KR101185737B1 - Halophilic Bacillus licheniformis strain promoting salt stress tolerance in plant and uses thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 식물의 염 스트레스 내성을 증진시키는 호염성 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) RS656 균주, 상기 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 함유하는 식물의 염 스트레스 내성 증진용 미생물 제제 및 상기 균주를 식물 또는 식물의 종자에 침지 또는 관주 처리하는 단계를 포함하는 식물의 염 스트레스 내성을 증진시키는 방법에 관한 것이다.The present invention is a basophilic Bacillus rickenformis ( Bacillus ) to enhance the salt stress resistance of plants licheniformis ) RS656 Microbial agent for enhancing salt stress resistance of a plant containing the strain, the strain or a culture thereof as an active ingredient, and a method for enhancing salt stress resistance of a plant comprising immersing or irrigating the strain into a plant or a seed of the plant. It is about.

Description

식물의 염 스트레스 내성을 증진시키는 호염성 바실러스 리케니포르미스 균주 및 이의 용도{Halophilic Bacillus licheniformis strain promoting salt stress tolerance in plant and uses thereof}Halophilic Bacillus licheniformis strain promoting salt stress tolerance in plant and uses according to the present invention.

본 발명은 식물의 염 스트레스 내성을 증진시키는 호염성 바실러스 리케니포르미스 균주 및 이의 용도에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식물의 염 스트레스 내성을 증진시키는 호염성 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis ) RS656 균주, 상기 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 함유하는 식물의 염 스트레스 내성 증진용 미생물 제제 및 상기 균주를 식물 또는 식물의 종자에 침지 또는 관주 처리하는 단계를 포함하는 식물의 염 스트레스 내성을 증진시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a basophilic Bacillus rickenformis strain for enhancing the salt stress resistance of plants, and more particularly, to the bacterium Bacillus rickenformis ( Bacillus ) for promoting salt stress resistance of plants. licheniformis ) RS656 Microbial agent for enhancing salt stress resistance of a plant containing the strain, the strain or a culture thereof as an active ingredient, and a method for enhancing salt stress resistance of a plant comprising immersing or irrigating the strain into a plant or a seed of the plant. It is about.

에틸렌(Ethylene)은 기체 상태로 존재하는 식물 호르몬이며, 정상 조건하에 최적의 양이 존재한다. 이는 종자 발아, 근모(root hair) 발생, 뿌리 신장, 낙엽 및 화판 탈리(abscission), 과실 성숙 및 기관 노화와 같은 광범위한 생장 및 발생 과정에 관여한다(Bleecker and Kende, 2000, Annu Rev Cell Dev Biol 16, 1-18). 그러나, 생물적 및 비생물적 스트레스 조건은 에틸렌 생성에 불균형을 야기하며, 에틸렌의 수준을 증가시켜 줄기 및 뿌리 신장을 현저하게 억제하고 식물 초장 및 전반적인 생장을 감소시킨다(Stephen et al., 2002, Crop Sci 42, 746-753). 염 스트레스는 에틸렌의 생성 증가 및 식물 생장의 현저한 감소를 야기하는 것으로 보고되었다(Bacilio et al., 2004, Biol Fertil Soils 40, 188-193). 호르몬은 식물에서 생장요인을 근본적으로 조절하며, 특히 스트레스 조건하에서 에틸렌은 무엇보다도 중요한 식물 호르몬 중 하나일 수 있다(Jackson, 2002, J Expt Botany 53, 175-181). 식물에서 에틸렌의 농도를 낮추는 것은 식물의 뿌리 신장 및 생장을 억제하는 에틸렌의 수준을 감소시킨다(Zahir et al., 2009, ArcH Microbiol 191, 415-424). ACC 디아미나제 활성을 가지는 세균은 스트레스 에틸렌의 수준을 감소시켜 염 스트레스(Cheng et al., 2007, Can J Microbiol 53, 912-918), 침수 스트레스(Gricko and Glick, 2001, Plant Physiol Biochem 39, 11-17), 중금속 스트레스(Burd et al., 1998, Appl Environ Microbiol 64, 3663-3668) 및 병원체 침입(Wang et al., 2000, Can J Microbiol 46, 898-907)과 같은 다양한 스트레스하에서 식물의 저항성 증진 및 생장유지에 관여하는 것으로 보고되었다(Glick et al., 1998, J Theor Biol 190, 63-68). 스트레스 조건하에 생성되는 에틸렌 생합성 전구체인 ACC는 식물 뿌리로부터 생성되며(Bayliss et al., 1997, Can J Microbiol 43, 809-818), 세균에 의해 흡수되어 ACC 가수분해 효소인 ACC 디아미나제에 의해 암모니아 및 알파-케토부티레이트(α-ketobutyrate)로 가수분해되는 것으로 가정되었다. ACC 디아미나제를 생산하는 세균에 의해 ACC가 가수분해되고, 가수분해되지않은 소량의 ACC는 에틸렌으로 전환되는데, 이는 식물생장에서 스트레스 수준의 에틸렌에 의한 생육억제 효과를 감소시킨다 (Penrose and Glick, 2001, Can J Microbiol 47, 368-372). 따라서, 스트레스하에서 식물생장촉진근권세균(PGPR, plant growth promoting rhizobacteria)의 ACC 디아미나제 활성은 식물생장촉진에 직접적 영향을 준다. 그러나, 일반적으로 PGPR은 임의의 한계까지 염에 대해 내성이 있으며, 게다가 염 농도 증가로 인해 몇몇 PGP 특성의 감소 또는 소실이 발생할 수 있다(Upadhyay et al., 2009, Curr Microbiol 59, 489-496). 염토가 호염균의 자연 서식지인 반면(Lichfield, 2002, J Ind Microbiol Biotechnol 28, 21-22), 상기 자연 서식지로부터 ACC 디아미나제를 생성하는 식물생장촉진 호염성 세균의 분리는 염 스트레스를 받은 식물에 대한 가장 좋은 이점을 제공할 수 있다.Ethylene is a plant hormone that exists in the gaseous state, and the optimum amount is present under normal conditions. It is involved in a wide range of growth and development processes such as seed germination, root hair development, root elongation, leaves and abscess, fruit maturation and organ aging (Bleecker and Kende, 2000, Annu). Rev Cell Dev Biol 16, 1-18). However, biotic and abiotic stress conditions cause imbalances in ethylene production and increase the level of ethylene, which significantly inhibits stem and root elongation and reduces plant growth and overall growth (Stephen et al., 2002, Crop Sci 42, 746-753). Salt stress has been reported to result in increased production of ethylene and a marked decrease in plant growth (Bacilio et al., 2004, Biol Fertil Soils 40, 188-193). Hormones fundamentally regulate growth factors in plants, and under stress conditions, ethylene may be one of the most important plant hormones (Jackson, 2002, J Expt). Botany 53, 175-181). Lowering the concentration of ethylene in plants reduces the level of ethylene that inhibits root elongation and growth of plants (Zahir et al., 2009, ArcH Microbiol 191, 415-424). Bacteria with ACC deaminase activity reduce the levels of stress ethylene, causing salt stress (Cheng et al., 2007, Can J Microbiol 53, 912-918), immersion stress (Gricko and Glick, 2001, Plant Physiol Biochem 39, 11-17), heavy metal stress (Burd et al., 1998, Appl Environ Microbiol 64, 3663-3668) and pathogen invasion (Wang et al., 2000, Can J Microbiol 46, 898-907) have been reported to be involved in plant resistance enhancement and growth maintenance (Glick et al. , 1998, J Theor Biol 190, 63-68). ACC, an ethylene biosynthetic precursor produced under stress conditions, is produced from plant roots (Bayliss et al., 1997, Can J Microbiol 43, 809-818) and is absorbed by bacteria and by the ACC dehydrogenase ACC deaminase. It was assumed to be hydrolyzed with ammonia and alpha-ketobutyrate. ACC is hydrolyzed by bacteria producing ACC deaminase, and a small amount of non-hydrolyzed ACC is converted to ethylene, which reduces the stress-inhibitory effect of ethylene on plant growth (Penrose and Glick, 2001, Can J Microbiol 47, 368-372). Therefore, ACC deaminase activity of plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) under stress directly affects plant growth. In general, however, PGPR is resistant to salts up to certain limits, and in addition, increasing or decreasing salt concentrations may result in the reduction or loss of some PGP properties (Upadhyay et al., 2009, Curr). Microbiol 59, 489-496). While salt soil is a natural habitat for basophils (Lichfield, 2002, J Ind Microbiol Biotechnol 28, 21-22), Isolation of plant growth promoting basophils that produce ACC deaminase from the natural habitat can provide the best benefits for salt stressed plants.

따라서, 본 발명자는 ACC 디아미나제 활성을 가지는 호염균을 분리하였으며, 상기 호염균으로 스트레스 수준 에틸렌의 합성을 조절함으로써 고추 유묘(Capsicum annuum L.)의 생장 및 염 내성의 증진에 대한 상기 호염균의 효율성을 평가하였다.Therefore, the present inventors have isolated basophils having ACC deaminase activity, and the basophils against growth of salt seedlings ( Capsicum annuum L.) and enhancement of salt resistance by controlling the synthesis of stress level ethylene with the basophils. The efficiency of the was evaluated.

한국등록특허 제10-0477165호에는 식물의 진균병 방제용 바실러스 리케니포르미스 균주가 개시되어 있으며, 한국등록특허 제10-0747701호에는 식물 병원성 진균의 억제 및 식물 생장 촉진용 바실러스 리케니포르미스 균주가 개시되어 있다.Korean Patent No. 10-0477165 discloses a Bacillus rickenformis strain for controlling fungal diseases of plants, and Korean Patent No. 10-0747701 discloses Bacillus rickenformis for inhibiting plant pathogenic fungi and promoting plant growth. Strains are disclosed.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, ACC 디아미나제 활성을 가지는 호염성 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis ) RS656 균주가 식물의 에틸렌 생성을 감소시켜 염 스트레스에 대한 내성을 증진시킨다는 것을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.The present invention is derived from the above-mentioned demands, and has a basophilic Bacillus rickeniformis ( Bacillus) having ACC deaminase activity. licheniformis ) RS656 The present invention has been accomplished by confirming that the strain reduces the ethylene production of the plant to enhance resistance to salt stress.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 식물의 염 스트레스 내성을 증진시키는 호염성 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis ) RS656 균주를 제공한다. In order to solve the above problems, the present invention is a basophilic Bacillus rickenformis ( Bacillus ) to improve the salt stress resistance of plants licheniformis ) RS656 Provide strains.

