초록

본 연구개발은 미생물 유래 식물생장 조절 인자에 관한 연구로 두 개의 세부과제와 하나의 협동과제로 구성되어 있으며, 수행한 주요 연구내용 및 범위를 요약하면 다음과 같다.
제 1 세부과제 : 미생물 유래의 식물생장 억제 물질의 개발
제2세부연구과제 : 고효율 식물생장 조절 호르몬생산 및 식물체내 작용기작 구명
협동연구과제 : 근권미생물 유래의 식물생장 촉진 물질 개발 및 제제화

Abstract ▼

This project consists of two subjects and a joint subject. The major contents and scopes of this project can be summarized as follows:
1. Development of plant growth retardant from rhizobacteia
A. Isolation and identification of plant growth retardant rhizobacteria.
B. Extraction of plant g

This project consists of two subjects and a joint subject. The major contents and scopes of this project can be summarized as follows:
1. Development of plant growth retardant from rhizobacteia
A. Isolation and identification of plant growth retardant rhizobacteria.
B. Extraction of plant growth retardant form plant growth retardant rhizobacteria.
C. Purification and characterization of plant growth regulators and identification of the structure.
D. Study on the properties of plant growth retardant.
E. Chemical modification of plant growth retardant.
F. Production and optimization of plant growth retardant
G. Studies on the genes involved in the plant growth retardant biosynthesis
2. Isolation of microorganisms producing highly efficient plant growth promoting hormone, and establishment of its production system
A. Establishment of bioassay method with plant-growth regulating materials produced from microorganisms.
B. Effect of plant-growth promoting/reppressing microorganisms on the biosynthesis of major plant hormones(GA, ABA, Auxin).
C. Isolation of microorganisms producing highly efficient gibberellins.
D. Activity test on plant with culture fluid containing highly efficient gibberellins.
E. Studies on the genes invloved in the gibberellin biosynthesis of microorganisms producing highly efficient gibberellins.
F. Effect of GA on the biosynthesis of several plant hormones (Cytokinin, Ethylene, SA, JA et al.)
G. Optimal condition for the production of gibberellins.
H. Optimization for the fermentation of gibberellins.
3. Selection and formulation of plant growth promoting hormone producing PGPR
A. Selection and isolation of plant growth promoting rhizobateria(PGPR) producing the auxin
B. Physicochemistrical characterization of the isolated PGPRs
C. Effect of plant growth promoting ability and antifungal activity by the isolated PGPR on the various plants
D. Study for synergic effect of the other enhancement factors and genetic monitoring in the soil
E. Research of biosynthesis genes and production mechanisms of plant growth promoting hormones and antifungal antagonistic materials
F. Formulation and mass production of PGPR and plant growth promoting hormones

