Lysobacter capsici YS215의 특성 및 뿌리혹선충 방제에 미치는 영향을 조사하였다. YS1215의 생육은 배양 6일째 최고였으며, 생육에 따른 chitinase와 gelatinase의 활성은 각각 3일째와 5일째에 가장 높은 활성을 보였다. YS1215 배양액이 선충 피해 방제와 식물 생장에 미치는 영향을 조사해 본 결과, 5주째 식물 지상부 생체중 및 건조중에서 배양액 반량구에서 가장 높게 나타났지만, 9주째에는 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구 및 배지액 처리구에서 차이를 보이지 않았다. 하지만 9주째 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구 및 배지액 처리구가 물처리구 보다 높게 나타났다. 지상부 길이에서는 미생물 배양액 반량구 처리구가 가장 높았다. 선충 피해 방제에 있어서 난낭수, 뿌리혹수 및 토양내 유충수에서 각각 농약 처리구에서 가장 낮게 나타났으나, 미생물 배양액 처리구와의 유의적 차이는 보이지 않았다. 미생물 배양액 처리구는 미생물 배양액 반량구 및 물 처리구와는 유의적 차이가 있는 것으로 조사되었다. 그러므로 다양한 분해효소를 생성하는 L. capsici YS1215의 뿌리혹선충방제에 대한 충분한 가능성과 가치가 있다고 사료된다.
Lysobacter capsici YS215의 특성 및 뿌리혹선충 방제에 미치는 영향을 조사하였다. YS1215의 생육은 배양 6일째 최고였으며, 생육에 따른 chitinase와 gelatinase의 활성은 각각 3일째와 5일째에 가장 높은 활성을 보였다. YS1215 배양액이 선충 피해 방제와 식물 생장에 미치는 영향을 조사해 본 결과, 5주째 식물 지상부 생체중 및 건조중에서 배양액 반량구에서 가장 높게 나타났지만, 9주째에는 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구 및 배지액 처리구에서 차이를 보이지 않았다. 하지만 9주째 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구 및 배지액 처리구가 물처리구 보다 높게 나타났다. 지상부 길이에서는 미생물 배양액 반량구 처리구가 가장 높았다. 선충 피해 방제에 있어서 난낭수, 뿌리혹수 및 토양내 유충수에서 각각 농약 처리구에서 가장 낮게 나타났으나, 미생물 배양액 처리구와의 유의적 차이는 보이지 않았다. 미생물 배양액 처리구는 미생물 배양액 반량구 및 물 처리구와는 유의적 차이가 있는 것으로 조사되었다. 그러므로 다양한 분해효소를 생성하는 L. capsici YS1215의 뿌리혹선충방제에 대한 충분한 가능성과 가치가 있다고 사료된다.
The experiments were carried out to investigate the biocontrol potential of Lysobacter capsici YS1215 on root-knot nematode and to characterize its lytic enzyme activities. L. capsici YS1215 showed chitinase and gelatinase activities on the medium containing 0.5% chitin or 0.5% gelatin as substrates...
The experiments were carried out to investigate the biocontrol potential of Lysobacter capsici YS1215 on root-knot nematode and to characterize its lytic enzyme activities. L. capsici YS1215 showed chitinase and gelatinase activities on the medium containing 0.5% chitin or 0.5% gelatin as substrates. Cell growth of L. capsici YS1215 was highest at 6 days, and the highest activities of chitinase (4.0 unit $ml^{-1}$) and gelatinase (7.43 unit $ml^{-1}$) were observed on 3 and 5 days after incubation, respectively. To investigate the effect of L. capsici YS1215 on tomato growth and nematode infection, the plants in pot trial were treated with bacterial culture (BC), half of bacterial culture (HBC), only bacterial medium (BM), tap water (TW) and commercial nematicide (CN). HBC treatd plants showed the higher shoot fresh weight and dry weight on $5^{th}$week after incubation while BM, HBC and BC had consistently higher values than TW at $9^{th}$ week. HBC appeared to be the highest shoot fresh length at $9^{th}$ week. Both CN and BC showed lower number of egg mass, root gall, and population of juveniles in soil compared to BC, HBC, BM and TW. These results suggest that L. capsici YS1215 with its strong ability of lytic enzyme production can be one of the most significant candidates for biocontrol agents against root-knot nematodes.
