초록 ▼

○ 연구결과: 연구의 결과 딸기 탄저병균에 대하여 길항력이 우수한 Bacillus licheniformis N1 균주와 Burkholderia pyrrocina CH-67 균주를 이용하여 최적 대량생산 조건을 확립하였다. 그리고 썬크리미, 감자전분 등을 이용하여 딸기 탄저병에 방제효과가 우수한 N1Z 와 CH-67H 제형을 여러 가지 분석한 제형 중 선발하였다. N1 균주의 경우 자체에서 항균활성, 방어유도, 식물생육촉진 등의 효과가 있는 다기능성 iturin과 surfactin을 생산하며 우수한 방제효과를 나타냈으며 CH-67H의

○ 연구결과: 연구의 결과 딸기 탄저병균에 대하여 길항력이 우수한 Bacillus licheniformis N1 균주와 Burkholderia pyrrocina CH-67 균주를 이용하여 최적 대량생산 조건을 확립하였다. 그리고 썬크리미, 감자전분 등을 이용하여 딸기 탄저병에 방제효과가 우수한 N1Z 와 CH-67H 제형을 여러 가지 분석한 제형 중 선발하였다. N1 균주의 경우 자체에서 항균활성, 방어유도, 식물생육촉진 등의 효과가 있는 다기능성 iturin과 surfactin을 생산하며 우수한 방제효과를 나타냈으며 CH-67H의 경우 해당 미생물이 사멸한 상태의 천연물 제형이라 할 수 있다. CH-67의 천연 항균물질은 열에 안정하며 전형적인 순수 분리 방법을 따르지 않는 신물질일 가능성을 남겨두고 부분 정제되었다. 두 제형모두 온실과 포장에서 자연발병조건에서도 500배 희석까지 화학농약보다 우수하지 않았지만 효과적인 방제력을 보여주었다. 또한, 미생물 생태 동태를 파악하기 위하여 P43-gfp 시스템을 개발하여 Bacillus 계열 미생물을 tagging 하여 처리 미생물의 식물 기관에서 시간적, 공간적 분포 및 생존을 분석하는데 활용될 수 있음을 확인하였다. 본 연구에서 N1 균주가 딸기의 잎, 엽병, 관부에 잘 생존하는 것을 확인하였으며 특히 관부에서는 안정적으로 활성을 유지한다고 판단되었다. 본 연구결과를 토대로 N1 균주의 제형을 딸기에 5-7일 간격으로 처리하여 탄저병 방제를 예방 할 수 있을 것으로 판단되었다.

Abstract ▼

Ⅳ. Results
1. Development of microbial formulations to control strawberry anthracnose A previously identified biocontrol bacteirum Bacillus licheniformis N1 were also effective against strawberry anthracnose and a newly identified Burkholderia pyrrocina CH-67 was also selected as a biocontrol age

