KR20070101745A - 설포닐우레아계 저항성 물달개비 방제용 포마 마크로스토마비더블유씨05-8-3-2 균주 및 이를 이용하여 제조되는균사체 현탁액 - Google Patents

설포닐우레아계 저항성 물달개비 방제용 포마 마크로스토마비더블유씨05-8-3-2 균주 및 이를 이용하여 제조되는균사체 현탁액 Download PDF

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Abstract

본 발명은 설포닐우레아계 저항성 물달개비류에 기주특이적으로 기생하여 이에 대한 제초활성을 갖는 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주를 선발하고, 이 균주를 배양하여 설포닐우레아계 저항성 물달개비류 방제에 효과적인 균사체 현탁액을 제공하는 것이다.
본 발명 균주를 이용하여 제조된 균사체 현탁액을 물달개비류에 접종하면 물달개비류를 선택적, 환경친화적으로 제초할 수 있을 뿐만 아니라 본 발명의 균주가 접종 후 내구성이 강한 분생자각을 형성함으로써 제초지속성을 갖는다.
또한 본 발명의 균사체 현탁액은 물달개비류 이외 민들레류 등에도 선택적인 제초 활성을 갖는다.
포마 마크로스토마, 균주, 미생물제초제, 물달개비, 설포닐우레아, 민들레