The experiments were carried out to investigate the biocontrol potential of Lysobacter capsici YS1215 on root-knot nematode and to characterize its lytic enzyme activities. L. capsici YS1215 showed chitinase and gelatinase activities on the medium containing 0.5% chitin or 0.5% gelatin as substrates. Cell growth of L. capsici YS1215 was highest at 6 days, and the highest activities of chitinase (4.0 unit $ml^{-1}$) and gelatinase (7.43 unit $ml^{-1}$) were observed on 3 and 5 days after incubation, respectively. To investigate the effect of L. capsici YS1215 on tomato growth and nematode infection, the plants in pot trial were treated with bacterial culture (BC), half of bacterial culture (HBC), only bacterial medium (BM), tap water (TW) and commercial nematicide (CN). HBC treatd plants showed the higher shoot fresh weight and dry weight on $5^{th}$week after incubation while BM, HBC and BC had consistently higher values than TW at $9^{th}$ week. HBC appeared to be the highest shoot fresh length at $9^{th}$ week. Both CN and BC showed lower number of egg mass, root gall, and population of juveniles in soil compared to BC, HBC, BM and TW. These results suggest that L. capsici YS1215 with its strong ability of lytic enzyme production can be one of the most significant candidates for biocontrol agents against root-knot nematodes.
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문제 정의
본 연구는 게껍질이 풍부한 토양으로부터 분리한 Lysobacter capsici YS1215의 생육 및 효소 활성 특성과 식물체 실험을 통한 L. capsici YS1215 배양액 처리 시 식물 생장 촉진 및 선충방제 효과에 대한 검증을 수행하였다.
Lysobacter capsici YS215의 특성 및 뿌리혹선충 방제에 미치는 영향을 조사하였다. YS1215의 생육은 배양 6일째 최고였으며, 생육에 따른 chitinase와 gelatinase의 활성은 각각 3일째와 5일째에 가장 높은 활성을 보였다.
제안 방법
또한, 변형된 Bearman법을 이용하여 분리한 알을 25 μm 체에 올린 후 알을 부화시켜 2령 유충을 수거하였다.
antibioticus HS124는 다양한 2차 대사산물을 생성하며 Phytophthora capsici, Fusarium oxysporum f. sp lycopesici, Pythium aphanidermatum 및 Rhizoctonia solani의 생장을 억제하였을 뿐만아니라 배추 좀 나방의 유충의 치사 하였다. (Ko et al.
YS1215의 효소 활성 L. capsici YS1215의 chitinase 및 gelatinase 활성을 측정하기 위해서 chitin agar 배지 (0.5% colloidal chitin, 0.2% Na2HPO4, 0.1% KH2PO4, 0.5% NaCl, 0.1% NH4Cl, 0.05% MgSO4ㆍ7H2O, 0.05% CaCl2ㆍ2H2O, 0.05% yeast extract 및 2% agar) 및 gelatin agar 배지 (1.6% gelatin, 2.5% Tryptic soy broth 및 2% agar) 100 mL를 250 mL 삼각플라스크에 넣고 121℃에서 15분간 멸균한 후 각각 petri-dish에 분주하였다. 배지를 완전히 굳힌 후 YS1215를 각각의 배지에 획선(streaking)을 긋고 30℃에서 3일간 배양하였다.
YS1215의 cell growth L. capsici YS1215의 cell growth를 측정하기 위해 250 mL 삼각플라스크에 생육배지 (0.1% 게 껍질 분말 (삼성키토산, 한국), 0.1% 젤라틴 분말 (젤텍, 한국), 0.3% 복합비료 (N:P:K; 21:17:17; 남해화학, 한국), 0.3% 설탕 (백설, 한국), 0.003% yeast extract 및 0.003% FeCl3ㆍ6H2O)를 넣고 121℃에서 15분간 멸균한 후 YS1215를 접종하고 이를 24시간 간격으로 8일간 취하여 UV-spectrophotometer (Shimadzu)를 이용하여 600 nm에서 흡광도를 측정하였다.