또한, 본 발명은 상기 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 함유하는 식물의 염 스트레스 내성 증진용 미생물 제제를 제공한다. The present invention also provides a microbial agent for enhancing salt stress resistance of a plant containing the strain or its culture as an active ingredient.

또한, 본 발명은 상기 균주를 식물 또는 식물의 종자에 침지 또는 관주 처리하는 단계를 포함하는 식물의 염 스트레스 내성을 증진시키는 방법을 제공한다. The present invention also provides a method of enhancing salt stress resistance of a plant comprising the step of immersing or irrigating the strain into a plant or seed of the plant.

본 발명의 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis ) RS656 균주 및 이를 함유하는 염 스트레스 내성 증진용 미생물 제제는 식물 생장에 대한 염 스트레스의 영향을 경감시킬 수 있으므로, 이를 이용하면 간척지 및 염의 피해지 식물의 생산량 증대에 이바지할 수 있을 것으로 사료된다. Bacillus licheniformis of the present invention ( Bacillus licheniformis ) RS656 Since the strain and the microbial agent for enhancing salt stress resistance containing the same may alleviate the effects of salt stress on plant growth, it is thought that this may contribute to an increase in the yield of plants affected by reclaimed land and salt.

도 1은 ACC 디아미나제 효소 활성에 대한 호염균의 정성 시험을 보여준다. 호염균은 질소원으로서 3.0 mM ACC와 5% NaCl을 첨가한 변형된 NFb 배지(pH 7.2)에 도말 접종되었다. 플레이트는 25℃에서 4일 동안 배양되었고 생장은 strong, mild, weak 및 absent로 분류되었다. ACC를 이용하는 호염균의 능력은 임의의 질소원이 없는 동일한 배지에서 4일 동안 배양 후 생장을 확인하여 증명되었고 이는 질소원으로서 ACC를 이용하였다는 것을 확정하였다.
도 2는 온실 조건하에서 염 스트레스가 고추 유묘의 (a)생장 및 (b)뿌리 신장에 미치는 영향을 보여준다. 21일 된 유묘를 염 스트레스에 노출시키고, 2주 후(35일 된 식물)에 증상을 확인하였다. A= 대조군(0 NaCl), B= 100 mM, C= 150 mM, D= 200 mM, E= 250 mM NaCl
도 3은 온실 조건하에 염 스트레스 처리 고추 유묘의 (a)생장 및 (b)뿌리 신장에 대한 ACC 디아미나제 생성 호염균 접종 효과를 보여준다. A= 호염균 및 염을 처리하지 않은 종자의 유묘; B= 호염균 미처리 및 150 mM NaCl 스트레스에 2주 동안 노출된 유묘; C, D, E= ACC 디아미나제 생성 호염균 종자 처리 및 150 mM NaCl 스트레스에 2주 동안 노출된 유묘
1 shows a qualitative test of basophils against ACC deaminase enzyme activity. Basophils were plated in modified NFb medium (pH 7.2) with 3.0 mM ACC and 5% NaCl as a nitrogen source. Plates were incubated at 25 ° C. for 4 days and growth was classified as strong, mild, weak and absent. The ability of basophils to use ACC was demonstrated by confirming growth after incubation for 4 days in the same medium without any nitrogen source, confirming that ACC was used as the nitrogen source.
Figure 2 shows the effect of salt stress on (a) growth and (b) root extension of pepper seedlings under greenhouse conditions. The 21 day old seedlings were exposed to salt stress and symptoms were observed after 2 weeks (35 day old plants). A = control (0 NaCl), B = 100 mM, C = 150 mM, D = 200 mM, E = 250 mM NaCl
Figure 3 shows the effect of inoculation of ACC deaminase producing basophils on (a) growth and (b) root elongation of salt stress treated pepper seedlings under greenhouse conditions. A = seedlings of basophils and untreated salts; B = seedlings untreated and exposed to 150 mM NaCl stress for 2 weeks; C, D, E = seedlings treated with ACC deaminase producing basophil seed and exposed to 150 mM NaCl stress for 2 weeks

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 식물의 염 스트레스 내성을 증진시키는 호염성 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) RS656 균주를 제공한다. 상기 균주는 바람직하게는 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) RS656 균주(KACC 91566P)이다. 또한, 상기 균주는 식물의 에틸렌 생성을 감소시키는 ACC (1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid) 디아미나제 활성을 가지는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the object of the present invention, the present invention provides a bacteriostatic Bacillus rickeniformis ( Bacillus ) to enhance the salt stress resistance of plants licheniformis ) RS656 Provide strains. The strain is preferably Bacillus licheniformis RS656 Strain (KACC 91566P). In addition, the strain is characterized by having an ACC (1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid) diminase activity that reduces ethylene production of plants.

본 발명은 또한, 상기 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 함유하는 식물의 염 스트레스 내성 증진용 미생물 제제를 제공한다.The present invention also provides a microbial agent for enhancing salt stress resistance of a plant containing the strain or its culture as an active ingredient.

상기 미생물 제제는 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) RS656 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.The microbial agent is Bacillus licheniformis RS656 Strains may be included as an active ingredient. The microbial preparation according to the present invention may be prepared in the form of a liquid fertilizer and may be used in the form of powdered powder by adding an extender thereto or granulated by formulating it. However, the formulation is not particularly limited. In other words, it can be formulated as a biofertilizer to overcome this in eco-friendly organic farming where the chemical fertilizer supply is limited.

본 발명은 또한, 상기 균주를 식물 또는 식물의 종자에 침지 또는 관주 처리하는 단계를 포함하는 식물의 염 스트레스 내성을 증진시키는 방법을 제공한다. 상기 식물은 바람직하게는 고추일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.The present invention also provides a method for enhancing salt stress resistance of a plant comprising the step of immersing or irrigating the strain into a plant or seed of the plant. The plant may preferably be pepper, but is not limited thereto.

상기 식물의 염 스트레스 내성을 증진시키는 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 관주 또는 종자를 배양액 및 제제에 담가 진탕 접종할 수 있다.
As a method of improving the salt stress resistance of the plant may be carried out by immersing or irrigation, that is, spraying the seed culture or the culture medium cultured the strain and the microbial preparation using the strain. In the case of the immersion method, the culture solution and the preparation can be shaken inoculated with the irrigation or the seed in the culture solution and the preparation in the soil around the plant.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

재료 및 방법Materials and methods

세균 균주의 분리 및 생장 조건Isolation and Growth Conditions of Bacterial Strains

본 발명에 사용된 호염성 균주는 해안의 염분함유 지역(서해, 인천, 한국)에서 수집된 토양 샘플로부터 분리하였다. 상기 토양은 실험실로 옮겨졌고 식물의 잔해 및 눈에 보이는 동물상(fauna)를 가려내기 위해 2 mm 체로 걸러졌다. 상기 토양은 멸균한 식염수(0.85% NaCl)를 이용하여 10배 단계 희석을 실시하였으며, 150 rpm에서 15분 동안 진탕시킨 후, 10% NaCl을 첨가한 Trptone Soy Agar 배지(TSA, 펩톤 15g/L; 트립톤 5g/L; 덱스트로스 2.5g/L, pH 8.5)에 접종하였다. 총 32개의 호염성 균주가 분리되어 5% NaCl을 첨가한 TSA slant(pH 7.2)에서 유지되었으며, 4℃의 상태로 3개월 마다 계대하였다.
Basophilic strains used in the present invention were isolated from soil samples collected in salt-containing areas of the coast (West, Incheon, South Korea). The soil was transferred to the laboratory and filtered with a 2 mm sieve to screen out plant debris and visible fauna. The soil was diluted 10-fold using sterile saline (0.85% NaCl), shaken at 150 rpm for 15 minutes, and then Trptone Soy Agar medium (TSA, peptone 15g / L) with 10% NaCl; Tryptone 5 g / L; dextrose 2.5 g / L, pH 8.5). A total of 32 basophils were isolated and maintained in TSA slant (pH 7.2) with 5% NaCl and passaged every 3 months at 4 ° C.

