노루궁뎅이 수확 후 배지 추출한 시제품의 토마토 풋마름병 방제 효과 Control of Tomato Bacterial Wilt by the Prototypes Extracted from Spent Media Substrate of Hericium erinaceus원문보기
노루궁뎅이(Hericium erinaceus) 수확 후 배지를 추출한 시제품 알토엑스 + 질산칼슘, 케이칼슘과 알토엑스베타는 토마토 풋마름병균에 대하여 강한 항균활성을 나타내었다. 토마토 풋마름병에 대하여 알토엑스 + 질산칼슘, 케이칼슘과 알토엑스베타가 87.4~100%, 46.0~100%, 65.0~91.6%의 방제효과를 각각 나타내었다. 이들 결과들은 알토엑스 + 질산칼슘, 케이칼슘과 알토엑스베타가 토마토 풋마름병 방제를 위한 유망한 친환경 세균제가 될 것으로 생각된다.
노루궁뎅이(Hericium erinaceus) 수확 후 배지를 추출한 시제품 알토엑스 + 질산칼슘, 케이칼슘과 알토엑스베타는 토마토 풋마름병균에 대하여 강한 항균활성을 나타내었다. 토마토 풋마름병에 대하여 알토엑스 + 질산칼슘, 케이칼슘과 알토엑스베타가 87.4~100%, 46.0~100%, 65.0~91.6%의 방제효과를 각각 나타내었다. 이들 결과들은 알토엑스 + 질산칼슘, 케이칼슘과 알토엑스베타가 토마토 풋마름병 방제를 위한 유망한 친환경 세균제가 될 것으로 생각된다.
The prototypes, Rto-x+$Ca(NO_3)_2$, K-Ca, and Rto-$x{\beta}$, which were extracted from spent mushroom substrate of Hericium erinaceus, strongly inhibited the growth of Ralstonia solanacearum. The control efficacies of tomato bacterial wilt by treatment with Rto-x+$Ca(NO_3...
The prototypes, Rto-x+$Ca(NO_3)_2$, K-Ca, and Rto-$x{\beta}$, which were extracted from spent mushroom substrate of Hericium erinaceus, strongly inhibited the growth of Ralstonia solanacearum. The control efficacies of tomato bacterial wilt by treatment with Rto-x+$Ca(NO_3)_2$, K-Ca, and Rto-$x{\beta}$ were 87.4~92.4%, 46.0~100%, and 65.0~91.9%, respectively. These results indicate that Rto-x+$Ca(NO_3)_2$, K-Ca, and Rto-$x{\beta}$ have a potential as eco-friendly antibacterial materials for the control of tomato bacterial wilt caused by R. solanacearum.
The prototypes, Rto-x+$Ca(NO_3)_2$, K-Ca, and Rto-$x{\beta}$, which were extracted from spent mushroom substrate of Hericium erinaceus, strongly inhibited the growth of Ralstonia solanacearum. The control efficacies of tomato bacterial wilt by treatment with Rto-x+$Ca(NO_3)_2$, K-Ca, and Rto-$x{\beta}$ were 87.4~92.4%, 46.0~100%, and 65.0~91.9%, respectively. These results indicate that Rto-x+$Ca(NO_3)_2$, K-Ca, and Rto-$x{\beta}$ have a potential as eco-friendly antibacterial materials for the control of tomato bacterial wilt caused by R. solanacearum.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 식물병원균에 대하여 항균력을 가지고 있는 노루궁뎅이 수확 후 배지를 추출하여 만든 시제품을 활용하여 환경친화적 안전 농산물을 생산하기 위하여 토마토 풋마름병균에 대한 생육 억제 효과와 토마토 풋마름병에 대한 방제 효과 검정을 실시하였다.
