초록 ▼

○ 연구결과
1. 선충 포식성곰팡이 분리 및 균주 선발 : 선충 포식성곰팡이를 분리하기 위한 최적배지 선발, 특화된 선발법을 통한 우수 균주 선발을 통하여 국내 미기록종 2종, 신종 1종, 우수균주 4종에 대한 특성을 파악하였으며 진도에 따라 100% 목표 달성하였다.
2. 선충 포식성곰팡이 배양 및 제제화 : 포식성곰팡이 균주의 대량 생산을 위한 경제적 영양원의 종류와 농도 및 온도와 pH, 배양시간 등 최적배양조건을 확립하였으며 살충효과를 높이기 위한 제제화 기법을 확립하는 등 진도를 100% 달성하였다.
3.

○ 연구결과
1. 선충 포식성곰팡이 분리 및 균주 선발 : 선충 포식성곰팡이를 분리하기 위한 최적배지 선발, 특화된 선발법을 통한 우수 균주 선발을 통하여 국내 미기록종 2종, 신종 1종, 우수균주 4종에 대한 특성을 파악하였으며 진도에 따라 100% 목표 달성하였다.
2. 선충 포식성곰팡이 배양 및 제제화 : 포식성곰팡이 균주의 대량 생산을 위한 경제적 영양원의 종류와 농도 및 온도와 pH, 배양시간 등 최적배양조건을 확립하였으며 살충효과를 높이기 위한 제제화 기법을 확립하는 등 진도를 100% 달성하였다.
3. 선충 포식성곰팡이 제제를 이용한 효능검증 및 이용방법 연구 : 본 연구의 최종 목표인 포식성곰팡이 균주 제제의 효과에 대한 포장 검정 시험을 완료하였고, 효율적인 이용 방법 연구를 수행하여 토양 처리량, 처리시기, 포식성곰팡이 포장 밀도 추정법, 환경에 따른 요인분석 등을 제안하였으며, 뿌리혹선충에 대한 생물농약의 구체적인 처리법, 밀도 조사방법 등을 제시하였다. 그러므로 본 연구의 목표를 100% 달성하였다고 평가할 수 있었다.

Abstract ▼

To develop biological control agents for the control of root-knot nematodes, the project investigated three research subjects. They were 1) isolation, identification and selection of predatory fungi, 2) mass production and formulation of predatory fungi, 3) evaluation of predatory fungi formulations

