5개의 페트리 접시를 사용하였다.
- 5 µl/ml)을 관주하였고 엽권 실험에서는 dimethomorph+propineb(2 mg/ml)을 분무하였으며 배양여액과 살균제는 각각 동일한 양을 사용하였다. 근권과 엽권 평가는 각각 4반복과 5반복으로 수행하였고 각 반복당 한 처리에서 20개의 고추 유묘를 사용하였다. 병 조사는 병원균 접종 후, 18일 동안 수행하였으며 2−3일 간격으로 관주하였다.
- 1 l)를 사용하였다(정 등, 2008). 길항 능력 평가를 위해 CY 평판배지에서 배양한 점액세균을 PDCY 배지에 4일동안 순수배양한 후, 멸균된 주걱으로 긁어 대부분의 점액세균 균총을 제거하고 배양 분비물만 남은 한천배지에 역병균 균사 조각을 치상하여 역병균의 균사 생장을 7일간 측정하였다. 대조구로는 점액세균을 배양하지 않은 PDCY 배지였다.
- 두 번째 처리(처리 2)는 점액세균 배양여액에 고추뿌리를 침지한 후, 역병 유주자 현탁액 접종한 것이었다. 6−10엽기 고추 뿌리의 흙을 털어내고 물로 헹군 후 12시간 동안 점액세균 액체배양여액에 침지하였다.
- 반복당 한 처리에 이용된 고추묘 개수는 15−20개이며, 2−3일 간격으로 관주하였다.
- 병 조사는 병원균 접종 후, 18일 동안 수행하였으며 2−3일 간격으로 관주하였다. 발병율(incidence)은 자실체 및 유주자 현탁액 실험과 같았고, 방제가(control value, %)는 다음과 같이 발병율을 기초로 계산되었다.
- 6−10엽기 고추묘 뿌리의 흙을 털어내고 물로 헹군 후, 준비한 혼합물에 1시간 동안 침지 접종한 후, 지름이 9 cm 폿트에 이식하여 24시간 동안 습실처리 하였다. 병 조사는 모든 고추묘에서 역병 증상이 보일 때까지 24시간 간격으로 측정하였으며, 실험은 3회 반복하여 실시하였다. 반복당 한 처리에 이용된 고추묘 개수는 15−20개이며, 2−3일 간격으로 관주하였다.
- 병 조사는 병원균 접종 후, 18일 동안 수행하였으며 2−3일 간격으로 관주하였다.
- 점액세균 배양여액이 침지된 고추 뿌리를 유주자 현탁액에 1시간 동안 접종한 후, 지름이 9 cm인 폿트에 이식하여 24시간 동안 습실 처리하였다. 병 조사와 관개방법, 반복당 식물체 개수는 처리 1과 동일하였으며, 실험은 3차례 반복하여 실시하였다.
- 실험에 이용된 폿트의 개수는 처리당 20개이며, 2−3일 간격으로 관주하였다.
- 대조구는 고추 뿌리를 멸균수에 침지한 것으로서 고추의 생리적 상태는 동일하였다. 실험은 2 반복 시행하였으며 약해 측정은 침지 후 1일 간격으로 5일간 관찰하였다.
- 처리 1과 처리 2로 나누어 수행하였는데, 첫 번째 처리는 유주자 현탁액과 점액세균 배양여액을 먼저 혼합한 후, 고추묘 뿌리에 침지접종하여 방제 능력을 알아보았다. 역병균 유주자 현탁액과 점액세균 KYC 1126 액체배양여액을 1:1비율(v:v)로 섞어 이들이 충분히 반응할 수 있도록 12시간 동안 실온에 방치하여 혼합물을 만들었다. 6−10엽기 고추묘 뿌리의 흙을 털어내고 물로 헹군 후, 준비한 혼합물에 1시간 동안 침지 접종한 후, 지름이 9 cm 폿트에 이식하여 24시간 동안 습실처리 하였다.
