KR101066877B1

KR101066877B1 - 지력증진을 통한 참다래병의 생물학적 방제를 위한 발효퇴비

Info

Publication number: KR101066877B1
Application number: KR20080089592A
Authority: KR
Inventors: 조정일; 박용서; 조자용
Original assignee: 목포대학교산학협력단
Priority date: 2008-09-11
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2011-09-26
Also published as: KR20080089325A

Abstract

본 발명은 참다래 꼭지썩음 병원균 및 참다래 잿빛곰팡이 병원균에 대한 길항균인 Bacillus KB 112 (기탁번호: KCTC 8989p)를 콩에 접종 발효시킨 발효콩을 퇴비 조성물 중량대비 0.01∼1 중량% 첨가 혼합 15∼25℃에서 3∼10일간 숙성 발효시켜 제조된 참다래 생장용 퇴비에 관한 것이다.

발효콩, 퇴비, 참다래병, 바실러스, 길항균

Description

지력증진을 통한 참다래병의 생물학적 방제를 위한 발효퇴비{Fermented compost for biological prevention of Kiwi infection through strengthening the soil}

본 발명은 지력증진을 통한 참다래병의 생물학적 방제를 위한 참다래 생장용발효퇴비에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 참다래 꼭지썩음 병원균 및 참다래 잿빛곰팡이 병원균에 대한 길항균인 Bacillus KB 112 (KCTC 8989p)를 콩에 접종 발효시킨 발효콩을 퇴비 조성물 중량대비 0.01∼1 중량% 첨가 혼합 발효시켜 제조된 참다래 생장용 퇴비에 관한 것이다.

참다래나무(악티니디아 델리코스(Actinidia delicos))는 다래과 다래속에 속하는 중국 원산의 덩굴성인 낙엽성 아열대 과수로 국내에서 재배되기 시작한지 십수년이 되었다. 다른 과수에 비해 병충해 발생이 적어 재배가 용이한 편이며, 소비 도 증가해 이제 난지형 과수로 국내에 정착하게 되었는데, 그에 따라 수년전부터 이를 가해하는 병해충의 종류도 점차 증가하고 있다. 그 중에서 참다래 꼭지썩음병(stem-end rot)은 참다래의 저장, 수송, 유통 및 소비 과정 등에서 발생하는 수확 후 병해(post-harvest disease)로서 과실의 성숙 과정 중에 과병부에서 발병하는 것으로 우리나라에서는 2001년 처음으로 보고되었다.

참다래 꼭지썩음 병원균에 감염되어 발병되면 과피가 연모로 덮인 연성의 연한색으로 변하게 된다. 병해가 진전되면 과병부에서 물기가 많은 삼출물이 생기고, 백색의 균사가 알맹이 모양으로 형성되어 물방울처럼 생겨 저장 중인 참다래 과실에 많은 피해를 발생시킨다. 참다래 꼭지썩음병은 이와 같이 식용부위인 과실에 발생하고, 출하 이후의 유통 및 소비과정 등에서도 발생하기 때문에 생산자들이 선별을 잘 하여도 발병시 소비자들이 생산자를 불신하게 하는 원인이 되기도 하므로 인체에 피해가 없는 미생물 등에 의한 예방법의 개발은 시급한 실정이다.

한편 참다래의 잿빛곰팡이병은 보트리티스(Botrytis)속의 진균에 의해서 발생한다. 잿빛곰팡이 병원균에 감염되어 발병되면 잎에는 처음 수침상의 작은 반점이 형성되고 점차 진전되면서 갈색의 대형 병반으로 확대된다. 주로 잎 끝부분에서부터 발병되는 일이 많으며, 습하면 병반상에 잿빛의 분생포자가 밀생한다. 과실에는 주로 저장 중에 나타나며, 처음에는 과육이 변색되고, 심하면 과실전체가 부패한다. 특히, 과실에 피해가 많아 재배 농가에서 문제가 심각한 실정이며, 이에 대 한 친환경적 방제 체계 확립이 절실한 실정이다.

이런 측면에서 본 발명은 참다래의 잎, 꽃 및 과실(열매) 등에서 자주 발생하는 식물병원성 곰팡이 병원균인 꼭지썩음 병원균(디아포르테 악티니디에(Diaporthe actinidiae))과 잿빛곰팡이 병원균(보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea))에 대하여 항균작용이 우수한 길항성 미생물을 선별하고 이를 콩 배지를 사용하여 배양한 후 발효퇴비를 생산함으로써 참다래병의 친환경적 생물학적 방제와 지력증진을 위한 발효퇴비를 개발하고 본 발명을 완성하게 된 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 참다래의 잎, 꽃 및 과실(열매) 등에서 발생하는 식물병원성 곰팡이 병원균인 꼭지썩음 병원균(디아포르테 악티니디에(Diaporthe actinidiae))과 잿빛곰팡이 병원균(보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea))에 대해 항균작용이 우수한 길항성 미생물을 선별하고 이를 콩 배지를 사용하여 배양함으로써 참다래병의 친환경적 생물학적 방제와 지력증진을 위한 발효퇴비를 개발코자 한 것이다.

