[논문]버섯 세균성회색무늬병균 (Pseudomonas agarici) 에 대한 항균활성을 가지는 Bacillus safensis HC42

이찬중; 이은지; 박혜성; 공원식

doi:10.14480/jm.2019.17.1.19

버섯 세균성회색무늬병균 (Pseudomonas agarici) 에 대한 항균활성을 가지는 Bacillus safensis HC42
Antagonistic Effect of Bacillus safensis HC42 on Brown Blotch Mushroom Disease Caused by Pseudomonas agarici 원문보기

Journal of mushrooms = 한국버섯학회지, v.17 no.1, 2019년, pp.19 - 23

이찬중 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 버섯과) , 이은지 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 버섯과) , 박혜성 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 버섯과) , 공원식 (농촌진흥청 국립원예특작과학원 버섯과)

초록
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Pseudomonas agarici에 의해 발생하는 세균성회색무늬병은 양송이버섯 재배에서 문제가 되는 대표적인 병해이다. 본 연구에서는 세균성회색무늬병의 생물학적 방제법에 이용할 수 있는 길항미생물의 항균활성과 선발된 길항미생물에 대해 폿트 수준의 생물검정 실험을 실시하였다. 재배중인 양송이버섯 배지에서 세균성회색무늬병 병원균을 강하게 억제하는 길항세균 HC42를 선발하였으며, 생리 생화학적 실험과 유전적 실험결과 HC42균주는 B. safensis로 동정되었다. B. safensis HC42를 양송이에 처리한 결과 66%의 방제효과를 보였다. 따라서 B. safensis HC42가 양송이버섯 세균성회색무늬병 방제를 위해 합성농약을 대체할 수 있는 친환경 방제제가 될 수 있을 것으로 생각된다.

Abstract ▼ AI-Helper

A gram-positive bacterium was isolated from the spent substrate of Agaricus bisporus that showed a marked antagonistic activity against Pseudomonas agarici. It was identified as Bacillus safensis HC42 based on its cultural, biochemical, and physiological characteristics, and 16S rRNA sequence. B. safensis HC42 was saprophytic, but not parasitic or pathogenic, in cultivated mushrooms and showed strong inhibition of P. agarici in vitro. Moreover, it showed a control efficacy of 66 % against browning disease caused by P. agarici in Agaricus bisporus. Therefore, B. safensis HC42 may be useful in the future for the development of a biocontrol system.

주제어

표/그림 (5)

그림 Fig. 1. Antimicrobial activity of B. safensis HC42 against Pseudomonas agarici.
그림 Fig. 2. Phylogenetic tree of HC42 based on 16S rRNA sequence similarity. Branching values determined using 1,000 bootstraps.
표 Table 1. Biochemical characteristics of B. safensis HC42
그림 Fig. 3. Effect of spraying of HC42 suspension on browning disease development in Agaricus bisporus. Left, control treatment; Right, HC42 treatment.
표 Table 2. Control efficacy of browning disease on Agaricus bisporus by HC42 strain

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 양송이 세균성회색무늬병의 생물학적 방제를 위하여 길항미생물을 선발 및 동정하여 화학농약 대체를 위한 친환경 방제법을 개발할 목적으로 수행 하였다.
Pseudomonas agarici에 의해 발생하는 세균성회색무늬병은 양송이버섯 재배에서 문제가 되는 대표적인 병해이다. 본 연구에서는 세균성회색무늬병의 생물학적 방제법에 이용할 수 있는 길항미생물의 항균활성과 선발된 길항미생물에 대해 폿트 수준의 생물검정 실험을 실시하였다. 재배중인 양송이버섯 배지에서 세균성회색무늬병 병원균을 강하게 억제하는 길항세균 HC42를 선발하였으며, 생리·생화학적 실험과 유전적 실험결과 HC42균주는 B.

