KR100252198B1 - 식물 병원성 곰팡이에 대한 길항작용을 가진 바실러스속 균주 - Google Patents

식물 병원성 곰팡이에 대한 길항작용을 가진 바실러스속 균주 Download PDF

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Abstract

본 발명은 식물병원균에 대한 길항작용을 가진 신규한 세균 Bacillus sp. BS555(KCTC 8821P) 균주를 제공한다. 이 균주는 소금에 대한 내성범위가 넓고 광범위한 곰팡이에 대한 생육 억제능을 가지고 있다. 또 이 생육억제능은 열과 단백질 분해효소에 의하여 저항력이 있는 저분자량의 생합성 물질로 추정된다.

Description

식물병원성 곰팡이에 대한 길항작용을 가진 바실러스속 균주 {Bacillus sp. strain with resistance against plant pathological fungi}
본 발명은 식물병원성 곰팡이에 대한 길항 작용을 가진 신규한 미생물에 관한 것이다.
더 상세하게는, 본 발명은 식물병원성 곰팡이 예컨데, 퓨자리움 솔라니. 피리큘라리아 오리지, 보트리티스 시네리아, 퓨자리움 옥시스포룸 및 파이톱프소라 인페스탄스에 대한 길항작용이 우수한 바실러스속 세균에 관한 것이다. 현재까지 인류의 식량증산에 크게 기여해온 화학적으로 합성된 농약(이하, 화학농약이라 한다)은 근래에 들어 과도한 사용과 남용으로 인해 환경오염, 생태계 파괴등 심각한 문제를 야기하고 있으며 매년 농약으로 인한 피해가 날로 늘어나고있다. 뿐만아니라 화학농약에 대한 저항성을 가진 병원균이나 곤충의 출현으로 인해 더 많은 양의 농약사용이 불가피하게 되어 그 피해는 더욱 늘어날 전망이다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 무공해 내지 저공해 농약의 개발이 절실히 요구되고있다.
최근 화학농약을 대체할 수 있는 수단으로서 미생물을 이용한 생물농약에 관심을 쏟고 있는데 이런 생물농약은 원래 자연계에 존재하고 있는 것으로서 환경과 친하고 생태계를 파괴하지 않으며 화학농약에 비해 내성병원균의 출현빈도가 현저히 낮은 장점이 있다. 화학농약은 개발비용이 많이 들고 그 기간 또한 많이 들지만 생물농약은 개발비용과 기간이 현저히 절약된다. 한편, 지금까지 알려진 길항미생물로는 근두암종병균 방제용 아그로박테리움 라디오박터(Agrobacterium radiobacter), 목화입고병 방제용 슈도모나스 플루오레센스(Pseudomonas fluorescens), 담배흰비단병 방제용 트리코더마 리그노룸(Tricoderma lignorum) 및 고추역병 방제용 바실러스균 AC-1등이 있다. 이중 바실러스 AC-1은 고추역병균 외에도 입고병 및 사과나무 부란병균 등에도 길항작용이 있는 것으로 보고(한국 특허공고 91-9383)된 바있으나 그 길항 작용이 일부 미생물에 국한되었다. 따라서, 본 발명은 무공해 또는 저공해 생물농약을 제공함을 그 목적으로 한다. 본 발명의 다른 목적은 여러 가지 광범위한 식물 병원성 곰팡이에 길항 작용이 있는 신규한 생물 농약을 제공함에 있다.
따라서, 상기와 같은 본 발명의 목적은 무공해 생물 농약으로서 식물병원성 곰팡이에 길항작용이 우수한 세균을 토양으로부터 순수분리하고, 다양한 항진균성 검정 대상 곰팡에 적용하므로써 달성하였다.
도 1은 BT분리균 BS555의 배양상등액을 열처리(A) 및 단백질 분해효소 처리(B)한 후 감자역병균에 대한 성장억제력을 원래의 배양상등액과 비교한 사진이다.