Ⅳ. Results
1. Development of microbial formulations to control strawberry anthracnose A previously identified biocontrol bacteirum Bacillus licheniformis N1 were also effective against strawberry anthracnose and a newly identified Burkholderia pyrrocina CH-67 was also selected as a biocontrol agent for strawberry anthracnose. A carbon source and a nitrogen source for microbial mass cultivation were investigated for both strains. A number of microbial formulations using various starches, polysaccharides, and lipids were generated. The carriers and additives were chosen by considering microbial protection from desiccation and UV expose, source as additional nutrients, plant compatible features. Biocontrol activity analysis using these formulations were investigated against strawberry anthracnose. N1Z formulation and CH-67H formulations were finally selected for the strain N1 and strain CH-67, respectively. The N1Z maintained bacterial viability constantly, while CH-67H did not contain any viable bacterial cells in the final formulation, indicating that the CH-67H is likely the antifungal compound based formulations. Either N1Z or CH-67H did not exhibit excellent disease control activity compared to chemical fungicide azoxystrobin against strawberry anthracnose. However, over 70% of biocontrol activity of the chemical fungicide were consistently observed from 100 fold and 500 fold dilution of both formulations.
2. Development of natural product formulation to control strawberry anthracnose
To formulate the natural antifungal compounds from Bacillus licheniformis N1, we have tested alginate, levan, dextrins and various surfactants for multifuncation activity to control strawberry plants. However, none of them was effective to generate antifungal compound-based formulations. The antifungal compounds from N1 strain were identified as iturin A1 and surfactin. Since both iturin and surfactin are responsible for antifungal activity, defense induction, plant growth promotion, and microbe protection by biofilm formation, we more focused on mass production of the compounds and stable biocontrol activity. Therefore, starch-based N1Z formulation was finally selected. Formulation using antifungal compounds was naturally accomplished by Burkholderia pyrrocina CH-67 strain formulation. This is because the strain is heat labile and CH-67H using potato starch did not contain any viable bacteria despite of effective biocontrol activity. The antifungal compoundsfrom CH-67 strain was partially purified and maintained biocontrol activity with low concentration. We did not completely purified the active compound because the compound was hard to separate by the standard partition process. The compound may be a novel chemical that we must continue to study.
3. Monitoring bacterial behavior on plants
A tagging vector to use constitutive promoter P43 and green fluorescent protein gene gfp were constructed by a fusion between P43 and gfp. The tagging construct P43-gfp was introduced into Bacillus licheniformis N1 either in bacterial chromosome or by a plasmid, in order to monitor bacterial behavior on plant environments. The GFP expression in N1 strain was apparent. Bacterial N1 survival and temporal distribution of the bacteria on various strawberry organs were investigated using the tagged N1 strain. The population N1 strain were stably maintained on strawberry leaves, petioles and crown under controlled condition, while it reduced rapidly in 5 days after application in green house. Confocal laser scanning microscope analysis revealed that N1 strain was colonized strawberry leaves, petioles and crown well and retained green fluorescens for 3 days, 5 days and 7 days applicaion on petioles, leaves, and crown, respectively. Therefore, we suggest that the N1Z should be applied every 5-7 days to effectively control the strawberry anthracnose.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 요약문 ... 2
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 12
• 목차 ... 14
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 16
• 제1절 연구개발의 목적과 필요성 ... 16
• 제2절 연구개발의 내용 및 범위 ... 20
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 21
• 제1절 국내 관련기술의 현황 및 문제점 ... 21
• 제2절 국외 관련기술의 현황 및 문제점 ... 24
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 28
• 제1절 딸기 탄저병균 및 항진균활성 균주 ... 28
• 1. 병원균의 분리 및 병원성 검정 ... 28
• 2. 공시 탄저병균(KRS-4)의 동정 ... 32
• 3. 유용미생물의 선발 및 길항력 검정 ... 34
• 4. 딸기 탄저병 방제용 유용미생물의 선발 및 방제효과 ... 40
• 제2절 항진균 활성 균주를 활용한 미생물 제제 ... 43
• 1. 항진균 활성 균주 대량배양을 위한 최적조건 확립 ... 43
• 2. 항진균활성 균주 N1과 CH-67 균주의 제형화 ... 48
• 제3절 미생물 제제의 딸기 탄저병 방제 효과 ... 50
• 1. 생육실 포트에서 미생물 제형의 방제효과 검정 및 제형 선발 ... 50
• 2. 선발 미생물농약의 희석배수별 방제효과 검정 ... 59
• 3. 하우스 토경재배에서의 미생물농약의 방제효과 검정 ... 61
• 4. 자연 발병 포장에서의 미생물 제제의 방제효과 검정 ... 63
• 제4절 항진균 활성성분 제형 및 식물병 방제효과 ... 67
• 1. N1 균주 항진균 물질의 입자화 ... 67
• 2. N1 균주의 항진균 활성물질 분리 동정 ... 72
• 3. N1 균주가 생산하는 항진균 물질의 생물학적 활성 ... 78
• 4. 항진균 활성 물질의 제형화 및 활성 검정 ... 82
• 제5절 미생물 및 제제 처리 후 미생물의 환경 동태 ... 86
• 1. 미생물 동태 연구를 위한 tagging construct 제작 및 tagging 균주 선발 ... 86
• 2. tagging 미생물 균주의 식물환경 생존력 ... 92
• 3. tagging 미생물 균주의 식물환경 분포 ... 97
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 103
• 제 5 장 연구개발 성과 및 성과활용 계획 ... 105
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 106
• 제 7 장 참고문헌 ... 107
• 끝페이지 ... 113