KR101830058B1 - 마이크로코커스 루테우스 pnl10-2 균주 및 이의 용도 - Google Patents

마이크로코커스 루테우스 pnl10-2 균주 및 이의 용도 Download PDF

Info

Publication number
KR101830058B1
KR101830058B1 KR1020160181823A KR20160181823A KR101830058B1 KR 101830058 B1 KR101830058 B1 KR 101830058B1 KR 1020160181823 A KR1020160181823 A KR 1020160181823A KR 20160181823 A KR20160181823 A KR 20160181823A KR 101830058 B1 KR101830058 B1 KR 101830058B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
melon
pnl10
strain
acc
kacc92119p
Prior art date
Application number
KR1020160181823A
Other languages
English (en)
Inventor
서상현
강상재
이창희
김원찬
신용습
오수환
Original Assignee
주식회사 대원화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 대원화학 filed Critical 주식회사 대원화학
Priority to KR1020160181823A priority Critical patent/KR101830058B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101830058B1 publication Critical patent/KR101830058B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
    • A01N63/02—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/88—Lyases (4.)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Y—ENZYMES
    • C12Y401/00—Carbon-carbon lyases (4.1)
    • C12Y401/99—Other Carbon-Carbon Lyases (1.4.99)
    • C12R1/01—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

본 발명은 마이크로코커스 루테우스( Micrococcus luteus) PNL10-2 균주(기탁번호 KACC92119P)에 관한 것으로서, 구체적으로 상기 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 식물 생장 촉진용 미생물 제제, 식물의 스트레스 호르몬 억제용 미생물 제제 및 식물의 발효과 억제용 미생물 제제에 관한 것이다.

