KR100815106B1

KR100815106B1 - 고추 탄저병균에 대한 항진균 활성을 가지는 바실러스속균주

Info

Publication number: KR100815106B1
Application number: KR1020060065687A
Authority: KR
Inventors: 유재홍; 이상범; 김승환; 이윤정; 최두회; 류갑희
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2006-07-13
Filing date: 2006-07-13
Publication date: 2008-03-20
Also published as: KR20080006680A

Abstract

본 발명은 고추 탄저병균에 대한 항진균 활성을 가지는 바실러스속(Bacillus sp.) 균주에 관한 것으로, 특히 고추 탄저병을 발병시키는 병원균인 코레토트리쿰(Colletotrichum sp.)에 대하여 강력한 포자 억제 활성을 가지는 대사산물을 생산함으로써 친환경 농자재로 사용하여 고추에 발병하는 탄저병을 감소시킬 수 있으며, 동시에 현재 사용되고 있는 유기합성 농약의 폐해성을 감소시키고, 고추의 상품성 및 생산성을 증대시킬 수 있는 항진균 활성을 가지는 바실러스속(Bacillus sp.) YJH-051 균주 및 이를 이용한 고추 탄저병의 방제방법에 것이다.

고추, 바실러스속 균주, 탄저병, 코레토트리쿰, 항진균

Description

고추 탄저병균에 대한 항진균 활성을 가지는 바실러스속 균주 {BACILLUS SP. DEPRESSING SPORE GERMINATION OF COLLETOTRICHUM SP. IN PEPPER}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 바실러스속 YJH-051 배양액과 유기농약 및 증류수를 고추 표면에 처리하여 탄저병 발병정도를 관찰한 사진이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 바실러스속 YJH-051 배양액과 유기농약 및 증류수의 탄저병균 포자 발아 억제정도를 관찰한 사진이다.

본 발명은 고추 탄저병균에 대한 항진균 활성을 가지는 바실러스속(Bacillus sp.) 균주에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고추 탄저병을 발병시키는 병원균인 코레토트리쿰(Colletotrichum sp.)에 대하여 강력한 포자 억제 활성을 가지는 대사산물을 생산함으로써 친환경 농자재로 사용하여 고추에 발병하는 탄저병을 감소시킬 수 있으며, 동시에 현재 사용되고 있는 유기합성 농약의 폐해성을 감소시키고, 고추의 상품성 및 생산성을 증대시킬 수 있는 항진균 활성을 가지는 바실러스속(Bacillus sp.) YJH-051 균주 및 이를 이용한 고추 탄저병의 방제방법에 것이다.

고추탄저병은 고추역병과 더불어 우리나라 고추 생산에 커다란 저해요인 중 의 하나로 5 종의 탄저병이 잎, 줄기, 및 과일에 병을 일으키는데, 주로 성숙한 과일에 발생하는 과일탄저병에 의한 피해가 95 % 이상으로 가장 피해가 직접적이고 치명적이다.

탄저병은 근래 고추 재배에서 크게 문제가 되고 있으며, 푸른 과실과 붉은 과실에 모두 병을 일으키는 탄저와 주로 붉은 과실에 검은 점이 겹무늬로 생기면서 썩는 흑색 탄저가 있다.

고추 과실에는 몇 가지 다른 탄저병 곰팡이가 병을 일으킨다. 그 중에서도 풋과일과 붉은 과실을 동시에 침해하는 것이 가장 피해가 심하다. 6 월 하순 내지 7 월에 장마가 시작되면 발생하기 시작한다. 처음 과실에 암록색의 오목하게 들어간 점이 생겨 점차 타원형으로 커지면서 병반에 겹무늬 모양으로 황색 내지 등황색의 곱 같은 것(분생포자퇴)이 생긴다. 풋과실에 생기면 병반 주위가 퇴색하고 병반은 회백색으로 되어 점차 검은 색을 띠면서 썩게 된다. 병반이 커지면서 병반 주위는 퇴색하고 과실은 뒤틀려 매우 보기 흉하게 된다. 심한 경우는 풋고추는 물론 붉은 고추가 모두 썩어 내려앉아 큰 피해를 낸다. 흑색탄저는 주로 붉은 과실에 발생하며 붉게 익어가는 과실에 타원형의 검은 점이 오목하게 생기면서 진전되면 병반에 작고 검은 점이 겹무늬를 그리며 형성된다. 이 점은 흑색탄저병균의 분생포자퇴이며 검게 보이는 것은 포자와 함께 형성되는 강모이다. 흑색탄저병은 주로 과실 성숙기에 비와 함께 발생하며 수확 후 후숙과정에 급속도로 번져 희나리가 되게 한다.

