KR100319135B1 - Microbiological preparation inhibiting plant diseases - Google Patents

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Abstract

본 발명은 식물 병해에 길항성을 지니는 미생물을 분리하고, 이를 제제화 시킨 식물 병해에 길항성을 지니는 미생물 제제 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 자연에서 분리된 식물 병해에 길항성을 지니는 바실러스속 미생물 바실러스 서브틸리스 CP220(Bacillus subtilisCP220:기탁번호 KCTC-8831P호)를 배지에서 성장 발육시키고, 희석배율 약100∼1,000배 정도로 희석시켜 제조된 식물 병해 길항성을 지니는 미생물 제제에 관한 것이다.The present invention relates to a microbial agent having a antagonistic effect on plant diseases, and to a microbial agent having an antagonism on a plant disease formulated therein, and to a method for preparing the same. Genie is a microbial agent having plant disease antagonism prepared by growing and developing Bacillus subtilis CP220 (Accession No. KCTC-8831P) in a medium and diluting the dilution at about 100 to 1,000 times. will be.

Description

식물병해 길항 미생물 제제{Microbiological preparation inhibiting plant diseases}Microbiological preparation inhibiting plant diseases

본 발명은 식물 병해에 길항성을 지니는 미생물을 분리하고, 이를 제제화 시킨 식물 병해에 길항성을 지니는 미생물 제제 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a microbial agent having a antagonistic effect on plant diseases, and a microbial agent having an antagonism on plant diseases formulated therewith and a method for producing the same.

국내에 재배되고 있는 농작물에 피해를 주는 병해충은 4,157종이 기록되어 있으나, 현재 발생이 확인된 것으로는 1,199종(병 574, 해충 625)으로 농작물 재배기간 및 저장중 농산물에 기생, 섭취하므로서 막대한 손실을 초래하고 있는 현실이다.There are 4,157 pests that cause damage to crops grown in Korea, but 1,199 species (bottle 574 and 625 pests) have been confirmed to occur. It is bringing reality.

이와 같은 병해충이 농작물을 가해하여 피해를 주므로 이들을 농작물로부터 배척하거나 방제하기 위한 가장 손쉬운 수단의 하나가 방제제인 농약이라 할 수 있으며, 으레 농작물에 병해충 및 잡초가 발생하면 농약을 사용하는 것이 당연한 것으로 인식되어 있다. 그러나 편리한 방제수단인 농약이 최근에 안전성 문제, 잔류문제(농작물, 토양, 환경), 자연생태계에 미치는 여러 문제, 공해유발 등 유해론이 제기되면서 부정적 시각이 점차 증대되는 경향이 높다 하겠다.As these pests cause damage to crops, one of the easiest means to exclude or control them from crops is called pesticides, which are recognized as natural when pests and weeds occur on crops. It is. However, as pesticides, which are convenient control measures, have recently been raised, such as safety issues, residual problems (crops, soil, environment), various problems on the natural ecosystem, and pollution, the negative view tends to increase gradually.

이러한 여러 가지 문제점이 있다하여도 현재 사용중인 모든 농약의 사용을 저지할 수 없는 현실로 볼 때 현재의 농약보다 안전하고 부작용이 적은 저독성의 안전한 합성농약 또는 미생물을 활용한 생물학적 방제방법이 각국에서 연구되어 왔다.In view of the fact that even with these various problems, it is impossible to prevent the use of all pesticides currently in use, studies on biological control methods using low-toxic, safe synthetic pesticides or microorganisms, which are safer and have fewer side effects than current pesticides, have been conducted in each country. Has been.

미생물을 이용하여 병해충을 방제한 연구역사는 1880년에 독일에서 곰팡이로 딱정벌레목해충을 방제하기 위한 시도가 최초이며 이후 많은 연구가 이루어져 세계적으로 약 70여종이 미생물 농약으로 실용화되어 있다.The research history of controlling pests using microorganisms was the first attempt to control beetle pests with a fungus in Germany in 1880. Since then, many studies have been carried out and about 70 species have been put to practical use as microbial pesticides worldwide.

외국에서의 개발 현황을 살펴보면, 미생물 자체를 이용한 생물 농약으로서 많은 연구가 시도되고 있는 바, 이는 미생물 자체를 이용한 병해방제 시도로서, 각종 식물병원균에 대해 증식억제작용, 기생작용, 항생작용 및 포식작용을 나타내는 길항미생물을 이용하는 연구가 대표적이다.Looking at the current state of development in foreign countries, many researches have been attempted as biopesticides using microorganisms themselves. This is an attempt to control pests using microorganisms itself. Representative studies using antagonistic microorganisms are representative.

1927년 미국에서 감자 더뎅이병 방제에 방선균을 이용한 것이 최초이며, 일종의 면역작용을 나타내게 하는 교차보호를 이용한 바이러스 방제, 곰팡이를 이용한 고구마줄기 썩음병에 대한 연구가 1951년 시도되었다.In 1927, actinomycetes were first used in the United States to control potato beetle disease, and in 1951, a study was carried out on the control of viruses using cross-protection and sweet potato stem rot using fungi.

한편, 해충에 기생하여 조직, 기관 및 전체를 죽이거나 미생물이 함유하고 있는 독소에 의해 치사케 하는 각종 천적 미생물을 이용한 연구에서는 1921년부터 각종 미생물을 방제에 이용한바 있으며 이를 표 1에 나타내었다.On the other hand, in the study using various natural microorganisms killing tissues, organs and whole or paralyzed by toxins contained in microorganisms, various microorganisms have been used for controlling since 1921, which are shown in Table 1.

미생물을 이용한 병해충 방제시도 연구 역사History of research on pest control using microorganisms 구 분division 종 류Kinds 개시년Start year 개발국Developing country 방 제 대 상Prevention target 길항미생물Antagonist 세 균진 균방선균바이러스Three Fungal Fungal Viruses 19681932192719551968193219271955 미 국미 국미 국미 국United States of America United States of America 옥수수 묘입고병완두 묘입고병감자 더뎅이병감귤 tristeza virusCorn seedling disease pea seedling disease potato 교 차 방 어Cross defense 세 균진 균바이러스Three fungal viruses 196419511951196419511951 미 국미 국미 국United States of America 감자 청고병고구마 줄기썩음병CTVPotato Blue Bottle Sweet Potato Stem Rot Disease CTV 천적미생물Natural enemies 세 균진 균방선균바이러스Three Fungal Fungal Viruses 19211880195619281921188019561928 독 일독 일일 본미 국Germany Germany Daily 나비목 해충딱정벌레목 해충나비목 해충Acrobeles buestchliiLepidoptera pest coleoptera pest pest

병충해 방제용 미생물을 이용하여 현재까지 전세계적으로 생물농약으로 실용화 된 것은 병해방제용이 16종, 해충 방제용이 50여종이 알려져 있으며, 많은 미생물들의 실용화가 추진중에 있다.It is known that 16 kinds of pest control and 50 kinds of pest control are known to be practically used as biological pesticides to the world by using microorganisms for controlling pests, and many microorganisms are being promoted for practical use.

미생물을 이용한 병해 방제제는 1960년 이후부터 농약의 형태로 실용화 되었고, 일본에서는 1962년 담배허리 마름병 트리코델마(Trichoderma) 생균제제를 시초로 많은 제품이 사용되고 있으나, 대부분의 실용화 제품은 묘잘록병 방제용으로 개발되었음이 주목된다. 이러한 상용화 제품을 표 2에 나타내었다.Bacteria control agents using microorganisms have been put to practical use in the form of pesticides since 1960.In Japan, many products have been used since 1962 as a probiotic for tobacco waist blight Trichoderm a. It is noted that it was developed for use. These commercialized products are shown in Table 2.

병해방제용 미생물살균제 생물농약Microbial fungicides for pest control 미생물microbe 이 용 균 주Yong Yong Lee 대 상 병 해Target disease 상 품 명product name 등록국(년)Registrar Year 세 균Germ Agrobacterium radiobacter strain 84 A. radiobacter K1026 Bacillus subtilis Pseudomonas cepacia Pseudomonas fluorescensEG-1053Streptomyces griseovirides Agrobacterium radiobacter strain 84 A. radiobacter K1026 Bacillus subtilis Pseudomonas cepacia Pseudomonas fluorescens EG-1053 Streptomyces griseovirides 크라운 골크라운 골Seedling 뿌리병Infection seed-bornSeedling root묘잘록병(Damping-off)묘잘록병(Fusarium Alternariaetc.)Crown Gothic BoneSeedling Root Disease Infection seed-bornSeedling rootDamping-off Mystery Disease ( Fusarium Alternaria etc.) GalltrolBakuterozuDygallNogallQuantum 4000GUS 2000Blue circleDagger GMycostopGalltrolBakuterozuDygallNogallQuantum 4000GUS 2000Blue circleDagger GMycostop 미국 ('79)일본 ('89)캐나다호주미국미국미국미국 ('88)미국United States ('79) Japan ('89) CanadaAustraliaUnited StatesUnited StatesUnited StatesUnited States ('88) United States 곰팡이mold Gliocladium virens GL-21 Pythium ligandam T. harzianum Rifaistrain KRL-AG 2 T. harzianum/poly- sporum T. lignorum Trichoderma viridae Gliocladium virens GL-21 Pythium ligandam T. harzianum Rifaistrain KRL-AG 2 T. harzianum / poly- sporum T. lignorum Trichoderma viridae 묘잘록병(Rhizoctonia, Pythium)Sugar beet disease.묘잘록병(Pythium)Wood-decaying 곰팡이Southem blightSore shin(Tobacco)Verticillium in송이버섯Plum silver leaf 병Temple jalrokbyeong (Rhizoctonia, Pythium) Sugar beet disease . Jalrokbyeong Temple (Pythium) Wood-decaying fungi Southem blightSore shin (Tobacco) Verticillium in Matsutake Plum silver leaf disease WRC-GL-21-WRC-AP-1PolygandronF-StopBinab TTrichoderma(spore)BINAB TSEPPIC BINABWRC-GL-21-WRC-AP-1PolygandronF-StopBinab TTrichoderma (spore) BINAB TSEPPIC BINAB 미국('90)체코슬로바키아미국미국일본('62)프랑스영국United States ('90) Czech SlovakiaUnited StatesUnited StatesJapan ('62) FranceUnited Kingdom

병해 방제용 생물농약중 가장 획기적이며 성공적인 제품은 각종 작물 특히 다년생 목본류의 뿌리에 발생되고 있는 뿌리혹 세균병(Crown gall)에 길항미생물인 아그로박테리움 라디오악터 균주 84(Agrobacterium radioacter strain 84) 및 K1026 균주를 이용한 Galltrol, Dygall, Nogall, Bakuterozu 제품이라 하겠다.The most innovative and successful products for controlling pesticides are Agrobacterium radioacter strain 84 and K1026, which are antagonistic microorganisms to the root gall that occurs in the roots of various crops, especially perennial woody roots. Galltrol, Dygall, Nogall, Bakuterozu products using the strains.

현재 사용되고 있는 유기합성농약이 모든 세균병에 방제효과가 저조하지만 특히 뿌리혹 세균병은 유기합성농약이 효과를 나타낼 수 없는데 비해, 이 생물농약은 확실한 효과를 나타내므로 우수한 방제제로 이용되고 있다.The organic synthetic pesticides currently used have a low control effect on all bacterial diseases, but especially the root-knot bacterial diseases cannot be effective, whereas the organic pesticides have a definite effect and are used as excellent control agents.