Description

마이크로코커스 루테우스 PNL10-2 균주 및 이의 용도{Micrococcus luteus PNL10-2 and uses thereof}
본 발명은 마이크로코커스 루테우스 PNL10-2 균주 및 이의 용도에 관한 것으로서, 구체적으로 식물 생장 촉진용, 식물의 스트레스 호르몬 억제용 및 식물의 발효과 억제용 미생물 제제에 관한 것이다.
식물 환경의 다양한 조건 하에서 식물이 스트레스를 받게 되면 식물의 조직세포에서 에틸렌(ethylene)의 생성이 증가하는데(Morgan and Drew, 1997), 이는 식물의 뿌리생장과 개화를 억제한다. 한편, 식물생장촉진 근권세균(Plant growth promoting rhizobacteria,PGPR)은 근권이나 근면에 존재하는 다양한 종류의 세균으로 인하여 직간접적 방식으로 식물 생장을 촉진시킨다(Ahmad et al.,2008).
식물의 생장을 촉진시키는 방식으로는 세균으로부터 합성된 생장촉진 화합물을 식물에 제공하는 직접적 방식과 식물 병원체의 해로운 영향을 감소, 예방시키는 간접적 생장촉진이 있다. 간접적 생장촉진의 예로 1-아미노사이클로프로판-1-카박실레이트 디아미나제(1-aminocyclopropane-1-carboxylate; ACC deaminase)작용을 들수 있는데 이는 식물생장촉진 호르몬을 식물에 제공하거나 스트레스에 따른 피해를 감소시켜 식물체 내의 에틸렌 농도를 저하시키는 것으로 보고되고 있다(Glick, 1995).
1. 한국공개특허 제10-2011-0122257호
본 발명의 목적은 마이크로코커스 루테우스( Micrococcus luteus) PNL10-2 균주(기탁번호 KACC92119P)를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 마이크로코커스 루테우스 PNL10-2 균주(기탁번호 KACC92119P) 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 식물 생장 촉진용 미생물 제제를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 미생물 제제를 토양, 식물 또는 식물의 종자에 처리하는 단계를 포함하는 식물 생장 촉진 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 마이크로코커스 루테우스 PNL10-2 균주(기탁번호 KACC92119P) 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 식물의 스트레스 호르몬 억제용 미생물 제제를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 마이크로코커스 루테우스 PNL10-2 균주(KACC92119P) 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 식물의 발효과 억제용 미생물 제제를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 마이크로코커스 루테우스(Micrococcus luteus) PNL10-2 균주(기탁번호 KACC92119P)를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 균주는 ACC 디아미나제(ACC deaminase)를 생성하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 마이크로코커스 루테우스 PNL10-2 균주(기탁번호 KACC92119P) 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 식물 생장 촉진용 미생물 제제를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 식물은 참외, 멜론, 수박, 오이, 호박, 박 및 수세미로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 미생물 제제를 토양, 식물 또는 식물의 종자에 처리하는 단계를 포함하는 식물 생장 촉진 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 미생물 제제는 식물에 관주 또는 엽면시비하거나 식물의 종자에 침지 또는 분무하여 이용하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 마이크로코커스 루테우스 PNL10-2 균주(기탁번호 KACC92119P) 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 식물의 스트레스 호르몬 억제용 미생물 제제를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 스트레스 호르몬은 에틸렌인 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 마이크로코커스 루테우스 PNL10-2 균주(KACC92119P) 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 식물의 발효과 억제용 미생물 제제를 제공한다.
