KR100477890B1 - A new Streptomyces sp. 8E12 and its use as a herbicidal agent - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신균주 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 8E12 및 이를 이용한 제초제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 토양으로부터 분리된 신균주 스트렙토마이세스 속 8E12, 균배양액, 추출물, 그리고 이로부터 분리된 아미노글리코사이드계 항생제인 메톡시하이그로마이신(methoxyhygromycin) 또는 이의 유도체 에피-메톡시하이그로마이신(epi-methoxyhygromycin)이 유효성분으로 함유되어 있어 국내 논, 밭 잡초에 대하여 강한 제초활성을 나타내므로 생물농약으로서 이용 가능한 신규 제초제에 관한 것이다.The present invention relates to Mycobacterium strain Streptomyces sp. 8E12 and herbicides using the same, and more particularly, to Mycobacterium strain Streptomyces sp. 8E12, culture medium, extracts, and amino acids isolated therefrom. Bio-pesticides, because they contain glycoside antibiotic methoxyhygromycin or its derivative epi-methoxyhygromycin as an active ingredient and show strong herbicidal activity against domestic rice fields and field weeds It relates to a new herbicide which can be used as.

Description

신균주 스트렙토마이세스 속 8E12 및 이를 이용한 제초제{A new Streptomyces sp. 8E12 and its use as a herbicidal agent} Genus 12 of the genus New strain Streptomyces and herbicides using the same {A new Streptomyces sp. 8E12 and its use as a herbicidal agent}

본 발명은 신균주 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 8E12 및 이를 이용한 제초제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 토양으로부터 분리된 신균주 스트렙토마이세스 속 8E12, 균배양액, 추출물, 그리고 이로부터 분리된 아미노글리코사이드계 항생제인 메톡시하이그로마이신(methoxyhygromycin) 또는 이의 유도체 에피-메톡시하이그로마이신(epi-methoxyhygromycin)이 유효성분으로 함유되어 있어 국내 논, 밭 잡초에 대하여 강한 제초활성을 나타내므로 생물농약으로서 이용 가능한 신규 제초제에 관한 것이다.The present invention relates to Mycobacterium strain Streptomyces sp. 8E12 and herbicides using the same, and more particularly, to Mycobacterium strain Streptomyces sp. 8E12, culture medium, extracts, and amino acids isolated therefrom. Bio-pesticides, because they contain glycoside antibiotic methoxyhygromycin or its derivative epi-methoxyhygromycin as an active ingredient and show strong herbicidal activity against domestic rice fields and field weeds It relates to a new herbicide which can be used as.

농업생태계에서 잡초종은 대단히 종류가 많고 그 피해는 막대하다. 잡초는 작물의 생장에 필수적인 수분, 영양분, 그리고 태양광선을 작물과 경쟁함으로써 작물의 질과 수량을 저하시켜 작물생산성을 떨어뜨리는 중요한 제한요인이 되고 있다. 현재 잡초방제를 위하여 여러 종류의 유기합성 제초제가 사용되고 있음에도 불구하고 잡초에 의한 작물의 생산 손실은 여전히 많은데, 이는 제초제의 지속적 사용에 따른 잡초군락의 생태학적 변화, 제초제 저항성 유발, 그리고 현재 사용되고 있는 제초제로서는 방제가 어려운 새로운 잡초가 발생하기 때문이다. 지금까지 잡초방제를 위해 유기합성 제초제의 다량 사용에 따른 환경오염 및 인축독성 문제가 매우 심각하여 저독성이고 환경에 친화적인 새로운 미생물 제초제의 개발이 요구되어왔다. 그 결과, 지난 30여 년 간 100 여종 이상의 미생물(대부분이 곰팡이)이 잡초 방제효과가 있는 것으로 밝혀졌고, 현재 이중 10 여종의 미생물제초제(microbial herbicide)가 등록되어 사용되고 있다. 최근 전통적인 방법에 의한 우점 잡초종(dominant weed species)의 방제는 한계에 와 있으며, 경종적 방법과 병행하여 생물학적 방제법을 사용해야 한다는 필요성이 대두되면서 생물 제제의 사용이 선택적 잡초관리 및 방제는 물론 지구생물 다양성 보존 차원에서 매우 적절한 방제방법으로 받아들여지고 있다. Weed species in agricultural ecosystems are very numerous and the damage is enormous. Weeds are an important limiting factor in reducing crop productivity by competing with crops for the moisture, nutrients, and sunlight that are essential for crop growth. Although various types of organic synthetic herbicides are currently used for weed control, the production loss of crops by weeds is still high, which is due to the continuous use of herbicides, causing ecological changes in weed colonies, herbicide resistance, and currently used herbicides. This is because new weeds are difficult to control. Until now, the development of new microbial herbicides with low toxicity and environment friendliness has been required due to the serious pollution and human toxicity problems caused by the large use of organic synthetic herbicides for weed control. As a result, more than 100 kinds of microorganisms (mostly fungi) have been found to be effective in controlling weeds in the past 30 years. Currently, about 10 kinds of microbial herbicides are registered and used. In recent years, the control of dominant weed species by traditional methods has reached its limit, and the necessity of using biological control methods in parallel with the seedling method has emerged. In terms of preservation of diversity, it is a very appropriate control method.

현재 병원성 미생물을 이용한 미생물 제초제의 개발과 관련 보고된 균주로서는 시클포드(sicklepod) 방제용으로서 알터나리아 카시아(Alternaria cassiae), 스퍼드 아노다(spurred anoda) 방제용으로서 알터나리아 마크로스포라(Alternaria macrospora), 이탤리안 티슬(Italian thistle) 방제용으로서 알터나리아 속( Alternaria sp.), 프릭크리 시다(prickly sida) 방제용으로서 콜레토트리쿰 말바리움(Colletotrichum malvarium) 등 곰팡이가 대부분이다.As reported in connection with the development of microbial herbicides using the current pathogenic microorganism strain Sickle Pod (sicklepod) control as Alterna Ria Cassia (Alternaria cassiae), Spud cyano is (spurred anoda) as for the control Alterna Ria MACROSS Fora (Alternaria for macrospora ), for the control of Italian thistle, Alternaria sp., and for the control of prickly sida, most of the fungi, such as the colletotrichum malvarium .

