KR20100053745A - Bacterial strains promoting plant growth by solubilizing rock phosphate and method for promoting plant growth using the same - Google Patents

Bacterial strains promoting plant growth by solubilizing rock phosphate and method for promoting plant growth using the same Download PDF

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KR20100053745A
KR20100053745A KR1020080112507A KR20080112507A KR20100053745A KR 20100053745 A KR20100053745 A KR 20100053745A KR 1020080112507 A KR1020080112507 A KR 1020080112507A KR 20080112507 A KR20080112507 A KR 20080112507A KR 20100053745 A KR20100053745 A KR 20100053745A
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사동민
마드하이안 무누사미
아난담 랑가사미
임우종
홍인수
이민경
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충북대학교 산학협력단
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    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
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    • C05F11/00Other organic fertilisers
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Abstract

PURPOSE: A sulfur-oxidizing bacteria which promotes plant growth by solubilizing phosphate rock is provided to ensure plant growth promoting characteristic(PGP) and to improve yield and quality of crop. CONSTITUTION: A sulfur-oxidizing bacteria which promoting plant growth by solubilizing phosphate rock is Microbacterium phyllosphaerae ATSB31 (KACC 91417P) or Pandoraea sp. ATSB30 (KACC 91418P). A microorganism formulation or feed for promoting plant growth contains sulfur-oxidizing bacteria or culture medium thereof as an active ingredient. A biological feed is manufactured by culturing the sulfur oxidizing bacteria. A plant growth is promoted by solubilizing phosphate rock and additionally treating with 0.5-1.0% of glucose to a plant seed.

Description

인광석을 가용화시켜 식물 생장을 촉진하는 박테리아 균주 및 이를 이용한 식물 생장 촉진 방법{Bacterial strains promoting plant growth by solubilizing rock phosphate and method for promoting plant growth using the same}Bacterial strains promoting plant growth by solubilizing rock phosphate and method for promoting plant growth using the same}

본 발명은 인광석을 가용화시켜 식물 생장을 촉진하는 박테리아 균주 및 이를 이용한 식물 생장 촉진 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 근권 토양으로부터 분리된, 인광석을 가용화시켜 식물 생장을 촉진하는 황산화세균, 상기 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 식물 생장 촉진용 미생물 제제 및 생물비료, 상기 생물비료를 제조하는 방법, 상기 균주를 식물 또는 식물의 종자에 침지 또는 관주 처리하여 인광석을 가용화시켜 식물의 생장을 촉진하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bacterial strain that solubilizes phosphate to promote plant growth, and more particularly, to a method for promoting plant growth using the same. More specifically, the present invention relates to a sulfated bacterium that solubilizes phosphate to promote plant growth. Or microbial agent and plant fertilizer for promoting plant growth comprising the culture solution thereof as an active ingredient, a method for producing the biofertilizer, soaking or irrigation of the strain in plants or seeds of plants to solubilize the phosphate to promote plant growth It is about how to.

식물 생장 촉진 근권세균(Plant growth promoting rhizobacteria, PGPR)은 오랫동안 연구되어 왔다. PGPR은 직접 혹은 간접적으로 식물 생장을 촉진시키며 자유롭게 살아가는 토양 박테리아이다 (Glick et al. 1995. Can. J. Microbiol., 41, 533-536). 식물 생장의 직접적인 촉진은 식물체에 고정된 질소, 피토호르몬, 박테리아 철분포획체 (siderophore)에 의해 격리된 철, 가용성 인산염, 또는 식물 에틸 렌 수준을 낮출 수 있는 효소 ACC 디아미나아제를 제공하는 것을 포함할 수 있다. ACC 디아미나아제의 제안된 기능은 에틸렌의 농도가 성장(특히 뿌리의 성장)이 지연되는 시점까지 상승할 수 없도록 하는 것이다. 식물 생장의 간접적인 촉진은 식물 병원균이 식물 생장 및 발달을 저해하는 것을 박테리아가 막는 다양한 메카니즘을 포함한다 (Glick and Bashan 1997. Biotechnol. Adv., 15, 353-378).Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) has long been studied. PGPR is a free-living soil bacterium that directly or indirectly promotes plant growth (Glick et al. 1995. Can. J. Microbiol., 41, 533-536). Direct promotion of plant growth includes providing enzymes ACC deaminase that can lower levels of iron, soluble phosphate, or plant ethylene sequestered by nitrogen, phytohormones, and bacterial siderophores immobilized on the plant. can do. The proposed function of ACC deaminase is that the concentration of ethylene cannot rise until a point where growth (especially root growth) is delayed. Indirect promotion of plant growth involves a variety of mechanisms by which bacteria prevent plant pathogens from inhibiting plant growth and development (Glick and Bashan 1997. Biotechnol. Adv., 15 , 353-378).

황(S)은 총 N 함량의 약 10%인 필수적인 식물 영양 물질들 중 하나이다. 토양 환경에서 대부분의 황(총 황의 95% 이상)은 유기물에 결합되어 있어 식물이 직접 이용할 수 없다. 황 산화 박테리아의 이용은 황의 자연 산화율을 향상시키고 황산염의 생산을 가속화시킨다. 이러한 과정은 황이 식물에 더 용이하게 이용될 수 있게 하고, 결과적으로 식물 생산량을 증가시킨다. 최근 식물 생장 촉진 박테리아로서 황 산화 박테리아의 이용이 증가되고 있는 추세이다. 황의 유용성, 인광석의 가용화 및 황 산화 박테리아의 식물 생장 촉진력의 향상에 관한 연구 보고는 거의 없다 (Grayston and Germida 1991. Can. J. Microbiol., 37, 521-529). 식물 생장 촉진에 이용된 황 산화 박테리아 대부분은 절대적 화학무기독립영양생물(obligate chemolithoautotrophs)이다. 그러나, 황 산화 박테리아는 계통 발생학적으로 다양하고 절대적 및 조건적 화학무기독립영양생물 및 종속영양생물을 포함하는 몇몇의 속(genera)에 속한다. 지금까지 종속영양생물인 황 산화 박테리아의 황 산화 및 길항적 활성에 관한 연구는 단지 한 건에 불과하다 (Grayston and Germida 1991. Can. J. Microbiol., 37, 521-529).Sulfur (S) is one of the essential phytonutrients that accounts for about 10% of the total N content. In soil environments, most of the sulfur (over 95% of total sulfur) is bound to organic matter and is not directly available to plants. The use of sulfur oxidizing bacteria improves the natural oxidation rate of sulfur and accelerates the production of sulfates. This process makes sulfur more readily available to plants and consequently increases plant yield. Recently, the use of sulfur oxidizing bacteria as plant growth promoting bacteria is increasing trend. Few studies have reported on the availability of sulfur, the solubilization of phosphate or the improvement of plant growth promoting activity of sulfur oxidizing bacteria (Grayston and Germida 1991. Can. J. Microbiol., 37, 521-529). Most of the sulfur oxidizing bacteria used to promote plant growth are obligate chemolithoautotrophs. However, sulfur oxidizing bacteria are phylogenetically diverse and belong to several genera, including absolute and conditional chemically independent nutrients and heterotrophs. To date, there has been only one study on the sulfur oxidation and antagonistic activity of heterotrophic sulfur oxidizing bacteria (Grayston and Germida 1991. Can. J. Microbiol., 37, 521-529).