탄저병은 Colletotrichum gloeosporioides라는 곰팡이의 침입으로 일어나는 데, 이 곰팡이는 불완전 세대로서 자낭을 형성하는 완전세대는 Glomerella cingulate에 편입된다. 이 병균은 풋고추형(strain G)과 붉은고추형(strain R)이 있는 것으로 보고되었으며, 이 중 피해가 큰 것은 풋고추형인 것으로 알려져 있다. 붉은고추형은 병반에 조금의 털이 나기도 하지만, 풋고추형은 없으며 다만 표피조직을 일으키면서 분생포자퇴가 형성된다. 분생포자는 무색이며, 15∼17×4.5 ㎛ 크기의 긴 타원형이다. 또한, 흑색탄저병은 Colletotrichum dimatium이라는 곰팡이의 침입으로 일어난다. 이 균은 병반에 암갈색의 억세게 생긴 강모와 함께 초생달 모양의 분생포자로 된 포자퇴를 형성하며, 검게 보이는 것은 포자퇴의 강모가 모여 검게 보인다.

상기와 같은 두 가지 탄저병균 모두 종자전염을 할 수 있으며 병든 과실 등에 붙어서 균사와 포자의 형태로 포장하여 월동하여 다음해의 전염원이 된다.

또한, 연작할 경우 전염원의 밀도가 높아져 탄저병이 발생하기 쉽다. 탄저병 발생은 특히 비와 밀접한 관계를 갖고 있는데, 이는 탄저병균의 포자가 비바람을 타고 전파되며 전파된 포자가 발아하여 병을 일으키는데도 수분이 필요하기 때문이다. 그 외에, 밀식하여 통풍이 잘 되지 않을 때 심하게 발생한다.

따라서, 상기 탄저병을 막기 위하여는 예방적 약제 살포가 매우 중요하다. 예방적 약제살포는 장마가 오기 전, 특히 비오기 전에 약제를 분무기의 노즐을 위로 향하게 하여 약이 과실 표면에 골고루 묻도록 살포할 수 있다. 현재, 탄저병을 예방하기 위한 약제로는 프로피수화제 500 배액, 만코지수화제 500 배액, 타로닐수화제 600 배액, 디치수화제 1,000 배액 등이 알려져 있다. 이와같이 대부분 현재 사용되고 있는 농약은 유기합성농약으로 사용량의 증가로 농업생산비 증가는 물론 농약에 의한 환경오염 역시 큰 사회문제로 대두되고 있다.

탄저병은 일단 방제 시기를 놓쳐 온 밭에 퍼지면 방제가 매우 어렵고, 약제를 살포하여 어느 정도 방제를 하였다 하여도 이미 병에 걸린 과실은 품질이 많이 떨어지므로 장마가 오기 전에 약제를 살포하여 과실을 보호하는 것이 매우 중요하다. 특히, 최근에 발생한 탄저병은 어린 풋과실과 붉은과실을 모두 썩게 하므로 일단 방제 시기를 놓치면 결정적인 피해를 입게 된다.

최근 국내에서는 품종에 따라 차이가 있기는 하지만, 평균 30∼40 %의 탄저병 이병율이 나타나며, 심한 경우 발생율이 60∼70 %에 이르러 상품성을 저하시키고 농가 소득에 큰 피해를 입히고 있어, 건전 고추 생산 및 수량감소를 초래하는 피해를 주고 있는 실정이다. 이에 따른 유기합성농약 사용의 증가로 농업생산비의 증가는 물론 농약에 의한 환경오염 역시 큰 사회문제로 대두되고 있어, 친환경 농자재의 개발은 매우 시급한 실정이다.