한편, 국내에서는 에피코코소루스(Epicoccosorus) 균주를 이용하여 논잡초의 하나인 올방개를 방제할 수 있는 미생물 제초제가 특허 출원된 바 있으며, 논잡초 가운데 가장 문제가 되는 피를 방제하기 위하여 엑세로힐룸 모노세라스(Exserohilum monoceras) 균주를 분리하고 이를 이용하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 또한, 벗풀과 올미의 방제를 위한 플렉토스포리움(Plectosporium tabacinum)을 이용한 생물 제제의 개발이 시도되고 있다. 1991년에는 역병 증상을 나타내는 칡 병반을 수집하여 파이토프또라 에리뜨로셉티카(Phytophthora erythroseptica) 역병균주를 분리하고, 이 역병균의 포자를 재접종하여 발병정도를 관찰하고 생물 제제로서의 가능성을 제시한 바 있다. 최근 한국생명공학연구원에서는 토끼풀(Trifolium repens), 까마중(Solanum nigrum), 자귀풀(Aeschynomene indica), 도꼬마리(Xanthium strimarium), 메꽃(Calystegia japonica) 등 몇 종류의 밭잡초를 효과적으로 방제할 수 있는 페니실리움 옥살리쿰(Penicillium oxalicum) 균주를 선발하여 초지용 미생물 제초제로서 개발하고 특허로 등록하는 등 밭잡초 방제용 미생물제초제로서의 활용 가능성을 보여주고 있고, 미로쎄시움 로리둠(Myrothecium roridum) 균주를 이용한 광역 잡초방제용 생물제제를 개발하고 특허로 등록한 바 있다.On the other hand, in Korea, a microbial herbicide has been patented to control the alligator , one of the weeds using Epicoccosorus strain, and Exero Hill Room to control the most problematic blood among the weeds. A study is being conducted to isolate and use a monosera strain ( Exserohilum monoceras ). In addition, the development of biologics using Plectosporium tabacinum for control of peel and snare has been attempted. In 1991, ill lesions showing symptoms of late blight were collected to isolate Phytophthora erythroseptica late blight strains, and the spores of the late blight were re-inoculated to observe the incidence and suggest potential as biologics. I've done it. Recently, the Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology has been able to effectively control several types of field weeds, such as shamrock ( Trifolium repens ), Solanum nigrum , Aeschynomene indica , Xanthium strimarium , and Calystegia japonica . It shows the possibility of using as a microbial herbicide for field weed control by selecting oxalicum strain, developing it as a microbial herbicide for grassland and registering it as a patent, and using the myrothecium roridum strain. We have developed and registered a patent for biologics for weed control.

이러한 미생물 제초제는 기존의 합성제초제를 대체할 수 있는 자연친화적인 방제법으로 받아들여지고 있다. 최근에는 잡초방제를 위해 미생물 유래의 식물독소(phytotoxins)를 응용한 연구가 많이 이루어지고 있다. 지금까지 제초성 미생물 대사산물로는 사이크로헥시미드(cycloheximide), 허비마이신(herbimycin), 허비사이딘(herbicidin), 아니소마이신(anisomycin), 포살라신(phosalacin) 등을 들 수 있으며 그외 30여 종류의 대사산물이 보고되고 있다. 그 중에서도 방선균 스트렙토마이세스 하이그로스코피쿠스(Streptomyces hygroscopicus)에 의해 생산되는 바이알라포스(bialaphos)는 가장 상업적으로 성공한 미생물유래 제초활성 물질이다. 또한, 마이코겐(Mycogen)사에서는 스트렙토마이세스 카시아(Streptomyces cassia)균주를 이용한 제초제 개발 연구를 한 바 있다. 그러나, 국내에서는 아직까지 방선균 자체 및 방선균 유래 제초활성 물질을 이용한 생물학적 잡초방제를 위한 연구는 시도된 바 없다.Such microbial herbicides have been accepted as a natural way to control conventional herbicides. Recently, a lot of researches have been applied to the application of phytotoxins derived from microorganisms for weed control. To date, herbicide microbial metabolites include cycloheximide, herbimycin, herbicidin, anisomycin, and posalacin. 30 Several metabolites have been reported. Among them, bialaphos produced by Actinomycete Streptomyces hygroscopicus is the most commercially successful microbial herbicide. In addition, Mycogen has studied the development of herbicides using Streptomyces cassia strain. However, no studies have been attempted for biological weed control using actinomycetes itself and actinomycetes-derived herbicides in Korea.

이에, 본 발명자들은 토양유래 방선균을 이용하여 국내 주요 잡초종을 생물학적인 방법으로 방제하는 방법을 연구 개발하던 중, 국내 잡초종에 대해 높은 제초효과를 나타내는 새로운 방선균 균주를 분리하였으며, 동정 결과 방선균 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.)임을 확인하였고, 이 균주 자체(포자 등), 균 배양액 및 주요 제초활성 물질로 분리된 메톡시하이그로마이신 또는 에피-메톡시하이그로마이신을 이용하여 잡초 방제 효과를 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the present inventors were studying and developing a method for controlling the major domestic weed species by biological methods using soil-derived actinomycetes, and isolated a new actinomycete strain showing a high herbicidal effect on domestic weed species, and identified the actinomycetes Strepto It was confirmed that the genus Streptomyces sp. Weed control effect of the weeds using methoxyhygromycin or epi-methoxyhygromycin isolated from the strain itself (spores, etc.), fungi culture and major herbicidal active substances. The present invention was completed by confirming.

따라서, 본 발명은 잡초종에 대하여 선택적 제초효과를 나타내는 신균주 스트렙토마이세스 속 8E12(KCTC 10336BP), 균배양액, 추출물, 그리고 이로부터 분리된 메톡시하이그로마이신 또는 에피-메톡시하이그로마이신을 이용한 제초제를 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, the present invention provides a novel strain of Streptomyces genus 8E12 (KCTC 10336BP), a culture medium, an extract, and a methoxyhygromycin or epi-methoxyhygromycin isolated from the weed species. Its purpose is to provide used herbicides.

본 발명은 신균주 방선균 스트렙토마이세스 속 8E12(KCTC 10336BP)를 그 특징으로 한다.The present invention is characterized by the genus Streptomyces genus 8E12 (KCTC 10336BP).

또한, 상기 스트렙토마이세스 속 8E12(KCTC 10336BP) 균주 자체, 균배양액, 추출물, 그리고 이로부터 분리된 활성물질 메톡시하이그로마이신(methoxyhygromycin) 또는 에피-메톡시하이그로마이신(epi-methoxyhygromycin)이 제초활성이 있음을 확인하고 생물농약으로서의 이용가능한 제조체를 또 다른 특징으로 한다. In addition, the Streptomyces genus 8E12 (KCTC 10336BP) strain itself, the culture medium, extract, and the active substance methoxyhygromycin (epi-methoxyhygromycin) or epi-methoxyhygromycin (pi-methoxyhygromycin) isolated from this herbicide It is confirmed that there is activity and available features as biopesticides are another feature.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention in more detail as follows.

본 발명자들은 식물병 방제를 위한 새로운 미생물을 탐색하고자 전국각지로부터 많은 토양시료를 수집하고, 수집한 토양시료로부터 벤넷 한천(Bennett's agar) 배지를 이용하여 선택적인 제초활성을 보이는 균주를 분리하였다. 분리된 방선균을 액체배양하여 in vitro 페트리 플레이트상 바랭이 및 피종자 발아저해 및 in vivo 폿트상 실험 등을 실시하여 활성이 가장 우수한 한 균주를 선발하였다. 또한, 이로부터 아미노글리코사이드계 제초활성 물질인 메톡시하이그로마이신 및 에피-메톡시하이그로마이신을 순수분리하고 이의 화학구조를 구명하였으며 in vivo 제초활성을 확인하였다.The present inventors collected many soil samples from all over the country to search for new microorganisms for controlling plant diseases, and isolated strains showing selective herbicidal activity from the collected soil samples using Bennett's agar medium. The isolated actinomycetes were cultured in liquid, and the best strains were selected by performing in vitro petri plate on seedling and seed germination inhibition and in vivo potting experiment. In addition, methoxyhygromycin and epi-methoxyhygromycin, which are aminoglycoside herbicidal active substances, were separated from the pure water, their chemical structures were investigated, and their in vivo herbicidal activity was confirmed.