Description

설포닐우레아계 저항성 물달개비 방제용 포마 마크로스토마 비더블유씨05-8-3-2 균주 및 이를 이용하여 제조되는 균사체 현탁액{PHOMA MACROSTOMA BWC05-8-3-2 HAVING WEEDING EFFICACY AGAINST SULFONYLUREA RESISTANCE MONOCHORIA VAGINALIS AND MYCELIA SUSPENSION PREPARED USING THIS}
도 1은 물달개비의 이병엽에서 분리한 본 발명 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주의 PDA 배지상에서의 균총 형태를 나타내는 도.
도 2는 물달개비의 이병엽에서 분리한 본 발명 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주의 PDA 배지상에서의 포자 형태를 나타내는 도.
도 3은 본 발명 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주의 ITS-5.8S 영역의 rDNA 염기서열을 나타내는 도.
도 4는 설포닐우레아계 저항성 물달개비를 나타내는 도.
도 5는 본 발명 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주의 균사체 현탁액 처리에 의하여 물달개비의 잎과 줄기가 고사된 양상을 나타내는 도.
도 6은 본 발명 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주의 균사체 현탁액 처리에 의하여 포장 발생 물달개비의 잎과 줄기가 고사된 양상을 나타내는 도.
본 발명은 설포닐우레아(Sulfonylurea)계 저항성 물달개비류(Monochoria vaginalis (Burm.f.) Presl var. plantaginea)에 제초 활성을 갖는 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2(Phoma macrostoma isolate BWC5-8-3-2) 균주 및 이를 이용하여 제조되는 균사체 현탁액에 관한 것이다. 보다 상세하게는 설포닐우레아계 저항성 물달개비류에 기주특이적으로 기생하여 이에 대한 제초활성을 갖는 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주를 선발하고 이 균주를 배양하여 설포닐우레아계 저항성 물달개비류 방제에 효과적인 균사체 현탁액을 제공하는 것이다.
설포닐우레아계 제초제는 우리나라에서 70년대 초부터 사용되고 있는 제초제로 이는 설포닐우레아 단독 또는 혼합되어 폭넓게 사용되고 있는 우리나라 제초제 생산량의 70%를 차지하는 제초제이다. 그러나 동일 제초제를 계속 사용함으로써 이 약제에 대한 내성을 가진 잡초가 발생하기 시작하였고 2004년도에 물달개비를 비롯한 약 7종의 잡초가 보고되고 있다.
설포닐우레아계 제초제는 고독성 농약으로 전세계적으로 유기합성 농약의 사용을 억제하려는 추세이다. 이에 신규 미생물제초제의 개발은 중요한 대안이 되고 있다.
유용 미생물을 이용한 미생물제초제로는 콜레고[COLLEGOTM(C. gloeosporioides f. sp. aeschynomene], 디바인[DEVINETM(P. palmivora Pathotype(P.P)], 루바오[LUBAOTM(C. gloeosporioides)] 등이 논 및 밭잡초에 기주 특이적인 미생물제초제로 개발되어 상품화되어 있다. 또한 실버 리프[SILVER LEAFTM(Chondrostereum purpureum)], 버 퍼시몬[BURR PERSIMONTM], 앤스라쿠올[ANTHRACCUOLTM(C. orbiculare)], 바이오말[BIOMALTM(C. gloeosporioides)] 등이 등록되어 있다.
국내에서는 올방개 방제용 지문무늬병(E. nematosporus), 클로버 방제용 미생물인 '다이클로버’등이 개발 진행중에 있다. 이외 잡초에 특이적으로 기생하는 병원균을 분리하여 실내, 온실, 포장 등의 실험을 통하여 연구 중에 있는 것이 30여 종에 이르고 있다.
포마 마크로스토마는 민들레류(Dandelion)[서양민들레(Taraxacum officinale), 민들레(Taraxacum mongolicum)]에 생물제초 효과가 있다고 보고된 바 있다(캐나다, 2004, Lecong Zhou 등).
그러나 설포닐우레아계 유기합성 제초제에 대한 저항성을 가진 물달개비류를 선택적으로 방제할 수 있는 미생물은 개발된 바 없다.
이에 본 발명의 발명자들은 심혈을 기울여 연구한 결과, 설포닐우레아계 저항성 물달개비류에 제초 활성을 갖는 균주를 선발하고 이를 이용하여 설포닐우레아계 저항성 물달개비류를 제초할 수 있는 균사체 현탁액을 개발하는데 성공하였다.
본 발명의 목적은 설포닐우레아계 저항성 물달개비류를 방제하기 위한 미생물 균주인 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주를 선발하여 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 선발된 균주인 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주를 이용하여 설포닐우레아계 저항성 물달개비류 방제에 효과적인 균사체 현탁액을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명 균주의 균사체 현탁액을 민들레류에 접종하여 민들레류를 살초하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 잡초 발생 밀도를 억제시켜 유기합성 농약의 사용량을 줄이고 방제 비용을 줄이는 것이다.
본 발명에서 제공되는 균주는 포마 마크로스토마에 속하는 균주로 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2이다. 본 발명의 균주는 본 발명자들에 의해 세계 최초로 발견되었으며 자연 상태에서 물달개비의 줄기, 잎 및 뿌리 조직에 침투하여 고사시키는 특성을 지닌다. 또한 본 발명의 균주는 논에서 물달개비에만 기생하는 기주특이성을 지니며 국내 환경의 여러 가지 생태적 조건에 맞게 정착된 유용 미생물이다.
