KR100806730B1 - 새삼류 및 환삼덩굴 방제용 콜레토트리쿰 비더블유씨04-49-3 균주 및 이를 이용하여 제조되는 포자 현탁액 - Google Patents

새삼류 및 환삼덩굴 방제용 콜레토트리쿰 비더블유씨04-49-3 균주 및 이를 이용하여 제조되는 포자 현탁액 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주로 콩과식물에 기생하는 새삼류 및 환삼덩굴에 기주특이적으로 기생하여 이에 대한 제초활성을 갖는 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주를 선발하고, 이 균주를 배양하여 새삼류 및 환삼덩굴 방제에 효과적인 포자 현탁액을 제공하는 것이다.
본 발명 균주를 이용하여 제조된 포자 현탁액을 새삼류 및 환삼덩굴에 접종하면 새삼류 및 환삼덩굴을 선택적, 환경친화적으로 제초할 수 있을 뿐만 아니라 본 발명의 균주가 접종 후 내구성이 강한 분생자각을 형성하여 제초지속성을 가짐으로써 새삼류 및 환삼덩굴을 효과적으로 방제할 수 있다.
콜레토트리쿰, 균주, 미생물제초제, 새삼, 환삼덩굴

Description

새삼류 및 환삼덩굴 방제용 콜레토트리쿰 비더블유씨04-49-3 균주 및 이를 이용하여 제조되는 포자 현탁액{COLLETOTRICHUM SP. BWC04-49-3 HAVING WEEDING EFFICACY AGAINST CUSCUTA JAPONICA AND HUMULUS JAPONICUS AND SPORE SUSPENSION PREPARED USING THIS}
도 1은 환삼덩굴의 이병엽에서 분리한 본 발명의 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주의 PDA 배지상에서의 균총 형태를 나타내는 도.
도 2는 환삼덩굴의 이병엽에서 분리한 본 발명의 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주의 PDA 배지상에서의 포자 형태를 나타내는 도.
도 3은 본 발명의 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주의 ITS-5.8S 영역의 rDNA 염기서열을 나타내는 도.
도 4는 밭에서 자라는 환삼덩굴을 나타내는 도.
도 5는 본 발명의 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주의 포자 현탁액 처리에 의해 새삼의 잎과 줄기가 고사된 양상을 나타내는 도.
도 6은 온실 재배 새삼의 양상을 나타내는 도.
도 7은 본 발명의 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주의 포자 현탁액 처리에 의하여 온실 재배 새삼의 잎과 줄기가 고사된 양상을 나타내는 도.
도 8은 본 발명의 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주의 포자 현탁액 처리에 의하여 포장 발생 새삼의 잎과 줄기가 고사된 양상을 나타내는 도.
본 발명은 새삼류(Cuscuta sp.) 및 환삼덩굴(Humulus japonicus Sieb. et Zucc.)에 대한 제초 활성을 갖는 콜레토트리쿰 BWC04-49-3(Colletotrichum sp. isolate BWC04-49-3) 균주 및 이를 이용하여 제조되는 포자 현탁액에 관한 것이다. 보다 상세하게는 새삼류 및 환삼덩굴에 기주특이적으로 기생하여 이에 대한 제초활성을 갖는 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주를 선발하고 이 균주를 배양하여 새삼 방제에 효과적인 포자 현탁액을 제공하는 것이다.
새삼류는 메꽃과에 속하는 한해살이풀로 주로 콩과식물에 기생하여 콩과식물 생육에 지장을 준다. 그러나 이를 방제할 수 있는 적당한 유기합성 제초제가 없을 뿐만 아니라 적절한 방제법도 없어 해마다 피해 면적이 증가하고 있는 실정이다.
환삼덩굴 또한 삼과에 속하는 잡초로 이에 대한 특별한 방제수단이 없다.
작물재배에 있어 전 세계적으로 고독성 유기합성 농약의 사용이 억제되고 있는 상황 하에서 유기합성 농약의 대안으로 미생물을 이용한 제초제 개발이 대두되고 있다.
유용 미생물을 이용한 미생물제초제로는 콜레고[COLLEGOTM(C. gloeosporioides f. sp. aeschynomene], 디바인[DEVINETM(P. palmivora Pathotype(P.P)], 루바오[LUBAOTM(C. gloeosporioides)] 등이 논 및 밭잡초에 기주특이적인 미생물제초제로 개발되어 상품화되어 있다. 또한 실버 리프[SILVER LEAFTM(Chondrostereum purpureum)], 버 퍼시몬[BURR PERSIMONTM], 앤스라쿠올[ANTHRACCUOLTM(C. orbiculare)], 바이오말[BIOMALTM(C. gloeosporioides)] 등이 등록되어 있다.