상기 균주의 동정, 배양, 활성검정 및 활성물질의 분리에 관하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the identification, culture, activity assay and separation of the active substance of the strain as follows.

가. 균주의 분리, 배양 및 동정end. Isolation, Culture and Identification of Strains

1) 균의 분리 및 동정1) Isolation and Identification of Bacteria

아이에스피(ISP; International Streptomycets Project) 규정에 따라 28 ℃에서 14일간 배양하고, 광학현미경 및 전자현미경 하에서 형태적 특성을 조사한 결과, 본 균의 포자의 연쇄형태는 도 1에서와 같이 렉티플렉시빌리스(rectiflexibiles) 형태를 나타내었으며 연쇄상 포자의 수는 5 ∼ 10 혹은 10개 이상이었고, 포자의 표면은 매끄럽고, 포자는 실린더형으로 크기는 0.6 ∼ 0.7 ×1.0 ∼ 1.2 이었다.According to the International Streptomycets Project (ISP) regulations, the cells were incubated at 28 ° C. for 14 days and their morphological characteristics were examined under an optical microscope and an electron microscope. (rectiflexibiles) type, the number of chain spores was 5-10 or more than 10, the surface of the spores were smooth, the spores were cylindrical and the size was 0.6 ~ 0.7 × 1.0 ~ 1.2.

2) 배양적 특성2) Cultural Characteristics

각종 아이에스피 배지조건에서 28 ℃에서 14일간 배양한 후 본 균주의 배양 생리적 특성을 조사하였으며, 그 결과는 다음 표 1과 같다. 본 균주의 생육정도는 효모ㆍ맥아 한천, 타이로신 한천 배지에서는 비교적 양호한 생육정도를 나타내었고 수용성 색소를 잘 형성하였다. 기타 다른 배지에서는 균사생육은 물론 기균사의 생장도 빈약하였다. After culturing at 28 ° C. for 14 days in various ISP medium conditions, the culture physiological characteristics of the strain were examined, and the results are shown in Table 1 below. The growth of this strain showed relatively good growth in yeast, malt agar and tyrosine agar medium and well formed water-soluble pigments. In other media, mycelial growth was poor as well as mycelial growth.

배지의 종류Type of badge 포자체 색상Spore color 기균사Mycelia 기질균사Substrate hyphae 수용성색소Water-soluble pigment 생육정도Growth 색상color 생육정도Growth 색상color 효모-맥아한천 배지 (ISP 2)Yeast-malt agar medium (ISP 2) 백색White 보통usually 백색White 빈약poorness 노랑밤색Yellow chestnut 노랑밤색Yellow chestnut 오토밀 배지(ISP 3)Auto Mill Badge (ISP 3) 백색White 보통(빈약)Medium (poor) 백색White 보통 usually 백색White 노랑밤색Yellow chestnut 무기염류-전분한천 배지 (ISP 4)Inorganic Salt-Starch Agar Medium (ISP 4) 백-회색White-grey 왜소(빈약)Dwarf 백-회색White-grey 보통usually 노랑밤색Yellow brown 노랑밤색Yellow chestnut 글리세롤-아스파라진 한천 배지 (ISP 5)Glycerol-asparagine Agar Medium (ISP 5) 백색White 매우왜소(빈약)Very dwarf 백색White 보통usually 노랑밤색Yellow chestnut 노랑밤색Yellow chestnut 티로신한천 배지(ISP 7)Tyrosine Agar Badge (ISP 7) 백-회색White-grey 보통usually 백-회색White-grey 보통usually 노랑밤색Yellow chestnut 멜라노이드Melanoid

3) 생리적 특성3) Physiological characteristics

본 균주의 생리적 특성을 조사하기 위하여 쉴링-거트리브 한천 배지를 사용하여 28 ℃에서 14일간 배양한 후 전분가수분해능, 젤라틴 액화능, 스킴밀크 응집능, 멜라노이드 형성능, 가제인 가수분해능, 식염내성 정도 등을 조사하였으며 이를 다음 표 2에 나타내었다.In order to investigate the physiological characteristics of the strains, starch hydrolysis, gelatin liquefaction, skim milk cohesion, melanoid formation ability, phosphate hydrolysis ability, saline resistance after incubation at 28 ° C. for 14 days using Schilling-Gertib agar medium. The degree was investigated and shown in Table 2 below.

조사 항목Survey item 특 성Characteristics 멜라닌색소 생성Melanin Pigment Production 양성positivity 겔라틴 액화반응Gelatin Liquefaction 음성voice 수용성색소 생성Water Soluble Pigment 음성voice 전분 가수분해Starch hydrolysis 음성voice 스킴밀크 응집화 Schememilk coagulation 음성voice 내염정도Flameproof degree 3% 이하3% less than

4) 탄소원 이용성4) Carbon Source Availability

본 균주의 탄소원 이용성을 조사하기 위하여 쉴링-거트리브 한천배지를 사용하여 28 ℃에서 14일간 배양한 후 탄소원 이용능력을 조사하였으며 그 결과를 다음 표 3에 나타내었다. 본 균주는 공시한 12 종류의 탄소원 중 D-글루코스, L-아라비노스, 미오-이노시톨, D-만니톨, 라피노스, 갈락토스, D-후락토스를 잘 이용하였으나 D-자이로스는 잘 이용하지 못하였다. 또한, 람노스, 살리신, 슈크로스, 셀루로스 등은 전혀 이용하지 못하였다.In order to investigate the carbon source availability of the strain, using the Schilling-Gurtrib agar medium was incubated at 28 ℃ for 14 days and the carbon source availability was investigated. The results are shown in Table 3 below. The strain used well D-glucose, L-arabinose, myo-inositol, D-mannitol, raffinose, galactose, and D-fructose among 12 carbon sources disclosed, but did not use D-gyros well. Rhamnose, salicylic acid, sucrose, cellulose and the like were not used at all.

Party 이용성Usability D-글루코스(D-glucose)D-glucose 양성positivity L-아라비노스(L-arabinose)L-arabinose 양성positivity D-후락토스(D-fructose)D-fructose 양성positivity 갈락토스(galactose)Galactose 양성positivity 미오-이노시톨(myo-inositol)Myo-inositol 음성voice D-만니톨(D-mannitol)D-mannitol 양성positivity 라피노스(raffinose)Raffinose 양성positivity 람노스(rhamnose)Rhamnose 음성voice 슈크로스(sucrose)Sucrose 음성voice D-자이로스(D-xylose)D-xylose 미약weak 셀루로스(cellulose)Cellulose 음성voice 살리신(salicin)Salincin 음성voice

5) 균체성분5) Cell composition

본 균주의 균체세포벽 성분을 벡커 등의 방법[Becker 등, Applied Microbiology 12: 421-423, 1964]에 따라 조사한 결과 본 균주의 균체 가수분해 성분인 디아미노피메린산(diamino-pimellic acid)은 LL형이었다.The bacterial cell wall components of the strain were investigated according to Becker et al. [Becker et al., Applied Microbiology 12: 421-423, 1964], and the amino acid hydrolysis component diamino-pimellic acid of the strain was LL. Brother.