본 발명의 목적은 참다래 꼭지썩음 병원균 및 참다래 잿빛곰팡이 병원균에 대한 길항균인 Bacillus KB 112 (기탁번호: KCTC 8989p)를 콩에 접종 발효시킨 발효콩을 퇴비 조성물 중량대비 0.01∼1 중량% 첨가 혼합 15∼25℃에서 3∼10일간 숙성 발효시켜 제조된 참다래 생장용 퇴비를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 참다래 생장용 퇴비는 참다래 꼭지썩음병을 발병시키는 디아포르테 악티니디에(Diaporthe actinidiae)와 참다래 잿빛곰팡이병을 발병시키는 보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea)에 길항하여 상기 병원균의 생장을 억제시킴을 특징으로 하는 참다래 생장용 퇴비를 제공하는 것이다.

본 발명의 효과는 참다래의 잎, 꽃 및 과실(열매) 등에서 발생하는 식물병원성 곰팡이 병원균인 꼭지썩음 병원균(디아포르테 악티니디에(Diaporthe actinidiae))과 잿빛곰팡이 병원균(보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea))에 대해 항균작용이 우수한 길항성 미생물을 선별하고 이를 콩 배지를 사용하여 배양함으로써 참다래병의 친환경적 생물학적 방제와 지력증진을 위한 발효퇴비를 제공하는 것이다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

1. 꼭지썩음 병원균과 잿빛곰팡이 병원균의 분리

전남 남부지역의 참다래 주생산지 과수원에서 발생하는 꼭지썩음 병원균과 잿빛곰팡이 병원균을 분리하기 위하여 전남 완도군, 해남군 및 장흥군 등의 참다래 과수원을 현지 답사하면서 병징과 표징별로 병반을 채집하여 참다래에서 꼭지썩음 병을 발병시키는 디아포르테 악티니디에(Diaporthe actinidiae)와 잿빛곰팡이병을 발병시키는 병원균인 보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea)를 분리하였다. 분리된 꼭지썩음 병원균과 잿빛곰팡이 병원균을 참다래에 재접종한 결과 참다래 꼭지썩음병 및 잿빛곰팡이병과 동일한 병징을 보여 본 실험의 공시 병원균으로 사용하였다.

2. 참다래병 길항성 세균의 선별

본 연구실 보유 유효 미생물 중 참다래 꼭지썩음 병원균과 잿빛곰팡이 병원균에 대하여 항균작용이 우수한 균주를 선별한 결과는 다음과 같다. 감자한천평판배지에서 참다래 과실에서 발병하는 꼭지썩음 병원균 및 잿빛곰팡이 병원균과 3일내지 5일간 대치배양하면서 길항균을 선발한 결과 길항성 세균인 바실러스 아밀로리퀘파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) CHO104 (KCTC 18060p)가 꼭지썩음 병원균에 대해 81% 정도로서 가장 높은 길항작용을 나타냈고, 길항균 CHO159 및 CHO117은 80% 정도의 길항작용을 나타내었다. 또한 잿빛곰팡이 병원균과의 대치배양 결과에도 Bacillus subtilis KB 112 (KCTC 8989p)가 병원균 생장억제력이 88.9% 정도로 가장 우수하였다. Bacillus subtilis KB 112는 본 발명자에 의해 2000년 2월 2일자로 생명공학연구원에 기탁되어 현재 제3자에게 공지된 균주이다. 그 다음으로는 CHO110 (78.3%)의 억제력이 우수하였다 (Table 1).

3. 길항균 배양액이 포함된 배지에서 꼭지썩음병과 잿빛곰팡이병 병원균의 생장억제 작용

참다래 꼭지썩음병원균과 잿빛곰팡이병에 대하여 항균작용이 우수하게 나타난 Bacillus subtilis KB 112 (KCTC 8989p) 배양액을 121℃에서 15분간 멸균하여 조제된 배양액을 플레이트에 부어 굳힌 다음 꼭지썩음병원균(디아포르테 악티니디에)과 잿빛곰팡이병원균(보트리티스 시네레아)을 접종하여 항균작용을 조사한 결과 참다래 꼭지썩음병원균과 잿빛곰팡이병원균에 대한 길항균 Bacillus subtilis KB 112 (KCTC 8989p)의 생장억제 작용은 100%로 현저히 높게 나타났다(표 2). 따라서 균주의 배양물질 내 항균물질은 가열로 인한 변성이 없는 비-단백질 성분인 것으로 추정되었다.

