KR20100114806A - 오크로박트럼 ｓｐ．ＫＵＤＣ１０１３과 상기 균주를 이용한 식물병 방제제 및 식물생장 촉진제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오크로박트럼 sp. KUDC1013과 상기 균주를 이용한 식물병 방제제 및 식물생장 촉진제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식물의 생장 촉진 및 병원균에 대하여 식물의 유도저항성-방어기작을 활성화하고, 한국 생명공학연구소 유전자원센타에 기탁번호 KCTC11484BP로 기탁된 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주에 관한 것이다.
본 발명에 따른 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주를 포함하는 식물병 방제제 및 식물성장 촉진제는 식물체의 유도저항성-방어기작을 이용한 것으로서, 유기 화합물을 기초로 제조된 농약의 부작용의 효과로 나타났던 환경 오염, 잔류 농약으로 인한 인체 독성을 막을 수 있는 효과가 있다. 그리고, 유기 합성 농약으로 인하여 농약에 내성을 가지는 병원균 출현 등과 같은 폐해를 막을 수 있으므로 자연친화적이며 식물의 생산량을 증대시킬 수 있어 경제적이 효과가 있다.
오크로박트럼, 식물병, 식물생장 촉진

Description

오크로박트럼 ｓｐ．ＫＵＤＣ１０１３과 상기 균주를 이용한 식물병 방제제 및 식물생장 촉진제{OCHROBACTRUM sp. KUDC１０１３, AND PLANT DISEASE CONTROLLING AGENT AND PLANT GROWTH ACCELERANT USING THE SAME}
본 발명은 식물병 방제 효과와 식물 생장 촉진의 활성을 가지는 오크로박트럼 sp. KUDC1013과 상기 균주를 이용한 식물병 방제제 및 식물생장 촉진제에 관한 것이다.
식물병을 방제하기 위해 지금까지 세계 각국은 유기 화합물을 기초로 한 농약을 제조하여 사용하여 왔지만 환경오염, 잔류 농약으로 인한 인체 독성 문제, 농약에 내성을 가지는 병원균 출현 등과 같은 폐해가 나타났다. 이에 유기 합성 농약을 대신할 식물병 방제 기술로 세균이나 곰팡이 등 미생물에 의한 친환경적 식물병 방제(생물적 방제) 기술이 주목받고 있다.
최근에 미생물에 의한 식물의 유도저항성-방어기작(induced systemic resistance)이 보고되었다. 미생물에 의해 식물의 유도저항성-방어기작이 유도되면 다양한 병원균에 대하여 광범위한 저항성을 유도할 수 있기 때문에 차세대 식물병 방제 기술로 각광을 받고 있다.
우리나라에서 재배되고 있는 대표적인 작물로는 고추를 들 수 있는데, 고추는 남아메리카 원산으로 아메리카 대륙에서는 오래전부터 재배하였다. 열대에서 온대에 걸쳐 널리 재배하는데, 열대지방에서는 여러해살이풀이다. 한국에는 담배와 거의 같은 시기에 들어온 것으로 보이며 한국인의 식생활에 커다란 영향을 주었다. 고온성 작물로서 발육에 알맞은 온도는 25℃ 정도이다. 비옥하고 물이 잘 빠지는 곳에서 잘 자란다. 말린 고추와 풋고추용의 2가지로 나누며, 사자·라지벨·피멘토 등의 피망 고추가 있다. 한국의 고추 종류는 약 100여 종에 이르며 산지의 이름을 따서 영양·천안·음성·청양·임실·제천 고추 등으로 부른다.
우리나라에서 널리 재배되고 있는 고추는 세균성 점무늬병에 의해 재배 효율이 감소하는 경향이 있다. 세균성 점무늬병(細菌性斑點病; Bacterial spot)은 병의 징후로서 고추의 잎, 잎자루, 줄기, 과경 및 열매에 얼룩이 나타나는 것이 특징이다. 고추의 세균성 점무늬병은 고추의 잎에 처음에는 암갈색의 원형 또는 부정형의 작은 점무늬를 나타내고 암갈색 점무늬의 주위에 담황색 띠(halo)를 동반한다.
고추의 세균성 점무늬병이 진전되면 병반의 중심부가 흰색으로 변하며, 명반의 가장자리는 갈색 또는 흑갈색으로 되며, 여러 개의 병반이 합쳐져서 큰 병반이 된다. 상기 고추의 세균성 점무늬병이 심하게 되면 고추의 잎이 말라 죽게 되고, 상기 고추의 잎자루에도 흑갈색 병반이 형성되며 잎이 떨어지게 된다. 또한, 상기 고추의 줄기에도 암갈색 수침상의 작은 점무늬가 형성되고, 후에 병반의 중심부가 볼록하게 된다.