제안 방법
6월에 토마토 종자를 파종한 실험에서는 시제품 알토엑스 10배액, 케이칼슘 100배, 알토엑스 + 질산칼슘 100배액과 미생물제 200배액에 대한 토마토 풋마름병균에 대한 발생 억제효과를 검정하기 위하여 원예용 상토(Balokeo; Seoul Bio, Eumseong, Korea)가 담긴 포트에서 생육한 토마토(슈퍼도태랑)에 5주씩 4반복으로 시제품을 50 mL씩 2회 관주처리하고 뿌리에 상처를 주고, R. solanacearum 1401 균주는 nutrient agar (NA) 배지에 접종하여 28℃에서 2일간 배양하여 106CFU/mL로 조절한 풋마름병균 현탁액 20 mL씩 접종하여 접종 7일 후에 풋마름병 발생을 발병지수로 조사하였다[9].
7월에 토마토 종자를 파종한 실험에서는 토마토 풋마름병균 R. solanacearum 1402 균주에 대한 시제품의 방제 효과 검정을 위하여 위와 같은 방법으로 하였으며, 시제품은 알토엑스 10배, 알토엑스 + 질산칼슘 100배, 케이칼슘 100배, 알토엑스큐 100배와 알토엑스베타 100배액을 구당 11주씩 3반복으로 각각 50 mL씩 3회 관주처리하고, 풋마름병균의 접종도 위와 같은 방법으로 주당 10 mL씩 접종한 후 7일에 풋마름병 발병지수를 조사하였다[9].
9월에 토마토 종자를 파종한 실험에서는 토마토 풋마름병균 R. solanacearum 1402 균주에 대한 시제품의 방제 효과 검정을 위하여 위와 같은 방법으로 하였으며, 시제품은 알토엑스 10배, 알토엑스 + 질산칼슘 50배, 케이칼슘 50배, 알토엑스큐 10배, 알토엑스베타 50배와 미생물제 200배를 구당 11주씩 3반복으로 50 mL씩 3회 관주처리하고, 풋마름병균의 접종도 위와 같은 방법으로 주당 30 mL씩 접종한 후 35일에 풋마름병 발생을 발병지수를 조사하였다[9].
시제품인 알토엑스, 알토엑스큐, 알토엑스 + 질산칼슘과케이칼슘을 토마토 풋마름병균(R. solanacearum 1401과1402)에 대하여 원액, 2배와 5배로 희석하여 직경 8 mm 필터페이퍼에 280 μL씩 충분히 흡수시킨 후, 토마토 풋마름병균과 혼합하여 분주한 Luria Bertani (LB) agar 배지에 5반복으로 치상하여 28℃에서 배양 48시간 후 저지원의 크기를 측정하였다.
대상 데이터
(주)케이글로벌(Yongin, Korea)에서 제조한 시제품인 노루궁뎅이를 재배한 후 수확한 배지 추출액 알토엑스와 알토엑스 + 질산칼슘, 알토엑스큐(알토엑스 + Cu), 알토엑스베타(알토엑스 + 탄산칼슘)와 케이칼슘(알토엑스 + 질산칼슘 + 영양분)을 실험에 사용하였다.
국립농업과학원 농업미생물과에 보존되어 있는 토마토에 발생하는 토마토 풋마름병균 Ralstonia solanacearum 1401과 R. solanacearum 1402 균주는 -73℃ 초저온냉동고에 보관하면서 사용하였다.
데이터처리
a)In a column, means followed by a common letter are not significantly different at the 5% level by Duncan’s multiple range test.
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성능/효과
7월에 토마토 종자를 파종한 실험에서 시제품들의 토마토 풋마름병균에 대한 발생 억제효과를 검정한 결과에서 병원균 접종 3일부터 발병하기 시작하여 접종 7일후에 무처리의 발병도가 32.6%로 알토엑스는 55.8%, 알토엑스 + 질산칼슘 100배액은 100%, 케이칼슘 100배액은 97.9%, 알토엑스큐 100배 희석액은 32.5%, 알토엑스베타 100배 희석액은 65.0% 방제 효과를 나타내었다(Table 3).
