KR100227573B1 - 아스코치타속에 속하는 미생물 및 이의 용도 - Google Patents

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Abstract

아스코치타속에 속하는 미생물을 사용하는 본 발명의 제초제 및 이를 사용하는 본 발명의 제초방법은 환경을 오염시키거나 또는 파괴시키지 않으면서 시퍼라세과 시페루스속에 속하는 잡초들을 선택적으로 죽이거나 또는 이들의 성장을 억제할 수 있다.

Description

[발명의 명칭]
아스코치타속에 속하는 미생물 및 이의 용도
[발명의 상세한 설명]
[발명의 기술분야]
본 발명은 아스코치타(Ascochyta)속에 속하는 신규의 균주 및 아스코치타속에 속하는 미생물을 이용한 제초제와 제초방법에 관한 것이다.
[배경기술]
논과 밭에서 자라는 주요 잡초인 시퍼라세(Cyperaceae)과 시페루스( Cyp erus) 속에 속하는 잡초들의 제초방법으로는 화학제초제를 사용하는 방법이 주로 사용된다. 최근에, 다량의 농약 사용으로 야기되는 환경오염의 문제 때문에, 농약에 의존하지 않는 제초제들의 개발 및 이들의 사용방법이 요구되고 있다. 특히, 식물 병원균을 이용한 미생물 제초제들의 개발이 크게 기대되고 있다. 지금까지는, 데바인(U.S.A.; target weed : stranglervine, Asclepiadaceae), 콜레고(U.S.A.; target weed : Northern jointvetch, Leguminosae) 및 바이오말(canada; target weed : Round-leaved mallow, Malvaceae) 등이 제초제로서 등록되었고 시판되어 왔다. 그러나, 시퍼라세과 시페루스속에 속하는 잡초들을 목표로 하는 미생물 제초제는 개발되지 못하였다.
[본 발명이 해결하고자 하는 문제점]
본 발명의 목적은 시퍼라세의 식물과 같은 잡초들을 미생물로 제초하는 방법을 제공하는 것이다.
[본 발명의 개시]
상기한 연구과제를 해결하기 위해 광대하고 집중적인 연구를 한 결과, 본 발명자들은 아스코치타속에 속하는 미생물이 시퍼라세의 식물과 같은 잡초들에 대하여 우수한 제초능력을 갖는다는 것을 발견하게 되었다. 따라서, 본 발명에 의해서 상기한 문제점들이 해결되었다.
본 발명은 시페루스속에 속하는 식물들에 대하여 병원성을 나타내는 아스코치타 sp. JTKA-644 균주에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 잡초들에 대하여 병원성을 나타내는 아스코치타속에 속하는 미생물을 활성성분으로서 포함하는 제초제에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 상기 제초제를 이용한 제초방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 신규한 균주인 아스코치타 sp. JTKA-644가 기술된다. 이 균주는 시퍼라세과 시페루스속에 속하는 병에 걸린 잡초들을 수집한 다음, 이 잡초들에 대하여 병원성을 갖는 균주들을 분리하여 이들을 순수배양한 다음, 다른 작물, 특히 쌀에 대한 비-병원성(非病原性)을 시험하기 위한 검색방법을 사용하여 상기 잡초들에 대한 이들의 제초효과를 시험하므로써 생산되었다.
본 발명의 신규한 균주의 중요한 미생물학적인 성질은 다음과 같다.
