KR101101718B1

KR101101718B1 - 탄저병균에 대하여 길항력을 갖는 신규미생물 바실러스 네마토토시타 ａｍ111-1 및 이를 포함하는 비료

Info

Publication number: KR101101718B1
Application number: KR1020110115136A
Authority: KR
Inventors: 이정선; 김병태; 홍재성; 오승영
Original assignee: 충주시
Priority date: 2011-11-07
Filing date: 2011-11-07
Publication date: 2012-01-05

Abstract

본 발명은 탄저병균에 대하여 길항력을 갖는 신규미생물 바실러스 네마토토시타 AM111-1 및 이를 포함하는 비료에 관한 것이다.
본 발명의 신규 미생물 바실러스 네마토토시타(Bacillus nematotocita) AM 111-1 균주 KACC91668P는 서열번호 1로 표현되며, 탄저병균에 대하여 길항력을 갖으며, 특히 사과 탄저병균에 대해 우수한 길항력을 갖는 것이 특징이다.
본 발명에 의해, 탄저병균에 대하여 우수한 길항력을 나타내는 신규미생물 바실러스 네마토토시타 AM111-1 및 이를 포함하는 비료를 제공됨으로써 탄저병균을 방제하여 병발생을 억제함과 동시에 작물의 생육을 촉진하여 작물의 수량을 증대시켜준다.

Description

탄저병균에 대하여 길항력을 갖는 신규미생물 바실러스 네마토토시타 ＡＭ111-1 및 이를 포함하는 비료{NEW MICROORGANISM BACILLUS NEMATOTOCITA AM111-1 HAVING POTENT ANTIFUNGAL ACTIVITY AGAINST COLLETOTRICHUM SPECIES AND FERTILIZER CONTAINING THEREOF}

본 발명은 탄저병균에 대하여 길항력을 갖는 신규미생물 바실러스 네마토토시타 AM111-1 및 이를 포함하는 비료에 관한 것으로서, 특히 사과 탄저병균에 대하여 우수한 길항력을 나타내는 신규미생물 바실러스 네마토토시타 AM111-1 및 이를 포함하는 비료에 관한 것이다.

식물병원진균에 의한 작물의 병은 해충, 잡초와 더불어 작물의 안정적 생산에 매우 큰 제한요인이 되고 있다. 이러한 병원진균들의 방제를 위해 현재 여러 종류의 살균제가 사용되고 있지만, 살균제의 오용과 남용으로 약제 내성으로 인하여 방제효과가 감소함에 따라 안전하고 효과적인 방제방법의 개발이 절실히 요구되고 있다.

특히, 환경적으로 안전하고 효과적인 방제 방법으로 대표적인 것이 미생물 제제를 이용한 생물학적 방제인 것으로, 1970년대 초반 이후로 국내외에서 이에 관한 연구가 여러 연구자에 의해 많이 수행되고 있다. 외국의 경우 1927년 미국에서 감자 더뎅이병 방제용으로 방선균을 이용한 것이 최초이며, 1960년 이후부터 농약의 형태로 실용화되기 시작하였고, 일본에서는 1962년에 담배 허리마름병에 Trichoderma 생균 제제를 시초로 이후에 많은 제품이 미국에서 개발되었으며 대부분의 실용화 제품이 육묘중 발생되는 모잘록병 방제용으로 개발되었다.

국내의 경우에는 1985년부터 국가연구기관 및 대학의 병리학자를 주축으로 담배의 모자이크병, 세균성마름병, 오이의 시들음병, 고추의 역병, 딸기의 시들음병, 눈마름병, 사탕무우의 입고병, 벼의 도열병, 문고병 방제 등에 관한 연구가 보고되어 있다

최근 작물을 재배하는데 있어 문제시되는 병해로는 벼에서의 도열병, 문고병, 잎마름병이 있고, 시설재배에서는 시들음병, 잿빛 곰팡이병, 흰가루병, 탄저병 등이 문제시되고 있다.

또한, 최근들어 식물성장촉진 근류세균(plant growth-promoting rhizobacteria, PGPR)의 중요성이 점차 확대되고 있다.

이 세균 그룹은 형광성 슈도모나드(fluorescent pseudomonad), 바실러스 종(bacillus spp .), 버크홀데리아 종(Burkholderia sp .)을 비롯한 많은 근권세균에서 보고되고 있으며 주로 뿌리내외부에서 서식한다.

이에 최근 유용미생물을 근권에 안정적으로 정착시켜 병발생을 억제함과 동시에 작물의 수량을 증대시킬 목적으로 근권세균을 선발하여 이용할 수 있는 여러 연구를 필요로 하고 있는 실정이다.