본 발명에 따른 마이크로코커스 루테우스( Micrococcus luteus) PNL10-2 균주(기탁번호 KACC92119P)는 ACC 디아미나제를 생성함으로써, 상기 균주 또는 이의 배양액을 이용하면 식물의 생장을 촉진시킬 수 있고, 식물의 스트레스 호르몬을 억제시킬 수 있으며, 특히 발효과를 억제하여 식물의 생산성을 증대시킬 수 있어 농업분야에 유용하게 활용될 수 있다.
도 1은 식물에서 미생물 균주에 의한 ACC 조절 메커니즘을 나타낸 것이다.
도 2는 DF-agar 최소배지를 기본으로 하여 유일한 질소원인 (NH4)2SO4를 3 mM의 ACC로 대체하여 배양하면서 ACC를 분해하여 이용가능한 미생물을 선발한 과정을 나타낸 것이다.
도 3은 과습 스트레스를 준 경우의 광포화점을 측정한 결과이다(PAR: photosynthetic active radiation; 및 ETR:electron transport rate).
도 4는 과습 스트레스를 준 후, 균주를 처리한 경우의 광포화점을 측정한 결과이다(PAR: photosynthetic active radiation; 및 ETR:electron transport rate).
도 5는 과습 처리한 참외 잎에 축적되는 ACC 함량을 측정하기 위해 참외 유묘 잎을 시료로 사용한 것을 나타낸다.
도 6은 과습 처리한 참외 뿌리의 ADH 활성을 측정한 결과이다.
본 발명은 마이크로코커스 루테우스( Micrococcus luteus) PNL10-2 균주(기탁번호 KACC92119P) 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 식물의 생장 촉진용 미생물 제제를 제공한다. 본 발명에 의한 미생물 제제는 통상적인 방법으로 식물 생장 촉진용으로 제형화할 수 있고, 건조분말 형태 또는 액상비료 형태로 제조할 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 의한 미생물 제제는 액상 비료 형태로 제조될 수 있으며 이에 증량제를 첨가하여 가루분말의 형태로 이용하거나 이를 제형화하여 과립화시킬 수도 있으나, 그 제형에 특별히 한정되지는 않는다. 바람직하게는, 화학비료를 대체하기 위한 식물 생장 촉진 생물비료로 제형화할 수 있고, 즉 화학비료 공급이 제한된 친환경 유기농업에서 이를 극복하기 위한 생물비료로 제형화가 가능하다.
상기 식물 생장 촉진제는 당업자에게 알려진 방법대로 제조되는 것이 바람직하며, 그 적용방법은 통상 일반적으로 행하고 있는 방법, 즉 살포(예를 들면 분무, 미스팅, 아토마이징, 분말 살포, 과립 살포, 수면시용, 상시용 등), 토양시용(예를 들면 혼입, 관주 등), 표면사용(예를 들면 도포, 도말법, 피복 등), 침지, 독이, 훈연 시용 등에 의해 행할 수 있다. 그 사용량은 제형, 피해상황, 적용방법, 적용장소 등에 따라 적절히 결정할 수 있다.
또한, 본 발명은 마이크로코커스 루테우스( Micrococcus luteus) PNL10-2 균주(기탁번호 KACC92119P) 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 식물의 스트레스 호르몬 억제용 미생물 제제를 제공한다. 상기 스트레스 호르몬은 에틸렌인 것으로서, 상기 균주 또는 이의 배양액은 에틸렌 발생을 억제시켜 식물의 과습에 의한 스트레스 또는 저온에 의한 스트레스를 감소시켜 식물의 생산량 감소를 억제시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 마이크로코커스 루테우스( Micrococcus luteus) PNL10-2 균주(기탁번호 KACC92119P) 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 참외의 발효과 억제용 미생물 제제를 제공한다.
본 발명의 용어, "참외의 발효과"는 조직 내의 통기가 불충분하여 무기 호흡으로 인한 생리적 과숙 상태에 의해 발생되는 것으로서, 상기 생리장해는 참외 뿌리가 과습하고 저온기에 발생율이 증가하는 것으로 알려져 있다. 식물의 과습과 저온 조건은 식물에 스트레스 인자로 작용하며, 관련 호르몬인 에틸렌 발생을 증가시키게 된다. 식물 내 에틸렌은 메티오닌으로부터 ACC(1-aminicyclopropane-1-carboxylic acid)라는 에틸렌 생합성의 전구체를 거쳐 생합성된다.