- 자실체 처리 후 역병균 유주자 현탁액을 관주 접종하여 역병을 발병시켰다. 역병균을 접종한 고추묘는 24시간 동안 습실처리 하였으며 자실체 근권 처리는 2회 반복 실험하였고 병 조사는 24시간 간격으로 실시하였다. 실험에 이용된 폿트의 개수는 처리당 20개이며, 2−3일 간격으로 관주하였다.
- 역병균의 유주자낭을 형성시키기 위해 역병균을 배양한 V8A쥬스 한천배지의 균사 부분을 약 1.0 mm×1.0 mm 크기의 육면체로 조각내어 멸균수 20 ml가 담긴 페트리 접시에 한천 조각을 10개씩 첨가한 후, 형광등이 조사된 25℃ 항온기에서 5일 동안 액상 배양하였다.
- 온실 폿트에서 고추 역병 생물학적 방제 평가. 온실에서 고추묘를 폿트에 키워 역병에 대한 점액세균의 길항력을 검정하였다.
- 온실 폿트에서 고추 역병 생물학적 방제 평가. 온실에서 고추묘를 폿트에 키워 역병에 대한 점액세균의 길항력을 검정하였다. 고추 역병 방제력 검정은 KYC1126 배양여액을 고추 유묘를 엽권에 분무 처리한 것과 근권에 관주처리한 두 가지 방법이 실시되었다.
- 유주자낭에서 유주자를 인위적으로 유출시켜 접종원으로 사용하고자, 액상 배양된 유주자낭을 4℃에서 3시간 동안 저온 처리하고, 1시간 동안 25℃에 두었다(지 등, 1998). 유주자 유출의 관찰은 광학현미경 상에서 하였으며, 접종을 위한 유주자 현탁액 농도는 혈구계수기로 104 zoospores/ml으로 맞추었다.
- 유주자 현탁액과 점액세균 KYC 1126 배양여액 혼합물의 역병방제 평가. 처리 1과 처리 2로 나누어 수행하였는데, 첫 번째 처리는 유주자 현탁액과 점액세균 배양여액을 먼저 혼합한 후, 고추묘 뿌리에 침지접종하여 방제 능력을 알아보았다.
- 유주자 현탁액과 점액세균 KYC 1126 배양여액 혼합물의 역병방제 평가. 유주자 현탁액과 점액세균 배양여액을 혼합한 후, 고추뿌리에 침지 접종한 처리 1과 점액세균 배양여액에 고추뿌리를 침지한 후, 역병 유주자 현탁액 접종한 처리 2로 고추역병에 대한 길항력을 확인하였다. 두 처리 모두에서 역병은 지연되었으나, 최종적으로는 모든 처리에서 역병이 발생하였다(Fig.
- 엽권 평가는 점액세균 배양여액을 고추 경엽에 충분히 분무하고 1일 후, 역병균 유주자 현탁액을 균일하게 분무 접종한 것이었다. 이 두 방법으로 유주자를 접종한 고추 유묘는 온실에서 1일 동안 습실 처리하였다. 방제 대조구로는 근권 실험에서는 propamocarb (1.
- 2). 자실체 처리 후 역병균 유주자 현탁액을 관주 접종하여 역병을 발병시켰다. 역병균을 접종한 고추묘는 24시간 동안 습실처리 하였으며 자실체 근권 처리는 2회 반복 실험하였고 병 조사는 24시간 간격으로 실시하였다.
- 1)으로 32℃ 항온기에서 수일 동안 배양하여 자실체 형성 여부와 자실체가 형성된 양을 실체현미경으로 관찰하였다. 자실체의 고추묘 근권 처리는 한천배지 위에서 형성된 자실체를 멸균된 시약스푼으로 퍼내 고추 근권에 접종하였다(Fig. 2). 자실체 처리 후 역병균 유주자 현탁액을 관주 접종하여 역병을 발병시켰다.
- 6−10엽기 고추 뿌리의 흙을 털어내고 물로 헹군 후 12시간 동안 점액세균 액체배양여액에 침지하였다. 점액세균 배양여액이 침지된 고추 뿌리를 유주자 현탁액에 1시간 동안 접종한 후, 지름이 9 cm인 폿트에 이식하여 24시간 동안 습실 처리하였다. 병 조사와 관개방법, 반복당 식물체 개수는 처리 1과 동일하였으며, 실험은 3차례 반복하여 실시하였다.