이 생물농약의 방제기작은 아그로박테리움 라디오박터(A. radiobacter) 세균이 생산하는 아그로신(Agrocin)이라는 항균성 물질이 병원균의 세포벽 합성을 저해하는 것으로 밝혀져 있다.The control mechanism of this biopesticide has been shown to inhibit the cell wall synthesis of pathogens by an antimicrobial agent called Agrocin, produced by the A. radiobacter bacterium.

한편, 해충방제 분야에서 활용되고 있는 미생물로는 곰팡이, 세균, 바이러스이며, 많은 제품이 응애, 진딧물, 뿌리혹 선충, 풍뎅이류, 배추좀나방, 파밤나방, 솔잎말이 잎벌레, 온실가루이 등 각종 해충방제제로 실용화되고 있다. 이들 제품중 가장 잘 알려진 것으로는 바실러스 튜리기언엔스(Bacillus thuringiensis 이하Bt)인Bt세균을 이용한Bt제품으로, 미생물농약의 연구역사가 최초인 1921년부터 시작하여 1948년 제품이 실용화된 이래 전세계의 미생물농약의 약 90이상을 점유하고 있는 유명한 제품이라 할 수 있다. On the other hand, the microorganisms used in the pest control field are molds, bacteria, viruses, and many products are mite, aphids, root-knot nematodes, scarabs, Chinese cabbage moths, green chestnut moths, pine needles, leaf bugs, and greenhouse powder. It is put to practical use. As the most well-known of these products is Bacillus Tudor Rigi language Enschede in the Bt products using Bt bacteria (Bacillus thuringiensi s less Bt), starting with the 1921 study history's first microbial pesticides worldwide since the product 1948 practical It is a famous product that occupies about 90 or more of microbial pesticides .

Bt세균은 많은 변종이 있으며, 각 변종이 생산하는 독소에 의해 방제대상 해충이 상이한 것으로 알려져 있으며,Bt의 아종인 쿠르스타키(kurstaki),아이자와(aizawai),이스라엘시스(israensis),산디에고(san diego),테네브리오니스(tenebrionis)등이 이용되고 있고, 제품의 종류도 균과 독소가 혼합되어 있는 것과 독소 자체만의 제품이 이용되고 있다. Bt bacteria are many variants, and each variant of the production is known to be different from the control target pests by a toxin, a subspecies of Bt Kur Starkey (kurstaki), Aizawa (aizawai), Israel sheath (israensis), San Diego (san diego), tenebrionis ( tenebrionis ), etc. are used, and the types of products are mixed with bacteria and toxins and toxins themselves.

살충기간은 독소가 충체의 강알카리 소화액에 의해 활성화되어 중장의 세포를 파괴시켜 치사케 하는 것으로 알려져 있으며, 최근 유전공학기법에 의한 조작 및 살충성 작물 육종에 많은 이용연구가 활발히 진행되고 있다.The insecticidal period is known to cause toxins to be activated by strong alkaline digestion of carcasses and destroy the cells of the intestine. Recently, many researches on the use of genetic engineering techniques and breeding of insecticidal crops have been actively conducted.

미생물농약 중 국내에 도입되어 실용화중인 것으로Bt의 아종인 쿠르스타키(kurstaki),아이자와(aizawai)균주를 이용한 제품이 1981년에 등록되어, 초기에는 흰불나방을 대상해충으로 사용되어 왔으나, 1989년 이후 배추좀나방의 발생과 유기합성농약의 약제 저항성 출현으로 1995년에는 출하량 1백 2톤 (매출액 38억원)에 이르는 급성장한 제품으로 알려져 있으며 최근에는 Bt 농약원제도 국내에서 생산 공급하고 있는 상태이다.Among the microbial pesticides introduced into Korea and being used in practice , products using Bt subspecies kurstaki and aizawai strains were registered in 1981, and have been used as pests for white fire moths since 1989. The outbreak of Chinese cabbage moth and drug resistance of organic synthetic pesticides is known as a fast-growing product with shipments of 120 tons (sales of 3.8 billion won) in 1995. Recently, Bt agrochemicals are also produced and supplied in Korea.

미생물을 인공적으로 배양할 때 배양액에 미생물이 생산하는 대사 물질을 배출하게 되는데 이러한 대사 활성물질을 분리 정제하여 의약용 및 농업용 항생물질로 활용하는데, 이러한 항생물질은 약 8,000종 이상이 알려져 있으며 이중 실용화 중인 것은 약 600여종이며 농업용으로 활용되는 것은 20여종 중, 병해방제용으로 많이 사용되고 있는 것은 6종, 해충방제용은 3종이 실용화되고 있다.When the microorganism is artificially cultured, the metabolites produced by the microorganism are discharged into the culture medium. The metabolic active substances are separated and purified and used as antibiotics for medicinal and agricultural use, and more than 8,000 kinds of these antibiotics are known. There are about 600 species, and about 20 species are used for agriculture, 6 species are widely used for pest control, and 3 species are used for pest control.

농업용 항생물질 생산균은 토양내에 많이 분포하고 있는 방선균(Actinomycetes) 중 스트렙토마이세스(Streptomyces)속 균주가 주체로 많은 물질이 알려져 있다. 세계 최초의 농업용 항생물질은 1958년 도열병 방제용 항생물질로 알려져 있는 브라스티시딘 S(Blasticidin S)를 선두로 가수가마이신(Kasugamycin), 폴리옥신(Polyoxin), 발리다마이신(Validamycin) 등이 병해방제용으로 사용되고 있고, 이후 응애방제용 살충제로 이용되고 있는 테트라낙틴(Tetranactin), 아베르멕신(Avermectin), 밀베멕신(Milbemectin)이 개발되었다.Agricultural antibiotic-producing bacteria are known as Streptomyce s strains among Actinomycetes , which are widely distributed in soil. In 1958, the world's first agricultural antibiotic was led by Bratisicidin S, known as an antibiotic for control of bleeding diseases, with Kasugamycin, Polyoxin, and Validamycin. Tetraactin, Avermectin, and Milbemectin, which have been used for control and are used as insecticides for mite control, have been developed.

한편, 국내에서의개발현황을 살펴보면, 미생물자체를 이용하여 병해방제용으로 연구된 것으로는 1985년부터 국가연구기관 및 대학의 병리학자를 주축으로 담배의 TMV, Bacterialwilt, 오이의Fusariumwilt, 고추의Phytophthorablight, 딸기의Fusariumwilt,Rhizoctoniabud rot, 사탕무우의 Damping-off, 벼의 도열병, 문고병 방제등에 관한 연구가 보고되어 있으며 이를 표 3에 나타내었다.On the other hand, if you look at the development status in Korea, it has been studied for the prevention of diseases using microorganisms from 1985 pathologists of national research institutes and universities, TMV, Bacterialwilt of cucumber, Fusarium wilt of cucumber, Phytophthora blight of pepper , Fusarium wilt of strawberry, Rhizoctonia bud rot, Damping-off of sugar beet, rice blasting, control of paperback disease, etc., are reported in Table 3.

국내에서 미생물에 의한 각종 작물병해 방제 연구Control of Crop Diseases Caused by Microorganisms in Korea 작물crops 대 상 병Target Bottle 미생물 종류Microorganism types 보고 년도Report year 담배tobacco TMVBacterial wiltTMVBacterial wilt Virulence virusNon pathogenicP. solanacearum Virulence virusNon pathogenic P. solanacearum '85'85'85'85 오이cucumber Fusariumwilt Fusarium wilt Rhizoctonia antagonists Pseudomonas gladioliNon pathogenic strain ofFusarium oxysporum f. sp. cucumerinum Gliocladium virens Pseudomonas putida Rhizoctonia antagonists Pseudomonas gladioli Non pathogenic strain of Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum Gliocladium virens Pseudomonas putida '87'92'93'95'87'92'93'95 고추pepper Phythophthorablight Phythophthora blight Bacillus sp.(AC-1)Pseudomonas cepacia Tricoderma harzianum Enterobacter agglomerans Non paghogenic strain of Phytophthora capsici Bacillus sp. (AC-1) Pseudomonas cepacia Tricoderma harzianum Enterobacter agglomerans Non paghogenic strain of Phytophthora capsici '86'88'89'92'86'88'89'92 딸기Strawberry FusariumwiltRhizoctonia bud rot Fusarium wiltRhizoctonia bud rot Tricoderma sp. T. harzianum Pseudomonas gladioliAntagonistic microorganisms Tricoderma sp. T. harzianum Pseudomonas gladioli Antagonistic microorganisms '88'95'90'94'88'95'90'94 사탕수수sugar cane 묘잘록병Mystery Disease PseudomonasPseudomonas sp.sp. '88'88 rice plant Blast, sheath blightBlast, sheath blight PseudomonasPseudomonas sp.sp. '90'90

해충방제에 미생물을 이용한 연구는 뿌리혹 선충과 솔잎혹파리 방제용 곰팡이 분리, 핵다각체병 바이러스를 이용한 배추흰나비, 세포질 다각체병 바이러스를 이용한 담배나방 연구가 보고된 바 있으며 표 4에 나타내었다.The use of microorganisms in pest control has been reported to isolate the fungus for controlling root nodules and pine needles, and cabbage butterfly using nuclear polyhedron virus, and tobacco moth using cellular polyhedron virus.

국내에서 미생물을 이용한 각종 해충 방제연구Research on pest control using microorganisms in Korea 대상object 이용 미생물Microorganisms used 보고 년도Report year Root-kont nematodeRoot-kont nematode 곰팡이(isolated from infected indect)Fungi (isolated from infected indect) '88'88 Tobancco cutworomTobancco cutworom Nuclear polyhedrosis VirusNuclear polyhedrosis Virus '89'89 Fall webwormFall webworm Nuclear polyhedrosis VirusNuclear polyhedrosis Virus '89'89 Common cabbage wormCommon cabbage worm Granulosis VirusGranulosis Virus '91'91 ArmywormArmyworm Nuclear polyhedrosis VirusNuclear polyhedrosis Virus '91'91 Oriental tobacco budwormOriental tobacco budworm Cytoplasmic polyhedrosis VirusCytoplasmic polyhedrosis Virus '91'91 Pine leaf gall midgePine leaf gall midge Stterive fungusStterive fungus '95'95

특히, 보고된 연구 결과중 현재 활용가능성이 높아 우수한 균주로 알려져 있는 고추역병 방제용 바실러스(Bacillus)균주인 AC-1과, 해충방제용 바실러스 튜리기엔시스(Bacillus thuringiensis)와 베와베리아 바시아나(Beauveria bassiana) 균주는 특허를 취득하여 일부 실용화되고 있으며, 오이 덩굴쪼김병 방제용인 비병원성 균주와 각종 작물에 발생되고 있는 흰가루병균 기생균은 특허 취득중이며 실용화가 가능한 것으로 간주된다.In particular, the reported results are utilized possibly higher quality known as Bacillus (Bacillus) for pepper blight control in strain strain AC-1 during and pest control Bacillus Tudor Rigi N-Sys for (Bacillus thuringiensis) and Entebbe and Beria Bridge Ana ( Beauveria bassiana ) strains have been patented and partly used, and non-pathogenic strains for controlling cucumber vine cutting disease and powdery mildew parasites in various crops are patented and considered to be practical.