본 발명에 따른 마이크로코커스 루테우스( Micrococcus luteus) PNL10-2 균주(기탁번호 KACC92119P) 또는 이의 배양액은 에틸렌의 생합성을 억제시킴으로써 참외의 발효과를 억제하고 식물 생장을 촉진시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 재료 및 방법
1.1. 시약
본 실험에 사용한 시약들은 GR(Guaranteed Reagents)급 이상의 것들을 각 제조 회사로부터 사용 목적에 맞게 구입하여 사용하였다. 식물의 생육을 위한 배지는 perlite와 vermiculite를 적정비율로 섞은 soil을 만들어 사용하거나 Murashige & Skoog(MS) 배지 Duchefa Biochemie사(네델란드)의 것을 사용하였다.
1.2. ACC (1- aminocyclopropane -1- carboxylate ) 조절 기능성 미생물 분리 및 동정
우리나라 경북(성주 참외재배지, 군위 사과재배지), 경남(울산 목초지) 및 전북(예산 벼재배지) 등 다양한 작물 재배되고 있는 지역에서 근권 토양을 시료로 채취하였다. 수집한 시료 1 g에 살균생리식염수(0.85% NaCl) 9 ㎖을 현탁한 후, 상층액을 희석(10-4~10-6 배)하여 균원 시료로 사용하였다. 세균을 분리하기 위한 배지는 tryptic soy agar(Diifco사, 미국) 배지를 사용하였다. 고체배지에 균원 시료 희석 용액을 100μl씩 도말하고 30℃에서 1 일간 배양하여 형성된 각각의 독립 콜로니를 형태, 색깔 및 광택 등을 기준으로 분리하였다. 분리한 독립 콜로니는 동일 평판배지에서 획선법으로 1 백금이 접종하여 세균은 30℃에서 1 일간 배양하여 순수 분리하였다. 분리한 균주 중 ACC 디아미나제 생산성이 높은 균주를 선발하기 위하여 분리된 균주들로부터 생산되는 ACC 디아미나제를 Singh 와 Jha (2015)의 방법에 따라 조사하였다. 우선 분리된 균주를 DF-agar 배지에 유일 질소원으로 3 mM의 ACC를 첨가하여 배양을 하면서 생육을 관찰해 ACC 디아미나제의 활성을 측정하였다.
1.3. 참외 잎의 광포화점 측정
성주참외과채류연구소에서 육묘시킨 참외 육묘를 이용하여 과습(담수)처리하고 여기에 미생물(ACC 디아미나제 생성 미생물 배양액)의 처리구간 및 시간 경과에 따른 광합성량을 MINI PAM photosynthesis yield analyzer(WALTZ Co. Ltd., 독일)를 이용하여 Krause 등(1988)과 Satou 등(2014)의 방법을 기준으로 측정하였다.
1.4. ACC (1- aminocyclopropane -1- carboxylate ) 축척량 측정
참외 잎에 축적되는 ACC(1-aminocyclopropane-1-carboxylate) 함량을 측정하기 위하여 각각의 처리구간 및 시간 경과에 따른 ACC 변화량을 측정하였다. 성주참외과채류연구소에서의 참외 유묘를 과습 조건에서의 스트레스 호르몬의 전구체인 ACC 농도를 감소시켜 스트레스 호르몬의 생합성을 억제가능 여부를 조사하기 위하여 과습 조건(test) 및 일반 조건(control)의 두 개 구간으로 나누어 실험하였다. 또한, 각각의 구간에 다른 처리를 가하지 않은 무처리 구간, ACC 디아미나제 효소의 옆면살포를 실시한 구간 및 ACC 디아미나제 활성을 가지는 미생물 배양액을 관주한 구간으로 하여 그 차이를 조사하였다. 상기의 각각의 처리 구간에서 과습 처리 후 1 일, 3 일, 7일 간격으로 참외 잎을 샘플링하여 다음 실험에 사용하였다. 상기의 방법으로 샘플링한 참외 잎을 액체질소로 미리 냉각시켜둔 막자사발과 막자를 이용하여 마쇄하였다. 마쇄한 조직을 80% Methanol을 이용하여 4℃에서 16시간 추출하여 건조시키고 이렇게 건조된 시료를 H2O에 재현탁하여 ACC 추출물로 사용하였다. 이렇게 준비된 ACC 추출물 일정량을 시험관에 분주하고 여기에 100 mM Na-Pi 완충액(pH 11.5), 100 mM Na-Pi 완충액(pH 11.5)으로 조제된 10 mM PLP와 20 mM MnCl2를 첨가한 다음 고무마개로 밀봉하고 500 mM H2O2를 첨가하여 교반시키면서 1 시간 동안 반응시켰다. 이렇게 반응한 반응용기의 headspace 1 ml를 분취하여 Flame ionization detector(FID)를 장착한 Gas Chromatography(GC2010, SHIMADZU, 일본)를 이용하여 ACC로부터 전환된 에틸렌의 양을 측정하였다. 분석 조건은 Porapak Q(80/200 2 m, Youngin Frontier, Korea) 컬럼을 이용하였으며 injector, oven, detector 온도는 각각 100, 90, 200℃로 설정하였으며 flow rate는 He carrier, H2, Air를 각각 25, 40, 400 ml/min으로 하였다.
1.5. 뿌리 ADH (alcohol dehydrogenase ) 활성 측정
