KR100914225B1 - 신규한 스트렙토마이세스 ｓｍ008ｓ 균주 및 이를 이용하는 식물병원균 방제 - Google Patents

신규한 스트렙토마이세스 ｓｍ008ｓ 균주 및 이를 이용하는 식물병원균 방제 Download PDF

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Abstract

본 발명은 식물병원균에 대하여 방제효과를 갖는 신규한 스트렙토마이세스속 균주, 이를 포함하는 식물병원균 방제용 조성물, 및 이를 이용한 식물병원균 방제 방법에 관한 것이다.

Description

신규한 스트렙토마이세스 ＳＭ008Ｓ 균주 및 이를 이용하는 식물병원균 방제{Streptomyces sp. SM008S strain and method of controlling plant pathogens using the same}
본 발명은 식물병원균에 대하여 방제효과를 갖는 신규한 스트렙토마이세스속 균주, 이를 포함하는 식물병원균 방제용 조성물, 및 이를 이용한 식물병원균 방제 방법에 관한 것이다.
식물의 병해충 방제에는 친환경적인 기술이 보급되도록 추진되고 있는데, 생물농약은 그 동안 경제성과 제제의 제조방법 및 사용 방법상의 문제 등으로 인해 대규모로 생산되지는 못하였다. 최근 식물병의 생물학적 방제 연구가 활기를 띠어 미생물 제제의 실용화 가능성으로 외국에서는 길항 진균과 세균을 이용한 미생물 농약에 대하여 많은 개발이 이루어지고 있다(Cook and Baker, 1983; Kim 등, 1990; Dandurand 등, 2000; Jack and Robert, 1998; Jack and Robert, 2001). 예컨대, 균핵병의 생물학적 방제 인자로서 Coniothyrium minitans (Whipps and Gerlagh, 1992), Serratia plymuthica (Merav 등, 2003), Ulocladium atrum(Li 등, 2003), Pseudomonas fluorescens(Pedras 등, 2003), Bacillus megaterium N4 (이재필 등, 2002), Nostoc strain ATCC 53789(Biondi 등, 2004) 등이 보고된 바 있다.
현재 전세계 생물농약시장은 7000억원 정도로 소규모이지만 매년 12%정도의 고속성장을 지속하고 있으며, 특히 미생물농약 분야는 년간 15 내지 20%의 고속성장을 지속할 것이라고 예측하고 있다(농경과원예사, 2001; Steve, L, 1999; Knight 등, 1997).
따라서, 친환경적이고 인축에게 무해하면서 보다 다양한 식물병원균에 대하여 방제 활성을 갖는 생물학적 방제제의 개발이 요구된다.
이에, 본 발명의 일례는 식물병원균에 대하여 방제효과를 갖는 신규 스트렙토마이세스 속 균주를 제공한다.
다른 예에 있어서, 본 발명은 상기 스트렙토마이세스 속 균주를 유효성분으로 포함하는 식물병원균 방제제를 제공한다.
또 다른 예에 있어서, 본 발명은 상기 스트렙토마이세스 속 균주를 식물에 적용하는 단계를 포함하는 식물병원균 방제 방법을 제공한다.
본 발명은 식물병원균에 대하여 방제효과를 갖는 신규한 스트렙토마이세스속 균주, 이를 포함하는 식물병원균 방제용 조성물, 및 이를 이용한 식물병원균 방제 방법에 관한 것이다.
본 발명자들은 식물병원균에 대하여 우수한 항균활성을 갖는 스트렙토마이세스 (Streptomyces sp.) SM008S 균주 (수탁번호: KCTC11441BP)를 분리 및 동정하는데 성공하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 일례는 식물병원균에 대하여 항균활성을 갖는 수탁번호 KCTC11441BP의 스트렙토마이세스 (Streptomyces sp.) SM008S 균주를 제공한다.
다른 예에서, 본 발명은 수탁번호 KCTC11441BP 의 스트렙토마이세스 (Streptomyces sp.) SM008S 균주의 균체, 상기 균주의 현탁액, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축물, 및 상기 배양물의 건조물로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 유효성분으로 함유하는 식물병원균 방제용 조성물을 제공한다.
또 다른 예에서, 본 발명은 수탁번호 KCTC11441BP 의 스트렙토마이세스 (Streptomyces sp.) SM008S 균주의 균체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축물, 및 상기 배양물의 건조물로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 식물에 적용하는 단계를 포함하는 식물병원균 방제 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 스트렙토마이세스 (Streptomyces sp.) SM008S 균주는 세균류 및 진균류를 포함하는 다양한 식물병원균에 대하여 방제 효과를 가지며, 하기의 실시예에서 확인되는 바와 같이 검은무늬병균 (Alternaria brassicicola), 반쪽시들음병균 (Verticillium dahliae), 균핵병균 (Sclerotinia sclerotiorum), 모잘록병균 (Rhizoctonia solani), 잿빛곰팡이병균 (Botrytis cinerea), 잎점무늬병균 (Bipolaris sorokiniana), 시들음병균 (Fusarium oxysporum), 붉은곰팡이병균 (Fusarium graminearum), 무름병균 (Erwinia carotovora subsp. carotovora 및 Pseudomonas fluorescens) 등으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상에 대하여 방제 효과를 갖는다. 이 중에서도 특히 잎점무늬병균(Bipolaris sorokiniana)에 대한 방제 활성은 본 발명에 따른 스트렙토마이세스 (Streptomyces sp.) SM008S 균주와 상동성이 높은 것으로 나타난 스트렙토마이세스 속 균주에서는 알려진 바 없는 활성이다.