본 발명의 균주는 호기성균이며, 이 균주가 성장할 수 있는 pH 범위는 3~13, 바람직하게는 5~7이다. 성장온도는 15~30℃이며, 최적의 성장온도는 25~30℃이다. 감자 덱스트로스 한천 배지중에서 이 균주의 성장이 활발하다. 콜로니(colony)는 모든 방향으로 방사된 후 백색 균사내에서 점진적으로 소용돌이치며, 다수의 흑색미세입자들을 만들며 공기중의 균사체의 양은 소량이다. 분생포자기(conidium)는 무색이며, 두 개의 세포로 분할되고, 타원형으로 된다. 분생포자기의 크기는 약 13~18㎛ × 약 4~6㎛이다. 상기 균류학적 성질에 대한 "예시된 식물균류", (고바야시 등, 1992. pp. 20~52, 384, Association of Education for Agricultural villages) 및 "불완전한 균류의 예시된 부류", 제4판(Barnett, H.L. and Hunter, B.B., 1987. pp. 6~39, 178, Macmillan Publishing company)의 조사결과로써, 본 발명자들은 본 발명의 균주를 아스코치타속에 속하는 미생물로서 확인하였다. 더욱이, 몇 가지의 아스코치타 미생물이 오이, 토마토 등에 대한 병원진균으로서 공지되어 있지만, 시퍼라세과 시페루스속에 속하는 식물들에 대하여 병원성을 나타내는 공지된 아스코치타 미생물은 없었기 때문에, 본 발명의 균주는 신규의 균주로 인정되었으며, 아스코치타 sp. JTKA-644 균주로 지정되었다. 이 균주는 공업기술원 생명공학 공업기술연구소(1-3, Higashi 1-chome, Tsukuba city, Ibaraki Pref., Japan)에 FERM BP-5176(최초 기탁일 : 1995. 7. 21.)의 기탁번호로 기탁되었다.
본 발명의 균주를 발효시키는데 특별한 방법이 필요하지 않다. 공지된 아스코치타 균주들의 발효에 사용되는 방법과 이와 유사한 방법이 사용될 수 있다. 배지로서는 탄소원, 질소원, 미네랄 및 필수성장촉진 물질들을 적당히 함유하는 한 합성 배지 또는 천연 배지 어느 것이나 사용될 수 있다. 구체적인 배지의 예로는 감자 덱스트로스 한천배지(PDA), 짜펙(Czapek) 한천배지 등을 들 수 있다. 발효시에는 온도를 15~30℃, 바람직하게는 25~30℃로 유지하고, pH를 3~13, 바람직하게는 5~7로 유지하는 것이 바람직하다. 상기 조건하에서 균주가 약 7~14일 동안 배양될 때, 배지의 표면상에는 충분량의 분생포자가 생성된다. 본 발명의 균주는 논 또는 밭에서 성장하는 잡초들인 시퍼라세의 시페루스속에 속하는 잡초들을 죽인다. 이와 반면에, 본 발명의 균주는 쌀, 밀, 보리, 옥수수 등과 같은 벼과의 작물들에는 영향을 미치지 않으며, 가지, 콩, 양배추, 오이 등과 같은 다른 작물들에도 영향을 미치지 않는다. 이 균주는 다양으로 배양될 수 있으며, 동시에 다량의 포자들도 쉽게 얻을 수 있다.
지금부터, 본 발명의 제초제 및 제초방법을 다음과 같이 설명한다.
본 발명의 제초제에 사용되는 미생물로는 아스코치타 sp. JTKA-644 균주가 제공될 수 있다. 이 균주 뿐 아니라, 아스코치타속에 속하는 어떤 미생물 및 시페루스속에 속하는 식물들에 대하여 병원성을 나타내는 미생물이 사용될 수 있다. 본 발명의 제초제는 아스코치타 속에 속하는 미생물을 다량-배양하므로써 얻은 포자들을 물에 현탁시켜서 조제될 수 있지만, 조제법은 상기 방법으로 제한되지는 않는다. 이 방법에서, 포자의 농도는 약 106~107포자/㎖이지만, 이 범위로 제한되지는 않는다. 물에 포자를 현탁시키는데 있어서, 계면활성제 및 전착제(spreader)와 같은 보조물질들이 첨가될 수 있다. 주제(主劑)인 미생물은 발효직후의 신선한 미생물이다. 선택적으로, 저장된 미생물이 물 또는 기타물질로 재변성된 후 사용될 수도 있다. 보존방법으로서, 초저온(-80℃) 보존방법, 진공동결건조방법 등과 같은 공지된 미생물 저장방법이 이용될 수 있다.