이상과 같이 본 균주의 형태적, 배양적, 생리적 특성 또는 당이용성, 균체성분을 조사한 결과에 따라 본 균주를 스트렙토마이세스 속에 속하는 균주로 동정하였으며, 본 균주를 스트렙토마이세스 속 8E12(Streptomyces sp. 8E12)로 명명하고 한국생명공학연구원 유전자은행(KCTC)에 2002년 9월 11일자로 기탁하여 수탁 번호 KCTC 10336BP를 부여받았다.As described above, the strain was identified as a strain belonging to the genus Streptomyces according to the results of the morphological, culture, physiological characteristics or sugar availability, and cell composition of the present strain, and the strain was identified as Streptomyces sp. 8E12) and was deposited with the Korea Biotechnology Research Institute Gene Bank (KCTC) on September 11, 2002 and was given accession number KCTC 10336BP.

2. 균주의 배양2. Cultivation of Strains

본 균주의 배양은 통상의 미생물이 사용할 수 있는 영양원을 함유하는 배지에서 배양한다. 발효용 배지로는 글루코오스 + 가용성녹말(GSS) 배지를 사용하였고, 질소원으로는 거친 콩가루, 효모추출물, 육즙을 사용하며, 디포타시움 하이드로겐포스페이트(dipotassium hydrogenphosphate)를 첨가하고, pH조절을 위하여는 칼시움 카보네이트(calcium carbonate)를 사용하여 배양한다. 배양방법으로는 호기적조건에서 5리터용 발효기(jar fermentor)에서 진탕배양하고, 배양온도는 28℃로 한다. 발효용 배지에 접종할 접종원은 삼각플라스크에서 종균을 3일간 전배양하고 각 발효기에 3% 수준으로 접종한다. 소포제는 네오린(neorin)을 첨가하고, 통기량은 1 vvm, 280 rpm으로 하여 배양하였을 경우 1 ㎖당 109 이상의 균밀도를 나태냄으로써 스트렙토마이세스 속 8E12 균배양시 최적배지로 선발되었다.The strain is cultured in a medium containing nutrients that can be used by ordinary microorganisms. Glucose + soluble starch (GSS) medium was used as a fermentation medium, coarse soy flour, yeast extract, and gravy were used as a nitrogen source, and dipotassium hydrogenphosphate was added, and calci was adjusted for pH control. Incubate with calcium carbonate. As a culture method, shaking culture was carried out in a fermenter (jar fermentor) for 5 liters under aerobic conditions, and the culture temperature was 28 ℃. The inoculum to be inoculated in the fermentation medium is precultured for 3 days in the Erlenmeyer flask and inoculated at 3% level in each fermenter. Antifoaming agent added neoin (neorin), and the aeration rate of 1 vvm, 280 rpm when incubated at a strain density of 10 9 or more per 1 ml in the Streptomyces genus The optimal medium was selected for 8E12 culture.

한편, 스트렙토마이세스 속 8E12 균주의 고체 대량배양을 위하여 액상배양에서 선발된 성분을 함유하는 기존에 상용화된 벤넷 배지(Bennett's broth)를 펄라이트에 흡착하여 배양병에 담아 멸균한 다음 스트렙토마이세스 속 8E12 균주를 접종하여 배양한 결과 접종 7일 후 흡착된 펄라이트에서 1 g당 109수준의 균포자 밀도가 조사되었으며 수분흡수가 용이하여 유용한 미생물제제로 확인되었다.Meanwhile, Bennett's broth, which is commercially available, contains components selected from liquid culture for solid mass cultivation of Streptomyces spp. 8E12 strain, which is adsorbed in perlite and sterilized in a culture bottle, followed by sterilization of Streptomyces spp. 8E12 As a result of inoculating strains, 7 days after the inoculation, the density of 10 9 per g of the spores was investigated in the adsorbed pearlite, and the water was easily absorbed.

3. 제초활성 검정3. Herbicide Activity Assay

배양조건의 조사를 위하여 매 24시간마다 배양액의 일부를 채취하여 배양액의 제초활성을 검정하였다. For investigation of the culture conditions, a part of the culture was taken every 24 hours to assay the herbicidal activity of the culture.

분리된 균주에 대해 소형 폿트(pot)를 이용하여 공시 14종의 잡초종에 대하여 in vitroin vivo 활성검정을 실시한 결과, 선택적인 제초활성이 있음을 확인하였다.In vitro and in vivo activity assays were performed on 14 weed species using small pots for isolated strains.

4. 활성물질 분리 구조규명4. Identification of active substance separation structure

활성물질의 분리정제를 위해서는 발효기상에서 배양한 배양액을 원심분리하여 균체는 제거하고 얻어진 배양상등액을 사용한다. 먼저 배양 상등액을 활성탄 컬럼에 통과시켜 흡착시킨 후 아세톤으로 세척 및 용출시켜 감압농축하였다. 이어 농축액을 부탄올로 3회 추출하였으며 활성분획인 부탄올층을 감압농축하여 클로로포름과 메탄올 혼합액을 용매로 하는 실리카겔 컬럼 상에서 전개시켜 활성분획을 얻고, 다시 감압농축한 후 메탄올을 용매로 하는 컬럼크로마토그래피 상에서 분리하고 HPLC상에서 분석하여, 순수한 제초활성물질을 얻는다. 분리된 활성물질의 분자량(Mass), 핵자기공명(NMR), 자외선(UV) 분석 등을 통하여 아미노글리코시드(aminoglycodisde)계 항생제인 메톡시하이그로마이신(methoxyhygromycin)과 에피-메톡시하이그로마이신임을 확인하였으며 분리비율도 대략 3: 1의 비율로 분리되었다.In order to separate and purify the active substance, the culture supernatant obtained by centrifugation of the culture solution cultured on the fermenter is removed. First, the culture supernatant was adsorbed by passing through an activated carbon column, washed with acetone, eluted, and concentrated under reduced pressure. The concentrated solution was then extracted three times with butanol, and the active fraction butanol layer was concentrated under reduced pressure and developed on a silica gel column containing a mixture of chloroform and methanol as a solvent to obtain an active fraction, which was then concentrated under reduced pressure and subjected to column chromatography using methanol as a solvent. Isolate and analyze on HPLC to obtain pure herbicidal actives. The molecular weight (Mass), nuclear magnetic resonance (NMR), ultraviolet (UV) analysis of the isolated active material, methoxyhygromycin and epi-methoxyhygromycin, aminoglycodisde antibiotics The identity was verified and the separation ratio was separated at a ratio of approximately 3: 1.