한편, 미생물 생산 활성물질인 농업용 항생물질 연구 역시 외국에 비해 20-30년 후에 추진되었고 현재도 신물질 탐색에 힘을 기울이고 있다. 이제까지의 결과로는 벼 흰잎마름병 방제용 사이클로헥시마이드(cycloheximide)를 분리 동정한 바 있으며, 방선균 스트렙토마이세스(Streptomyces)균에 의한 마쿠로신(Maculocin)을 분리한 바 있으나, 신물질 분리나 유망한 물질의 활용까지는 이르지 못하고 있는 상태이다.Meanwhile, research on agricultural antibiotics, which is an active substance for producing microorganisms, was also carried out 20-30 years later than in foreign countries, and is still searching for new materials. As a result, we have identified and identified cycloheximide for controlling rice leaf blight, and Maculocin by Streptomyces. However, new material isolation or promising The utilization of the substance is not reached.

농업기술연구소의 '92∼93년의 조사에 따르면 과수주산단지 및 재배관리가 소홀한 과수원을 대상으로 사과나무와 배나무 등 18종의 과수를 중심으로 167종의 병발생원을 조사한 결과 곰팡이 148종, 세균 11종, 바이러스 5종, 기타 3종 등으로 나타났다. 과종별로 피해가 심하여 방제를 요하는 병종류를 보면 사과는 부란병, 겹무늬썩음병, 갈색무늬병, 점무늬낙엽병, 붉은별무늬병 등으로 나타났고, 배에서는 검은별무늬병, 유사검은무늬병, 검은무늬병, 붉은별무늬병 등의 발생이 심각한 것으로 나타났다.According to the '92 -93 survey by the Institute of Agricultural Technology, 167 types of pathogens were investigated in 18 orchards, including apple trees and pears, in fruit orchards and neglected cultivation management. 11 species, 5 viruses, and 3 others. Apples were found to be ovules, layered rots, brown patterned, spotted deciduous, and red star patterned diseases, and black star pattern, pseudo black pattern disease, and black pattern disease. The occurrence of red star pattern disease was serious.

과수에서 발생하는 병종류 및 발생정도는 생육시기, 품종 및 지역에 따라서 각각 다른 것으로 보이며, 계절별로 보면 봄에는 노균병, 잿빛곰팡이병, 창가병, 붉은별무늬병, 세균성구멍병, 복숭아오갈병, 자두보자기병 등 비교적 저온다습한 조건을 좋아하는 병들이 많았다. 그러나 대부분의 병들은 고온다습한 환경을 좋아하므로 장마기부터 8∼9월에 다발한다. 또한, 흰가루병, 녹병 등 반건조한 상태에서도 다 발생하는 병은 봄과 가을에 피해가 많다고 하였다.The types and incidences of fruit trees appear to be different depending on the season of growth, variety, and region.Seasonal disease, gray mold, spear disease, red star pattern disease, bacterial pore disease, peach organ disease, plum porcelain disease in spring There were a lot of bottles that like relatively low temperature and humidity conditions. Most bottles, however, like hot and humid environments, so they usually start in the rainy season from August to September. In addition, diseases that occur in semi-dry conditions, such as powdery mildew and rust, are often damaged in spring and autumn.

최근 농업 생산시 화학농약 및 화학비료의 과다투입으로 지하수 및 농업환경의 심각한 오염과 생산비의 과다를 초래함에 따라서 화학농약 및 화학비료의 과용을 줄이고 농업환경을 개선하며, 각종 농업부산물을 이용한 저비용, 저공해 및 고품질 농업생산물을 생산하는 환경보전형 농법개발에 대한 필요성이 강력하게 요구되고 있다. 이러한 환경보전형 농업개발은 자본과 기술집약적인 시설원예 뿐만 아니라 노지 및 시설과수의 생산에서도 필요하다.In the recent agricultural production, the over-injection of chemical pesticides and chemical fertilizers causes severe pollution of groundwater and agricultural environment and excessive production costs, thus reducing the overuse of chemical pesticides and chemical fertilizers, improving the agricultural environment, and reducing the costs of using various agricultural by-products. There is a strong demand for the development of environmentally friendly farming methods that produce low pollution and high quality agricultural products. Such environmentally sustainable agricultural development is necessary not only for capital and technology-intensive plant horticulture, but also for the production of field and plant fruit trees.

저공해 및 고품질의 과실생산은 감 농약 및 농업부산물을 이용한 유기질 비료의 이용효율화를 극대화하는 측면에서 유기농법이라는 농업생산 방식으로 발전되어 가고 있으며, 우리나라에서도 발효 유기질 퇴비와 무기·유기질 혼합 영양액을 과수의 지상부 및 지하부에 처리하여 고품질 및 저공해 과실을 생산하는 환경농업에 대한 관심이 점차적으로 확산되고 있다.Low-pollution and high-quality fruit production is being developed in the agricultural production method called organic method in terms of maximizing utilization efficiency of organic fertilizers using persimmon pesticides and agricultural by-products.In Korea, fermented organic compost and inorganic / organic mixed nutrient solution There is a growing interest in environmental farming, which produces high-quality and low-pollution fruits by treating the ground and underground.

그러나, 환경 보전형 농법이 우리나라에 완전히 정착하기 위해서는 발효퇴비를 이용한 생산기술, 살균 및 살충성 유효미생물을 이용하여 병해충를 생물학적으로 방제하는 생물농약의 개발 등에 관한 연구가 심도있게 진행되어야 한다.However, in order for the environmental conservation farming method to be fully settled in Korea, researches on the production technology using fermented compost, the development of biopesticides that control pests biologically using sterilizing and insecticidal effective microorganisms, etc. should be conducted in-depth.

그러므로 본 발명은 현재 농산물생산에 있어서 문제시되는 주요 병원균을 분리하여 이에 대한 생물학적인 방제원으로 길항미생물을 개발한 것이다.Therefore, the present invention isolates major pathogens that are currently a problem in agricultural production, and has developed antagonistic microorganisms as biological control agents.

도 1은 본 발명의 길항균B. subtilisCP220의 생육곡선에 따른 키타나제 활성변화를 나타낸 것이다.Figure 1 shows the change in the kinase activity according to the growth curve of the antagonist B. subtilis CP220 of the present invention.

■:키타나제 활성도, ●: 생장도■: Kitanase activity, ●: Growth degree

도 2는 본 발명의 길항균B. subtilisCP220을 식물병원균에 살포한 후 생육 억제효과를 나타낸 사진이다.Figure 2 is a photograph showing the growth inhibitory effect after spraying antagonist B. subtilis CP220 of the present invention to phytopathogens.

A: 부패병원균, B: 탄저병원균, C: 부란병원균, D: 푸른곰팡이병원균,A: decay pathogen, B: anthrax pathogen, C: Bran pathogen, D: blue fungal pathogen,

E: 뿌리썩음병원균, F: 잿빛곰팡이병원균E: Root rot pathogen, F: Gray fungal pathogen

도 3은 본 발명의 길항균B. subtilisCP220 배양액 여과후(열처리와 무처리) 배지에서 식물병원균의 생육 억제효과를 나타낸 사진이다.Figure 3 is a photograph showing the growth inhibitory effect of phytopathogenic bacteria in the antagonist B. subtilis CP220 culture medium after the filtration (heat treatment and no treatment) medium of the present invention.

A: 부패병원균, B: 탄저병원균, C: 부란병원균, D: 푸른곰팡이병원균,A: decay pathogen, B: anthrax pathogen, C: Bran pathogen, D: blue fungal pathogen,

E: 뿌리썩음병원균, F: 잿빛곰팡이병원균E: Root rot pathogen, F: Gray fungal pathogen

도 4는 사과잎에 본 발명의 길항균B. subtilisCP220 KS를 살포한 후 생존율을 나타낸 그림이다.Figure 4 is a diagram showing the survival rate after spraying the antagonist B. subtilis CP220 KS of the present invention to apple leaves.

도 5는 사과잎에 안트라콜, 보르도의 농약을 살포한 후 본 발명의 길항균인B. subtilisCP220 KS의 생존율을 조사한 그림이다.5 is an illustration of the survival rate of the antagonist B. subtilis CP220 KS of the present invention after spraying anthracol, Bordeaux pesticides on apple leaves.

●: 안트라콜, ▲:보르도●: Anthracol, ▲: Bordeaux

도 6은 본 발명의 길항균B. subtilisCP220이 사과과실에서 부패병, 탄저병, 푸른곰팡이병의 억제효과를 나타낸 사진이다.Figure 6 is a photograph showing the inhibitory effect of rot antagonist B. subtilis CP220 of the present invention in the apple fruit rot, anthrax, blue fungal disease.

A: 길항균 무처리, B: 길항균 첨지 후 병원균 처리A: No antagonist treatment, B: Pathogen treatment after antagonist addition

도 7은 본 발명의 길항균B. subtilisCP220이 폿트 재배 사과 부란병 억제효과를 나타낸 사진이다.Figure 7 is a photograph showing the antagonistic B. subtilis CP220 of the present invention inhibiting pot cultivated apple ovule disease.

VC: 병원균만 처리, A: 길항균 살포 후 병원균 처리,VC: pathogen only, A: antagonist after pathogen treatment,

B: 병원균 처리 후 길항균 살포B: Antagonist application after pathogen treatment

도 8은 본 발명의 길항균B. subtilisCP220이 폿트 재배 사과 탄저병 억제효과를 나타낸 사진이다.8 is a photograph showing the antagonistic B. subtilis CP220 of the present invention inhibits potted apple anthrax.

A: 병원균 처리후 길항균 무살포, B: 병원균 처리후 길항균 살포,A: antagonist free after pathogen treatment, B: antagonist spray after pathogen treatment,

C: 길항균 살포 후 병원균 처리C: Pathogen treatment after antagonist application

따라서 본 발명의 목적은 자연에서 분리된 식물 병해에 길항성을 지니는 바실러스속 미생물 바실러스 서브틸리스 CP220(Bacillus subtilisCP220:기탁번호 KCTC-8831P호)를 배지에서 성장 발육시키고, 희석배율 약100∼1,000배 정도로 희석시켜 제조된 식물 병해 길항성을 지니는 미생물 제제를 제공하는 것이다.Therefore, an object of the present invention is to grow and develop Bacillus subtilis CP220 (Accession No. KCTC-8831P) in a medium having an antagonism against plant diseases isolated from nature, dilution ratio of about 100 to 1,000 It is to provide a microbial agent having a plant disease antagonist prepared by diluting about twice.

이때 상기 미생물 제제에 적용할 수 있는 식물 병원균은 겹무늬썩음병(부패병), 탄저병, 점무늬낙엽병(반점낙엽병), 부란병, 줄기마름병(동고병), 참다래과실무름병, 시들음병, 잘록병(입고병), 잿빛곰팡이병, 뿌리썩음병, 자주날개무늬병(자문우병), 흰날개무늬병(흰문우병)의 병원성 곰팡이 중 선택된 1종 이상의 식물 병해를 특징으로 한다.At this time, the plant pathogens that can be applied to the microbial preparations include rotted rot (rot), anthrax, spotted deciduous disease (spot deciduous disease), ovule disease, stem blight (dongdongjeung), sesame seedlings, wilted disease, swelling disease (blotting disease), It is characterized by one or more plant diseases selected from pathogenic fungi of gray mold disease, root rot disease, purple-wing disease, and white-wing disease.