단일 질소원으로서 As a single nitrogen source ACCACC 이용의 정성 분석( Qualitative analysis of the use ( ACCACC 디아미나제Diaminazine 활성 정성분석) Active qualitative analysis)

질소(N)원으로서 ACC를 이용하는 능력은 변형한 Poonguzhali 등(2006, Plant Soil 286, 167-180)의 방법에 따라 관찰된 ACC 디아미나제의 효소 활성의 결과이다. 분리한 호염균은 TSA(5% NaCl, pH 7.2)에서 처음 배양되었다. ACC 용액(0.5 M) (Sigma Chemical Co., St. Louis, Missouri, USA)은 멸균 필터(0.2 μm)로 여과하여, -20℃에서 냉동보관되었다(Penrose and Glick, 2001, Can J Microbiol 47, 368-372). 호염성 균주는 질소원으로서 NH4Cl 대신 3.0 mM ACC가 보충된 NFb 배지에 도말되었다. 도말에 앞서, 상기 ACC 용액 150㎕를 NFb 배지(5% NaCl로 변형, pH 7.2)의 표면에 분산시켜 건조하였다. 도말 후, 플레이트는 30℃에서 4일 동안 배양 되었다. 생장상태를 매일 12시간마다 확인하였고 strong, mild, weak 및 absent로 분류하였다. ACC를 이용하는 호염균의 능력은 임의의 질소원이 없는 대조군 NFb 고체 배지에서 동일한 호염균을 4일 동안 유지하여 입증되었으며, 생장이 나타나지 않음을 확인하여, 질소원으로서 ACC의 이용을 확정하였다. ACC 이용을 기초로 하여 염 스트레스에 의해 유도된 에틸렌의 생성을 감소시키는데 있어서 그리고 고추의 생장에 대한 염 스트레스의 영향을 개선하는데 있어서 상기 호염균의 효율성을 평가하였다.
The ability to use ACC as a nitrogen source is the result of the enzymatic activity of ACC deaminase observed according to the modified method of Poonguzhali et al. (2006, Plant Soil 286, 167-180). Isolated basophils were first incubated in TSA (5% NaCl, pH 7.2). ACC solution (0.5 M) (Sigma Chemical Co., St. Louis, Missouri, USA) was filtered through a sterile filter (0.2 μm) and stored frozen at −20 ° C. (Penrose and Glick, 2001, Can J Microbiol 47, 368-372). Basophils were plated in NFb medium supplemented with 3.0 mM ACC instead of NH 4 Cl as the nitrogen source. Prior to smearing, 150 μl of the ACC solution was dried by dispersing on the surface of NFb medium (modified with 5% NaCl, pH 7.2). After plating, the plates were incubated at 30 ° C. for 4 days. Growth status was checked every 12 hours and classified into strong, mild, weak and absent. The ability of basophils to use ACC was demonstrated by maintaining the same basophils for 4 days in control NFb solid medium without any nitrogen source, confirming no growth, confirming the use of ACC as a nitrogen source. Based on the ACC utilization, the effectiveness of the basophils was evaluated in reducing the production of ethylene induced by salt stress and in improving the effect of salt stress on pepper growth.

ACCACC 디아미나제Diaminazine 활성 정량 분석 Active quantitative analysis

효소 추출물의 제조Preparation of Enzyme Extracts

ACC 디아미나제 활성의 정량 분석(EC 4.1.99.4)은 ACC 디아미나제가 ACC를 분해할 때 생성된 알파-케토부티레이트의 양을 측정하는 Honma 및 Shimomura (1978, Agric Biol Chem 42, 1825-1831)의 방법을 변형한, Penrose 및 Glick (2003, Physiologia Plantarum 118, 10-15)의 방법에 따라 분석되었다. ACC 디아미나제 활성은 하기 절차에 의해 제조된 호염성 세균의 세포 추출물에서 측정되었다. 먼저 세균은 5% NaCl을 첨가한 TSA(Tryptic Soybean Agar, Difco Laboratories)에서 배양되었고, 그 후 배양된 세균은 5 ㎖ tryptic soy broth (TSB-5% NaCl로 변형)에 접종되어 30℃에서 24 ~ 36시간 동안 배양되었다. 그 후 4℃, 10,000 rpm에서 10분 동안 원심분리하여 수집되었다. 수집된 세포는 5 ㎖ NFb 배지로 세척되었고 4℃, 10,000 rpm에서 10분 동안 다시 원심분리되었다(2번). 그 후 상기 세포는 5% NaCl을 첨가하고, 유일한 질소원으로서 ACC가 보충된 NFb 액체 배지(리터당 NFb 조성: 5.0 g L-말산, 4.5 g KOH, 1.8 g KH2PO4, 0.6 g K2HPO4, 0.2 g MgSO4?7H2O, 0.02 g CaCl?2H2O 그리고 미량 원소 및 비타민을 가진 1.64% Fe EDTA: 0.4 g CuSO4?5 H2O, 0.12 g ZnSO4?7H2O, 1.4 g H2BO3, 1.0 g NaMoO4?H2O, 1.5 g MnSO4?5H2O, 100 mg 비오틴, 200 mg 피리독살-HCl; pH 7.2)로 다시 접종되어 졌다. 접종 직전에, 냉동된 0.5 M ACC 용액(0.2㎛의 멸균된 필터로 여과하여 -20℃에서 냉동) 30㎕를 ACC 농도가 최종 3.0 mM이 되도록 세포 현탁액에 첨가하였고, 진탕 배양기에서 24시간 동안 25℃, 150 rpm 조건으로 인큐베이션 하였다. 배양된 세균 세포는 4℃에서 10분 동안 10,000 rpm으로 원심분리하여 수집되었다. 상등액은 제거되었고 세포 펠렛은 0.1M Tris-HCl (pH 7.6)으로 세척되었다. 상기 펠렛은 -20℃에서 30분 동안 저장되었다. 0.1 M Tris-HCl (pH 7.6) 1 ㎖에 상기 세포 펠렛을 현탁함으로써 세포는 다시 세척되었고 1.5 ㎖ 원심분리 튜브로 옮겨졌다. 상기 현탁액은 10,000 rpm에서 5분 동안 재원심분리되었고 상등액은 제거되었다. 상기 펠렛은 0.1 M Tris-HCl (pH 8.5) 600 ㎕에 현탁되었고, 톨루엔 30㎕가 세포 현탁액에 첨가되었으며 30초 동안 볼텍싱되었다. 상기 톨루엔 처리 세포 현탁액 200㎕는 다음 단백질 정량을 위해 4℃에 따로 저장해 두었다. 남아있는 톨루엔 처리 세포 현탁액은 ACC 디아미나제 활성의 분석을 위해 사용되었다.
Quantitative analysis of ACC deaminase activity (EC 4.1.99.4) shows Honma and Shimomura (1978, Agric) measuring the amount of alpha-ketobutyrate produced when ACC deaminase degrades ACC. Biol Chem 42, 1825-1831) was modified according to the method of Penrose and Glick (2003, Physiologia Plantarum 118, 10-15). ACC deaminase activity was measured in cell extracts of basophil bacteria prepared by the following procedure. The bacteria were first incubated in TSA (Tryptic Soybean Agar, Difco Laboratories) with 5% NaCl, and then the incubated bacteria were inoculated in 5 ml tryptic soy broth (modified with TSB-5% NaCl) at 30 ° C for 24 ~. Incubated for 36 hours. It was then collected by centrifugation at 4 ° C., 10,000 rpm for 10 minutes. The collected cells were washed with 5 ml NFb medium and centrifuged again (2 times) at 4 ° C., 10,000 rpm for 10 minutes. The cells are then added 5% NaCl and supplemented with NCC liquid medium supplemented with ACC as the only nitrogen source (NFb composition per liter: 5.0 g L-malic acid, 4.5 g KOH, 1.8 g KH 2 PO 4 , 0.6 g K 2 HPO 4 , 1.64% Fe EDTA with 0.2 g MgSO 4 ? 7H 2 O, 0.02 g CaCl? 2H 2 O and trace elements and vitamins: 0.4 g CuSO 4 ? 5 H 2 O, 0.12 g ZnSO 4 ? 7H 2 O, 1.4 g H 2 BO 3 , 1.0 g NaMoO 4 ? H 2 O, 1.5 g MnSO 4 ? 5H 2 O, 100 mg biotin, 200 mg pyridoxal-HCl; pH 7.2). Immediately prior to inoculation, 30 μl of frozen 0.5 M ACC solution (filtered with 0.2 μm sterile filter and frozen at −20 ° C.) was added to the cell suspension with an ACC concentration of 3.0 mM final and 25 for 24 hours in a shake incubator. Incubation was carried out at 150 ° C condition. Cultured bacterial cells were collected by centrifugation at 10,000 rpm for 10 minutes at 4 ° C. The supernatant was removed and the cell pellet was washed with 0.1M Tris-HCl (pH 7.6). The pellet was stored at -20 ° C for 30 minutes. Cells were washed again by suspending the cell pellet in 1 ml of 0.1 M Tris-HCl (pH 7.6) and transferred to a 1.5 ml centrifuge tube. The suspension was recentrifuged at 10,000 rpm for 5 minutes and the supernatant was removed. The pellet was suspended in 600 μl of 0.1 M Tris-HCl, pH 8.5, 30 μl of toluene was added to the cell suspension and vortexed for 30 seconds. 200 μl of the toluene treated cell suspension was stored separately at 4 ° C. for the next protein quantification. The remaining toluene treated cell suspension was used for the analysis of ACC deaminase activity.

1-One- aminocyclopropaneaminocyclopropane -1--One- carboxyliccarboxylic acidacid ( ( ACCACC ) ) 디아미나제Diaminazine 활성의 분석 Analysis of activity

톨루엔 처리 세포 200㎕는 새로운 1.5㎖ 원심분리 튜브로 옮겨졌고, 0.5 M ACC 20㎕가 상기 세포 현탁액에 첨가된 후 진탕하여 30℃에서 15분 동안 인큐베이션 되었다. 0.56 M HCl 1 ㎖의 첨가 후, 상기 혼합물은 볼텍싱되었고, 실온에서 5분 동안 10,000 rpm으로 원심분리되었다. 세포 잔해는 제거되었고, 상등액 1 ㎖은 새로운 유리시험관에 옮겨진 후, 0.56 M HCl 800 ㎕가 첨가되어 볼텍싱되었다. 그 후, 디니트로-페닐 하이드라진(DNPH) 300 ㎕이 상기 유리시험관에 첨가되었다. 상기 혼합물은 다시 볼텍싱되었고, 30℃에서 30분 동안 인큐베이션되었다. 흡광도 측정 전에, 2 N NaOH 2 ㎖이 첨가 및 혼합되었고, 540 nm에서 흡광도가 측정되었다. ACC 디아미나제의 활성에 의해 생성된 알파-케토부티레이트의 양은 ACC를 첨가한 세포 추출물의 흡광도 값에서 ACC를 첨가하지 않은 세포 추출물 및 시약 혼합물의 흡광도 값을 뺌으로써 계산되었다.
200 μl of toluene treated cells were transferred to a new 1.5 mL centrifuge tube, and 20 μl of 0.5 M ACC was added to the cell suspension and shaken and incubated at 30 ° C. for 15 minutes. After addition of 1 ml of 0.56 M HCl, the mixture was vortexed and centrifuged at 10,000 rpm for 5 minutes at room temperature. Cell debris was removed and 1 ml of supernatant was transferred to a new glass test tube and vortexed with 800 μl of 0.56 M HCl. Thereafter, 300 μl of dinitro-phenyl hydrazine (DNPH) was added to the glass test tube. The mixture was vortexed again and incubated at 30 ° C. for 30 minutes. Prior to absorbance measurement, 2 mL of 2N NaOH was added and mixed, and the absorbance was measured at 540 nm. The amount of alpha-ketobutyrate produced by the activity of ACC deaminase was calculated by subtracting the absorbance values of the cell extract without ACC and the reagent mixture from the absorbance values of the cell extract with ACC.