YS1215의 날짜별 효소활성 L. capsici YS1215의 배양 시간에 따른 chitinase 및 gelatinase 활성을 측정하기 위하여 YS1215를 생육 배지에서 8일간 배양하면서 24시 간 간격으로 시료를 채취하여 원심 분리(12,000 rpm)한 배양 상등액을 사용하였다. Chitinase 활성 측정을 위해 원심 분리한 상등액에 0.
YS1215 배양액 처리가 식물생장에 미치는 영향 L. capsici YS1215 배양액의 식물생장 및 선충 감염 억제효과 조사를 위해 발아 후 4주된 토마토를 포트 (10 cm x 15 cm)에 옮겨 심고 대략 253마리의 유충과 199여개의 알을 접종하였다. 선충 접종 후 1주 간격으로 8주차까지 시험구에 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량 (미생물 배양액 : 물, 1 : 1), 배지액 및 살선충 농약을 각각 50 ml씩 처리하였다.
capsici YS1215 배양액의 식물생장 및 선충 감염 억제효과 조사를 위해 발아 후 4주된 토마토를 포트 (10 cm x 15 cm)에 옮겨 심고 대략 253마리의 유충과 199여개의 알을 접종하였다. 선충 접종 후 1주 간격으로 8주차까지 시험구에 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량 (미생물 배양액 : 물, 1 : 1), 배지액 및 살선충 농약을 각각 50 ml씩 처리하였다. 무처리구는 물만 50 ml 처리하였다.
무처리구는 물만 50 ml 처리하였다. 이 때 농약 처리구는 테라노바 (abamectin 1.68%, 신젠타 코리아(주))를 물에 녹여 선충 감염 직후 1회 처리하였다. 처리 5주 및 9주째, 각 처리구별로 식물 생장 조사항목인 지상부 길이, 지상부 생체중 및 건물중과 선충 억제 효과 조사 항목인 뿌리혹 수, 난낭 수, 토양 내 유충 수를 측정하였다.
68%, 신젠타 코리아(주))를 물에 녹여 선충 감염 직후 1회 처리하였다. 처리 5주 및 9주째, 각 처리구별로 식물 생장 조사항목인 지상부 길이, 지상부 생체중 및 건물중과 선충 억제 효과 조사 항목인 뿌리혹 수, 난낭 수, 토양 내 유충 수를 측정하였다.
capsici YS1215의 chitinase 및 gelatinase 활성을 측정하기 위해서 chitin agar 배지 및 gelatin agar 배지를 각각 사용하였다. 조사결과 chitinase 활성은 chitin agar 배지에서 투명환 이 각각 관찰됨으로 활성을 확인하였다 (Fig. 1a). Gelatinase 활성은 gelatin agar 배지에 30% trichloroacetic acid를 첨가한 후 투명환이 관찰되어 gelatinase 활성을 확인하였다 (Fig.
1a). Gelatinase 활성은 gelatin agar 배지에 30% trichloroacetic acid를 첨가한 후 투명환이 관찰되어 gelatinase 활성을 확인하였다 (Fig. 1b). Park et al.
YS1215의 cell growth 및 날짜별 효소활성 L. capsici YS1215의 cell growth를 측정하기 위해 생육배지를 이용하여 1일부터 8일 까지 조사하였다. 조사결과 1일째부터 6일째까지 증가 하다 7일째부터 서서히 감소하였다 (Fig.
YS1215 배양액 처리가 식물생장에 미치는 영향 L. capsici YS1215 배양액의 식물생장 및 선충 감염 억제효과 조사를 위해 발아 후 4주된 토마토를 이용하여 선충 접종 후 5주 및 9주째에 조사하였다. 정식 후 5주 및 9주째 지상부 생체중(shoot fresh weight)과 지상부 건조중(shoot dry weight)을 조사한 결과 5주째 식물 지상부 생체중 및 건조중에서 미생물 배양액 반량구에서 가장 높게 나타났다.