또한 이때 본 균주의 분리는 식물의 겹무늬썩음병(부패병), 탄저병, 점무늬낙엽병(반점낙엽병), 부란병, 줄기마름병(동고병), 참다래과실무름병, 시들음병, 잘록병(입고병), 잿빛곰팡이병, 뿌리썩음병, 자주날개무늬병(자문우병), 흰날개무늬병(흰문우병)의 병원성 곰팡이에서 선택된 병원성균에 대한 길항균을 자연계에서 존재하는 미생물 균주에서 분리한 결과, 상기 식물 병해에 길항력이 우수한 길항균, CP220을 분리하였다.In addition, the isolates of this strain are plant rot (rot), anthrax, spotted deciduous (spot deciduous), ovule, stem blight (dongdongjeung), sesame, erosion, wilted disease, diarrhea (dysseal), ash fungus Antagonist against pathogenic bacteria selected from pathogenic fungi of root rot disease, purple wing disease, and white wing disease, isolated from microbial strains in nature This excellent antagonist, CP220, was isolated.

동정한 결과,Bacillus subtilis또는 그 유연균으로 동정되어Bacillus subtilisCP220으로 명명하였으며, 이를 1997년 9월 29일자로 한국 과학기술연구원생명공학연구소내 유전자원센타에 기탁번호 제 KCTC-8831P호로 기탁하였다.As a result, Bacillus subtilis was identified as Bacillus subtilis CP220 or Bacillus subtilis CP220, which was deposited on September 29, 1997 at KCTC-8831P in the Genetic Resource Center of Korea Institute of Science and Technology.

길항균Bacillus subtilisCP220 성장의 최적 온도는 32℃, pH는 7.0 내외인 것으로 나타났다. 또한 대량생산을 위한 배지의 조성은 실제 일반농가에서 값싼 원료로써 손쉽게 구할 수 있는 잇점이 있고 균체 생육도 비교적 왕성한 배지조건으로 질소원으로 간장 2.5∼3.5와 탄소원으로는 설탕 4.5∼5.5을 선정하였다.The optimum temperature for the growth of antagonist Bacillus subtilis CP220 was 32 ℃ and pH was around 7.0. In addition, the composition of the medium for mass production has the advantage that it is easily available as a cheap raw material in general farms, and the growth of cells is relatively strong, and soy sauce 2.5-3.5 is selected as nitrogen source and 4.5-5.5 sugar as carbon source.

길항미생물과 병원미생물이 분비하는 효소활성을 측정한 결과 길항균에서는 키티나제(chitinase) 분비가 확인되었으며, 병원균에서는 펙티나제(pectinase) 활성이 나타났다. 길항균 최적 배지조건에서 생육곡선에 따른 효소활성의 변화는 모두 효소활성이 생육곡선 양상과 비슷하게 증가하는 형태의 생육관련형(growth-associated pattern)을 나타내어 주었다.As a result of measuring the enzyme activity secreted by antagonists and pathogens, chitinase secretion was observed in antagonists and pectinase activity was detected in pathogens. All of the changes in enzyme activity according to growth curve in antagonistic optimal medium condition showed growth-associated pattern in which the enzyme activity increased similarly to the growth curve pattern.

길항균의 포장실험 적용을 위한 희석배율은 약100∼1,000배 정도가 적당하였다.Dilution ratio was about 100 to 1,000 times for the field application of antagonistic bacteria.

길항균 살포 및 열처리 및 비 열처리한 배양액 처리시 부패병원균, 탄저병원균, 부란병원균, 푸른곰팡이병원균, 뿌리썩음병원균, 잿빛곰팡이병원균에 길항효과가 있어 길항균이 분비하는 길항물질이 열에 매우 강한 물질로 판명되었다.The antagonists secreted by antagonists have been found to be very resistant to heat because they have antagonistic effects on rot pathogens, anthrax pathogens, ovulation pathogens, blue mold pathogens, root rot pathogens and gray mold pathogens when antagonists are sprayed and heat treated and untreated. .

분리 길항균에 대한 저장안정성에 대한 실험 결과, 글리세롤을 첨가하여 보관할 때 저장성이 가장 효과적인 것으로 나타났고, 1년간 보관된 길항균 도 역시 우수한 길항력을 계속 유지하고 있으므로 유효 약효기간은 약1년이 가능한 것으로 나타났다.Experimental results on the storage stability of isolated antagonists showed that the shelf life was the most effective when glycerol was added and the antagonistic bacteria stored for 1 year also maintained excellent antagonism. appear.

Bacillus subtilisCP220을 사과나무에 살포한 후 10여일이 지난후에도 약33의 살포 미생물이 잎에서 생존하는 것으로 나타났다. 이 결과로 볼 때 미생물이 어느 정도는 잎에 붙어서 생존하는 것으로 보인다.About 10 days after application of Bacillus subtilis CP220 to apple trees, about 33 microorganisms survived on the leaves. As a result, the microbes appear to survive to some extent on the leaves.

감 농약차원에서 농약 살포 후 길항균 살포 적정시기를 조사하였다. 안트라콜 수화제 살포 16일 후에 길항미생물인Bacillus subtilisCP220을 살포하였을 때 생존할 수 있었으며, 6-12 보르도액의 경우 살포 18일 후에 길항균이 성장할 수 있었다. 이 결과를 볼 때 안트라콜 수화제 경우는 살포 16일 후, 6-12 보르도액은 살포 후 18일 후에 길항균의 살포가 효과적이라고 생각된다.The titration time of antagonist application was investigated after spraying pesticides. When the antagonist microorganism Bacillus subtilis CP220 was sprayed 16 days after anthracol hydration, 6-12 Bordeaux solution was able to grow after 18 days of spraying. In view of this result, it is thought that antagonist spray is effective in the case of anthracol hydration after 16 days of spraying and 18 days after spraying of 6-12 Bordeaux solution.

생체내 바이오에세이(in vivobioassay)에서 사과과실에 부패병, 탄저병, 푸른곰팡이병의 병원균 포자현탁액을 접종하였을 경우, 접종 6일째 조사한 결과 100발병하였으며 병반의 직경이 18mm이상이었으나, 길항균 배양액 처리구에서는 접종 6일째 50이상의 항진균 활성을 나타내었다.When inoculating apple fruit into spore suspension of rot, anthrax, and blue fungus in an in vivo bioassay, 100 days of inoculation resulted in 6 days of inoculation and the diameter of the lesion was 18mm or more. On day 6, the antifungal activity was over 50.

폿트재배 사과에서 분리 길항균을 이용한 부란병 및 탄저병 방제효과 검토 결과, 예방은 가능하고 부란병균 침투 후 초기에 길항균을 살포하였을때는 어느 정도 치료효과도 있었다. 반면 탄저병의 방제효과는 부란병의 경우와는 달리 길항균을 먼저 처리한 경우에서만 효과가 나타나므로 길항균을 예방차원에서 뿌렸을 때 효과가 기대된다.As a result of examining the control effect of ovulation and anthrax using isolated antagonistic bacteria in pot cultivated apples, it was possible to prevent it. On the other hand, the control effect of anthrax, unlike in case of ovulation, is effective only when the antagonists are treated first.

이하 실시예에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.

(실시예 1) 자연계로부터 유효미생물 분리Example 1 Separation of Effective Microorganisms from Natural Systems

식물병원균에 대해 길항력이있는 유효 길항미생물을 자연계로부터 분리하기 위하여 전국각지에서 수집된 시료를 실험방법에서와 같이 처리하여 단일균주를 10,000여종 분리하였다. 분리된 미생물은 영양한천배지에 접종하여 균총을 형성시킨 후 냉장보관하면서 병원균과의 길항력 실험에 사용하였다.In order to separate effective antagonistic microorganisms with antagonistic resistance against phytopathogens, samples collected from all over the country were processed as in the experimental method, and 10,000 strains were isolated. The isolated microorganisms were inoculated in nutrient agar medium to form a flora and then refrigerated and used for antagonistic experiments with pathogens.

(실시예 2) 식물 주요 병원성 곰팡이 분리 및 수집Example 2 Isolation and Collection of Major Plant Pathogenic Fungi

식물의 주요병해인 겹무늬썩음병(부패병), 탄저병, 점무늬낙엽병(반점낙엽병), 부란병, 줄기마름병(동고병), 참다래과실무름병, 시들음병, 잘록병(입고병), 잿빛곰팡이병, 뿌리썩음병, 자주날개무늬병(자문우병), 흰날개무늬병(흰문우병) 등의 감염된 나무 잎으로부터 병원균을 분리하기 위하여 전남지방의 주요 사과단지인 영암군 신북면 갈곡리 평안농장을 현지 답사하면서 병징 및 표징별로 병반을 채집하여 병원균을 분리하였다. 또한 농촌진흥청 농업과학기술연구소(NASTI; National Agricultural Science and Technology Institute)로 부터 분양받았다. 병원균을 분리하기 위하여 이병조직을 70에탄올 및 5소디움 하이포클로라이트(sodium hypochlorite(NaOCl))로서 표면살균하고 병원균 선택용배지(Potato Dextrose Agar; PDA+ streptomycine 200μl/ml, pH 3.0)에 병반 조직을 올려 놓고 25℃ 항온배양기에서 2∼3일간 배양하여 균총(colony)를 형성시켜 표 5에 있는 바와 같다.The main diseases of the plant are leaf rot (rot), anthrax, spotted deciduous (spot deciduous), ovule, stem blight (warring), sesame, rot, wilting disease, burrowing disease, gray mold, root rot, In order to isolate pathogens from infected tree leaves such as purple wing disease and white wing disease, white spots of Galgong-ri, Sinbuk-myeon, Yeongam-gun, Jeonnam Province, were investigated. Was collected to isolate the pathogen. It was also sold by the National Agricultural Science and Technology Institute (NASTI). To isolate the pathogen, the diseased surface was sterilized with 70 ethanol and 5 sodium hypochlorite (NaOCl), and the lesion was placed on a pathogen-selective medium (Potato Dextrose Agar; PDA + streptomycine 200μl / ml, pH 3.0). Place and incubate for 2 to 3 days in a 25 ℃ incubator to form a colony (colony) as shown in Table 5.