상기의 방법으로 과습 처리한 참외 뿌리의 ADH 활성을 측정하였다. 우선 각각의 처리 구간에서 과습 처리 후 1 일, 3 일, 7일 간격으로 참외 뿌리를 샘플링하여 다음 실험에 사용하였다. 각각 처리구간의 뿌리로부터의 조효소액의 추출은 근단(根端)으로부터 약 2 cm 까지의 뿌리 샘플(약 0.5 g)을 추출버퍼 [1 M MgCl2, 0.01 M KCl, 0.2 M sucrose, 0.1 g/250 ㎖ EDTA, 5.0 g/250 ㎖ polyvinyl-pyrrolidone(PVP), 0.1 M Tris-HCl buffer (pH 8.5)]에 마쇄하고 4℃, 16000 rcf에서 5 분간 원심분리하여 그 상층액을 조효소액으로 사용하였다. ADH의 활성측정은 Chan과 Burton(1992)의 방법을 변형하여 실시하였다. 상기의 준비된 조효소액 100 μl를 효소반응액 [600 μl의 0.05 M Tris-HCl buffer (pH 8.5), 200 μl의 1.7 mM NAD 및 200 μl의 95% ethanol]과 섞어주고 30℃에서 spectrophotometer 340 nm에서 흡광도의 변화량을 5 분간 측정하였다.
실시예 2. 스트레스 호르몬 억제 활성을 가진 미생물 선발
식물 근권에는 공생적인 관계로 많은 미생물들이 존재하며 이러한 미생물들은 식물로부터의 뿌리 분비물을 이용하여 생장하며 또한 미생물 자신의 대사산물로써 식물 생육을 촉진시키는 물질을 분비하는 것으로 알려져 있다. 이러한 물질 중 효소인 ACC 디아미나제를 생산하는 미생물은 식물의 뿌리에서 식물 뿌리 내의 스트레스 호르몬인 에틸렌의 전구체인 ACC를 분해하여 미생물 자신의 질소원으로 이용하여 생장하는 것으로 알려져 있다(도 1).
본 연구에서 이러한 활성이 있는 미생물을 이용하여 참외 뿌리에서 합성·축적되는 ACC를 감소시켜 결국 스트레스 호르몬의 저감을 유도하여 식물 스트레스를 극복하는 시스템을 활용하고자 하였으며 이를 위해 ACC 디아미나제 활성 미생물을 하기의 방법으로 선발하였다.
스트레스 호르몬의 억제 가능성이 있는 균주 선발을 위해 경북(성주 참외재배지, 군위 사과재배지), 경남(울산 목초지) 및 전북(예산 벼재배지) 등 다양한 작물 재배되고 있는 지역에서 근권 토양 시료를 채취하였다. 채취한 토양시료를 DF-agar 최소배지를 기본으로 하여 유일 질소원인 (NH4)2SO4를 3 mM의 ACC(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid)로 대체하여 배양하면서 생육 정도를 조사해 ACC를 분해하여 이용 가능한 미생물을 선발하였다(도 2). 이를 통해 선발된 미생물은 스트레스 호르몬의 전구체인 ACC를 분해 이용할 수 있는 미생물이므로 결론적으로 스트레스 호르몬을 저감시킬 수 있을 것이며, 이렇게 선발된 미생물을 ACC 활성측정을 통해 가장 활성이 높은 균주를 선별하였고, 그 중 마이크로코커스 루테우스(Micrococcus luteus) PNL10-2는 국립농업과학원에 기탁하였다(수탁번호 KACC92119P).
실시예 3. 각 처리구별 작물 생육 변화를 통해 참외 적용 가능성 조사
참외 유묘를 이용하여 실험실 규모에서 과습 스트레스를 처리하고 분리한 활성균주 처리에 따른 스트레스 호르몬 생성 저감 효과를 실험하였다. 플라스틱 포트 (가로 × 세로 × 높이 : 8cm, 8cm, 8cm)에 참외 유묘를 생장실 (낮 온도 25℃, 16시간; 밤 온도 23℃, 8시간; 습도 60%, 광량은 100 μmol/m2sec)에서 재배하면서 분리균주(균주 1,000㎖ 배양액을 집균)를 포트에 처리하고 1, 3, 7 일 더 재배하여 참외 생육에 미치는 영향 및 참외 유묘의 체내 스트레스 관련 인자를 조사하였다. 대조구는 수돗물을 처리한 것이다. 분리균주는 관주형식으로 처리하였다. 스트레스 처리의 경우 대조구는 일반조건으로 생육시켰고 실험구는 화분의 2/3가량을 물에 침수(submerge)시켜 처리하였다.
상기의 방법으로 처리한 시험구의 시간 경과에 따른 작물의 생육상황을 조사하기 위해 광포화곡선을 MINI PAM photosynthesis yield analyzer(WALTZ Co. Ltd.)를 이용하여 PAR(photosynthetic active radiation)을 측정하고, ETR(electron transport rate)이 계산되었다.
그 결과, 무처리구에서는 습해 스트레스를 받은 경우 시간의 경과에 따라 광포화점이 낮아지는 경향을 보여 습해에 의한 스트레스 반응을 나타내었고(도 3), 균주를 처리한 구에서는 습해 처리 후에도 처리하지 않은 대조구와 비슷하거나 더 나은 광포화점을 나타내어 습해에 의한 스트레스를 해소하고 있다는 결과를 확인할 수 있었다(도 4).
