초록 ▼

Ⅲ. 연구개발 내용 및 범위
❍ 바이오매스/사료작물에 적합한 미생물비료제 개발
- 기 확보균 (P. polymyxa균 및 M. oryzae균)의 균주특성 활용 및 근연균 추가 개발
- 미생물 대량배양 기술 개발; 배지 최적화, 포자형성율 제고, 포자 대량생산기술 개발
- 생장촉진/증수 기능 제고를 위한 기술개발; 보리, 밀, 감자를 대상으로 활용기술 개발
❍ 맞춤형 미생물비료제 및 현장 적용기술 개발
- 대상 작물로부터 식물생장촉진 미생물의 분리
- 대상 작물 및 포장에 따른 미생물제 처리 방법

Ⅲ. 연구개발 내용 및 범위
❍ 바이오매스/사료작물에 적합한 미생물비료제 개발
- 기 확보균 (P. polymyxa균 및 M. oryzae균)의 균주특성 활용 및 근연균 추가 개발
- 미생물 대량배양 기술 개발; 배지 최적화, 포자형성율 제고, 포자 대량생산기술 개발
- 생장촉진/증수 기능 제고를 위한 기술개발; 보리, 밀, 감자를 대상으로 활용기술 개발
❍ 맞춤형 미생물비료제 및 현장 적용기술 개발
- 대상 작물로부터 식물생장촉진 미생물의 분리
- 대상 작물 및 포장에 따른 미생물제 처리 방법 개발
- 바이오매스 및 사료 작물(억새 및 헤어리베치)을 대상으로 현장 적용시험
- 미생물제 효능평가 및 안정성 확보기술 개발
- 대규모 지역 시용에 적합한 적용기술 개발
- 제제화 기술 개발 (종자처리, 담체이용 투입, 엽면시비 등의 방법)
❍ 복합미생물제의 조건불리지역 활용기술 개발
- 염분집적 토양에서의 미생물제 효과 검정 및 이용기술 개발
- 새만금 간척지 개화지구 시험포장지에서 염류농도별 토양 채취 및 분석
- 염류농도별 토양에서 작물의 발아율 측정
- 비료시비 수준과 식물생장촉진 미생물의 접종에 따른 작물 생장촉진 효과 확인

Abstract ▼

In our previous study we isolated usuful bacteria beneficial to plants, so-called 'PGPR' such as Paenibacillus polymyxa E681 and M. oryzae CBMB20, and whole genome sequencing of the two strains was completed years ago. P. polymyxa E681, an endospore former isolated from the rhizosphere of winter bar