대상 데이터
뿌리혹선충 증식 및 분리 2010년 전남 장성군의 뿌리혹선충 피해가 심한 농가에서 감염 토마토 뿌리를 가져와 토마토 (Lycopersicon esculentum) 모종 에 감염증식 시켜 실험에 사용하였다. 선충 알 및 유충 분리는 선충에 감염된 토마토 뿌리를 흐르는 물에 잘 씻어서 1 cm 크기로 잘라 0.
또한, 변형된 Bearman법을 이용하여 분리한 알을 25 μm 체에 올린 후 알을 부화시켜 2령 유충을 수거하였다. 수거한 알과 유충을 실험에 사용하였다 (Yoon et al., 2012).
YS1215의 효소 활성 L. capsici YS1215의 chitinase 및 gelatinase 활성을 측정하기 위해서 chitin agar 배지 및 gelatin agar 배지를 각각 사용하였다. 조사결과 chitinase 활성은 chitin agar 배지에서 투명환 이 각각 관찰됨으로 활성을 확인하였다 (Fig.
데이터처리
통계분석 이 실험의 결과는 SAS 프로그램 9.1 버전 (2006)을 사용하여 5% 수준에서 Turkey’s Studentized Range Test를 하였다.
이론/모형
Gelatinase 활성 측정은 gelatin (sigma)을 기질로 사용하여 37℃에서 1시간 반응시킨 다음 반응 전 후의 free α-amino group을 Ninhydrin법에 따라 570 nm에서 흡광도를 측정한 후 L-leucine에 대한 표준 검량선으로부터 구하였다 (Moore and Stein, 1948; Mandl et al., 1953).
성능/효과
capsici YS1215의 cell growth를 측정하기 위해 생육배지를 이용하여 1일부터 8일 까지 조사하였다. 조사결과 1일째부터 6일째까지 증가 하다 7일째부터 서서히 감소하였다 (Fig. 2). YS1215의 배양 시간에 따른 chitinase 활성은 3일째 4.
5 Unit/ml까지 급격히 감소하였다. 또한 gelatinase 활성은 2일째까지 빠르게 증가하다, 3일부터 5일까지 조금씩 증가하여 5일째에 7.43 Unit/ml의 최고의 활성을 보였다. 6일째부터는 서서히 감소하였다 (Fig.
capsici YS1215 배양액의 식물생장 및 선충 감염 억제효과 조사를 위해 발아 후 4주된 토마토를 이용하여 선충 접종 후 5주 및 9주째에 조사하였다. 정식 후 5주 및 9주째 지상부 생체중(shoot fresh weight)과 지상부 건조중(shoot dry weight)을 조사한 결과 5주째 식물 지상부 생체중 및 건조중에서 미생물 배양액 반량구에서 가장 높게 나타났다. 9주째 생체중은 미생물배양액, 미생물 배양액 반량구, 배지액, 물 및 농약처리구에서 각각 8.
정식 후 5주 및 9주째 지상부 생체중(shoot fresh weight)과 지상부 건조중(shoot dry weight)을 조사한 결과 5주째 식물 지상부 생체중 및 건조중에서 미생물 배양액 반량구에서 가장 높게 나타났다. 9주째 생체중은 미생물배양액, 미생물 배양액 반량구, 배지액, 물 및 농약처리구에서 각각 8.07 g, 8.62 g, 8.83 g, 6.85 g 및 7.82 g을 나타냈다 (Fig. 3a). 9주째 건물중은 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구, 배지액, 물 및 농약처리구에서 각각 0.
3b). 하지만 생체중 및 건물 중의 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구 및 배지액 처리구간의 유의적 차이는 나타나지 않았고, 미생물 배양액 처리구와 물 처리구간의 유의성은 나타났다. 9주째 지상부 길이 (shoot length)는 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구, 배지액, 물 및 농약처리구에서 각각 35.