따라서, ACC 디아미나제의 활성을 가지는 마이크로코커스 루테우스(Micrococcus luteus) PNL10-2 균주(KACC92119P)는 ACC를 제거하여 과습 스트레스를 조절할 수 있어 식물의 생육에 효과가 있음을 확인하였다.
실시예 4. 스트레스 호르몬 억제 활성, 효소 및 화학성 변화
본 발명자들은 실시예 3의 결과를 바탕으로 참외 잎에 축적되어 있는 ACC(1-aminocyclopropane-1-carboxylate)의 함량변화를 측정하였다. 참외 유묘를 과습 조건하에서 균주를 처리한 후, 스트레스 호르몬의 전구체인 ACC 함량 변화를 조사하였으며, 이를 통해 균주에 의한 스트레스 호르몬의 생합성 억제 가능 여부를 조사하였다. 상기 조건하에서 참외 유묘 잎을 1, 3, 7일 간격으로 샘플링하여 액체질소를 사용해 마쇄하고, 80% 메탄올로 추출 건조하여 시료를 조제하고 이를 ACC 함량을 측정하기 위한 시료로 사용하였다. 이렇게 준비된 추출물을 고무마개로 밀봉한 용기 내에서 에틸렌으로 전환시키고 반응용기의 headspace 1 ml를 분취하여 Flame ionization detector(FID)를 장착한 Gas Chromatography를 이용하여 ACC로부터 전환된 에틸렌의 양을 측정하였다(도 5).
　 C2H4 content (ppm/gFW)
　 Control Microbe
1day 1.495 2.133
3day 1.619 1.427
7day 1.592 1.110
그 결과, 과습조건을 준 후 대조구에서는 시간이 지남에 따라 스트레스 호르몬의 함량이 약간 증가하는 경향을 보였으나, 마이크로코커스 루테우스(Micrococcus luteus) PNL10-2 (KACC92119P) 균주를 처리한 구에서는 스트레스 호르몬의 함량이 47.9%가 감소함을 확인하였다(표 1).
또한, 상기의 방법으로 과습처리한 참외 뿌리의 ADH(alcohol dehydrogenase) 활성을 측정하였다. 각각 처리구간의 뿌리로부터의 조효소액의 추출은 근단(根端)으로부터 약 2 cm 까지의 뿌리 샘플을 준비하여 조효소액을 준비하고 ADH의 활성을 측정하였다.
참외 유묘의 뿌리에 대한 ADH 활성 변화를 측정한 결과, 담수하지 않은 대조구는 큰 변화가 관찰되지 않았으나, 담수처리한 경우 1일차부터 ADH 활성이 급격히 증가하는 경향을 나타내었다. 특히, 3일차에 약 4배 차이가 나타났으며 이후 7일차에는 감소하는 경향을 나타내었다(도 6의 (a)). 담수한 후 미생물을 관주한 시험구간에서는 대조구에 비해서 전체적으로 ADH 활성이 감소하였음을 확인하였다(도 6의 (b)).
다음으로, 본 발명자들은 각 처리구에 따른 참외 유묘의 화학적 특성(chemical properties)을 조사하였다(표 2). 화학성은 처리구별로 차이가 비교적 큰 편이었으며, 담수를 하지 않은 경우는 건전한 생육환경에서 양분요구량이 많아 성분이 전반적으로 증가 추세를 보였고, 담수를 한 경우에는 시간이 지남에 따라 과습에 따른 생리 저하 현상으로 양분함량이 낮아지는 경향을 보였다. 특히, 질소의 경우 담수하지 않은 처리구에서는 질소함량이 증가하는 경향을 보였으나, 담수한 처리구는 담수 후 3일차까지는 그 함량이 저하되는 현상이 낮았으나 7일차에는 그 함량이 크게 낮아지는 것으로 조사되었다. 이로써, 과습이 길어질수록 질소 양분이 낮아졌음을 확인하였다. 그런데, 과습환경조건에서 마이크로코커스 루테우스(Micrococcus luteus) PNL10-2 균주(KACC92119P)를 처리할 경우에는 상기의 질소 양분이 낮아지지 않았음을 확인하였다.
따라서, 마이크로코커스 루테우스( Micrococcus luteus) PNL10-2 균주(KACC92119P)를 처리한 경우 과습 스트레스를 감소시키는 효과가 있음을 확인하였다.
treatments days chemical properties(%, DW)
N C P K Ca Mg
control submerge 1 5.39 40.9 6.94 3.75 1.59 7.04
3 5.76 41.9 6.73 3.28 1.42 6.36
7 4.39 41.2 6.39 3.29 1.58 7.09
non-
submerge		 1 5.82 39.8 7.19 3.08 2.36 9.45
3 5.81 39.9 8.04 3.52 2.28 8.45
7 4.78 38.3 7.11 3.47 2.61 9.59
microbe submerge 1 5.73 39.5 8.59 3.93 2.41 8.30
3 5.93 40.1 8.79 4.14 2.30 8.34
7 5.33 39.2 8.36 3.43 2.55 10.7
non-
submerge		 1 6.10 40.6 8.30 3.53 1.98 7.79
3 5.95 40.1 8.83 4.21 1.98 8.51
7 6.32 39.7 8.84 3.30 2.56 9.07
농업생명공학연구원 KACC92119P 20160303