본 발명의 목적은 탄저병균에 대하여 길항력을 갖는 신규미생물 바실러스 네마토토시타 AM111-1 및 이를 포함하는 비료를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 신규 미생물 바실러스 네마토토시타(Bacillus nematotocita) AM 111-1 균주 KACC91668P는 서열번호 1로 표현되며, 탄저병균에 대하여 길항력을 갖으며, 특히 사과 탄저병균에 대해 우수한 길항력을 갖는 것이 특징이다.

상기 신규 미생물 바실러스 네마토토시타(Bacillus nematotocita) AM 111-1 균주 KACC91668P은 토양으로부터 분리되는 것으로서, 미생물 농약, 종자코팅제, 토양개량제, 퇴비부숙제, 엽면살포제 또는 관주살포제 중 어느 하나의 유효성분으로 이용된다.

또한, 본 발명의 미생물 제제는 상기 신규 미생물 바실러스 네마토토시타(Bacillus nematotocita) AM 111-1 균주 KACC91668P의 균체 또는 배양액 중 어느 하나 이상을 포함한다.

또한, 본 발명은 상기의 미생물 제제를 포함하는 비료를 제공하는 것으로서, 상기 비료를 토양에 살포 또는 토양내에 관주하여 탄저병균에 대한 길항력을 높여주는 것이 특징이다.

본 발명에 의해, 탄저병균에 대하여 우수한 길항력을 나타내는 신규미생물 바실러스 네마토토시타 AM111-1 및 이를 포함하는 비료를 제공됨으로써 탄저병균을 방제하여 병발생을 억제함과 동시에 작물의 생육을 촉진하여 작물의 수량을 증대시켜준다.

도 1은 본 발명의 탄저병균에 대한 길항균을 선발하기 위해 사용된 재료들을 나타낸 도면.
1. 탄저병과
2. 병과로부터 분리한 탄저병균
3. 탄저병균의 현미경 사진(400배)
도 2는 사과탄저병과 본 발명의 신규미생물(선발길항균 111-1)의 대치 배양된 상태를 나타낸 도면.
도 3은 사과탄저병과 본 발명의 신규미생물(선발길항균 111-1)의 농도별 저지대 형성모습을 나타낸 도면.
c: 무처리
1: 본 발명의 신규미생물 ×10⁸cfu/㎖ 처리
2: 본 발명의 신규미생물 ×10⁷cfu/㎖ 처리
3: 본 발명의 신규미생물 ×10⁶cfu/㎖ 처리
도 4는 사과탄저병에 대한 본 발명의 신규미생물(선발길항균 111-1)과 전용약제와의 생육억제정도를 나타낸 도면(처리 3일후 모습).
1: 본 발명의 신규미생물(선발길항균 111-1)
2: 전용약제
도 5는 사과탄저병에 대한 본 발명의 신규미생물(선발길항균 111-1)과 전용약제와의 생육억제정도를 나타낸 도면(처리 12일후 모습).
1: 본 발명의 신규미생물(선발길항균 111-1)
2: 전용약제
도 6은 본 발명의 신규미생물(선발길항균 111-1)의 계통학적 분류도를 나타낸 도면.

본 발명은 탄저병균에 대하여 우수한 길항력을 나타내는 균주를 선발하기 위한 것으로, 사과 또는 복숭아 과원의 토양으로부터 여러가지 분해효소(protease, amylase, phosphatase)을 분비하는 균을 선발하고 분리하여 상기 분해효소들 중 2가지 이상의 분해효소를 분리하는 분리균을 대상으로 사과탄저병 병원균에 대한 길항력 테스트를 실시하였으며, 이에 가장 우수한 길항력을 나타내는 하기 표 1의 균주번호 111-1을 선발하였다.

이렇게 선발된 균주의 동정을 위하여 16S rDNA 시퀀싱(sequencing)을 실시하고, 염기서열분석결과를 토대로 균주의 계통학적 분류를 실시한 바, 바실러스 네마토토시타(Bacillus nematotocita)의 신규한 균주로 밝혀져, 이를 바실러스 네마토토시타(Bacillus nematotocita) AM 111-1로 명명하고, 이 균주를 국립농업과학원 농업유전지원센터에 기탁하여 2011년 10월 10일 수탁번호 KACC91668P를 부여받았다.

상기 신규 미생물 바실러스 네마토토시타(Bacillus nematotocita) AM 111-1 균주 KACC91668P는 서열번호 1로 기재되는 염기서열 전체 또는 그것의 일부로 이루어지며, 821bp의 오픈 리딩 프레임(ORF)으로 구성된다.