이하, 본 발명의 신균주 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 8E12 자체와, 제초활성물질인 메톡시하이그로마이신 및 그 유도체를 이용한 잡초방제에 대하여 다음의 실시예를 통하여 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 이들에 한정되는 것은 아니다. 물론, 본 발명은 다음에 기술하는 실시예에만 국한되지 않고 방제 대상 잡초종, 배지의 종류, 배양조건 등을 크게 바꾸어도 활성을 나타낼 수 있음을 나타낸다.Hereinafter, weed control using the mycobacterial Streptomyces sp. 8E12 itself, herbicidal active material methoxy hygromycin and its derivatives will be described in detail by the following examples. The present invention is not limited to these. Of course, the present invention is not limited only to the examples described below, and indicates that activity can be exhibited even if the weed species to be controlled, the type of the medium, the culture conditions, etc. are greatly changed.

실시예 1: 신균주 스트렙토마이세스 속 8E12(KCTC 10336BP) 액체배양Example 1: Liquid Culture of Genus 8E12 (KCTC 10336BP) Genus Streptomyces

종배지 및 생산배지로서 본 균주의 배양은 통상의 미생물이 사용할 수 있는 영양원을 함유하는 배지에서 배양하였다. 글루코오스 20%, 가용성녹말 10%, 거친콩가루 25%, 육즙 1%, 효모추출액 4%, NaCl 2%, K2HPO4 0.25%, CaCO3 2%를 함유한 배지에 pH 7.2로 조정한 후 사용하였다. 500 ㎖의 배플드 플라스크(baffled flask) 2개에 각각 50 ㎖씩 분주한 종배지를 121 ℃에서 20분간 살균하고, 이것에 균주의 한천조각을 접종하고 28 ℃, 150 rpm에서 2일간 진탕 배양하여 배양기의 종배양으로 사용하였다. 121 ℃에서 20분 살균한 1000 ㎖을 함유한 5 ℓ발효기에 종배양액 3%를 접종하여 28 ℃에서 7일간 진탕 배양하였으며, 소포제로는 네오린(neorin)을 0.2% 첨가하였고, 통기량은 1 vvm, 280 rpm의 속도로 배양하였다.Cultivation of this strain as seed and production media was cultivated in a medium containing nutrients that can be used by ordinary microorganisms. Glucose 20%, Soluble starch 10%, Rough soy flour 25%, Juicy 1%, Yeast extract 4%, NaCl 2%, K 2 HPO 4 0.25%, CaCO 3 2% after adjusting to pH 7.2 for use It was. 50 ml each of two 500 ml baffled flasks were sterilized for 20 minutes at 121 ° C., inoculated with agar pieces of the strain and shaken for 2 days at 28 ° C. and 150 rpm. It was used as species culture of the incubator. A 5 liter fermenter containing 1000 ml sterilized at 121 ° C. for 20 minutes was inoculated with 3% of the seed culture solution, followed by shaking culture at 28 ° C. for 7 days, and 0.2% of neoin was added as an antifoaming agent. vvm, incubated at a speed of 280 rpm.

실시예 2: 신균주 스트렙토마이세스 속 8E12(KCTC 10336BP) 고체배양Example 2: Solid culture of 8E12 (KCTC 10336BP) genus New strain Streptomyces

스트렙토마이세스 속 8E12 균주의 고체 대량배양을 위하여 액상배양에서 선발된 성분, 즉 글루코오스, 효모추출액, 펩톤, 소고기육즙, 비타민을 함유하는 기존에 상용화된 벤넷배지(Bennett's broth)를 펄라이트에 흡착하여 800 cc 배양병에 담아 멸균한 다음 스트렙토마이세스 속 8E12 균주를 접종하여 배양한 결과 접종 7일 후 흡착된 펄라이트에서 1 g당 109 수준의 높은 밀도의 균포자가 생성되었는바 펄라이트 흡착방법이 방선균 포자 대량생산을 위한 균배양에 유용한 방법으로 이용될 수 있다.For solid mass cultivation of Streptomyces sp. 8E12 strains, Bennett's broth, a commercially available ingredient containing glucose, yeast extract, peptone, beef broth, and vitamins, was adsorbed on perlite to 800 Sterilized in cc culture bottles, and stored in Streptomyces spp. As a result of inoculation with 8E12 strain, 7 days after the inoculation, perlite of adsorbed pearlite produced high density of 10 9 per g, the pearlite adsorption method could be used as a useful method for culture of actinomycetes spores. Can be.

실시예 3: 제초활성 물질 분리Example 3: Separation of Herbicides

상기 실시에 의하여 얻은 배양액을 사용하여 제초활성 물질을 순수분리하였다. 분리정제를 위해서는 배양액을 원심분리하여 균체는 제거하고 얻어진 배양상등액을 사용하였다. 먼저 배양상등액을 활성탄컬럼에 통과시켜 흡착시킨 후 30% 아세톤으로 씻어(washing)내고 80% 아세톤으로 활성분획을 용출(eluting)시켜 감압농축하였다. 이어 농축액을 부탄올로 3회 추출하였으며 활성분획인 부탄올층을 감압농축하여 클로로포름 : 메탄올(4 : 1, v/v)을 용매로 하는 실리카겔 컬럼(300 cc)상에서 전개시켜 활성분획을 얻고 다시 감압농축한 후 메탄올을 용매로 하는 세파덱스엘에치-20(Sephadex LH-20), 세파덱스지-10(Sephadex G-10)상에서 분리하고 HPLC상에서 분석하여 순수한 제초활성물질 40 mg을 얻었다. 이 과정에서 분리되는 메톡시하이그로마이신과 에피-메톡시하이그로마이신의 양은 대략 3 : 1의 비율로 분리되었다.The herbicidally active substance was purified purely using the culture solution obtained in the above-described embodiment. For separation and purification, the culture supernatant was removed by centrifugation and the culture supernatant was used. First, the culture supernatant was passed through an activated carbon column, adsorbed, washed with 30% acetone and concentrated under reduced pressure by eluting the active fraction with 80% acetone. The concentrate was extracted three times with butanol, and the active fraction butanol layer was concentrated under reduced pressure, and then developed on a silica gel column (300 cc) using chloroform: methanol (4: 1, v / v) as a solvent to obtain an active fraction and concentrated under reduced pressure. Thereafter, the mixture was separated on Sephadex LH-20 and Sephadex G-10 using methanol as a solvent, and analyzed on HPLC to obtain 40 mg of pure herbicide. In this process, the amount of methoxyhygromycin and epi-methoxyhygromycin separated was approximately 3: 1.