상기 균체는 스트렙토마이세스 (Streptomyces sp.) SM008S 균주의 균체는 균 자체의 몸체와 균사 및 포자를 모두 포함하는 의미이며, 상기 현탁액은 상기 균체가 증류수, 생리식염수, 완충액 등에 현탁된 상태를 의미하고, 상기 배양물은 균체 포함 및 균체 비포함 배양물을 모두 포함하며, 상기 농축물 및 건조물은 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 방법에 따라서 농축 또는 건조된 것을 의미한다.
본 발명에 따른 식물병원균 방제용 조성물 및/또는 식물병원균 방제 방법이 적용 가능한 식물은 특별한 제한이 없으며, 예컨대 고추, 토마토, 딸기, 참외, 오이, 감자, 인삼 등으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상의 식물에 적용 가능하지만, 이에 제한되지는 않는다. 적용 농도는 방제 효과의 최대화와 부작용의 최소화 및 경제적 측면에서 1X106 CFU/ml 내지 1X109 CFU/ml의 양으로 적용하는 것이 바람직하지만 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 스트렙토마이세스 (Streptomyces sp.) SM008S 균주를 식물병원균 방제에 사용함으로써, 친환경적이고 인축에게 무해하면서 보다 다양한 식물병원균에 대한 방제가 가능하다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의하여 보다 상세히 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 균주의 분리
퇴비시료 20g 을 80℃ Dry oven 에서 20 분간 건조시킨 후 멸균증류수 100 ㎖이 들어있는 삼각플라스크에 첨가하여 30 분간 교반하여 시료용액을 만들었다. 시료용액을 105~106으로 희석한 후 각 희석액을 200 ㎕씩 취하여 트립틱 소이 한천배지(Tryptic soy agar)에 도말하여 28℃에서 배양한 후 세균콜로니가 나타나면 영양한천배지(Nutrient agar)에서 계대배양하여 단일콜로니를 분리하였다. 분리된 단일콜로니를 감자 한천배지(Potato Dextrose Agar)에 시들음병균 (Fusarium oxysporum)과 함께 배양하여 시들음병균에 대한 억제활성이 있는 콜로니를 선발하여 SM008S 로 명명하였다. 상기 균주 SM008S 를 2008 년 12 월 5 일자로 대전에 소재하는 한국생명공학연구원 생물자원센터(KCTC)에 기탁하여 기탁번호 KCTC11441BP 를 부여받았다.
실시예 2: 식물병원균과 SM008S 균주의 대치배양을 통한 항균활성 검정
상기 실시예 1 에서 분리된 SM008S 균주의 항균 활성을 확인하기 위하여, 상기 균주를 대두분 1%, 및 글루코스 1%가 함유된 차펙 한천배지(Czapek agar, Difco)를 이용하여 28℃에서 5 일간 배양하여 사용하였다. 상기 배양액을 2X107CFU/ml 로 희석하여 paper disc 에 10 ㎕씩 점적하고, 5~7 일간 아래의 표 1 에 기재된 식물병원균과 감자 한천배지(Potato Dextrose Agar)에서 대치 배양한 뒤, 분리 균주에 의한 저지원(Inhibition zone) 지름을 측정하여 상기 분리 균주의 항균 활성을 조사하였다.
상기에서 얻어진 결과를 아래의 표 1 에 나타내었다.
[표 1] SM008S 균주의 식물병원균에 대한 항균 활성 조사
대상 병원균 항균 활성 배양 온도
Alternaria brassicicola 검은무늬병균 ++ 25℃
Verticillium dahliae 반쪽시들음병균 ++ 25℃
Sclerotinia sclerotiorum 균핵병균 ++ 25℃
Rhizoctonia solani 모잘록병균 ++ 25℃
Botrytis cinerea 잿빛곰팡이병균 + 25℃
Bipolaris sorokiniana 잎점무늬병균 + 25℃
Fusarium oxysporum 시들음병균 ++ 25℃
Fusarium graminearum 붉은곰팡이병균 ++ 25℃
Erwinia carotovora subsp. carotovora 무름병균 + 28℃
Pseudomonas fluorescens 무름병균 + 28℃
+++: 저지원 지름 20 mm 이상.
++: 저지원 지름 10 mm 이상 20 mm 미만.
+: 저지원 지름 10mm 미만.
실시예 3: 분리 균주의 동정
상기 분리 균주 SM008S 의 형태적 배양적 특성을 조사하기 위하여, 전분을 함유한 차펙 한천배지 (Czapek agar), 유기 한천배지 (organic agar), 오트밀 한천배지 (oat meal agar)에서 SM008S 균주를 배양한 뒤 현미경 하에서 균을 관찰하였고, 16S rDNA 염기서열 분석을 수행하였다.
16S rDNA 염기서열 분석에 필요한 단편을 증폭하기 위해 SM008S 균주의 genomic DNA 와 27F primer (5'- AGAGTTTGATYMTGGCTCAG -3' (Y = C or T, M = A or C, SEQ ID NO: 2)), 1492R primer (5'- TACGGYTACCTTGTTACGACT -3' (Y = C or T), SEQ ID NO: 3)를 사용하여 PCR 반응을 수행하였다. PCR 반응은 GeneAmpTM PCR System 9700(Applied Biosystem)을 이용하여, 94℃에서 3 분간 1 cycle 수행하고, 94℃에서 30 초, 50℃에서 30 초, 72℃에서 5 분 과정을 총 30 cycle 수행한 뒤, 72℃에서 10 분간 1 cycle 수행하였다. PCR 결과는 1% agarose gel 에 전기영동하여 확인한 뒤 16S rDNA 단편을 회수하였다. 회수된 단편은 ABI PRISMTM BigdyeTM terminator cycle sequencing Ready reaction kit V.3.1 (Applied Biosystem)을 이용하여 염기서열 분석 반응을 수행한 뒤, Montage dye remove kit(Millipore)을 이용하여 형광 라벨된 단편을 회수하였다. 회수된 단편은 ABI 3730XL capillary DNA sequencer(Applied Biosystem)를 이용하여 전개하였고 얻어진 결과로부터 염기서열을 결정하였다.