본 발명의 제초방법은 상기한 제초제를 사용하므로써 수행된다. 제초제의 사용량은 잡초들의 무성함 정도에 따라 결정될 수 있다. 통상적으로, 논, 밭 10에이커당 1011~1012흡수공(pore)의 비율로 제초제를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제초방법과 제초제의 타겟(target)식물은 특별하게 제한되는 것은 아니지만, 이들은 시페루스속에 속하는 식물들에 대하여 특히 효과적이다. 또한, 타겟식물의 성장단계는 특별히 제한되지 않는다. 본 발명의 제초제와 제초방법은 바로 발아된 식물에서 성장한 식물들에 이르는 광범위한 식물들에 적용될 수 있다.
[실시예]
1. 본 발명의 신규한 균주의 제조방법
논 또는 밭에서 자라며 질병증상을 나타내는 시퍼라세의 시페루스속의 잡초들을 채취한 다음, 잡초의 병에 걸린 부분을 잘라내었다. 잎의 잘라낸 단편들을 30~60초동안 70% 에탄올 용액에 담근 후, 동일 부피의 0.1% 트윈(Tween) 80용액을 1% 소듐하이포클로라이드용액에 첨가하므로써 제조된 용액에 현탁시킨 다음, 표면을 살균시키기 위해 1~3분 동안 담구었다. 이어서, 잎단편들을 0.1% 트윈 80용액으로 1회 세척하고 증류수로 2회 세척하였다. 그 후에, 잎단편들을 항생제를 포함하고 있는 PDA 배지상에 놓고 인큐베이터에서 25℃로 2~5일 동안 배양하였다. 연장된 콜로니들의 주위부분을 신선한 PDA 배지로 옮겨서 분생포자가 생성되게 하였다. 또한, 분생포자를 신선한 PDA 배지상에 줄무늬지게 한 다음 그것에 의하여 배양시켜서 단일 콜로니를 얻었다. 따라서, 미생물의 순수한 분리가 수행되었다. 분리된 균주들 각각에 대하여, 시퍼라세과 시페루스속에 속하는 잡초들에 대한 병원성을 재시험하고 쌀, 밀, 옥수수, 토마토 및 오이 등에 미치는 영향도 또한 시험하였다. 결과적으로, 우수한 제초효과를 나타내고 쌀, 밀, 옥수수, 토마토 및 오이 등에는 영향을 미치지 않는 신규의 균주 아스코치타 sp. JTKA-644를 분리해 내었다.
2. 제조한 균주의 확인
본 발명의 균주 확인은 주로 분생포자의 형태를 관찰하므로써 수행되었다. 결과적으로, 균주는 이미 설명된 바와 같이, 아스코치타속에 속하는 미생물로서 확인되었다.
3. 다량배양방법 및 제조
PDA 배지상에서 성장한 아스코치타속에 속하는 미생물에 증류수를 첨가시킨 다음, 고농도의 포자현탁액을 제조하기 위하여 교반하고 V-8 쥬스(juice) 한천 배지에 상기 현탁액 약 100㎕를 방울방울 가하고, 이어서 살균된 L-형 유리막대를 사용하여 현탁액을 분산시키므로써 페트리디쉬(petri dish, 직경 9cm)에서 다량의 미생물을 한 번에 접종시킬 수 있다. 결과적으로, 포자의 수율은 페트리디쉬당 약 6×107개의 포자들이었다.
상술한 바와 같이, 다량의 포자들은 플레이트 배양에 의해 본 발명의 미생물로부터 쉽게 얻어질 수 있다.
이어서, 얻어진 포자들은 이들을 10% 스킴밀크에 현탁시키고 진공건조시키므로써 습윤성 파우더로 제조될 수 있다. 결과로써 얻어진 습윤성 파우더는 물에 현탁한 후에 잡초에 사용될 수 있으며, 트윈 80과 같은 계면활성제가 첨가된다.