표준물질의 제조Preparation of Standards

상기 반응에 의해 생성된 알파-케토부티레이트의 양(nmol)은 540 nm에서 0.1 및 1.0 nmol 사이의 범위에 있는 알파-케토부티레이트의 표준 곡선과 샘플의 흡광도를 비교함으로써 결정되었다. 100 mmol/L 알파-케토부티레이트(Sigma-Aldrich Co.) 용액은 0.1 M Tris-HCl (pH 8.5)을 이용하여 제조되었으며 4℃에 저장되었다. 일련의 공시된 농도의 알파-케토부티레이트 200 ㎕와 2,4-디니트로페닐 하이드라진 시약(2 M HCl 중의 0.2% 2,4-디니트로페닐 하이드라진) (Sigma-Aldrich Co.) 300 ㎕를 시험관에 넣고 혼합하여 30℃에서 30분 동안 인큐베이션 하였다. 2 M NaOH 2.0㎖의 첨가에 의해 발색되었고 540 nm에서 흡광도 값이 측정되었다. 상기 배양액의 특이적 활성을 측정하기 위해, 단백질 정량은 로우리 방법에 따라 실시되었다(Lowry et al., 1951, J Biol Chem 193, 265-275).
The amount (nmol) of alpha-ketobutyrate produced by the reaction was determined by comparing the absorbance of the sample with a standard curve of alpha-ketobutyrate in the range between 0.1 and 1.0 nmol at 540 nm. 100 mmol / L alpha-ketobutyrate (Sigma-Aldrich Co.) solution was prepared using 0.1 M Tris-HCl (pH 8.5) and stored at 4 ° C. 200 μl of a series of published concentrations of alpha-ketobutyrate and 300 μl of 2,4-dinitrophenyl hydrazine reagent (0.2% 2,4-dinitrophenyl hydrazine in 2 M HCl) (Sigma-Aldrich Co.) The mixture was mixed and incubated at 30 ° C. for 30 minutes. Color development was achieved by addition of 2.0 ml 2 M NaOH and absorbance values were measured at 540 nm. To measure the specific activity of the cultures, protein quantification was performed according to the Lowry method (Lowry et al., 1951, J Biol). Chem 193, 265-275).

세포외다당체(exopolysaccharide)의Of extracellular polysaccharide 생성 produce

세포외다당체의 생성은 Nicolaus 등(1999, J Ind Microbiol Biotechnol 23, 489-496)의 방법에 따라 정성적으로 분석되었다. 세균 균주는 5% NaCl가 첨가된 100 ㎖ 배지(효모 추출물 10(g/L), 카사미노산 7.5(g/L), 트리소듐 시트레이트 3.0(g/L), KCl 2.0(g/L), MgSO4?7H2O 20(g/L), MnCl2?4H2O 0.36(mg/L) 및 FeSO4?7H2O 50(g/L))에서 25℃, 150 rpm 조건으로 5일 동안 배양되었다. 상등액은 4℃, 1000 rpm에서 10분 동안 원심분리하여 수집되었다. 그 후 차가운 무수에탄올(3배)이 교반하에 첨가되었고, 침전물의 형성은 세포외다당체의 생성에 대한 양성 반응으로서 간주되었다.
The production of extracellular polysaccharides is described by Nicolaus et al. (1999, J Ind Microbiol Biotechnol 23, 489-496) was qualitatively analyzed. Bacterial strains were cultured in 100 ml medium with 5% NaCl (10 yeast extracts 10 g / L), casamino acid 7.5 (g / L), trisodium citrate 3.0 (g / L), KCl 2.0 (g / L), MgSO 4? 7H 2 O 20 ( g / L), MnCl 2? 4H 2 O 0.36 (mg / L) , and FeSO 4? 7H 2 O 50 ( g / L)) in for 5 days in 25 ℃, 150 rpm condition Incubated. Supernatants were collected by centrifugation at 4 ° C., 1000 rpm for 10 minutes. Cold anhydrous ethanol (3 times) was then added under stirring, and the formation of precipitate was considered as a positive reaction to the production of extracellular polysaccharides.

호염성Hoginess 균주의 분류학적 동정 Taxonomic Identification of Strains

분류학적 동정을 위해, 수집된 호염성 세균 균주는 16S rRNA 유전자 서열이 분석되었다. 상기 수집된 세균 균주는 TSA (Difco)에서 배양되었고, Sambrook 등(1989, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd edn. New York, USA: Cold Spring Harbor Laboratory Press)의 방법에 따라 DNA가 추출되었다. 16S rRNA 유전자는 정방향 프라이머 (27F-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG; 서열번호 1) 및 역방향 프라이머 (1492R-GGTTACCTTGTTACGACTT; 서열번호 2)를 이용하여 PCR에 의해 증폭되었다. 16S rRNA 뉴클레오티드 서열은 형광 염료 터미네이터 방법(ABI prismTM BigdyeTM Terminator cycle sequencing ready reaction kit V.3.1)을 사용하여 PCR-다이렉트 시퀀싱에 의해 동정 되었고, 상기 산물은 Millipore-Montage dye removal kit를 이용하여 정제되었다. 마지막으로, 상기 산물은 ABI 3730XL capillary DNA sequencer (50 cm capillary)에서 시퀀싱 되었다. 균주 서열은 NCBI 데이타베이스에 등록되었다(등록번호: GU968490).
For taxonomic identification, the collected basophil bacterial strains were analyzed for 16S rRNA gene sequences. The collected bacterial strains were cultured in TSA (Difco), and DNA was extracted according to the method of Sambrook et al. (1989, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd edn. New York, USA: Cold Spring Harbor Laboratory Press). The 16S rRNA gene was amplified by PCR using forward primer (27F-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG; SEQ ID NO: 1) and reverse primer (1492R-GGTTACCTTGTTACGACTT; SEQ ID NO: 2). 16S rRNA nucleotide sequences were identified by PCR-direct sequencing using the fluorescent dye terminator method (ABI prism ™ Bigdye ™ Terminator cycle sequencing ready reaction kit V.3.1), and the product was purified using the Millipore-Montage dye removal kit. Finally, the product was sequenced in ABI 3730XL capillary DNA sequencer (50 cm capillary). Strain sequences were registered in the NCBI database (Registration No .: GU968490).

계통수 분석Tree tree analysis

그 후, 상기 서열은 서열의 근친(close relatives) 및 분류학적 계통을 결정하기 위해서 Ribosomal Database Project-II Release 9 (http://rdp.cme.msu.edu/index.jsp)의 RDP 분석 도구에 의해 처리되었다. 분리된 호염성 균주는 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) (RS656)와 가장 높은 유사성을 보였다. 계통수 분석은 CLUSTAL W (Thompson et al., 1994, Nucleic Acids Res 22, 4673-4680)에 의한 데이타의 다중 서열정렬 후, MEGA version 4.1 (Kumar et al., 2004, Brief Bioinform 5, 150-163)을 이용하여 수행되었다. 거리는 Kimura의 2가지-파라미터 모델 (Kimura, 1980, J Mol Evol 16, 111-120)에 따른 옵션을 이용하여 획득되었고, 클러스터링은 neighbor-joining 방법 (Saitou and Nei, 1987, Mol Biol Evol 4, 406-425)을 이용하여 수행되었다. 교점의 통계적 신뢰도는 100개의 반복(replications)을 이용하여 부트스트렙핑에 의해 산출되었다 (Felsenstein, 1985, Evolution 39, 783-791).
The sequence is then passed to the RDP analysis tool of Ribosomal Database Project-II Release 9 (http://rdp.cme.msu.edu/index.jsp) to determine the close relatives and taxonomic lineage of the sequence. Was processed by. Isolated basophils are Bacillus rickenformis ( Bacillus) licheniformis ) (RS656) showed the highest similarity. Phylogenetic analysis is performed by CLUSTAL W (Thompson et al., 1994, Nucleic Acids After multiple sequencing of data by Res 22, 4673-4680), it was performed using MEGA version 4.1 (Kumar et al., 2004, Brief Bioinform 5, 150-163). Distance is Kimura's two-parameter model (Kimura, 1980, J Mol Obtained using the options according to Evol 16, 111-120, and clustering was performed using the neighbor-joining method (Saitou and Nei, 1987, Mol). Biol Evol 4, 406-425). Statistical reliability of the intersection was calculated by bootstrapping using 100 replicates (Felsenstein, 1985, Evolution 39, 783-791).