하지만 생체중 및 건물 중의 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구 및 배지액 처리구간의 유의적 차이는 나타나지 않았고, 미생물 배양액 처리구와 물 처리구간의 유의성은 나타났다. 9주째 지상부 길이 (shoot length)는 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구, 배지액, 물 및 농약처리구에서 각각 35.00 cm, 43.06 cm, 36.50 cm, 37.66 cm, 38.66 cm로 나타났다 (Fig. 4). 이러한 결과는 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구 및 배지액등이 비료로써의 효과는 비슷한 것으로 보인다.
미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구, 배지액, 물 및 농약처리구에 대한 뿌리혹선충에 미치는 영향을 조사한 결과 각 처리 구별 난낭수는 39개, 116개, 160개, 275개, 24개로 나타났고 (Fig. 5a) 뿌리혹수는 47개, 84개, 137개, 216개, 35로 조사되었다 (Fig. 5b). 토양내 유충수는 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구, 배지액, 물 및 농약처리구에서 각각 731마리, 1063마리, 4314마리, 4879마리, 413마리로 조사되었다 (Fig.
5b). 토양내 유충수는 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구, 배지액, 물 및 농약처리구에서 각각 731마리, 1063마리, 4314마리, 4879마리, 413마리로 조사되었다 (Fig. 6). 난낭수, 뿌리혹수 및 토양내 유충수에 대한 조사결과 농약처리구가 가장 선충억제에 효과가 좋은 것으로 조사되었지만, 미생물 배양액 처리구와의 유의적 차이는 보이지 않았다.
6). 난낭수, 뿌리혹수 및 토양내 유충수에 대한 조사결과 농약처리구가 가장 선충억제에 효과가 좋은 것으로 조사되었지만, 미생물 배양액 처리구와의 유의적 차이는 보이지 않았다. 반면에 미생물 배양액처리구와 미생물 배양액 반량구 처리구와 유의적 차이를 보였는데 이는 배양액을 희석하여 사용하면 효과 또한 감소하는 것으로 보여 진다.
난낭수, 뿌리혹수 및 토양내 유충수에 대한 조사결과 농약처리구가 가장 선충억제에 효과가 좋은 것으로 조사되었지만, 미생물 배양액 처리구와의 유의적 차이는 보이지 않았다. 반면에 미생물 배양액처리구와 미생물 배양액 반량구 처리구와 유의적 차이를 보였는데 이는 배양액을 희석하여 사용하면 효과 또한 감소하는 것으로 보여 진다. 미생물 배양액 및 반량구가 대조구인 배지액 처리구와 물처리구보다 난낭수, 뿌리혹수 및 토양내 유충 수에서 적게 나타났으며, 통계적 유의성에서도 차이를 나타는데, Devidas and Rehberger (1992)의 보고에 따르면 이러한 결과는 미생물 배양 시 배양액 속에 생성된 여러 2차 대사산물인 효소 및 항생물질이 선충 억제에 활성을 나타낸 것으로 보인다.
Lysobacter capsici YS215의 특성 및 뿌리혹선충 방제에 미치는 영향을 조사하였다. YS1215의 생육은 배양 6일째 최고였으며, 생육에 따른 chitinase와 gelatinase의 활성은 각각 3일째와 5일째에 가장 높은 활성을 보였다. YS1215 배양액이 선충 피해 방제와 식물 생장에 미치는 영향을 조사해 본 결과, 5주째 식물 지상부 생체중 및 건조중에서 배양액 반량구에서 가장 높게 나타났지만, 9주째에는 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구 및 배지액 처리구에서 차이를 보이지 않았다.
YS1215의 생육은 배양 6일째 최고였으며, 생육에 따른 chitinase와 gelatinase의 활성은 각각 3일째와 5일째에 가장 높은 활성을 보였다. YS1215 배양액이 선충 피해 방제와 식물 생장에 미치는 영향을 조사해 본 결과, 5주째 식물 지상부 생체중 및 건조중에서 배양액 반량구에서 가장 높게 나타났지만, 9주째에는 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구 및 배지액 처리구에서 차이를 보이지 않았다. 하지만 9주째 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구 및 배지액 처리구가 물처리구 보다 높게 나타났다.