4. 시페루스 마이크로이리아(Cyperus microiria)에 대한 병원성 테스트
시페루스 마이크로이리아를 상업용 포트내에서 성장하게 하고, 2~5엽기(葉期)의 잎을 가진 식물을 테스트용 시료로 사용하였다.
본 발명의 미생물을 감자한천배지상에서 배양하고, 여기서 얻어진 포자들을 0.1% 트윈 80용액에서 현탁시켜서 104포자/㎖~107포자/㎖의 농도가 되게 하였다. 결과로써 얻어진 현탁액을 공기분무방법으로 시페루스 마이크로이리아에 접종하였다. 시료들을 바로 습한 챔버(chamber)에 넣고 48시간 동안 방치하였다. 이어서, 시료를 25℃의 온실로 옮겼다. 2주 후에, 시페루스 마이크로이리아에 대한 질병의 발생율과 제초율을 조사하였다. 107포자/㎖의 농도에서, 시페루스 마이크로이리아에 대한 본 발명의 미생물에 의한 질병의 발생율은 100% 이었으며; 본 발명의 미생물에 의한 시페루스 마이크로이리아의 치사율은 100%이었고; 본 발명의 미생물에 의한 시페루스 마이크로이리아의 제초율은 100%이었다.
[표 1]
Figure kpo00001
* 질병의 발생율 : 병든 식물의 수/접종된 식물의 수 × 100
* 치사율 : 죽은 식물의 수/접종된 식물의 수 × 100
* 제초율 : 전체적인 식물의 감소비율(원시적(farsighted) 관찰)
상기 표 1에 분명하게 나타낸 바와 같이, 본 발명의 미생물은 107포자/㎖의 농도에서 시페루스 마이크로이리아에 대하여 우수한 제초효과를 나타내었다.
5. 시페루스속에 속하는 잡초들에 대한 병원성 테스트
시페루스속에 속하는 잡초들에 대한 병원성 테스트는 시페루스 마이크로이리아에 대한 병원성 테스트에서 사용된 방법과 유사한 방법으로 수행되었다. 접종시에 포자의 농도는 107포자/㎖였다.
테스트용 식물로서 시페루스 마이크로이리아(microiria), 시페루스 세로티누스(serotinus), 시페루스 브레비폴리아 바. 레이올레피스(brevifolia var. leiolepis) 및 시페루스 디포르미스(difformis)가 사용되었다. 테스트 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
Figure kpo00002
상기 표 2에 분명하게 나타난 바와 같이, 본 발명의 미생물은 시페루스속에 속하는 잡초들에 대하여 우수한 제초효과를 나타내었다.
6. 작물에 대한 영향
작물들에 대한 병원성 테스트는 시페루스 마이크로이리아에 대한 병원성 테스트에서 사용된 것과 유사한 방법으로 수행되었다. 접종에 있어서 포자농도는 107포자/㎖이었다. 테스트용 식물로서 쌀, 밀, 옥수수, 토마토 및 오이가 사용되었다. 테스트 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
[표 3]
Figure kpo00003
상기 표 3에 분명하게 나타낸 바와 같이, 본 발명의 미생물은 쌀, 보리, 옥수수, 가지, 오이, 양배추 및 콩 등의 성장에는 전혀 영향을 미치지 않았다.
[제조예 1]
[액체 조성물]
아스코치타 sp. JTKA-644 균주의 분생포자(1010개 분생포자) 및 트윈 80(1g)을 물 1리터에 첨가하고 혼합시켜서 액체조성물을 제조하였다.
[제조예 2]
[습윤성 파우더]
말토스(9%), 점토(1%) 및 물(90%)로 이루어진 혼합용액 1㎖당 JTKA-644 균주의 분생포자 108개를 현탁시켰다. 이 현탁액을 공기 건조한 다음, 건조물질을 혼합하고 분쇄하여 습윤성 파우다를 제조하였다.
[제조예 3]
[습윤성 파우다]
스킴(skim) 밀크(10%) 및 물(90%)로 이루어진 혼합용액 1㎖당 JTKA-644 균주의 분생포자 108개를 현탁시켰다. 이 현탁액을 공기 건조한 다음, 건조물질을 혼합하고 분쇄하여 습윤성 파우다를 제조하였다.