실험에 사용한 식물병원균 Phytopathogenic bacteria used in the experiment 식물병원균Plant pathogen 한국명Korean 영문명English name 기주식물Host plants Botryosphaeria dothideaVar.(BD) Botryosphaeria dothidea Var. (BD) 겹무늬 썩음병균(부패병균)Layered rot germ canker, die-backcanker, die-back 사과, 밤나무Apple, chestnut Glomerella cingulata(GC) Glomerella cingulata (GC) 탄저병균Anthrax bitter rot,anathracnosebitter rot, anathracnose 고추,사과,배, 쑥갓,감나무,포도, 무화과나무Chili, apple, pear, garland chrysanthemum, persimmon, grape, fig Alternaria mali(AM) Alternaria mali (AM) 점무늬낙엽병균(반점낙엽병균)Spotted deciduous bacteria (spotted deciduous bacteria) alternaria leaf spotalternaria leaf spot 사과,포도Apple, grape Rosellinia necatrix(RN) Rosellinia necatrix (RN) 흰날개 무늬병균(문우병균)Whitewing Streptococcus root rotroot rot 사과, 벚나무Apple, Cherry Valsa ceratosperma(VC) Valsa ceratosperma (VC) 부란병균Inoculation cankercanker 사과Apple Botrytis cinerea(BC) Botrytis cinerea (bc) 잿빛곰팡이병균Gray mold gray mold rotgray mold rot 고추,토마토,딸기,오이,고구마,들깨파 부추 가지 상추,셀러리,양파 콩Chili, tomato, strawberry, cucumber, sweet potato, perilla leek eggplant lettuce, celery, onion bean Phomopsis sp.(PV) Phomopsis sp. (PV) 줄기마름병균(동고병원균)Stem blight bacteria die-backdie-back 매실,대추,은행나무,사과Plum, Jujube, Ginkgo, Apple Fusarium oxysporium(FO) Fusarium oxysporium (FO) 시들음병균Wilted germs fusarium wiltfusarium wilt 고추,토마토,고구마,시금치,수박,수세미,오이,무,양배추,양파,연,딸기,땅콩,콩,참외Chili, tomato, sweet potato, spinach, watermelon, loofah, cucumber, daikon, cabbage, onion, yeon, strawberry, peanut, beans, melon Pythium ultium(PU) Pythium ultium (PU) 잘록병(입고병균)Shrop disease damping offdamping off 고추,배추Pepper, Chinese Cabbage Fusarium solani(FS) Fusarium solani (FS) 뿌리썩음병Root rot surface rotsurface rot 고구마,강낭콩,잔듸Sweet Potato, Kidney Bean, Grass Helicobasidium mompa(HM) Helicobasidium mompa (HM) 자주날개무늬병(자문우병균)Common Wings Disease violet root rotviolet root rot 고구마, 편백Sweet potato

(실시예 3) 각종 식물병원균에 대한 길항미생물 선별Example 3 Antagonist Microbial Screening for Various Plant Pathogens

(1) 분리 미생물을 이용한 병원균에 대한 길항균의 선별(1) Selection of antagonists against pathogens using isolated microorganisms

사과 병원성 곰팡이를 생물학적으로 방제하기 위하여 분리한 길항성 미생물을 이용하여 식물병원균에 대한 길항성 실험을 한 결과를 표 6에 나타내었다. 본 연구에서 분리한 식물병원균에 대한 길항력 시험결과 길항미생물 CP220의 길항력이 우수한 순서는 잘록병(입고병)>시들음병>날개무늬병(흰문우병)>부란병>뿌리썩음병>잿빛곰팡이병>겹무늬썩음병(부패병)>점무늬낙엽병(반점낙엽병)>탄저병>자주날개무늬병(자문우병)>동고병>푸른곰팡이병 순서로 길항력이 우수하였다.Table 6 shows the results of antagonistic experiments on phytopathogenic bacteria using isolated antagonistic microorganisms for biological control of apple pathogenic fungi. As a result of the antagonistic test on the phytopathogenic bacteria isolated from this study, the superior antagonism of the antagonist microorganism CP220 was in the order of the disease of wormwood (loose disease)> wilting disease> winged disease (white door disease)> ovule disease> root rot disease> gray mold disease> stripe pattern The antagonists were excellent in the order of rot (rot), spotted deciduous disease (spot deciduous disease), anthrax, frequent wing pattern disease (adult disease)> bundling disease> blue mold disease.

길항균 CP220의 식물병원균에대한 억제효과Inhibitory Effect of Antagonist CP220 on Phytopathogenic Bacteria 병원균길항균Pathogen P.ultium(입고병) P.ultium F.oxysporium(시들음병) F.oxysporium ( withering disease) R. necatrx (흰문우병) R. necatrx ( white door disease) V. ceratosperma(부란병) V. ceratosperma (ovulation) F. solani(뿌리썩음병) F. solani (root rot) B. cinerea(잿빛곰팡이병) B. cinerea (ash fungus) CP220CP220 9393 8282 6464 6060 6060 6060

병원균길항균Pathogen B. dothidea (부패병) B. dothidea ( corruption ) A. mali(반점낙엽병) A. mali (spot deciduous) G. cingulata(탄저병) G. cingulata (anthrax) H. mompa(자문우병) H. mompa Phomopsis sp.(동고병) Phomopsis sp . P.expansum (푸른곰팡이병) P.expansum ( blue fungal disease) CP220CP220 5757 5353 5050 5050 2121 1111

NT; 길항균을 무처리한 균총의 크기[colony diameter of no treatment(mm)]NT; Colony diameter of no treatment (mm)

T; 길항균을 처리항 균총의 크기[colony diameter of treatment(mm)]T; Size of colony [colony diameter of treatment (mm)]

(실시예 4) 길항균의 동정Example 4 Identification of Antagonists

식물병원균에 대해서 길항력이 우수한 균주인 CP220을 동정하기 위하여 미생물의 형태적 성질, 배양적 특성 및 생리 생화학적 성질 등을 검토하였다. 이러한 결과를 토대로 Bergey's manual of systematic bacteriology, microbiological method 등에 기술된 분류기준에 따라 CP220 균주를Bacillus subtilis또는 그 유연균으로 추정하였다. 이 길항미생물은 생명공학연구소에 기탁되었다(기탁번호: KCTC 8831P호).In order to identify CP220, an antagonistic strain against phytopathogenic bacteria, morphological characteristics, culture characteristics and physiological biochemical properties of microorganisms were examined. Based on these results, according to the classification criteria described in Bergey's manual of systematic bacteriology and microbiological methods, the CP220 strain was estimated to be Bacillus subtilis or its flexible bacteria. This antagonist microorganism has been deposited with the Institute of Biotechnology (Accession No .: KCTC 8831P).

(실시예 5) 길항미생물의 대량증식Example 5 Mass Growth of Antagonistic Microorganisms

선별된 길항균을 실제 포장 실험에 적용시키려면 고농도 밀집 배양하여 포장살포시 희석배율을 높이고 균을 활성화 시켜야 한다. 길항균을 대량 배양하기 위하여 먼저 길항력이 우수한 다량의 세포 매스(cell mass)를 얻을 수 있는 값싼 탄소원과 질소원을 이용하여 배양에 필요한 배지재료의 단가를 줄이고저 본 실험을 실시하였다.In order to apply the selected antagonists to the actual field experiments, high concentration density culture should be used to increase the dilution rate and activate the bacteria. In order to cultivate a large amount of antagonists, the experiment was carried out to reduce the cost of the medium material required for the cultivation by using a cheap carbon source and a nitrogen source capable of obtaining a large amount of cell mass with excellent antagonism.

실험에 사용한 길항균은 본 실험에서 분리 동정한B. subtilisCP220을 영양한천(nutrient agar) 배지에서 2∼3회 정도 계대배양하여 활성화시킨 균주를 모균으로 하여, 1 백금이 정도의 균주를 5ml의 영양배지(nutrient broth)에 넣고 배양한 후 배양한 균주 중에서 1의 균주를 채취하여 100ml의 영양배지에 옮겨 12시간 정도 진탕배양하였다. 또한 이 중에서 1를 취하여 500ml 삼각플라스크내의 100ml 영양배지에서 12시간 정도 진탕배양(105rpm, Hanbaek Sci. Co. HB-201SL) 한 후 인버터 제어 원심분리기(One-chip Microprocessor centrifuge, Hanil S750-4B)를 사용하여 생리식염수(NaCl, 0.85)로 균체를 3번 씻은 후(3,000g, 10min, 4℃) 상징액은 제거하고 균체만을 채취하였다. 배양액의 온도조절은 유기농법연구회에서 제작한 자동온도 조절기로 조절하였으며, 배양액의 pH는 1N HCl과 NaOH를 사용하여 조절하였다.Antagonists used in the experiment were isolated and identified in this experiment.B. subtilisCP220 In the nutrient agar medium, two to three times of subcultures were activated as a parent strain, and one platinum strain was cultured in 5 ml of nutrient broth and cultured. Strains were harvested and transferred to 100 ml of nutrient medium for shaking for 12 hours. In addition, after taking 1 of these and shaking culture (105rpm, Hanbaek Sci. Co. HB-201SL) for 12 hours in 100ml nutrient medium in 500ml Erlenmeyer flask, the inverter-controlled centrifuge (One-chip Microprocessor centrifuge, Hanil S750-4B) was used. After washing the cells three times with physiological saline (NaCl, 0.85) (3,000g, 10min, 4 ℃) supernatant was removed and only the cells were collected. Temperature control of the culture was controlled by a thermostat manufactured by the Organic Method Research Society, the pH of the culture was adjusted using 1N HCl and NaOH.

(1) 온도에 변화 따른 길항미생물의 성장(1) Growth of antagonist microorganisms with temperature

배양액내에서B. subtilisCP220의 성장최적조건을 선정하기위해서 배양액의 온도를 25∼45℃ 범위에서 길항균의 생육도를 조사하였다. 실험결과 32℃에서 생장이 가장 좋은 결과를 보였다.In order to select the optimum growth conditions of B. subtilis CP220 in the culture medium, the growth of antagonistic bacteria was investigated in the temperature range of 25 ~ 45 ℃. Experimental results showed the best growth at 32 ℃.

(2) pH별 길항미생물의 성장(2) Growth of antagonistic microorganisms by pH

pH 변화에 따라 길항균의 최적생육조건을 조사하기 위하여 배지의 pH를 변화시키면서 길항균을 배양한 결과 가장 적합한 pH의 범위는 7 내외인 것으로 측정되었다.In order to investigate the optimum growth conditions of antagonists according to the pH change, the most suitable pH range was determined to be about 7 when the antagonists were cultured while changing the pH of the medium.

(3) 배지중의 탄소원 및 질소원에 따른 길항균의 성장(3) Growth of antagonists by carbon and nitrogen sources in the medium

선별된 길항균을 실제 포장 실험에서 균의 활성과 희석배율을 높이려면 대량 배양하여야 한다. 길항균을 대량 배양하기 위하여 먼저 길항력이 우수한 다량의 세포 매스를 얻을 수 있는 값싼 탄소원과 질소원을 이용하여 배양에 필요한 배지재료의 단가를 줄이고저 본 실험을 실시하였다. 본 연구에서 분리 동정한 길항미생물B. subtilisCP220에 대하여 대량증식조건을 검토하였다. 본 실험에서 이용한 탄소원과 질소원의 종류와 농도별로 배양액을 조제하여 균주를 배양한 결과 균주의 생장에 가장 좋았던 탄소-질소원 조합을 나타낸 결과는 다음 표 7과 같다.B. subtilisCP220의 경우 실험 전반적으로 균주의 생장이 가장 우수한 질소원-탄소원 조합은 탄소원으로 펩톤:설탕=5:5(W/W)로 조합으로 한 배지조성에서 가장 높은 균체를 얻을 수 있었다. 그러나 실제 일반농가에서 값싼 원료로써 손쉽게 구할수 있는 잇점이 있고 균체 생육도 비교적 잘되는 배지조건으로 질소원으로는 간장 3과 탄소원으로는 시판용 설탕 5을 선정하였다.Selected antagonists should be cultured in large quantities to increase their activity and dilution in actual field experiments. In order to cultivate the antagonist in large quantities, the experiment was carried out to reduce the unit cost of the medium material necessary for the cultivation using a cheap carbon source and a nitrogen source capable of obtaining a large amount of cell mass with excellent antagonism. Mass growth conditions of antagonistic B. subtilis CP220 isolates identified in this study were reviewed. As a result of culturing the strain by preparing the culture medium according to the type and concentration of the carbon source and nitrogen source used in this experiment, the result showing the carbon-nitrogen source combination which was the best for the growth of the strain is shown in Table 7 below. In the case of B. subtilis CP220, the nitrogen-carbon combination with the best growth of the strain was the highest in the medium composition consisting of peptone: sugar = 5: 5 (W / W) as the carbon source. However, commercial medium was selected as soy sauce 3 and carbon commercially available sugar 5 as soy sauce and carbon source.

