KR101148789B1

KR101148789B1 - 균핵병 방제용 미생물 및 이의 용도

Info

Publication number: KR101148789B1
Application number: KR1020090085997A
Authority: KR
Inventors: 정종상; 장희수
Original assignee: 주식회사 비아이지
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2012-05-24
Also published as: KR20110028079A

Abstract

본 발명은 균핵병균(Sclerotinia sclerotiorum)에 대해 길항성을 나타내는 스트렙토마이세스 그리세우스(Streptomyces griseus) BIG105 균주, 상기 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 함유하는 균핵병 방제용 미생물 제제 및 상기 균주를 식물 또는 식물의 종자에 침지 또는 관주 처리하는 단계를 포함하는 식물의 균핵병을 방제하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 스트렙토마이세스 그리세우스(Streptomyces griseus) BIG105 균주 및 이를 함유하는 균핵병 방제용 미생물 제제는 균핵병균에 대해 항균 활성을 가지면서도 저독성이고, 환경에 부작용을 일으키지 않는다.

균핵병균, 길항성, 스트렙토마이세스 그리세우스, 미생물 제제

Description

균핵병 방제용 미생물 및 이의 용도{Microorganism for preventing Sclerotinia rot and uses thereof}

본 발명은 균핵병 방제용 미생물 및 이의 용도에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로 균핵병균(Sclerotinia sclerotiorum)에 대해 길항성을 나타내는 스트렙토마이세스 그리세우스(Streptomyces griseus) BIG105 균주, 상기 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 함유하는 균핵병 방제용 미생물 제제 및 상기 균주를 식물 또는 식물의 종자에 침지 또는 관주 처리하는 단계를 포함하는 식물의 균핵병을 방제하는 방법에 관한 것이다.

농업용 약제로 주로 이용되고 있는 유기합성계 농약은 적은 양으로도 효과가 좋고, 가격이 저렴하여, 농가 소득 증대에 크나큰 역할을 하여 왔다. 그러나 기존에 사용되어 왔던 많은 유기합성계 농약은 암 유발 가능성 또는 잔류 독성 규제방침에 따라 그 사용이 점차 제한되고 있으며, 식물병원균의 유기합성계 농약에 대한 저항성 증가, 토양의 산성화, 생태계 파괴 등의 극심한 부작용을 가져왔다. 최근에는 이들 환경오염과 잔류 독성에 대한 대처 방안으로 새로운 농약 및 비료의 연구개발과 함께 분해가 잘되고 독성이 약한 천연 미생물제제의 연구가 활발히 이루어 지고 있다.

미생물을 이용한 생물방제로는 토양미생물로부터 생산된 항생물질 또는 독소를 이용하여 병원균이나 해충을 방제하는 미생물농약 또는 미생물 자체의 길항작용을 이용하여 병원균의 감염으로부터 식물을 보호하고 간접적으로 식물생육을 촉진하는 미생물비료 등이 있다. 길항미생물을 이용한 생물방제법으로는 식물병원성 진균의 세포벽 구성성분인 키틴(chitin), β-1,3-glucan, 만난(mannan) 등의 세포벽성분을 분해할 수 있는 키티나제(chitinase), 글루카나아제(glucanase), 만나아제(mannase) 등의 가수분해효소를 이용하는 기작 및 길항미생물이 특이적 대사 산물인 항생물질을 분비하여 식물성 병원균의 생육을 직접 억제하는 항생 기작이 있다.

농업용 항균성 항생물질의 개발은 스트렙토마이세스 속(Streptomyces sp.) 균주의 대사 산물에서 카스가마이신 (kasugamycin) 및 블라스티딘 S(blastidin S, Nucleoside계)를 분리하여 실용화되었고, 이외 폴리옥신(polyoxin), 발리다마이신(validamycin), 싸이클로헥사미드(cyclohexamide), 그리세오펄빈(griseofulvin) 등이 실용화되어 독성이 강한 일부 유기합성계 농약을 대체하고 있다.

또한 특정 세균을 이용한 생물학적 해충방제 기술이 발전하면서, 농작물, 산림 및 인간의 건강 보호를 위해 미생물 살충제가 기존의 화학 합성농약을 대신하여 사용되고 있고, 이에 대한 연구도 활발히 진행되고 있으나, 아직까지는 그 결과가 만족스럽지 못한 실정이다.

