초록 ▼

□ 연구개요
식물은 움직이지 못하기 때문에 외부의 다양한 스트레스에 고스란히 노출될 수 밖에 없다. 이러한 단점을 극복하기 위해서 식물은 다양한 스트레스에 민감하게 대응하는 방법을 모색하였고, 다양한 미생물과의 협력을 통해 지구상에 생존해왔다. 본 연구는 식물이 살기 척박한 환경인 독도에서 미생물을 분리하고, 식물의 생장에 도움을 주며, 병원균에 대한 저항성을 가지는 미생물을 확인하였다. 이를 통해, 유용한 미생물을 발굴하고, 식물이 가지는 저항성에 대한 메커니즘을 분석하고자 한다. 본 연구를 진행함에 있어 식물과 미생물간의

□ 연구개요
식물은 움직이지 못하기 때문에 외부의 다양한 스트레스에 고스란히 노출될 수 밖에 없다. 이러한 단점을 극복하기 위해서 식물은 다양한 스트레스에 민감하게 대응하는 방법을 모색하였고, 다양한 미생물과의 협력을 통해 지구상에 생존해왔다. 본 연구는 식물이 살기 척박한 환경인 독도에서 미생물을 분리하고, 식물의 생장에 도움을 주며, 병원균에 대한 저항성을 가지는 미생물을 확인하였다. 이를 통해, 유용한 미생물을 발굴하고, 식물이 가지는 저항성에 대한 메커니즘을 분석하고자 한다. 본 연구를 진행함에 있어 식물과 미생물간의 상호작용에 대한 보다 근본적이고 과학적인 이해가 가능할 것이다. 또한, 이러한 연구를 바탕으로 식물 ISR 결정인자를 발굴 및 산업화한다면, 식물의 다양한 스트레스에 대한 초기방어체계 구축을 통해 농업 및 환경적으로 높은 활용 가치가 있을 것으로 여겨진다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서 1차 년도의 목표는 식물에 이로운 PGPR 후보군 확보, 식물에 ISR을 유발하는 PGPR 5종 이상 확보 및 각 PGPR의 ISR 유발 경로를 규명하는 것에 있다. 1차 년도에서 계획한 목표는 100% 달성하였으며, 구체적인 연구성과로는 1개의 특허를 출원하였다. 2차 년도에서는 미생물 유래 ISR 결정인자를 확보하며, ISR 결정인자의 최적 활성 농도를 확보하며 ISR 결정인자의 ISR 유발 경로를 규명하는 것에 있다. 2차 년도에서는 다양한 PGPR과 PGPF를 확보하였으며, 직접적인 영향 뿐만 아니라 간접적으로도 영향을 줄 수 있는 휘발성 물질에 대해서도 연구를 진행하였다. 또한, Pyrosequencing을 통해 미생물의 군집구조와 유연관계에 따른 식물의 형태의 변화를 확인할 수 있었다. 구체적인 성과로는 1건의 SCI 논문과 3건의 특허를 등록하였다. 마지막 3차 년도에서는 ISR 결정인자에 의한 식물 체내 단백질 패턴 변화를 분석하는 것에 있다. 3차 년도에서는 방사선 내성균이 생산하는 휘발성 물질에 대한 ISR 활성 메커니즘 분석과 중금속 저항, 담배종자유래세균에 의한 식물생장 촉진효과와 ISR 활성 메커니즘을 규명하였다. 당초 목표와는 다른 실험 결과이지만, 이 결과 또한 식물-미생물 상호작용에 있어 기초자료로 활용이 될 것으로 사료되며, 또한 미생물제제로써 이용가치가 크다고 여겨진다. 3차 년도는 1건의 국내학회지가 게재되었고, 2건의 SCI 논문이 투고 예정 중에 있다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구를 통해 미생물제제로써 이용할 수 있는 미생물 (세균 및 진균)을 다량 확보하였다. 이는 친환경 미생물제제의 중요성이 대두되고 있는 현재 농업적으로 큰 도움이 될 것으로 예상한다. 또한, 이러한 미생물들이 생산하는 휘발성 물질들의 연구를 지속한다면 미생물제제로써 이용가치가 좀 더 높아질 것으로 예상된다.
담배와 고추에 짓무름병과 세균성 점무늬병을 유발하는 병원성 미생물을 식물에 적용하였을 때, 유용미생물들에 의해 유도되는 식물의 저항성을 확인할 수 있었다. qRT-PCR을 이용하여 식물의 방어 유전자의 발현을 확인하였고, 이는 식물의 ISR 방어기작을 규명하는데에 있어 도움이 될 것으로 사료된다.
또한, Pyrosequencing 기법을 이용해 미생물 다양성을 분석한 결과는 미생물 다양성의 유연관계와 식물의 형태 간의 높은 상관관계가 있다는 것을 확인할 수 있는 중요한 결과가 될 수 있으며, 토양미생물 군집과 식물 형태간의 관계가 연관이 있을 수 있음에 대한 기초자료가 될 것으로 사료된다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1.1 연구의 필요성 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 2.1 1차년도 수행결과 ... 5
• 2.1.1 PGPR 분리 및 식물생장촉진능력 특성 조사 ... 5
• 2.1.2 PGPR에 의한 식물 방어기작 활성화 연구 ... 6
• 2.1.3 식물생장촉진진균 (PGPF, Plant growth promoting fungi)의 분리 및 동정 ... 6
• 2.1.4 PGPF의 식물생장촉진능력 및 ISR 유발 여부 조사 ... 6
• 2.1.5 PGPF의 VOCs 확인 ... 7
• 2.2 2차년도 수행결과 ... 7
• 2.2.1 ISR 유발 PGPR 자원 확보 ... 7
• 2.2.2 Pyrosequencing 기법을 사용한 땅채송화 미생물 다양성 분석 ... 8
• 2.2.3 Ochrobactrum lupini KUDC1013이 생산하는 ISR 결정인자의 식물 방어 메커니즘 규명 ... 9
• 2.2.4 Hypoxylon rubiginosum KDC0605가 생산하는 휘발성물질 조성 분석 및 식물생장 촉진능력 확인 ... 9
• 2.2.5 Hypoxylon sp.가 생산하는 휘발성물질에 의한 ISR 활성 확인 ... 10
• 2.3 3차년도 수행결과 ... 10
• 2.3.1 방사선 내성균이 생산하는 휘발성 물질에 의한 ISR 활성 및 메커니즘 확인 ... 11
• 2.3.2 방사선 내성균의 세슘 내성 활성 확인 ... 11
• 2.3.3 종자 내생 세균의 식물생장촉진 능력 및 ISR 활성 확인 ... 11
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 12
• 3.1 친환경 생물학적 제제의 발굴 ... 12
• 3.2 식물-미생물 상호작용 규명을 위한 정보제공 ... 13
• 3.3 Pyrosequencing 기법을 통한 미생물 군집구조 정보제공 ... 13
• 4. 참고문헌 ... 13
• 5. 연구성과 ... 13
• 끝페이지 ... 14