탄소원 및 질소원에 따른 길항균Bacillus subtilisCP220의 생육Growth of Antagonist Bacillus subtilis CP220 by Carbon and Nitrogen Sources 탄소원()질소원()Carbon Source () Nitrogen Source () 전분Starch 포도당glucose 설탕Sugar 젖당Lactose 글리세놀Glycerol 갈락토오스Galactose 간장Soy sauce *)3:0.5(**)34.4) *) 3: 0.5 ( **) 34.4) 3:5(84.1)3: 5 (84.1) 3:5(92.3)3: 5 (92.3) 3:3(56.5)3: 3 (56.5) 3:5(32.8)3: 5 (32.8) 3:1.5(23.2)3: 1.5 (23.2) 두유soy milk 1:0.5(5.4)1: 0.5 (5.4) 3:10(12.4)3:10 (12.4) 1:5(9.2)1: 5 (9.2) 2:8(12.7)2: 8 (12.7) 1:6(14.5)1: 6 (14.5) 1:5(12.9)1: 5 (12.9) 황산암모늄Ammonium Sulfate 3:0.5(8.2)3: 0.5 (8.2) 1:2.5(15.6)1: 2.5 (15.6) 1:2.5(18.4)1: 2.5 (18.4) 1:2.5(21.4)1: 2.5 (21.4) 2:5(12.9)2: 5 (12.9) 2:4.5(19.8)2: 4.5 (19.8) 요소Element 1:0.5(8.4)1: 0.5 (8.4) 1:2(1.6)1: 2 (1.6) 0.5:1(7.5)0.5: 1 (7.5) 1.2:2(14.8)1.2: 2 (14.8) 1.6:3(25.2)1.6: 3 (25.2) 1.2:4(11.5)1.2: 4 (11.5) 염화암모늄Ammonium chloride 3:0.5(2.4)3: 0.5 (2.4) 1:5(18.4)1: 5 (18.4) 1:5(18.6)1: 5 (18.6) 1:4.5(19.3)1: 4.5 (19.3) 1:4.2(12.3)1: 4.2 (12.3) 1:4(15.2)1: 4 (15.2) 폴리펩톤Polypeptone 3:0.5(76.2)3: 0.5 (76.2) 1:5(97.0)1: 5 (97.0) 1:10(85.9)1:10 (85.9) 1:8(45.2)1: 8 (45.2) 1:5(65.3)1: 5 (65.3) 1:8(81.6)1: 8 (81.6) 펩톤peptone 5:1.9(25.6)5: 1.9 (25.6) 7:5(80.5)7: 5 (80.5) 5:5(100)5: 5 (100) 6:3(76.2)6: 3 (76.2) 5:1.5(30.2)5: 1.5 (30.2) 6:5(83.1)6: 5 (83.1)

*)질소원:탄소원 비율(질량/질량),**)비교생육정도():기준 펩톤:설탕=5:5 *) Nitrogen source: carbon source ratio (mass / mass), **) Comparative growth degree (): Reference peptone: Sugar = 5: 5

(34℃에서 5 일간배양).(Cultivated at 34 ° C. for 5 days).

(실시예 6) 길항미생물의 효소활성 측정(Example 6) Determination of Enzyme Activity of Antagonist Microorganisms

길항미생물이 분비하는 길항물질을 조사하기 위해서 키티나제와 펙티나제효소활성을 측정하였다. 키티나제는 병원성 곰팡이의 세포벽 성분인 키틴(chitin) 분해효소로서 길항균에서 많이 발견되고 있는 효소단백질이다. 또한 펙티나제는 병원성 곰팡이가 분비하는 효소로서 식물의 열매나 줄기를 분해하므로서 식물의 병을 일으키는 병원균에서 널리 발견되는 효소이다. 따라서 두가지 효소활성을 측정하므로 길항균의 병원성의 여부를 확인하고자 하였다.To investigate the antagonists secreted by antagonists, chitinase and pectinase enzyme activities were measured. Chitinase is an enzyme protein found in antagonists as chitin degrading enzyme, a cell wall component of pathogenic fungi. Pectinase is an enzyme secreted by pathogenic fungi and is widely found in pathogens that cause plant disease by degrading the fruit or stem of the plant. Therefore, the two enzyme activities were measured to determine the pathogenicity of antagonists.

펙티나제 효소활성측정은 Keen등의 방법에 따라 YC agar(ammonium sulfate2g, magnesium sulfateㆍ7HOH 0.2g, casamino acid 3g, 효모 추출물 2g, 한천 1.2, 물 1리터, pH 8.0) 32℃에서 24시간 배양한 후 평판배지에 1M CaCl25ml을 붓는다. 상온에서 5분 내지 30분간방치한 다음 균총주변에 투명한환이 생기는균을 펙테니트 라아제(Pectate Lyase)양성으로 판정하였다. 키티나제 활성 측정은 키틴이 포함된 배지(Yeast Nitrogen B 0.67, 키틴 1.0, K2HPO4완충용액(pH 5.5, 0.05M) 97.13, 한천 1.2)에서 32℃, 24시간 배양한 후 균총주변에 투명한환이 생기는균을 키티나제 양성으로 판정하였다.Pectinase enzyme activity was measured by Keen et al. For 24 hours at YC agar (ammonium sulfate 2g, magnesium sulfate, 7HOH 0.2g, casamino acid 3g, yeast extract 2g, agar 1.2, water 1 liter, pH 8.0) 32 ℃. After that, pour 5 ml of 1M CaCl 2 into the plate medium. After being left at room temperature for 5 to 30 minutes, bacteria having a transparent ring around the flora were determined as Pectate Lyase positive. The determination of chitinase activity was incubated for 24 hours at 32 ° C. in a medium containing chitin (Yeast Nitrogen B 0.67, chitin 1.0, K 2 HPO 4 buffer (pH 5.5, 0.05M) 97.13, agar 1.2) The ring-producing bacterium was determined to be chitinase positive.

분리 동정한 길항균Bacillus subtilisCP220는 키티나제 효소 활성이 양성으로 나타났으며 펙티나제의 활성은 음성으로 나타났다. 길항미생물이 키티나제의 활성을 보여 주여 병원균의 대부분이 곰팡이라고 볼 때 곰팡이의 세포벽 구성성분이 키틴으로 되어 있으므로 길항미생물이 생합성하여 분비하는 길항활성물질중의 하나가 단백질차원에서 볼 때 키티나제라고 생각되어진다. 길항미생물이 분비하는 키티나제는 곰팡이의 세포벽을 용해하여 분해하므로서 길항력을 나타내었다.The isolated antagonist Bacillus subtilis CP220 showed positive chitinase activity and negative pectinase activity. Antagonist microorganisms show the activity of chitinases, and most of the pathogens are fungi. The cell wall component of the fungus is chitin. Therefore, one of the antagonist biosynthesis secreted by antagonist microorganisms is called proteinase. It is thought. Chitinase secreted by antagonist microorganisms showed antagonistic activity by dissolving and disintegrating the cell walls of the fungi.

(실시예 7) 길항균 최적 배지 조건에서 생육곡선에따른 효소활성의 변화Example 7 Changes of Enzyme Activity According to Growth Curve under Optimal Antagonistic Media Conditions

본 실험에서 분리 동정한B. subtilisCP220을 최적균의 생육조건에서 시간변화에 따른 균의 생육곡선을 잡고, 각각 생육곡선상에서 키티나제의 효소생성여부를 측정하였다. 길항균에 대한 생육곡선과 균 생육곡선에 따른 효소활성을 도 1에 나타내었다. 길항균의 효소활성은 생육곡선 양상과 비슷하게 증가하는 형태의 생육관련형(growth-associated pattern)을 나타내어었다. B. subtilis CP220 was identified in this experiment and the growth curves of the bacteria were determined according to the change of time under optimum growth conditions. The enzyme production of chitinase was measured on the growth curves. Enzyme activity according to the growth curve and the bacterial growth curve for antagonists is shown in FIG. Enzyme activity of antagonists showed a growth-associated pattern of growth similar to that of growth curve.

(실시예 8) 길항균의 포장실험 적용을 위한 희석배율 선정Example 8 Dilution Ratio Selection for Application of Pavement Experiment of Antagonists

(1) 길항미생물Bacillus subtilisCP220의 배양액을 이용한 희석배율 선정(1) Selection of Dilution Ratio Using Culture Solution of Antagonist Bacillus subtilis CP220

Bacillus subtilisCP134, CP141를 영양배지에서 48시간 배양 한 후 균체를 제거하기 위하여 원심분리하여 상징액을 얻은 후 0.22μm 나이트로셀룰오스 멤브래인 필터[nitrocellouse membrane filter(Micron Separations Inc.)]에 통과시켜 무균처리하였다. 길항균의 배양액을 농도별로 희석하여 사과 병원균을 접종하여 병원균의 증식여부를 관찰하고 배양액을 50정도 희석하였을 때에도 병원균에 대한 항균활성이 있었다. 따라서 길항균이 생성한 길항물질의 일부가 체외로 배출되는 것으로 생각되었다.After 48 hours incubation of Bacillus subtilis CP134, CP141 in a nutrient medium, centrifuged to remove the supernatant to obtain the supernatant, and passed through a 0.22μm nitrocellulose membrane filter (Micron Separations Inc.). Aseptic treatment. Diluting the culture of antagonists by concentration, inoculated apple pathogens to observe the proliferation of the pathogens, and even when the culture medium was diluted about 50, there was antibacterial activity against the pathogens. Therefore, some of the antagonists produced by antagonists were thought to be released into the body.

(2) 식물(사과)잎 추출액을 이용한 길항균 살포농도 실험(2) Antagonist spraying concentration experiment using plant (apple) leaf extract

최대한 포장의 조건에서 길항균의 살포농도를 결정하기 위하여 식물잎으로부터 추출물을 얻어 이것을 기본배지로하여 길항균을 농도별로 처리하고, 병원균을접종하여 병원균의 증식여부를 관찰하였다. 길항균B. subtilisCP220의 경우 길항균 희석배수를 10배, 100배로 처리한 결과 식물병원균이 모두 억제되었으며, 1,000배로 처리하였을때는 대부분의 식물병원균이 억제되어, 희석배율을 약500배 정도로 정하였다(표 8).In order to determine the spraying concentration of antagonists under the condition of maximal packaging, extracts were obtained from plant leaves and treated with antagonists by concentration as the basic medium and inoculated with pathogens to observe the growth of pathogens. In the case of the antagonist B. subtilis CP220, 10-fold and 100-fold dilution of antagonistic bacteria was inhibited, and all of the phytopathogenic bacteria were inhibited when treated at 1,000-fold, and the dilution ratio was set to about 500-fold. 8).