9월에 토마토 종자를 파종한 실험에서 시제품들의 토마토 풋마름병균에 대한 발생 억제효과를 검정한 결과에서 병원균 접종 15일후에 발병하기 시작하여 접종 35일 후에 무처리가 35.6%의 발병도를 보였으며, 알토엑스 10배 희석액은 12.9%, 알토엑스큐 10배 희석액은 21.9%, 알토엑스 + 질산칼슘 50배 희석액은 87.4%, 케이칼슘 50배 희석액은100%, 알토엑스베타 50배 희석액은 91.6%, 미생물제 200배 희석액은 46.6% 방제 효과를 나타내었다(Table 4).
노루궁뎅이 수확 후 배지 추출물을 함유한 시제품을 제조하여 알토엑스, 알토엑스큐, 알토엑스 + 질산칼슘과 케이칼슘에 대한 토마토 풋마름병균(R. solanacearum 1401, 1402)에 대하여 항균력 검정한 결과에서 시제품의 기본이 되는 알토엑스보다 다른 시제품들이 토마토 풋마름병에 대한 항균력이 1401균주의 경우에는 2.4~6배 정도 증가되었다(Table 1, Fig. 1).
1배 정도의 높은 항균력을 보였다. 그럼에도 불구하고 항균력을 증진시키기 위하여 알토엑스에 구리와 질산칼슘을 첨가한 시제품들이 휠씬 높은 항균력을 나타내었으며, 생물검정에서도 토마토 풋마름병에 대한 방제효과가 높을 것이라고 생각된다.
노루궁뎅이(Hericium erinaceus) 수확 후 배지를 추출한시제품 알토엑스 + 질산칼슘, 케이칼슘과 알토엑스베타는 토마토 풋마름병균에 대하여 강한 항균활성을 나타내었다. 토마토 풋마름병에 대하여 알토엑스 + 질산칼슘, 케이칼슘과 알토엑스베타가 87.
3~83.3%의 방제효과를 나타낸 바 있으며[7], 시제품 알토엑스의 10배 희석액은 12.9~55.8%, 알토엑스 + 질산칼슘의 50배에서 100배액에서 87.4~100%, 케이칼슘은 50배에서 100배액이 46.0~100%, 알토엑스큐는 50배에서 100배액이 21.9~32.5%, 알토엑스베타 50배에서100배액이 65.0~91.6% 방제효과를 나타내어 시제품 중에 알토엑스 + 질산칼슘, 케이칼슘과 알토엑스베타가 토마토풋마름병 방제에 사용이 가능하다고 생각된다.
8 mm 저지하였다고 기보고한 바 있다[7]. 알토엑스를 노루궁뎅이 수확 후 배지 추출물 300 μL 처리와 비교하면 0.5~0.7 mm 저지 효과를 나타내었지만, 알토엑스는 추출물보다 3.6~4.1배 정도의 높은 항균력을 보였다. 그럼에도 불구하고 항균력을 증진시키기 위하여 알토엑스에 구리와 질산칼슘을 첨가한 시제품들이 휠씬 높은 항균력을 나타내었으며, 생물검정에서도 토마토 풋마름병에 대한 방제효과가 높을 것이라고 생각된다.
이상의 결과는 토마토 재배시기에 따라서 풋마름병의 발생정도가 달라서 시제품의 방제 효과도 상이하였지만 대조로 사용한 미생물제 처리에서 8.8~46.6% 방제 효과를 나타내어 병 발생이 심하여 방제효과가 저조하다고 생각되었다.
이상의 노루궁뎅이 수확 후 배지 추출물을 함유한 시제품은 추출물보다 강력하게 토마토 풋마름병균에 대하여 항균활성을 가지며, 토양병해이며 세균병해로서 방제가 어려운 토마토 풋마름병에 방제 효과가 있어서 토마토뿐만 아니라 가지과 작물에 발생하는 풋마름병에도 친환경 방제제로 사용이 가능할 것으로 생각된다.
노루궁뎅이(Hericium erinaceus) 수확 후 배지를 추출한시제품 알토엑스 + 질산칼슘, 케이칼슘과 알토엑스베타는 토마토 풋마름병균에 대하여 강한 항균활성을 나타내었다. 토마토 풋마름병에 대하여 알토엑스 + 질산칼슘, 케이칼슘과 알토엑스베타가 87.4~100%, 46.0~100%, 65.0~91.6%의 방제효과를 각각 나타내었다. 이들 결과들은 알토엑스 + 질산칼슘, 케이칼슘과 알토엑스베타가 토마토 풋마름병 방제를 위한 유망한 친환경 세균제가 될 것으로 생각된다.