Claims (11)

  1. ACC 디아미나제(ACC deaminase)를 생성하는 것을 특징으로 하는, 마이크로코커스 루테우스(Micrococcus luteus) PNL10-2 균주(기탁번호 KACC92119P).
  2. 삭제
  3. 제 1 항의 마이크로코커스 루테우스 PNL10-2 균주(기탁번호 KACC92119P) 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 참외 생장 촉진용 미생물 제제.
  4. 삭제
  5. 제 3 항의 미생물 제제를 토양, 참외 또는 참외의 종자에 처리하는 단계를 포함하는 참외 생장 촉진 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 미생물 제제는 참외에 관주 또는 엽면시비하거나 참외의 종자에 침지 또는 분무하여 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항의 마이크로코커스 루테우스 PNL10-2 균주(기탁번호 KACC92119P) 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 참외의 스트레스 호르몬 억제용 미생물 제제.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 스트레스 호르몬은 에틸렌인 것을 특징으로 하는 미생물 제제.
  10. 제 1 항의 마이크로코커스 루테우스 PNL10-2 균주(KACC92119P) 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 참외의 발효과 억제용 미생물 제제.


  11. 삭제
KR1020160181823A 2016-12-29 2016-12-29 마이크로코커스 루테우스 pnl10-2 균주 및 이의 용도 KR101830058B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160181823A KR101830058B1 (ko) 2016-12-29 2016-12-29 마이크로코커스 루테우스 pnl10-2 균주 및 이의 용도

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160181823A KR101830058B1 (ko) 2016-12-29 2016-12-29 마이크로코커스 루테우스 pnl10-2 균주 및 이의 용도

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101830058B1 true KR101830058B1 (ko) 2018-02-20

Family

ID=61394810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160181823A KR101830058B1 (ko) 2016-12-29 2016-12-29 마이크로코커스 루테우스 pnl10-2 균주 및 이의 용도

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101830058B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114015614A (zh) * 2021-12-02 2022-02-08 四川农业大学 放线菌菌株scaut013及其应用
WO2022145656A1 (ko) * 2020-12-28 2022-07-07 주식회사 엠디헬스케어 마이크로코커스 루테우스 유래 세포외 소포를 포함하는 안질환 예방 또는 치료용 조성물

