KR102657832B1 - 신규 아스페르질루스 테레우스 균주 및 균주 또는 그 배양여액을 이용한 세균성 식물병 방제용 조성물 - Google Patents
신규 아스페르질루스 테레우스 균주 및 균주 또는 그 배양여액을 이용한 세균성 식물병 방제용 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 아스페르질루스 테레우스(Aspergillus terreus) ANU-301 균주 (기탁번호 : KACC49929)에 관한 것으로, ANU-301 균주(기탁번호: KACC49929) 및 그 배양여액을 이용한 세균성 식물병 방제용 조성물에 대한 것이다. 본 발명에 따른 균주 또는 배양여액은 식물의 스트레스 저항성을 증진하므로 지속가능한 농업이 가능하도록 하여 화학성분의 농약사용을 제거 또는 최소화할 수 있도록 한다.
Description
본 발명은 신규한 미생물과 그 배양역액을 이용한 세균성 식물병 방제용 조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 신규한 아스페르질루스 테리우스 균주 및 그 배양여액을 이용한 세균성 식물병 방제용 조성물에 대한 것이다.
현대 농업에서 지속적인 화학농약의 사용으로 인한 환경 오염 및 잔류농약등의 문제로 화학농약을 대체하거나 보완할 수 있는 생물학적 방제제 (Biocontrol agent) 개발이 요구되고 있다. 자연계에 존재하는 다양한 미생물을 활용한 생물학적 방제제의 개발은 화학 농약의 사용을 줄여 지속가능한 농업(sustainable agriculture)에 반드시 필요한 상황이다.
세균성 식물병의 생물학적 방제와 관련한 한국등록특허 제10-1524651호 (스트렙토마이세스 그리시우스 Ｓ4-7' 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 함유하는 세균성 식물병 방제용 조성물), 한국등록특허 제10-2240972호(측백나무 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 함유하는 세균성 식물병 방제용 조성물 및 상기 조성물을 사용한 세균성 식물병 방제 방법) 및 한국등록특허 제10-1953835호(식물의 병 저항성을 증진시키는 아스페르질루스 테레우스 균주 및 이의 용도)는 지속가능한 생물학적 방제제에 대하여 개시하고 있다.
디케야 종에 의한 감자의 무름병은 우리나라는 물론 유럽 등의 감자와 관련한 경제적 손실을 일으키는 것으로 보고된 바 있다 (Tsror et al.(2008), European Journal of Plant Pathology 123(3): 311-320; Slawiak et al., (2009), European Journal of Plant Pathology 125(2): 245-261). 감자에서 디케야 종에 의한 피해를 감소시키기 위한 방안으로 덩이 줄기를 통한 감염을 억제하기 위한 노력이 이어져 왔으나 그 효과는 크지 않은 것으로 알려져 있다. 특히, 침투성 살균제(systemic bactericides)를 처리하는 것으로 침투한 병원균을 사멸시키는 것이 가능하지 않다.
본 발명은 생육 전단계에서 처방이 가능한 신규 아스페르질루스 테레우스(Aspergillus terreus) ANU-301 균주(기탁번호: KACC49929) 및 그 배양여액을 이용한 세균성 식물병 방제용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 식물의 스트레스 저항성이 증진되므로 지속가능한 농업이 가능하도록 함으로써 화학성분의 농약사용을 제거 또는 최소화하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일양상에 따르면, 아스페르질루스 테레우스(Aspergillus terreus) ANU-301 균주(기탁번호: KACC49929)가 제공된다.
여기서, 본 발명에 따른 균주는 서열번호 1로 표시되는 염기서열 ITS(Internal transcribed spacer)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명은 아스페르질루스 테레우스(Aspergillus terreus) ANU-301 균주(기탁번호: KACC49929), 상기 균주의 배양여액 또는 이들 모두를 유효성분으로 포함하는 세균성 식물병 방제용 조성물을 제공한다.
여기서, 상기 세균성 식물병은 감자무름병일 수 있다.
여기서, 상기 세균성 식물병은 디케아 크리산테미(D. chrysanthemi)에 의한 것일 수 있다.
본 발명의 다른 양상에 의하면, 아스페르질루스 테레우스(Aspergillus terreus) ANU-301 균주(기탁번호: KACC49929) 또는 상기 균주의 배양여액을 유효성분으로 포함하는 식물의 스트레스 저항성 증진용 조성물이 제공된다.