To develop biological control agents for the control of root-knot nematodes, the project investigated three research subjects. They were 1) isolation, identification and selection of predatory fungi, 2) mass production and formulation of predatory fungi, 3) evaluation of predatory fungi formulations in greenhouse and field for the control of root-knot nematodes, and increase their efficacy.
Different predatory fungi were isolated in different efficacy by different isolation media. Cystopage sp. and Monacrosporium sp. were mainly isolated from water agar and A. oligospora, A. conoides and A. dactyloides were mainly isolated from CMA. About two time more network forming predatory fungi were isolated from CMA than water agar.
When three media were compared for their isolation efficacy, Milk agar : Reynold's Medium : CMA was 54% : 84% : 53%. Reynold's Medium without antibiotics had the highest isolation efficacy among the three media. When free-living nematode, Rhabditis sp. were artificially inoculated at the center of isolation media,predatory fungi detected in less than 6 days, two times faster than normal method.
The newly developed dilution plate method could detect predatory fungi from soil as little as 10mg. Pesticides, 2ppm of dichlorvos or 20ppm of tebufenpyrad 20ppmcould inhibit Rhizoglyphus sp. and Enchytraeid in isolation media. The improved isolation method are 1) add 380ml of water to 20g of soil and mix well for one min. 2) ake four drops of 0.2ml(10mg) and place it on to the Reynold's medium in equally spaced locations, 3) add about 500 Rhabditis sp. per dish. The new method resulted more chance of detection of slow growing species of predatory fungi which was not possible isolated before with normal method. During the study, we isolated and reported two unrecorded species, Arthrobotrys amerospora(Kim et al., 2006), Dactylella pseudoclavata(Kim et al., 2007), and a new species Monacrosporium ullum n. sp.
Predatory fungi in soil should endure in the presence of high carbon dioxide, soil bacteria, and low or high soil temperatures conditions. We tried to select predatory fungi which show high predacity despite of 1) high carbon dioxide concentration, 2) presence of soil Pseudomonas sp., 3) low or high temperatures conditions.
To develop an inexpensive medium for the mass production of predatory fungi, various carbon and nitrogen sources were evaluated. Predatory fungi utilizes a wide range of carbon and nitrogen sources. Arthrobotrys oligospora utilized most of carbon sources, Arthrobotrys musiformis grew better in malto dextrin, and Dactylella seudoclavata utilized both malto dextrin and sucrose. As a nitrogen sources, yeast extract was selected. Liquid fermentation system containing 6.0g/ℓmalto dextrin and 3.0g/ℓ yeast extract was proposed and obtained approx. 1.7g mycelium/liter of medium in 50 hr.
Predatory fungi grew and sporulated well on vermiculate-starch formulation because it has many pores and was easy of controlling moisture. When vermiculate-starch formulation was mixed with bentonite, predatory fungi grew well but they become sticky and clustered and hard to handle. All formulations, vermiculate-starch formulation, sodium alginate matrix formulation, BIODAC^® formulation, pregelatinized starch stabilizer formulation, organic formulation(rice, wheat) controlled root-knot nematodes when tested in lab and in greenhouse. Kaolin 10% was added to pregelatinized starch stabilizer formulation to improved handling.
In a long-term storage test, pregelatinized starch stabilizer formulation of six species of predatory fungi dropped their viability over 90% within 30 days and completely dead within two months when stored at 25℃. When formulation was stored at 5℃, it survived as long as four months.
During the series of greenhouse tests, Isolate F4, Isolate F5 fungi were selected. These fungi controlled root-knot nematodes as much as 70-90% when treated 1-2%(w/w) formulations in soil. When treatment amount increased, control efficacy increased and the reverse is also true. Formulation treatments were the most effective when treated 7-10 days before-planting than at-planting treatment or after-planting treatment. Among the formulations, organic formulation(rice, wheat) controlled root-knot nematodes better than pregelatinized starch stabilizer formulation.
When formulations of Isolate F4와 Isolate F5 were tested in microplot and in field with cucumber, pepper, oriental melon, the treatment significantly increased plant height, plant weight, and yield. Especially, yields increased over 20% from all three crops tested; but root-knot nematode population density was high in fungi treated soil. The possible reason is that fungi formulation killed nematodes in soil so plant escaped nematode infection in an early growing season, and grew better. Later in the season, the nematodes could produce more eggs in fungus treated plots because those roots grew better and provides more nutrients to the nematodes.