한국특허등록 제431595호에는 항진균 활성을 가지는 신규의 미생물 바실러스 폴리믹사이 비엠 99와 이를 함유하는 미생물농약이 개시되어 있으며, 한국특허등록 제464825호에는 바실러스 스테아로서머필러스 DL-3 균주, 이를 포함하는 미생물제제 및 이의 생산방법이 개시되어 있으나, 본 발명의 균주와는 상이하다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, 스트렙토마이세스 그리세우스 균주가 균핵병균에 대해 길항성을 나타냄으로써 식물의 균핵병을 효과적으로 방제할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 균핵병균(Sclerotinia sclerotiorum)에 대해 길항성을 나타내는 스트렙토마이세스 그리세우스(Streptomyces griseus) BIG105 균주를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 함유하는 균핵병 방제용 미생물 제제를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 균주를 식물 또는 식물의 종자에 침지 또는 관주 처리하는 단계를 포함하는 식물의 균핵병을 방제하는 방법을 제공한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 균핵병균(Sclerotinia sclerotiorum)에 대해 길항성을 나타내는 스트렙토마이세스 그리세우 스(Streptomyces griseus) BIG105 균주 (KACC 91474P)를 제공한다.

상기 스트렙토마이세스 그리세우스 균주는 Lockood's 키틴 한천 배지에서 공중균사를 형성하고 키틴 분해능이 있는 균주들을 순수분리하고, 이 중에서 균핵병균(Sclerotinia sclerotiorum)에 대해 길항성을 나타내는 스트렙토마이세스 그리세우스(Streptomyces griseus) BIG105 균주를 선발하였다. 상기 BIG105 균주를 한국농업미생물자원센터(KACC)에 2009년 5월 13일자로 기탁하였다 (기탁번호: KACC 91474P).

본 발명은 또한, 본 발명의 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 함유하는 균핵병 방제용 미생물 제제를 제공한다.

상기 미생물 제제는 스트렙토마이세스 그리세우스(Streptomyces griseus) BIG105 균주를 유효성분으로 포함할 수 있다. 본 발명에 의한 미생물 제제는 액상 비료 형태로 제조될 수 있으며 이에 증량제를 첨가하여 가루분말의 형태로 이용하거나 이를 제형화하여 과립화시킬 수도 있다. 그러나 그 제형에 특별히 한정되지는 않는다. 즉 화학비료 공급이 제한된 친환경 유기농업에서 이를 극복하기 위한 생물비료로 제형화가 가능하다.

본 발명은 또한, 본 발명의 균주를 식물 또는 식물의 종자에 침지 또는 관주 처리하는 단계를 포함하는 식물의 균핵병을 방제하는 방법을 제공한다.

상기 식물의 균핵병을 방제하는 방법으로는 상기 균주를 배양한 배양액 및 상기 균주를 이용한 미생물 제제를 종자나 식물에 침지하거나 관주, 즉, 분무하여 수행할 수 있다. 침지하는 방법의 경우, 배양액 및 제제를 식물체 주변의 토양에 붓거나 또는 종자를 배양액 및 제제에 담가둘 수 있다.

본 발명의 방법에 의해 식물의 균핵병을 방제할 수 있는 식물로는 대부분의 식물이 포함될 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 균핵병 방제용 길항균 선발

스트렙토마이세스(Streptomyces)는 Lockood's 키틴 한천 배지에서 공중균사를 형성하고 키틴 분해능이 있는 균주들을 순수분리하여 보존하였다.

실시예 2: 분리 균주 길항작용 조사

균핵병에 대한 길항균은 PDA와 NA를 1:1로 섞어 준비한 플레이트에 7일간 25℃에서 배양하고, 형성된 집락에서 배지와 함께 균체를 cork borer로 떼어내어 유리 페트리 디쉬로 옮긴 후 클로로포름으로 균체를 사멸시켜 저지원 조사 시료로 준비하였다. 균핵병 병원균은 상추재배포장에서 채집한 균핵병에 걸린 잎에서 분리하여 동정한 스클레로티니아 스클레로티오룸 (Sclerotinia sclerotiorum)을 PDA사면배지에 이식하여 배양한 다음 15℃ 항온기에서 배양하여 보관하면서 사용하였다.