최근 몇 년 동안 비료로서 인광석(RP)의 실용적인 이용 가능성이 중요한 관 심을 받아 왔다 (Ghani et al. 1994. Soil Biol. Biochem., 26, 127-136). RP는 이론적으로 가장 싼 인 비료이나 세계에서 발견된 대부분 인광석 매장물은 반응성이 낮은 것으로 분류되었고, 이것의 직접적인 실용은 전처리 없이 항상 효과가 있는 것은 아닌 것으로 밝혀졌다. 미생물학적 접근은 RP의 농업적 가치를 향상시키기 위해 제안되어 왔다. Anandham 등 (Anandham et al. 2007. World J. Microbiol. Biotechnol., 23, 1121-1129)은 인산염 가용화 벌크홀데리아 속(Burkholderia sp.) 및 글루코오스가 첨가된 RP는 인광석 가용화를 현저하게 향상시켰다고 보고하였다. RP 및 황 원소의 혼합물을 토양에 적용시켰을 때, 티오바실러스가 접종된 또는 토착 집단은 황 원소를 황산으로 산화시킨다. 생산된 산은 RP와 반응하여 식물에 흡수될 수 있도록 모노 또는 디칼슘 인산염을 형성한다.In recent years, the practical applicability of phosphate (RP) as a fertilizer has been important (Ghani et al. 1994. Soil Biol. Biochem., 26, 127-136). The RP was theoretically classified as the least expensive phosphorus fertilizer or most phosphorite deposits found in the world with low reactivity, and its direct practical use was not always found to be effective without pretreatment. Microbiological approaches have been proposed to enhance the agricultural value of RP. Anandham et al. (Anandham et al. 2007. World J. Microbiol. Biotechnol., 23, 1121-1129) report that RP-solubilized Burkholderia sp . And RP with glucose significantly improved phosphate solubilization. It was. When a mixture of RP and elemental sulfur is applied to the soil, the inoculated or indigenous population of thiobacilli oxidizes elemental sulfur to sulfuric acid. The acid produced reacts with the RP to form mono or dicalcium phosphate for absorption by plants.

한국특허등록 제10-0460634호에는 불용성 인산염을 가용화하는 균주 엔테로박터 인터메디우스(Enterobacter intermedius) KSJ16 (KCTC 10387BP)이 개시되어 있으며, 한국특허등록 제10-0460633호에는 불용성 인산염을 가용화하는 균주 레클레르시아 아데카르복실라타 (Leclercia adecarboxylata) KSJ8(KCTC 10388BP)가 개시되어 있으며, 한국특허등록 제10-0842450호에는 신규한 클루이베라 에스피 씨엘-2 균주 및 이를 이용한 토양에 고정된 난용성 인산염의 가용화 방법이 개시되어 있으며, 한국특허등록 제10-0842449호에는 신규한 슈도모나스 에스피 씨엘-1 균주 및 이를 이용한 난용성 인산염의 가용화 방법이 개시되어 있으나, 본 발명의 근권 토양으로부터 분리된 인광석을 가용화시켜 식물 생장을 촉진하는 박테리아 균주와는 상이하다.Korean Patent No. 10-0460634 discloses a strain Enterobacter intermedius KSJ16 (KCTC 10387BP) that solubilizes insoluble phosphate, and Korean Patent No. 10-0460633 discloses a strain of solubilizing insoluble phosphate. Leclercia adecarboxylata KSJ8 (KCTC 10388BP) is disclosed, and Korean Patent Registration No. 10-0842450 discloses a novel strain of Cluivera sp. CL-2 and the solubilization of poorly soluble phosphate immobilized in soil using the same. A method is disclosed, and Korean Patent Registration No. 10-0842449 discloses a novel Pseudomonas sp. CL-1 strain and a method for solubilizing poorly soluble phosphate using the same, but the plant is prepared by solubilizing phosphate isolated from the root zone soil of the present invention. Different from bacterial strains that promote growth.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, 황산화세균에서 식물 생장 촉진 특성을 조사하였다. 캐놀라의 뿌리 신장에 대한 1-아미노시클로프로판-1-카르복실산(ACC) 디아미나아제 함유 황산화세균의 효과는 무감염 상태 (gnotobiotic) 조건에서 평가하고, 유일한 황 원료로 티오황산염을 이용하는 황산화세균에 의한 RP의 산성화(bioacidualtion)를 측정함으로써, 식물 생장 촉진과 관련된 유리한 특성의 측정을 통해 황산화세균을 포함하는 생접종원(bioinoculants)을 개발하고자 하였다.The present invention has been made in accordance with the above demand, and investigated the plant growth promoting properties in sulfated bacteria. The effect of sulfated bacteria containing 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) deaminase on root elongation of canola was evaluated under gnotobiotic conditions and sulfuric acid using thiosulfate as the sole sulfur source By measuring the bioacidualtion of RP by the bacterium, we attempted to develop bioinoculants containing sulfated bacteria by measuring the beneficial properties associated with plant growth promotion.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 근권 토양으로부터 분리되며 인광석을 가용화시켜 식물 생장을 촉진하는 황산화세균을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a sulfated bacterium which is separated from the rhizosphere soil and solubilizes the phosphate to promote plant growth.

또한, 본 발명은 상기 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 식물 생장 촉진용 미생물 제제를 제공한다.The present invention also provides a microbial agent for promoting plant growth comprising the strain or its culture as an active ingredient.

또한, 본 발명은 상기 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 식물 생장 촉진용 생물비료를 제공한다.The present invention also provides a bio-fertilizer for plant growth comprising the strain or its culture as an active ingredient.

또한, 본 발명은 상기 균주를 배양하여 생물비료를 제조하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for producing a biofertilizer by culturing the strain.

또한, 본 발명은 상기 균주를 식물 또는 식물의 종자에 침지 또는 관주 처리하여 인광석을 가용화시켜 식물의 생장을 촉진하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for promoting plant growth by solubilizing phosphate by dipping or irrigation of the strain in plants or seeds of plants.

본 발명에 따르면, 본 발명의 황산화세균이 인광석을 가용화시켜 식물 생장 촉진 (Plant Growth Promoting; PGP) 특성을 가지며, 식물 생장에 긍정적으로 영향을 미칠 수 있으므로, 효과적인 식물 생장 촉진 박테리아로서 황산화세균은 작물 생산에 유익한 박테리아의 범위를 넓힐 수 있다. 또한, 본 발명의 신규한 균주는 비료의 이용이 제한된 친환경 유기농업에서 화학비료를 대체하여 작물의 수량을 증대 및 품질을 향상시키는데 이용될 수 있다.According to the present invention, the sulfated bacterium of the present invention solubilizes phosphate ores and has a Plant Growth Promoting (PGP) property, and can positively affect plant growth, and thus, the sulfated bacteria as an effective plant growth promoting bacterium. Can broaden the range of bacteria beneficial for crop production. In addition, the novel strain of the present invention can be used to increase the yield and quality of crops by replacing the chemical fertilizer in eco-friendly organic farming where the use of fertilizer is limited.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 근권 토양으로부터 분리된, 인광석을 가용화시켜 식물 생장을 촉진하는 황산화세균을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention provides a sulfated bacterium that solubilizes phosphate, separated from the rhizosphere soil, to promote plant growth.