- 점액세균 자실체 형성 방법 결정 및 자실체의 고추묘 근권 처리. 점액세균 자실체를 형성하기 위한 영양원으로 Escherichia coli C1a 균주를 사용하였다.
- 실험에 사용한 고추묘의 뿌리는 토양에 정착할 수 있도록 접종 최소 4일 전에 지름 9 cm 폿트에 이식하였다. 점액세균의 길항력 평가는 2009년 3월과 4월에 고추 근권과 엽권에 점액세균 배양여액을 처리한 후, 1일 후 병원균을 접종하여 발병을 측정하였다. 근권 평가는 점액세균 배양여액 50 ml을 고추 포트에 관주하고 1일 후, 역병균 유주자 현탁액 10 ml을 관주 접종한 것이었다.
- 점액세균의 자실체가 영양세포로 되려면 충분한 영양분을 필요로 하기 때문에 포장에 존재하는 역병균을 먹이로 삼을 가능성을 갖고 실험을 실시하였다. 특히 접종한 자실체 형태의 점액세균이 토양 내에 정착하여 항생물질과 가수분해 효소를 지속적으로 분비한다면 포장에서 역병균에 대한 길항력이 유지되리라 기대하였다.
- 점액세균이 고추 유묘에 가하는 약해를 보고자 6−8엽기 고추 뿌리의 흙을 털고 물로 헹군 후, 진탕 배양한 점액세균 배양여액에 24시간 동안 침지하였다.
- 유주자 현탁액과 점액세균 KYC 1126 배양여액 혼합물의 역병방제 평가. 처리 1과 처리 2로 나누어 수행하였는데, 첫 번째 처리는 유주자 현탁액과 점액세균 배양여액을 먼저 혼합한 후, 고추묘 뿌리에 침지접종하여 방제 능력을 알아보았다. 역병균 유주자 현탁액과 점액세균 KYC 1126 액체배양여액을 1:1비율(v:v)로 섞어 이들이 충분히 반응할 수 있도록 12시간 동안 실온에 방치하여 혼합물을 만들었다.
- 세 균주 중 KYC 1126과 KYC 1136은 균사생장을 완벽히 저해하였다. 토양 내 점액세균 생리활성물질 분비를 극대화하기 위해 기내에서 다량의 자실체 형성을 위해 먹이인 E. coli를 먼저 배양 후 점액세균 KYC 1126을 치상하는 방법을 확립하였다. 이 방법으로 토양에 자실체를 먼저 투입하고 역병을 관주접종한 결과 방제 효과가 없었다.
대상 데이터
- KYC1126, KYC1136(정 등, 2008) 및 KYC 2001 등 세 가지 점액세균 균주의 P. capsici 균사 생장 억제 활성을 측정하기 위해 점액세균 병원균이 같이 성장할 수 있도록 고안된 PDCY 평판배지(Casitone 5, Yeast extract 1 g, CaCl2·2H2O 1 g, Potato dextrose 2.4 g, Agar 15 g, D.W. 1 l)를 사용하였다(정 등, 2008).
- 길항 능력 평가를 위해 CY 평판배지에서 배양한 점액세균을 PDCY 배지에 4일동안 순수배양한 후, 멸균된 주걱으로 긁어 대부분의 점액세균 균총을 제거하고 배양 분비물만 남은 한천배지에 역병균 균사 조각을 치상하여 역병균의 균사 생장을 7일간 측정하였다. 대조구로는 점액세균을 배양하지 않은 PDCY 배지였다. 균사 생장 측정은 3반복 시행하였으며, 각 반복 당 한 처리에 5개의 페트리 접시를 사용하였다.
- 방제 대조구로는 근권 실험에서는 propamocarb (1.5 µl/ml)을 관주하였고 엽권 실험에서는 dimethomorph+propineb(2 mg/ml)을 분무하였으며 배양여액과 살균제는 각각 동일한 양을 사용하였다.