1) UV 스펙트럼1) UV spectrum

UV 스펙트럼은 시료를 MeOH에 녹여서 측정하였다. 실리카겔 박층크로마토그래피 판에서는 클로로포름 : 메탄올(4 : 1, v/v)을 전개용매로 하였을 때는 Rf치 0.22, 부탄올: 메탄올: 물(4: 1: 1, v/v)를 전개용매로 하였을 때는 Rf치 0.70을 나타내었다. 스트렙토마이세스 속 8E12 균배양체로부터 분리정제된 제초활성물질의 특성을 조사한 결과 이는 수용성 물질로서 물에는 아주 잘 녹고 메탄올에도 잘 녹으나 기타의 유기용매, 에틸아세테이트, 클로로포름, 벤젠 등에는 잘 녹지 않았다. 스트렙토마이세스 속 8E12 균주가 생산하는 제초활성물질의 UV 흡수특성은 중성에서는 최대흡수파장(λmax)이 214, 270, 300 nm이었으며, 산성에서는 이동(shift)이 일어나지 않았지만, 알칼리성에는 250, 280, 322 nm를 나타냈다. UV spectra were measured by dissolving the sample in MeOH. In the silica gel thin layer chromatography plate, when chloroform: methanol (4: 1, v / v) was used as the developing solvent, Rf value 0.22, butanol: methanol: water (4: 1: 1, v / v) was used as the developing solvent. Rf value 0.70 was shown. The characteristics of the herbicidal active substance isolated from 8E12 bacterial cultures of Streptomyces were investigated. As a water-soluble substance, it was very soluble in water and soluble in methanol, but insoluble in other organic solvents, ethyl acetate, chloroform and benzene. The UV-absorbing properties of the herbicidal active material produced by 8E12 strain of Streptomyces were 214, 270 and 300 nm in neutral, and no shift in acid but 250, 280 in alkaline. 322 nm.

2) Mass(SI-MS) 스펙트럼2) Mass (SI-MS) Spectrum

분자량을 조사하기 위해 SI-MS(selective ion mass spectroscopy) 스펙트럼을 분석한 결과 도 2에서 보는 바와 같이 (M+H)+ 이온 피크가 514로 실제 분자량은 513으로 확인되었으며 기존의 메톡시하이그로마이신과 동일물질인 것으로 확인하였다.As a result of analyzing the selective ion mass spectroscopy (SI-MS) spectra to investigate the molecular weight, as shown in FIG. 2, the (M + H) + ion peak was 514 and the actual molecular weight was 513. The conventional methoxyhygromycin It was confirmed that the same substance as.

3) 수소- 및 탄소-핵자기공명(1H- 및 13C-NMR) 스펙트럼3) Hydrogen- and carbon-nuclear magnetic resonance ( 1 H- and 13 C-NMR) spectra

구조확인을 위하여 조사한 1H-NMR 및 13C-NMR 스펙트럼을 조사하였으며 표준물질로는 TMS를, 용매는 CD3OD를 사용하였다. 도 3 및 4에서처럼 1H-NMR 및 13 C-NMR 스펙트럼을 분석한 결과 분자구조가 C23H31NO12로 다음 화학식 1로 표시되며, 기존의 Yoshida 등(1990) 및 Chida 등(1991)의 보고와 일치하는 것으로 나타났다. 1 H-NMR and 13 C-NMR spectra were examined for structure identification. TMS was used as a standard and CD 3 OD was used as a solvent. As a result of analyzing the 1 H-NMR and 13 C-NMR spectra as shown in Figures 3 and 4, the molecular structure is represented by the following Chemical Formula 1 as C 23 H 31 NO 12 , the conventional Yoshida et al. (1990) and Chida et al. (1991) It appears to match the report.

신균주로부터 분리된 메톡시하이그로마이신의 물리화학적 성상Physicochemical Properties of Methoxyhygromycin Isolated from New Strains 성상Constellation 백색분말White powder 분자량(SI-MS, m/z)Molecular Weight (SI-MS, m / z) 514 (M+H)+ 514 (M + H) + UV 최대흡수파장(메탄올) nmUV maximum absorption wavelength (methanol) nm 214 270 300 (s)214 270 300 (s) UV 최대흡수파장(MeOH-HCl) nmUV maximum absorption wavelength (MeOH-HCl) nm 214 270 300 (s)214 270 300 (s) UV 최대흡수파장(MeOH-NaOH) nmUV maximum absorption wavelength (MeOH-NaOH) nm 250 280 (s) 322250 280 (s) 322 용해성Solubility 물, 메탄올에 수용성; 에틸아세테이트, 클로로포름,벤젠 등에 비수용성Water soluble in methanol; Water-insoluble in ethyl acetate, chloroform, benzene 박층 크로마토그래피(실리카겔)Thin layer chromatography (silica gel) 0.22(클로로포름: 메탄올, 4: 1, v/v)0.22 (chloroform: methanol, 4: 1, v / v)

이상의 결과 본 제초활성물질은 하이그로마이신-A(hygromycin-A)와 유사한 메톡시하이그로마이신 및 에피-메톡시하이그로마이신으로 동정되었는바 지금까지 메톡시하이그로마이신의 항세균활성에 대해서는 보고된 바 있으나 제초활성 등에 관하여는 본 연구가 처음이다. As a result, the herbicidal active substance was identified as methoxyhygromycin and epi-methoxyhygromycin similar to hygromycin-A. Until now, the antibacterial activity of methoxyhygromycin has been reported. However, this study is the first time for herbicidal activity.

실시예 4: Example 4: in vitroin vitro 활성검정 Activity test

분리균의 1차 in vitro 제초활성 실험은 바랭이 및 피의 종자발아 저해법을 통하여 실시하였다. 종자발아 저해검정법은 바랭이 및 피 종자를 습실 처리된 플레이트 상에 깔고 그 위에 균배양액 및 추출물 메톡시하이그로마이신 등을 접종 처리한 후 종자발아 및 유묘신장 정도를 조사하는 방법과, 3 ∼ 4 일간 미리 종자발아를 유도시킨 후 유묘체에 직접 처리하는 방법이다. 즉, 여과지 3장을 살균수에 묻혀 플레이트에 깐 후 바랭이, 피 등의 발아전 종자와 발아된 유묘에 균배양액 및 추출된 메톡시하이그로마이신을 원액에서 수배까지 희석하여 일정농도로 처리하고 광조건 하의 습실 배양기에서 치상하는 방법이다.The primary in vitro herbicidal activity of the isolates was carried out by inhibiting germination of seeds of barley and blood. Seed germination inhibition method is a method for seeding germination and seedling height after inoculating barley and seed on a wet plate, inoculated with the culture medium and extract methoxy hygromycin, and for 3 to 4 days Seed germination in advance and direct treatment on seedlings. That is, three sheets of filter paper are immersed in sterilized water and placed on a plate, and then the culture medium and extracted methoxy hygromycin are diluted to several times in the stock solution and treated at a constant concentration in germinated seedlings such as barley and blood and germinated seedlings. It is a method of denture in a humidified incubator.

그 결과, 스트렙토마이세스 속 8E12 균 배양체와 배양체 추출물이 바랭이 및 피에 높은 선택적 제초활성이 있음을 확인하였으며 이러한 정보를 토대로 in vivo 폿트 상에서의 제초활성 실험을 실시하게 되었다.As a result, it was found that the genus Streptomyces 8E12 bacteria cultures and cultures extract that high selective herbicidal activity in indica and P were subjected to a herbicidal activity test in vivo on the pot on the basis of this information.

