초록 ▼

○ 연구결과
1. 길항미생물의 흰가루병 방제 효과를 효과적으로 검정할 수 있는 생물검정법을 확립하였으며 길항미생물의 항균활성물질 생산 최적 조건을 찾기 위한 기본 배양법을 확립하였다.
2. 길항미생물 SH-09 균주의 배양액 및 균체 현탁액은 오이흰가루병을 비롯한 6종의 흰가루병에 모두 우수한 방제효과를 나타내었으며 대조농약보다 방제효과가 우수하였다.
3. SH-09 균주는 6종의 흰가루병외에도 도열병균, 탄저병균등 7종의 주요 식물병원균에도 우수한 길항작용을 나타내었다.
SH-09 균주의 배양액 및 균체는 흰

○ 연구결과
1. 길항미생물의 흰가루병 방제 효과를 효과적으로 검정할 수 있는 생물검정법을 확립하였으며 길항미생물의 항균활성물질 생산 최적 조건을 찾기 위한 기본 배양법을 확립하였다.
2. 길항미생물 SH-09 균주의 배양액 및 균체 현탁액은 오이흰가루병을 비롯한 6종의 흰가루병에 모두 우수한 방제효과를 나타내었으며 대조농약보다 방제효과가 우수하였다.
3. SH-09 균주는 6종의 흰가루병외에도 도열병균, 탄저병균등 7종의 주요 식물병원균에도 우수한 길항작용을 나타내었다.
SH-09 균주의 배양액 및 균체는 흰가루병의 예방효과와 치료효과가 우수하였으며 특히 예방효과가 더욱 우수하였다.
4. SH-09 균주의 동정을 위하여 배양적, 형태적, 생리적 특징과 세포벽 구성성분을 분석하였으며 16S rDNA 염기서열 분석을 실시하였던바 Streptomyces sp.(신종)로 동정되었다.
5. SH-09 균주가 생산하는 항진균활성물질의 구조분석을 위하여 용매추출성과
각종 chromatography 및 기기분석을 실시하였던바 3개의 활성물질을 분리하였으며 구조식이 C⁵³H⁸¹N¹¹O⁹, C⁵³H⁸³N¹¹O¹⁹ 및C⁵²H⁷⁹N¹¹O¹⁹인 neopeptin A, B, C로 동정되었다.
6. SH-09 배양물을 이용한 포장시험에서 오이 흰가루병에 대한 우수한 방제효과를 확인하였으며 SH-09 시제품(30% WP)을 이용한 오이, 딸기, 파프리카의 포장시험결과 모두 대조농약보다 우수한 80% 이상의 방제가를 나타내었다.
7. SH-09 배양물의 포장시험용 시제품을 생산하기 위하여 기본제형을 검토하고 약효 증진용 부자재를 선발하여 원제를 주성분으로 하는 30% WP(수화제)의 시제품 생산에 성공하였다.
8. SH-09 배양물을 원제로 하는 원제 독성시험과 시제품으로 확립된 30% WP에 대한 제품 독성시험을 포유동물독성시험과 어류독성시험으로 실시하였던바 모두 저독성으로 판명되어 생물농약으로서의 안전성이 확인되었다.
9. 기분배양조건 및 scale up 과정에서의 최적 배양조건을 확립하여 이를 바탕으로 새로운 발효조(300ℓ)를 이용하여 대량생산을 할 수 있는 pilot scale의 배양을 성공적으로 수행하였다.
10. 시제품 SH-09 30% WP를 이용한 오이 유기농하우스의 포장시험에서 대조약제보다 우수한 약효를 확인하였다.