형태적 배양적 특성 조사 결과, SM008S 균주는 그람 양성균이며, 포자를 형성하고, 포자는 사슬 형태로 연결되고 물결 모양이며 표면이 매끄럽다. 전분을 함유한 차펙 한천배지 (Czapek agar)에서 공중 균사 (aerial mycelium)는 회색이 도는 흰색이며, 기저 균사 (substrate mycelium)는 노란색을 띠고 색소는 갈색이다. 유기 한천배지 (organic agar) 에서 공중 균사는 흰색 또는 베이지색이고, 기저 균사는 갈색을 띠며 색소는 갈색이다. 오트밀 한천배지 (oat meal agar)에서 공중 균사는 회색이 도는 베이지색이고, 기저 균사는 베이지색이 도는 회색, 색소는 갈색이다. 멜라노이드 색소 (melanoid pigment)는 분비되지 않는다. 탄소원으로 포 도당(glucose), 아라비노스(arabinose), 설탕(sucrose), 및/또는 마니톨(mannitol)을 이용하며, 라피노스(raffinose)는 이용하지 못한다.
16S rDNA 염기서열 분석 결과 얻어진 SM008S 균주의 16S rDNA 서열을 도 1 및 SEQ ID NO: 1 에 나타내었다.
상기 얻어진 SM008S 균주의 16S rDNA 의 염기서열은 NCBI GenBank 에 등록된 미생물과 비교하여 스트렙토마이세스(Streptomyces) 속의 타입 균주 중 S. sampsonii, S. odorifer, S. felleus, S. albidoflavus, S. limosus, S. canescens, 및 S. coelicolor 와는 99.7%, S. koyangensis 와는 99.6%의 상동성을 나타내어, 분리된 균주를 스트렙토마이세스 (Streptomyces sp.) SM008S 으로 명명하였다.
도 1 은 스트렙토마이세스 (Streptomyces sp.) SM008S 균주의 16S rDNA 염기서열을 보여주는 것이다.
<110> SESIL Corporation <120> Streptomyces sp. SM008S strain and method of controlling plant pathogens using the same <160> 3 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 1396 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> nucleotide sequence of 16S rDNA of SM008S strain <400> 1 accatgcaag tcgaacgatg aaccgctttc gggcggggat tagtggcgaa cgggtgagta 60 acacgtgggc aatctgccct gcactctggg acaagccctg gaaacggggt ctaataccgg 120 atatgaccgt ctgccgcatg gtggatggtg taaagctccg gcggtgcagg atgagcccgc 180 ggcctatcag cttgttggtg aggtagtggc tcaccaaggc gacgacgggt agccggcctg 240 agagggcgac cggccacact gggactgaga cacggcccag actcctacgg gaggcagcag 300 tggggaatat tgcacaatgg gcgaaagcct gatgcagcga cgccgcgtga gggatgacgg 360 ccttcgggtt gtaaacctct ttcagcaggg aagaagcgaa agtgacggta cctgcagaag 420 aagcgccggc taactacgtg ccagcagccg cggtaatacg tagggcgcaa gcgttgtccg 480 gaattattgg gcgtaaagag ctcgtaggcg gcttgtcacg tcggttgtga aagcccgggg 540 cttaaccccg ggtctgcagt cgatacgggc aggctagagt tcggtagggg agatcggaat 600 tcctggtgta gcggtgaaat gcgcagatat caggaggaac accggtggcg aaggcggatc 660 tctgggccga tactgacgct gaggagcgaa agcgtgggga gcgaacagga ttagataccc 720 tggtagtcca cgccgtaaac ggtgggcact aggtgtgggc aacattccac gttgtccgtg 780 ccgcagctaa cgcattaagt gccccgcctg gggagtacgg ccgcaaggct aaaactcaaa 840 ggaattgacg ggggcccgca caagcggcgg agcatgtggc ttaattcgac gcaacgcgaa 900 gaaccttacc aaggcttgac atacaccgga aacgtctgga gacaggcgcc cccttgtggt 960 cggtgtacag gtggtgcatg gctgtcgtca gctcgtgtcg tgagatgttg ggttaagtcc 1020 cgcaacgagc gcaacccttg tcccgtgttg ccagcaggcc cttgtggtgc tggggactca 1080 cgggagaccg ccggggtcaa ctcggaggaa ggtggggacg acgtcaagtc atcatgcccc 1140 ttatgtcttg ggctgcacac gtgctacaat ggccggtaca atgagctgcg ataccgtgag 1200 gtggagcgaa tctcaaaaag ccggtctcag ttcggattgg ggtctgcaac tcgaccccat 1260 gaagtcggag tcgctagtaa tcgcagatca gcattgctgc ggtgaatacg ttcccgggcc 1320 ttgtacacac cgcccgtcac gtcacgaaag tcggtaacac ccgaagccgg tggcccaacc 1380 ccttgtggga gggagc 1396 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 27F primer <400> 2 agagtttgat ymtggctcag 20 <210> 3 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 1492R primer <400> 3 tacggytacc ttgttacgac t 21