에틸렌 생성의 Ethylene producing 모니터링monitoring

고추 유묘로부터 에틸렌의 방출은 약간의 변형을 한 Madhaiyan 등(2007, Planta 226, 867-876)의 프로토콜에 따라 측정되었다. 고추 종자의 표면은 70% 에탄올로 1분 동안, 2% 차아염소산나트륨(NaOCl)으로 30초 동안 멸균처리되었고, 이어서 멸균 증류수로 헹구었다(5번). 호염균은 TSA 배지에서 배양되었고, 배양된 호염균을 유일한 질소원으로서 ACC 5 mM 과 5% NaCl이 첨가된 Nfb 배지에 접종되었고, 그 후 ACC 디아미나제 활성을 유도하기 위해 30℃에서 120 rpm로 교반하면서 24시간 동안 인큐베이션 되었다. 배양된 균주는 원심분리하여 세포 수집 후 세척되었고, 멸균된 0.03 M 황산 마그네슘(MgSO4)에 재현탁 되었다. 종자는 호염균 현탁액 (1 × 108 cfu/㎖) 또는 멸균수에서 4시간 동안 처리되었다. 상기 종자는 멸균 혼합토 150 g을 함유하는 유묘 트레이(40개 홀/트레이 및 1개 종자/홀)에 파종 되었고, 생장 챔버에서 12시간의 광주기로 25℃에서 재배 되었다. 상기 유묘(8일 된)는 다른 수준의 염 스트레스(100, 150 및 200 mM NaCl)에 노출되었다. 호염균 및 염을 처리하지 않은 유묘는 음성 대조군으로서 사용되었고, 염 처리 유묘는 양성 대조군으로서 사용되었다. 고추 유묘(각 처리에 대한 12개의 유묘)는 뿌리째 뽑혀져서, 뿌리로부터 흙을 제거하기 위해 각 농도의 식염수로 세척되었고, 120 ㎖ 병으로 옮겨졌다. 상기 병은 공기가 빠져나가도록 하기 위해 30분 동안 열어 두었고, 그 후 고무격막(rubber septum)으로 4시간 동안 밀봉되었으며, 상기 병 상부 공간으로부터 공기 샘플이 수집되었다. 상기 수집된 공기 샘플 1 ㎖ 은 Poropak-Q 컬럼이 장착되고 불꽃 이온화 검출기가 갖추어진 기체 크로마토그래피(dsCHROM 6200, Donam Instruments Inc., Republic of Korea)로 주입되었다. 방출된 에틸렌의 양은 순수 에틸렌 (Praxair, Praxair Korea Co., Ltd)으로 만들어진 표준 곡선과 비교하여 pmol 에틸렌/g 생체중/h 로서 표시되었다. 3개의 반복이 각 처리에 대해 사용되었다.
The release of ethylene from pepper seedlings was measured according to the protocol of Madhaiyan et al. (2007, Planta 226, 867-876) with some modifications. The surface of the pepper seeds was sterilized with 70% ethanol for 1 minute and 2% sodium hypochlorite (NaOCl) for 30 seconds, followed by rinsing with sterile distilled water (5 times). Basophils were cultivated in TSA medium and cultured basophils were inoculated in Nfb medium with ACC 5 mM and 5% NaCl as the only nitrogen source, and then at 120 rpm at 120 rpm to induce ACC deaminase activity. Incubate for 24 hours with stirring. Cultured strains were centrifuged and washed after cell collection and resuspended in sterile 0.03 M magnesium sulfate (MgSO 4 ). Seeds were treated for 4 hours in basophils suspension (1 × 10 8 cfu / ml) or sterile water. The seeds were sown in seedling trays (40 holes / tray and 1 seed / hole) containing 150 g of sterile mixed soil and grown at 25 ° C. with a 12 hour photoperiod in a growth chamber. The seedlings (8 days old) were exposed to different levels of salt stress (100, 150 and 200 mM NaCl). Basophils and salt-free seedlings were used as negative controls, and salt-treated seedlings were used as positive controls. Pepper seedlings (12 seedlings for each treatment) were rooted, washed with saline at each concentration to remove soil from the roots and transferred to 120 ml bottles. The bottle was left open for 30 minutes to allow air to escape, then sealed for 4 hours with a rubber septum, and air samples were collected from the bottle top space. 1 ml of the collected air sample was injected by gas chromatography (dsCHROM 6200, Donam Instruments Inc., Republic of Korea) equipped with a Poropak-Q column and equipped with a flame ionization detector. The amount of ethylene released was expressed as pmol ethylene / g live weight / h compared to a standard curve made from pure ethylene (Praxair, Praxair Korea Co., Ltd). Three iterations were used for each treatment.

온실 실험Greenhouse experiment

염 농도의 생장 억제 수준의 결정Determination of growth inhibition level of salt concentration

온실 실험은 Cheng 등(2007, Can J Microbiol 53, 912-918)에 의해 기재된 프로토콜을 약간 변형하여 수행되었다. 표면이 멸균된 고추 종자는 멸균 혼합토 150 g을 채운 유묘 트레이(홀 1개당 종자 1개)에서 파종하여 발아되었고, 일정한 조건(25℃, 12시간의 암/광 주기)하에 생장 챔버에서 재배되었다. 발아 후 8일째에, 각 유묘는 10 ㎖의 질소 결핍 Hoagland's 영양 용액을 처리한 200 g의 혼합토로 채워진 화분(7.5 x 7.5 cm)에 이식되었고, 화분은 온실로 옮겨졌다. 염 스트레스 효과를 조사하고 고추 생장에 대한 염 농도의 억제 수준을 결정하기 위해, 상기 유묘는 2주 후(21일 된 유묘) 100 mM, 150 mM 및 200 mM NaCl을 처리하였다. 상기 식물은 생장 5주 후(발아한 시점을 포함하는 생장기간) 수확되었고, 그 후 고추 유묘의 뿌리 및 줄기의 길이 및 건물중이 기록되었다. 건물중은 70℃에서 상기 식물을 건조함으로써 결정되었다.
Greenhouse experiments were performed with minor modifications to the protocol described by Cheng et al. (2007, Can J Microbiol 53, 912-918). Pepper sterilized seeds were sown in seedling trays (1 seed per hole) filled with 150 g of sterile mixed soil, and grown in a growth chamber under constant conditions (25 ° C., 12 hours dark / light cycle). On day 8 after germination, each seedling was transplanted into a pollen (7.5 x 7.5 cm) filled with 200 g of mixed soil treated with 10 ml of nitrogen deficient Hoagland's nutrient solution and the pot was transferred to the greenhouse. To investigate the salt stress effect and to determine the level of inhibition of salt concentration on pepper growth, the seedlings were treated with 100 mM, 150 mM and 200 mM NaCl 2 weeks later (21 day old seedlings). The plant was harvested 5 weeks after growth (including the time of germination), and then the length and dry weight of the root and stem of the red pepper seedlings were recorded. Dry weight was determined by drying the plant at 70 ° C.

생장 억제 염 수준에서 At growth inhibitory salt levels ACCACC 디아미나제Diaminazine 생성  produce 호염균이Basophils 고추 생장촉진에 미치는 효과 Effect on Red Pepper Growth Promotion

상기 기재된 바와 같이, 고추의 종자 표면은 멸균 및 호염균 처리하여 발아되었다. 발아 후 8일째에, 각 유묘는 200g의 혼합토로 채워진 화분(7.5 x 7.5 cm)에 이식되었고, 그 후 10㎖의 질소 결핍 Hoagland's 영양 용액을 처리하였으며 화분은 온실로 옮겨졌다. 고추의 전체 생장 평균 감소율(%)은 150 mM NaCl 스트레스하에서 52.68%였다(표 3). 따라서, 염 스트레스 처리 식물에 대한 호염균 접종 효과를 조사하기 위해, 상기 영양 용액에 150 mM NaCl이 부가적으로 첨가되었고 온실로 옮겨진 후 2주째에 처리되었다. 호염균 미처리 및 염으로 처리되지 않은 유묘는 음성 대조군으로 사용되었고, 염 처리 유묘는 양성 대조군으로 사용되었다. 상기 식물은 5주 후에 수확되어 데이타가 기록되었다. 얻어진 데이타에 기초하여, 호염균 접종 및 미접종 식물의 염 내성 지수(STI)가 Shetty 등(1995, Environ Pollution 88, 308-314)의 방법에 따라 하기와 같이 결정되었다: STI = DWS 또는 DWH/ DWC (DWS = 염 스트레스하에서 생장한 식물의 건물중, DWH = 호염균 접종 및 염 스트레스하에서 생장한 식물의 건물중, DWC = 염 스트레스 및 호염균의 접종이 없는 대조군 조건에서 생장한 식물의 건물중).
As described above, the seed surface of the pepper was germinated by sterile and basophils. On day 8 after germination, each seedling was transplanted into a pot filled with 200 g of mixed soil (7.5 x 7.5 cm), then treated with 10 ml of nitrogen-deficient Hoagland's nutrient solution and the pot was transferred to the greenhouse. The average percentage growth in pepper growth was 52.68% under 150 mM NaCl stress (Table 3). Therefore, to investigate the basophil inoculation effect on salt stressed plants, additionally 150 mM NaCl was added to the nutrient solution and treated two weeks after transfer to the greenhouse. Seedlings untreated and untreated with salt were used as negative controls and salt treated seedlings as positive controls. The plants were harvested after 5 weeks and data recorded. Based on the data obtained, the salt resistance index (STI) of basophils and uninoculated plants was determined by Shetty et al. (1995, Environ). Pollution 88, 308-314) was determined as follows: STI = DWS or DWH / DWC (DWS = dry matter of plants grown under salt stress, DWH = basophil inoculation and plant growth under salt stress Dry matter, DWC = dry matter of plants grown in control conditions without salt stress and basophils inoculation).