상기 고추의 세균성 점무늬병의 병원체는 잔토모나스 액소노포디스 pv. 베시카토리아(Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria)로서 그람 음성의 단간상세균으로 호기성이며, 단극모를 가지고 있고, 운동성이 있다. 상기 잔토모나스 캄페스트리스 pv. 베시카토리아의 세포의 크기는 0.7~1.0 × 2.0~2.4㎛이고, 상기 병원체는 고체 배지에서 황색의 집락(colony)을 형성하며 자라는 속도는 다소 느리다. 상기 병원체의 생육온도는 24~30℃이다. 거의 대부분의 병원세균을 인공배지에서 오랫동안 계대 배양하면 병원성이 약화되는 것으로 알려져 있으나, 상기 병원체는 15회 이상 계대 배양을 하여도 비교적 강한 병원성을 유지한다.
상기 병원체는 병든 식물체의 잔재(殘滓)에서 월동하며 토양전염도 가능하지만 종피의 오염 및 감염에 의한 종자전염이 가장 흔하다. 또한, 병원세균은 식물조직으로부터 빗물에 의해 비산·이동되어 기공이나 상처를 통해 식물에 침입한다. 상기 병원세균은 서늘하고 습도가 높은 환경조건에서 발생하기 쉽다.
또한, 우리나라 농지에서 많이 재배되는 작물로는 담배를 꼽을 수 있다. 담배는 남아메리카 열대가 원산지이며, 여러해살이풀이지만 온대 지방에서 재배할 때는 한해살이풀이다. 줄기는 곧게 서고 높이가 1.5~2m이다. 잎과 줄기에는 점액을 분비하는 선모(腺毛)가 빽빽이 있어 끈적끈적하다. 잎은 어긋나고 길이가 50㎝이며 끝이 뾰족한 타원 모양이고 가장자리가 밋밋하다. 잎자루는 짧고 날개가 있으며 밑 으로 흐른다.
꽃은 7~8월에 피고 줄기 끝에 큰 원추꽃차례를 이루며 달린다. 작은 꽃가지는 길이가 10~35㎜이다. 꽃받침은 원통 모양이고, 길이가 짧은 꽃가지와 비슷하며 선모가 있고 갈라진 조각은 바소 모양이다. 화관은 깔때기 모양이고 통부의 길이가 7~15㎜이며 윗부분이 5개로 갈라지며 연한 붉은 색이다. 수술은 5개이고 밖으로 나오지 않거나 약간 나오며 씨방은 2칸으로 나뉜다.
담배의 재배시 발생될 수 있는 병으로는 담배의 무름병이 대표적이다. 상기 담배의 무름병은 병원체인 펙토박테리움 카로토보름서브종 카로토보라(Pectobacterium carotovorum subsp. carotovora) 또는 에르윈니아 카로토보라 서브종 카로토보라(Erwinia carotovora subsp. carotovora)에 의하여 유발된다. 상기 병원체는 단간상균에 속하고, 크기가 1.5~3.0 × 0.6~0.9㎛이다. 상기 병원체의 생육온도는 32~35℃, 최고 40℃, 최저 0~9℃이다. 상기 병원균의 기주범위는 매우 넓어 가지과, 평지과, 국화과, 백합과, 미나리과 등의 식물에 피해를 준다. 게다가 상기 병원균은 토양 중에 장기간 생존이 가능하며 구근의 관수시 전파되어 식물체상의 상처를 통해 침입해서 감염된다. 기온, 지온이 높고 건조한 조건일 때 발생한다.
상기 병원체에 의하여 상기 담배의 무름병은 담배의 잎줄기, 꽃대 및 구근에 발생한다. 상기 담배의 무름병은 잎줄기 일부에 수침상 부패 병반이 생겨 점차 확대되어 잎과 줄기가 연화한다. 상기 담배의 무름병이 심할 경우, 잎 전체가 황변하며 결국 시들어 고사하게 된다. 상기 담배의 무름병에 걸린 담배의 구근(球根)은 흑갈색으로 물러 썩으며 지상부가 시들어 죽는다.