한편, 현재 많이 사용되고 있는 유기합성계 농약은 잔류 농약이 토양으로 유입되고 있고, 농약중독증 등의 부작용이 발생되고 있는 실정이다. 특히, 농약 중독의 경우에는 해마다 많은 사람이 생명을 잃고 있으며, 생태계 파괴까지도 유발되고 있어서 환경오염 문제와 더불어 농약의 잔류 독성 문제는 커다란 사회문제로 부각되고 있다.

그러나, 생물체로부터 생산되는 대사산물은 병원균에 대하여만 항균 활성을 나타내고 인간, 가축, 식물 등에는 거의 영향을 끼치지 않으며, 환경에 잔류되지 않는다. 따라서, 미생물을 환경친화적인 친환경 농자재로서의 사용한다면 유기합성계 농약의 대안으로 사용할 수 있을 것이다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 고추 탄저병을 발병시키는 병원균인 코레토트리쿰(Colletotrichum sp.)에 대하여 강력한 포자 억제 활성을 가지는 대사산물을 생산할 수 있는 바실러스속(Bacillus sp.) YJH-051 균주 및 이를 이용한 고추 탄저병의 방제방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 친환경 농자재로 사용하여 고추에 발병하는 탄저병을 감소시킬 수 있으며, 동시에 현재 사용되고 있는 유기합성 농약의 폐해성을 감소시키고, 고추의 상품성 및 생산성을 증대시킬 수 있는 항진균 활성을 가지는 바실러스속(Bacillus sp.) YJH-051 균주 및 이를 이용한 고추 탄저병의 방제방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고추 탄저병균에 대하여 항진균 활성을 가지는 바실러스속(Bacillus sp.) YJH-051 균주를 제공한다.

또한 본 발명은 상기 바실러스속(Bacillus sp.) YJH-051 균주 또는 이로부터 생산되는 대사산물을 고추열매나 고추재배지에 처리하는 것을 특징으로 하는 고추 탄저병 방제방법을 제공한다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명자들은 고추에 탄저병을 발병시키는 병원균, 특히 코레토트리 쿰(Colletotrichum sp.)의 포자 발아 억제 효과를 나타내는 대사산물을 생산하는 미생물을 찾기 위해 노력한 결과 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 바실러스속(Bacillus sp.) YJH-051 균주는 고추 탄저병을 유발시키는 코레토트리쿰(Colletotrichum sp.)의 포자 발아를 억제하여 탄저병을 방제할 수 있다.

상기 바실러스속(Bacillus sp.) YJH-051 균주는 토양으로부터 분리할 수 있다.

본 발명의 바실러스속(Bacillus sp.) YJH-051 균주는 전국의 고추재배지에서 채취한 토양을 NB 평판배지에 배양하여 균주를 분리한 후, 상기 분리한 균주들 중 코레토트리쿰 글레로스포리오디스(Colletotrichum gloeosporioides, KACC 40003)에 대한 항균 활성이 가장 좋은 균주를 선별하여 동정한 결과, 바실러스속(Bacillus sp.) 미생물임을 확인하고, 이를 바실러스속(Bacillus sp.) YJH-051이라 명명하고, 이 균주를 2005년 11월 2일자로 농업생명공학연구원에 기탁하였다(기탁번호: KACC 91195P).

또한 본 발명은 상기 바실러스속(Bacillus sp.) YJH-051 균주 또는 이로부터 생산되는 대사산물을 이용한 고추 탄저병 방제방법을 제공하는 바, 상기 방제방법은 본 발명의 바실러스속(Bacillus sp.) YJH-051 균주 또는 이로부터 생산되는 대사산물을 고추 재배시 친환경 농자재로 사용하여 고추열매나 고추재배지에 살포하면 고추 탄저병균으로부터 고추 피해를 감소시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실 시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1. 바실러스속( Bacillus sp. ) YJH-051 균주의 선별

전국의 고추재배지에서 채취한 토양을 증류수에 일백금이 현탁시킨 후, NB 평판배지(육즙 0.3 %, 펩톤 0.5 %, 한천 1.2 %)에 도말하고 30 ℃에서 1∼2 일간 배양하여 균주를 분리하였다.