- 세 균주인 KYC 1126, KYC 1136 그리고 KYC 2001을 CY 한천배지(Casitone 0.9 g, Yeast extract 0.3 g, CaCl2·2H2O 0.3 g, Agar 4.5 g, D.W. 300 ml)에서 32℃, 4일 동안 배양하였다(이 등, 2003).
- 역병 길항 점액세균 선발. 역병균의 균사생장을 저해하는 점액세균의 균주를 선발하였다. 3가지 점액세균 균주들의 고추 역병균 균사 생장 저해 능력을 평가하고자 점액세균의 분비 산물만 남은 PDCY 고체 배지에 역병균을 접종한 후, 병원균 균사 생장을 측정한 결과 저해 효능은 3가지 점액세균에서 모두 나타났다.
- 유리 온실에서 다보탑 품종 유묘를 50구 폿트에 이식하여 8−10엽이 될 때까지 재배하였다.
- 점액세균 자실체 형성 방법 결정 및 자실체의 고추묘 근권 처리. 점액세균 자실체를 형성하기 위한 영양원으로 Escherichia coli C1a 균주를 사용하였다. LB 액체배지에서 배양한 E.
- 역병균 배양 및 유주자 현탁액. 한국농업미생물자원센터(Korean Agricultuleal Culture Collection; KACC)에서 분양받은 고추 역병균 P. capsici No. 40476을 V8A쥬스 한천배지(V8쥬스 100 ml, CaCO3 1 g, Agar 17 g, D.W. 900 ml)에 접종하여, 명 상태와 암 상태가 교대되는 25℃ 항온기에서 5일 동안 배양하였다. 역병균의 유주자낭을 형성시키기 위해 역병균을 배양한 V8A쥬스 한천배지의 균사 부분을 약 1.
성능/효과
- capsici, Rhizoctonia spp., S. minor의 생장이 크게 저해되었고 점액세균 중에서는 M. coralloides의 항진균 활성이 가장 뛰어났다. 또한 점액세균 분비 물질인 myxothiazole이 토마토 역병을 98% 방제한다고 보고하였다(김 등, 1998).
- 고추 역병 방제력 검정은 KYC1126 배양여액을 고추 유묘를 엽권에 분무 처리한 것과 근권에 관주처리한 두 가지 방법이 실시되었다. 18일 동안 간헐적으로 발병을 조사한 결과, 역병 최초 발병일은 근권과 엽권 모두 4일 전후였다. 무방제 대조구의 역병 발병률은 근권처리 방법보다 엽권처리 방법에서 다소 빠르게 진전되었다(Fig.
- 역병균의 균사생장을 저해하는 점액세균의 균주를 선발하였다. 3가지 점액세균 균주들의 고추 역병균 균사 생장 저해 능력을 평가하고자 점액세균의 분비 산물만 남은 PDCY 고체 배지에 역병균을 접종한 후, 병원균 균사 생장을 측정한 결과 저해 효능은 3가지 점액세균에서 모두 나타났다. KYC 1126과 KYC 1136은 P.
- 대조구에 비해 최초 역병 발생은 처리 1이 45−107시간, 처리 2는 12−49시간 발병이 지연되었다.
- 유주자 현탁액과 점액세균 배양여액을 혼합한 후, 고추뿌리에 침지 접종한 처리 1과 점액세균 배양여액에 고추뿌리를 침지한 후, 역병 유주자 현탁액 접종한 처리 2로 고추역병에 대한 길항력을 확인하였다. 두 처리 모두에서 역병은 지연되었으나, 최종적으로는 모든 처리에서 역병이 발생하였다(Fig. 5). 최초 역병 발생은 대조구가 48−63시간, 처리 2가 60−97시간, 그리고 처리 1이 93−155시간으로 처리 1에서 역병 최초 발생이 가장 늦었다.
- KYC1126은 2002년 충남 서산 토양에서 분리된 점액세균이다. 따라서, KYC1126의 역병 방제가는 근권처리가 엽권처리보다 더 높을 것이라고 예상하였다. 그런데, 근권의 방제가는 35.