실시예 5: 온실 조건하 Example 5: Under Greenhouse Conditions in vivoin vivo 폿트 활성 실험 Pot activity experiment

잡초에 병원성 및 제초 활성이 있는 균주를 선발하기 위하여 1차 스크리닝은 대상잡초(수수, 돌피, 개밀, 바랭이, 미국개기장, 까마중, 자귀풀, 어저귀, 도꼬마리, 메꽃, 바랭이, 돌피, 명아주 및 토끼풀 등)의 잎에 균 배양액 또는 포자 현탁액을 직접 폿트에 처리하여 검정하였다. In vivo 제초활성 검정을 위한 식물체는 멸균되지 않은 사질토양에 적당량의 비료를 혼합시킨 다음, 시험용 폿트(150, 350 cm2)에 담고 파종구를 만들어 잡초 또는 작물종자를 파종한 후 곱게 친 흙으로 복토한 후 온실에서 자란 것을 공시하였으며 처리할 배양액 및 분리물질인 메톡시하이그로마이신 용액(0.2%의 Tween 20 용액 미량 첨가) 용액을 만들어 손분무기(hand sprayer)로 처리하며 경엽 처리하였다.In order to select strains with pathogenic and herbicidal activity in the weeds, the primary screening is the target weeds (sorghum, dolpi, wheat, barley, American larvae, crows, larvae, tabby, lizards, buckthorn, bark, dolpi, tusks and shamrocks). Assays were treated by directly treating the culture medium or spore suspension with leaves on the leaves. Plants for in vivo herbicidal activity assay should be mixed with an appropriate amount of fertilizer in unsterilized sandy soil, and then placed in test pots (150, 350 cm 2 ) to make sowing spheres, sowing weeds or crop seeds and covering them with fine soil. After growing in a greenhouse, the culture solution to be treated and the methoxy hygromycin solution (0.2% of Tween 20 solution added in a small amount) were prepared, treated with a hand sprayer, and treated with leaves.

배양액은 원액에서 수배까지 희석하여 처리하였으며 배양추출물은 폿트당 각 활성물질 유효농도 0.1 ∼ 16 mg의 농도로 처리한 후 온실에서 2주일간 생육시키면서 처리 4일 및 14일 후에 나타나는 제초활성 효능을 형태학적, 생리학적 관찰근거에 의해 달관 조사하였다. 처리는 발아 전(pre-emergence)과 발아 후(post-emergence)로 나누어 제초활성을 조사하였다. 무방제의 경우를 0, 완전방제의 경우를 100%으로 하여 각각의 제초활성 정도를 평가하는데 70% 이상의 등급을 가지면 실제적으로 그 식물에 대하여 제초효과가 있는 것으로 간주하며 80% 이상의 제초효과를 보인 초종을 방제가능 초종으로 간주하였다. 그 결과는 다음 표 5 및 도 5에 나타내었다.The culture solution was diluted and diluted several times in the stock solution, and the culture extract was treated with a concentration of 0.1 to 16 mg of the effective concentration of each active substance per pot. Investigation was performed by physiological observations. Treatment was divided into pre-emergence and post-emergence to examine herbicidal activity. In the case of zero control and 100% complete control, the degree of herbicidal activity was evaluated to have a grade of 70% or higher. The first species was regarded as a controllable first species. The results are shown in the following Table 5 and FIG.

메톡시하이그로마이신의 제초효과Herbicidal Effects of Methoxyhygromycin 자엽cotyledon 잡초종Weed species 화합물(kg/ha)Compound (kg / ha) 44 22 1One 0.50.5 0.250.25 단자엽A monocot Sorghum bicolor(수수) Sorghum bicolor (sorghum) 100* 100 * 9090 8080 7070 4545 Echinochloa crus-galli(피) Echinochloa crus-galli (blood) 100100 100100 100100 9090 9090 Agropyron smithii(개밀) Agropyron smithii (wheat wheat) 6565 5050 4040 00 00 Digitaria sanguinalis(바랭이) Digitaria sanguinalis (cement) 100100 100100 100100 8080 9090 Panicum dichotomiflorum(미국개기장) Panicum dichotomiflorum (United States of America) 100100 100100 6060 1010 2020 쌍자엽Dicotyledonous Solanum nigrum(까마중) Solanum nigrum 9090 5050 5050 00 00 Aeschynomene indica(자귀풀)Aeschynomene indica 9090 9090 9090 8080 5050 Abutilon avicennae(어저귀) Abutilon avicennae ( buzzard ) 5050 4040 6060 2020 00 Xanthium strumarium(도꼬마리) Xanthium strumarium 3030 2020 00 00 00 Calystegia japonica(메꽃) Calystegia japonica ( buckthorn ) 6565 6060 2020 00 00 *제초효과는 처리 14일 후 평가되었으며 0: 비효과, 10-30: 미세효과, 40-60: 중도효과, 70-90: 강한 효과, 100: 완전한 제초효과를 나타냄 * The herbicidal effect was evaluated after 14 days of treatment, 0: no effect, 10-30: fine effect, 40-60: moderate effect, 70-90: strong effect, 100: full herbicidal effect

또한, 도 5에서 보는 바와 같이 메톡시하이그로마이신은 바랭이, 피 등에 대해 선택적인 제초활성을 나타냈으며 특히 백화현상(albino symptom)을 일으키는 특징을 나타내 색소저해(pigment inhibition) 활성능을 가지는 것으로 판단되었다. In addition, as shown in FIG. 5, methoxyhygromycin exhibited selective herbicidal activity against barley, blood, and the like, and in particular, exhibits a feature of causing albino symptom, and thus has a pigment inhibition activity. It became.

본 연구결과 진탕배양의 경우 90시간 배양함으로써 활성물질의 생산이 최고에 달함을 확인하였으며 본 균주는 물론 분리된 제초활성물질과 함께 생물제제원으로 사용될 수 있음을 보여주었다. As a result of shaking culture, it was confirmed that the production of the active substance reached the highest by incubation for 90 hours, and that the strain could be used as a biological agent with the isolated herbicide active substance.

실시예 6: 미생물제초제의 제초효과Example 6 Herbicide Effect of Microbial Herbicide

상기 실시예 2에서 스트렙토마이세스 속 8E12 균주를 고체배양하여 1 ×107 포자/g의 농도 수준으로 미생물제초제를 만들고 멸균수에 현탁하여 바랭이 등을 비롯한 잡초종에 처리하고 그 제초활성을 관찰하였다. 균주의 제초작용을 상기 실시예 5에서와 유사한 기준에 의해서 평가하였다. 그 결과는 다음 표 6에서 나타낸 바와 같다.In Example 2, 8E12 strains of the genus Streptomyces were solid-cultured to make a microbial herbicide at a concentration level of 1 × 10 7 spores / g, suspended in sterile water, treated to weed species including barley, and the herbicidal activity was observed. . The herbicidal activity of the strains was evaluated by similar criteria as in Example 5 above. The results are shown in Table 6 below.