제안 방법

5 ml e-tube에 넣고 현탁(5×10⁶ cfu/ml)하였고, 분리 미생물은 R2A배지에 48시간 동안 배양한 후 균체를 모아 50 μl 멸균수가 든 e-tube에 넣고 현탁(5×10⁷ cfu/ml)하였다. 길항력 조사는 병원균 100 μl를 취하여 페트리디쉬에 도말한 후 8mm paper disk를 올려놓고 분리 미생물 70 μl를 취하여 paper disk에 접종하여 생육저지환의 정도에 따라 각 균주에 대한 길항능력을 평가하였다. 그 결과 길항력이 높은 미생물 HC42를 선발하였다.
길항미생물은 액체 배양에 따른 배지의 영향을 최소화 하기 위하여 R2A배지에 48시간 배양한 후 균체를 직접 모아 250 ml 멸균수가 든 삼각플라스크에 넣고 현탁하여 최종 농도가 5×10⁷ cfu/ml되도록 조제하였다. 길항미생물의 항균효과를 검정하기 위하여 준비된 폿트에 병원균 현탁액 100 ml을 버섯 자실체에 먼저 분무처리한 후 30분 동안 과습한 발병환경을 조성한 후 길항미생물 100 ml을 분무살포(1일간격, 3회처리)하여 온도 15℃, 습도 95%의 생육실에서 재배하면서 병 발생율을 조사하였다. 각 실험은 5반복으로 실시하였다.

대상 데이터

세균성회색무늬병의 방제효과를 검정하기 위해 폿트(30×20 cm)에 재배된 양송이버섯을 실험에 사용하였다. 병원균은 R2A배지에 48시간 배양한 후 균체를 모아 250 ml 멸균수가 든 삼각플라스크에 넣고 현탁하여 최종 농도가 5×10⁶ cfu/ml되도록 조제하였다.
유용한 미생물을 분리하기 위해 재배중인 느타리버섯 수확후배지와 양송이 배지를 농가별 3점씩 채취하여 실험에 사용하였다. 미생물의 분리는 R2A배지에 단계별로 희석 배양하여 50~60개의 colony를 형성한 plate로부터 독립적으로 분리하였다.

데이터처리

결정한 16S rRNA 유전자의 염기서열은 GenBank Database에 등록하였다. 종 유사성 결정을 위해 Clustral W 분석프로그램(Thompson et al., 1994)을 사용하여 GenBank에 있는 다른 염기서열들과 비교하였다. Jukes와 Cantor(1969) 방법을 이용하여 evolutionary distance matrix를 작성하고, MEGA 4의 Neighbor-joining 방법을 이용하여 계통수를 작성하였으며, tree의 안정성은 1000 반복의 bootstrap 분석으로 조사하였다.

이론/모형

, 1994)을 사용하여 GenBank에 있는 다른 염기서열들과 비교하였다. Jukes와 Cantor(1969) 방법을 이용하여 evolutionary distance matrix를 작성하고, MEGA 4의 Neighbor-joining 방법을 이용하여 계통수를 작성하였으며, tree의 안정성은 1000 반복의 bootstrap 분석으로 조사하였다.
선발 유용미생물의 생화학적인 특성을 조사하기 위하여 기본배지(Stanier et al., 1966)에 다양한 종류의 탄소원 fructose 등 18종, 질소원 6종 등을 0.1%(w/w)씩 첨가하여 생육정도를 조사하였으며, 부가적으로 API 20E, API 20NE, 50CH 키트 (BioMerieus, Marcy I’Etoile, France)를 사용하였고, Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology(Palleroni, 1984)에 준하여 실험을 하였다.
순수 분리한 미생물로부터 세균성회색무늬병균(Pseudomonas agarici)에 대한 길항 미생물을 선발하기 위하여 paper disk methods를 이용하였다. 병원균은 R2A배지(Kim and Whang, 2002)에 24시간 배양한 후 균체를 모아 100 μl 멸균수가 든 1.