그 다음, 영양 액체 배지(NB 배지) 10 mL에 상기 분리한 균주를 백금이로 1회 접종하고 30 ℃에서 76 시간 동안 진탕배양하였다. 상기 배양액을 12,000×g에서 20 분간 원심분리하고 코레토트리쿰 글레로스포리오디스(Colletotrichum gloeosporioides, KACC 40003)를 피검균으로 사용하여 페이퍼 디스크(paper disc)법으로 배양 상등액의 항균활성을 측정하였다. 상기 분리 균주들 중에서 항균 활성이 가장 좋은 균주를 선별하여 동정한 결과, 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis)와 유사하지만, 성장 염농도, 싸이트레이트 이용성에서 차이를 보여 신규한 미생물임을 확인하였다.

실시예 2. 바실러스속( Bacillus sp. ) YJH-051 균주의 동정

바실러스속(Bacillus sp.) YJH-051 균주의 동정은 당업계에서 통상적으로 실시하는 형태학적, 배양학적, 생리학적 특성에 대한 동정법에 따라 실시하고, 그 결과를 하기 표 1 내지 3에 나타내었다.

형태학적 특성
형태	단간균
세포크기	1.4×3.5 ㎛
운동성	+ (양성)
그람염색	+ (양성)
포자형성	타원형
포자위치	중앙

상기 표 1을 통하여, 본 발명의 바실러스속 YJH-051 균주는 단간균이며, 포자의 형태는 타원형이고 세포의 중심에 위치하며, 포자낭은 팽창되지 않은 상태임을 알 수 있었다.

배양학적 특성
콜로니 형태	원형
콜로니 표면	매끄러움
콜로니 모서리	파상
콜로니 에리베이션	돌출
콜로니 흐림도	불투명면
콜로니 색깔	크림색
콜로니 광택성	빛나지 않음

상기 표 2를 통하여, 본 발명의 바실러스속 YJH-051 균주는 영양 액체 배지에서 30 ℃에서 1∼2 일간 배양 생육이 좋고, 펠리클을 형성하지 않으며, 균체의 침전현상이 나타나지 않음을 확인할 수 있었다.

생리학적 특성
성장온도		20∼50 ℃
성장 pH 범위		4∼10
성장 NaCl 한계		< 6 %
카탈라제		+
옥시다제		-
유레아제		+
리파제		-
β-갈락토시다제		+
알기닌 디하이드로라제		-
페닐알라닌 디아미나제		-
가수분해	스타치	+
	카제인	+
	셀룰로오스	-
	에스쿨린	+
	인돌형성		-
	TSI 한천배지에서의 H₂S 형성		-
	수크로스로부터 레반 형성		+
펩톤으로부터 NH₃ 형성		+
알기닌으로부터 NH₃ 형성		+
젤라틴 액화		+
사이트레이트 이용		-
프로피오네이트 이용		+
메틸레드 테스트		+
질소환원		+
탈질소		+
우유반응	응고	-
	펩토니제이션	+
	혈액 용혈 작용		+
O-F 테스트		발효
티로신 분해		-
[주] + (양성), - (음성)

상기 표 3을 통하여, 본 발명의 바실러스속 YJH-051 균주의 생육온도 범위는 20∼50 ℃이고, 생육 pH 범위는 4∼10이며, 염농도 6 %까지 생육이 가능함을 알 수 있었다. 또한, 카탈라제 양성, 옥시다제 음성, 및 프로피오네이트 이용성을 나타내며, 전분을 가수분해하였으나 사이트레이트는 이용하지 않음을 확인할 수 있었다.

실시예 3. 바실러스속( Bacillus sp. ) YJH-051 균주의 항균활성 검정

상기 실시예 1 및 2에서 분리 동정된 바실러스속 YJH-051 균주를 100 mL의 삼각 플라스크에 20 mL로 분주한 영양 액체 배지(Nutrient broth)에 백금이로 1 회 접종한 후, 30 ℃에서 48 시간 동안 진탕배양하고, 정지기에 도달한 균주를 종균으로 사용하였다.

바실러스속 YJH-051 균주의 항진균활성을 측정하기 위하여 피검균으로 코레토트리쿰 글레오스포리오디스(Colletotrichum gloeosporioides, KACC 40003)를 선택하여 다음과 같은 방법으로 실시하였다.