In our previous study we isolated usuful bacteria beneficial to plants, so-called 'PGPR' such as Paenibacillus polymyxa E681 and M. oryzae CBMB20, and whole genome sequencing of the two strains was completed years ago. P. polymyxa E681, an endospore former isolated from the rhizosphere of winter barley in South Korea, suppresses plant diseases, produces antibiotics and a plant hormone, secretes a variety of hydrolytic enzymes, and has good root-colonizing ability. M. oryzae CBMB20 isolated from surface-disinfected stem of rice can produce IAA and ACC deaminase and can grow using metanol as a sole carbon source.
The objective of this study was to develop efficient microbial fertilizer based on the previously isolated bacterial strains and their genome information, and to develop application methods for applying the microbial fertilizers to efficiently grow forage or biomass crops such as barley, wheat, silver grass, hairyvetch, maize, and potato. We developed a medium and optimized fermentation process to produce large amount of P. polymyxa spores. To develop the application method E681 spores were applied to barley, wheat and Italian ryegrass by seed coating, seed soaking or drainage treatment of the spores. In all cases the colonizing efficiency of the E681 strain was shown to reach 10^-4-10^-5cfu/g root and seed coating showed a little higher colonizing capacity. It was shown that the growth of those forage crops could be improved by the treatment of E681 spores, and nutritional value was also improved. We concluded that seed coating method which is easy to do, require low cost and can give good growth promoting effect is the best one in this study. We also tried to apply the E681 spores to potato to examine if there is any beneficial effect on the growth, yield and other things. We found that the E681 spores improved the yeild of potato significantly, that is the number of potato tuber produced in pots was increased up to 20%, and the E681 strain was also shown to play a role as a biocontrol agent to protect the harvested potatoes from bacterial soft rot.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 연구개발보고서초록 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 10
• 목차 ... 12
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 14
• 제 2 장 국내와 기술개발 현황 ... 20
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 22
• Ⅰ. 바이오매스/사료 작물에 적합한 미생물 비료제 개발 ... 22
• 1. Paenibacillus polymyxa E681 균 포자 대량생산기술 개발 ... 22
• 2. 사료작물에 대한 E681균의 생장촉진 및 증수효과 검정을 위한 포장시험 ... 25
• 가. 일반 경작지에서의 보리 및 밀에 대한 생장촉진효과 검정 ... 25
• 나. 간척지 염분토양에서의 효과검정 시험 ... 46
• 3. 감자에 대한 E681균의 생장촉진 및 증수효과 검정을 위한 온실 및 포장시험 ... 50
• 가. E681균 및 대사산물의 인공씨감자에 대한 생장촉진 및 증수효과 검정 ... 50
• 나. E681균의 일반 절단 감자에 대한 생장촉진 및 증수효과 검정 ... 64
• 다. E681균 처리에 의한 감자 저장성 향상 시험 ... 70
• 4. Paenibacillus polymyxa E681의 근연균 개발 및 특성 분석 ... 71
• Ⅱ. 미생물 비료제의 현장 적용기술 및 제제화 기술 개발 ... 75
• 1. 바이오매스 및 사료 작물 대상 현장 적용시험 ... 75
• 가. 억새 시료의 채취 ... 75
• 나. 억새 뿌리로부터 미생물의 분리 ... 77
• 다. 16S rRNA 유전자 염기서열 분석을 통한 분리균주의 동정 ... 79
• 라. 분리균주의 생육특성 분석 ... 81
• 마. 선발 균주의 식물생장 촉진효과 측정 및 최종선발 ... 83
• 바. 최종선발균주의 균주동정 및 특성 ... 87
• 2. 사료작물 헤어리베치로부터 식물생육촉진 미생물 분리 ... 89
• 가. 사료작물 시료의 채취 ... 89
• 나. 헤어리베치 뿌리로부터 근류근 분리 ... 90
• 다. 선발 균주의 헤어리베치 근류균 뿌리혹형성능 확인 ... 90
• 3. 제제화 기술 개발 ... 91
• 가. 제제화 및 포장실험을 위한 대량배양 ... 91
• 나. 제제화 및 제형화 ... 93
• 4. 미생물제 효능평가 및 안정성 확보기술 및 개발 대상작물과 포장에 따른 미생물제 처리 방법 개발 ... 94
• 가. 억새 생장 촉진효과 ... 94
• 나. 억새 rhizome 미생물처리 생육촉진효과 포트 시험 ... 97
• 다. 다양한 작물에 대한 종자 발아 및 생장 촉진효과 ... 101
• 5. 대규모 지역 시용에 적합한 적용기술 개발 ... 103
• 가. 억새 현장적응 포장시험 ... 103
• 나. 헤어리베치 근류형성능 및 생육촉진 우수 균주의 소포장 토양 적용 시험 ... 106
• Ⅲ. 염류 집적지에서 바이오매스 생산을 위한 기능성 미생물 비료의 적용기술 개발 ... 107
• 1. 실험에 사용된 새만금 간척지 토양의 이화학성 분석 ... 107
• 2. 실험에 사용된 간척지 토양에서의 발아율 측정 ... 109
• 3. 간척지 토양에서 비료시비 수준에 따른 식물생장촉진 미생물의 식물생육 촉진효과 ... 111
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 121
• 제 5 장 연구개발 성과 및 성과활용 계획 ... 122
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 125
• 제 7 장 참고문헌 ... 126