[제조예 4]
[분말조성물]
하이드록시프로필-β-시클로덱스트린(14%), 화이트카본(12%) 및 점토(74%)로 이루어진 혼합물 1g당 JTKA-644 균주의 분생포자 108개를 혼합하였다. 결과로써 얻어진 혼합물을 건조하고 균일하게 분쇄하여 분말조성물을 제조하였다.
[제조예 5]
[과립]
β-시클로덱스트린(15%), 녹말(2%), 벤토나이트(18%), 탄산칼슘(36%) 및 물(29%)로 이루어진 혼합물 1g당 JTKA-644 균주의 분생포자 108개를 첨가하고 이를 반죽하였다. 이어서, 반죽된 물질을 과립제조기를 사용하여 과립들로 형성시킨 다음 건조하였다. 따라서 과립들이 제조되었다.
[제조예 6]
[유화 농축물]
암모늄 폴리옥시에틸렌 노닐페닐에테르포스페이트(18%), 폴리옥시에틸렌 노닐 페닐에테르(6%), 트리에틸 포스페이트(29%) 및 트리부틸 포스페이트(47%)로 이루어진 혼합물 1g당 JTKA-644 균주의 분생포자 108개를 첨가한 다음 균일하게 현탁시켜서 유화농축물을 제조하였다.
[제조예 7]
[오일 조성물]
스핀들오일(95%), 피마자오일(4%) 및 실리콘오일(1%)로 이루어진 혼합용액 1㎖에 JTKA-644 균주의 분생포자 108개를 현탁시켜서 오일 조성물을 제조되었다.
[제조예 8]
[분산제]
소듐알킬벤젠설포네이트(12%) 및 폴리에틸렌글리콜에테르(88%)로 이루어진 조성물 1㎖에 JTKA-644 균주의 분생포자 108개를 현탁시켜서 분산제(dry flowable)를 제조하였다.
[제조예 9]
[캡슐제]
소듐알기네이트(0.7%), 카오린(5%), 글리세롤(15%) 및 물(79.3%)로 이루어진 혼합용액 1㎖에 JTKA-644 균주의 분생포자 108개를 현탁하였다. 현탁액을 0.2M 칼슘아세테이트 용액에 방울방울 가하여 캡슐형 생성물을 얻었다. 이 생성물을 단편으로 자르고, 체로 친 다음 공기건조하여 캡슐제를 제조하였다.
[발명의 효과]
본 발명의 제초제는 시퍼라세과 시페루스속에 속하는 잡초들을 선택적으로 죽이거나 또는 이들의 성장을 방해하므로써 쌀과 같은 농작물에는 영향을 미치지 않으면서 잡초들을 제초한다. 더욱이, 농약과는 달리, 본 발명의 제초제는 환경을 오염시키거나 파괴시키지 않는다.

Claims (5)

  1. 시페루스속에 속하는 식물들에 대해서 병원성을 나타내며, 유용작물에 대해서는 병원성을 나타내지 않는 것을 특징으로 하는 아스코치타 sp. JTKA-644 균주.
  2. 잡초들에 대해서는 병원성을 나타내지만, 유용농작물들에 대해서는 병원성을 나타내지 않는 아스코치타 sp. JTKA-644 균주를 활성성분으로서 포함하는 것을 특징으로 하는 제초제.
  3. 제2항에 있어서, 잡초들은 시페루스속에 속하는 식물들인 것을 특징으로 하는 제초제.
  4. 제3항에 있어서, 시페루스속에 속하는 식물은 시페루스 마이크로이리아, 시페루스 세로티누스, 시페루스 디포르미스 또는 시페루스 브레비폴리아 바. 레이올레피스 중의 하나인 것을 특징으로 하는 제초제.
  5. 제2항, 제3항 또는 제4항의 제초제를 사용하는 것을 특징으로 하는 잡초들의 제초방법.
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