본 발명의 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주는 분류상 불완전균에 속하는 사상균으로 고체 배양시 기중균사의 발달이 매우 왕성하며 색깔은 회백색이다. 이 기중균사는 올리브 기름을 함유한 것처럼 점성이 있으며 조밀하게 형성된다. 콜로니의 색은 검붉고 수산화나트륨(sodium hydroxide)을 첨가하면 푸른빛이 섞인 자주색으로 변한다. 본 발명의 균주는 배양 후 15~20일 후에는 균사체 상에 갈색 또는 흑갈색의 분생자각(conidiocarp)을 형성하며, 그 크기는 50~80 X 35~45㎛ 정도인데, 배양조건에 따라 분생자각의 색깔과 크기는 약간의 차이가 있다. 본 발명의 포 마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주의 포자 크기는 5.5~10.5 X 2.5~3.5㎛, 색깔은 무색이고, 격막은 1개 존재하며 형태는 원통형 또는 배모양(pyriform)이다.
본 발명의 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주를 이용하여 제공되는 균사체 현탁액은 하기의 과정으로 만들어진다.
포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주를 PD Broth 배지에서 25~28℃, pH 5~6, 진탕속도 150rpm의 조건하에서 5~7일간 배양시키면 회갈색의 균사체 덩어리가 형성된다. 상기에서 형성된 균사체 덩어리를 분쇄하여 균사체 현탁액(105 cfu/㎖)은 제조된다. 상기 분쇄는 통상적으로 분쇄기에 의하여 이루어진다.
상기의 방법으로 제공된 균사체 현탁액을 물달개비류의 잎, 줄기에 분무하여 접종하면 24시간 내에 줄기가 수침상의 병반을 보이면서 시들고 5∼10일쯤 지나면서 잎, 줄기 전체가 갈변되면서 식물체 전체가 고사하게 된다.
한편 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주를 액체 배양한 균사체를 벼 등 36종의 작물에 상기와 같은 방법으로 접종하였을 때 작물에는 전혀 병징을 나타내지 않았으며 건전하게 생육하였다.
이하, 우리 나라 각지에서 물달개비에 기생하는 균을 분리한 6종의 균주 중 제초효과가 우수한 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주를 선발하고 이 균의 배양적 특성과 제초능력을 증진시킨 과정 및 결과를 설명한다.
단 하기의 실시예는 본 발명을 실시하기 위하여 제시된 하나의 예시일 뿐이며, 하기의 실시예에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주 분리
하기 [표 1]과 같은 조성의 분리용 배지를 이용하여 국내 자생하는 물달개비에 기생하여 형성된 병반으로부터 미생물을 순수 분리하였다.
[표 1] 물달개비에 기생하는 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주 분리용 배지 조성
배지조성 함량
Vancomycin 0.1g
Penicillin-G 0.05g
한천 15g
증류수 1ℓ
분리된 균주의 배양기 상의 균사 및 포자의 형태적 특징은 [표 2]와 같다(도 1 및 2 참조). 도 3은 본 발명 균주의 ITS-5.8S 영역의 rDNA 염기서열을 나타낸다.
[표 2] 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주의 형태적 특징(PDA 배지)
균사 분생포자
균사의 굵기(㎛) 색깔 기중균사 격막 크기(㎛) 색깔 격막 형태
기중균사 콜로니
2~4 무색 자주색 백색 유격막 5.5~10.5 X 2.5~3.5 무색 1 원통형 배모양
도 1, 2 및 [표 2]의 결과로부터 본 발명의 균주는 포마 마크로스토마로 동정되었고, 한국농용미생물보존센터에 기탁하였다(기탁번호: KACC 93033P, 기탁일: 2005.12.21).
<실시예 2> 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주의 균사체 현탁액 제조
실시예 1에서 분리된 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주를 [표 3]의 액체 배양조건에서 배양시켜 회갈색의 균사체 덩어리를 형성하였다. 이 균사체 덩어리를 분쇄기로 분쇄하여 균사체 현탁액(105 cfu/㎖)을 제조하였다.
[표 3] 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주의 액체 배양조건
배지 온도 pH 진탕속도(rpm) 탄소원 배양일수
PD Broth 25~28℃ 5~6 150 Glucose 5~7일
<실시예 3> 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주의 제초 효과
물달개비가 자라고 있는 화분 2개를 준비하고 하나에는 실시예 2에서 제조된 균사체 현탁액을 분무하고 다른 하나에는 처리하지 않고 두 개의 물달개비를 관찰하였다.
도 5에 도시되어 있는 것과 같이 본 발명 균주의 균사체 현탁액 처리를 하지 않은 물달개비(왼쪽)는 그대로 성장하고 있는 반면 균사체 현탁액 처리를 한 물달개비(오른쪽)는 입과 줄기가 고사된 양상을 나타내었다.
<실시예 4> 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주의 제초 효과 및 제초활성의 지속성
전국에서 분리된 포마 속 균주 4종(BWC05-8-3-1, BWC05-8-3-3, BWC05-8-3-4 및 BWC04-23-1)과 본 발명의 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주를 각각 준비하고 각각의 균사체 현탁액을 제조하였다. 각 균주의 균사체 현탁액을 물달개비에 분무 접종하고 물달개비 제초 상황을 관찰하였다. 또한 균사체 현탁액 접종후 물달개비 제초후에 재생되는 물달개비의 재생율을 관찰하고 그 결과를 [표 4]에 나타내었다.
[표 4]에 제시되어 있는 것과 같이, 본 발명 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주에 의한 물달개비 제초율은 96.6%였고 물달개비 재생율은 7.4%로 다른 포마 속 균주의 제초율과 재생율과 상당한 차이가 남을 알 수 있었다. 참고로, 도 4는 포장에서 자라고 있는 물달개비를 나타낸 도이다.
[표 4] 물달개비에서 분리한 포마 속 균주들의 제초력 비교
균주 제초율(%) 재생률(%)
BWC05-8-3-1 32.5 55.0
BWC05-8-3-2 96.6 7.4
BWC05-8-3-3 45.7 56.5
BWC05-8-3-4 22.1 91.7
BWC04-23-1 0 103.0
<실시예 5> 본 발명 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주와 물달개비 방제 전문약제와의 제초효과 비교