본 발명의 토양미생물 제제는 상기 신규 균주의 균체 또는 배양액 중 어느 하나이상을 포함하는 것으로, 바람직하게는 상기 균주 1×10⁶~1×10⁸ cfu/ml을 포함하며, 상기 균주의 생장온도는 30~37℃, 생장 pH는 어느 조건이든 균주의 탄저병균 억제활성을 나타내므로 조건을 한정하지 않는다.

본 발명의 비료는 상기의 토양미생물 제제를 포함하는 것으로서, 토양에 살포 또는 토양내에 관주하여 탄저병균을 방제하여 병발생을 억제함과 동시에 작물의 생육을 촉진하여 작물의 수량을 증대시켜주게 된다.

또한, 본 발명의 비료에는 미생물 보호제로서 적합한 글리세롤, 분유, 우유, 탈지분유 또는 동식물유 등을 추가로 첨가할 수 있으며, 영양 공급원으로서 섬유소 분말, 대두박 분말, 면실박 분말, 각종 동식물성 펩톤, 밀기울 분말, 옥수수 추출물, 효모 추출액, 당밀, 포도당, 설탕, 옥수수시럽 등과 같은 탄소원 및 질소원과 무기염류 등을 추가로 통상의 양으로 포함하여 미생물의 생장을 촉진하도록 할 수도 있다.

이러한 상기 비료는 일반적인 제형기를 사용하여 적당한 크기의 분말, 펠렛 또는 과립 등의 다양한 형태로 제형화 될 수 있다.

상기에서 제형화된 본 발명의 비료는 그대로 사용되거나 또는 실온에서 풍건하거나 동결 건조 또는 고온 건조 방법으로 건조시켜 사용할 수 있다. 또한, 쌀겨와 혼합하고 이를 상온에서 확대 배양한 후 토양에 적용시킬 수도 있다.

이하, 본 발명의 내용을 실시예에 의해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

실시예1 : 탄저병에 대해 길항력을 나타내는 균주의 탐색 및 분리

사과복숭아 과원의 토양으로부터 우수토착미생물을 선발하고자 여러 가지 분해효소(protease, amylase, phosphatase)를 분비하는 균을 선발 분리하고 이중 2가지 이상 분해효소를 분비하는 분리균 18개체를 대상으로 사과탄저병 병원균에 대한 길항력 실험을 실시하였다.

그 결과, 하기 표 1과 같이 선발균주들의 분해효소 생성능이 확인되었다.

균주번호	아밀라아제(Amylase)	프로테아제(Protease)	포스파타아제(Phosphatase)
13-2	+	+	+
16-2	+	+	+
77-1	-	+	+
84-1	-	+	+
93-3	-	+	+
111-1	+	+	+
116-2	-	+	+
117-5	-	+	+
133-4	-	+	+
139-1	+	+	+
140-3	-	+	+
142-1	+	+	+
142-5	-	+	+
143-1	-	+	+
143-4	-	+	+
144-5	-	+	+
145-1	-	+	+
155-5	+	+	+

+; 분해효소 생성, -: 분해효소 무생성

실시예 2: 사과 탄저병균에 대한 길항력 테스트

상기 표 1의 다중분해효소 분비 실험균 18개체는 YM broth배지(Difco)에서 24시간동안 37℃에서 배양하였으며 사과탄저병균(도 1의 2번, 3번)은 탄저병과(도 1의 1번)로부터 분리하여 사용하였다.

분리한 탄저병균과 다중분해효소 분비 실험균은 PD(Difco) 평판배지에서 대치배양 하였으며 7일 후 저지대 형성정도를 관찰하였다.

그 결과, 도 2에 나타나 있듯이 다중분해효소 분비 실험균 18개체 중 사과탄저병균과 저지대를 형성하는 개체는 12개, 저지대를 형성하지 않는 개체는 6개로 나타났으며 저지대를 형성하는 개체 중 가장 강력한 저지대를 형성한 111-1번 개체를 최종 탄저병균의 길항균으로 선발하였다.

실시예 3: 선발길항균 111-1의 적정농도 규명

상기 실시예2에서 선발된 길항균 111-1이 사과탄저병에 미치는 농도별 저지대 형성정도를 알아보기 위하여 PD(Difco) 평판배지에 사과탄저병균을 전체적으로 도말한 후 4개의 페이퍼 디스크(paper disc)를 올려놓았다.

각각의 paper disc는 무처리, 10⁸cfu/ml, 10⁷cfu/ml, 10⁶cfu/ml의 선발 길항균 111-1을 농도별 30㎕씩 각각 떨어뜨려 처리하였으며 37℃에서 7 일후 저지대 형성를 관찰하였다.