영양분 분석Nutrients Analysis

고추 유묘를 수확하여 영양분 분석을 위해 70℃에서 건조되었다. 질소, 인, 칼륨, 마그네슘, 칼슘 및 나트륨의 농도(mg/g)는 건조된 고추 지상부를 마쇄하여 샘플을 준비하였다. 식물체 질소 농도는 황산 및 황산칼륨으로 분해 후 Kjeldahl Auto1030 분석기에서 측정되었다. 인 농도는 농축된 황산 및 과염소산으로 상기 식물 샘플을 분해 후, 메타바나딘산 암모늄(ammonium metavanadate) 시약을 사용하여 Jackson (1973, Soil Chemical Analysis. Prentice-Hall of India Pvt. Ltd., New Delhi, India, pp 54-56)의 방법에 따라 측정되었다. 표준용액은 인산이수소칼륨(potassium dihydrogen phosphate) (Sigma, USA)을 이용하여 제조되었다. 다른 영양분의 분석을 위해, 상기 식물체 샘플(0.5 g)은 과염소산, 황산 및 증류수(10:1:2)의 혼합액으로 분해되었고, 그 후 2번 여과(No. 6, Advantec Toyo)되었으며, 부피는 100㎖로 맞춰졌다. 10㎖의 샘플이 inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES, Optima 5300DV, Perkin Elmer, USA)에 의한 분석을 위해 사용되었다. PerkinElmer Life and Analytical Sciences (710 Bridge Port Avenue, Shelton, CT 06484, USA)로부터 구입한 Quality Control Standard 21 저장 용액 (100 ㎍/㎖ of 5% HNO3/tr.Tart./tr.HF)이 사용되었다. 작동 용액은 탈이온 증류수를 사용하여 1차 저장 용액으로부터 제조되었다.
Pepper seedlings were harvested and dried at 70 ° C. for nutrient analysis. Nitrogen, phosphorus, potassium, magnesium, calcium and sodium concentrations (mg / g) were ground to dry pepper grounds to prepare samples. Plant nitrogen concentrations were measured on a Kjeldahl Auto1030 analyzer after digestion with sulfuric acid and potassium sulfate. Phosphorus concentration was determined by dissolving the plant sample with concentrated sulfuric acid and perchloric acid, and then using Jackson (1973, Soil Chemical Analysis. Prentice-Hall of India Pvt. Ltd., New Delhi, Korea) using ammonium metavanadate reagent. India, pp 54-56). Standard solutions were prepared using potassium dihydrogen phosphate (Sigma, USA). For the analysis of other nutrients, the plant sample (0.5 g) was decomposed into a mixture of perchloric acid, sulfuric acid and distilled water (10: 1: 2) and then filtered twice (No. 6, Advantec Toyo) and the volume was Set to 100 ml. 10 ml of sample was used for analysis by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES, Optima 5300DV, Perkin Elmer, USA). A Quality Control Standard 21 stock solution (100 μg / ml of 5% HNO 3 /tr.Tart./tr.HF) purchased from PerkinElmer Life and Analytical Sciences (710 Bridge Port Avenue, Shelton, CT 06484, USA) was used. . The working solution was prepared from the primary stock solution using deionized distilled water.

통계적 분석Statistical analysis

데이타는 SAS general linear model version 9.1 (SAS institute Inc., Cary, NC, USA)을 사용하여 분산분석(ANOVA)에 의해 통계적으로 분석되었고, 평균은 최소 유의차 검정(LSD)을 사용하여 비교되었다(P ≤ 0.05) (SAS 2009).
Data were statistically analyzed by analysis of variance (ANOVA) using SAS general linear model version 9.1 (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA), and the mean was compared using the least significant difference test (LSD) ( P ≦ 0.05) (SAS 2009).

실시예Example 1: 분류 체계 및  1: classification system and PGPPGP 특성 characteristic

호염성 균주의 분류학적 동정 및 특성은 표 1에 나타내었다. 16S rRNA 유전자 시퀀싱은 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) 균주를 동정하였다. 상기 바실러스 리케니포르미스 균주를 농업생명공학연구원(KACC)에 2010년 6월 1일에 기탁하였다 (기탁번호: KACC 91566P).The taxonomic identification and properties of basophil strains are shown in Table 1. 16S rRNA gene sequencing was performed by Bacillus rickenformis licheniformis ) strains were identified. The Bacillus rickenformis strain was deposited with the Institute of Agricultural Biotechnology (KACC) on June 1, 2010 (accession number: KACC 91566P).

Bacillus licheniformis 의 ACC 디아미나제 활성은 0.86 ㎛ol 알파-케토부티레이트/mg 단백질/h 로 측정되었다(표 1). 상기 호염균은 세포외다당체를 생산할 수 있었다. Bacillus The ACC deaminase activity of licheniformis was determined to be 0.86 μm alpha-ketobutyrate / mg protein / h (Table 1). The basophils were able to produce extracellular polysaccharides.

사용된 호염성 균주의 세부사항Details of basophils used 균주
Strain
분리원
Separation
일반특성
General characteristics
콜로니
형태
Colony
shape
그람
염색
Gram
dyeing
PGP 특성PGP Characteristics 등록번호
Registration Number
분류
Classification
ACC 디아미나제 활성
(㎛ol 알파-케토부티레이트/mg 단백질/h
ACC Deaminase Activity
(Μmol alpha-ketobutyrate / mg protein / h
세포외다당체Extracellular polysaccharide
RS656RS656 해안 토양Coastal soil 10% NaCl 및 pH 6.5 내지 8.5에서 생장 가능Can grow at 10% NaCl and pH 6.5 to 8.5 황색yellow ++ 0.86±0.060.86 ± 0.06 ++ GU968490GU968490 Bacillus lichenifor mis RS656 (99%)a Bacillus lichenifor mis RS656 (99%) a

균주, 균주의 분리원, 한천 플레이트에서 콜로니의 형태, 그람 염색에 대한 상기 균주의 반응을 나타내었다. ACC 디아미나제 활성 데이타는 3번의 반복 실험의 평균 ± 표준오차로서 나타내었다. 해안 토양 유래의 상기 분리 균주는 균주의 공개된 16S rRNA 서열(RDP)에 따라 동정하였고, 가장 높은 일치율은 괄호안의 백분율로 나타내었다. Strains, isolates of strains, morphology of colonies on agar plates, and response of the strains to Gram staining are shown. ACC deaminase activity data are expressed as mean ± standard error of 3 replicates. The isolated strain from coastal soil was identified according to the published 16S rRNA sequence (RDP) of the strain, with the highest concordance expressed as a percentage in parentheses.

aRDP에서 서열 동일성(%)
a % sequence identity in RDP

실시예Example 2: 에틸렌 생성  2: ethylene production 모니터링monitoring

기체 크로마토그래피에 의한 에틸렌 방출의 측정은 염 스트레스의 각 수준에서 접종 및 미접종 식물로부터 방출된 에틸렌의 양이 음성 대조군에 비해 현저하게 더 높게 검출되었다(표 2). 에틸렌 합성은 100 mM, 150 mM 및 200 mM NaCl로 각각 스트레스 처리한 고추 식물에서 음성 대조군(NaCl 미처리)에 비해 44.03, 64.04 및 73.86% (pmol 에틸렌/g FW/h) 증가하였지만, ACC 디아미나제 생성 호염균의 접종은 양성 대조군(균주 미처리)에 비해 에틸렌 방출을 24.25, 44.45 및 49.30%로 각각 감소시켰다(표 2). The measurement of ethylene release by gas chromatography detected significantly higher amounts of ethylene released from inoculated and uninoculated plants at each level of salt stress (Table 2). Ethylene synthesis increased 44.03, 64.04 and 73.86% (pmol ethylene / g FW / h) compared to negative control (untreated NaCl) in pepper plants stressed with 100 mM, 150 mM and 200 mM NaCl, respectively, but ACC deaminase Inoculation of production basophils reduced ethylene release to 24.25, 44.45 and 49.30%, respectively, compared to the positive control (strain untreated) (Table 2).

다른 수준의 염 농도에서 PGPH의 접종이 고추 유묘의 에틸렌 발생량에 미치는 효과 Effect of Inoculation of PGPH on Ethylene Production of Pepper Seedlings at Different Salt Concentrations 처리
process
에틸렌 방출 (pmol 에틸렌/g FW/h)* Ethylene Release (pmol Ethylene / g FW / h) *
100 mM NaCl100 mM NaCl 150 mM NaCl150 mM NaCl 200 mM NaCl200 mM NaCl 양성 대조군Positive control 353.54 ± 4.45353.54 ± 4.45 550.19 ± 8.87550.19 ± 8.87 756.97 ± 3.72756.97 ± 3.72 음성 대조군Negative control group 197.85 ± 1.11197.85 ± 1.11 197.85 ± 1.11197.85 ± 1.11 197.85 ± 1.11197.85 ± 1.11 BacillusBacillus licheniformislicheniformis 267.80 ± 2.57267.80 ± 2.57 305.66 ± 4.19305.66 ± 4.19 383.81 ± 9.10383.81 ± 9.10 LSD (P ≤ 0.05)LSD (P ≤ 0.05) 18.9818.98 33.5733.57 21.6321.63

데이타는 3번의 반복 실험의 평균 ± 표준오차로 나타내었다. Data is expressed as mean ± standard error of 3 replicates.

음성 대조군: 호염균 및 염을 처리하지 않은 종자 및 유묘, 양성 대조군: 종자에 호염균 미처리, 100 mM, 150 mM 및 200 mM NaCl 스트레스에 2시간 동안 노출된 유묘, 접종군: 종자를 Bacillus licheniformis로 처리, 100 mM, 150 mM 및 200 mM NaCl 스트레스에 2시간 동안 노출된 유묘. Negative control: basophils and salt-free seeds and seedlings, positive control: seed not basophils, seedlings exposed to 100 mM, 150 mM and 200 mM NaCl stress for 2 hours, inoculation group: seed Bacillus Treated with licheniformis , seedlings exposed to 100 mM, 150 mM and 200 mM NaCl stress for 2 hours.

*LSD로 0.05%에서 유의성 검정.
* Significance test at 0.05% with LSD.