국내에서는 올방개 방제용 지문무늬병(E. nematosporus), 클로버 방제용 미생물인 '다이클로버’등이 개발 진행중에 있다. 이외 잡초에 특이적으로 기생하는 병원균을 분리하여 실내, 온실, 포장 등의 실험을 통하여 연구 중에 있는 것이 약 30 종에 이르고 있다.
그러나 새삼류 또는 환삼덩굴을 선택적으로 방제할 수 있는 미생물은 세계적으로 개발된 바 없다.
이에 본 발명의 발명자들은 심혈을 기울여 연구한 결과, 새삼류 및 환삼덩굴에 제초활성을 갖는 균주를 선발하고 이를 이용하여 새삼류 및 환삼덩굴을 제초할 수 있는 포자 현탁액을 개발하는데 성공하였다.
본 발명의 목적은 새삼류 및 환삼덩굴에 기주특이적으로 기생하는 미생물 균주인 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주를 선발하여 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 선발된 균주인 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주를 이용하여 새삼류 및 환삼덩굴 방제에 효과적인 포자 현탁액을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 유기합성 농약을 사용하지 않고 환경친화적으로 새삼류 및 환삼덩굴 등을 방제하는 것이다.
본 발명에서 제공되는 균주는 콜레토트리쿰에 속하는 균주로 콜레토트리쿰 BWC04-49-3이다. 본 발명의 균주는 본 발명자들에 의해 세계 최초로 발견되었으며 자연 상태에서 새삼류 및 환삼덩굴의 줄기에 침투하여 고사시키는 특성을 지닌다. 또한 본 발명의 균주는 밭에서 새삼류 및 환삼덩굴에 기생하는 기주특이성을 지니며 국내 환경의 여러 가지 생태적 조건에 맞게 정착된 병원균이다.
본 발명의 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주는 분류상 불완전균에 속하는 사상균으로 고체 배양시 기중균사의 색깔은 회백색이다. 이 기중균사는 올리브 기름을 함유한 것처럼 점성이 있으며 조밀하게 형성된다. 포자괴의 색은 검붉고 수산화나트륨(sodium hydroxide)을 첨가하면 푸른빛이 섞인 자주색으로 변한다.
본 발명의 균주는 배양 후 15~20일 후에는 균사체 상에 갈색 또는 흑갈색의 분생자각(conidiocarp)을 형성하며, 그 크기는 50~80 X 35~45㎛ 정도인데, 배양조건에 따라 분생자각의 색깔과 크기는 약간의 차이가 있다.
본 발명의 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주의 포자 크기는 5.5~10.5 X 2.5~3.5㎛, 색깔은 무색이고, 격막은 없으며 형태는 원통형 또는 양끝이 서양배 모양(pyriform)이다.
본 발명의 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주를 이용하여 제공되는 포자 현탁액은 하기의 과정으로 만들어진다.
콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주를 쌀겨 배지에서 25~28℃, pH 5~6, 진탕속도 150rpm의 조건하에서 5~7일간 배양시키면 포자 및 균사체 덩어리가 형성된다.
본 발명에서 사용되는 쌀겨 배지는 1~3%(W/V)의 쌀겨를 포함하는 배지가 이용되는데, 2%(W/V)의 쌀겨 배지가 보다 바람직하다. 이는 균주의 생식성장을 위한 최소한의 영양분만을 공급하여 포자를 형성하도록 하기 위함이다. 쌀겨의 함량이 3%를 초과할 때는 균주가 영양 성장을 하여 포자 보다는 균사체가 많이 발생하게 되는 문제점이 있으며, 쌀겨의 함량이 1% 미만일 때는 포자 생성이 잘 되지 않는다.
상기에서 형성된 포자 및 균사체 덩어리를 분쇄하여 포자 현탁액(105 cfu/㎖)은 제조된다. 상기 분쇄는 통상적으로 분쇄기에 의하여 이루어진다.
상기의 방법으로 제공된 포자 현탁액을 새삼의 줄기에 분무 접종하면 24시간 내에 줄기가 수침상의 병반을 보이면서 시들고 5～10일쯤 지나면서 잎, 줄기 전체가 갈변되면서 식물체 전체가 고사하게 된다.
한편 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주를 고체 배양한 포자 현탁액을 벼 등 36종의 작물에 상기와 같은 방법으로 접종하였을 때 작물에는 전혀 병징을 나타내지 않았으며 건전하게 생육하였다.
본 발명의 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주가 새삼류 및 환삼덩굴을 선택적으로 살초하나 계속적인 연구에 의하여 다른 식물을 선택적으로 살초하는데 이용될 수 있다.
하기의 실시예에서 본 발명의 균주 분리, 포자 현탁액 제조 및 본 발명 균주의 새삼류 또는 환삼덩굴에 대한 제초효과 등을 구체적으로 알아본다.