4. 참다래 꼭지썩음병과 잿빛곰팡이병 병원균에 대한 길항균 배양액의 생장억제 및 방제효과

참다래 과실에 꼭지썩음 병원균과 잿빛곰팡이 병원균을 살포한 다음 길항균 종류별 배양액을 5.0×10⁷ c.f.u./㎖의 농도로 희석하여 살포 후 생장상에서 보관하면서 처리 30일 후에 조사를 실시한 결과 대조구의 경우 참다래의 꼭지썩음병 및 잿빛곰팡이병의 발생이 매우 심하였다(Table 3). 따라서 Bacillus subtilis KB 112 (KCTC 8989p)는 생물농약의 개발 가능성이 높은 세균성 균주인 것으로 나타났다.

5. 길항균 제제의 현장적용 결과

표 4는 참다래에서 발생하는 잿빛곰팡이병과 꼭지썩음병에 대하여 항균작용이 우수한 Bacillus subtilis KB 112 (KCTC 8989p)를 처리하여 초장, 경경, 엽수, 엽면적, 최대근장 및 엽록소 함량 등 참다래 유묘의 초기생장에 미치는 영향을 조사한 결과이다. 초장을 보면 길항균 Bacillus subtilis KB 112 (KCTC 8989p)의 상토내 혼입 처리시에 초장, 경경, 엽수, 엽면적, 최대근장과 엽내 엽록소함량 등 생장반응이 대조구에 비해 많았다(표 4 및 도 3). 길항성이 뛰어난 균주가 참다래 식물생장을 촉진하는 역할을 한 것으로 조사되었다.

6. 참다래 길항균 접종 발효콩 퇴비의 제조

전라남도 농업 기술원에 의뢰하여 Bacillus KB 112 (KCTC 8989p)를 접종 발효시킨 발효콩 퇴비를 제조하였다. 퇴비의 성분 규격이 공정 규격에 비해 매우 우수하고 참다래 성장을 촉진하는 우수한 친환경 제제임을 알 수 있다. 즉 본 발명의 미생물 발효콩 퇴비는 참다래 꼭지썩음 병원균 및 참다래 잿빛곰팡이 병원균에 대한 길항균인 Bacillus KB 112 (기탁번호: KCTC 8989p)를 콩에 접종 발효시킨 발효콩을 퇴비 조성물 중량대비 0.01∼1 중량% 첨가 혼합 15∼25℃에서 3∼10일간 숙성 발효시켜 제조된 참다래 생장용 퇴비인 것이다.

이하 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 그러나 이러한 실시예들로 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

(실시예 1) 꼭지썩음 병원균과 잿빛곰팡이 병원균의 분리

저장중인 참다래(악티니디아 델리시오사(Actinidia deliciosa))에서 발생하는 곰팡이성 병원균인 꼭지썩음 병원균(디아포르테 악티니디에)을 분리하기 위하여 전남 보성, 완도, 장흥 및 해남 등 전남 서남부 지역의 참다래 재배 농가와 저장고에서 병징 및 표징별로 꼭지썩음 병원균에 감염된 병반을 채집하여 병환부로부터 병원균의 포자를 분리하였다. 또한 잿빛곰팡이병을 유발시키는 병원균을 분리하기 위하여 참다래의 잿빛곰팡이 병환부에서 채집된 병반을 온도 25℃와 상대습도 90% 이상의 항온항습실에서 3일간 습실 처리하였으며, 형성된 병조직은 70% 에탄올 및 5% 차아염소산 나트륨(NaOCl)으로 표면을 살균하였다. 표면살균 한 병반과 병조직은 병원균 선별용 배지 [감자 덱스트로스 한천(PDA) 배지 + 스트렙토마이신 200 ㎕/㎖, pH 3.0]에 올려놓고, 25℃ 항온 배양기에서 4∼5일간 배양하여 형성된 균총(colony)에서 잿빛곰팡이 병원균을 분리하였다(도 1).

(실시예 2) 병원균 및 근권 세균의 대치배양과 길항균의 선별

꼭지썩음병과 잿빛곰팡이병에 대한 길항성 세균의 분리 방법은 다음과 같이 실시하였다(Fig.2). 감자한천배지[감자 덱스트로스 한천(PDA) 배지] 플레이트 중앙에 꼭지썩음병을 유발하는 병원균(디아포르테 악티니디에)과 잿빛곰팡이 병원균(보트리티스 시네레아)을 각각 먼저 접종한 후 병원균의 활착 후 단일 세균을 접종하였으며, PDA 배지 상에서 5∼7일 정도 대치배양 후 길항성을 조사하였다. 대치 배양 후 저지대(inhibition zone)를 높은 비율로 형성하는 근권 세균을 길항균으로 선발하였다. 길항균의 병원균에 대한 생장 저지율은 PDA 배지에서 7일간 대치배양하면서 형성된 콜로니(colony)들의 크기를 측정하여 무처리구와 비교한 후 백분율로 계산하여 선별하였다. 이상의 과정을 거쳐 길항 미생물은 본 연구실에서 기 보유중인 유용한 미생물 중 이미 기탁된 Bacillus subtilis KB 112(KCTC 8989p)를 선별하였다.