길항균 Bacillus subtilis CP220의 희석배율에 따른 식물병원균 억제효과Inhibitory Effect of Phytopathogenic Bacteria on Dilution Ratio of Antagonist Bacillus subtilis CP220 길항균병원균 희석배율Antagonist pathogen dilution factor Bacillus subtilisCP220 Bacillus subtilis CP220 1010 100100 10001000 부패병 (B. dothidea) Corruption ( B. dothidea ) ++++++ ++++++ ++++ 탄저병(G. cingulata)Anthrax ( G. cingulata ) ++++++ ++++++ ++ 반점낙엽병 (A. mali)Spot deciduous disease ( A. mali ) ++++++ ++++++ ++++ 흰문우병 (R. necatrix)White door disease ( R. necatrix ) ++++++ ++++++ ++++ 부란병 (V. ceratosperma)Ovulation ( V. ceratosperma ) ++++++ ++++++ ++ 잿빛곰팡이병 (B. cinerea) Gray Mold Disease ( B. cinerea) ++++++ ++++++ ++ 동고병 (Phomopsis sp.) Bronchopathy ( Phomopsis sp. ) ++++++ ++++++ ++++ 입고병 (P. ultium)Receipt Bottle ( P. ultium ) ++++++ ++++++ ++ 시들음병 (F. oxysporium) Wilting disease ( F. oxysporium ) ++++++ ++++++ ++++ 뿌리썩음병 (F. solani)Root Rot Disease ( F. solani ) ++++++ ++++++ ++++ 자문우병 (H. mompa)Advisory disease ( H. mompa ) ++++++ ++++++ ++++ 푸른곰팡이병 (P.expansum)Blue Mold Disease ( P.expansum ) ++++++ ++++++ ++

+;40이하 억제, ++;40∼80정도 억제, +++;80이상 억제+; 40 or less suppression, ++; 40 to 80 degree suppression, +++; 80 or more suppression

(실시예 9) 길항균 살포 및 배양액이 부패병원균, 탄저병원균, 부란병원균,(Example 9) antagonist spraying and culture medium is decayed pathogen, anthrax pathogen, ovulation pathogen,

푸른곰팡이병원균, 뿌리썩음병원균, 잿빛곰팡이병원균에 미치는Effects on Blue Mold Pathogen, Root Rot Pathogen, and Gray Mold Pathogen

영향effect

(1)병원균 접종 후 길항균 살포(1) antagonist spray after pathogen inoculation

PDA배지에 사과 부패병원균, 탄저병원균, 부란병균, 푸른곰팡이병원균, 뿌리썩음병원균, 잿빛곰팡이병원균 접종 후 1일간 배양하고, 완전배지에서 2차 활성화시킨 액체배양된 길항균B. subtilisCP220을 0.8ml정도씩 살포시킨다. 길항균 살포한 병원균을 7일간 25℃ 배양기에서 배양하여 실험한 결과를 무 처리한 대조구와 비교하여 관찰한 결과는 도 2과 같다. 처리한 길항균 모두 식물병원균인 부패병원균, 탄저병원균, 부란병원균, 푸른곰팡이병원균, 뿌리썩음병원균, 잿빛곰팡이병원에 대해 거의 완벽하게 억제되었다. 따라서 길항균을 포장에 적용하면 좋은 결과가 나타난다.0.8 ml of the liquid cultured antagonist B. subtilis CP220 incubated for 1 day after inoculation of apple rot pathogen, anthrax pathogen, ovule bacillus, blue mold pathogen, root rot pathogen, gray mold pathogen on PDA Spray it gently. The results obtained by culturing the pathogens sprayed with antagonists in a 25 ° C. incubator for 7 days were compared with those of the non-treated control group, as shown in FIG. 2. All treated antagonists were almost completely inhibited against phytopathogens such as decayed pathogens, anthrax pathogens, ovulation pathogens, blue mold pathogens, root rot pathogens and gray mold pathogens. Therefore, the application of antagonists to the packaging gives good results.

(2) 길항균이 제거된 길항균배양액 배지에서 식물병원균(부패병원균, 탄저병 원균, 부란병원균, 푸른곰팡이병원균, 뿌리썩음병원균, 잿빛곰팡이병원균) 억제 효과(2) inhibitory effect of phytopathogens (corruption pathogens, anthrax pathogens, ovulation pathogens, blue mold pathogens, root rot pathogens, gray mold pathogens)

배양액 배지 조제는 다음과 같다. 길항균이 제거된 배양액 무처리(Without-heat treat): 증류수에 2배로 농축한 PDA 양을 넣어 멸균하고, 길항균을 완전배지에 24시간 배양시킨 배양액을 10,000rpm에서 20분간 원심분리한 후 pore size 0.45??m 멤브래인 필터(membrane filter)에 여과시켜 멸균된 PDA 배지에 증류수와 같은 양의 배양액을 혼합한 다음 고체배지를 만든다. 길항균이 제거된 배양액 열처리(121℃, 15분): 원심분리된 배양액 (50ml)+증류수(50ml)+PDA를 혼합하여 121℃ 1.2기압에서 15분간 멸균한 다음 고체배지를 만든다. 배양액이 포함된 고체배지에 병원균을 접종하여 25℃ 배양기에서 7일간 배양시켜 실험한 결과를 PDA에 병원균을 접종한 대조구와 비교하여 관찰한다.Culture medium preparation is as follows. Without-heat treat: Removed antagonists (without-heat treat): After sterilization by adding twice the amount of PDA concentrated in distilled water, centrifuged for 24 hours in a culture medium incubated in complete medium for 24 hours at 10,000rpm, pore size 0.45 mm filtered through a membrane filter (membrane filter) and mixed with the same amount of the distilled water in sterile PDA medium to make a solid medium. Heat Treatment of Antagonist-Free Cultures (121 ° C., 15 minutes): Sterilize 15 minutes at 121 ° C. for 15 minutes by mixing the centrifuged culture solution (50 ml) + distilled water (50 ml) + PDA, and make a solid medium. Inoculate the pathogen into the solid medium containing the culture solution and incubate for 7 days in a 25 ℃ incubator compared to the control group inoculated with the pathogen in PDA.

도 3에서 나타난 바와 같이 부패병원균, 탄저병원균, 부란병원균, 푸른곰팡이병원균, 뿌리썩음병원균, 잿빛곰팡이 병원균은 길항균의 배양 후 길항균이 제거된 배지에서 열처리하거나 열처리하지 않거나 모두 길항력을 보여주어 길항미생물이 분비하는 물질이 열에 매우 강한 것으로 나타났다.As shown in Figure 3, rot pathogens, anthrax pathogens, Bran pathogens, blue fungal pathogens, root rot pathogens, gray mold pathogens after cultivation of antagonists showed no antagonism microorganisms heat treated or annealed in the medium without antagonists This secreting substance was found to be very resistant to heat.

(실시예 10) 길항미생물Bacillus subtilisCP220의 저장안정성Example 10 Storage Stability of Antagonist Bacillus subtilis CP220

길항미생물Bacillus subtilisCP220을 이용한 유효미생물제제를 만들었을 때 액체 배지안에서 시간경과에 따른 생균수를 측정하여 유통기간 및 저장안정성에 대한 기초자료를 얻고자하였다. 길항미생물을 시판용 영양배지 및 본 실험에서 제조한 배지(SD 배지; 설탕 5, 간장 3, 물 92)에서 2일간 배양한 후 각각의 액체배지에 글리세롤과 당밀을 농도별로 첨가하여 25℃에서 보관하면서 경시적으로 생균수를 측정하였다.When an effective microbial preparation using antagonist Bacillus subtilis CP220 was made, we tried to obtain basic data on shelf life and storage stability by measuring the number of viable cells in liquid medium over time. After culturing the antagonist microorganisms in a commercial nutrient medium and the medium prepared in this experiment (SD medium; sugar 5, soy sauce 3, water 92) for 2 days, glycerol and molasses were added to each liquid medium and stored at 25 ° C. The viable cell count was measured over time.

Bacillus subtilisCP220는 SD 배지 또는 영양배지에서 배양한 다음,glycerol을 5첨가해 주었을 때 저장성이 가장 우수하였다. 약 1년이 경과되어도 107cell/ml을 유지해주었다. 따라서 길항미생물Bacillus subtilisCP220을 미생물제제로 하였을 때 배양액에 글리세롤을 5첨가해 주고 제품의 유효기간을 1년으로 정하였다. Bacillus subtilis CP220 had the best shelf life when added to glycerol after incubation in SD medium or nutrient medium. After about 1 year, it maintained 10 7 cell / ml. Therefore, when antagonist Bacillus subtilis CP220 was used as a microbial agent, glycerol was added to the culture medium and the shelf life of the product was set to 1 year.

(실시예 11) 길항미생물이 잎에서의 생존율조사Example 11 Investigation of Survival Rate of Antagonist Microorganisms in Leaves

길항미생물Bacillus subtilisCP220을 작물에 살포한 후 얼마동안 잎에 붙어서 생존할 수 있는지를 조사하기 위하여, 길항미생물인Bacillus subtilisCP220의 유전적 표시인자로서 이용하기 위하여 가나마이신(kanamycine)과 스트렙토마이신(streptomycine) 내성주를 유도하여Bacillus subtilisCP220 KS(StrR, KanR)로 명명하였다.Bacillus subtilisCP220 KS는 스트렙토마이신에 대하여 100μg/L, 가나마이신에는 50μg/L 내성을 갖는 항생물질 내성변이주를 개발하였다.To investigate how long antagonist Bacillus subtilis CP220 can survive on leaf after spraying on crops, kanamycine and streptomycin are used as genetic markers of antagonist Bacillus subtilis CP220. Induced strains were named Bacillus subtilis CP220 KS (Str R , Kan R ). Bacillus subtilis CP220 KS developed an antibiotic resistant mutant strain having 100 μg / L resistance to streptomycin and 50 μg / L resistance to kanamycin.

도 4에서 보는 바와 같이Bacillus subtilisCP220KS 살포 후 약 10일이 지난 후에도 약 33의 살포미생물이 잎에서 생존하는 것으로 나타났다. 이 결과를 볼 때 미생물이 잎에서 10일 정도 붙어서 생존하는 것으로 보인다. 길항미생물 살포시기를 평균 10일 간격으로 한다.As shown in FIG. 4, about 33 days after spraying Bacillus subtilis CP220KS, about 33 microorganisms appeared to survive in the leaves. The results suggest that the microbes survive on the leaves for about 10 days. Antagonist microorganisms are sprayed every 10 days on average.

(실시예 12) 감 농약을 위한 농약살포 후 길항미생물 살포시기조사Example 12 Investigation of Antagonist Microbial Spraying Time after Pesticide Spraying for Persimmon Pesticides

화학농약의 식물체와 환경내의 심각한 잔류문제로 인하여 감 농약 및 저공해농법과 미생물 농약을 이용한 환경보전형 농법에 대한 관심 역시 증가하고 있는 실정이다. 본 발명에서는 일차적으로 감농약을 위해서 사과나무에 농약살포 후 얼마 후에 길항미생물을 살포하였을 때 살포한 길항미생물이 생존하는지 여부를 조사하였다. 안트라콜 수화제와 6-12 보르도액 농약살포 후 20일후 에 길항미생물을 살포하여 사과잎으로부터 길항미생물을 분리하였다. 살포 길항미생물은B. subtilisCP220KS 배양하여 사과나무에 충분히 살포하여 주였다.Due to serious residual problems in the plant and environment of chemical pesticides, interest in environmentally-friendly farming methods using persimmon pesticides, low pollution pesticides and microbial pesticides is also increasing. In the present invention, the antagonist microorganisms sprayed when the antagonist microorganisms were sprayed after the pesticide spraying on the apple tree for the first time were investigated. Antagonists were isolated from apple leaves by spraying antagonist microorganisms 20 days after anthracol hydration and 6-12 Bordeaux pesticide spraying. Spraying antagonistic microorganisms were cultured in B. subtilis CP220KS and sprayed on the apple tree sufficiently.