단 하기의 실시예는 본 발명을 실시하기 위하여 제시된 하나의 예시일 뿐이며, 하기의 실시예에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주 분리
하기 [표 1]과 같은 조성의 분리용 배지를 이용하여 국내 자생하는 환삼덩굴에 기생하여 형성된 병반으로부터 미생물을 순수 분리하였다.
[표 1]환삼덩굴에 기생하는 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주 분리용 배지 조성
배지조성 함량
Vancomycin 0.1g
Penicillin-G 0.05g
한천 15g
증류수 1ℓ
분리된 균주의 배양기 상의 균사 및 포자의 형태적 특징은 [표 2]와 같다(도 1 및 2 참조). 도 3은 본 발명 균주의 ITS-5.8S 영역의 rDNA 염기서열을 나타낸다. 즉, 본 발명 균주의 염기서열을 기존 균주의 ITS-5.8S 영역의 rDNA 염기서열과의 유사도를 비교함으로써 본 발명 균주는 콜레토트리쿰 종으로 확인되었다.
[표 2]콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주의 형태적 특징(PDA 배지)
균사 분생포자
균사의 굵기(㎛) 색깔 기중균사 격막 크기(㎛) 색깔 격막 형태
기중균사 콜로니
2~4 백색 분홍 백색 유격막 8.3~11.3 X 4.8~5.2 무색 0 원통형
도 1, 2 및 [표 2]의 결과로부터 본 발명의 균주는 콜레토트리쿰 마그나(Colletotrichum magna)로 동정되었고, 한국농용미생물보존센터에 기탁하였다(기탁번호: KACC 93029P, 기탁일: 2005.12.21).
<실시예 2> 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주의 포자 현탁액 제조
실시예 1에서 분리된 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주를 [표 3]의 액체 배양조건에서 배양시켜 포자 및 균사체 덩어리를 형성하였다. 이 덩어리를 분쇄기로 부드럽게 분쇄하여 포자 현탁액(105 cfu/㎖)을 제조하였다.
[표 3]콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주의 액체 배양조건
배지 온도 pH 진탕속도(rpm) 탄소원 배양일수
쌀겨(2%) 25~28℃ 5~6 150 Sucose 5~7일
<실시예 3> 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주의 제초 효과
온실에서 자라는 새삼을 두 그룹으로 나누어 일 그룹에는 실시예 2에서 제조된 포자 현탁액을 분무하고 다른 그룹에는 분무하지 않고 두 그룹의 새삼을 관찰하였다.
도 6에 도시되어 있는 것과 같이 본 발명 균주의 포자 현탁액 처리를 하지 않은 새삼은 그대로 성장하고 있는 반면 도 7에 도시되어 있는 포자 현탁액 처리를 한 새삼은 입과 줄기가 고사된 양상을 나타내었다.
<실시예 4> 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주의 제초 효과 및 제초활성의 지속성 확인
전국에서 분리된 콜레토트리쿰 속 균주 4종(BWC02-9-3-1, BWC02-9-3-2, BWC02-9-3-3 및 BWC02-9-3-4)과 본 발명의 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주를 각각 준비하고 각각의 포자 현탁액을 제조하였다. 각 균주의 포자 현탁액을 새삼에 분무 접종하고 새삼 제초 상황을 관찰하였다. 또한 포자 현탁액을 접종하여 새삼 제초후에 재생되는 새삼의 재생율을 관찰하고 그 결과를 [표 4]에 나타내었다.
[표 4]에 제시되어 있는 것과 같이, 본 발명 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주에 의한 새삼 제초율은 92.1%였고 새삼 재생율은 7.2%로 다른 콜레토트리쿰 균주의 제초율 및 재생율과 상당한 차이가 남을 알 수 있었다. 참고로, 도 4는 포장에서 자라고 있는 환삼덩굴을 나타낸 도이다.
[표 4]환삼덩굴 및 새삼에서 분리한 콜레토트리쿰 속 균주들의 제초력 비교
균주 분리기주 제초율(%) 재생률(%)
BWC02-9-3-1 새삼 21.3 47.8
BWC02-9-3-2 새삼 10.5 67.4
BWC02-9-3-3 새삼 35.6 56.5
BWC02-9-3-4 새삼 22.1 61.7
BWC04-49-3 환삼덩굴 92.1 7.2
<실시예 5> 본 발명 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주와 새삼류 방제 약제(미등록)와의 제초효과 비교
실시예 2에서 제조된 포자 현탁액을 포장에서 자라고 있는 새삼에 분무하고 제초 상황을 관찰하였다. 또한 제초 효과를 비교하기 위하여 농가에서 사용하고 있는 새삼 방제용 전문약제인 Sethoxydim(a.i. 20%)나브를 포장에서 자라고 있는 새삼에 각각 분무하고 대조구는 무처리로 하여 제초 상황을 관찰한 후 [표 5]에 나타내었다.