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...3
• 요약문...5
• SUMMARY...12
• CONTENTS...19
• 목차...23
• 제 1 장 서 론...27
• 제 1 절 연구개발의 목적 및 필요성...27
• 제 2 절 연구개발 내용 및 범위...27
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...29
• 제 1 절 국외 기술개발 현황...29
• 제 2 절 국내 기술개발 현황...30
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...32
• 제 1 절 미생물 유래의 식물생장 억제 물질의 개발...32
• 1. 서론...32
• 다. 균의 분리...34
• 라. 배지 및 배양...35
• 마. Bacillus subtilis IJ-31로부터 hydrocinnamic acid 생산 최적조건...36
• 바. HCA의 정량...37
• 사. 핵산의 분리 및 조작...38
• 아. Polymerase chain reaction (PCR)...43
• 자. DNA 염기서열 분석...44
• 차. 단백질 전기영동...44
• 카. 단백질의 정량...44
• 타. malE-GA4 융합 단백질의 정제...45
• 파. Gibberellin 3β-hydroxylase 활성의 측정...45
• 하. Representational difference analysis (RDA)...46
• 3. 결과...48
• 가. 균의 분리...48
• 나. 식물 생육 억제 균주의 선발...48
• 다. 분리균 IJ-31의 동정...58
• 라. 식물 생육억제 미생물의 근권 정착능력 조사...59
• 마. 식물 생육촉진 미생물의 분리균에 의해 생육 억제된 고추의 생장회복에 미치는 영향...60
• 바. B. subtilis IJ-31로부터 식물생장 억제 물질의 분획...63
• 사. B. subtilis IJ-31 유래 hydrocinnamic acid 최적생산 조건...65
• 아. B. subtilis IJ-31 유래 식물생육 억제 물질의 작용특성...77
• 자. B. subtilis IJ-31이 생산하는 식물생장억제 물질의 식물체내 작용기구...88
• 차. Hydrocinnamic acid 처리에 의한 애기장대의 mRNA 발현 변화양상 조사...97
• 카. Hydrocinnamic acid 처리에 의한 애기장대의 단백질 발현 변화양상 조사...101
• 제 2 절 고효율 식물생장 조절 호르몬 생성 미생물 분리 및 생산체계 구축...105
• 1. 서론...105
• 가. Gibberellin 이란?...105
• 나. [$^{14}$C] Gibberellin A$_{12}$의 Feeding 실험을 통한 지베렐린 생합성 경로 구명...105
• 2. 연구수행 방법...106
• 가. 식물뿌리로부터 지베렐린생산 진균의 분리...106
• 나. Bioassay...107
• 다. GAs 분석...107
• 라. 균주의 동정...108
• 마. 지베렐린 생산균배양액을 처리한 Waito-C의 프로테옴 분석...109
• 바. 지베렐린 생산관련 유전자의 클론닝...109
• 사. 고효율 지베렐린 생산균의 생산 최적조건...110
• 아. GA 생산 유전자의 발현...111
• 자. Gibberellins(GA) 추출...111
• 차. 생육조절미생물 처리가 작물생육 및 체내 식물호르몬에 미치는 영향...114
• 카. 미생물유래 생육조절물질 IPA와 HCA 및 유사화합물 IAA와 HBA 처리가 고추의 생육 및 GA 함량 변화에 미치는 영향...116
• 타. 미생물유래 물질 IPA와 HCA 및 유사화합물 IAA와 HBA 처리가 벼의 생육 및 GA 함량 변화에 미치는 영향...117
• 파. 미생물유래 생장조절물질의 식물체내 작용기작 연구...117
• 3. 연구수행 내용 및 결과...118
• 가. 식물뿌리로부터 지베렐린생산 진균의 분리...118
• 나. 분리된 지베렐린 생산균 배양액의 식물체에서의 활성을 검증...120
• 다. GAs 분석...122
• 라. 균주의 동정...122
• 마. 지베렐린 생산균배양약을 처리한 Waito-C의 프로테옴 분석...125
• 바. 지베렐린 생산관련 유전자의 클론닝...128
• 사. 고효율 지베렐린 생산균의 생산 최적조건...129
• 아. GA 생산 유전자의 발현...132
• 자. Gibberellin A$_{12}$의 Feeding실험을 통한 GAs 생합성 경로의 증명...133
• 차. 생육조절미생물 처리가 작물생육 및 체내 식물호르몬에 미치는 영향...135
• 제 3 절 근권미생물 유래의 식물생장촉진물질 개발 및 제제화...177
• 1. 서 론...177
• 2. 재료 및 방법...179
• 가. 옥신생산성 다기능 PGPR균주의 선발 및 동정...179
• 나. 다기능 PGPR균주가 생산하는 옥신의 정제 및 구조규명...180
• 다. 다기능 PGPR균주가 생산하는 항진균성 cellualse의 특성 및 정제...180
• 라. 다기능 PGPR균주가 생산하는 siderophore의 특성 및 정제...183
• 마. 옥신생산에 의한 식물의 생장촉진능 조사 및 다기능 PGPR균주의 생물방제력 확인...184
• 바. 토양내 genetic monitoring...185
• 사. 생물방제용 PGPR균주 B. subtilis AH18의 안정한 내성포자 생산기술을 통한 제제화 연구...187
• 3. 옥신생산성 다기능 PGPR균주의 선발 및 동정...187
• 가. 옥신생산성 다기능 PGPR균주의 선발...187
• 나. 옥식생산성 다기능 PGPR균주의 동정...188
• 다. 옥신생산성 길항균주의 방제기작 확인...190
• 4. 다기능 PGPR균주가 생산하는 옥신의 정제 및 구조규명...191
• 5. 다기능 PGPR균주가 생산하는 항진균성 cellulase의 특성 및 정제...194
• 가. Cellulase 생산성에 미치는 배양조건...194
• 나. Cellulase의 효소학적 특성 조사...197
• 다. 항진균성 cellulase의 특성 확인 유전자 cloning...200
• 6. 다기능 PGPR균주가 생산하는 siderophore의 특성 및 정제...212
• 가. 배양조건에 따른 siderophore 생산능...212
• 나. Siderophore 정제...214
• 7. 옥신에 의한 식물의 생장촉진능 조사...218
• 가. 다기능 PGPR균주의 배양여액에 의한 식물생장촉진능 확인...218
• 나. 정제된 auxin$_{AH18}$과 auxin$_{K11}$의 식물생장촉진능 검증...222
• 다. In vivo pot test를 통한 식물생장촉진능 검증...224
• 8. 다기능 genetic monitoring...226
• 9. 토양내 genetic monitoring...227
• 가. 항진균성 항생물질 phenazine gene을 이용한 토양내 Genetic monitoring...227
• 나. 2,4-DAPG 생산성 길항균주의 genotype에 따른 근권우점능 조사...232
• 다. Mutiplex PCR을 이용한 토양내 Genetic monitoring...238
• 10. 생물방제용 PGPR균주 B. subtilis AH18의 안정한 내성포자 생산기술을 통한 제제화 연구...240
• 가. Heat stress를 준 포자의 열안전성...240
• 나. B. subtilis AH18의 생존에 미치는 무기담체의 영향...242
• 다. B. subtilis AH18 내생포자의 안전성에 미치는 무기담체의 영향...243
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도...246
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...250
• 제 6 장 참고문헌...251