YS1215 배양액이 선충 피해 방제와 식물 생장에 미치는 영향을 조사해 본 결과, 5주째 식물 지상부 생체중 및 건조중에서 배양액 반량구에서 가장 높게 나타났지만, 9주째에는 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구 및 배지액 처리구에서 차이를 보이지 않았다. 하지만 9주째 미생물 배양액, 미생물 배양액 반량구 및 배지액 처리구가 물처리구 보다 높게 나타났다. 지상부 길이에서는 미생물 배양액 반량구 처리구가 가장 높았다.
지상부 길이에서는 미생물 배양액 반량구 처리구가 가장 높았다. 선충 피해 방제에 있어서 난낭수, 뿌리혹수 및 토양내 유충수에서 각각 농약 처리구에서 가장 낮게 나타났으나, 미생물 배양액 처리구와의 유의적 차이는 보이지 않았다. 미생물 배양액 처리구는 미생물 배양액 반량구 및 물 처리구와는 유의적 차이가 있는 것으로 조사되었다.
선충 피해 방제에 있어서 난낭수, 뿌리혹수 및 토양내 유충수에서 각각 농약 처리구에서 가장 낮게 나타났으나, 미생물 배양액 처리구와의 유의적 차이는 보이지 않았다. 미생물 배양액 처리구는 미생물 배양액 반량구 및 물 처리구와는 유의적 차이가 있는 것으로 조사되었다. 그러므로 다양한 분해효소를 생성하는 L.
미생물 배양액 처리구는 미생물 배양액 반량구 및 물 처리구와는 유의적 차이가 있는 것으로 조사되었다. 그러므로 다양한 분해효소를 생성하는 L. capsici YS1215의 뿌리혹선충방제에 대한 충분한 가능성과 가치가 있다고 사료된다.
후속연구
, 2011). 결과적으로 L. capsici YS1215를 이용한 뿌리혹선충의 생물학적 방제는 가능할 것으로 사료되며 미생물 배양액을 희석하지 않고 작물에 적용하였을 때 작물 생육저하를 일으키지 않고 높은 선충억제 효과를 보였으므로 선충 감염이 시작되는 작물 정식 초기 및 선충 번식이 활발한 작물 생육기에도 적용 할 수 있을 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
뿌리혹선충이란?
뿌리혹선충 (Meloidogyne sp.)은 식물 기생선충으로써 식물 기생선충류 중에 가장 경제적 손실을 많이 가져다주는 해충이다. 기주 식물은 잔디에서부터 나무에 이르기까지 2000여종에 이른다 (Kim and Kang et al.
뿌리혹선충 중에 전 세계적으로 분포하여 피해를 주는 뿌리혹선충은?
, 2000; Sasser, 1980). 뿌리혹선충들 중 전 세계적으로 광범위하게 분포하고 있으며 피해를 주고 있는 종은 고구마뿌리혹선충 (M. incognita)과 자바뿌리혹선충 (M. javanica), 땅콩뿌리혹선충 (M. arenaria), 당근뿌리혹선충 (M. hapla) 등이 있는데 우리나라의 경우도 시설재배지에서의 연작으로 인해 이러한 뿌리혹선충 발생이 증가하고 있으며 피해액과 피해 대상작물이 점차 확대되고 있는 실정이다 (Lee, 2003; Lee et al., 2011).
뿌리혹선충 화학적 방제의 단점은?
지금까지 이러한 뿌리혹선충의 방제는 주로 화학적 방제에 의존하고 있다. 하지만 화학 살선충제는 고독성이며, 토양 잔류기간이 길며, 토양 미생물에 영향을 미쳐 토양생태계 불균형 뿐만 아니라 지하수 오염과 같은 환경문제를 야기 시키며, 살선충제의 남용으로 인하여 뿌리혹선충의 약제 저항성을 증가 시킬 수 있다 (Birch et al., 1993; Kim and Choi, 2001; Atkins et al.
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