초록 ▼

○ 연구결과
미생물 혼합체(MS101)를 0.5∼1% 농도로 오이, 멜론과 고추의 양액 재배에 사용, 대조군에 비하여 20%이상의 생육촉진 효과를 얻었다. MS101로부터 작물 생육 촉진을 수행하는 미생물들을 선별하여 16S r-DNA sequence, 18S r-DNA sequence와 BIOLOG SYSTEM을 이용하여 동정한 결과 Pseudomonsa속과 Bacillus속 등 여러가지 종류로 나타났으며, CPS는 pseudomonas속 D2는 Saccharomyces속으로 규명되었다. 선별된 기능성 미생물(CPS, D2)

○ 연구결과
미생물 혼합체(MS101)를 0.5∼1% 농도로 오이, 멜론과 고추의 양액 재배에 사용, 대조군에 비하여 20%이상의 생육촉진 효과를 얻었다. MS101로부터 작물 생육 촉진을 수행하는 미생물들을 선별하여 16S r-DNA sequence, 18S r-DNA sequence와 BIOLOG SYSTEM을 이용하여 동정한 결과 Pseudomonsa속과 Bacillus속 등 여러가지 종류로 나타났으며, CPS는 pseudomonas속 D2는 Saccharomyces속으로 규명되었다. 선별된 기능성 미생물(CPS, D2)은 근부강화를 통하여 작물의 생육을 증진 시켰으며, 양액 재배 시험 결과에서 또한 CPS나 D2는 오이나 고추에 대하여 생육을 촉진하여 양액재배시의 이용가능성을 보였다.
작물의 재배배지 내의 CPS와 D2 균주 농도를 유지하기 위해 alginate bead를 이용한 housing system을 개발하였고, 작물의 최대 생육 촉진효과를 얻기 위하여 시설 환경 내 수경재배 조건을 확립하고 화란PBG 양액과 mixlite 배지를 선별하였다.
또한, 근권미생물을 이용한 수경재배 배지에서 미생물이 페놀 성분을 감소시켜 연작장해가 경감됨을 확인하였다. Housing system을 이용한 수경재배 시 오이의 생육과 과실 품질 및 수확량에 D2가 최대 효과를 나타냄을 확인하였고 근권 미생물을 다수확 및 품질 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 이 균주들은 원형질막 H⁺-ATPase 활성도를 증가시켜 뿌리 기능을 강화하였고, 이는 유전자 발현의 증가로 인한 막내의 H⁺-ATPase 단백질의 양적 증가에 의해 나타났다. CPS와 D2의 근부 강화를 통한 작물 생육 증진의 주된 이유로 균주들이 식물과의 상호작용을 통해 분비한 IAA임을 확인하였고, 이를 통한 housing system을 구축하여 작물 생육 촉진 미생물의 상품을 제작하였다.

Abstract ▼

Most farmers have adapted an agricultural system using a hydrophonical of
ferti-irrigation method in vinyl house to protect the most fruit-vegetables from
disease and environmental stresses. Troubles in hydrophonical cultivation cause a
decrease in root activity due to change root zonal tem

Most farmers have adapted an agricultural system using a hydrophonical of
ferti-irrigation method in vinyl house to protect the most fruit-vegetables from
disease and environmental stresses. Troubles in hydrophonical cultivation cause a
decrease in root activity due to change root zonal temperature, senescence of
roots and leaves under a fruiting-forming point, rare new leaf formation due to
sink load during fruit-growing period, and insufficient photosynthesis. Plants
generally sustain sink/source relationship for the metabolites, and keep the
balance between vegetative growth and reproductive growth. Therefore plants can
produce fruits in harmony with the growth. On the other hands, the unbalanced
vegetative-reproductive growth in plants causes root death, fruit abortion, and
finally affect quality and quantity of the fruits. In case of sub-tropical plants like
a cucumber, balance between vegetative and reproductive growth is not kept well
during a culture period, and this unbalance caused the limited leaf growth,
decrease of the root activity, and competition for the metabolites between fruits
and other tissues. These unfavorable phenomena are known to be directly related
with coarse and less amount of fruits. In order to improve the cultivate
techniques for a sub-tropical vegetables, most important thing will be the
reinforcement of the roots' physiological activities.
Plant cultivation techniques utilizing the microorganisms are well developed and
industrialized in foreign countries, but the hydrophonical culture or ferti-irrigation
techniques utilizing microorganisms have been rarely developed in Korea.
Therefore, it is necessary to identify the native functional and suitable
microorganisms in environmental conditions of Korea, to investigate their
functions in promoting plant growth and development, and finally to industrialize
these microorganisms for farmers.