먼저, 고추에 증류수, 유기농약 1처리(0.001 g/mL), 유기농약 2처리(0.001 g/mL), 본 발명의 바실러스속 YJH-051 균주의 배양액을 100 ㎕/mL, 250 ㎕/mL, 500 ㎕/mL로 각각 처리하여 자연상태에서 건조시켰다. 그 다음, 코레토트리쿰 글레오스포리오디스(Colletotrichum gloeosporioides, KACC 40003)를 PDB 배지(Potato Dextrose Broth)에 배양한 후 무균적으로 배양액을 균일하게 파쇄하여 현택액을 만든 후, 멸균된 항균력 측정용 페이퍼 디쉬를 적셔 건조된 고추 표면에 놓아 28∼30 ℃의 온도에서 96 시간 동안 방치하여 탄저병 발병정도를 관찰하고, 그 결과를 도 1에 나타내었다.

도 1에서 1: 증류수 처리구, 2: 유기농약 1처리(0.001 g/mL)구, 3: 유기농약 2처리(0.001 g/mL)구, 4: 바실러스속 YJH-051 균주 배양액 100 ㎕/mL 처리구, 5: 바실러스속 YJH-051 균주 배양액 250 ㎕/mL 처리구, 6:: 바실러스속 YJH-051 균주 배양액 500 ㎕/mL 처리구이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 바실러스속 YJH-051 균주의 배양액을 처리한 경우 증류수를 처리한 무처리구, 유기농약을 처리한 대조구와 비교하여 탄저병 발병정도가 현저히 낮거나 거의 없음을 확인할 수 있었다.

실시예 4. 바실러스속( Bacillus sp. ) YJH-051 균주의 포자 발아억제 검정

바실러스속 YJH-051 균주를 특정배지에서 배양하여 배양액을 50 ㎕/mL, 25 ㎕/mL, 12.5 ㎕/mL, 6.125 ㎕/mL, 3.0625 ㎕/mL의 농도로 준비하였다. 그 다음, 고추 탄저병균의 포자에 상기 준비한 배양액을 처리하여 탄저병균의 포자 발달 상태를 관찰하고, 그 결과를 도 2에 나타내었다. 이때, 대조구로는 증류수를 처리한 구와 유기농약 0.001 g/mL를 처리한 구를 사용하였다.

도 2에서 C: 증류수 처리구, 1: 유리농약 처리구(0.001 g/mL), 2: 바실러스속 YJH-051 균주 배양액 50 ㎕/mL 처리구, 3: 바실러스속 YJH-051 균주 배양액 25 ㎕/mL 처리구, 4: 바실러스속 YJH-051 균주 배양액 12.5 ㎕/mL 처리구, 5: 바실러스속 YJH-051 균주 배양액 6.125 ㎕/mL 처리구, 6: 바실러스속 YJH-051 균주 배양액 3.0625 ㎕/mL 처리구이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 바실러스속 YJH-051 균주의 배양액을 처리한 경우 증류수를 처리한 무처리구와 비교하여 잔저병균 포자의 발아를 현저히 억제함을 알 수 있었으며, 종래 사용하던 유기농약과 비교하여도 동등 또는 우수한 포자 발아 억제 효과를 나타냄을 알 수 있었다.

본 발명에 따르면 고추 탄저병을 발병시키는 병원균인 코레토트리쿰(Colletotrichum sp.)에 대하여 강력한 포자 억제 활성을 가지는 대사산물을 생산함으로써 친환경 농자재로 사용하여 고추에 발병하는 탄저병을 감소시킬 수 있으 며, 동시에 현재 사용되고 있는 유기합성 농약의 폐해성을 감소시키고, 고추의 상품성 및 생산성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

고추 재배지 유래의 미생물로서, 6% 이하의 염농도 하에서 성장 가능하고 고추 탄저병균에 대하여 항진균 활성을 가지는 바실러스속(Bacillus sp.) YJH-051 균주(기탁번호: KACC 91195P).
제1항에 있어서,

상기 고추 탄저병균이 코레토트리쿰(Colletotrichum sp.)인 것을 특징으로 하는 바실러스속(Bacillus sp.) YJH-051 균주.
제1항 기재의 바실러스속(Bacillus sp .) YJH-051 균주 또는 이로부터 생산되는 대사산물을 고추열매나 고추재배지에 처리하는 것을 특징으로 하는 고추 탄저병 방제방법.