- 18일 동안 간헐적으로 발병을 조사한 결과, 역병 최초 발병일은 근권과 엽권 모두 4일 전후였다. 무방제 대조구의 역병 발병률은 근권처리 방법보다 엽권처리 방법에서 다소 빠르게 진전되었다(Fig. 6A, B). 접종 18일 후 발병률은 엽권에서 대조구가 100%, KYC 1126이 12.
- 미생물을 이용하여 식물병을 방제하는 방법은 미생물 자체를 이용하는 방법, 미생물이 생산하거나 분비하는 대사물질 또는 항생물질을 이용하는 방법, 미생물과 미생물의 혼합 또는 미생물과 새로운 물질의 혼합을 이용한 방법 등으로 다양하다(Porter와 Fox, 1993). 본 연구는 점액세균 자실체 형성을 유도하여 외부환경에 안정적이면서 생리활성물질 분비를 기대한 자실체 생균을 직접 뿌리에 처리한 것과 점액세균이 분비하는 대사물질 혹은 항생물질이 존재하는 액체 배양여액을 처리한 것 두 가지 중 점액세균의 길항력은 액체 배양여액 처리가 더 컸다.
- 6). 이를 방제가로 환산하면, 엽권에서 방제가는 KYC 1126이 88.0%, 살균제가 100%였고, 근권에서 최종 방제가는 KYC 1126이 35.9%, 살균제가 43.5%였다(Fig. 6C, D).
- 점액세균 배양여액 처리는 최초 역병 발생을 0.5−4.5일 지연시켰고, 역병이 모든 묘에서 발병하는데 소요되는 기간을 2−9.6일 지연시켰으며, 처리 2 보다 처리 1에서 고추 역병 발병 지연 효과가 높게 나타났다(Fig. 5).
- 한편 시험관에서 역병균 유주포자 현탁액과 점액세균 CYE 액체배양여액을 혼합한 후 고추 뿌리에 침지 접종한 결과 역병 발병을 지연시켜 배양여액의 길항능력을 확인하였다. 점액세균 배양여액을엽권에 살포하거나 근권에 침지한 방제가는 각각 88%와 40%로서 dimethomorph+propineb의 100%와 propamocarb의 44%에 버금가는 결과였다. 배양여액을 기존 처리의 약 2배인 24시간 이상 뿌리에 침지하면 약해가 발생하였는데, 그 증상은 고추 묘에서 줄기가 잘록해지고 잎이 말려 들어가며 점액성의 물질이 뿌리를 덮어 썩는 것이었다.
- 한편, 항생물질 추출 과정은 생리활성 물질의 소실될 우려가 크고, 추출로 얻을 수 있는 양이 미량이기 때문에 생산 비용이 많이 소요된다. 점액세균의 액체 배양은 추출항생 물질 생산에 따른 위에서 언급한 단점을 극복할 수 있었다.
- 6A, B). 접종 18일 후 발병률은 엽권에서 대조구가 100%, KYC 1126이 12.0%, 살균제인 dimethomorph+ probineb가 0.0%였고 근권에서는 대조구가 98.8%, KYC1126이 63.8%, 살균제인 propamorcarb가 56.3%였다(Fig. 6). 이를 방제가로 환산하면, 엽권에서 방제가는 KYC 1126이 88.
- 토양을 배제하고 역병균과 점액세균을 직접 접촉시킨 혼합물을 고추뿌리를 침지한 결과 점액세균 액체배양여액에 존재하는 생리활성물질이 역병균에 길항력을 보이는 것은 확실하다. 본 연구에서 가장 효과적이고 현실적인 점액세균을 이용한 생물학적 방제 방안은 엽권에 배양여액을 직접 살포하는 것이었다.
- 본 연구에서 가장 효과적이고 현실적인 점액세균을 이용한 생물학적 방제 방안은 엽권에 배양여액을 직접 살포하는 것이었다. 특히 다른 연구에서처럼 점액세균의 항생물질을 추출하는 복잡한 과정을 거치지 않고 생균의 액체배양여액을 사용함으로써 항균활성물질을 다량 확보할 수 있었고 이를 온실의 고추묘에서 엽권과 근권에서 각각 5회 및 4회 반복 실험이 가능하였다. 한편, 항생물질 추출 과정은 생리활성 물질의 소실될 우려가 크고, 추출로 얻을 수 있는 양이 미량이기 때문에 생산 비용이 많이 소요된다.