Claims (7)

  1. 수탁번호 KCTC11441BP 의 스트렙토마이세스 (Streptomyces sp.) SM008S 균주.
  2. 수탁번호 KCTC11441BP 의 스트렙토마이세스 (Streptomyces sp.) SM008S 균주의 균체, 상기 균주의 현탁액, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축물, 및 상기 배양물의 건조물로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 유효성분으로 함유하고
    검은무늬병균 (Alternaria brassicicola), 반쪽시들음병균 (Verticillium dahliae), 균핵병균 (Sclerotinia sclerotiorum), 모잘록병균 (Rhizoctonia solani), 잿빛곰팡이병균 (Botrytis cinerea), 잎점무늬병균 (Bipolaris sorokiniana), 시들음병균 (Fusarium oxysporum), 붉은곰팡이병균 (Fusarium graminearum), 및 무름병균 (Erwinia carotovora subsp. carotovora 및 Pseudomonas fluorescens)으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상에 대하여 방제활성을 갖는
    식물병원균 방제용 조성물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 수탁번호 KCTC11441BP 의 스트렙토마이세스 (Streptomyces sp.) SM008S 균주의 균체, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축물, 및 상기 배양물의 건조물로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 식물에 적용하는 단계를 포함하는,
    검은무늬병균 (Alternaria brassicicola), 반쪽시들음병균 (Verticillium dahliae), 균핵병균 (Sclerotinia sclerotiorum), 모잘록병균 (Rhizoctonia solani), 잿빛곰팡이병균 (Botrytis cinerea), 잎점무늬병균 (Bipolaris sorokiniana), 시들음병균 (Fusarium oxysporum), 붉은곰팡이병균 (Fusarium graminearum), 및 무름병균 (Erwinia carotovora subsp. carotovora 및 Pseudomonas fluorescens)으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상에 대한 식물병원균 방제 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 식물은 고추, 토마토, 딸기, 참외, 오이, 감자, 및 인삼으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것인,
    식물병원균 방제 방법.
  7. 삭제
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