상기 황산화세균은 한국의 다른 지역에서 자란 작물로부터 수집한 다양한 근권 토양으로부터 농축 분리(enrichment isolation)를 통해 mineral salts thiosulfate (MST) 배지에서 티오황산염 소비에 기초하여 선발하였다. 이렇게 선발된 분리균주 중에서, 인광석의 가용화를 증진시켜 식물 생장을 촉진하는 균주는 마이크로박테리움 필로스패래 (Microbacterium phyllosphaerae) ATSB31 (KACC 91417P), 판도래아 속 (Pandoraea sp.) ATSB30 (KACC 91418P), 할로티오바실러스 속 (Halothiobacillus sp.) ATSB2, 디엘라 진센기솔리 (Dyella ginsengisoli) ATSB10, 판도래아 스푸토룸 (Pandoraea sputorum) ATSB28 등이다.The sulfated bacteria were selected based on thiosulfate consumption in mineral salts thiosulfate (MST) media through enrichment isolation from various root zone soils collected from crops grown in other regions of Korea. Among these isolates, strains that promote solubilization of phosphate to promote plant growth include Microbacterium phyllosphaerae ATSB31 (KACC 91417P), Pandoraea sp. ATSB30 (KACC 91418P), Halothiobacillus sp . ATSB2, Dyella ginsengisoli ATSB10, Pandoraea sputorum ATSB28, and the like.

이들 황산화세균은 근권 토양으로부터 분리되었으며, 티오황산염을 황산으로 산화시키며, 이로 인해 pH 감소를 야기하고 인광석의 가용화를 증진시켜 식물 생장 을 촉진하는 기능을 가진다. 바람직하게는 상기 균주는 마이크로박테리움 필로스패래 (Microbacterium phyllosphaerae) ATSB31 (KACC 91417P) 또는 판도래아 속 (Pandoraea sp.) ATSB30 (KACC 91418P)이다.These sulfated bacteria have been isolated from rhizosphere soils, oxidizing thiosulphate to sulfuric acid, causing a decrease in pH and promoting the solubilization of phosphate to promote plant growth. Preferably the strain is Microbacterium phyllosphaerae ATSB31 (KACC 91417P) or Pandoraea sp. ATSB30 (KACC 91418P).

상기 균주는 모두 물 추출성-P 및 중탄산염 추출성-P를 현저하게 증진시켰다 (표 3 참고). 배양 시간 및 글루코스의 보충과 무관하게, 할로티오바실러스 속 (Halothiobacillus sp.) ATSB2 접종은 물 추출성-P 및 중탄산염 추출성-P(541 및 568 ㎍ P/g RP)를 현저하게 증가시켰다 (표 4 참고).Both strains markedly enhanced water extractable-P and bicarbonate extractable-P (see Table 3). Regardless of incubation time and glucose supplementation, Halothiobacillus sp . ATSB2 inoculation significantly increased water extractable-P and bicarbonate extractable-P (541 and 568 μg P / g RP) (Table 4).

본 발명은 또한, 본 발명의 근권 토양으로부터 분리된, 인광석을 가용화시켜 식물 생장을 촉진하는 박테리아 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 식물 생장 촉진용 미생물 제제 및 생물비료를 제공한다.The present invention also provides a microbial agent for promoting plant growth and a biofertilizer comprising a bacterial strain or a culture medium thereof, which solubilizes phosphate ore, isolated from the rhizosphere soil of the present invention to promote plant growth.

상기 미생물 제제는 근권 토양으로부터 분리된, 인광석을 가용화시켜 식물 생장을 촉진하는 박테리아 균주인 마이크로박테리움 필로스패래 (Microbacterium phyllosphaerae) ATSB31 (KACC 91417P), 판도래아 속 (Pandoraea sp.) ATSB30 (KACC 91418P), 할로티오바실러스 속 (Halothiobacillus sp.) ATSB2, 디엘라 진센기솔리 (Dyella ginsengisoli) ATSB10, 판도래아 스푸토룸 (Pandoraea sputorum) ATSB28을 유효성분으로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 마이크로박테리움 필로스패래 (Microbacterium phyllosphaerae) ATSB31 (KACC 91417P) 또는 판도래아 속 (Pandoraea sp.) ATSB30 (KACC 91418P)을 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 a microbial bacteria strain Microbacterium phyllosphaerae ATSB31 (KACC 91417P), Pandoraea sp. ), Halothiobacillus sp.ATSB2, Dyella ginsengisoli ATSB10, Pandoraea sputorum ATSB28 as an active ingredient, preferably Microbacterium phyllospare ( Microbacterium phyllosphaerae ) ATSB31 (KACC 91417P) or Pandoraea sp. ATSB30 (KACC 91418P) 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 근권 토양으로부터 분리되고, 인광석을 가용화시켜 식물 생장을 촉진하는 박테리아 균주인 마이크로박테리움 필로스패래 (Microbacterium phyllosphaerae) ATSB31 (KACC 91417P) 또는 판도래아 속 (Pandoraea sp.) ATSB30 (KACC 91418P)를 이용하여 작물의 생장을 촉진시키는 생물비료로서의 이용법을 제공한다. 상기 균주를 배양한 배양액을 이용하여 이를 액체 상태로 그대로 관주하거나 작물의 종자에 침지 또는 분무하거나 종자에 코팅하여 이용할 수 있다.The present invention is isolated from the rhizosphere soil, solubilizing phosphate ore, bacteria bacterium microbacterium phyllosphaerae ATSB31 (KACC 91417P) or Pandoraea sp. ATSB30 (KACC 91418P) It provides the use as a bio fertilizer to promote the growth of crops. Using the culture medium cultured the strain it can be used as it is irrigation in a liquid state, immersed or sprayed on the seed of the crop or coated on the seed.

본 발명은 또한, 본 발명의 마이크로박테리움 필로스패래 (Microbacterium phyllosphaerae) ATSB31 (KACC 91417P) 또는 판도래아 속 (Pandoraea sp.) ATSB30 (KACC 91418P)를 배양하는 단계를 포함하는 생물비료를 제조하는 방법을 제공한다. 상기 박테리아 균주의 배양 방법 및 생물비료의 제조 방법은 당업계에 공지된 임의의 방법을 이용할 수 있으며, 특정 방법에 특별히 제한되는 것은 아니다.The present invention also provides methods for producing a micro tumefaciens Pillows paerae (Microbacterium phyllosphaerae) ATSB31 (KACC 91417P ) or a plate arrival O in (Pandoraea sp.) Biological fertilizer comprising the step of culturing the ATSB30 (KACC 91418P) according to the present invention To provide. The method for culturing the bacterial strain and the method for producing the biofertilizer may use any method known in the art, and is not particularly limited to a specific method.

본 발명은 또한, 본 발명의 마이크로박테리움 필로스패래 (Microbacterium phyllosphaerae) ATSB31 (KACC 91417P) 또는 판도래아 속 (Pandoraea sp.) ATSB30 (KACC 91418P) 각각 또는 이의 조합을 식물 또는 식물의 종자에 침지 또는 관주 처리하는 단계를 포함하는 인광석을 가용화시켜 식물의 생장을 촉진하는 방법을 제공한다. 상기 식물의 생장을 촉진하는 방법으로는 2가지 박테리아 균주를 배양한 배양액 및 상기 균주를 이용한 미생물 제제를 종자나 식물에 침지하거나 관주, 즉, 분무하여 수행할 수 있다. 침지하는 방법의 경우, 배양액 및 제제를 식물체 주변의 토양에 붓거나 또는 종자를 배양액 및 제제에 담가둘 수 있다.The present invention also relates to immersing the microbacterium phyllosphaerae ATSB31 (KACC 91417P) or Pandoraea sp. ATSB30 (KACC 91418P) of the present invention, or a combination thereof, into a plant or plant seeds or It provides a method of solubilizing a phosphate ore comprising the irrigation treatment to promote plant growth. The method for promoting the growth of the plant may be carried out by immersing or irrigating a seed or plant in a culture medium in which two bacterial strains are cultured and a microbial preparation using the strain. In the case of the dipping method, the culture and the preparation may be poured into the soil around the plant or the seeds may be immersed in the culture and the preparation.

본 발명의 식물의 생장을 촉진하는 방법은 0.5~1.0% 글루코스를 추가로 처리하는 것을 포함할 수 있다. 글루코스 처리는 글루코스 처리되지 않은 대조구에 비해 인광석 가용화를 증가시켰다 (표 3 참고).The method for promoting the growth of the plant of the present invention may comprise further treating 0.5-1.0% glucose. Glucose treatment increased phosphate solubilization compared to the non-glucose control (see Table 3).

본 발명의 방법에 의해 생장을 촉진할 수 있는 식물로는 대부분의 식물이 모두 포함될 수 있으며, 특히 캐놀라 등에 효과적이다.Plants capable of promoting growth by the method of the present invention may include most of the plants, particularly effective in canola and the like.

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.

1. 박테리아 균주 및 배양조건1. Bacteria Strains and Culture Conditions

황산화세균은 한국의 각각 다른 지역에서 자란 작물로부터 수집한 다양한 근권 토양으로부터 농축 분리(enrichment isolation)를 통해 mineral salts thiosulfate (MST) 배지 (Mukhopadhyaya et al. 2000. J. Bacteriol., 182, 4278-4287)에서 분리하였다. 상기 분리균주를 MST 배지에서 티오황산염 소비에 기초하여 선발하였다. MST 배지에서 4일에 10 mM 티오황산염(배지 내 초기 티오황산염의 농도는 20 mM)을 소비한 분리균주는 효율적인 티오황산염 산화 균주로서 간주하였다. 이렇게 선발된 분리균주는 Deb 등 (Deb et al. 2004. Curr. Microbiol., 48, 452-458) 및 16S rDNA 기술에 따라 추가로 특징을 분석하였다. 박테리아 균주는 MST 배지에서 배양하였고, DNA는 Sambrook 등 (Sambrook et al. 1989. Molecular cloning: A laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press. New York) 에 따라서 추출하였다. 박테리아 16S rRNA를 암호화하는 유전자는 정방향 프라이머 27f: 5'-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3'(서열번호 1) 및 역방향 프라이머 1492r: 5'-GGTTACCTTGTTACGACTT-3'(서열번호 2)를 이용하여 PCR을 통해 증폭시켰다. 16S rRNA 뉴클레오티드 서열은 형광 염료 터미네이터 방법(ABI PrismTM BigdyeTM Terminator cycle sequencing ready reaction kit v.3.1) (Shima et al. 1994. FEMS Microbiol. Lett., 119, 119-122)을 이용하여 PCR 직접 시퀀싱으로 동정하였고, 산물은 Millipore-montage dye removal kit으로 정제하였다. 마지막으로 산물은 ABI3730XL capillary DNA sequencer(50 cm 모세관)로 런닝시켰다. 자동 시퀀서로부터 거의 완전한 16S rRNA 유전자 서열을 정렬하였고, 박테리아 실체는 가장 가까운 유연관계를 규명하기 위해 BLAST 프로그램으로 추론하였다. 본 발명으로부터 얻어진 서열은 NCBI에 제출하였고, 박테리아 균주의 상세 정보 및 등록 번호는 표 1에 나타내었다. 할로티오바실러스(Halothiobacillus) 균주 ATSB2은 미네랄 염 티오황산염(MST) 배지에서 30℃로 4일 동안 배양한 반면, 다른 박테리아 균주는 Luria-Bertani (LB) 배지 (Difo Laboratories, Detroit, Michigan, USA)에서 30℃로 4일 동안 배양하였다.Sulfated bacteria are grown in mineral salts thiosulfate (MST) medium (Mukhopadhyaya et al. 2000. J. Bacteriol., 182, 4278-) by enrichment isolation from various root zone soils collected from crops grown in different regions of Korea. 4287). The isolates were selected based on thiosulfate consumption in MST medium. Isolated strains that consumed 10 mM thiosulfate (20 mM initial thiosulfate concentration in medium) at 4 days in MST medium were considered as efficient thiosulfate oxidation strains. The selected isolates were further characterized according to Deb et al. (Deb et al. 2004. Curr. Microbiol., 48, 452-458) and 16S rDNA technology. The bacterial strains were cultured in MST medium and DNA was extracted according to Sambrook et al. (1989) Molecular cloning: A laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press. New York. The gene encoding the bacterial 16S rRNA was amplified by PCR using forward primer 27f: 5'-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3 '(SEQ ID NO: 1) and reverse primer 1492r: 5'-GGTTACCTTGTTACGACTT-3' (SEQ ID NO: 2). 16S rRNA nucleotide sequences were sequenced PCR directly using the fluorescent dye terminator method (ABI Prism Bigdye Terminator cycle sequencing ready reaction kit v.3.1) (Shima et al. 1994. FEMS Microbiol. Lett., 119, 119-122). The product was purified by Millipore-montage dye removal kit. Finally, the product was run with an ABI3730XL capillary DNA sequencer (50 cm capillary). Nearly complete 16S rRNA gene sequences were aligned from the automated sequencer, and bacterial entities were inferred by the BLAST program to determine the closest flexibility. The sequences obtained from the present invention were submitted to NCBI and detailed information and registration numbers of bacterial strains are shown in Table 1. Halothiobacillus strain ATSB2 was incubated for 4 days at 30 ° C. in mineral salt thiosulfate (MST) medium, while other bacterial strains were grown in Luria-Bertani (LB) medium (Difo Laboratories, Detroit, Michigan, USA). Incubated at 30 ° C. for 4 days.

2. 식물 생장 촉진 특성의 측정2. Measurement of plant growth promoting properties

질소 고정 능력은 (i) nifH 유전자의 특이적인 PCR 방법 (Ueda et al. 1995. J. Bacteriol., 177, 1414-1417) 및 (ii) 배지 내 특징적인 박피 형성의 존재가 질 소 고정을 나타내는, 반고체 무질소 NFb 배지에서 자라는 능력으로 평가하였다. 미네랄 인산염 가용화능을 테스트하기 위해, 각각의 박테리아 균주 5 ㎕을 무기 인산염 원료로서 0.5% 트리-칼슘 인산염(TCP)을 포함하는 피코브스카야 아가 배지(Pikovskaya' agar medium) (Pikovskaya, R.I., 1948. Mikrobiologiya, 17, 362-370)에 스팟팅하였다. 플레이트를 30℃에서 4일 동안 배양하였고, TCP 가용화능은 박테리아 콜로니 주변에 투명대(clear halo)로 확인하였다. 플레이트 분석에서 양성 결과를 나타낸 분리균주를 추가의 정량 분석을 위해 선발하였다. 가용화의 정량적 평가는 피코브스카야 액체 배지를 이용하여 수행하였다. 박테리아(107 cfu/ml) 1ml을 접종한 100ml 배지를 포함하는 삼각 플라스크(250 ml)를 각각 3개의 실험구로 제작하였다. 박테리아를 접종하지 않은 멸균된 배지는 대조구로 사용하였다. 플라스크는 30℃에서 4일 동안 120 rpm으로 진탕 배양기에서 배양하였고, 배양 상등액은 8000g에서 10분 동안 원심분리하여 수득하였다. 배양 상등액에서 가용성 인산염은 몰리브덴 블루 방법 (Murphy and Riley 1962. Anal. Chim. Acta., 273, 31-36)으로 측정하였다. 배양 상등액에서 인돌의 생산은 100 ㎍ 트립토판/ml을 첨가한 DF 최소 염 액체 배지 (Dworkin and Foster 1958. J. Bacteriol., 75, 592-601)에서 30℃에서 4일 동안 박테리아를 배양한 후 측정하였다. 5 ml의 배양액을 8000g에서 15분 동안 원심분리하였고, 2 ml 상등액은 새 튜브에 옮겨 100 ㎕의 10 mM 오르쏘인산(orthophosphoric acid) 및 4 ml의 살코와스키 시약(Salkowasky reagent, 50 ml의 35% HClO4 1 ml의 0.5 M FeCl3을 첨가하여 제조됨)을 첨가하였다. 실온에서 25분 동안 혼합물을 반응시키고, 발색된 분홍색의 흡광도는 530nm(UV-spectrophotometer, UV-1601, Shimadzu, Japan)에서 측정하였다. 배양물에서 IAA 농도는 순수한 IAA를 표준물질로 이용하여 생성된 보정 곡선으로 측정하였다. 철분포획체 합성은 Schwyn and Neilands에 의한 방법 (Schwyn and Neilands 1987. Anal. Biochem., 160, 47-56)에 따라 측정하였다. 배양 상등액은 표준 숙시네이트 배지 (Meyer and Abdallah 1978. J. Gen. Microbiol., 107, 319-328)에서 30℃에서 4일 동안 자란 박테리아로부터 8800 g에서 10분 동안 원심분리에 의해 얻었다. 배양 상등액(60 ㎕)을 CAS 플레이트에 스팟팅하였는데, 짙은 황색 내지 오렌지 색의 발색은 철분포획체 생산의 양성 결과를 나타내는 것이다. 배양 상등액의 살리실산의 정량은 Meyer 등 (Meyer et al. 1992. Biofactors, 4, 23-27)에 따라 수행하였다. 효소 β-1,3-글루카나제 활성은 0.2% 라미나린(Laminarin digitata 유래)을 포함하는 펩톤 배지에서 30℃에서 4일 동안 키운 박테리아로부터 Lim 등의 방법 (Lim et al. 1991. Appl. Environ. Microbiol., 57, 510-516)에 따라 측정하였다. 글루카나제 분석을 위해, 반응 혼합물 (0.25 ml 배양 상등액, 0.3 ml의 0.1 M 인산염 완충액(pH 5.5) 및 0.5 ml의 0.2% (v/v) 라미나린)은 40℃ 수조에서 2시간 동안 반응시켰다. 효소 글루카나제 활성은 1분 동안 mg 단백질 당 방출되는 ㎍ 글루코스로 결정하였다.Nitrogen fixation ability was determined by (i) specific PCR methods of the nifH gene (Ueda et al. 1995. J. Bacteriol., 177, 1414-1417) and (ii) the presence of characteristic peel formation in the medium indicating nitrogen fixation. , Ability to grow in semi-solid nitrogen-free NFb medium. To test the mineral phosphate solubility, 5 μl of each bacterial strain was used as a source of inorganic phosphate (Pikovskaya 'agar medium) containing 0.5% tri-calcium phosphate (TCP) (Pikovskaya, RI, 1948). Mikrobiologiya, 17, 362-370). Plates were incubated at 30 ° C. for 4 days and TCP solubilization was confirmed by clear halo around bacterial colonies. Strains that showed positive results in plate analysis were selected for further quantitative analysis. Quantitative evaluation of solubilization was performed using Pykovskaya liquid medium. Erlenmeyer flasks (250 ml) containing 100 ml medium inoculated with 1 ml of bacteria (10 7 cfu / ml) were prepared in each of three experiments. Sterile media without bacteria inoculation were used as controls. The flask was incubated in a shaker at 120 rpm for 4 days at 30 ° C., and the culture supernatant was obtained by centrifugation at 8000 g for 10 minutes. Soluble phosphate in the culture supernatant was determined by the molybdenum blue method (Murphy and Riley 1962. Anal. Chim. Acta., 273, 31-36). Production of indole in the culture supernatant was measured after incubating the bacteria for 4 days at 30 ° C. in DF minimal salt liquid medium (Dworkin and Foster 1958. J. Bacteriol., 75, 592-601) added 100 μg tryptophan / ml It was. 5 ml of culture was centrifuged at 8000 g for 15 minutes and 2 ml supernatant was transferred to a new tube and 100 μl of 10 mM orthophosphoric acid and 4 ml of Salkowasky reagent, 50 ml of 35 In% HClO 4 1 ml of 0.5 M FeCl 3 is added). The mixture was allowed to react for 25 minutes at room temperature, and the absorbance of the pink color was measured at 530 nm (UV-spectrophotometer, UV-1601, Shimadzu, Japan). IAA concentrations in culture were determined by calibration curves generated using pure IAA as standard. Iron capture synthesis was measured according to the method by Schwyn and Neilands (Schwyn and Neilands 1987. Anal. Biochem., 160, 47-56). Culture supernatants were obtained by centrifugation at 8800 g for 10 minutes from bacteria grown for 4 days at 30 ° C. in standard succinate medium (Meyer and Abdallah 1978. J. Gen. Microbiol., 107, 319-328). Culture supernatants (60 μl) were spotted on CAS plates, with a dark yellow to orange coloration indicating a positive result of iron capture production. The determination of salicylic acid in the culture supernatant was performed according to Meyer et al. (Meyer et al. 1992. Biofactors, 4, 23-27). Enzyme β-1,3-glucanase activity was determined by Lim et al. 1991. Appl. Environ from a bacterium grown for 4 days at 30 ° C. in a peptone medium containing 0.2% laminarin digitata. Microbiol., 57, 510-516). For glucanase analysis, the reaction mixture (0.25 ml culture supernatant, 0.3 ml 0.1 M phosphate buffer (pH 5.5) and 0.5 ml 0.2% (v / v) laminarin) was reacted in a 40 ° C. water bath for 2 hours. . Enzyme glucanase activity was determined by μg glucose released per mg protein for 1 minute.

3. 3. ACCACC 디아미나아제 활성 및 무감염 상태( Deaminase activity and no infection status ( gnotobioticgnotobiotic ) 뿌리 신장 분석Root height analysis

ACC(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid) 디아미나아제 활성을 측정하기 위해, 박테리아 분리주는 15 ml LB 액체 배지에서 30℃에서 정지기에 도달할 때까지 배양하고, 세포는 원심분리(8000 g)로 수득하였다. ACC 디아미나아제 활성을 유도하기 위해, 세포는 유일한 질소원으로 5 mM ACC를 첨가한 7.5 ml의 DF 최소 염 배지에 재현탁한 후, 30℃에서 40시간 동안 진탕 배양하였다(120rpm). ACC 디아미나아제 활성은 α-케토부티레이트의 생산으로 측정하였고, 1분 동안 1mg 단백질 당 형성된 α-케토부티레이트 nM로서 나타내었다. 무감염 상태 뿌리 신장 분석은 초기 성장 단계에서 에틸렌 수준에 민감한 캐놀라 유모의 성장에 대한 ACC 디아미나아제 함유 박테리아의 효과를 평가하는 방법이 이용되었다. 박테리아의 ACC 디아미나아제 활성은 전술한 바와 같이 유도하였다. 세포를 수득한 다음 멸균 0.03 M MgSO4로 세정하고, 재현탁하였다. 종자 처리 및 무감염 상태(gnotobiotic) 성장 파우치(pouch) 분석은 Penrose and Glick 방법 (Penrose and Glick 2003. Physiol. Plant., 118, 10-15)으로 수행하였다. 간단하게, 캐놀라(Brassica campestris, Hungnong seeds Seminis Korea Inc., Republic of Korea) 종자는 표면을 멸균하였고, 멸균된 0.03 M MgSO4 또는 박테리아 현탁액(1x109 cfu/ml)에 4시간 동안 담구었다. 이어서, 종자는 성장 파우치(CYG seed germination pouch, Mega International Manufacturer, USA)에 무감염 상태로 옮겼고, 온도가 20±1℃이고, 상대 습도 70%인 성장 챔버에서(DS 54 GLP, DASOL Scientific Co., Ltd., Republic of Korea) 12h 암조건으로 시작하여 12h 광조건(18 μmol m-2s-1)인 주기로 배양하였다. 6개의 종자를 하나의 파우치에 넣었으며; 10개의 파우치를 각각의 처리에 이용하였고, 각각의 처리는 3개 반복구로 실험하였다. 파종 후 2일에 발아하지 못한 종자를 표시하였고, 상기 종자로부터 발달한 뿌리는 측정하지 않았다. 원뿌리의 길이는 성장 5일째에 측정하였고, 데이터는 통계적으로 분석하였다.To measure the 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) deaminase activity, bacterial isolates were incubated in 15 ml LB liquid medium until it reached a stop at 30 ° C., and the cells were centrifuged (8000 g). Obtained. To induce ACC deaminase activity, cells were resuspended in 7.5 ml DF minimal salt medium with 5 mM ACC added as the only nitrogen source, followed by shaking culture (120 rpm) at 30 ° C. for 40 hours. ACC deaminase activity was measured by production of α-ketobutyrate and expressed as α-ketobutyrate nM formed per 1 mg protein for 1 minute. An uninfected root elongation assay was used to assess the effect of ACC deaminase containing bacteria on the growth of canola hairs sensitive to ethylene levels in the early growth stages. Bacterial ACC deaminase activity was induced as described above. Cells were harvested and then sterile 0.03 M MgSO4Washed with and resuspended. Seed treatment and gnotobiotic growth pouch analysis was performed using Penrose and Glick method (Penrose and Glick 2003. Physiol. Plant.,118, 10-15). Simply, canola (Brassica campestris, Hungnong seeds Seminis Korea Inc., Republic of Korea)4 Or bacterial suspension (1x10)9cfu / ml) for 4 hours. The seeds were then transferred to a growth pouch (CYG seed germination pouch, Mega International Manufacturer, USA) uninfected, in a growth chamber with a temperature of 20 ± 1 ° C. and a relative humidity of 70% (DS 54 GLP, DASOL Scientific Co. , Ltd., Republic of Korea) 12h light conditions starting at 12h dark condition (18 μmol m-2s-OneCultured in cycles of). Six seeds were placed in one pouch; Ten pouches were used for each treatment and each treatment was tested with three replicates. Seeds that did not germinate 2 days after sowing were marked and roots developed from the seeds were not measured. The root length was measured on day 5 of growth and the data were analyzed statistically.

4. 인광석의 산성화(4. Acidification of phosphorite ( bioacidulation)bioacidulation)

요인실험은 티오황산나트륨과 함께 RP를 황산화세균의 다른 균주에 노출시켜 수행하였다. 이러한 균주는 영양분의 형태, 즉, 절대적 화학무기독립영양생물(chemolithoautotroph) 및 조건적 화학무기독립영양생물에 따른 차이점에 기초하여 선발하였다 (표 3). RP(총 P의 12.8%를 포함하는 모로코 플루오르아파타이트(Morocco fluorapatite))의 샘플(2 g)은 1.5 g의 티오황산나트륨(0.39 g 황이 포함됨)과 혼합하고, 혼합물은 30 ml 유리병에 넣었다. RP 및 황, 즉 티오황의 비율은 단독 슈퍼 인산염을 제조하는데 필요한 것과 유사하였다. RP는 Office Che'rifien des Phosphates (카사블랑카, 모로코)로부터 얻었다. 박테리아 세포는 원심분리로 수확하고, 염수(0.95% NaCl)으로 두 번 세정하고 현탁시켰다. RP에 1x109 세포를 포함하는 염수에 현탁된 박테리아를 첨가하였다. 각각의 박테리아 균주를 3가지 방법으로 처리하였다 (0.5 또는 1% 글루코스로 미보충 또는 보충). 혼합물의 수분 함량은 증류수로 최종 21%가 되도록 맞추었다. 모든 유리병은 45일 동안 암조건에서 30℃에서 유지하였다. 배양 동안 RP 및 첨가물을 혼합하기 위해 유 리 막대를 각 유리병에 위치하였다. 유리병은 배양 기간 동안 습도의 유지를 위해 플라스틱 뚜껑으로 막았다. 이러한 뚜껑은 산소의 적절한 공급을 유지하기 위해 3~4일 간격으로 30분 동안 느슨하게 풀어두었다. 배양 혼합물의 수분 함량은 중량 기준으로 유지하였다. 36개의 유리병을 각각의 처리를 위해 배양하였고, 15, 30 및 45일이 지나서 샘플링을 하였다. 각각의 샘플링을 수행할 때, 12개의 유리병을 각각의 처리로부터 제거하였고, 4개의 유리병 샘플은 물 추출성-P(water extractable-P), 중탄산염 추출성-P(bicarbonate extractable-P) 및 pH 분석을 수행하였다.Factor experiments were performed by exposing RP with sodium thiosulfate to other strains of sulfated bacteria. These strains were selected based on differences in the form of nutrients, namely absolute chemolithoautotrophs and conditional chemo independent nutrients (Table 3). A sample (2 g) of RP (Morocco fluorapatite containing 12.8% of total P) was mixed with 1.5 g sodium thiosulfate (containing 0.39 g sulfur) and the mixture was placed in a 30 ml glass bottle. The proportions of RP and sulfur, ie thiosulfate, were similar to those needed to produce the sole super phosphate. RP was obtained from Office Che'rifien des Phosphates (Casablanca, Morocco). Bacterial cells were harvested by centrifugation, washed twice with brine (0.95% NaCl) and suspended. To RP was added bacteria suspended in saline containing 1 × 10 9 cells. Each bacterial strain was treated in three ways (unfilled or supplemented with 0.5 or 1% glucose). The moisture content of the mixture was adjusted to final 21% with distilled water. All glass bottles were kept at 30 ° C. under dark conditions for 45 days. Glass rods were placed in each glass bottle to mix RP and additives during the incubation. The vials were closed with plastic lids to maintain humidity during the incubation period. These lids were loosened for 30 minutes at intervals of 3-4 days to maintain an adequate supply of oxygen. The moisture content of the culture mixture was maintained on a weight basis. 36 vials were incubated for each treatment and sampled after 15, 30 and 45 days. When performing each sampling, 12 vials were removed from each treatment, and four vials samples were water extractable-P, bicarbonate extractable-P and pH analysis was performed.