- 이 방법으로 토양에 자실체를 먼저 투입하고 역병을 관주접종한 결과 방제 효과가 없었다. 한편 시험관에서 역병균 유주포자 현탁액과 점액세균 CYE 액체배양여액을 혼합한 후 고추 뿌리에 침지 접종한 결과 역병 발병을 지연시켜 배양여액의 길항능력을 확인하였다. 점액세균 배양여액을엽권에 살포하거나 근권에 침지한 방제가는 각각 88%와 40%로서 dimethomorph+propineb의 100%와 propamocarb의 44%에 버금가는 결과였다.
- 형성된 자실체를 근권에 이식하고(Fig. 2) 역병균의 유주자 현탁액을 관주 접종하였으나, 4일 후 처리된 모든 묘에서 역병이 발병하여 자실체 처리는 방제 효과가 없었다. 오히려, 자실체를 고추묘 근권에 이식하는 과정에서 뿌리 건드림으로 인한 상처로 대조군 보다 역병이 1−2일 더 빠르게 진전되었다(Fig.
후속연구
- 본 연구는 점액세균의 생리적인 특성을 이용하여 환경친화적인 식물병 방제의 가능성을 제시할 수 있었다. 기존 길항미생물과는 전혀 다른 새로운 생리활성 항진균 물질을 분비하는 점액세균을 생물적 방제에 효과적으로 이용하기 위해서는 액체배양 여액의 대량확보를 통한 지속적인 예방 살포를 포장에서 검증하는 실험이 향후에 필요하다. 그런데 점액세균은 생장이 느리며, 균주에 따라서는 배양 조건이 까다로워(조, 2001) 산업 규모의 발효 공정으로 생리활성물질을 대량 생산하기 어렵다.
- 액체배양 침지기간을 의도적으로 2배 길게하여 인위적으로 발생시킨 약해이긴 하나, 관주 처리 과정에서 약해가 발생될 가능성이 있다. 따라서 토양 관주 접종시 고추가 충분히 성장한 후 접종하는 것이 좋으며 이에 대한 연구가 앞으로 진행 되어져야 할 것이다.
- 배양여액을 기존 처리의 약 2배인 24시간 이상 뿌리에 침지하면 약해가 발생하였는데, 그 증상은 고추 묘에서 줄기가 잘록해지고 잎이 말려 들어가며 점액성의 물질이 뿌리를 덮어 썩는 것이었다. 선발된 점액세균 KYC 1126의 대량 생산 방안이 확보되면, 배양여액을 엽권에 예방적으로 정기 살포함으로써 고추 역병의 생물학적 방제를 달성할 수 있을 것으로 기대된다.
- 점액세균이 생리활성물질을 분비하는 특성(Bull 등, 2002)은 신소재 유용물질로서 산업적인 연구가 최근 활발하다. 특히 토양에 선발된 점액세균을 정착시킴으로써 지속적으로 생리활성물질을 분비할 수 있는 환경을 조성한다면 건강한 발병억제 토양을 만들 수 있을 것이다. 자실체를 형성하기 위해서는 기내에서 충분한 영양배지에 있는 점액세균을 영양분이 없는 한천배지로 옮기는 방법을 사용한다(Wireman과 Dworkin, 1977).
- 이를 극복하기위해서는 2−3배 빠르게 생장하면서 생리활성물질을 분비하는 호열성 점액세균의 유전자를 형질전환하는 기술이나(Gerth와 Mller, 2005), 옥수수 침출분말, 옥수수 글루텐, 대두분말 등 주변에서 쉽게 이용할 수 있는 친환경 재료를 탄소원으로 사용하여 수율을 높일 수 있는 저렴한 발효 공정 연구를 통해 대량생산 기술을 확보하는 것이 중요하다. 향후 대량생산이 가능해진다면 앞으로 점액세균의 생물학적 방제 역할은 더욱 커지리라 기대된다.
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