스트렙토마이세스 8E12 제제의in vivo 제초활성In vivo Herbicide Activity of Streptomyces 8E12 Formulation 학명Scientific name 일반명Common name 방제효과Control effect Abutilon avicennaeAbutilon avicennae Velvetleaf(어저귀)Velvetleaf ++ Aeschynomene indicaAeschynomene indica Indian jointvetch(자귀풀)Indian jointvetch ++++++ Agropyron smithiiAgropyron smithii Cheatgrass(개밀)Cheatgrass +-+- Calystegia japonicaCalystegia japonica Bindweed(메꽃)Bindweed +-+- Digitaria sanguinalisDigitaria sanguinalis Large crabgrass(바랭이)Large crabgrass ++++++ Echinochloa crus-galliEchinochloa crus-galli Barnyardgrass(돌피)Barnyardgrass ++++++ Oryzae sativaOryzae sativa Rice(벼)Rice +-+- Panicum dichotomiflorumPanicum dichotomiflorum Fall panicum(미국개기장)Fall panicum ++ Sagittaria pygmaeaSagittaria pygmaea Arrow head(올미)Arrow head ++ Solanum nigrumSolanum nigrum Black nightshade(까마중)Black nightshade +-+- Sorghum bicolorSorghum bicolor Sorghum(수수)Sorghum ++++ Xanthium strumariumXanthium strumarium Cocklebur(도꼬마리)Cocklebur +-+- * 방제가는 접종 4주 후의 결과임 +: <30%, +-:<50%, ++: <70%, +++: <90% * Control price results after 4 weeks of inoculation +: <30%, +-: <50%, ++: <70%, +++: <90%

상기 표 6에서 나타낸 바와 같이, 신균주는 여러 밭잡초종과 몇몇 논잡초종에 대하여제초활성을 나타내며, 특히 바랭이, 자귀풀, 미국개기장 등의 밭잡초종과 피 등의 논잡초종에 대하여 강한 제초효과를 나타내었다.As shown in Table 6, the new strain shows herbicidal activity against various field weed species and some non-weed varieties, particularly resistant to field weed species such as barley, silkworm grass, and American cultivated fields and non-weed species such as blood It showed herbicidal effect.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 바랭이, 피 등 잡초종에 대해 선택적인 제초활성을 나타내는 우수한 균주를 분리하여 균주의 형태적, 생화학적 특성을 분석한 결과, 이를 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.)으로 동정하였으며, 스트렙토마이세스 8E12 균체, 균배양액, 추출물, 이로부터 분리된 메톡시하이그로마이신 또는 에피-메톡시하이그로마이신이 선택적인 제초활성이 있음을 확인하고 이러한 생물활성에 대한 정보에 착안하여 친환경형 생물농약으로서 유용한 효과가 있음을 확인하였다.As described in detail above, the present invention isolates excellent strains showing selective herbicidal activity against weed species such as barley, blood, etc., and analyzes the morphological and biochemical characteristics of the strains, and thus, Streptomyces sp .), Streptomyces 8E12 cells, culture medium, extracts, methoxyhygromycin or epi-methoxyhygromycin isolated from it confirms the selective herbicidal activity and information about these biological activities Focusing on, it was confirmed that it has a useful effect as an eco-friendly biopesticide.

도 1은 신균주 스트렙토마이세스 속 8E12(KCTC 10336BP)의 연쇄상 실린더형의 포자를 보여주는 사진이다. Figure 1 is a photograph showing the spherical cylindrical spores of the genus 8E12 (KCTC 10336BP) of the new strain Streptomyces.

도 2는 신균주 스트렙토마이세스 속 8E12(KCTC 10336BP) 배양액으로부터 분리한 메톡시하이그로마이신의 SI-MS에 의한 분자량분석 그림이다.Figure 2 is a molecular weight analysis by SI-MS of methoxy hygromycin isolated from the culture strain of 8E12 (KCTC 10336BP) genus Strain strain Streptomyces.

도 3은 메톡시하이그로마이신의 수소-핵자기공명(1H-NMR) 사진을 보여주는 그림이다.Figure 3 is a figure showing a hydrogen-nuclear magnetic resonance ( 1 H-NMR) photograph of methoxyhygromycin.

도 4는 메톡시하이그로마이신의 탄소-핵자기공명(13C-NMR) 사진을 보여주는 그림이다.Figure 4 is a figure showing the carbon-nuclear magnetic resonance ( 13 C-NMR) photograph of methoxyhygromycin.

도 5는 메톡시하이그로마이신의 바랭이에 대한 선택적 제초활성 및 백화증상을 보여주는 그림이다[처리농도는 폿트(2반복)당 왼쪽부터 대조구, 16 mg, 8 mg, 4 mg, 1 mg, 0.25 mg, 0.1 mg이며, 처리 2주 후의 실험결과임].Fig. 5 shows selective herbicidal activity and bleaching symptoms of methoxy hygromycin against the leek [treatment concentration from left to right per pot (2 repetitions), 16 mg, 8 mg, 4 mg, 1 mg, 0.25 mg. , 0.1 mg, experimental results after 2 weeks of treatment].

Claims (6)

제초활성을 가지는 것을 특징으로 하는 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 8E12[KCTC 10336BP] 균주. Streptomyces sp. 8E12 [KCTC 10336BP] strain, characterized by having herbicidal activity. 스트렙토마이세스 속 8E12[KCTC 10336BP] 균 배양액 또는 추출물과 농학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 것을 특징으로 하는 제초제.A herbicide comprising Streptomyces spp. 8E12 [KCTC 10336BP] culture medium or extract and an agriculturally acceptable carrier. 메톡시하이그로마이신 또는 에피-메톡시하이그로마이신과 농학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 것을 특징으로 하는 제초제.A herbicide comprising methoxyhygromycin or epi-methoxyhygromycin and an agriculturally acceptable carrier. 삭제delete 글루코오스, 효모추출물, 펩톤, 소고기육즙, 바타민을 함유하는 배지를 펄라이트에 흡착하여 멸균시킨 후, 스트렙토마이세스 속 8E12[KCTC 10336BP] 균주를 접종하여 배양하는 것을 특징으로 하는 포자대량생산을 위한 고체배양법.A medium containing glucose, yeast extract, peptone, beef broth, and batamine is adsorbed on perlite and sterilized, followed by inoculation with 8E12 [KCTC 10336BP] strain of Streptomyces to incubate and culture. Culture method. 1) 스트렙토마이세스 속 8E12[KCTC 10336BP]의 배양액에서 균체를 제거하고 배양상등액을 얻는 단계;1) removing the cells from the culture solution of 8E12 [KCTC 10336BP] genus Streptomyces and obtaining a culture supernatant; 2) 상기 배양상등액을 활성탄컬럼에 흡착시킨 후 아세톤으로 활성분획을 용출시켜 감압농축시키는 단계;2) adsorbing the culture supernatant to an activated carbon column and then eluting the active fraction with acetone to concentrate under reduced pressure; 3) 상기 농축액을 부탄올로 추출하여 부탄올층을 감압농축하고 클로로포름과 메탄올의 혼합액을 실리카겔 컬럼상에서 전개시켜 활성분획을 얻는 단계; 및3) extracting the concentrate with butanol, concentrating the butanol layer under reduced pressure, and developing a mixture of chloroform and methanol on a silica gel column to obtain an active fraction; And 4) 상기 활성분획을 감압농축하고 메탄올로 컬럼크로마토그래피 상에서 분리하여 HPLC 상에서 분석하는 단계를 포함하는 메톡시하이그로마이신 및 에피-메톡시하이그로마이신의 분리방법.4) A method for separating methoxyhygromycin and epi-methoxyhygromycin, the step of concentrating the active fraction under reduced pressure, and separating it on column chromatography with methanol and analyzing on HPLC.
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