Abstract ▼

Powdery mildews are one of the most common, conspicuous and widespread plant diseases. They seldom kill their hosts but utilize their nutrients, reduce photosynthesis, impair growth, and reduce yields, sometimes by as much as 20 to 40 percent. Among the plants most severely affected by powdery milde

Powdery mildews are one of the most common, conspicuous and widespread plant diseases. They seldom kill their hosts but utilize their nutrients, reduce photosynthesis, impair growth, and reduce yields, sometimes by as much as 20 to 40 percent. Among the plants most severely affected by powdery mildew are various cereals, such as barley and wheat, other crops that suffer common and severe losses from powdery mildew are the curcurbits, especially cucumber and melon; pepper; strawberries; many ornamentals such as rose; grape; and many trees such as apple.
Currently, powdery mildews are primarily controled by application of systemic fungicides such as triforine, triadimenol and fenarimol. However, fungicide treatment is often not satisfactory and generates undesirable effects to the environments. Alternative methods are needed because of concerns about environmental contamination and fungicide residues and because of the widespread use of the chemicals in the field has led to the emergence of resistant isolates to fungicides. Using antifungal microorganisms and/or antifungal substances from the microorganisms for control of plant diseases is considered to be one of the alternative methods.
The objective of this study is to develop a new and environmentally safe biofungicide for control of powdery mildews.
For this purpose, an isolate of actinomycetes(SH-09) was selected as a potential biofungicide against powdery mildews, and identified based on morphological, physiological and molecular characteristics. Also, antifungal activity of the isolate against powdery mildews and other plant pathogenic fungi was investigated, antifungal compounds produced by the isolate were purified and identified, mass culture method and formulation method of the isolate were developed, toxicity test of the isolate and the formulation product was carried out, and the formulation product was evaluated for control of powdery mildews of strawberry, cucumber and paprika in field condition.
The results obtained are summarized as follows.
1. For testing the control value of microorganisms against powdery mildews effectivelys, in vivo bioassay methods using seedling leaves of tobacco and cucumber were developed.
2. As a basic culture method of a antifungal bacterium(SH-05), the SH-05 isolate was cultured on Műler hinton broth medium at 25～30℃ in a shaking incubator(100~150rpm) for 3 days; while that of an antifungal actinomycetes(SH-09) was cultured on GSS medium at 27℃(250rpm) for 5 ∼ 7days.
3. The culture filtrates of the SH-05 isolate showed control effect against powdery mildews of tobacco, cucumber, strawberry, tomato, Chinese matrimony vine and barley, but the bacterial cells of the isolate did not show control effect against them. However, not only the culture filtrates but also the cells of the isolate of actinomyces(SH-09) showed high level of control effect against the powdery mildews. From the result of this bioassay test, the SH-09 isolate was selected as an excellent potential biofugicide.
4. The SH-09 showed broad spectrum of antifungal activity. Besides the antifungal activity against powdery mildews, it also strongly inhibited mycelial growth of Magnaporthe grisea, Cladosporium fulvum, Collectotrichum lagenarium, Fusarium oxysporum, Alternaria mali, Cochliobolus miyabeanus and Glomerella cingula, but weakly inhibited Botrytis cinerea and Phytophthora infestans.