(실시예 3) 길항균인 Bacillus subtilis KB 112(KCTC 8989p)의 꼭지썩음병과 잿빛곰팡이병에 대한 생장억제

길항균인 Bacillus subtilis KB 112(KCTC 8989p) 배양액이 꼭지썩음병과 잿빛곰팡이 병원균의 생장억제에 미치는 영향을 조사하기 위해 우선 길항균을 3일 동안 SD + B + P 배지(당 5%, 대두 소스 3%, 우육 추출물 0.2%, 펩톤 0.2%)에서 배양한 다음 배양액을 10,000 rpm에서 8분간 원심분리하여 세포를 제거하고, 배양액에 맞는 PDA와 혼합하여 121℃에서 15분간 멸균하였다. 또한, 길항균 배양액을 여과 처리하여 조제한 배지는 전체 배양액에 맞는 PDA(4배 농축)와 1/4의 배양상징액을 멸균한 후 0.45 ㎛ 멤프레인 필터로 여과한 3/4의 배양상징액을 혼합하여 조제하였다. 조제된 배양액 배지를 플레이트에 부어 굳힌 다음 참다래 과실의 꼭지썩음병원균과 잿빛곰팡이 병원균을 각각 접종하여 25℃ 인큐베이터 내에서 7일간 배양시켜 실험한 결과를 PDA에 접종한 대조구와 비교하는 방법으로 실시하였다.

(실시예 4) 길항균인 Bacillus subtilis KB 112(KCTC 8989p)의 처리에 따른 참다래 꼭지썩음병과 참다래 잿빛곰팡이병 방제 효과

길항균인 Bacillus subtilis KB 112(KCTC 8989p) 배양액처리가 참다래 꼭지썩음병과 참다래 잿빛곰팡이병 방제에 미치는 영향은 참다래 과실에 꼭지썩음 병원균과 잿빛곰팡이 병원균을 각각 살포한 다음 길항균 종류별 배양액을 5.0×10⁷ c.f.u./㎖의 농도로 희석하여 살포 후 생장상에서 참다래 과실을 보관하면서 처리 30일 후에 조사를 실시하였다. 길항균 처리에 따른 꼭지썩음병 방제 효과는 매우 심함(+++), 심함(++), 약간 발생(+) 및 비 감염 및 병해발생 전무(-) 등으로 구분하여 조사하였다.

(실시예 5) 길항균인 Bacillus subtilis KB 112(KCTC 8989p) 접종 발효콩 퇴비의 제조

길항균인 Bacillus KB 112 (KCTC 8989p)를 접종 발효시킨 발효콩을 통상의 퇴비에 0.01∼1 중량% 혼합시킨 후 발효시켜 참다래 생장용 퇴비로 제조하였다. 실시예 5에서 제조된 콩발효 참다래 생장용 퇴비는 토양의 지력을 증진시킬 뿐 아니라 퇴비내의 생장하는 길항균 Bacillus KB 112 (KCTC 8989p)의 참다래 꼭지썩음 병원균 및 참다래 잿빛곰팡이 병원균에 대한 항균작용으로 인해 참다래 생장시 참다래 병충해를 방제할 수 있는 기능을 지닌 우수한 친환경 퇴비인 것이다.

도 1은 감염 참다래 과실 유래의 꼭지썩음병원균 및 잿빛곰팡이병원균의 분리를 나타낸 것이다.

도 2는 이중 배양을 이용한 디아포르테 악티니디에 및 보트리티스 시네레아 병원균에 대한 항균 박테리아 균주의 선별을 나타낸 것이다.

도 3은 항균 박테리아 처리 효과를 나타내는 참다래 유묘의 사진이다.

Claims

참다래 꼭지썩음 병원균 및 참다래 잿빛곰팡이 병원균에 대한 길항균인 Bacillus KB 112 (기탁번호: KCTC 8989p)를 콩에 접종 발효시킨 발효콩을 퇴비 조성물 중량대비 0.01∼1 중량% 첨가 혼합 15∼25℃에서 3∼10일간 숙성 발효시켜 제조된 참다래 생장용 퇴비
제 1항에 있어서, 상기 참다래 생장용 퇴비는 참다래 꼭지썩음병을 발병시키는 디아포르테 악티니디에(Diaporthe actinidiae)와 참다래 잿빛곰팡이병을 발병시키는 보트리티스 시네레아(Botrytis cinerea)에 길항하여 상기 병원균의 생장을 억제시킴을 특징으로 하는 참다래 생장용 퇴비