그 결과, 도 3에 나타나 있듯이, 선발 길항균 111-1의 농도별 사과탄저병균과의 저지대 형성정도는 10⁶cfu/ml 처리에서 다른 처리구에 비해 조금 작은 저지환을 나타냈으나 처리별 큰 차이를 보이지는 않아 바람직하게는 1×10⁶~1×10⁸cfu/ml의 농도로 이루어지는 것이 적합하다.

실시예 4: 선발 길항균의 미생물 농약으로서의 가능성 규명

선발길항균 111-1의 미생물농약으로서의 가능성을 알아보기 위하여 시중에서 판매되고 있는 사과탄저병 전용약제인 트리할로메칠치오계 농약을 PD(Difco) 평판배지에 처리하여 사과탄저병균에 대한 생육억제정도를 비교해 보았다.

사과탄저병균을 PD(Difco) 평판배지에 전체적으로 도말한 후 페트리디쉬 양 가장자리에 2개의 paper disc을 올려놓았다. 각각의 paper disc 위에 한쪽은 선발 길항균 111-1를 10⁸cfu/ml 농도로 30㎕처리하였고, 다른 한쪽은 시중판매 농약을 방제농도로 희석하여 30㎕ 처리한 후 3일과 12일후 사과탄저병균에 대한 저지환 정도를 관찰하였다.

그 결과, 도 4와 도 5에 나타나 있듯이 처리 3일후 사과 탄저병균 저지환은 선발 길항균과 전용약제 모두에서 양호하게 나타났으며 둘 다 일정한 생육억제거리를 유지하고 있었으나, 12일후 전용약제 처리에서 사과탄저병균의 생육억제 거리를 유지하지 못하고 탄저병균에 의해 도포되는 모습이 관찰되었다.

이는 탄저병균이 일정시간이 경과함에 따라 전용약제에 대한 내성이 생긴 것으로 추측 할수 있으며 미생물간의 길항작용은 길항물질간에 내성이 생기지 않는다는 면에서 생물농약으로서의 가능성을 보여준다.

실시예 5: 선발 길항균 111-1 균주의 동정

선발길항균 111-1의 동정을 위하여 16S rDNA sequencing을 실시하였고, 염기서열분석결과를 토대로 균주의 계통학적 분류를 실시하였다(도 6)

염기서열을 분석하여 NCBI의 유전자 은행에 등록된 균주들과 비교하여 계통수(phylogenetic tree)를 조사하여 계통분류학적 염기서열 유사도가 높은 표준균주와의 유연관계를 확인한 결과, Bacillus nematotocita AY820954와 염기서열이 99% 일치하는 높은 유사도를 보여 본 발명의 신규미생물로 바실러스 네마토토시타(Bacillus nematotocita) AM 111-1로 명명하였으며, 이 균주를 국립농업과학원 농업유전지원센터에 기탁하여 2011년 10월 10일 수탁번호 KACC91668P를 부여받았다.

이에, 본 발명에서 탄저병균에 대하여 우수한 길항력을 나타내는 신규미생물 바실러스 네마토토시타 AM111-1 및 이를 포함하는 비료를 제공됨으로써 탄저병균을 방제하여 병발생을 억제함과 동시에 작물의 생육을 촉진하여 작물의 수량을 증대시켜 줄 수 있게 된다.

상기의 본 발명은 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

농업생명공학연구원

KACC91668P

20111010

서열목록 전자파일 첨부

Claims

서열번호 1로 표현되는,
신규 미생물 바실러스 네마토토시타(Bacillus nematotocita) AM 111-1 균주 KACC91668P.
제1항에 있어서,
토양으로부터 분리되는,
신규 미생물 바실러스 네마토토시타(Bacillus nematotocita) AM 111-1 균주 KACC91668P.
제1항에 있어서,
미생물 농약, 종자코팅제, 토양개량제, 퇴비부숙제, 엽면살포제 또는 관주살포제 중 어느 하나의 유효성분으로 이용되는,
신규 미생물 바실러스 네마토토시타(Bacillus nematotocita) AM 111-1 균주 KACC91668P.
제1항에 있어서,
탄저병균에 대하여 길항력을 갖는,
신규 미생물 바실러스 네마토토시타(Bacillus nematotocita) AM 111-1 균주 KACC91668P.
제4항에 있어서,
상기 탄저병균은 사과 탄저병균인 것이 특징인,
신규 미생물 바실러스 네마토토시타(Bacillus nematotocita) AM 111-1 균주 KACC91668P.
제1항의 신규 미생물 바실러스 네마토토시타(Bacillus nematotocita) AM 111-1 균주 KACC91668P의 균체 또는 배양액 중 어느 하나이상을 포함하는, 미생물 제제.
제6항의 미생물제제를 포함하는, 비료.
제7항의 비료를 토양에 살포 또는 토양내에 관주하여 탄저병균에 대한 길항력을 높여주는 방법.