성능/효과

B. safensis HC42를 양송이에 처리한 결과 66%의 방제효과를 보였다. 따라서 B.
순분 분리한 약 3,500균주의 미생물에 대해 길항력을 조사한 결과 대부분의 분리 미생물에서 길항력이 없거나 아주 약한 길항력을 보였으나, 미생물 HC42는 높은 길항력을 보였다(Fig. 1).
양송이버섯에 세균성회색무늬병균을 접종한 후에 HC42을 처리한 결과 무처리구에서는 46.5%의 이병율을 보였지만 HC42처리에서는 15.7%의 이병율을 보여 66%의 방제효과가 있었다. 이와 같이 HC42균주는 세균성회색무늬병에 높은 항균효과를 보였고(Table 2, Fig.
5 kb의 유전자를 확보하였으며, 염기서열을 결정하였다. 이 염기서열을 Ribosomal database project를 이용 하여 상동성을 분석한 결과 Bacillus safensis와 높은 유사성을 보였다. 또한 Neighbor Joining방법(Saitou and Nei, 1987)을 이용한 유연관계를 분석한 결과 길항균 HC42는 B.
7%의 이병율을 보여 66%의 방제효과가 있었다. 이와 같이 HC42균주는 세균성회색무늬병에 높은 항균효과를 보였고(Table 2, Fig. 3), 항균활성관여 물질탐색 및 최적 생산조건 검토, 농가 편의성을 고려한 제형화 기술개발과 살포방법 등을 추가적으로 개발한다면 생물농약으로서의 충분히 가치가 있을 것으로 판단된다.

후속연구

이와 같이 HC42균주는 세균성회색무늬병에 높은 항균효과를 보였고(Table 2, Fig. 3), 항균활성관여 물질탐색 및 최적 생산조건 검토, 농가 편의성을 고려한 제형화 기술개발과 살포방법 등을 추가적으로 개발한다면 생물농약으로서의 충분히 가치가 있을 것으로 판단된다. Lee 등(2016)이 Alcanigenes속이 세균성회색무늬 병에 대해 63%의 방제효과가 있었다는 보고보다는 방제효과가 우수하였다.
따라서 B. safensis HC42가 양송이버섯 세균성회색무늬병 방제를 위해 합성 농약을 대체할 수 있는 친환경 방제제가 될 수 있을 것으로 생각된다.
fluorescens, Enterobacter aerogenes 등이 길항효과가 있었다고 보고하였다. 현재까지 국내에서는 세균성회색무늬병에 대한 생물적 제제가 개발되어 상품화된 것은 없으므로 기 개발된 Alcanigenes속과 결합한다면 친환경 제제로서 충분한 가치가 있을 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	양송이버섯 재배에 문제가 되는 대표적인 병해는 무엇인가?	Pseudomonas agarici에 의해 발생하는 세균성회색무늬병은 양송이버섯 재배에서 문제가 되는 대표적인 병해이다. 본 연구에서는 세균성회색무늬병의 생물학적 방제법에 이용할 수 있는 길항미생물의 항균활성과 선발된 길항미생물에 대해 폿트 수준의 생물검정 실험을 실시하였다.
	양송이버섯 재배에서 문제가 되는 대표적인 병해는 무엇인가?	Pseudomonas agarici에 의해 발생하는 세균성회색무늬병은 양송이버섯 재배에서 문제가 되는 대표적인 병해이다. 본 연구에서는 세균성회색무늬병의 생물학적 방제법에 이용할 수 있는 길항미생물의 항균활성과 선발된 길항미생물에 대해 폿트 수준의 생물검정 실험을 실시하였다.
	회색무늬병이 가지는 특성은 무엇인가?	, 1985), 양송이 갓과 대에 회색무늬병을 일으킨다. 이병은병 발생의 예측이 매우 어렵고, 한번 발생하면 재배사 전체로 급격하게 전염되어 심한 경우에는 버섯을 전혀 수확 하지 못하게 하는 특성이 있다(Lee and Cha, 1998). 최근에는 식물병 방제를 위해 화학농약의 대안으로 길항미생물을 이용한 생물학적 방제에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다(Scherwinski et al.

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