Although the culture filtrates and cells of the SH-09 isolate showed not only preventive but also curative effect against powdery mildews of cucumber and tobacco, the preventive effect was more strong.
5. The SH-05 isolate was identified as Burkholeria sp. based on morphological and 16S rDNA sequence analysis, The SH-09 isolate was identified as Streptomyces sp. on the basis of cultural, physiological, and morphological study, and cell wall composition and 16S rDNA sequence analysis.
6. From the culture filtrate of the SH-09 isolate, three antifungal substances were isolated and purified through the separation of various solvents and column chromatography. The structural identification was determined through 1H- and 13C-NMR, LRSIM, MALDI/TOF/MS and HPLC analyses. The molecular weights of the substances were 1176, 1190 and 116, and molecular formulas were C⁵³H⁸¹N¹¹O⁹, C⁵³H⁸³N¹¹O¹⁹ and C⁵²H⁷⁹N¹¹O¹⁹, respectively. They were identified as neopeptin A, B and C.
7. Control value of diluted(5×, 20×) culture broth of the SH-09 isolate against powdery mildew of cucumber in vinylhouse field was 79∼92％, when sprayed three times on cucumber plants at 7days intervals.
Control value of the formulation product of the culture broth against powdery mildew of cucumber, strawberry, and paprika in farmer's field was 82∼84％, 85％ and 80∼90％, respectively. The control value of the formulation product against powdery mildews was superior than that of the fungicide(fenarimol).
8. After a through study of the inert ingredients for improvement of control effect of the technical microorganism(SH-09) and the storage stability of the active ingredient, the formulation of the biofungicide composed of the 30% WP was produced successifully.
9. In toxicity test, both the culture broth of the isolate SH-09 and the formulation product(30% WP) of the culture were found to be non- or low-toxic to mammalia and fishes.
10. In mass culture experiments, pilot scale culture of the isolate SH-09 was sucessifully carried out using large scale fermentor(300ℓ).
11. The application of the fromulation product(30% WP) of the culture broth of the isolate SH-09 in farmer's field was proved sucessfully to control the powdery mildew of cucumber.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 요약문 ... 4
• Summary ... 15
• CONTENTS ... 19
• 목차 ... 21
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 23
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 26
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 27
• 제1절 연구개발 수행 내용 ... 27
• 제2절 연구개발 결과 ... 34
• 1. 길항미생물의 배양 및 활성검정 ... 34
• 가. 흰가루병 생물검정법 확립 ... 34
• 나. 길항미생물의 기본 배양법 확립 ... 38
• 다. 길항미생물의 각종 흰가루병에 대한 활성검정 및 우수균주 선발 ... 39
• 라. 선발균주(SH-09)의 다양한 항균활성 및 작용특성 조사 ... 49
• 2. 분리균주의 분류학적 특징 및 동정 ... 53
• 3. 길항미생물이 생산하는 항균활성물질의 순화, 정제 및 동정 ... 67
• 4. 미생물원제(SH-09)의 물리, 화학적 특성 ... 77
• 5. 포장시험 ... 79
• 가. SH-09균주의 배양물의 포장시험 ... 79
• 나. SH-09균주 시제품의 포장시험 ... 79
• 6. 제형화 기술 개발 ... 81
• 가. 활성 물질의 특성 분석 ... 81
• 나. 기본 제형 연구 ... 82
• 다. 약효증진용 부자재 탐색 ... 82
• 라. 경시 안정성 시험 ... 84
• 마. 포장시험용 시제품 생산 ... 85
• 10. 독성연구 ... 85
• 가. SH-09배양액에 대한 독성시험 ... 85
• 나. SH-09 30% 수화제에 대한 독성시험 ... 87
• 다. 생물농약 등록을 위한 독성검토 ... 96
• 8. 선발균주 배양연구 ... 96
• 가. 선발균주 배양법 최적화 ... 96
• 나. 활성물질 측정용 in vitro 검정법 확립 ... 98
• 다. 산업용 액체배양에서 포자생성여부 및 균사생존 기간 ... 100
• 라. Scale up 과정에서 최적배양조건 확립 ... 102
• 마. 산업용 배지를 이용한 활성물질생산 ... 104
• 바. 시제품 생산용 물질배양 ... 104
• 사. Pilot scale 생산 ... 105
• 9. 생물활성검정 및 포장시험 ... 106
• 가. 1차년도 균주선발 활성검정 ... 106
• 나. 선발된 SH-09의 제형에 따른 활성검정 : in vivo 시험 ... 107
• 다. 시제품의 포장 시험 ... 110
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에서의 기여도 ... 113
• 1. 1차년도 연구개발의 목표 달성도 ... 113
• 2. 2차년도 연구개발 목표의 달성도 ... 115
• 3. 3차년도 연구개발 목표의 달성도 ... 119
• 4. 최종평가의 착안점 및 관련 분야에의 기여도 ... 120
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 121
• 제6장 참고문헌 ... 122
• 끝페이지 ... 125