[국가R&D연구보고서]풋마름병 방제제의 개발 Development of biocontrol agent for the management of bacterial wilt원문보기
보고서 정보
주관연구기관
서경대학교
연구책임자
김신덕
참여연구자
조홍범
,
성필제
,
고영진
,
권재원
,
김지태
보고서유형
최종보고서
발행국가
대한민국
언어
한국어
발행년월
2005-10
과제시작연도
2002
주관부처
농림부
과제관리전문기관
농림기술관리센터 Agricultural Research & Development Promotion Center
등록번호
TRKO201100001668
과제고유번호
1380002617
사업명
농림기술개발
DB 구축일자
2013-04-18
초록▼
본 연구는 고추와 토마토 등 가지과 작물에 빈번하게 발생하여 큰 피해를 입히는 풋마름병을 효과적으로 방제하기 위한 미생물제제를 개발하려는 연구이며 다음과 같이 연구를 수행하였다. 1절 풋마름병균에 대한 길항 미생물의 분리, 동정 및 작용기작 연구 풋마름병 방제제 개발을 위해서 여러지역에서 채취한 토양에서 분리한 토양 미생물과 고추와 토마토의 뿌리에서 분리한 rhizobacteria를 대상으로 antibiotics 생산, siderophore 생산, 식물 뿌리 성장 촉진과 뛰어난 근착 능력, 그리고 식물 생장 호르몬
본 연구는 고추와 토마토 등 가지과 작물에 빈번하게 발생하여 큰 피해를 입히는 풋마름병을 효과적으로 방제하기 위한 미생물제제를 개발하려는 연구이며 다음과 같이 연구를 수행하였다. 1절 풋마름병균에 대한 길항 미생물의 분리, 동정 및 작용기작 연구 풋마름병 방제제 개발을 위해서 여러지역에서 채취한 토양에서 분리한 토양 미생물과 고추와 토마토의 뿌리에서 분리한 rhizobacteria를 대상으로 antibiotics 생산, siderophore 생산, 식물 뿌리 성장 촉진과 뛰어난 근착 능력, 그리고 식물 생장 호르몬 분비 등의 작용기작에 입각한 screening을 통해 활성 균주를 1차로 선발한 후 2차로 in vivo pot assay를 통하여 풋마름병 발병 억제 효과를 나타내는 우수 활성 균주를 선발하고 선발 균주에 대해 antimicrobial spectra를 조사하였으며, 16S rDNA sequence에 의해 균주동정을 실시하였다. 2절 토양 미생물이 생산하는 풋마름병균 저해 활성 물질의 분리 및 정제 생물농약 개발을 위한 신규 선도물질를 확보하기 위하여, 신규성이 높다고 판단되는, 저해 활성물질이 대해서는 분리. 정제 및 신규성 여부를 확인하였으며, 미생물 복합제제에 초기 방제 효과 증진을 목적으로 첨가하는 생리활성물질 생산 균주의 경우에는 생리활성 물질의 부분적인 정제와 특성조사, 다른 구성 활성 균주에 대한 antibiosis 여부 등의 기초조사를 거친 상태에서 그대로 사용하는 것이 경제적이다. 따라서 crude extract 상태로 다른 기작의 생균과 혼합 사용할 균주의 활성물질에 대해서는 부분적인 추출 정제 및 특성 조사를 실시하였다. 3절 길항 세균 SKU-78에 의한 풋마름병 방제 및 제제화 연구 토마토와 고추의 근권토양에서 분리한 미생물을 대상으로 뿌리의 생장 촉진 효과가 크고 뿌리에 colonization이 수월한 균주를 선발하여 pot 실험에서 종자 coating 처리와 토양 관주 처리 모두에서 강한 풋마름병 발병 억제 효과를 보이는 SKU-78 균주를 실용화 대상 균주로 선발하고 농가 포장에서의 방제효과를 확인하였으며, 생화학적 특성조사와 1S rDNA sequence 분석에 의해 Bacillus sp. SKU-78 균주로 동정하였다. 4절 Fluorescent siderophore 생산균주, TS3-7에 의한 풋마름병 발병 억제 토마토와 고추의 근권 토양에서 분리한 균주 중에서 식물 뿌리에 colonization이 잘되며 siderophore를 생산하는 균주로 선발된 활성균주들에 대해 in vivo pot 실험을 실시하여 가장 강한 풋마름병 발병억제 활성을 보인 균주 TS3-7을 선발하였다. TS3-7 균주는 fluorescent siderophore를 생산하는 균주로 in vitro plate에서는 전혀 항균 활성을 나타내지 않았으나, 종자와 토양처리 모두에서 강한 발병 억제효과를 나타냈으며 특히 고추의 경우에 더 큰 방제효과를 나타내었다. 16S rDNA 염기서열 분석과 배양 및 생화학적 특성에 의거하여 TS3-7 균주에 대해 동정을 실시하였으며 생균 안정성 제고를 위한 최적의 carrier를 선정하고 carrier 내 시간에 따른 생균밀도를 측정하였으며, 실용화 가능성을 타진하였다. 5절 풋마름병 방제용 복합 미생물 제제의 제조와 포장 효과 검정 미생물 제제가 갖는 활성스펙트럼이 좁고, 포장에서의 효과가 환경요인에 따라 변이가 심할 뿐만 아니라, shelf life 즉 저장 시 충분한 생균밀도가 유지되는 기간이 짧다는 문제점을 해결하기위한 방안으로 여러 미생물의 복합제제 개발을 시도하였다. 변이가 특히 심한 풋마름병균 Ralstonia solanacearum의 효과적 방제를 위해서는 높은 밀도의 단일 미생물 제제보다 발병억제 기작과 뿌리근착을 위한 최적조건(온도, pH, 습도 등)이 서로 다르면서 서로에 대해 친화적인 미생물들의 복합체를 구성하여 복합체들에 대한 풋마름병 방제효과를 온실에 서의 pot assay와 농가 대형 비닐하우스 포장에서 확인하였으며, 생균의 밀도 유지를 위한 제제화 연구가 이루어졌다. 6절 선발균주의 실용화를 위한 대량 배양 기술 확립 및 제제화 길항미생물을 이용한 생물 방제제의 실용화를 위한 대량 배양기술을 확립하였다. root colonization이 아주 잘 되고 뿌리 성장을 촉진시키며 in vivo pot 실험과 농가 포장 실험에서 탁월한 방제 효과를 보인 SKU-78 균주에 대한 대량배양 조건을 확립하고 실용화를 위한 제형화를 시도하였다.
Abstract▼
The biological control of plant pathogens is of paramount importance nowadays in respond to the increasing public concern for the environment and health. However, strategies for biological control of bacterial wilt is still in a developmental stage. Bacterial wilt, caused by Ralstonia solanacearum,
The biological control of plant pathogens is of paramount importance nowadays in respond to the increasing public concern for the environment and health. However, strategies for biological control of bacterial wilt is still in a developmental stage. Bacterial wilt, caused by Ralstonia solanacearum, is one of the most severe disease of economically important crops such as tomato, pepper, potato and banana. Unfortunately, due to the capacity to survive in soil and water habitats for considerable periods of time, it is difficult to eradicate Ralstonia solanacearum. The mechanisms involved in disease suppression by antagonistic strains are diverse; production of secondary metabolites which directly inhibit the pathogen, iron-chelating siderophores, plant growth promotion by rhizobacteria leading to disease escape by shortening the time that a plant is in a susceptible state, and an induced systemic resistance, defined as a state of increased defesive capacity developed by the plant, stimulated through diverse agents.
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