[표 5]새삼 방제 전문약제와 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주와의 제초효과 비교
처리명 제초율(%) 제초소요일수(일) 재생율(%)
BWC04-49-3 97.2 4.9 7.8
Sethoxydim(a.i. 20%)나브 (경엽처리) 34.5 15.1 78.4
무처리 1.8 -
[표 5]에 나타나있는 것과 같이, 본 발명 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주의 경우는 포자 현탁액을 접종하고 4~5일 후에 새삼의 제초율이 97% 이상으로 새삼 전문 유기합성제초제의 제초율보다 훨씬 제초효과가 우수함은 물론 신속한 제초효과를 보였다.
또한 본 발명 균주의 포자 현탁액 처리후 연중 지속되는 제초 효과에 의해 신초의 재생율이 현저히 감소되는 양상을 나타내었다.
<실시예 6> 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주의 작물에 대한 안전성
콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주가 식물의 병원균이므로 각종 주요 작물에 기생할 우려가 있어 이 균의 작물에 대한 병원성 여부를 확인하였고 그 결과를 [표 6]에 나타내었다. [표 6]에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 균주는 벼 등 36종의 작물에 대한 병원성이 나타나지 않았다. 특히 땅콩 등 콩과작물에 대해서도 안전함이 확인되었다.
또한, 본 발명의 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주가 화본과 및 사초과 잡초에 대한 병원성을 검정한 결과는 [표 7]과 같다. 본 발명 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주의 포자 현탁액을 접종하였을 때 이들 잡초에 대해서도 병원성이 없었다.
[표 6]콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주의 작물에 대한 안전성
Figure 112006047795912-pat00001
- : 병원성 없음.
+ : 소형(1~2㎜)의 갈색 병반이 나타나고 병반의 진전은 없음.
++ : 3~5㎜ 크기의 갈색 병반이 나타나고 병반의 진전이 나타남.
+++ : 식물체 전체가 갈변하고 완전히 고사함.
[표 7]콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주의 잡초에 병원성
Figure 112006047795912-pat00002
- : 병원성 없음.
+ : 식물체 전체가 갈변하고 완전히 고사함.
본 발명의 콜레토트리쿰 BWC04-49-3 균주(KACC 93029P)는 새삼류 및 환삼덩굴에 기주특이적으로 기생하고 새삼류 및 환삼덩굴에 대해 제초활성을 가짐으로써 그 포자 및 균사체 현탁액을 새삼류 및 환삼덩굴에 접종하면 이 잡초들을 효과적으로 제거할 수 있으며 타작물에 대한 피해는 없어 미생물제초제로서 안전하다.
본 발명의 균주는 접종 후 내구성이 강한 분생자각에 수많은 분생포자를 형성하여 미생물 특유의 2차 감염이 생육 후기까지 계속되는 제초지속성이 있을 뿐만아니라 종자의 형성을 억제시켜 다음해 새삼류 및 환삼덩굴 발생을 억제시킬 수 있다. 또한 본 발명 균주의 2차 대사산물에 포함된 물질 중 제초활성을 나타내는 물질은 제초효과가 우수하고 기주특이성이 강하여 선택성 제초제로 개발될 가능성이 높다.
본 발명 균주의 포자 현탁액을 이용하면 새삼류 및 환삼덩굴을 환경친화적으로 살초할 수 있다. 따라서 유기합성제초제의 남용을 막고 유기합성제초제 사용에 따른 지하수 오염 등의 환경오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 토양내의 생태계 교란없이 토양을 건전하게 유지시킬 수 있다.
서열목록 전자파일 첨부

Claims (5)

  1. 새삼류 및 환삼덩굴에 대한 제초활성을 갖는 콜레토트리쿰(Colletotrichum sp.) BWC04-49-3(KACC 93029P).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 새삼류는 새삼, 실새삼, 미국실새삼 및 갯실새삼인 것을 특징으로 하는 콜레토트리쿰 BWC04-49-3.
  3. 청구항 1에 있어서,
    도 3의 염기서열을 갖는 콜레토트리쿰 BWC04-49-3.
  4. 콜레토트리쿰 BWC04-49-3(KACC 93029P)을 배양하고, 상기 배양에 의해 형성된 고체 상태의 포자 및 균사체 덩어리를 분쇄시켜 만들어지는 것을 특징으로 하는 포자 현탁액.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 배양은 쌀겨 배지에서 25~28℃, pH 5~6, 진탕속도 150rpm의 조건하에서 5~7일간 이루어지는 것을 특징으로 하는 포자 현탁액.
KR1020060062222A 2006-07-03 2006-07-03 새삼류 및 환삼덩굴 방제용 콜레토트리쿰 비더블유씨04-49-3 균주 및 이를 이용하여 제조되는 포자 현탁액 KR100806730B1 (ko)

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