실시예Example 3: 염  3: salt 스트레스하에서Under stress 호염균의Basophil 접종 또는 미접종 식물의 생장 Inoculation or Growth of Uninoculated Plants

2주 동안 다른 수준의 염 스트레스에 노출된 고추 유묘(21일 된)는 음성 대조군에 비해 염분 증가에 따른 생장 감소의 영향이 두드러졌다(표 3 및 도 2). 고추 유묘의 전체 생장 감소는 150 mM NaCl 처리하에서 약 50.0%이므로, 다음 실험에서 150 mM NaCl의 염 스트레스를 처리하는 것이 고려되었다. ACC 디아미나제 생성 호염균을 접종한 염 스트레스 처리 식물은 미접종 식물보다 뿌리 및 지상부(줄기)의 길이 및 건조중량에 있어서 현저하게 더 높은 생장을 확인하였다(표 4 및 도 3). 양성 대조군 식물(150 mM)에서 줄기 및 뿌리 길이는 음성 대조군보다 43.04 및 65.0% 더 낮았고, 반면에 접종한 경우에는 양성 대조군에 비해 38.78 내지 40.49% 및 58.56 내지 62.52% 더 높았다. 건조중량은 음성 대조군에 비해 줄기에서 45.16% 그리고 뿌리에서 57.73% 감소한 반면, 접종한 경우에는 양성 대조군에 비해 줄기에서 27.66 내지 37.04% 그리고 뿌리에서 30.25 내지 43.49% 증가하였다. 상기 결과는 ACC 디아미나제 생성 호염균이 고추 식물의 생장에 대한 염 스트레스의 효과를 경감시키는 능력을 가진다는 것을 나타낸다.Pepper seedlings (21 days old) exposed to different levels of salt stress for 2 weeks showed a pronounced effect of growth reduction with increasing salt compared to the negative control (Table 3 and FIG. 2). The overall growth reduction of pepper seedlings was about 50.0% under 150 mM NaCl treatment, so the next experiment was considered to handle salt stress of 150 mM NaCl. Salt stress treated plants inoculated with ACC deaminase producing basophils confirmed significantly higher growth in length and dry weight of root and ground (stem) than uninoculated plants (Table 4 and FIG. 3). Stem and root lengths in the positive control plants (150 mM) were 43.04 and 65.0% lower than in the negative control, whereas inoculations were 38.78 to 40.49% and 58.56 to 62.52% higher than the positive control. Dry weight decreased by 45.16% in stems and 57.73% in roots compared to negative control, while inoculation increased 27.66-37.04% in stems and 30.25-43.49% in roots compared to positive control. The results indicate that ACC deaminase producing basophils have the ability to mitigate the effects of salt stress on the growth of pepper plants.

다른 수준의 염 농도가 고추의 생장에 미치는 영향Effect of different levels of salt concentration on the growth of red pepper 처리process 길이 (cm)a Length (cm) a 건조중량 (g/plant)a Dry weight (g / plant) a 평균 생장 감소 (%)b Average growth decrease (%) b 줄기stem 뿌리Root 줄기stem 뿌리Root 대조군
(0 NaCl)
Control group
(0 NaCl)
24.91 ± 0.7924.91 ± 0.79 23.27 ± 1.1823.27 ± 1.18 2.48 ± 0.022.48 ± 0.02 0.97 ± 0.030.97 ± 0.03
100 mM NaCl100 mM NaCl 18.05 ± 0.5218.05 ± 0.52 15.10 ± 0.1515.10 ± 0.15 1.72 ± 0.031.72 ± 0.03 0.59 ± 0.010.59 ± 0.01 33.1033.10 150 mM NaCl150 mM NaCl 14.19 ± 0.02c 14.19 ± 0.02 c 8.14 ± 0.208.14 ± 0.20 1.36 ± 0.021.36 ± 0.02 0.41 ± 0.010.41 ± 0.01 52.6852.68 200 mM NaCl200 mM NaCl 12.44 ± 0.23c 12.44 ± 0.23 c 6.31 ± 0.156.31 ± 0.15 1.12 ± 0.011.12 ± 0.01 0.31 ± 0.010.31 ± 0.01 62.4162.41 LSD
(P = 0.05)
LSD
(P = 0.05)
2.232.23 1.091.09 0.140.14 0.060.06

21일 된 유묘를 100 mM, 150 mM 및 200 mM NaCl 스트레스에 노출시키고, 데이타는 2주 후 즉, 35일 된 고추 유묘에서 기록하였다. 데이타는 3번의 반복 실험의 평균 ± 표준오차로 나타내었다.The 21 day old seedlings were exposed to 100 mM, 150 mM and 200 mM NaCl stress, and data were recorded after 2 weeks, ie in 35 day old pepper seedlings. Data is expressed as mean ± standard error of 3 replicates.

a35일 된 고추 식물의 줄기 및 뿌리의 평균 길이 및 건조중량은 각 처리(3개의 식물/반복 실험)에 대한 9개의 식물에서 측정되었다. a The average length and dry weight of the stems and roots of a 35 day old pepper plant were measured in 9 plants for each treatment (3 plants / repeat experiment).

b염 스트레스의 각 수준에서 고추의 전체 생장 평균 감소 b Reduced overall growth average of pepper at each level of saline stress

온실 조건에서 PGP 호염균 접종이 염 스트레스 처리 고추의 생장에 미치는 효과Effect of PGP Basophils in Greenhouse Conditions on Growth of Salt-Stressed Peppers 처리process 길이 (cm)a Length (cm) a 건조중량 (g/plant)a Dry weight (g / plant) a 줄기stem 뿌리Root 줄기stem 뿌리Root 대조군 (0 NaCl)Control (0 NaCl) 24.91 ± 0.79 a 24.91 ± 0.79 a 23.27 ± 1.18 a 23.27 ± 1.18 a 2.48 ± 0.02a 2.48 ± 0.02 a 0.97 ± 0.03a 0.97 ± 0.03 a 염 스트레스
(150 mM NaCl)
Saline stress
(150 mM NaCl)
14.19 ± 0.02 c 14.19 ± 0.02 c 8.14 ± 0.02 c 8.14 ± 0.02 c 1.36 ± 0.02c 1.36 ± 0.02 c 0.41 ± 0.01c 0.41 ± 0.01 c
Bacillus licheniformis
+ 150 mM NaCl
Bacillus licheniformis
+ 150 mM NaCl
23.18 ± 0.60 b 23.18 ± 0.60 b 19.93 ± 2.55 b 19.93 ± 2.55 b 1.88 ± 0.03b 1.88 ± 0.03 b 0.78 ± 0.05b 0.78 ± 0.05 b
LSD (P = 0.05)LSD (P = 0.05) 1.271.27 2.892.89 0.060.06 0.060.06

21일 된 유묘를 150 mM 염 스트레스에 노출시키고, 데이타는 2주 후, 즉 35일 된 고추 유묘에서 측정하였다. 데이타는 3번의 반복 실험의 평균 ± 표준오차로 나타내었다.The 21 day old seedlings were exposed to 150 mM salt stress and data were measured after 2 weeks, ie in 35 day old pepper seedlings. Data is expressed as mean ± standard error of 3 replicates.

음성 대조군: 호염균 및 염을 처리하지 않은 종자 및 유묘, 양성 대조군: 종자에 호염균 미처리, 150 mM NaCl 스트레스에 2주 동안 노출된 유묘, 접종군: 종자를 Bacillus licheniformis로 처리, 150 mM NaCl 스트레스에 2주 동안 노출된 유묘.Negative control: basophils and salt-free seeds and seedlings, positive control: seed not basophils, seedlings exposed to 150 mM NaCl stress for 2 weeks, inoculation group: seed Bacillus Seedlings treated with licheniformis , exposed to 150 mM NaCl stress for 2 weeks.

a35일 된 고추 식물의 줄기 및 뿌리의 평균 길이 및 건조중량은 각 처리(3개의 식물/반복 실험)에 대한 9개의 식물에서 측정되었다. 동일한 문자의 값은 0.05%에서 서로 유의적인 차이가 없다(LSD). a The average length and dry weight of the stems and roots of a 35 day old pepper plant were measured in 9 plants for each treatment (3 plants / repeat experiment). The values of the same letter did not differ significantly from each other at 0.05% (LSD).

실시예Example 4:  4: 바이오매스Biomass 분배 및 염 내성 지수의 비교 Comparison of Distribution and Salt Resistance Indices

뿌리 및 줄기에 대한 건조 바이오매스 분배(allocation)의 불균형이 음성 대조군(염 및 호염균을 처리하지 않은) 및 호염균이 접종된 스트레스 처리 식물에 비해 스트레스 처리 식물에서 나타났다. 대조군 식물에서, 건물중은 줄기에서 약 71.88% 그리고 뿌리에서 28.12%였다. 반면에, 스트레스 처리 식물에서는 76.84% 및 23.16%였다. 호염균의 접종은 스트레스 처리 식물(150 mM NaCl)에서 생장을 유지시켰다. 즉, 바이오매스 분배 및 생장은 대조군 식물과 거의 유사하였다(표 5 및 도 3). 염류축적(Salinization)은 또한 음성 대조군 식물에 비해 건물중 중 뿌리/줄기 비를 감소(1.30배) 시킨 반면에(표 5), Bacillus licheniformis 접종은 양성 대조군에 비해 1.36배 증가시켰다. 미접종 스트레스 처리 식물에 비해 호염균 접종 식물의 더 높은 뿌리/줄기 비는 뿌리에 대한 바이오매스의 분배가 호염균의 접종에 의해 증가한다는 것을 나타낸다. 게다가, 고추의 염 내성 지수는 염 스트레스 처리 고추 식물에 비해 호염균 접종 식물에서 현저하게 증가한다(표 5). ACC 디아미나제 생성 Bacillus licheniformis 를 접종한 식물은 양성 대조군(150 Mm NaCl)에 비해 1.50배 더 높은 내성 지수를 나타내었다. Imbalances of dry biomass allocation to roots and stems were found in stressed plants compared to negative control (untreated salts and basophils) and stressed plants inoculated with basophils. In control plants, dry weight was about 71.88% in stems and 28.12% in roots. In contrast, the stressed plants were 76.84% and 23.16%. Inoculation of basophils maintained growth in stressed plants (150 mM NaCl). In other words, biomass distribution and growth were nearly similar to control plants (Table 5 and FIG. 3). Salinization also reduced the root / stem ratio in dry matter (1.30-fold) compared to negative control plants (Table 5), while Bacillus The inoculation of licheniformis was increased 1.36 times compared to the positive control. The higher root / stem ratio of basophilic inoculated plants compared to unvaccinated stressed plants indicates that the distribution of biomass to the roots is increased by the inoculation of basophils. In addition, the salt tolerance index of pepper is significantly increased in basophil inoculated plants compared to salt stress treated pepper plants (Table 5). ACC Deaminase Production Bacillus Plants inoculated with licheniformis showed a 1.50-fold higher resistance index compared to the positive control (150 Mm NaCl).