본 발명은 토양으로부터 다수의 바실러스 균주를 분리하는 공정; 이들 중에서 항진균 활성이 우수한 균주를 선발하고; 항진균성 검정의 대상 곰팡이로서인 뿌리썩음병및 궤양병을 일으키는 퓨자리움 솔라니(Fusarium solani), 잿빛 곰팡이병을 일으키는 보트리티스 시네리아(Botrytis cineria), 도열병을 일으키는 피리큘라리아 오리지(Pyricularia oryzae), 오이덩굴쪼김병을 일으키는 퓨자리움 옥시스포룸 쿠쿠메리넘(Fusarium oxysporum f. cucumerinum) 및 감자역병을 일으키는 파이톱프소라 인페스탄스(Phytophtora infestans)에 대하여 적용하는 공정 및 균주의 균학적 성질을 규명하는 공정으로 구성된다.
본 발명의 바실러스 균은 전국 각지에서 부엽토 시료를 채취하여 채취된 부엽토 1g을 생리식염수(0.9% NaCl)와 섞고 80℃의 열을 3분간 처리한 후 T3배지에 도말하여 30℃에서 3일간 배양한 다음 3일 후에 자라나온 균주 중 바실러스 균주를 육안 또는 위상차현미경으로 확인하여 수집하였다. 이들 균주 중 항진균활성이 우수한 균주를 선발하기 위하여 퓨자리움 솔라니를 대상으로 항진균성 검정을 실시하여 퓨자리움 솔라니의 포자가 도말된 PDA 배지위에 토양에서 분리한 바실러스 균주를 접종하고 24℃에서 2일간 배양하여 생긴 생육저지환의 크기를 조사하였다.이 중 생육저지환이 가장 큰 균주를 선발하여 Bacillus sp. BS555라고 명명하였다. B. sp. BS555의 균학적 성질은 표 1과 같다.
본 발명 B. sp. BS555의 균학적 성질
BS555
그람 염색 +
생육 pH범위 pH 5.0∼9.0
생육온도 범위 5℃∼50℃
소금내성 12%
카탈라아제 +
V-P 반응 +
인돌생성능 -
라이소자임 내성 +
전분분해력 +
레시친분해력 -
알기닌분해력 -
페닐알라닌 디아미나제 -
시트레이트 사용능 -
설페이트 환원 -
글루코즈로부터 산 생산 +
아라비노즈부터 산 생산 -
만니톨부터 산 생산 +
호기성 +
본 발명 신규의 세균 B. sp. BS555는 버지의 매뉴얼(Bergey's manual of determinative bacteriology)에 따라 바실러스 속으로 동정되었다. 또, 이를 대한민국 특허균인 B. sp. AC-1의 알려진 특성과 비교한 결과 B. sp. BS555 균주가 AC-1 균주에 비해 생육온도의 범위가 넓고 소금(NaCl)에 대한 내성이 2배정도 더 뛰어남을 확인하였다. 본 발명 B. sp. BS555는 생명공학연구소에 1997년 8월 18일자로 KCTC 8821P 의 수탁번호로 기탁되어 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 구성과 작용을 실시예에 의하여 설명한다.
실시예 1: B. sp. BS555 균주의 항진균성 검정
각 곰팡이 배양용 고체배지에 직경 1cm 정도의 구멍을 뚫은 후 구멍바닥을 소량의 0.75% 아가를 처리하여 틈새가 없도록 하였다. 여기에 T3 배지(1L 당 박토트립톤 3g, 트립토즈 2g, 효모추출물 1.5g, MnCl2·4H2O 0.0075g, Na2HPO4·7H2O 5.83g, NaH2PO4·H2O 3.46g 및 아가 15g)로 30°C에서 3일간 배양한 B. sp. BS555의 배양상등액 0.2ml을 처리하였다. 이를 건조시킨 후 다시 0.75%의 녹인 아가로 구멍을 완전히 막았다. 고체배지상에서 키운 곰팡이의 포자를 0.75%의 녹인 아가와 섞어 앞서 준비한 시험용 고체배지 위에 얇게 부은 후 굳혀 24°C에서 2일간 배양하여 생기는 생육저지환을 관찰하였다. 각 곰팡이 별로 관찰된 생육저지환의 크기는 표 2와 같다.
본 발명 B. sp. BS555 균주의 항진균성 검정결과
균 주 명 생육저지환의 직경 (mm)
퓨자리움 솔라니 20
보트리티스 시네리아 22
피리큘라리아 오리지 20