Over 95% of root-knot nematodes were distributed with in soil depth of 25cm. Therefore, formulations should be treated to the depth of 25cm. When 1% formulation is treated to the soil depth of 25cm in a 1000 field, it requires ㎡ approx. 2.5ton of formulations.
The effects of biological and chemical soil factors on the distribution of nematophagous fungi were evaluated. Total fungal population densities including nematophagous fungi, Cystopage sp. and Harposporium sp. were more abundant in the plots with lower total bacteria population densities. pH appears to be one of the most important elements determining the presence of nematophagous fungi in soil. Accordingto correlation analysis, Ca and Mg contents in soil and population densities of Tylenchorhynchus sp., saprophytic nematodes, actinomycetes, and bacteria were positively correlated with pH, but were negatively correlated with fungal population densities.
To enhance efficacy of formulations, several treatments, addition of free-living nematodes into soil, provide oxygen, CaO₂, and carbon dioxide were tested. CaO₂ treatment increased number of eggs and juveniles in soil. Oxygen and carbon dioxide treatment showed contradictory results or no enhancement.
During the three years of study in greenhouses and in fields, selected predatory fungi, Isolate F4 and Isolate F5 increased plant growth and fruit yield over 20%. In future, improved mass production techniques, irrigation formulations for use during crop growing season, test the formulation against other plant-parasitic nematodes such as Aphelenchoides, Pratylenchus, Heterodera, and evaluate the effects of mixed application with nematicides, could make predatory fungi valuable biocontrol agent.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 요약문 ... 2
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 11
• 목차 ... 15
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 20
• 1절 서론 ... 20
• 1. 식물기생성선충의 특성 및 피해 상황 ... 20
• 2. 선충 포식성곰팡이의 생물적 특성 ... 22
• 2절 연구개발의 목적 ... 27
• 3절 필요성 ... 27
• 4절 연구 범위 ... 28
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 30
• 1절 국외 기술개발 현황 ... 30
• 2절 국내 기술개발 현황 ... 32
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 35
• 1절 연구 방법 ... 35
• 1. 선충 포식성곰팡이 분리 및 균주 선발 ... 35
• 가. 선충 포식성곰팡이 분리 및 동정 ... 35
• 1) 배지 종류별 포식성곰팡이 분리효율 비교 ... 35
• 2) 포식성곰팡이 분리시 부식성선충 첨가 효과 ... 35
• 3) 토양 희석에 의한 포식성곰팡이 밀도 산출 ... 36
• 4) 살선충제에 의한 배지내 발생되는 토양 미생물 억제 ... 36
• 5) 포식성곰팡이 분류 및 동정 ... 37
• 나. 선충 포식성곰팡이 선발 ... 39
• 1) 포식성곰팡이의 산소농도에 따른 반응성 ... 39
• 2) 포식성곰팡이의 온도에 대한 반응성 ... 39
• 3) 포식성곰팡이의 세균에 대한 반응성 ... 39
• 2. 선충 포식성곰팡이 배양 및 제제화 ... 40
• 가. 균사 액체배양 ... 40
• 나. 포식성곰팡이 고체 제제화 ... 41
• 1) 포식성곰팡이 제제화 I : Vermiculate-starch formulation ... 42
• 2) 포식성곰팡이 제제화 II. : Sodium alginate matrix Formulation ... 42
• 3) 포식성곰팡이 제제화 III. BIODAC® formulation ... 43
• 4) 포식성곰팡이 제제화 IV: Pregelatinized Starch Stablizer formulation ... 43
• 5) 포식성곰팡이 제제화 VI: 싸래기 및 밀을 이용한 유기 formulation ... 44
• 가) 싸래기 제제 ... 44
• 나) 밀 제제 ... 45
• 다. 천적곰팡이의 토양 정착능력 검정 ... 46
• 3. 선충 포식성곰팡이 제제를 이용한 효능검증 및 이용방법 연구 ... 46
• 가. 포식성곰팡이 제제의 실내 검정 ... 46
• 나. 포식성곰팡이 제제의 폿드 검정 ... 47
• 다. 포식성곰팡이 제제의 포장 시험 ... 47
• 1) 마이크로프롯 시험 ... 47
• 2) 포장 시험 ... 49
• 라. 포식성곰팡이 제제의 살충력에 영향을 미치는 생물적.환경적 요인 ... 49
• 1) 포장내 뿌리혹선충의 분포도 ... 49
• 2) 포식성곰팡이 서식지 토양의 환경 요인 분석 ... 50
• 3) 포식성곰팡이 살충력 제고를 위한 토양 환경 조절 ... 50
• 2절 연구 내용 및 결과 ... 52
• 1. 선충 포식성곰팡이 분리 및 균주 선발 ... 52
• 가. 선충 포식성곰팡이 분리 및 동정 ... 52
• 1) 배지 종류별 포식성곰팡이 분리효율 비교 ... 52
• 2) 포식성곰팡이 분리시 부식성선충 첨가 효과 ... 55
• 3) 토양 희석에 의한 포식성곰팡이 밀도 산출 ... 56
• 4) 살선충제에 의한 배지내 발생되는 토양 미생물 억제 ... 56
• 5) 포식성곰팡이 분류 및 동정 ... 60
• 나. 선충 포식성곰팡이 선발 ... 65
• 1) 포식성곰팡이의 산소농도에 따른 반응성 ... 65
• 2) 포식성곰팡이의 온도에 대한 반응성 ... 65
• 3) 포식성곰팡이의 세균에 대한 반응성 ... 66
• 2. 선충 포식성곰팡이 배양 및 제제화 ... 71
• 가. 균사 액체배양 ... 71
• 나. 포식성곰팡이 고체 제제화 및 효과 검정 ... 79
• 다. 천적곰팡이의 토양 정착능력 검정 ... 80
• 3. 선충 포식성곰팡이 제제를 이용한 효능검증 및 이용방법 연구 ... 81
• 가. 포식성곰팡이 제제의 실내 검정 ... 81
• 나. 포식성곰팡이 제제의 폿드 검정 ... 83
• 다. 포식성곰팡이 제제의 포장 시험 ... 87
• 1) 마이크로프롯 시험 ... 87
• 2) 포장 시험 ... 92
• 라. 포식성곰팡이 제제의 살충력에 영향을 미치는 생물적.환경적 요인 ... 94
• 1) 포장내 뿌리혹선충의 분포도 ... 94
• 2) 포식성곰팡이 서식지 토양의 환경 요인 분석 ... 95
• 3) 포식성곰팡이 살충력 제고를 위한 토양 환경 조절 ... 98
• 마. 포식성곰팡이 제제의 효율적 이용방법 제안 ... 98
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 100
• 1절 연구개발 목표의 달성도 ... 100
• 1. 선충 포식성곰팡이 분리 및 균주 선발 ... 100
• 2. 선충 포식성곰팡이 배양 및 제제화 ... 100
• 3. 선충 포식성곰팡이 제제를 이용한 효능검증 및 이용방법 연구 ... 100
• 2절 관련분야 기술발전에의 기여도 ... 100
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 102
• 1. 선충 포식성곰팡이 분리 및 균주 선발 ... 102
• 2. 선충 포식성곰팡이 배양 및 제제화 ... 102
• 3. 선충 포식성곰팡이 제제를 이용한 효능검증 및 이용방법 연구 ... 102
• 가. 학술지 게재 ... 102
• 나. 국제 심포지움 발표 ... 103
• 다. 국내 학술회의 발표 ... 103
• 라. 신문 및 잡지 기사 게재 ... 104
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 105
• 제 7 장 참고문헌 ... 107
• 끝페이지 ... 115