후속연구
토마토는 라이코펜, 베타카로틴 등의 항암이나 항산화물질이 다량 함유되어 있어 소비자에게 건강식품으로 인식되어 재배면적이 계속 증가하는 추세로서 시설재배에 따른 연작으로 인한 심각한 풋마름병 발생 피해를 겪고 있어[8] 안전한 토마토 생산을 위하여 효과적인 친환경 방제제 개발이 필요하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
버섯을 수확 후 남은 배지는 현재 어떻게 사용되고 있는가?
이에 따라서 버섯을 수확 후 남은 배지가 국내 연간 200만톤 이상에 달하는 것으로 추정하였다[1]. 이남은 배지는 유기비료, 퇴비, 가축사료, 연료 등 다양한 용도로 재사용되고 있다[2]. 버섯 수확 후 배지에서 최근 식용버섯 유래 배양여액에서 식물의 병원곰팡이와 세균의 생장 억제와 고추역병 방제 연구가 보고된 바 있으며[3], 버섯 수확 후 배지는 항균물질, 병 저항성, β-glucosidase, cellulase 등의 다양한 효소, 식물생육촉진 등과 관련한 이차대사산물이 포함되어 있는 것으로 알려져 있다[2-6].
토마토에는 어떤 생리 물질이 함유되어 있는가?
토마토는 라이코펜, 베타카로틴 등의 항암이나 항산화물질이 다량 함유되어 있어 소비자에게 건강식품으로 인식되어 재배면적이 계속 증가하는 추세로서 시설재배에 따른 연작으로 인한 심각한 풋마름병 발생 피해를 겪고 있어[8]안전한 토마토 생산을 위하여 효과적인 친환경 방제제 개발이 필요하다.
노루궁뎅이 수확 후 남은 배지 추출물의 효능은 무엇인가?
잿빛만가닥버섯(Lyophyllum decastes)의 수확 후 배지 추출물이 오이 탄저병에 대하여 병저항성 PR-1 유전자 발현이 증진시키는 것으로 알려져 있다[6]. 그리고 노루궁뎅이수확 후 배지 추출물이 고추의 생육을 촉진하고 역병에도 75%의 방제효과를 보였다[1].
참고문헌 (10)
Kwak AM, Kang DS, Lee SY, Kang HW. Effect of spent mushroom substrates on Phythopthora blight disease and growth promotion of pepper. J Mushrooms 2015;13:16-20.
Suess A, Curtis J. Report: Value-added strategies for spent mushroom substrate in BC. Victoria: British Columbia Ministry of Agriculture; 2006.
Chen JT, Huang JW. Antimicrobial activity of edible mushroom culture filtrates on plant pathogens. Plant Pathol Bull 2010;19:261-70.
Hautzel R, Anke H. Screening of basidiomycetes and ascomycetes for plant growth regulating substances. Introduction of the gibberellic acid induced de-novo synthesis of hydrolytic enzymes in embryoless seeds of Tritium aestivum as test system. Z Naturforsch C 1990;45:1093-8.
Lim SH, Lee YH, Kang HW. Optimal extraction and characteristics of lignocellulytic enzymes from various spent mushroom composts. Kor J Mycol 2013;41:160-6.
Parada RY, Murakami S, Shimomura N, Otani H. Suppression of fungal and bacterial diseases of cucumber plants by using the spent mushroom substrate of Lyophyllum decastes and Pleurotus eryngii. J Phytopathol 2012;160:390-6.
Um HY, Kong HG, Lee HJ, Choi HK, Park EJ, Kim ST, Murugiyan S, Chung E, Kang KY, Lee SW. Altered gene expression and intracellular changes of the viable but nonculturable state in Ralstonia solanacearum by copper treatment. Plant Pathol J 2013;29:374-85.
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