퓨자리움 옥시스포룸 쿠쿠메리넘 18
파이톱프소라 인페스탄스 23
상기 표 2에서 기술한 바와 같이 분리균 B. sp. BS555는 뿌리썩음병균(퓨자리움 솔라니), 잿빛 곰팡이병균 (보트리티스 시네리아), 도열병균(피리큘라리아 오리지), 오이덩굴쪼김병균 (퓨자리움 옥시스포룸 쿠쿠메리넘) 및 감자역병균(파이톱프소라 인페스탄스) 등 검정대상 곰팡이 모두에게 우수한 생육저지 효과를 나타내었으며 특히 감자역병균에 대한 생육저지력이 상대적으로 높았다. 따라서 본 발명 바실러스 속 BS555 균주는 감자역병균 뿐만아니라 광범위한 식물병원균에 대한 길항미생물로서 사용할 수 있을 것으로 사료된다.
실시예 2: 항진균 물질의 열과 단백질 분해효소에 대한 저항성 검정
각 곰팡이 배양용 고체배지에 직경 1cm 정도의 구멍을 뚫은 후 구멍바닥을 소량의 0.75% 아가를 처리하여 틈새가 없도록 하였다. 여기에 T3 배지(1L 당 박토트립톤 3g, 트립토즈 2g, 효모추출물 1.5g, MnCl2·4H2O 0.0075g, Na2HPO4·7H2O 5.83g, NaH2PO4·H2O 3.46g 및 아가 15g)로 30°C에서 3일간 배양한 본 발명 B. sp. BS555의 배양상등액 0.2ml을 각각 100°C에서 30분간 열처리하거나 단백질 분해효소(protenase k, 1mg/ml)를 처리한 후 아가 구멍에 주입하였다. 이를 건조시킨 후 다시 0.75%의 녹인아가로 구멍을 완전히 막았다. 고체배지상에서 키운 곰팡이의 포자를 0.75%의 녹인 아가와 섞어 앞서 준비한 시험용 고체배지 위에 얇게 부은 후 굳혀 24°C에서 2일간 배양하여 생기는 생육저지환을 관찰하였다. 도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 본 발명 B. sp. BS555의 곰팡이에 대한 성장억제력은 열처리를 하거나 단백질 분해효소를 처리한 후에도 큰 변화가 없음을 알 수 있었다. 이는 성장억제력을 나타내는 물질이 열과 단백질 분해효소에 저항력을 갖고 있다는 것을 의미하며 따라서 이 물질은 단백질이 아니라 분자량이 작은 생합성물질일 가능성이 큰 것으로 판단되고 있다.
이상에서 본 발명 바실러스 균주의 생화학적 특성과 실시예에서 기재된 바와 같이, 신규한 B. sp. BS555는 생육 온도 범위가 넓어서 균주의 대량배양시 유리할 뿐만아니라 소금에 대한 내성범위가 넓어서 환경에 대한 적응 능력이 뛰어나며 광범위한 곰팡이에 대한 성장억제 능력을 가지고 있으므로 다양한 식물생육 환경에서 다양한 식물에 적용이 가능한 우수한 균주이므로 무공해 농업상 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (5)

  1. 식물 병원균에 대한 길항작용을 가진 Bacillus sp. BS555 균주(KCTC 8821P).
  2. 제1항에 있어서, 상기 식물 병원균이 퓨자리움 솔라니, 보트리티스 시네리아, 피리큘라리아 오리지, 퓨자리움 옥시스포룸 쿠쿠메리넘 및 파이톱프소라 인페스탄스중 어느하나인 진균.
  3. Bacillus sp. BS555 균주의 순수 배양물 또는 그를 이용한 미생물제제.
  4. Bacillus sp. BS555 균주 또는 미생물제재의 효과있는 양을 식물병원균의 숙주식물에 살포하는 것을 특징으로하는 곰팡이의 생육 조절방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 식물병원균이 퓨자리움 솔라니, 보트리티스 시네리아, 피리큘라리아 오리지, 퓨자리움 옥시스포룸 쿠쿠메리넘 또는 파이톱프소라 인페스탄스인 것을 특징으로 하는 방법.
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