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식물 근권에서 분리한 미생물의 식물병원성 진균에 대한 길항효과 검정
Evaluation of Rhizobacterial Isolates for Their Antagonistic Effects against Various Phytopathogenic Fungi 원문보기

한국균학회지 = The Korean journal of mycology, v.44 no.1, 2016년, pp.36 - 47  

김윤석 (농림수산식품기술기획평가원) ,  김상우 (강원대학교 식물자원응용공학과) ,  거비르 람살 (강원대학교 식물자원응용공학과) ,  이윤수 (강원대학교 식물자원응용공학과)

초록
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본 연구는 식물 근권에서 분리한 유용미생물 PA1, PA2, PA4, PA5, PA12 의 식물 생장 촉진능력과 식물 병원성 진균인 Colletotrichum acutatum, C. coccodes, C. gloeosporioides, C. dematium, Botrytis cinerea, Rhizoctonia solani, Sclerotinia minor 그리고 Fusarium sp.에 대한 생장억제능력을 평가하는데 그 목적이 있다. In vitro 실험에서 유용미생물의 식물 병원성 진균의 생장억제 능력을 확인하기 위해 세균배지인 TSA 배지와 곰팡이 배지인 PDA배지, 그리고 TSA와 PDA배지를 각각 50%씩 혼합한 배지(v/v, 1:1)에서 대치배양을 실시하였다. 그 결과 PDA배지에서는 PA2가 C. coccodes에 대해 65.5%로 가장 높은 억제능력을 보였으며, TSA배지에서는 PA2가 S. minor에 대해 96.5%로 가장 높은 억제력을 보였다. 또한 PDA와 TSA를 혼합한 배지에서는 PA2가 C. acutatum에 대해 58.5%로 가장 높은 억제능력을 보였다. 분리한 5균주 모두에서 식물병원성 진균에 대하여 생물적 방제 효과가 있음을 확인하였다. 또한 식물생장 촉진능력을 유발하는 원인물질을 탐색하기 위해 siderophore, protease, chitinase, hydrogen cyanide (HCN) 생성 유무를 확인하였고, phosphate solubilizing 실험을 실시하였다. 본 연구에서 사용된 유용미생물 5균주를 16s rDNA sequencing 결과 PA1, PA2는 Bacillus subtilis, PA4, PA5, PA12 각각 Bacillus altitudinis, Paenibacillus polymyxa, Bacillus amyloliquefaciens로 동정되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study was conducted to evaluate five different strains of rhizobacterial isolates viz. PA1, PA2, PA4, PA5 and PA12 for biological control against Colletotrichum acutatum, C. coccodes, C. gloeosporioides, C. dematium, Botrytis cinerea, Rhizoctonia solani, Sclerotinia minor and Fusarium sp. In vi...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 분리균들이 2차 대사산물로 chitinase의 분비 여부를 확인하기 위한 실험을 실시하였다. 사용된 colloidal chitin의 제조는 crab-shell chitin (Sigma-Aldrich, St.
  • 분리균의 2차 대사산물로 protease의 분비를 확인하기 위한 실험을 실시하였다. 2% skim milk agar 배지 중앙에 지름 8 mm의 well을 만들어 액체 배양한 균주를 접종 후 30°C에서 4일간 배양하였다.
  • dematium, Botrytis cinerea, Rhizoctonia solani, Sclerotinia minor 그리고 Fusarium sp.에 대한 생장억제능력을 평가하는데 그 목적이 있다. In vitro 실험에서 유용미생물의 식물 병원성 진균의 생장억제 능력을 확인하기 위해 세균배지인 TSA 배지와 곰팡이 배지인 PDA배지, 그리고 TSA와 PDA배지를 각각 50%씩 혼합한 배지(v/v, 1:1)에서 대치배양을 실시하였다.
  • 본 연구는 다양한 기주에 탄저병 및 모잘록병 등 식물병을 유발하는 Colletotrichum acutatum, Colletotrichum coccodes, Colletotrichum gloeosporioides, Colletotrichum demantium, Botrytis cinerea, Rhizoctonia solani, Sclerotinia minor, Fusarium sp.에 대해 식물 근권에서 분리한 미생물이 가지는 식물병 억제 능력을 평가하고, 식물병 억제 원인 물질을 구명하여 유기농업을 위한 천연 미생물제제로 실용화하는데 그 목적이 있다.
  • 토양에서 분리한 5균주가 hydrogen cyanide를 생성하는지 확인하기 위해 실험을 실시하였다. HCN 생성 여부를 확인한 결과 0.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
식물체의 전신획득저항성이란 어떤 조건에서 강력한 저항성이 유도되는가? 이러한 식물병 발생 억제 기작은 유용미생물이 진균 및 세균 병을 억제시키는 동시에 식물체의 defence pathway를 활성화시켜 pathogen related gene을 발현시킴으로써 병에 대한 저항성을 획득하는 것으로 연구되어 있다 [3]. 이러한 식물체의 병원성 미생물에 대한 방어기작을 전신획득저항성(induced systemic resistance, ISR)이라 하는데 최근 연구에 따르면 비병원성 식물생장 촉진 미생물인 Bacillus cereus를 식물체에 접종했을 때 salicylate dependent signaling pathway와 jasmonate/ethylene dependent signaling이 동시에 활성화되어 강력한 저항성이 유도된다고 보고되어 있다. 또한 비병원성 미생물을 접종했을 때 priming이라는 단계를 거치면서 병원성 미생물이 식물에 침투했을 때 좀더 빠르고 강하게 저항성을 유도한다는 연구가 보고된 바 있다[4].
화학농자재 사용으로 토양의 물리성 및 화학성이 파괴되는 문제점을 보완할 수 있는 대안은? 그러나 수십 년 동안 계속된 화학농자재 사용으로 토양의 물리성 및 화학성이 파괴되었으며, 특히 경종부분에서 환경파괴와 유해 화학물질의 농산물 축적 등 환경문제와 함께 사회적 문제로 인식되고 있다. 이런 상황에서 유기농업은 현대 화학농업의 문제점을 보완하고, 지속 가능한 농업의 대안으로 여겨지고 있다. 유기농업이란 화학비료, 유기합성농약(농약, 생장조절제, 제초제) 등 일체의 합성 화학물질을 사용하지 않고 유기물과 자연광석, 미생물, 천적 등 친환경적 자재를 사용하는 농법으로 자연과 생태적 공생관계를 유지하는 농업을 말한다.
길항작용이란 무엇인가? 미생물을 이용한 유기농업 분야는 미생물 비료, 미생물 농약 등으로 구분할 수 있는데, 이는 토양 내 미생물이 생장하면서 분비하는 호르몬, 항생물질 등 2차 대사산물을 이용한 것이다. 그 중 미생물을 식물에 접종하거나 식물 근권에 처리하였을 때 병 발생을 억제하거나 병 발생과 진전 속도를 감소시키는 것을 길항작용(antagonism)이라 한다. 이는 어떤 상반되는 2가지 요인이 동시에 작용하여 서로 그 효과를 상쇄시키는 작용을 말하며, 병원균과 비병원성 균의 경쟁 및 타감작용의 결과로 생각된다. 그 밖에도 미생물이 생장 중 분비하는 hydrogen cyanide (HCN), antibiotics 등의 물질과 chitinase, protease 등과 같은 다양한 효소의 작용으로 길항작용이 나타난다고 알려져 있다.
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참고문헌 (12)