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 요약문 ... 2
• SUMMARY ... 10
• CONTENTS ... 23
• 목차 ... 27
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 31
• 제 1 절 연구개발 필요성 ... 31
• 1. 기술적 측면 ... 33
• 2. 경제.산업적 측면 ... 36
• 3. 사회.문화적 측면 ... 36
• 제 2 절 연구개발 목적과 범위 ... 38
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 42
• 제1절 국내외 관련 기술의 현황과 문제점 ... 42
• 제2절 국내외 관련분야의 환경변화 ... 46
• 제3절 앞으로 전망 ... 47
• 제4절 기술도입의 타당성 ... 48
• 제 3 장 연구 개발 수행 내용 및 결과 ... 50
• 제 1 절 미생물 혼합체(MS101)를 이용한 과채류의 수경재배시 작형 및 생육단계별 생육촉진 분석 ... 50
• 1. 미생물 혼합체가 오이 유묘의 생육에 미치는 영향 ... 50
• 2. 미생물 혼합체가 암면재배 머스크멜론의 생육단계별 생육에 미치는 영향 ... 59
• 제 2 절 식물 생육증진 미생물 혼합체로부터 기능성 미생 물 분리, 선별 및 동정 ... 69
• 1. 미생물 혼찹체 내 균주별 또는 균주 조합이 호온성 작물의 뿌리와 엽 생장촉진에 대한 형태학적 분석 ... 69
• 2. 미생물혼합체로부터 분리한 미생물의 최적농도 설정 및 근부강화 미생물의 선발 ... 78
• 3. 수경 재배에 적합한 기능성 균주선별 ... 83
• 4. 기능성 균주의 동정 ... 91
• 제 3 절 미생물의 효과적인 작물 생육 촉진을 위한 Housing system의 확립 ... 94
• 1. 선발된 미생물의 수경재배 근권내 집적화 유도를 위한 housing system 모색 ... 94
• 제 4 절 알긴산 비드화 미생물의 시비 및 관비방법의 계량화 ... 103
• 제 5 절 미생물의 지속적인 번식을 위한 housing 시스템에 적합한 전용배지 및 양액의 선발 ... 111
• 1. 균주별 알긴산 비드화 적용 및 배지의 종류가 수경재배 오이의 생육에 미치는 영향 ... 111
• 2. 균주별 알긴산 비드화 적용 및 양액의 종류가 수경재배 오이의 생육에 미치는 영향 ... 119
• 3. 균주별 알긴산 비드화 적용 및 양액의 농도가 수경재배 오이의 생육에 미치는 영향 ... 125
• 제 6 절 미생물을 이용한 배지의 물리성 개선 및 연작장해 경감기술 개발 ... 133
• 1. 오이와 토마토의 재배기간에 따른 root exudate 분석 및 재이용 과정에서 토마토 및 오이의 생육에 미치는 영향 ... 133
• 2. 오이와 토마토 연작재배가 배지내 미생물, 균 및 root exudate의 함량에 미치는 영향 ... 142
• 제 7 절 미생물의 알긴산 비드화 및 선발양액의 온실 적용을 통한 다수 및 품질향상 ... 150
• 1. 미생물의 알긴산 비드화 처리가 수경재배 오이의 생장과 과실품질에 미치는 영향 ... 150
• 2. 미생물의 알긴산 비드화 처리가 수경재배 고추의 생장과 과실품질에 미치는 영향 ... 160
• 제 8 절 균주들의 작물에 대한 생리 활성 기능 분석 ... 163
• 1. 실험 목적 ... 163
• 2. 실험 재료 및 실험 방법 ... 164
• 가. 실험대상 작물 ... 164
• 나. 실험 방법 ... 165
• 제 9 절 오이의 저온 내성에 대한 미생물 영향 ... 178
• 1. 실험 목적 ... 178
• 2. 실험 방법 ... 178
• 3. 결과 및 고찰 ... 178
• 가. 저온 처리에 의한 오이 생육 변화 ... 178
• 나. 균주들에 의한 환경 스트레스(저온을 중심으로) 내성 강화 기능 분석 ... 179
• 제 10 절 생리활성 물질 규명 ... 182
• 1. 실험 목적 ... 182
• 2. 재료 및 방법 ... 182
• 3. 결과 및 고찰 ... 183
• 가. 수경재배에서의 생리활성물질 탐색: 유용 미생물을 이용한 수경재배 ... 183
• 나. IAA detection ... 185
• 다. Root colonization ... 188
• 라. HPLC를 통한 생리활성 물질 규명 ... 189
• 마. 작물 뿌리의 생리 활성 기능에 대한 생리활성물질의 영향 ... 192
• 제 11 절 농가에서 Housing system(bead)으로 재배한 작물의 생리활성 기능 분석 ... 199
• 1. 농가에서의 Housing system(bead) 적용 실험 ... 199
• 1) 농가에서 재배한 작물의 생육 비교 ... 199
• 2) H+ -ATPase 활성도를 중심으로 한 오이와 고추 뿌리의 기능 분석 ... 202
• 3) 뿌리 기능 향상 원인 분석 : H+-ATPase 유전자 발현 분석, 전사 및 번역수준에서의 조절 분석 ... 202
• 제 12 절 기능성 균주 등록, 상품화를 위한 시제품 개발 ... 206
• 1. 균주 등록 ... 206
• 2. 시제품을 위한 기초 조사 ... 206
• 제 13 절 종합 결론 ... 210
• 제 4 장 목표달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 212
• 제 1 절 목표 달성도 ... 212
• 제 2 절 관련 분야 기여도 ... 213
• 제 5 장 연구 개발결과의 활용계획 ... 216
• 1. 토착 유효미생물의 분리, 동정 및 특성검정을 통한 실용화 방안에 대한 지속적인 탐구로 기능성 균주들의 혼합체 형태인 생장 촉진제 개발. ... 216
• 2. 생장촉진 근권미생물 및 항균, 항충 특이 균주의 개발 및 타 작물에의 적용 범위 확대 ... 216
• 3. 토양 및 양액내의 미생물의 효과지속을 위한 housing system 의 적정 근권 환경요인의 구명 및 상호작용효과 검증을 통한 실용화 ... 217
• 4. 알긴산 비드의 효과 증대를 위한 영양요인의 탐색 및 현장 적용성 확대 ... 217
• 5. 유효 토착미생물의 균자체 및 균의 대사산물의 이용효과 분석 ... 217
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 219
• 제 7 장 참고 문헌 ... 220
• 끝페이지 ... 234