본 발명의 또다른 양상에 의하면, 아스페르질루스 테레우스(Aspergillus terreus) ANU-301 균주 (기탁번호 : KACC49929), 상기 균주의 배양여액, 상기 균주를 포함하는 조성물 및 상기 균주의 배양여액을 포함하는 조성물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 식물, 식물 주변 영역 또는 이들 모두에 처리하는 단계를 포함하는 식물의 스트레스 저항성 증진 방법이 제공된다.
여기서, 상기 저항성 증진 방법은 상기 식물의 종자, 뿌리, 줄기, 잎 및 식물체 전체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상에 처리하는 것에 의하여 제공될 수 있다.
본 발명에 따르면 생육 전단계에서 처방이 가능한 신규 아스페르질루스 테레우스(Aspergillus terreus) ANU-301 균주(기탁번호: KACC49929) 및 그 배양여액을 이용한 세균성 식물병 방제용 조성물이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 식물의 스트레스 저항성이 증진되므로 지속가능한 농업이 가능하도록 함으로써 화학성분의 농약사용을 제거 또는 최소화할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 ANU-301 균주가 배지상에서 세균성 식물병원성 세균(디케야 크리산테미(Dickeya chrysanthemi)의 생육을 억제하는 활성이 있음을 보여준 도면이다.
도 2는 ANU-301 균주의 ITS(Internal transcribed spacer) 시퀀싱(sequencing)을 통해 분자 계통학적으로 아스페르질루스 테레우스에 속하는 것을 보여준 도면이다.
도 3은 감자식물에서 ANU-301 균주가 디케야 크리산테미(Dickeya chrysanthemi)에 의한 감자무름병을 방제할 수 있는 효과가 있다는 것을 보여준 도면이다.
도 4는 ANU-301 균주 배양 추출물의 가스 크로마토그래피 질량 분석기(GC/MS/MS) 분석을 실시한 결과 2,4-bis(1-methyl-1-phenylethyl)-phenol (MPP)가 주성분으로 검출된 것을 보여준 도면이다.
도 5는 ANU-301 균주 배양 추출물과 MPP 물질이 배지상에서 세균성 식물병원성 감자무름병균의 생육을 억제하는 활성이 있음을 보여준 도면이다.
도 6은 감자식물에서 MPP 물질이 디케야 크리산테미(Dickeya chrysanthemi)에 의한 감자무름병을 방제할 수 있는 효과가 있다는 것을 보여준 도면이다.
도 2는 ANU-301 균주의 ITS(Internal transcribed spacer) 시퀀싱(sequencing)을 통해 분자 계통학적으로 아스페르질루스 테레우스에 속하는 것을 보여준 도면이다.
도 3은 감자식물에서 ANU-301 균주가 디케야 크리산테미(Dickeya chrysanthemi)에 의한 감자무름병을 방제할 수 있는 효과가 있다는 것을 보여준 도면이다.
도 4는 ANU-301 균주 배양 추출물의 가스 크로마토그래피 질량 분석기(GC/MS/MS) 분석을 실시한 결과 2,4-bis(1-methyl-1-phenylethyl)-phenol (MPP)가 주성분으로 검출된 것을 보여준 도면이다.
도 5는 ANU-301 균주 배양 추출물과 MPP 물질이 배지상에서 세균성 식물병원성 감자무름병균의 생육을 억제하는 활성이 있음을 보여준 도면이다.
도 6은 감자식물에서 MPP 물질이 디케야 크리산테미(Dickeya chrysanthemi)에 의한 감자무름병을 방제할 수 있는 효과가 있다는 것을 보여준 도면이다.
본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기증을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다.
본 명세서에서 "식물"은 식물계에 속하는 임의의 살아있는 유기체 (즉, 식물계 내의 임의의 속/종)를 지칭하여, 나무, 허브, 관목, 목초, 덩굴, 양치식물, 이끼 및 녹조류와 같으나 이에 제한되지는 않는다. 따라서 조성물이 적용될 수 있는 대표적인 식물로 브라시카, 구근 채소, 곡물, 시트러스, 목화, 조롱박, 과실 채소, 잎 채소, 콩과식물, 오일 종자 작물, 땅콩, 이과류, 뿌리 채소, 괴경 채소, 구경 채소, 핵과류, 담배, 딸기 및 다른 장과류 및 다양한 관상식물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 본 명세서에서 식물은 감자, 고추, 토마토 또는 파프리카일 수 있다.
본 명세서에서 "배양액" 또는 “배양여액”은 균주를 배지에 접종하고 일정시간 배양하여 얻은 결과물로서, 본 발명에 따른 균주를 적합한 액체 배지에서 배양한 배양액 자체, 상기 배양액을 여과 또는 원심분리하여 균주를 제거한 여액(여과액 또는 원심분리한 상등액), 상기 배양액을 초음파 처리하거나 상기 배양액에 용해효소(lysozyme)를 처리하여 수득한 세포 파쇄액, 상기 배양액, 여액, 파쇄액 등을 농축한 농축액 등을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 생균제 또는 항균용 조성물은 고체배지 배양물 또는 상기 배양액의 건조물 또는 추출물 등의 배양물을 함유할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 나아가 적합한 부형제 또는 담체를 추가로 포함할 수도 있다.
본 발명의 조성물은 액상 비료 형태로 제조될 수 있으며 이에 증량제를 첨가하여 가루분말의 형태로 이용하거나 이를 제형화하여 과립화시킬 수도 있다. 그러나 그 제형에 특별히 한정되지는 않는다.
본 발명의 식물의 스트레스 저항성 증진용 조성물은 수분, 온도, 염, pH, 영양 및 병원균으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 스트레스에 대한 식물의 저항성, 질병 발생 억제 및 생육을 증진시킬 수 있다.
본 명세서에서 "스트레스"는 식물에 대한 생물적 또는 비생물적 또는 생물적 스트레스일 수 있으며, 구체적으로 비생물적 스트레스는 건조, 고온, 저온, 고 염분 또는 영양분 결핍일 수 있다. 용어 "비생물적 스트레스"는 특정 환경에서 살아있는 유기체에 대한 비-생물 인자의 부정적 영향으로서 그의 통상의 의미로 본원에서 사용되며, 따라서 식물과 관련하여 특정 환경에서 식물에 대한 비-생물 인자의 부정적 영향을 의미한다. 생물적 스트레스는 진균 또는 유해 곤충과 같은 살아있는 방해물을 포함하는 반면에, 비생물적 스트레스 인자는 자연 발생적인 것 또는 인간이 만든 것일 수 있고, 온도, 건조 토양, 삼투 스트레스, 가뭄, 염 또는 영양분 결핍을 포함하며, 이들은 모두 영향을 받은 영역에서 식물에게 해를 유발할 수 있다, 일례로, 상기 염 스트레스는 증가된 염 농도 또는 가뭄을 포함할 수 있다. 영양분 결핍은 식물 주변의 토양 영역에서의 토양 영양분, 예컨대 칼륨, 포스페이트 또는 철의 부족일 수 있다. (토양) 영양분, 예컨대 포스페이트 결핍에 대한 스트레스 저항성의 증가는 토양에 결여되어 있는 영양분의 개선된 가용화에 의해 제공될 수 있다.
용어 "염에 대한 저항성(또는 내성)"은 염 농도에 대한 식물의 저항성(내성)을 지칭하는 그의 통상의 의미로 본원에서 사용된다. 따라서, "식물의 염 내성 또는 저항성을 증가시키는 것"은 통상적으로 식물에게 생리학상 허용되는 염 농도보다 높은 염 농도에 식물을 노출시킨 경우에 (토양 또는 물에서와 같은 그의 환경에서) 염 농도를 견디거나 참는 식물의 능력이 증가 또는 개선되는 것을 의미한다.
용어 "수분 저항성(또는 내성)" 또는 "건조 저항성(또는 내성)"은 통상적으로 건조한 조건에 노출된 경우에도 바람직한 수분 균형 및 팽창을 유지하여 스트레스 및 그 결과를 회피하는 식물의 능력에 대한 그의 통상의 의미로 또한 본원에서 사용된다. 따라서, 식물의 "수분(또는 건조) 저항성을 증가시키는 것"은 식물이 수분 균형 및 팽창을 유지하기 위해 정기적으로 필요한 물의 양을 공급받지 못하는 가뭄 조건에 노출된 경우보다 바람직한 수분 균형 및 팽창을 유지하는 식물의 능력을 증가 또는 개선하는 것을 의미한다.