사과잎으로부터 길항미생물의 분리는 길항미생물을 유전적 선별 표시(genetic selection marker)로서 항생물질(가나마이신, 스트렙토마이신)내성주 이용하였으며 이러한 성질을 이용하여 한천배지에 가나마이신과 스트렙토마이신를 첨가한 선별배지에서 배양된 균주를 살포 길항균 분리하였다. 도 5에 나타난 바와 같이 안트라콜 수화제는 살포 16일 후에 길항미생물인B. subtilisCP220KS를 살포하였을 때 생존할 수 있었으며 6-12 보르도액은 18일 후에 길항균이 성장할 수 있었다. 이 결과를 볼 때 안트라콜 수화제는 16일 후에 길항미생물을 살포하여야 하며, 6-12 보르도액살포 후 18일 후에 길항균의 살포가 효과적이라고 간주된다.Isolation of antagonist microorganisms from apple leaves was carried out using antibiotics (Kanamycin, Streptomycin) resistant strains as a genetic selection marker. Strains cultivated in the medium were isolated by spray antagonists. As shown in Figure 5, the anthracol hydration was able to survive when the antagonist B. subtilis CP220KS was sprayed 16 days after the application and 6-12 Bordeaux solution was able to grow antagonists after 18 days. In view of these results, anthracyc hydrohydrate should be sprayed with antagonistic microorganisms after 16 days, and spraying of antagonists after 18 days after 6-12 Bordeaux liquid spray is considered effective.

(실시예 13) 체내 바이오에세이(In vivobioassay)에서 길항균의 항진균효과Example 13 Antifungal Effect of Antagonistic Bacteria in In vivo Bioassay

(1) 부패병, 탄저병, 푸른곰팡이병 억제효과 조사(1) Investigation of the inhibitory effect of rot, anthrax and blue mold

사과의 저장과정중 상처를 내지 않고 병원균의 포자현탁액을 과피에 도말하였을 경우 발병빈도가 매우 낮고 발병기간이 20일 이상 걸리므로 실험 데이터를 얻기가 곤란하여 이쑤시개로 천자하여 접종하는 방법을 강구하였다. 사과를 계면활성제로 세척하고 다시 10하이드로클로라이트(hydrochlorite)용액으로 씻은 후, 사과의 꼭지 주위의 3부위에 살균 이쑤시개 끝으로 2mm깊이로 찔러서 상처를 내고, 영양배지에서 28℃ 24시간 배양한 길항균의 배양액 300ml에 침지후 풍건시키고, 사과의 상처부위에 각각 포자 현탁액(104/ml) 20㎕를 접종하여, 밀폐된 휴미드 플라스틱 챔버[humid plastic chamber(57X36X21 cm3)]에 28℃에서 약 10일 동안 보존하면서 사과 부패병, 탄저병, 푸른곰팡이병의 발병여부 및 억제정도를 조사하였다. 대조구로는 상처에 병원균 포자만 접종한 것으로 하여 위와 같은 조건에서 조사하였다.When the spore suspension of pathogens was applied to the skin without hurting the apples during storage, it was difficult to obtain experimental data because the incidence was very low and it took 20 days or more. The apples were washed with a surfactant and washed again with 10 hydrochlorite solution, and then pierced 2 mm deep with a tip of sterile toothpick around three parts of the apple's nipple and wounded. After immersing in 300 ml of the culture medium, 20 µl of spore suspension (10 4 / ml) was inoculated onto the wound of the apple, and then sealed at about 28 ° C. in a sealed humid plastic chamber (57 × 36 × 21 cm 3 ). During 10 days of preservation, the incidence and inhibition of apple rot, anthrax, and blue mold were investigated. The control group was inoculated only with pathogen spores to the wound and examined under the above conditions.

길항균의 배양여액에 사과를 침지한 후 상온에서 말린 사과에 살균된 이쑤시개로 찔러서 자상을 입힌 후 여기에 20㎕의 포자 현탁액(104/ml)을 도말한 사과나 포자현탁액을 도말하지 않은 사과에는 접종 후 5일까지 병반의 직경이 3mm이내이었으며 이것을 병반의 진전이 없는 것으로 간주하였다. 길항균의 배양액에 침지하지 않고 이쑤시개로 천자하여 포자현탁액을 접종하였을 경우 접종 6일째 조사한 결과 100발병하였으며 병반의 직경이 18mm이상이었다. 배양액의 처리구에서는 접종 6일째 50이상의 항균활성을 나타내었다(도 6).After dipping the apples in the culture filtrate then the gilhanggyun icing stab sticking a toothpick into sterile dried apples at room temperature where the 20㎕ spore suspension (10 4 / ml) did not smear the apple and the apple is smeared spore suspension By day 5 after inoculation, the lesions were less than 3 mm in diameter and were considered to have no progress. When the spore suspension was inoculated with a toothpick without being immersed in the antagonistic culture, 100 days of inoculation was observed at the 6th day of inoculation and the diameter of the lesion was 18 mm or more. Treatment of the culture solution showed antimicrobial activity of 50 or more at 6 days of inoculation (FIG. 6).

본 발명에서의 길항균은 실제 사과 표면에서 부패병, 탄저병, 푸른곰팡이병의 억제가 현저하게 나타나므로 사과의 부패병, 탄저병, 푸른곰팡이병에 대한 생물학적인 방제에 이용될 수 있을 것으로 생각된다. 앞으로 배양액을 직접 사과나무에 살포하여 겹무늬썩음병의 방제효과가 나타날 경우 생물학적 방제제로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.In the present invention, the antagonistic bacteria can be used for biological control against rot, anthrax, and blue mold disease of apples since the suppression of rot, anthrax, and blue mold disease is remarkable on the actual apple surface. In the future, it can be used as a biological control agent when the culture solution is directly sprayed on the apple tree to show the control effect of the double rot.

(실시예 14) 폿트재배 사과에서 분리길항균을 이용한 사과병방제(Example 14) Apple bottle control using isolated antagonistic bacteria in pot cultivated apples

사과나무의 생육이 왕성한 시기에 사과의 30cm 지상부로부터 20cm 간격으로 주당 2지점(1년생, 2년생)을 멸균수로 깨끗이 닦아내고, 멸균한 해부용 메스로 목질부에 상처를 내어서 병포자를 처리하였다. 부란병원균(Valsa ceratosperma)과 탄저병원균(Glomerella cingulata)을 접종한 식물체는 포화습실상에 48시간 처리 후 노지에 폿트를 두어 발병을 유인하였다. 길항균 처리는 방법은 병원균 처리 전과 병원균 처리 후에 길항균을 7일간격으로 엽면살포하였다.When the growth of the apple tree was vigorous, two spots (1 year, 2 year old) per week were wiped clean with sterile water at 20 cm intervals from the 30 cm ground of the apple, and the wooden spores were treated with a sterile dissecting scalpel and wounded. Plants inoculated with Valsa ceratosperma and Glomerella cingulata were induced for 48 hours after saturation by placing pots in the open field. Antagonist treatment method was foliar spraying for 7 days before and after pathogen treatment.

도 7에서 보는 바와 같이 부란병원균만 처리한 대조구에서는 사과나무줄기에병반이 발생 고사되었으나 본 연구에서 분리한 길항균B. subtilisCP220을 처리한 사과나무에서는 병원균 처리 전 과 병원균 처리 후에 관계없이 병이 모두 발생되지 않았다. 따라서 본 연구에서 분리한 길항미생물을 이용하여 부란병 방제효과는 예방은 가능하고 부란병균 침투후 초기에 길항균을 살포하였을때는 어느정도 치료효과도 있었다. 탄저병원균 처리방법은 부란병에서와 마찬가지로 병원균 처리 전 과 병원균 처리 후에 길항균을 7일간격으로 엽면살포하였다. 또한 길항균B. subtilisCP220을 이용한 탄저병의 방제효과는 도 7에 나타난 바와 같이 부란병의 경우와는 달리 길항균을 먼저 처리한 경우에서만 병방제효과가 나타나서 길항균을 예방차원에서 뿌렸을 때만 효과가 있었다.As shown in FIG. 7, the control group treated only with Bran pathogens caused the disease on the apple tree stem. However, in the apple tree treated with the antagonist B. subtilis CP220 isolated in this study, both diseases were treated before and after pathogen treatment. It did not occur. Therefore, the antagonist microorganism isolated in this study could prevent the ovulation disease, and there was some therapeutic effect when the antagonist was sprayed early after the invasion. As for anthrax, the antagonistic bacteria were foliarly sprayed every 7 days before and after pathogen treatment. In addition, the control effect of anthrax using the antagonist B. subtilis CP220 was effective only when the antagonist was sprayed in a preventive manner, as shown in FIG.

본 발명의 효과는 살균 및 살충성 유효미생물을 이용하여 병해충를 생물학적으로 방제하는 생물농약을 제공하는 것으로, 본 발명은 주요 병원균을 분리하여 이에 대한 생물학적인 방제원으로 길항미생물을 개발한 것이다.An effect of the present invention is to provide a biopesticide that biologically controls pests using bactericidal and insecticidal effective microorganisms, the present invention is to isolate the main pathogens and to develop an antagonist microorganisms as a biological control agent.

Claims (4)

자연에서 분리된 식물 병해에 길항성을 지니는 바실러스속 미생물 바실러스 서브틸리스 CP220(Bacillus subtilisCP220:기탁번호 KCTC-8831P호)를 배지에서 성장 발육시키고, 희석배율 약100∼1,000배 정도로 희석시켜 제조된 식물 병해 길항성을 지니는 미생물 제제Bacillus microorganism Bacillus subtilis CP220 ( Bacillus subtilis CP220: Accession No. KCTC-8831P), which has an antagonism to plant diseases isolated from nature, was grown by growth in the medium, and prepared by diluting the dilution factor about 100 to 1,000 times. Microbial preparations with plant disease antagonism 제 1항에 있어서, 상기 미생물 제제에 적용할 수 있는 식물의 병원균은 겹무늬썩음병(부패병), 탄저병, 점무늬낙엽병(반점낙엽병), 부란병, 줄기마름병(동고병), 참다래과실무름병, 시들음병, 잘록병(입고병), 잿빛곰팡이병, 뿌리썩음병, 자주날개무늬병(자문우병), 흰날개무늬병(흰문우병)의 병원성 곰팡이 중 선택된 1종 이상의 식물 병원균을 특징으로 하는 미생물 제제The method of claim 1, wherein the pathogen of the plant applicable to the microbial agent is a rot rot (rot), anthrax, spot deciduous (spot deciduous), ovule, stem blight (dongdongjeung), sesame, beetle, wilted disease, Microbial agents characterized by one or more plant pathogens selected from among pathogenic fungi, such as aphrodisiac, gray mold, root rot, purple-wing disease, and white-wing disease. 제 1항에 있어서, 상기 균주를 질소원으로 간장 2.5∼3.5와 탄소원으로는 설탕 4.5∼5.5로 구성된 배지에서 배양시킴을 특징으로 하는 미생물 제제The microorganism preparation according to claim 1, wherein the strain is cultured in a medium consisting of 2.5 to 3.5 soy as a nitrogen source and 4.5 to 5.5 sugar as a carbon source. 식물 병해 길항 균주Bacillus subtilisCP220 (기탁번호 : 제 KCTC-8831P호)Plant disease antagonistic strain Bacillus subtilis CP220 (Accession No .: KCTC-8831P)
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