호염균의 접종이 염 스트레스 처리 고추 건물중의 분배 및 뿌리/줄기 비와 염 내성 지수에 미치는 영향Effect of Basophil Inoculation on Distribution, Root / Stem Ratio and Salt Tolerance in Salt-Stressed Red Peppers 처리process 건물중 (DM) 분배a Distribution of Buildings (DM) a 뿌리/줄기b Root / stem b 염 내성 지수b Salt tolerance index b 줄기 (%)stem (%) 뿌리 (%)Root (%) 건조중량Dry weight 대조군 (0 NaCl)Control (0 NaCl) 71.8871.88 28.1228.12 0.39 ± 0.03b 0.39 ± 0.03 b 염 스트레스
(150 mM NaCl)
Saline stress
(150 mM NaCl)
76.8476.84 23.1623.16 0.30 ± 0.02c 0.30 ± 0.02 c 0.51 ± 0.01b 0.51 ± 0.01 b
Bacillus licheniformis
+ 150 mM NaCl
Bacillus licheniformis
+ 150 mM NaCl
70.6870.68 29.3229.32 0.41 ± 0.04a 0.41 ± 0.04 a 0.77 ± 0.01a 0.77 ± 0.01 a
LSD (P = 0.05)LSD ( P = 0.05) 0.0250.025 0.0350.035

21일 된 유묘를 150 mM 염 스트레스에 노출시키고 데이타는 2주 후, 즉 35일 된 고추 유묘에서 측정하였다. 데이타는 3번의 반복 실험의 평균 ± 표준오차로 나타내었다.The 21 day old seedlings were exposed to 150 mM salt stress and the data were measured after 2 weeks, ie in 35 day old pepper seedlings. Data is expressed as mean ± standard error of 3 replicates.

음성 대조군: 호염균 및 염을 처리하지 않은 종자 및 유묘, 양성 대조군: 종자에 호염균 미처리, 150 mM NaCl 스트레스에 2주 동안 노출된 유묘, 접종군: 종자를 Bacillus licheniformis로 처리, 150 mM NaCl 스트레스에 2주 동안 노출된 유묘.Negative control: basophils and salt-free seeds and seedlings, positive control: seed not basophils, seedlings exposed to 150 mM NaCl stress for 2 weeks, inoculation group: seed Bacillus Seedlings treated with licheniformis , exposed to 150 mM NaCl stress for 2 weeks.

a건물중 분배는 각 처리(3개의 식물/반복 실험)에 대한 9개 식물(35일 된)의 평균값으로부터 계산되었다. The distribution in the building was calculated from the mean value of 9 plants (35 days old) for each treatment (3 plants / repeat experiment).

b35일 된 고추 식물의 뿌리/줄기 건조중량 평균비 및 염 내성 지수는 각 처리(3개의 식물/반복 실험)에 대한 9개 식물로부터 측정되었다. 컬럼 내의 동일한 문자의 값은 0.05%에서 서로 유의적인 차이가 없다(LSD).
b The root / stem dry weight average ratio and salt tolerance index of 35 day old pepper plants were determined from 9 plants for each treatment (3 plants / repeat experiment). The values of the same characters in the columns do not differ significantly from each other at 0.05% (LSD).

실시예Example 5: 영양분 흡수에 대한  5: nutrient absorption 호염균의Basophil 효과 effect

서로 다른 처리를 한 고추 유묘의 지상부에서 질소, 인, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 및 나트륨 원소의 함량은 염 스트레스 처리 2주 후에 측정되었다. 식물 영양분 분석은 질소(13.24%), 인(61.45%), 칼륨 이온(70.93%), 칼슘 이온(66.50%) 및 마그네슘 이온(65.53%)이 음성 대조군에 비해 염 스트레스 처리 식물에서 현저하게 더 낮은 것을 보여주었다. 반면에, 나트륨 이온(67.66%) 함량은 더 높았다(표 6). 즉, 염 스트레스는 고추 유묘의 필수 영양분 흡수에 부정적인 영향을 미친다. 그러나, 호염성 균주의 접종은 염 스트레스하에서 고추 유묘의 질소(11.82 내지 18.50%), 인(16.30 내지 38.62%), 칼륨 이온(34.81 내지 48.58%), 칼슘 이온(30.58 내지 55.44%) 및 마그네슘 이온(34.20 내지 50.83%) 함량을 증가시켰다. 반면에, 나트륨 이온(46.64 내지 54.70%) 함량은 미접종 양성 대조군(150 mM) 비해 감소하였다(표 6).The contents of nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium and sodium in the ground portions of pepper seedlings treated with different treatments were measured after 2 weeks of salt stress treatment. Plant nutrient analysis showed that nitrogen (13.24%), phosphorus (61.45%), potassium ions (70.93%), calcium ions (66.50%) and magnesium ions (65.53%) were significantly lower in salt stressed plants than negative controls. Showed that. In contrast, the sodium ion (67.66%) content was higher (Table 6). That is, salt stress negatively affects the absorption of essential nutrients from pepper seedlings. However, inoculation of basophil strains showed nitrogen (11.82-18.50%), phosphorus (16.30-38.62%), potassium ions (34.81-48.58%), calcium ions (30.58-55.44%) and magnesium ions of pepper seedlings under salt stress. (34.20 to 50.83%) content was increased. In contrast, sodium ions (46.64-54.70%) content was reduced compared to the unvaccinated positive control (150 mM) (Table 6).

호염균의 접종이 염 스트레스 처리 고추 지상부의 영양분 축적에 미치는 영향Effect of Basophil Inoculation on Nutrients Accumulation in Salt-Stressed Pepper Grounds 처리process 고추 지상부의 양분 함량 (mg/g DW)a Nutrient Content in Red Pepper Ground (mg / g DW) a 질소nitrogen sign 칼륨potassium 칼슘calcium 마그네슘magnesium 나트륨salt 음성 대조군
no NaCl
Negative control
no NaCl
56.79 ±
0.74a
56.79 ±
0.74 a
5.58 ±
0.27a
5.58 ±
0.27 a
28.91 ±
0.82a
28.91 ±
0.82 a
5.95 ±
0.23a
5.95 ±
0.23 a
3.53 ±
0.10a
3.53 ±
0.10 a
1.67 ±
0.04c
1.67 ±
0.04 c
염 스트레스 (150 mM NaCl)Salt stress (150 mM NaCl) 49.27 ±
2.25b
49.27 ±
2.25 b
2.15 ±
0.00c
2.15 ±
0.00 c
8.41 ±
0.12c
8.41 ±
0.12 c
1.99 ±
0.06c
1.99 ±
0.06 c
1.22 ±
0.02c
1.22 ±
0.02 c
5.15 ±
0.04a
5.15 ±
0.04 a
Bacillus licheniformis + 150 mM NaCl Bacillus licheniformis + 150 mM NaCl 55.88 ±
0.68a
55.88 ±
0.68 a
2.57 ±
0.16d
2.57 ±
0.16 d
12.89 ±
0.71b
12.89 ±
0.71 b
2.87 ±
0.19b
2.87 ±
0.19 b
1.85 ±
0.08b
1.85 ±
0.08 b
2.75 ±
0.02b
2.75 ±
0.02 b
LSD (P ≤ 0.05)LSD (P ≤ 0.05) 2.762.76 0.130.13 0.380.38 0.110.11 0.040.04 0.060.06

21일 된 유묘를 150 mM 염 스트레스에 노출시키고 2주 후, 즉 35일 된 고추 유묘에서 분석되었다. 데이타는 3번의 반복 실험의 평균 ± 표준오차로 나타내었다.Twenty one day old seedlings were exposed to 150 mM salt stress and analyzed two weeks later, in 35 day old pepper seedlings. Data is expressed as mean ± standard error of 3 replicates.

음성 대조군: 호염균 및 염을 처리하지 않은 종자 및 유묘, 양성 대조군: 종자에 호염균 미처리, 150 mM NaCl 스트레스에 2주 동안 노출된 유묘, 접종군: 종자를 Bacillus licheniformis로 처리, 150 mM NaCl 스트레스에 2주 동안 노출된 유묘.Negative control: basophils and salt-free seeds and seedlings, positive control: seed not basophils, seedlings exposed to 150 mM NaCl stress for 2 weeks, inoculation group: seed Bacillus Seedlings treated with licheniformis , exposed to 150 mM NaCl stress for 2 weeks.

a영양분 축적은 각 처리에 대한 3회 반복 실험의 평균값으로부터 계산되었다. 컬럼 내의 동일한 문자의 값은 0.05%에서 서로 유의적인 차이가 없다(LSD). a nutrient accumulation was calculated from the average value of three replicates for each treatment. The values of the same characters in the columns do not differ significantly from each other at 0.05% (LSD).

농업생명공학연구원Agricultural Biotechnology Research Institute KACC91566KACC91566 2010060120100601

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삭제delete 삭제delete 삭제delete 호염성 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) RS656 균주(KACC 91566P) 또는 이의 배양액을 유효성분으로 함유하는 고추 식물의 염 스트레스 내성 증진용 미생물 제제. Basophilic Bacillus licheniformis RS656 Microbial agent for enhancing salt stress resistance of pepper plants containing strain (KACC 91566P) or a culture thereof as an active ingredient. 호염성 바실러스 리케니포르미스(Bacillus licheniformis) RS656 균주(KACC 91566P)를 고추 식물 또는 고추 식물의 종자에 침지 또는 관주 처리하는 단계를 포함하는 고추 식물의 염 스트레스 내성을 증진시키는 방법. Basophilic Bacillus licheniformis RS656 A method of enhancing salt stress tolerance of a pepper plant, comprising the step of immersing or irrigating the strain (KACC 91566P) in the pepper plant or seeds of the pepper plant.
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