용어 "식물 병원균"은 식물에 침입하여 식물의 잎, 줄기, 뿌리 또는 과실을 손실 및 손상을 일으키는 병원균을 의미하며, 예컨대 진균(fungi), 세균(bacteria), 바이러스(virus) 및 파이토플라즈마(phytoplasma)를 포함한다.
용어 "식물 병원균 저항성" 또는 "병균 저항성"은 통상적으로 병원균의 감염 및 성장으로부터 벗어나서 식물의 성장을 향상시키는 능력을 의미하고, 이러한 병원균에 대한 저항성을 증진시킨다는 것은 당해 분야에서 사용되는 방제, 살균, 방충의 의미를 포함한다.
본 발명에 따른 식물의 스트레스 저항성 증진용 조성물은 풋마름병균(Ralstonia solanacearum)과 역병균(Phytophthora capsici)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 세균성 식물병을 유발시키는 병원균 스트레스에 대한 식물의 저항성, 질병 발생 억제 및 생육을 증진시킬 수 있다.
본 발명의 식물의 스트레스 저항성 증진용 조성물은 나무, 허브, 관목, 목초, 덩굴, 양치식물, 이끼, 녹조류, 단자엽 식물 및 쌍자엽 식물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 식물의 저항성, 질병 발생 억제 및 생육을 증진시킬 수 있다.
본 발명은 식물의 스트레스 저항성 증진은 통하여 식물 생장 증진 또는 촉진을 발휘한다. 상기에서 '식물 생장'은 식물의 발아, 각 기관(뿌리, 줄기, 잎, 열매 등)의 분화, 개화 또는 발육, 그리고 크기 및 무게 증진, 수량 증진과 관련된 것을 의미한다.
본 발명의 식물의 스트레스 저항성 증진용 조성물은 상술한 본 발명의 균주, 상기 균주 배양액 또는 이들의 혼합물에 당해 분야에서 식물의 스트레스 저항성을 증진시키거나 생장을 촉진시키는 것으로 사용되는 다른 임의의 성분을 추가로 포함할 수 있다. 일례로, 식물 성장 조절제, 식물 성장 자극제 및 식물 영양제로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다.
상기 식물 성장 조절제, 식물 성장 자극제 또는 식물 영양제는 화학물질 또는 박테리아의 또 다른 균주일 수 있고, 제초제, 살균제, 살충제, 비료 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.
본 발명은 식물의 생장을 촉진시키는 조성물에는 유익한 다른 미생물들, 미생물 활성물질, 유기 비료, 그리고 화학비료가 포함될 수 있다.상기 유익한 다른 미생물들에는 기존에 식물 생장을 촉진시키는 것으로 알려진 바실러스 종(Bacillus spp.), 아조토박터 종(Azotobacter spp.), 트리코데르마 종(Trichoderma spp.) 그리고 사카로미세스 종(Saccharomyces spp.)이 포함될 수 있다.
상기 미생물 활성물질에는 효소 전구물질, 미생물 대사물질, 유기산, 탄수화물, 효소 및/또는 미량원소 등이 포함될 수 있다. 예를 들면, 미생물 활성물질에는 효모 자가용해질과 같은 가공된 효소 산물, 부식질 재료들, 해초 추출물, 전분, 아미노산, 그리고 아연, 철, 구리, 망간, 브롬, 몰리브덴과 같은 미량원소 등이 포함될 수 있다.
유익한 다른 미생물들, 미생물 활성물질 그리고 유기 비료는 상기에서 설명된 것과 동일할 수 있다. 화학비료에는 식물 생장을 지원하기 위하여 질소, 인 및 칼륨 영양소를 제공할 수 있는 다양한 화학물질이 포함될 수 있다. 예를 들면, 화학비료에는 요소, 인산칼슘, 인산칼륨 및 혼합형 질소-인산-칼륨(N-P-K) 비료가 포함될 수도 있다. 화학비료에는 당분야에 공지된 다른 재료들도 포함될 수 있다.