분리균의 균핵병에 대한 저지원 검정법은 균핵병균(Sclerotinia sclerotiorum)을 PDA 배지에 이식하여 20℃ 항온기에서 7일간 배양한 후 PDA 배지가 분주된 직경 90mm 페트리 디쉬의 중앙에 직경 5mm 균핵병균의 균총을 cork borer로 떼어내서 치상하였다. 길항균은 균핵병균을 치상한 페트리 디쉬에 일정한 간격으로 3반복으로 접종하여 20℃ 항온기에서 7일간 배양한 후 저지원을 형성하는 균주를 길항균으로 분류 보존하였다.

실시예 3: 길항균주 동정

보존 중인 길항균주들은 미생물동정장치(Bio-log), 미생물분류체계(Bergey's manual of Bacteriology, The prokaryote-second edition), 유전적 유연관계(한국농용미생물보존센터)를 참고로 동정한 결과, 균핵병에 대해 길항력이 확인된 S. griseus BIG105 균주는 고체 배지 상에서 공중 균사를 형성하고 연쇄상의 포자를 형성하는 방선균(도 1)으로 기존에 보고된 균주와의 유전적 유연관계를 조사하였다. 16S rDNA 염기서열을 분석하기 위하여 DNA를 추출하고, 16S rDNA PCR 증폭을 실시하였으며 증폭된 PCR 산물을 정제하여 염기서열을 분석하였다. 분석된 염기서열(1,213bp)은 DDBJ/NCBI/Genebank와 Ribosomal Database Project Ⅱ의 데이타베이스에서 상동성 검색을 수행한 결과, 스트렙토마이세스 속의 종을 포함하는 계통학적 그룹에 속하는 균주로서 Streptomyces griseus ATCC 25497^T (D63872)와 99.83%의 유연관계를 나타내어 스트렙토마이세스 그리세우스(Streptomyces griseus)로 확인되었다 (도 2).

실시예 4: S. griseus BIG105 균체 처리에 의한 방제효과 조사

(1) 시험농가 포장선정

균핵병(Sclerotinia sclerotiorum) 방제시험 농가포장은 2008년에 병 발생이 심했던 농가에서 하우스 1동(150평)씩 선정하여 길항균(S. griseus BIG105)을 이용한 병 방제 효과시험을 추진하였다.

(2) 정식 및 S. griseus BIG105 균체 처리

길항균 처리는 육묘장에서 구입한 적치마상추를 정식 2일 전에 관수량을 최소한 줄여 육묘판 침지시 길항균 현탁액이 충분히 스며들 수 있도록 관리하였다. 육묘판을 담글 수 있는 용기에 S. griseus BIG105 균체(10¹⁰cfu/g)를 1,000배로 희석하여 준비한 후 침지처리 하였다. 관주처리는 3월 20일 정식한 10일 후부터 7일 간격으로 1,000배로 희석한 S. griseus BIG105 균체 희석액을 포기당 150㎖씩 3회 관주하였다. 대조 약제는 베노밀 수화제를 1,500배로 희석하여 주당 150㎖씩 관주처리하였으며 발병조사는 매주 실시하였다.

(3) 균핵병 방제 효과

S. griseus BIG105의 균핵병에 대한 발병 억제효과를 조사하기 위해서 처리한 결과, 표 1에서 보는 바와 같이 베노밀수화제와 유사한 79.2%의 높은 발병 억제효과를 나타냈다. 그리고 길항균은 상추재배시 균핵병 방제용으로 사용해도 어떠한 상추에 대한 해는 없었다.

표 1. 병 피해농가 현지 포장시험

처 리	이병주율(%)
처 리	3월 27일	4월 3일	4월 10일	4월 17일	4월 24일
S. griseus BIG105	2.8	6.5	7.3	8.0	8.7
베노밀수화제	2.3	5.5	6.0	7.3	8.0
무 처 리	8.0	17.3	26.7	32.3	41.8

도 1은 스트렙토마이세스 그리세우스 (S. griseus) BIG105 포자를 보여준다.

도 2는 S. griseus BIG105의 계통학적 위치를 보여준다.

Claims

균핵병균(Sclerotinia sclerotiorum)에 대해 길항성을 나타내는 스트렙토마이세스 그리세우스(Streptomyces griseus) BIG105 균주 (KACC 91474P).
제1항의 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 함유하는 균핵병 방제용 미생물 제제.
제1항의 균주를 식물 또는 식물의 종자에 침지 또는 관주 처리하는 단계를 포함하는 식물의 균핵병을 방제하는 방법.