실시예 2에서 제조된 균사체 현탁액을 포장에서 자라고 있는 물달개비에 분무하고 제초 상황을 관찰하였다. 또한 제초 효과를 비교하기 위하여 물달개비 방제용 설포닐우레아계 전문약제인 Pyrazosulfuron-ethyl(a.i. 0.07%) + molinate(a.i. 5%)와 Piperophos(a.i. 4.4%) + dimethametryn(a.i. 1.1%)을 포장에서 자라고 있는 물달개비에 각각 분무하고 일부구는 무처리로 하여 제초 상황을 관찰한 후 [표 5]에 나타내었다.
[표 5] 물달개비 방제 전문약제와 BWC05-8-3-2 균주와의 제초효과 비교
처리명 제초율(%) 제초소요일수(일) 재생율(%)
BWC05-8-3-2 96.1 4.9 7.1
Pyrazosulfuron-ethyl(a.i. 0.07%) + molinate(a.i. 5%) 22.8 25.6 89.1
Piperophos(a.i. 4.4%) + dimethametryn(a.i. 1.1%) 30.5 28.9 101.2
무처리구 - - 254.6
[표 5]에 나타나있는 것과 같이, 본 발명 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주는 제초후 5일 정도후에 물달개비의 제초율이 96% 이상으로 물달개비 전문 유기합성제초제의 제초율보다 훨씬 제초효과가 우수함은 물론 신속한 제초효과를 보였다.
또한 본 발명 균주의 균사체 현탁액 처리후 연중 지속되는 제초 효과에 의해 신초의 재생율이 현저히 감소되는 양상을 나타내었다.
<실시예 6> 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주의 작물 및 잡초에 대한 반응
포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주가 식물의 병원균이므로 각종 주요 작물에 기생할 우려가 있어 이 균의 작물에 대한 병원성 여부를 확인하였고 그 결과를 [표 6]에 나타내었다. [표 6]에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 균주는 벼 등 36종의 작물에 대한 병원성이 나타나지 않았다.
또한, 본 발명의 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주가 화본과 및 사초과 잡초에 대한 병원성을 검정한 결과는 [표 7]과 같다. 본 발명 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주의 균사체 현탁액을 접종하였을 때 국화과 잡초인 민들레 및 서양민들레에 강한 병원성을 나타내고 있으며 물옥잠과의 부레옥잠, 물옥잠에 대해서도 제초활성을 보였다.
[표 6] 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주의 작물에 대한 안전성
Figure 112006025425570-PAT00001
- : 병원성 없음.
+ : 소형(1~2㎜)의 갈색 병반이 나타나고 병반의 진전은 없음.
++ : 3~5㎜ 크기의 갈색 병반이 나타나고 병반의 진전이 나타남.
+++ : 식물체 전체가 갈변하고 완전히 고사함.
[표 7] 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주의 잡초에 대한 병원성
Figure 112006025425570-PAT00002
- : 병원성 없음.
+ : 소형(1~2㎜)의 갈색 병반이 나타나고 병반의 진전은 없음.
++ : 3~5㎜ 크기의 갈색 병반이 나타나고 병반의 진전이 나타남.
+++ : 식물체 전체가 갈변하고 완전히 고사함.
본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주(KACC 93033P)는 설포닐우레아 저항성 물달개비류에 기주특이적으로 기생하고 물달개비류에 대해 제초활성을 가짐으로써 그 균사체 현탁액을 물달개비류에 접종하면 물달개비류를 효과적으로 제거할 수 있으며 타작물에 대한 피해는 없어 미생물제초제로서 안전하다. 본 발명의 균주는 접종후 내구성이 강한 분생자각에 수많은 분생포자를 형성하여 미생물 특유의 2차 감염이 생육 후기까지 계속되는 제초지속성이 있다. 또한 본 발명 균주의 2차 대사산물에 포함된 물질 중 제초활성을 나타내는 물질은 제초효과가 우수하고 기주특이성이 강하여 선택성 제초제로 개발될 가능성이 높다.
본 발명 균주의 균사체 현탁액을 이용하면 유기합성제초제에 내성이 생겨 다량의 제초제로도 제거하는데 어려움이 있었던 물달개비류를 환경친화적으로 제초할 수 있다. 따라서 유기합성제초제의 남용을 막고 유기합성제초제 사용에 따른 지하수 오염 등의 환경오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 토양내의 생태계 교란없이 토양을 건전하게 유지시킬 수 있다.
또한 본 발명의 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2 균주는 물달개비류 이외 민들레류에도 제초활성을 갖는다.

Claims (6)

  1. 설포닐우레아계 저항성 물달개비류에 대한 제초활성을 갖는 포마 마크로스토마(PHOMA MACROSTOMA ) BWC05-8-3-2(KACC 93033P).
  2. 청구항 1에 있어서,
    민들레류에 대한 제초활성을 갖는 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2.
  3. 청구항 1에 있어서,
    도 3의 염기서열을 갖는 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2.
  4. 포마 마크로스토마 BWC05-8-3-2을 배양하고, 상기 배양에 의해 형성된 균사체 덩어리를 분쇄시켜 만들어지는 것을 특징으로 하는 균사체 현택액.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 배양은 PD Broth 배지에서 25~28℃, pH 5~6, 진탕속도 150rpm의 조건하에서 5~7일간 이루어지는 것을 특징으로 하는 균사체 현탁액.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 분쇄는 분쇄기에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 균사체 현탁액.
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