본 발명은 아스페르질루스 테레우스(Aspergillus terreus) ANU-301 균주 (기탁번호 : KACC49929), 상기 균주의 배양액, 상기 균주를 포함하는 조성물 및 상기 균주의 배양액을 포함하는 조성물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 식물, 식물 주변 영역 또는 이들 모두에 처리하는 단계를 포함하는 식물의 스트레스 저항성 증진 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 적용되는 식물의 부위는 제한되지 않는다. 따라서, 식물 전체는 물론, 식물의 부분, 예를 들어 씨앗, 새순, 줄기, 뿌리, 잎, 과실, 이들의 전체는 물론 이들의 일부를 모두 포함한다.
본 발명의 실시예는 상기 균주, 균주를 배양한 배양액 및 상기 균주를 이용한 조성물을 종자나 식물에 침지하거나 관주, 즉, 분무하여 수행할 수 있다. 침지하는 방법의 경우, 배양액 및 제제를 식물체 주변의 토양에 관주 또는 종자를 배양액 및 조성물에 담가 진탕 접종할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하여 적용되는 주변 영역이란 본 발명의 조성물이 효과를 발휘할 수 있는 범위를 의미하는 것으로, 지상 및 지하를 모두 포함한다. 예를 들어 식물, 식물 부분 또는 과실 주위의 약 2m 이내, 약 1m 이내, 약 70㎝ 이내, 약 50㎝ 이내, 약 25㎝ 이내, 약 10㎝ 이내 또는 약 5㎝ 이내의 영역일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법은 아스페르질루스 테레우스(Aspergillus terreus) ANU-301 균주를 포함하는 조성물을 식물의 수명 주기 동안 임의의 시점에, 식물의 수명 주기의 하나 이상의 단계 동안 또는 식물의 수명 주기에서 정기적인 간격으로 또는 식물의 수명 전체에 걸쳐 계속적으로 적용하는 것을 포함한다. 따라서 조성물은 필요에 따라 적용될 수 있다. 조성물은 예를 들어 식물에게 성장 동안, 개화 전 및/또는 동안 및/또는 종자 발생 전 및/또는 동안 적용될 수 있다. 일례로, 조성물은 식물이 한 위치에서 또 다른 위치로, 예컨대 온실 또는 온상에서 필드로 이식되기 전, 동안 및/또는 직후에 적용될 수 있다. 또 다른 일례로, 각각의 조성물은 식물에 원하는 간격 기간으로 수 회 적용될 수 있다.
본 발명의 식물의 스트레스 저항성 증진 방법은 수분, 온도, 염, pH, 영양 및 병원균으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 스트레스에 대한 식물의 저항성, 질병 발생 억제 및 생육을 증진시킬 수 있다.
본 발명에 따른 식물의 스트레스 저항성 증진 방법은 풋마름병과 역병으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 세균성 식물병을 유발시키는 병원균 스트레스에 대한 식물의 저항성, 질병 발생 억제 및 생육을 증진시킬 수 있다. 병원균에 대한 구체적인 내용은 상술한 바와 같다.
본 발명의 상기 식물의 스트레스 저항성 증진 방법은 나무, 허브, 관목, 목초, 덩굴, 양치식물, 이끼, 녹조류, 단자엽 식물 및 쌍자엽 식물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 식물의 저항성, 질병 발생 억제 및 생육을 증진시킬 수 있다.
본 발명은 아스페르질루스 테레우스(Aspergillus terreus) ANU-301 균주 (기탁번호 : KACC49929), 상기 균주의 배양액, 상기 균주를 포함하는 조성물 및 상기 균주의 배양액을 포함하는 조성물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 식물, 식물 주변 영역 또는 이들 모두에 처리하는 단계를 포함하는 식물 생장 촉진 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 식물 생장 촉진 방법은 나무, 허브, 관목, 목초, 덩굴, 양치식물, 이끼, 녹조류, 단자엽 식물 및 쌍자엽 식물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 식물의 생장을 촉진시킬 수 있다.
본 발명을 위해 안동대학교(경상북도 안동시 경동로 1375)내에 위치한 농장내 토양을 채취하여 토양내에 존재하는 다양한 세균을 분리하고, 이들 중 세균성 식물병원성 세균에 해당하는 감자무름병균(Dickeya chrysanthemi)에 대한 항균 효과를 보이는 아스페르질루스 테레우스(Aspergillus terreus) ANU-301 균주를 새롭게 발견하였다.
본 발명의 아스페르질루스 테레우스 ANU-301 균주의 디케야 크리산테미(Dickeya chrysanthemi)(감자무름병균)에 대한 길항효과를 관찰하기 위해, PDA 배지(Potato dextrose agar medium: potato infusion 4.0g, Dextrose 20.0g & Agar 15.0g/1L)에 디케야 크리산테미(Dickeya chrysanthemi) 세균을 도말하고, 배지의 중심부에 ANU-301균주를 동시에 배양한 결과, ANU-301균주가 자라는 주변으로는 디케야 크리산테미(Dickeya chrysanthemi) 세균이 자라지 못하는 것으로 나타났다 (도 1). 이는 ANU-301 균주가 디케야 크리산테미(Dickeya chrysanthemi) 세균에 대한 직접적인 길항 효과가 있음을 나타낸다.
본 발명의 아스페르질루스 테레우스 ANU-301균주는 ITS(Internal transcribed spacer) 시퀀싱과 계통도 분석을 통해 동정되었다 (도 2). 본 발명의 아스페르질루스 테레우스 ANU-301균주는 서열번호 1로 표시되는 염기서열의 ITS(Internal transcribed spacer)를 포함한다.
본 발명의 아스페르질루스 테레우스 ANU-301 균주의 배양여액(culture filtrate)이 디케야 크리산테미(Dickeya chrysanthemi) 세균에 의한 감자무름병에 대한 방제효과가 있는지를 검정하기 위해 병원균 접종실험을 수행하였다(도 3).
감자 식물에 아스페르질루스 테레우스 ANU-301 균주의 배양여액(culture filtrate)을 처리할 경우, Mock(무접종 실험구)와 동일하게 감자식물에서 변화가 나타나지 않아 배양여액의 해로운 효과가 없음을 확인하였다. 디케야 크리산테미(Dickeya chrysanthemi) 세균(D.c.)을 접종한 감자식물에서는 접종부위에서 갈변화가 진행되며 무름병 증상이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 그러나, 디케야 크리산테미(Dickeya chrysanthemi) 세균(D.c.)과 ANU-301 균주의 배양여액을 동시에 처리한 감자식물에서는 무름병증상이 억제되어 직접적인 병방제 효과가 있음을 확인하였다.
본 발명의 아스페르질루스 테레우스 ANU-301 균주의 배양여액(culture filtrate)에 항세균활성을 나타내는 물질을 분석하기위해 가스 크로마토그래피 질량 분석기(GC/MS/MS) 분석을 실시하였다(도 4). 그 결과, 2,4-bis(1-methyl-1-phenylethyl)-phenol (MPP)라는 물질이 주성분으로 검출되었다.
아스페르질루스 테레우스 ANU-301 균주의 배양여액에 존재하는 2,4-bis(1-methyl-1-phenylethyl)-phenol (B) 물질이 실제 항세균 활성을 나타내는지 확인하기 위해 디스크 디퓨전 에세이(disc diffusion assay)를 실시하였다(도 5).
이를 위해 NA 배지 (Nutrient agar medium: peptone 5g, beef extract 1.5g, yeast extract 1.5g, NaCl 5g & agar 15g/1L)에 디케야 크리산테미(Dickeya chrysanthemi) 세균을 도말하고, 배지의 중심부에 종이 필터 디스크를 치상한 후 10μL의 배양 추출물(culture filtrate)과 400ppm의 MPP 물질을 각각 적셔주고 세균을 배양한 결과를 관찰하였다. 관찰결과 배양 추출물(culture filtrate)과 MPP 물질이 처리된 주변에서 세균이 자라지 못하며 클리어 존(clear zone)이 형성되는 것으로 나타났다. 이는 아스페르질루스 테레우스 ANU-301 균주의 배양 추출물(culture filtrate)과 추출물에 존재하는 MPP 성분이 직접적인 항세균효과를 보이는 것을 나타낸다.
본 발명의 아스페르질루스 테레우스 ANU-301 균주의 배양여액(culture filtrate)에 존재하는 MPP 성분이 디케야 크리산테미(Dickeya chrysanthemi) 세균에 의한 감자무름병에 대한 방제 효과가 있는지를 검정하기 위해 병원균 접종 실험을 수행하였다(도 6). 디케야 크리산테미(Dickeya chrysanthemi) 세균(D.c.)을 접종한 감자식물에서는 접종부위에서 갈변화가 진행되며 무름병 증상이 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 그러나, 디케야 크리산테미(Dickeya chrysanthemi) 세균(D.c.)과 MPP를 동시에 처리한 감자식물에서는 무름병증상이 억제되어 MPP 물질이 감자무름병에 직접적인 병방제 효과가 있음을 확인하였다.이하, 실시 예를 통해서 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 하지만, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: ANU-301 균주의 선별 및 동정
ANU-301 균주를 분류 동정하기 위해 gDNA 분리 키트를 사용하여 총 gDNA를 분리하였다. 이후, ITS1(5'-TCC GTA GGT GAA CCT GCG G3')과 ITS4(5'-TCC TCC GCT TAT TGA TAT GC3') 프라이머를 이용하여 중합효소연쇄반응(PCR)을 통해 ITS 부분을 증폭하였다.
PCR 조건은 95℃에서 5분 1회, 94℃에서 30초, 56℃에서 10초, 및 72℃에서 40초로 33회 반복하였으며, 이후 72 ℃에서 10분 동안 유지하였다. 증폭된 PCR 부분의 염기서열을 분석한 후 NCBI(National Center for Biotechnology Information)에서 BLAST 네트워크 서비스를 이용하여 염기서열이 유사한 종을 확인하였다.
계통분석 결과, ANU-301 균주는 ITS 염기서열(552bp)에서 아스퍼질루스 테레우스와 100% 유사성을 갖는 것으로 나타나 아스퍼질루스 테레우스 종임을 확인하였다. 단, 아스퍼질루스 테레우스의 변종인 Aspergillus terreus isolate F8172, Aspergillus terreus isolate F8159, 또는 Aspergillus terreus isolate C23-3 중 어느 균주와 동일한지는 구분되지 않는다(도 2)
실시예 2: ANU-301 균주 배양여액의 감자무름병 억제 효과 평가
ANU-301 균주 배양여액의 감자무름병 억제 효과를 평가하기 위해, 다음과 같이 배양 여액을 준비하였다.
ANU-301 균주를 멸균된 감자 덱트트로스 브로스(potato dextrose broth; PDB)에 접종하여 25℃에서 5일간 배양하였다.
ANU-301 균주의 균사 및 포자등을 제거하기 위해 13,000 rpm에서 10분간 원심분리를 통해 상등액을 수거하였으며, 필터(pore size = 0.22 μm)를 통해 멸균하였다.
감자를 1% NaOCl에 5분, 70% 에탄올에 5 분간 침지하여 표면살균하였으며, 살균된 증류수로 3차례 씻어주었다.
감자무름병균(D.c.)의 세균현탁액(2×106 cfu/ml)을 접종한 감자에서는 무름병증상을 확인할 수 있었으나 (도면 3, D.c.), 무처리구(도 3, Mock)와 1/100희석된 ANU-301 균주의 배양여액을 처리한 감자에서는 병징을 관찰할 수 없었다.
중요하게도, 감자무름병균(D.c.)의 세균현탁액(2×106 cfu/ml)과 1/100희석된 ANU-301 균주의 배양여액을 동시에 처리한 감자에서는 병 억제 효과가 나타나(도 3, D.c. + ANU-301), ANU-301 균주의 배양여액이 감자무름병을 효과적으로 억제할 수 있음을 확인하였다.
실시예 3: ANU-301 균주 배양여액의 주요성분인 2,4-bis(1-methyl-1-phenylethyl)-phenol (MPP)의 감자무름병 억제 효과
ANU-301 균주 배양여액에서 감자무름병균에 대해 항균활성을 나타내는 성분을 조사하기 위해 가스 크로마토그래피 질량 분석기(GC/MS/MS) 분석을 실시하였다(도 4). 그 결과, 2,4-bis(1-methyl-1-phenylethyl)-phenol (MPP)라는 물질이 주성분으로 검출되었다.
도 5는 ANU-301 균주 배양 추출물과 MPP 물질이 배지상에서 세균성 식물병원성 세균(디케야 크리산테미(Dickeya chrysanthemi): 감자무름병균)의 생육을 억제하는 활성이 있음을 보여준 도면이다.
MPP의 감자무름병 억제효과 유무를 확인하기 위해 감자무름병균(D.c.)의 세균현탁액(2×106 cfu/ml)과 400ppm의 MPP를 동시에 처리한 감자(도 6, D.c. + MPP)에서는 감자무름병균의 세균현탁액(2×106 cfu/ml)만을 처리한 감자(도 6, D.c.)에 비해 병 억제 효과가 나타나 ANU-301 균주 배양여액의 주요성분인 MPP가 감자무름병을 효과적으로 억제할 수 있음을 확인하였다.
본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
<110> andong national university industry-Academic cooperation Foundation
<120> NOVEL ASPERGILLUS TERAEUS STRAIN AND COMPOSITION FOR CONTROLLING
BACTERIAL PLANT DISEASES USING THE STRAIN OR CULTURE FILTRATE
THEREOF
<130> GP220023KR
<160> 1
<170> KoPatentIn 3.0
<210> 1
<211> 552
<212> DNA
<213> Aspergillus terreus
<400> 1
cacctcccac ccgtgactat tgtaccttgt tgcttcggcg ggcccgccag cgttgctggc 60
cgccgggggg cgactcgccc ccgggcccgt gcccgccgga gaccccaaca tgaaccctgt 120
tctgaaagct tgcagtctga gtgtgattct ttgcaatcag ttaaaacttt caacaatgga 180
tctcttggtt ccggcatcga tgaagaacgc agcgaaatgc gataactaat gtgaattgca 240
gaattcagtg aatcatcgag tctttgaacg cacattgcgc cccctggtat tccggggggc 300
atgcctgtcc gagcgtcatt gctgccctca agcccggctt gtgtgttggg ccctcgtccc 360
ccggctcccg ggggacgggc ccgaaaggca gcggcggcac cgcgtccggt cctcgagcgt 420
atggggcttc gtcttccgct ccgtaggccc ggccggcgcc cgccgacgca tttatttgca 480
acttgttttt ttccaggttg acctcggatc aggtagggat acccgctgaa cttaagcata 540
tcaataagcg ga 552
Claims (6)
- 아스페르질루스 테레우스(Aspergillus terreus) ANU-301 균주 (기탁번호 : KACC49929), 상기 균주의 배양여액 또는 상기 배양여액에 포함된 MPP (2,4-bis(1-methyl-1-phenylethyl)-phenol)를 유효성분으로 포함하는 세균성 식물병 방제용 조성물에 있어서,
상기 세균성 식물병은 감자무름병인 것을 특징으로 하는 세균성 식물병 방제용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 세균성 식물병은 디케야 크리산테미(Dickeya chrysanthemi)에 의한 것을 특징으로 하는 세균성 식물병 방제용 조성물.
- 아스페르질루스 테레우스(Aspergillus terreus) ANU-301 균주 (기탁번호 : KACC49929), 상기 균주의 배양여액 또는 상기 배양여액에 포함된 MPP를 유효성분으로 포함하는 감자무름병에 대한 저항성을 증진시키는 스트레스 저항성 증진용 조성물.
- 제3항에 있어서,
상기 감자무름병은 디케야 크리산테미(Dickeya chrysanthemi)에 의한 것을 특징으로 하는 스트레스 저항성 증진용 조성물.
- 아스페르질루스 테레우스(Aspergillus terreus) ANU-301 균주 (기탁번호 : KACC49929), 상기 균주의 배양여액, 상기 균주를 포함하는 조성물 및 상기 균주의 배양여액 또는 상기 균주로부터 유래한 MPP를 포함하는 조성물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 식물, 식물 주변 영역 또는 이들 모두에 처리하는 단계를 포함하는 감자무름병 방제방법.
- 제5항에 있어서,
상기 감자무름병 방제방법은,
상기 식물의 종자, 뿌리, 줄기, 잎 및 식물체 전체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상에 처리하는 것을 특징으로 하는 감자무름병 방제방법.
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| Eur J Plant Pathol (2009) 123:311-320 |
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