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FEBS Lett., vol.90, no.1, p.36-40 (1978.06.01)
J. Microbiol. Biotechnol., vol.20, no.11, p.1577-1584 (2010)
Journal of Chemical Ecology., vol.25, no.10 (1999)*
Plant Physiol. Biochem., vol.48, no.12, p.987-992 (2010)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022145656A1 (ko) * 2020-12-28 2022-07-07 주식회사 엠디헬스케어 마이크로코커스 루테우스 유래 세포외 소포를 포함하는 안질환 예방 또는 치료용 조성물
US11666608B2 (en) 2020-12-28 2023-06-06 Md Healthcare Inc. Composition for prevention or treatment of ocular diseases comprising extracellular vesicles derived from Micrococcus luteus
CN114015614A (zh) * 2021-12-02 2022-02-08 四川农业大学 放线菌菌株scaut013及其应用
CN114015614B (zh) * 2021-12-02 2022-07-22 四川农业大学 放线菌菌株scaut013及其应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AlTaey Alleviation of Salinity Effects by Poultry Manure and Gibberellin Application on growth and Peroxidase activity in pepper
EP3232790B1 (en) Mixotrophic chlorella-based composition, and methods of its preparation and application to plants
Naeem et al. Triacontanol stimulates nitrogen-fixation, enzyme activities, photosynthesis, crop productivity and quality of hyacinth bean (Lablab purpureus L.)
CA2735269C (en) Use of gluconacetobacter with reduced use of nitrogen fertilizer to improve beet crop production
JP2017534671A (ja) 微生物組成物及びその使用方法
Gusmiaty et al. Gibberellin and IAA production by rhizobacteria from various private forest
KR101200235B1 (ko) 신균주 로도박터 스페로이데스 ｄａａ２ 및 이의 용도
RU2760289C2 (ru) Биостимулирующая композиция для роста растений, содержашая липопептиды
KR100873962B1 (ko) 신규 메틸로박테리움 푸지사와엔스 씨비엠비 110 균주 및이를 이용한 식물 생장촉진방법
CN117136968B (zh) 一种复合型微生物组合物及其应用
KR20130056585A (ko) 물억새 뿌리로부터 분리한 미생물을 이용한 식물 생장 촉진방법
KR102000472B1 (ko) 식물의 비생물적 스트레스 저항성을 증진시키는 바실러스 아리아바타이 균주 및 이의 용도
KR101922428B1 (ko) 쌈채류의 생육촉진 및 쌈채류의 내고온성, 내건성을 갖도록 하는 신규 미생물 바실러스 토요넨시스 sb19, 이를 포함하는 미생물 제제 및 이를 포함하는 생물비료
KR101830058B1 (ko) 마이크로코커스 루테우스 pnl10-2 균주 및 이의 용도
US20190208789A1 (en) Compositions and methods for enhancing plant growth
CN111052997A (zh) 一种提高草莓连作障碍抗性生物刺激素的制备及应用方法
Maiti et al. A new protocol for on-farm production of arbuscular mycorrhizal mass inoculum of rainfed upland rice
JP4686716B2 (ja) 植物における二次代謝物の産生を増大せしめる方法
Shakar et al. Calcium carbide-induced changes in germination, morpho-phenological and yield traits in cucumber (cucumis sativus)
KR102255671B1 (ko) 고추 묘목 건조 스트레스 경감용 트라이코더마 속 gl02 곰팡이 및 이의 용도
KR101512653B1 (ko) 신규한 미생물 균주 및 친환경 비료용 미생물제제
Li et al. Effects of wheat intercropping on the nitrogen metabolism during senescence of cucumber leaves
Kossalbayev et al. Study of the effect of nitrogen-fixing cyanobacteria on the growth rate of the strawberry sunrise t-4 strawberry variety
Prameswara et al. Ethylene influences development and flowering of Ptilotus spp. in vitro and ex vitro
WO2012120604A1 (ja) 植物の生長制御剤、植物の生長制御方法及びその利用

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant