KR20100055625A - 바실러스 벨레젠시스 ｓ3-5 균주 및 이를 이용한 식물병 방제방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바실러스 벨레젠시스(Bacillus velezensis) S3-5 균주, 이를 포함하는 식물병 방제용 조성물, 및 이를 이용한 식물병의 생물학적 방제방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주는 벼 도열병, 벼 잎집무늬마름병, 밀 붉은녹병, 고추 탄저병, 보리와 오이 흰가루병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토 역병 등 다양한 식물병에 대하여 우수한 방제효과를 나타내며, 작물의 생육을 촉진할 수 있다.

Description

바실러스 벨레젠시스 Ｓ3-5 균주 및 이를 이용한 식물병 방제방법{BACILLUS VELEZENSIS S3-5 STRAIN AND METHOD FOR THE BIOLOGICAL CONTROL OF PLANT DISEASES USING SAME}

본 발명은 다양한 식물 병원균에 대해 살균활성이 있는 항균 물질을 생성하며 작물의 생육을 촉진하는 바실러스 벨레젠시스(Bacillus velezensis) S3-5 균주, 이를 포함하는 식물병 방제용 조성물, 및 이를 이용한 식물병의 생물학적 방제방법에 관한 것이다.

근대 과학의 산물인 농약과 비료는 농업생산성을 증대하여 인류를 기아로부터 해방시키는데 크게 기여하여 왔다. 하지만 최근에 합성 농약과 비료의 긍정적인 측면보다는 농약과 비료의 오남용 및 잔류에 따른 인·축 독성 및 환경오염 등의 부정적인 측면에 대한 사회적 관심이 크게 증가하고 있고, 인간의 삶의 질을 중요시하는 웰빙시대가 도래하여 합성 농약 사용을 줄이거나 농약을 사용하지 않고 작물을 재배한 친환경 농산물에 대한 수요가 증가하고 있다. 또한, 농민의 입장에서 도 수입 자유화로 가격이 저렴한 국외 농산물이 많이 수입되고 있어 그 대안으로 단위 면적 당 소득이 높은 유기농 재배를 선호함에 따라 친환경 농산물 재배 면적이 점차 증가하고 있다.

그러나, 실제 포장에서 친환경 농법으로 작물을 재배할 경우 식물병을 방제하지 않고 농산물을 수확하기는 매우 어렵다. 연구에 따르면 작물 보호제를 사용하지 않고 농산물을 재배할 경우, 복숭아와 사과는 각각 100%와 97%의 손실이 있고, 오이, 양배추, 토마토 등의 채소는 39 내지 63%의 수확량 감소가 있었다. 그러므로, 친환경 농산물 생산을 위해서는 합성 농약을 대신할 수 있는, 효과가 우수한 생물농약이 필요하다.

생물농약에는 미생물을 이용하여 식물병, 해충 및 잡초를 방제하는 미생물농약과, 식물 혹은 미생물이 생산하는 천연물을 이용하는 생화학농약이 있다. 미생물농약의 경우, 제품의 대량생산 및 제제화가 어렵고, 제품의 보존 안정성이 낮아 화학농약과 같이 표준화, 규격화, 유통 용이성이 확보되지 않아 시장이 크게 확대되지 않고 있다. 그리고, 미생물농약을 실제 포장에 사용하였을 경우, 처리한 후 미생물이 상당한 양으로 증식한 후에야 식물병을 방제할 수 있으므로 속효성 있게 식물병을 방제할 수 없는 어려움이 있다. 또한, 적용 병해의 스펙트럼이 좁아서 작물에 발생하는 다른 식물병을 방제하기 위하여 여러 생물농약을 처리해야 하므로 현실적으로 농민에게 경제적인 부담이 되고 있다.

토양 근권에 주로 존재하는 바실러스 속 세균은 써펙틴, 이튜린 등의 항균활성을 나타내는 다양한 2차 대사산물을 생산하고, 열 등의 불리한 환경에서 저항성 인 내생포자를 형성하는 특징을 가지는 그람 양성 세균이다. 또한, 바실러스 속 균주는 대부분이 인·축 독성에 대해 안전하므로 근래에는 이를 이용하여 생물적 방제제를 개발하는 연구가 많이 수행되고 있다.

바실러스 속 미생물 중 바실러스 서브틸리스(Bacillus subtilis) 균주는 1994년에 코디악(Kodiak)이라는 상품명으로 종자 및 밭고랑 처리제로 개발된 적이 있으며(Backman 등, Improving Plant Productivity with Rhizosphere Bacteria, pp. 3-8), 2001년에 개발된 미생물 살균제 바이오일드(BioYield)는 바실러스 서브틸리스 균주와 바실러스 아밀로리퀴파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) 균주를 혼합하여 만든 제품이다. 그리고, 아그라퀘스트(AgraQuest)사는 바실러스 서브틸리스 QST713 등의 바실러스 속 미생물로 만든 제품인 세레나데와 랩소디 제품으로 연간 400억 매출을 달성하고 있으며, 이를 바탕으로 세계 생물농약 시장에서 3대 주요기업의 위치를 차지하고 있다. 또한 우리나라에서도 잿빛곰팡이병 방제용 균주로서 바실러스 아밀로리퀘페이션스 LP03 균주(대한민국 특허 제 0807403호)와 바실러스 아트로페어스 CNU05-1 균주(대한민국 특허 제 0773091호), 식물병 방제용 바실러스 서브틸리스 KCCM10639 또는 KCCM10640 균주(대한민국 특허 제 0767437호) 등이 등록된 바 있다.

그러나, 이와 같이 많은 연구 사례에도 불구하고, 다양한 식물병을 효과적으로 방제할 수 있는 생물농약은 아직 정착되지 않은 실정이어서 새로운 생물적 방제제의 개발이 요구되고 있다.

이에 본 발명자들은, 고추 근권 토양에서 분리한 내생세균인 바실러스 벨레 젠시스 S3-5 균주가 다양한 식물병에 대하여 우수한 방제효과를 보이고, 농가에서 많이 사용되고 있는 상용화된 살균제에 대하여 저항성을 나타냄으로써 기존 농약과 혼용하거나 교호적으로 살포하여 농약 사용량을 줄일 수 있고, 작물의 생장 촉진 능력이 있어 비료 사용량을 감소시킬 수 있다는 사실을 발견함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 다양한 식물병에 대하여 방제효과가 우수한 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 균주를 포함하는 식물병 방제용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 식물병 방제용 조성물을 이용하여 식물병을 방제하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 바실러스 벨레젠시스(Bacillus velezensis) S3-5 균주(기탁번호: KACC 91394P)를 제공한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상기 균주, 이의 배양액 또는 배양액 추출물을 포함하는 식물병 방제용 조성물을 제공한다.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상기 식물병 방제용 조성물을 토양 또는 식물에 처리하는 것을 포함하는, 식물병 방제방법을 제공한다.

본 발명에 따른 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주는 벼 도열병, 벼 잎집무늬마름병, 밀 붉은녹병, 고추 탄저병, 보리와 오이 흰가루병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토 역병 등 다양한 식물병에 대하여 우수한 방제 효과를 나타내며, 작물의 생육을 촉진할 수 있다.

본 발명에 따른 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주(이하, S3-5 균주로 기재함)는 고추의 근권 토양으로부터 분리될 수 있다. 본 발명의 균주는 트립틱 소이 한천 배지(tryptic soy agar)에 배양하였을 때 처음에는 콧물과 같이 끈적이는 콜로니를 형성하고 후반에는 도 1에 도시된 바와 같은 모양의 균총(colony)을 형성하는 세균이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 주사전자현미경으로 S3-5 균주를 관찰하면 일반적인 바실러스와 같이 간균의 형태를 보인다. S3-5 균주는 바이올로그 테스트(Biolog test)와 16S 리보조말 디엔에이(rDNA) 유전자 상동성 검색에서, 바실러스 서브틸리스 콤플렉스(Bacillus subtilis complex)로 분류되었다. 따라서, 보다 정확한 동정을 실시하기 위하여, S3-5 균주의 자이레이즈 에이(gyrase A) 유전자와 표준 균주들의 그것과의 상동성을 비교한 결과, 바실러스 벨레젠시스(Bacillus velezensis) 타입 스트레인(type strain)과 가장 높은 상동성(98.5%)을 보였다. 따라서 완전히 동일하지는 않지만 S3-5 균주를 바실러스 벨레젠시스 신균주로 동정하였다. 본 발명자들은 이 신균주를 바실러스 벨레젠시스 S3-5으로 명명하여 2008년 7월 30일자로 농업생명공학연구원에 기탁번호 제 KACC 91394P호로서 기탁하였다.

본 발명에 따른 S3-5 균주는 트립틱 소이 한천 배지, 영양 한천 배지(nutrient agar), 루브리아-버타니 한천 배지(Lubria-Bertani agar) 등 세균 생장을 위한 일반적인 배지에서 잘 자란다. 일반 세균들이 30℃ 정도의 비교적 고온에서 잘 생장하고 온도가 낮아지면 잘 자라지 못하는 반면, S3-5 균주의 생장 최적 온도는 약 30℃이나, 15℃의 저온을 제외한 20 내지 35℃에서도 30℃와 유사한 정도로 잘 자란다. 이러한 특징은 주요 식물병의 발병 적온이 20 내지 25℃인 점을 고려할 때 식물병 방제를 위한 생물적 방제제로서 큰 장점이라 판단된다.

본 발명의 균주는 대치배양 실험에서 다양한 식물 병원균에 대하여 살균작용을 나타낸다. 본 발명의 균주는 각종 식물에 모잘록병을 일으키는 라이족토니아 솔라니(Rhizoctonia solani), 고추 역병 병원균인 파이토프토라 캡사이시(Phytophthora capsici), 고추 탄저병균인 콜레토트리쿰 코코데스(Colletotrichum coccodes), 각종 작물에 시들음병을 일으키는 푸자리움 옥시스포룸(Fusarium oxysporum), 다양한 작물의 균핵병 병원균인 스클레로티니아 스클레로티오룸(Sclerotinia sclerotiorum), 각종 작물의 잿빛곰팡이병을 일으키는 보트리티스 시네리아(Botrytis cinerea), 벼 도열병균인 마그나포르테 그리시 아(Magnaporthe grisea), 인삼 점무늬병균인 알터나리아 파낙스(Alternaria panax) 등 주요 식물 병원균의 생장을 효과적으로 억제한다.

그리고, 본 발명의 균주는 온실실험에서 다양한 식물 병원균에 의해 발생하는 식물병을 효과적으로 방제할 수 있다. 구체적으로, S3-5 균주를 재배한 식물에 살포함으로써 벼 도열병(병원균: Magnaporthe grisea), 벼 잎집무늬마름병(병원균: Rhizoctonia solani AG1), 밀 붉은녹병(병원균: Puccinia recondita), 고추 탄저병(병원균: Colletotrichum coccodes), 보리 흰가루병(병원균: Blumeria graminis f. sp. hordei), 토마토 잿빛곰팡이병(병원균: Botrytis cinerea), 토마토 역병(병원균: Phytophthora infestans), 오이 균핵병(병원균: Sclerotinia sclerotiorum) 등 다양한 식물병에 대하여 방제효과를 나타낼 수 있다. 이들 중 특히 벼 도열병, 벼 잎집무늬마름병, 밀 붉은녹병, 고추 탄저병, 보리 흰가루병, 토마토 역병 등의 식물병을 효과적으로 방제할 수 있다. 또한, S3-5 균주는 포장실험에서 오이 흰가루병(병원균: Podosphaera xanthii)에 대하여 우수한 방제효과를 나타낼 수 있다.

또한, S3-5 균주는 벼, 토마토, 오이, 밀, 보리, 배추, 고추 등 작물에 대하여 전혀 병원성을 나타내지 않으므로 생물적 방제제로 이용이 가능하다.

또한, S3-5 균주는 토양에 처리시 배추, 오이, 토마토 및 고추의 생육을 촉진하는 효과를 가져오므로, 이 균주를 토양에 처리함으로써 합성비료의 사용을 줄일 수 있다.

본 발명에 따른 S3-5 균주 자체, 이의 배양물 또는 배양물의 추출물을 포함하는 조성물을 식물이 생장하고 있는 환경(예: 토양, 물) 또는 성장 중인 식물 표 면에 식물병을 억제할 수 있는 양으로 살포하거나 관주처리함으로써 다양한 식물병을 생물학적으로 방제할 수 있다. 이때, 필요에 따라, 농약분야에서 통상적으로 사용되는 담체와 혼합하고 분말, 펠렛, 과립 또는 용액 등으로 제형화하여 식물병 방제용 조성물로서 사용할 수 있다. 상기 담체로는 물, 화이트 카본, 카올린 등을 사용할 수 있으며, 상기 배양물은 액체 배양물 또는 고체 배양물일 수 있다. 또한, 상기 균주 배양물의 추출물은 유기용매로의 추출을 통해 얻을 수 있는데, 바람직하게는 C_1-4 알콜(예: 메탄올, 에탄올, 부탄올 등), 아세톤 및 에틸아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 유기용매를 단독으로 사용하거나 2종 이상을 순차적으로 사용하여 추출을 수행할 수 있다.

본 발명의 식물병 방제용 조성물을 포장에 처리할 때 조성물 중의 균주의 농도는 포장의 병원균의 밀도 및 발병환경 등에 따라 달라질 수 있으나, 1x10⁴ 내지 1x10¹¹ 포자/ml의 농도로 제조한 현탁액을 흘러내릴 정도로 처리할 수 있으며, 특히 1x10⁸ 내지 3x10¹⁰ 포자/ml의 농도에서 우수한 방제 효과를 나타낸다.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 바실러스 벨레진시스 S3-5 균주의 분리

경상북도 청송군의 고추 재배 포장에서 고추 역병이 심하게 발생하여 거의 대부분이 죽어가고 있는 고추 가운데 비교적 건전한 고추의 근권 토양을 채취하여 그로부터 S3-5 균주를 분리하였다. 상기 채집한 토양으로부터 열에 안정한 균주를 분리하기 위하여, 시료를 60℃ 오븐에 넣고 20분간 열처리하여 열에 안정하지 않은 미생물을 제거하였다. 열처리한 시료를 멸균 증류수로 희석하고, 이들을 감자한천배지(조성: 1L 당 감자전분 4g, 덱스트로즈 20g, 한천 15g; 벡톤 앤 디킨슨(Becton and Dickinson)사 구입)에 도말하여 30℃ 항온기에서 1일 동안 배양한 후 서로 다르게 보이는 콜로니를 선발하였다. 이어, 상기 균주 중 고추 역병균(Phytophthora capsici)에 대하여 살균 활성을 보이는 균주를 선발하기 위하여 대치배양실험을 하였다. 직경 8.5cm 페트리 디쉬의 트립틱소이 배지의 한 편에 분리한 세균을 스트리킹(streaking)하여 접종하고 반대편에는 고추 역병균의 균사조각을 접종하고 25℃에서 3일간 배양하였다. 대치배양 실험에서 가장 큰 저지대(clear zone)를 형성하는 균주를 선발하여 이를 S3-5 균주로 명명하였다.

실시예 2 : 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주의 동정

실시예 1에서 분리한 S3-5 균주의 동정을 위하여 형태적 및 생화학적 특성, 16S rDNA 및 자이레이즈 에이(gyrase A) 유전자 염기서열 분석을 실시하였다.

(1) 형태적 및 생화학적 특성

분리된 균주 S3-5는 그람 염색반응에서 양성반응을 나타내었으며, 주사전자현미경(scanning electron microscope)으로 관찰한 결과 도 2와 같이 간균임을 알 수 있었다.

주사전자현미경 관찰을 위해, 적출한 균주 시료를 2.5% 파라포름알데하이드-글루타르알데하이드(paraformaldehyde-glutaraldehyde, 4℃, 0.1M 인산염 완충액, pH 7.2) 고정액에서 2시간 전고정하고, 완충액(0.1M 인산염 완충액, pH 7.2)으로 10분씩 3회 세척한 후, 1% OsO₄(25℃, 0.1M 인산염 완충액, pH 7.2)에서 2시간 동안 후고정하였다. 고정이 끝난 재료는 동일 완충용액으로 수회 세척한 후, 에탄올 농도 상승 순으로 탈수시켜 아이소아밀 아세테이트로 치환하고 임계점 건조기(critical point dryer)로 건조한 다음, SC502 스퍼터링 코팅기(sputtering coater)를 이용하여 20nm 두께로 도금한 후, 히타치(HITACHI) S4300N (히타치, 일본) 주사전자현미경으로 15kV에서 관찰하였다.

또한, 미국 바이올로그(Biolog) 사의 GP 마이크로플레이트를 이용하여 각 탄소원 및 질소원 이용성을 조사하고 통계학적 데이터뱅크(statistical databank, MicroLog TM System, Biolog Inc.)로 분석한 결과, S3-5 균주는 하기 표 1과 같은 질소원 및 탄소원 이용성 패턴을 나타내어 바실러스 서브틸리스 콤플렉스(Bacillus subtilis complex)에 속하는 균주임을 알 수 있었다.

α-사이클로덱스트린	-	β-메틸 D-갈락토시드	-	메틸 피루베이트	-
β-사이클로덱스트린	-	3-메틸 글루코즈	-	모노-메틸 숙시네이트	-
덱스트린	+	α-메틸 D-글루코시드	-	프로피온산	-
글리코겐	-	β-메틸 D-글루코시드	+	피루브산	+
이눌린	-	α-메틸 D-만노시드	-	숙신남산	-
만난	-	팔라티노즈	-	숙신산	-
트윈 40	-	D-프시코즈	+	N-아세틸 L-글루탐산	-
트윈 80	-	D-라피노즈	-	알라닌아미드	-
N-아세틸-D-글루코사민	+	L-람노즈	-	D-알라닌	-
N-아세틸-D-만노사민	-	D-리보즈	-	L-알라닌	-
아미그달린	-	살리신	+	L-알라닐-글리신	-
L-아라비노즈	-	세도-헵툴로산	-	L-아스파라진	-
D-아라비톨	-	D-솔비톨	+	L-글루탐산	-
알부틴	+	스타치오즈	-	글리실-L-글루탐산	-
셀로비오즈	+	수크로즈	+	L-피로글루탐산	-
D-프럭토즈	+	D-타가토즈	-	L-세린	-
L-푸코즈	-	D-트레할로즈	+	푸트레슨	-
D-갈락토즈	-	투라노즈	-	2,3-부탄디올	-
D-갈락투론산	-	자일리톨	-	글리세롤	+
젠티오비오즈	+	D-자일로즈	-	아데노신	-
D-글루콘산	-	아세트산	-	2'-데옥시 아데노신	-
α-D-글루코즈	+	α-하이드록시-부티르산	-	이노신	-
m-이노시톨	-	β-하이드록시-부티르산	-	티미딘	+
α-D-락토즈	-	γ-하이드록시-부티르산	-	우리딘	+
락툴로즈	-	p-하이드록시 페닐아세트산	-	아데노신-5'-모노-포스페이트	-
말토즈	+	α-케토 글루타르산	-	티미딘-5'-모노-포스페이트	-
말토트리오즈	-	α-케토 발레르산	-	우리딘-5'-모노-포스페이트	-
D-만니톨	+	락타미드	-	프럭토즈-6-포스페이트	-
D-만노즈	+	D-락트산 메틸 에스테르	-	글루코즈-1-포스페이트	-
D-멜레지토즈	-	L-락트산	-	글루코즈-6-포스페이트	-
D-멜리비오즈	-	D-말산	-	D-L-α-글리세롤 포스페이트	-
α-메틸 D-갈락토시드	-	L-말산	-	물	-

(2) S3-5 균주의 염기서열 분석

S3-5 균주의 16S rDNA 염기서열(서열번호: 1)을 분석한 결과, 본 균주는 바실러스 아밀로리퀴파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) ATCC 23350(T)와 가장 높은 99.64%의 상동성을 보였다. 또한 S3-5 균주의 16S rDNA는 바실러스 발리스모르티스(B. vallismortis) DSM 11031(T), 바실러스 서브틸리스 속 서브틸리스(B. subtilis sub. subtilis) NBRC13719(T), 바실러스 서브틸리스 속 스피지제니(B. subtilis sub. spizizenii) NRRL B-23049(T), 바실러스 아트로파에우스(B. atrophaeus) JCM9070(T), 바실러스 모자벤시스(B. mojavensis) IFO 15718(T) 등에 대해서도 99% 이상의 상동성을 나타내었다. 따라서 16S rDNA 염기서열 분석으로는 S3-5 균주가 바실러스 서브틸리스 콤플렉스(Bacillus subtilis complex) 그룹임을 알 수 있었다.

보다 정확한 S3-5 균주의 동정을 위하여 자이레이즈 에이(gyr A, gyrase A 유전자)의 상동성을 비교할 필요가 있었다. S3-5 균주의 gyr A 염기서열(서열번호: 2)을 각 종의 타입 스트레인의 gyr A의 염기서열과 비교 분석한 결과, 하기 표 2와 같이 S3-5 균주는 바실러스 벨레젠시스(Bacillus velezensis) LMG22478과 가장 높은 98.5%의 상동성을 나타내었다. 따라서 완전히 동일하지는 않지만 S3-5 균주를 바실러스 벨레젠시스 신균주로 동정하였다. 본 발명자들은 분리 세균 S3-5를 바실러스 벨레젠시스 S3-5(Bacillus velezensis S3-5)로 명명하여 농업생명공학연구원에 2008년 7월 30일자로 기탁번호 제 KACC 91394P 호로 기탁하였다.

타입 스트레인	상동성 (%)	상이한 개수/ 비교개수
바실러스 벨레젠시스(Bacillus velezensis) LMG22478(T)	98.5	11/714
바실러스 아밀로리퀴파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) KCTC 1660(T)	95.5	32/714
바실러스 모자벤시스(Bacillus mojavensis) NRRL B-14698(T)	83.5	118/714
바실러스 서브스틸리스 속 스피지제니(Bacillus subtilis subsp. spizizenii) NRRL B-23049(T)	82.6	124/714
바실러스 서브스틸스 속 서브스틸스(Bacillus subtilis subsp. subtilis) KCTC 3135(T)	82.4	126/714
바실러스 아트로파에우스(Bacillus atrophaeus) KCTC3701(T)	82.1	128/714
바실러스 발리스모르티스(Bacillus vallismortis) NRRL B-14890(T)	81.5	132/714
바실러스 리체니포르미스(Bacillus licheniformis) KCTC 1918(T)	79.4	147/714
T : 타입 스트레인

실시예 3: 배양 온도에 따른 S3-5 균주의 생장 정도

바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주를 트립틱 소이 액체배지(TSB, 조성:1L 당 카세인의 췌분해물 17g, 대두의 췌분해물 3g, 덱스트로즈 2.5g, 염화나트륨 5g, 인산이칼륨 2.5g; 벡톤 앤 디킨슨사 구입)에 접종하여 1일 동안 전배양한 S3-5 배양액 0.5 ml 씩을 멸균한 50 ml의 TSB 배지가 들어있는 삼각플라스크에 접종하고 15℃, 20℃, 25℃, 30℃ 및 35℃ 각각의 온도에서 각각 1일, 2일 및 3일 동안 각각 배양하였다. 각 배양액 시료의 C.F.U.(colony forming unit)를 조사하여 배양 온도에 따른 S3-5 균주의 생장 정도를 조사하여 하기 표 3에 나타내었다.

상기 표 3의 결과와 같이, 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주는 20℃, 25℃, 30℃ 및 35℃ 온도에서는 배양온도에 따라 큰 차이 없이 잘 자랐다. 그러나 S3-5 균주를 15℃에서 배양한 경우에는 다른 온도보다 다소 늦게 생장하였으며, 배양 1일 후, 배양 2일 후 그리고 배양 3일 후에도 이와 같은 경향은 유지되었다. 경제적으로 치명적인 피해를 일으키는 식물병의 발병 적온이 20~25℃인 점을 고려할 때, S3-5 균주가 30℃와 유사한 정도로 20~25℃에서도 잘 자란다는 것은 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주를 식물병 방제용 생물적 방제제로 이용하는데 있어 큰 장점이 된다.

실시예 4: 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주의 다양한 식물 병원균에 대한 살균효과

직경 8.5cm 페트리 디쉬(Petri dish)에 있는 트립틱 소이 배지의 한쪽에 S3-5 균주를 스트리킹(streaking)하여 접종한 후 30℃에서 1일 동안 전배양하였다. 감자한천배지에서 배양한 9종 식물 병원균(Alternaria panax, Botrytis cinerea, Colletotrichum coccodes, Fusarium oxysporum, Magnaporthe grisea, Phytophthora capsici, Pythium ultimum, Rhizoctonia solani, 및 Sclerotinia sclerotiorum)으로부터 균총의 선단부로부터 떼어낸 균사 조각(직경 8mm)을 S3-5를 전배양한 트립틱 소이 배지의 S3-5 맞은편에 접종하고 25℃에서 2~7일 동안 배양한 후 저지환의 크기를 측정하여, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

병원균		저지환 크기 (mm)
알터나리아 파낙스 (Alternaria panax)	인삼 점무늬병균	15
보트리티스 시네리아 (Botrytis cinerea)	각종 식물 잿빛곰팡이병균	19
콜레토트리쿰 코코데스 (Colletotrichum coccodes)	고추 탄저병균	16
푸자리움 옥시스포룸 (Fusarium oxysporum)	시들음병균	11
마그나포르테 그리시아 (Magnaporthe grisea)	벼 도열병균	16
파이토프토라 캡사이시 (Phytophthora capsici)	고추 역병균	12
피티움 울티뭄 (Pythium ultimum)	각종 식물 모잘록병균	0
라이족토니아 솔라니 (Rhizoctonia solani)	각종 식물 모잘록병균	12
스클레로티니아 스클레로티오룸 (Sclerotinia sclerotiorum)	각종 식물 균핵병	14

표 4와 같이 S3-5 균주는 실험한 9종의 식물 병원균 중 피티움 울티뭄(P. ultimum)을 제외한 8종 식물 병원균에 대하여 다양한 크기의 저지환을 나타내어 식물 병원균에 대하여 살균 활성이 있음을 알 수 있었다. 특히 S3-5 균주는 실험한 병원균 중 보트리티스 시네리아, 콜레토트리쿰 코코데스, 마그나포르테 그리시아, 알터나리아 파낙스 및 스클레로티니아 스클레로티오룸에 대하여 우수한 살균 활성을 나타냈다.

실시예 5: 온실 실험에서 S3-5 균주의 식물병 방제효과

1) S3-5 균주의 7종 식물병에 대한 방제효과

바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주의 배양액 처리에 의한 벼 도열병(병원균: Magnaporthe grisea), 벼 잎집무늬마름병(병원균: Rhizoctonia solani AG1), 토마토 잿빛곰팡이병(병원균: Botrytis cinerea), 토마토 역병(병원균: Phytophthora infestans), 밀 붉은녹병(병원균: Puccinia recondita), 보리 흰가루병(병원균: Blumeria graminis f. sp. hordei) 및 고추 탄저병(병원균: Colletotrichum coccodes) 등의 7종의 식물병 방제효과를 온실에서 실험하였다.

실험에 사용할 작물을 준비하기 위하여, 직경 4.5cm의 일회용 플라스틱 폿트에, 벼를 위해서는 수도용 상토를, 토마토, 오이, 고추, 밀, 보리를 위해서는 원예용 상토를 넣고 벼(품종: 낙동벼), 토마토(품종: 서광토마토, 흥농종묘), 고추(품종: 부강, 흥농종묘), 밀(품종: 은파밀) 및 보리(품종: 동보리)의 종자를 각 포트에 파종한 후 온실(25±5℃)에서 1~4주 동안 재배하여 준비한 3~4엽기의 벼, 2~3엽기의 토마토, 3~4엽기의 고추, 1엽기의 밀과 보리를 실험에 사용하였다.

바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주는 트립틱 소이 액체 배지에 접종하고 30℃에서 3일 동안 150 rpm으로 진탕 배양하여 수확하였다. S3-5 균주의 배양액 원액 및 이의 3배 희석액에 계면활성제 트윈 20을 250 ppm이 되도록 각각 첨가하여 약제 용액을 조제한 후, 앞서 준비한 벼, 토마토, 고추, 밀 및 보리에 살포하였다. 약제 용액을 처리한 식물은 온실에서 1일 동안 풍건시킨 후 각 병원균의 포자 혹은 균사조각을 접종하고 발병시켜 식물병 방제효과를 조사하였다. 방제효과는 하기 수학식 1에 따라 방제가로 계산하였으며, 각 식물병에 대한 접종 및 발병 유도는 다음과 같이 실시하였다:

벼 도열병(Rice Blast, RCB)에 대한 시험

병원균인 마그나포르테 그리시아(Magnaporthe grisea) KJ201 균주(입수처: 세종대학교)를 쌀겨 한천배지(쌀겨 20g, 덱스트로즈 10g, 한천 15g, 증류수 1L)에 접종하여 25℃ 배양기에서 2주간 배양하였다. 병원균이 자란 배지를 러버 폴리쉬맨(Rubber Polishman)으로 배지표면을 긁어 기중 균사를 제거하고, 형광등이 켜진 선반(25∼28℃)에서 48시간 동안 포자를 형성시켰다. 형성시킨 분생포자를 살균증류수로 일정농도의 포자현탁액(10⁶ 포자/ml)을 만든 뒤 식물에 흘러내릴 정도로 충분히 분무하였다. 접종한 벼는 습실상에서 암상태로 24시간 습실처리를 하고 상대습도 80% 이상이며 온도 26℃인 항온항습실에서 5일간 둔 뒤 병반면적율을 조사하였다.

벼 잎집무늬마름병(Rice Sheath Blight, RSB)에 대한 시험

적당한 양의 밀기울을 1L 배양병에 넣고 멸균한 후 라이족토니아 솔라니(Rhizoctonia solani) AG1 균주(입수처: 한국화학연구원)를 접종하고 25℃ 배양기에서 7일간 배양하였다. 배양된 균사덩어리를 적당히 잘게 마쇄하여 벼가 자란 폿트에 고르게 접종하고 습실상(25℃)에서 1일간 배양후 상대습도 80% 이상인 항온항습실에서 4일간 둔 뒤에 병 발생을 조사하였다. 발병조사는 유묘의 잎집에 발병된 병반면적율을 잎집 면적에 대한 병반면적이 차지하는 비율을 조사하였다.

토마토 잿빛곰팡이병(Tomato Gray Mold, TGM)에 대한 시험

잿빛곰팡이병 병원균인 보트리티스 시네리아(Botrytis cinerea) NY76 균주(입수처: 한국화학연구원)를 감자한천배지에 접종하여 20℃ 항온기(암상태)에서 5일간 배양한 후 하루에 12시간씩 광암을 교차하면서 다시 7일 동안 배양하여 포자를 형성시켰다. 배지에 형성된 포자를 감자즙액(potato dextrose broth) 배지(조성: 1L 당 감자전분 4g, 덱스트로즈 20g; 벡톤 앤 디킨슨사 구입)로 수확하여 혈구계를 사용하여 포자농도를 5x10⁵ 포자/ml로 조정하고 토마토 유묘에 분무접종하였다. 접종한 유묘는 20℃ 습실상(상대습도 95% 이상)에서 3일간 발병을 유도시킨 후 병반면적율을 조사하였다.

토마토 역병(Tomato Late Blight, TLB)에 대한 시험

병원균인 피토프토라 인페스탄스(Phytophthora infestans) PIT 균주(입수처: 강릉대학교)를 오트밀 한천(oatmeal agar)배지(조성: 1L 당 오트밀 60g, 한천 12.5g; 벡톤 앤 디킨슨사 구입)에 접종하고 20℃ 항온기에서 배양하였다. 배지에 형성된 유주자낭을 살균증류수를 첨가하여 수확하고, 광학현미경하에서 혈구계로 포자농도를 조사하여 5x10⁴ 포자/ml의 포자현탁액을 만들어 저온처리하여 유주자를 유출시킨 후, 토마토 유묘에 분무접종하였다. 병원균을 접종한 토마토 유묘는 20℃ 습실상에서 1일간 습실처리한 후에 20℃의 항온항습실(상대습도 70%)에 2일간 두어 발병시킨 후 병반면적율을 조사하였다.

밀 붉은녹병(Wheat Leaf Rust, WLR)에 대한 시험

병원균인 푸치니아 레콘디타(Puccinia recondita)(입수처: 한국화학연구원)는 활물기생균이므로, 실험실에서 식물체에 직접 계대배양하면서 밀 유묘에 형성된 하포자를 접종원으로 사용하였다. 수확한 하포자로 포자현탁액(포자 0.67 g/L)을 제조한 후 밀 유묘에 분무접종하였다. 접종한 유묘는 20℃의 습실상에서 1일간 습실처리한 후에 상대습도가 70%인 20℃의 항온항습실로 옮겨서 발병을 유도하고 접종한지 7일 후에 병반면적율을 조사하였다.

보리 흰가루병(Barley Powdery Mildew, BPM)에 대한 시험

병원균인 블루메리아 그라미니스 에프 스피시즈 호르데이(Blumeria graminis f. sp. hordei)(입수처: 인천대학교)는 활물기생균이므로, 실험실에서 보리 유묘에 인공적으로 접종하여 형성시킨 흰가루병 포자를 접종원으로 사용하였으며, 이들을 보리 유묘에 고르게 털어서 접종하였다. 접종된 보리유묘는 20∼23℃, 상대습도 70% 정도의 항온항습실에 두어 7일간 발병시킨 후 병반면적율을 조사하였다.

고추 탄저병(Red Pepper Anthracnose, RPA)에 대한 시험

병원균인 콜레토트리쿰 코코데스(Colletotrichum coccodes) 2-25 균주(입수처: 고려대학교)를 오트밀 한천배지에 접종하여 형성된 포자를 살균증류수로 수확하고, 광학현미경하에서 혈구계로 포자농도를 조사하여 3x10⁵ 포자/ml의 포자현탁액을 만들어 토마토 유묘에 분무접종 하였다. 병원균을 접종한 고추 유묘는 25℃ 습실상에서 2일간 습실처리한 후에 25℃의 항온항습실(상대습도 70%)에 1∼2일간 두어 발병시킨 후 병반면적율을 조사하였다.

각 식물병에 대한 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주의 방제효과를 하기 표 5에 나타내었다.

상기 표 5와 같이, 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주를 배양액 원액을 처리하였을 때, S3-5 균주는 벼 잎집무늬마름병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토 역병 및 밀 붉은녹병에 대하여 90% 이상의 우수한 방제효과를 보였으며, 보리 흰가루병과 고추 탄저병에 대해서는 각각 87%와 67%의 방제효과를 나타냈다. 또한, S3-5 균주 배양액의 3배 희석액을 살포하였을 경우에는, 벼 도열병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토 역병 및 밀 붉은녹병에 대하여 85% 이상의 우수한 방제효과를 나타냈다. 따라서 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주는 다양한 식물병 즉, 벼 도열병, 벼 잎집무늬마름병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토 역병, 밀 붉은녹병, 보리 흰가루병, 고추 탄저병을 효과적으로 방제할 수 있다는 사실을 알 수 있었다.

2) S3-5 균주 배양액의 유기용매 추출물의 식물병 방제효과

바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주를 트립틱 소이 액체배지에 접종하고 30℃에서 3일 동안 150 rpm으로 진탕배양하였다. 수확한 S3-5 배양액(1L)을 원심분리하여 균체를 제거하고 배양여액을 에틸아세테이트, 부탄올로 순차적으로 추출한 후 농축하였다. 각 추출물의 수확량은 각각 에틸아세테이트층이 0.236g, 부탄올층이 3.68g, 물층 23.3g이었다. 각 추출물의 처음 배양액 농도에서의 식물병 방제효과를 실험하기 위하여, 각 추출물로부터 수확량의 20분의 1의 양을 취하여 에틸아세테이트 추출물은 아세톤(5ml)으로, 부탄올 추출물과 물은 메탄올(2.5ml)로 용해하고 계면활성제 트윈 20 250 ppm 용액에 첨가하여 최종 부피가 50ml가 되도록 하여 원액 농도의 약제 용액을 준비하였다. 제조한 약제 용액을 온실에서 재배한 식물에 살포하였으며, 무처리구는 약제 없이 유기용매와 트윈 20을 첨가한 용액을 살포하였다. 약제처리한 식물은 1일 후에 각 병원균을 접종하여 식물병 방제효과를 조사하였다. S3-5 균주 배양액의 유기용매 추출물의 식물병 방제효과를 하기 표 6에 나타내었다.

RCB: 벼 도열병, RSB: 벼 잎집무늬마름병, TGM: 토마토 잿빛곰팡이병, TLB: 토마토 역병, WLR: 밀 붉은녹병, BPM: 보리 흰가루병, RPA: 고추 탄저병

상기 표 6으로부터 알 수 있듯이, S3-5 배양액의 유기용매 추출물을 배양액 원래 농도로 처리한 결과, 부탄올 추출물이 가장 높은 방제효과를 나타냈다. 부탄올 추출물은 7종 식물병 모두를 효과적으로 방제하였는데, 특히 벼 도열병, 토마토 잿빛곰팡이병, 토마토 역병 및 밀 붉은녹병에 대하여 80% 이상의 우수한 방제가를, 벼 잎집무늬마름병과 고추 탄저병에 대하여 70% 이상의 방제가를 나타냈다. 그리고 에틸아세테이트 추출물은 토마토 잿빛곰팡이병에 대하여, 그리고 물층은 토마토 역병에 대하여 50% 이상의 방제가를 나타냈다. 이로써, 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주는 다양한 식물병에 대하여 우수한 방제 효과를 나타내는 극성 및 비극성의 항균물질들을 생산함을 알 수 있었다.

실시예 6: 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주의 오이 흰가루병 방제효과

바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주의 오이 흰가루병(병원균: Podosphaera xanthii)에 대한 방제효과를 조사하기 위하여 포장실험을 실시하였다. S3-5 균주를 TSB 배지에 접종하고 30℃에서 3일 동안 진탕배양하고, 여기에 티소실(Tixosil) 34K (화이트 카본)와 덱스(Dex)-100(덱스트린)을 각각 2%와 5% 첨가하고, 분무건조한 후 이를 멸균수를 사용하여 250배와 500배로 희석한 용액에 계면활성제 트윈 20을 250 ppm이 되도록 첨가하여 약제용액을 준비한 후, 5~6엽기 오이(백미백다다기, 동부한농종묘)에 살포하였다. 비교군으로는 합성 농약 살균제인 훼나리 수화제(fenarimol)와 생물농약인 탑시드(구입: (주)그린바이오텍)를 사용하였다. 무처리구(대조군)는 약제 없이 트윈 20 용액(250 ppm) 만을 동일하게 살포하였다. 약제는 1주일 후에 다시 한 번 살포하였다. 그리고 2차 약제 처리 1주일 후에 병조사를 실시하였으며, 오이 잎에 형성된 오이 흰가루병 발병도를 농약등록시험법에 따라 조사하였다. 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주의 오이 흰가루병 방제효과를 하기 표 7에 나타내었다.

처리	처리 농도	방제가(%)
S3-5	500배 희석액 1000배 희석액	35±14 33±21
탑시드	500배 희석액 1000배 희석액	27±23 14±37
훼나리수화제	30 ppm	86

상기 표 7에서와 같이, 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주의 배양액 처리구는 실험한 모든 농도에서 오이 흰가루병 방제효과를 보였다. 또한, 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주는 흰가루병 방제용 미생물농약인 탑시드보다 다소 높은 방제효과를 나타냄을 알 수 있었다.

실시예 7: 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주의 작물 생육 촉진효과

바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주 처리에 의한 작물의 생육 촉진효과를 조사하기 위하여 다음과 같이 실험하였다. S3-5 균주를 트립틱 소이 액체(TSB) 배지에 접종하고 30℃에서 3일 동안 진탕배양한 후, S3-5 균주 배양액에 동량의 멸균수를 첨가하여 2배 희석액을 준비하였다. 원예용상토(부농사)와 밭토양을 동량씩 넣고 잘 섞은 토양을 직경 4.5cm의 플라스틱 폿트에 50ml씩 넣고, 여기에 배추(품종: 삼복엇갈이배추, 흥농종묘), 고추(품종: 부강, 흥농종묘), 오이(품종: 백미백다다기, 동부한농종묘) 그리고 토마토(서광토마토, 흥농종묘)의 종자를 파종하였다. 파종한 폿트는 25±5℃로 유지되는 온실에서 수분을 공급하면서 통상적으로 재배하여 각 작물의 싹이 땅 위로 올라온 후에 앞에서 준비한 S3-5 균주를 폿트 당 5ml씩 관주처리하였다(S3-5(A)). 대조 처리구는 트립틱 소이 액체배지를 2배 희석한 용액(TSB 배지 처리구(B))과 멸균수(물 처리구(C))를 각각 동일한 방법으로 처리하고 온실에서 재배하고 오이는 14일 후에, 배추는 14일, 토마토는 21일, 고추는 28일 동안 재배한 후 각 식물의 무게를 조사하였다. 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주의 작물 생육 촉진효과를 하기 표 8에 나타내었다.

상기 표 8에서와 같이, 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주 처리에 의한 작물의 생장 촉진을 물 처리구와 비교하면, 오이, 토마토, 고추 및 배추에 대하여 각각 60%, 53%, 45% 및 40%의 생장 촉진효과가 있음을 알 수 있었다. 그리고 TSB 배지 처리구와 비교하여도 오이, 토마토, 고추 및 배추에 대하여 12%~32%의 생장 촉진효과를 나타냈다. 특히 도 4에 나타난 바와 같이, 오이의 경우에는 물처리구에 비하여 생중량이 60% 증가하여 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주의 작물 생육 촉진효과를 잘 나타내 주었다. 따라서 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주는 오이, 토마토, 고추, 배추 등 다양한 작물의 생육을 촉진하는 효과가 있는 균주임을 알 수 있었다.

실시예 8: 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주의 다양한 살균제에 대한 내성

바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주를 기존 살균제와 혼용하게 된다면, 살균제 사용량을 줄이고 미생물농약의 속효성이 없는 단점을 해결할 수 있다. 이를 확인하기 위하여, 현재 식물병 방제를 위해 농가에서 널리 사용하고 있는 70종 살균제의 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주에 대한 생육억제효과를 조사하였다. 기존 살균제 70종은 상품을 구입하여 실험에 사용하였으며, 각 약제의 활성성분(active ingredient)을 기준으로 10,000 ppm, 2,000 ppm, 400 ppm 농도가 되도록 디메틸설폭시드(DMSO)에 용해하여 사용하였다. 96-웰 플레이트에 이들 약제용액을 1㎕씩 넣고, 여기에 트립틱 소이 액체배지(TSB)에서 1일 동안 전배양한 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주를 1%가 되도록 접종하여 준비한 TSB 배지를 웰 당 100㎕씩 첨가하였다. 접종한 플레이트는 30℃에서 150 rpm으로 48시간 동안 진탕배양한 후, S3-5 균주의 생장을 관찰하여 최소억제농도(minimal inhibitory concentration, MIC)를 조사하였다. 무처리구는 약제 없이 DMSO만 1㎕ 처리하였으며, 실험은 3반복으로 2회 실시하였다. 기존 살균제 70종의 바실러스 벨레젠시스 S3-5에 대한 생육 억제효과를 하기 표 9에 나타내었다.

최소억제 농도(ppm)	살균제 일반명
> 100ppm	아족시스트로빈(Azoxystrobin), 베노밀(Benomyl), 블라스티시딘(Blasticidin)-S, 카르벤다짐(Carbendazim), 카르복신(Carboxin), 카르프로파미드(Carpropamid), 시목사닐(Cymoxanil), 디에토펜카르브(Diethofencarb), 디메토모르프(Dimethomorph), 에디펜포스(Edifenphos), 에타복삼(Ethaboxam), 파목사돈(Famoxadone), 페나미돈(Fenamidone), 페나리몰(Fenarimol), 펜헥시미드(Fenhexamide), 페림존(Ferimzone), 플루디옥소닐(Fludioxonil), 폴펫(Folpet), 포세틸(Fosetyl)-AI, 프탈리드(Fthalide), 이프로벤포스(Iprobenfos), 이프로발리카르브(Iprovalicab), 이소프로티올란(Isoprothiolane), 카수가미신(Kasugamysin), 크레스옥심-메틸(Kresoxim-methyl), 만코제브(Mancozeb), 만디프로파미드(Mandipropamid), 메파니피림(Mepanipyrim), 메프로닐(Mepronil), 메탈라실(Metalaxyl), 메토미노스트로빈(Metominostrobin), 네오아소진(Neoasozin), 누아리몰(Nuarimol), PCNB, 펜시쿠론(Pencycuron), 폴리옥신(Polyoxin) B, 프로베나졸(Probenazole), 프로시미돈(Procymidone), 피라클로스트로빈(Pyraclostrobin), 피리메타닐(Pyrimethanil), 토클로포스-메틸(Toclofos-methyl), 티플루자미드(Thifluzamide), 티오파네이트-메틸(Thiophanate-methyl), 트리아디메폰(Triadimefon), 트리시클라졸(Tricyclazole), 트리플록시스트로빈(Trifloxystrobin), 트리포린(Triforine), 발리다미신(Validamycin)-A, 빈클로졸린(Vinclozolin), 족사미드(Zoxamide),
100ppm	캅탄(Captan), 플루실라졸(Flusilazole), 헥사코나졸(Hexaconazole), 이프로디온(Iprodione), 프로클로라즈(Prochloraz), 프로피코나졸(Propiconazole), 테부코나졸(Tebuconazole)
20ppm	디티아논(Dithianon), 이마잘일(Imazalil), 메티람(Metiram), 프로피네브(Propineb), 트리클라미드(Trichlamide), 트리플루미졸(Triflumizole)
4ppm	캅타폴(Captafol), 클로로타로닐(Chlorothalonil), 디클로플루아니드(Dichlofluanid), 플루아지남(Fluazinam), 플루설파미드(Flusulfamide), 톨릴플루아니드(Tolyfluanid)

상기 표 9에서와 같이, 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주에 대한 생장 반응은 실험한 70종 살균제 중 51개는 S3-5 균주의 생장을 전혀 억제하지 않았으며, 100 ppm 농도에서만 억제되는 살균제 중 플루실라졸, 헥사코나졸, 프로클로라즈, 프로피코나졸 및 테부코나졸 등 5종 살균제는 에르고스테롤 생합성 저해 작용 기작을 가지는 살균제로 포장에서 상용농도가 100 ppm 이하인 저약량 처리 살균제이므로 이들 또한 혼용이 가능한 살균제로 판단되었다. 따라서 실험한 70종 살균제 중 56개 살균제, 즉 80%의 살균제가 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주와 혼용하여 처리하는 것이 가능하다는 것을 알 수 있었다. 그리고 이들 혼용 가능한 살균제의 대부분이 비교적 최근에 개발된 고약효 살균제이고 현재 농가 포장에서 많이 사용하는 약제이므로, 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주는 식물병 방제를 위하여 다양한 살균제와 혼용 및 교차처리로 식물병을 효과적으로 방제할 수 있으며, 농약 사용량의 감소도 가능하게 되리라 판단되었다.

도 1은 트립틱 소이 한천배지에서 배양한 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주의 콜로니 모양을 나타낸 것이다.

도 2는 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주의 주사전자현미경 사진을 나타낸 것이다.

도 3은 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주에 의한 토마토 역병 방제 결과를 나타낸 것으로, 왼쪽은 무처리구, 가운데는 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주 처리구이고 오른쪽은 살균제 디메소모르프(dimethomorph) 10 ppm 처리구이다.

도 4는 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주 처리에 의한 오이의 생육촉진효과를 나타낸 것으로, 위의 줄(3개 식물)은 S3-5 균주 처리구이고 아래 줄(3개 식물)은 무처리구이다.

<110> KOREA RESEARCH INSTITUTE OF CHEMICAL TECHNOLOGY <120> Bacillus velezensis S3-5 strain and method for the biological control of plant diseases using same <130> FPD/200811-0181 <160> 2 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 1397 <212> DNA <213> Bacillus velezensis S3-5 <400> 1 atgcaagtcg agcggacaga tgggagcttg ctccctgatg ttagcggcgg acgggtgagt 60 aacacgtggg taacctgcct gtaagactgg gataactccg ggaaaccggg gctaataccg 120 gatggttgtt tgaaccgcat ggttcagaca taaaaggtgg cttcggctac cacttacaga 180 tggacccgcg gcgcattagc tagttggtga ggtaacggct caccaaggcg acgatgcgta 240 gccgacctga gagggtgatc ggccacactg ggactgagac acggcccaga ctcctacggg 300 aggcagcagt agggaatctt ccgcaatgga cgaaagtctg acggagcaac gccgcgtgag 360 tgatgaaggt tttcggatcg taaagctctg ttgttaggga agaacaagtg ccgttcaaat 420 agggcggcac cttgacggta cctaaccaga aagccacggc taactacgtg ccagcagccg 480 cggtaatacg taggtggcaa gcgttgtccg gaattattgg gcgtaaaggg ctcgcaggcg 540 gtttcttaag tctgatgtga aagcccccgg ctcaaccggg gagggtcatt ggaaactggg 600 gaacttgagt gcagaagagg agagtggaat tccacgtgta gcggtgaaat gcgtagagat 660 gtggaggaac accagtggcg aaggcgactc tctggtctgt aactgacgct gaggagcgaa 720 agcgtgggga gcgaacagga ttagataccc tggtagtcca cgccgtaaac gatgagtgct 780 aagtgttagg gggtttccgc cccttagtgc tgcagctaac gcattaagca ctccgcctgg 840 ggagtacggt cgcaagactg aaactcaaag gaattgacgg gggcccgcac aagcggtgga 900 gcatgtggtt taattcgaag caacgcgaag aaccttacca ggtcttgaca tcctctgaca 960 atcctagaga taggacgtcc ccttcggggg cagagtgaca ggtggtgcat ggttgtcgtc 1020 agctcgtgtc gtgagatgtt gggttaagtc ccgcaacgag cgcaaccctt gatcttagtt 1080 gccagcattc agttgggcac tctaaggtga ctgccggtga caaaccggag gaaggtgggg 1140 atgacgtcaa atcatcatgc cccttatgac ctgggctaca cacgtgctac aatggacaga 1200 acaaagggca gcgaaaccgc gaggttaagc caatcccaca aatctgttct cagttcggat 1260 cgcagtctgc aactcgactg cgtgaagctg gaatcgctag taatcgcgga tcagcatgcc 1320 gcggtgaata cgttcccggg ccttgtacac accgcccgtc acaccacgag agtttgtaac 1380 acccgaagtc ggtgagg 1397 <210> 2 <211> 714 <212> DNA <213> Bacillus velezensis S3-5 gyrase A <400> 2 tgacaaacca tataaaaaat ctgcccgtat cgtcggtgaa gttatcggta agtaccaccc 60 gcacggtgac tcagcggttt acgaatcaat ggtcagaatg gcgcaggatt ttaactaccg 120 ctacatgctt gttgacggac acggcaactt cggttcggtt gacggcgact cagcggccgc 180 gatgcgttac acagaagcga gaatgtcaaa aatcgcaatg gaaattctgc gtgacattac 240 gaaagacacg attgactatc aagataacta tgacggttca gaaagagagc ctgccgtcat 300 gccttcgaga tttccgaatc tgctcgtaaa cggggctgcc ggtattgcgg tcggaatggc 360 gacaaacatt cccccgcatc agcttgggga agtcattgaa ggcgtacttg ccgtaagtga 420 gaatcctgag attacaaacc aggagctgat ggaatacatc ccgggcccgg attttccgac 480 tgcaggtcag attttgggcc ggagcggcat ccgcaaggca tatgaatccg gacggggatc 540 aatcacgatc cgggctaagg ctgaaatcga agagacttca tcgggaaaag aaagaattat 600 tgtcacggaa cttccttatc aggtgaacaa agcgagatta attgaaaaaa tcgcggatct 660 tgtccgggac aaaaaaatcg aaggaattac cgatctgcga gacgaatccg accg 714

Claims (7)

1. 바실러스 벨레젠시스 (Bacillus velezensis) S3-5 균주 (KACC 91394P).
2. 바실러스 벨레젠시스 (Bacillus velezensis) S3-5 균주 (KACC 91394P), 이의 배양액 또는 배양액 추출물을 포함하는 식물병 방제용 조성물.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 식물병이 벼 도열병, 벼 잎집무늬마름병, 밀 붉은녹병, 고추 탄저병, 보리 흰가루병, 오이 흰가루병, 토마토 잿빛곰팡이병, 및 토마토 역병으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 식물병 방제용 조성물.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 식물병이 라이족토니아 솔라니(Rhizoctonia solani), 파이토프토라 캡사이시( Phytophthora capsici), 콜레토트리쿰 코코데스(Colletotrichum coccodes), 푸자리움 옥시스포룸(Fusarium oxysporum), 스클레로티니아 스클레로티오룸(Sclerotinia sclerotiorum), 보트리티스 시네리아(Botrytis cinerea), 마그나포르테 그리시아(Magnaporthe grisea) 또는 알터나리아 파낙스(Alternaria panax)에 의해 발생하는 것을 특징으로 하는, 식물병 방제용 조성물.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 배양액 추출물이, 배양액을 C_1-4 알콜, 아세톤 및 에틸아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 유기용매를 단독으로 사용하거나 2종 이상을 순차적으로 사용하여 배양액을 추출함으로써 얻어진 것임을 특징으로 하는, 식물병 방제용 조성물.
6. 제 2 항의 식물병 방제용 조성물을 식물이 생장하고 있는 환경 또는 식물에 처리하는 것을 포함하는, 식물병 방제방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 바실러스 벨레젠시스 S3-5 균주를 1×10⁴ 내지 1×10¹¹ 포자/ml의 양으로 처리하는 것을 특징으로 하는, 식물병 방제방법.

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