  1. Liu M, Cai QX, Liu HZ, Zhang BH, Yan JP, Yuan ZM. Chitinolytic activities in Bacillus thuringiensis and their synergistic effects on larvicidal activity. J Appl Microbiol 2002;93:374-9. 

  2. Kai M, Effmert U, Berg G, Piechulla B. Volatiles of bacterial antagonists inhibit mycelial growth of the plant pathogen Rhizoctonia solani. Arch Microbiol 2007;187:351-60. 

  3. Verhagen BW, Trotel-Aziz P, Couderchet M, Hofte M, Aziz A. Pseudomonas spp.-induced systemic resistance to Botrytis cinerea is associated with induction and priming of defense responses in grapevine. J Exp Bot 2010;61:249-60. 

  4. Niu DD, Liu HX, Jiang CH, Wang YP, Wang QY, Jin HL, Guo JH. The plant growth-promoting rhizobacterium Bacillus cereus AR156 induces systemic resistance in Arabidopsis thaliana by simultaneously activating salicylate- and jasmonate/ethylene- dependent signaling pathways. Mol Plant Microbe Interact 2011;24:533-42. 

  5. Roberts WK, Selitrennikoff CP. Plant and bacterial chitinases differ in antifungal activity. J Gen Microbiol 1988;134:169-76. 

  6. Pikovskaya RI. Mobilization of phosphorus in soil in connection with vital activity of some microbial species. Mikrobiologiya 1948;17:362-70. 

  7. Schwyn B, Neilands JB. Universal chemical assay for the detection and determination of siderophores. Anal Biochem 1987; 160:47-56. 

  8. Ahmed AS, Ezziyyani M, Perez Sanchez C, Candela ME. Effect of chitin on biological control activity of Bacillus spp. and Trichoderma harzianum against root rot disease in pepper (Capsicum annuum) plants. Eur J Plant Pathol 2003;109:633-7. 

  9. Rodriguez H, Fraga R. Phosphate solubilizing bacteria and their role in plant growth promotion. Biotechnol Adv 1999; 17:319-39. 

  10. Mori K, Lee HT, Rapoport D, Drexler IR, Foster K, Yang J, Schmidt-Ott KM, Chen X, Li JY, Weiss S, et al. Endocytic delivery of lipocalin-siderophore-iron complex rescues the kidney from ischemia-reperfusion injury. J Clin Invest 2005;115: 610-21. 

  11. Devi KK, Seth N, Kothamasi S, Kothamasi D. Hydrogen cyanide-producing rhizobacteria kill subterranean termite Odontotermes obesus (Rambur) by cyanide poisoning under in vitro conditions. Curr Microbiol 2007;54:74-8. 

  12. Kremer RJ, Souissi T. Cyanide production by rhizobacteria and potential for suppression of weed seedling growth. Curr Microbiol 2001;43:182-6. 

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