5.5. 분석방법Analysis method

각각의 샘플링 시점에서, 배양 혼합물은 200 ml 용량의 추출병으로 옮겼다. 증류수 또는 0.5 M 중탄산나트륨(NaOH로 pH 8.5로 조정)인 50 ml 추출 용액을 추출병에 첨가하였다. 이 혼합물은 20℃에서 30분 동안 40 rpm으로 진탕하였다. 추출 후, 현탁액은 Whatman No. 42 여과지로 여과하였다. 수용성 및 중탄산염 추출성-P는 몰리브덴 블루 방법 (Murphy and Riley 1962. Anal. Chim. Acta., 273, 31-36)으로 측정하였다. 배양 혼합물의 pH는 증류수(1:2.5, 고체:물)로 혼합한 후 측정하였고, 간헐적으로 교반하면서 15분 동안 정치한 다음 수치를 읽었다.At each sampling point, the culture mixture was transferred to a 200 ml volumetric extract bottle. A 50 ml extraction solution with distilled water or 0.5 M sodium bicarbonate (adjusted to pH 8.5 with NaOH) was added to the extraction bottle. This mixture was shaken at 40 rpm for 30 minutes at 20 ° C. After extraction, the suspension was washed with Whatman No. Filter with 42 filter paper. Water soluble and bicarbonate extractable-P was determined by the molybdenum blue method (Murphy and Riley 1962. Anal. Chim. Acta., 273, 31-36). The pH of the culture mixture was measured after mixing with distilled water (1: 2.5, solid: water), and left standing for 15 minutes with intermittent stirring, and then reading the value.

6. 통계 분석6. Statistical Analysis

데이터는 일반적인 선형 모델 버전 9.1(general linear model version 9.1); SAS institute Inc, Cary, NC, USA을 이용하여 분산분석법(analysis of variance, ANOVA)로 분석하였다. 평균은 최소 유의차(least significant difference, LSD)로 비교하였다. 유의 수준은 0.05 이하의 신뢰 한계이다 (SAS, 2004).The data includes general linear model version 9.1; The analysis of variance (ANOVA) was performed using SAS institute Inc, Cary, NC, USA. Means were compared with least significant difference (LSD). The significance level is the confidence limit below 0.05 (SAS, 2004).

실시예Example 1: 황산화세균의 잠재적인 식물 생장 촉진 특성 1: Potential plant growth promoting properties of sulfated bacteria

농작물의 근권으로부터 분리된 황산화세균은 식물 생장 촉진과 관련된 다른 특징을 가지고 있다 (표 1). 디엘라 진센기솔리 (Dyella ginsengisoli)를 제외한 테스트한 모든 분리주들은 질소가 없는 배지에서 자랄 수 있다. 그러나, PCR 분석에서 nifH 특이적 프라이머를 이용하여 양성 산물을 생성한 균주는 없었다. 엘. 신슈엔시스 (L. shinshuensis) ATSB20 및 ATSB24는 트립토판으로부터 IAA 및 가용성 TCP를 생산하였다. 테스트한 14개 균주 중에서, 5가지 박테리아는 정성적(플레이트 기초) 및 정량적(액체 배지 기초) 분석에서 TCP를 가용화시키는 것으로 밝혀졌다. TCP 가용화 활성은 96.2±6 (Burkholderia kururiensis)에서 181.2±12(Microbacterium phyllosphaerae) 가용성 P ㎍/ml 범위로 확인되었다. 철분포획체 생산은 단지 판도래아 스푸토룸 (Pandoraea sputorum) 균주에서 현저하게 나타났고, 배양 상등액에서 살리실산의 축적은 알칼리게네스 속 (Alcaligenes sp.), 피. 노메누사 (P. pnomenusa) ATSB25 및 판도래아 속 (Pandoraea sp.) ATSB31에서 관찰되었다. β-1,3 글루카나제의 활성은 비. 쿠루리엔시스 (B. kururiensis)를 제외한 모든 균주에서 관찰되었다. β-1,3 글루카나제 활성은 4.33±0.8(Alcaligenes sp.)에서 413.2±27 (P. sputorum ATSB29) ㎍ 글루코스/분·mg 단백질 범위였다 (표 1).Sulfated bacteria isolated from the root zone of crops have other characteristics related to plant growth promotion (Table 1). All isolates tested except Dyella ginsengisoli can be grown in nitrogen-free medium. However, none of the strains produced positive products using nifH specific primers in PCR analysis. L. L. shinshuensis ATSB20 and ATSB24 produced IAA and soluble TCP from tryptophan. Of the 14 strains tested, five bacteria were found to solubilize TCP in qualitative (plate based) and quantitative (liquid medium based) assays. TCP solubilization activity was 181.2 ± 12 ( Microbacterium ) at 96.2 ± 6 ( Burkholderia kururiensis ) phyllosphaerae ) soluble P μg / ml range. Iron capture production was only pronounced in Pandoraea sputorum strains, and the accumulation of salicylic acid in the culture supernatant was observed in Alcaligenes genus. sp .), blood. P. pnomenusa ATSB25 and Pandoraea sp .) was observed in ATSB31. The activity of β-1,3 glucanase was non. It was observed in all strains except B. kururiensis . β-1,3 glucanase activity was 4.33 ± 0.8 ( Alcaligenes sp .) ranged from 413.2 ± 27 ( P. sputorum ATSB29) μg glucose / min.mg protein (Table 1).

표 1. 황산화세균의 식물 생장 촉진 특성Table 1.Promoting Plant Growth of Sulfated Bacteria

Figure 112008078399042-PAT00001
Figure 112008078399042-PAT00001

실시예Example 2: 2: 캐놀라의Canola 뿌리 신장에 대한  For root elongation ACCACC -디아미나아제 함유 황산화세균의 효과-Effect of Sulfated Bacteria Containing Diaminase

황산화세균 분리주의 ACC-디아미나아제 활성의 범위는 0.44±0.1(P. sputorum ATSB28)에서 53.6±4(B. kururiensis) nM α-케토부티레이트/분·mg 단백질이었다. 테스트한 모든 분리주는 캐놀라 유모의 원뿌리 길이가 대조구보다 56~166% 증가하였다. ACC-디아미나아제 효소 생산양은 뿌리 길이의 증가와 직접적인 관련이 없었는데, 이는 피. 스푸토룸 (P. sputorum) ATSB28은 가장 낮은 ACC-디아미나아제 활성을 가졌으나, 뿌리 신장에 대해 가장 큰 효과를 나타내었기 때문이다 (표 2).The ACC- diaminase activity of the sulfated bacterial isolates ranged from 0.44 ± 0.1 ( P. sputorum ATSB28) to 53.6 ± 4 ( B. kururiensis ) nM α- ketobutyrate / min.mg protein. All isolates tested had a canola nacre root length of 56-166% greater than the control. The production of ACC-diaminase enzyme was not directly related to the increase in root length. P. sputorum ATSB28 had the lowest ACC-diaminase activity, but had the greatest effect on root elongation (Table 2).

표 2. 황산화세균의 ACC-디아미나아제 활성 및 캐놀라의 뿌리 신장Table 2. ACC-diaminase activity of sulfated bacteria and root elongation of canola

Figure 112008078399042-PAT00002
Figure 112008078399042-PAT00002

실시예Example 3: 인광석의 산성화(3: acidification of phosphorite ( bioacidulationbioacidulation ))

박테리아 접종은 pH 감소를 야기하고 RP 가용화를 현저하게 증진시켰다 (표 3).Bacterial inoculation caused a decrease in pH and markedly enhanced RP solubilization (Table 3).

표 3. 티오황산염을 이용하여 배양하고, 황산화세균으로 접종된 RP의 배양 45일 후에 pH 값, 물 추출성-P 및 중탄산염 추출성-P의 변화Table 3. Changes in pH value, water extractability-P and bicarbonate extractability-P after 45 days of culture of RP inoculated with thiosulfate and inoculated with sulfated bacteria

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가장 낮은 pH(3.6)는 디. 진센기솔리 (D. ginsengisoli) 및 할로티오바실러스 속 (Halothiobacillus sp.) 접종된 처리구에서 관찰되었다. 45일째, 가장 높은 물 추출성-P(1219 ㎍ P/g RP)가 글루코스로 보충되지 않은 할로티오바실러스 속 (Halothiobacillus sp.)로 접종된 RP와 동등한 0.5% 글루코스로 보충한 피. 스푸토 룸 (P. sputorum)으로 접종된 RP에서 기록되었다. 유사하게, 1.0% 글루코스로 보충한 판도래아 속 (Pandoraea sp.)으로 접종된 RP는 가장 높은 중탄산염 추출성-P를 기록하였다. 중탄산염 추출성-P는 물 추출성-P보다 현저하게 높았다. 글루코스 보충은 물 추출성-P 및 중탄산염 추출성-P를 현저하게 증진시켰다. 배양 시간 및 글루코스의 보충과 무관하게, 할로티오바실러스 속 (Halothiobacillus sp.) 접종은 물 추출성-P 및 중탄산염 추출성-P(541 및 568 ㎍ P/g RP)를 현저하게 증가시켰다 (표 4).The lowest pH (3.6) was di. D. ginsengisoli and Halothiobacillus sp .) was observed in the inoculated treatment. Day 45, Halothiobacillus genus without the highest water extractable-P (1219 μg P / g RP) supplemented with glucose blood supplemented with 0.5% glucose equivalent to RP inoculated with sp . Recorded at RP inoculated into P. sputorum . Similarly, Pandoraea supplemented with 1.0% glucose RP inoculated with sp .) recorded the highest bicarbonate extractability-P. Bicarbonate extractable-P was significantly higher than water extractable-P. Glucose supplementation markedly enhanced water extractable-P and bicarbonate extractable-P. Regardless of incubation time and glucose supplementation, Halothiobacillus sp . Inoculation significantly increased water extractable-P and bicarbonate extractable-P (541 and 568 μg P / g RP) (Table 4 ).

표 4. pH 값, 물 추출성-P 및 중탄산염 추출성-P에 대한 다른 변수의 주요 효과Table 4. Main Effects of Other Variables on pH Value, Water Extractability-P, and Bicarbonate Extractability-P

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배양이 진전될 때, 글루코스의 첨가 및 박테리아의 접종은 RP 혼합물의 pH를 현저하게 감소시켰다. 그러나, 다른 박테리아 균주들 사이에서 pH 감소에서 현저한 차이점은 발견되지 않았다.As the culture progressed, the addition of glucose and the inoculation of bacteria significantly reduced the pH of the RP mixture. However, no significant difference in pH reduction was found between the different bacterial strains.

이 중에서, 특히 인광석 가용화를 현저하게 증진시키는 2가지 균주인 마이크로박테리움 필로스패래 (Microbacterium phyllosphaerae) ATSB31 균주 및 판도래아 속 (Pandoraea sp.) ATSB30 균주를 한국농업미생물자원센터(KACC)에 2008년 11월 6 일자로 기탁하였다 (기탁번호: KACC 91417P 및 KACC 91418P).Among them, two strains that significantly enhance phosphate solubilization, Microbacterium phyllosphaerae ATSB31 strain and Pandoraea sp. ATSB30 strain, were introduced to the Korea Agricultural Microbial Resources Center (KACC) in 2008. Deposited November 6 (Accession Numbers: KACC 91417P and KACC 91418P).

<110> Chungbuk National University Industry-Academic Cooperation Foundation <120> Bacterial strains promoting plant growth by solubilizing rock phosphate and method for promoting plant growth using the same <130> PN08143 <160> 2 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer 27f <400> 1 agagtttgat cctggctcag 20 <210> 2 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Reverse primer 1492r <400> 2 ggttaccttg ttacgactt 19 <110> Chungbuk National University Industry-Academic Cooperation Foundation <120> Bacterial strains promoting plant growth by solubilizing rock          phosphate and method for promoting plant growth using the same <130> PN08143 <160> 2 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Forward primer 27f <400> 1 agagtttgat cctggctcag 20 <210> 2 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> Reverse primer 1492r <400> 2 ggttaccttg ttacgactt 19  

Claims (7)

인광석을 가용화시켜 식물 생장을 촉진하는 마이크로박테리움 필로스패래 (Microbacterium phyllosphaerae) ATSB31 균주 (KACC 91417P). Microbacterium phyllosphaerae ATSB31 strain (KACC 91417P) that solubilizes phosphate to promote plant growth. 인광석을 가용화시켜 식물 생장을 촉진하는 판도래아 속 (Pandoraea sp.) ATSB30 균주 (KACC 91418P). Pandoraea sp. ATSB30 strain (KACC 91418P) that solubilizes phosphate to promote plant growth. 제1항 또는 제2항의 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 식물 생장 촉진용 미생물 제제.A microbial preparation for promoting plant growth, comprising the strain of claim 1 or 2 or a culture thereof as an active ingredient. 제1항 또는 제2항의 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 식물 생장 촉진용 생물비료.Bio-fertilizer for plant growth comprising the strain of claim 1 or 2 or a culture thereof as an active ingredient. 제1항 또는 제2항의 균주를 배양하는 단계를 포함하는 생물비료를 제조하는 방법.A method for preparing a biofertilizer comprising culturing the strain of claim 1 or claim 2. 제1항 또는 제2항의 균주를 식물 또는 식물의 종자에 침지 또는 관주 처리하는 단계를 포함하는 인광석을 가용화시켜 식물의 생장을 촉진하는 방법.A method of promoting plant growth by solubilizing phosphate ore, the method comprising immersing or irrigating the strain of claim 1 or 2 into a plant or seed of a plant. 제6항에 있어서, 0.5~1.0% 글루코스를 추가로 처리하는 것을 특징으로 하는 방법.7. The method of claim 6, further comprising 0.5-1.0% glucose.
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CN112300958A (en) * 2020-08-04 2021-02-02 西安医学院 Hydroxide bacteria S-1-4 and screening method thereof

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CN112300958B (en) * 2020-08-04 2023-12-05 西安医学院 Hydroxyl bacteria S-1-4 and screening method thereof

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