종래에 식물의 유도저항성-방어기작을 유도하는 식물병 방제 기술에는 대한민국 공개특허 제2005-0039979호에 "신규한 균주 브르크호데리아 속 AK-17(Burkhoderia sp.AK-17) KACC 91058 균주를 배양하고, 상기 배양물로부터 식물 병원균에 대한 항균활성 및 식물의 생육 촉진 효과를 갖는 생물학적 제제의 제조방법"이 기재되어 있다.
그러나, 상기 대한민국 공개특허 제2005-0039979호에는 잎들깨 재배에 있어서 발생될 수 있는 녹병, 잿빛곰팡이병, 균핵병, 심식충, 응애류, 콩잎마름을 방지하기 위하여, 브르크호데리아 속 AK-17(Burkhoderia sp.AK-17) KACC 91058 균주를 이용한 생물학적 제제가 기재되어 있다. 이는 종래기술이 한정된 작물 사용범위를 가질 뿐만 아니라, 잎들깨는 식용 작물로서 식품 분야에서 사용 범위가 좁다는 단점이 있다. 또한, 우리나라 대표적인 작물인 고추 및 담배의 병을 예방 또는 치료할 수 있는 생물학 제제는 기재되어 있지 않다.
이에, 친환경적 식물병 방제에 분야에서는 높은 식물병 방제효과를 가지면서도, 관리가 용이한 생물학적 제제가 요구되고 있다. 특히, 고추, 담배 등의 대표적인 작물에 대한 생물학 제제가 시장에서 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 식물체의 유도저항성을 높이고 생장 촉진이 효과적인 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주, 또는 그 배양액을 포함하고 있는 식물병 방제제 및 식물생장 촉진제를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 식물의 생장 촉진 및 병원균에 대하여 식물의 유도저항성-방어기작을 활성화하는, 한국 생명공학연구소 유전자원센타에 기탁번호 KCTC11484BP로 기탁된 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주를 제공한다.
바람직하게는, 상기 균주는 서열번호 1의 16s rDNA 서열을 갖는 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주이다.
식물의 유도저항성-방어기작은 식물이 자체적으로 가지고 있는 저항성 반응을 활성화시켜 병에 대한 저항력을 유지하게 하는 것이다. 상기 식물은 자체방어시스템인 유도저항성-방어기작을 가동시켜 외부로부터 침입한 곰팡이, 세균, 바이러스 등 여러 가지 병해를 이겨낼 수 있도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주는 식물이 가지고 있는 자체방어시스템인 유도저항성-방어기작을 활성화시킬 수 있다.
상기 균주의 분리과정을 살펴보면, 독도에서 채취한 까마중의 뿌리를 멸균증류수로 세척한 후, 뿌리를 씻은 물을 이용해 영양배지인 TSA 고체배지로 옮겨 도말하였다. 이를, 균이 생장할 수 있는 온도에서 적절한 시간 동안 배양하였다. 균주의 독립된 군락이 분리될 때까지 이와 같은 과정을 수차례 반복하여 균주를 순수 분리하였다.
본 발명에 따른 균주는 세균 중 오크로박트럼(Ochrobactrum)속에 속하며, 그람음성균이고, 포자를 형성하지 않는다. 16s rDNA 염기서열 분석을 통해 오크로박트럼 sp.으로 부분 동정되었다. TSA(Tryptic Soy Agar) 배지에서 25~45℃에 12시간 배양되면 베이지색의 콜로니를 형성하며 배양 48시간 후이면 TSA 배지면을 충분히 덮는다. 그러나 배지내에 색소를 형성하지 않는다.
또한, 본 발명은 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주 또는 그 배양액을 유효성분으로 포함하는 식물병 방제제를 제공한다.
본 발명에 따른 식물병 방제제는 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주 또는 그 배양액을 포함하고 있다. 상기 식물병은 쌍자엽 식물에서 생기는 식물병이고, 상기 쌍자엽 식물은 고추, 담배, 토마토 등이다. 바람직하게는 본 발명에 따른 균주는 상자엽 식물병 중에서, 고추의 세균성 점무늬병 또는 담배의 무름병에 대하여 방제효과를 가진다.
상기 쌍자엽 식물이란 다른 말로 쌍떡잎 식물이라고 한다. 상기 쌍떡잎 식물은 피자식물에 속하며, 상기 쌍자엽이란 자엽(cotyledons)이 둘 있다는 의미이다. 상기 쌍떡잎 식물은 떡잎 외에 관다발이 개방형이며 정해진 수가 고리 모양으로 늘어서거나 관 모양으로 되어 늘 형성층(形成層)이 존재한다. 또한, 잎은 홑잎이고 넓으며 날개 모양 또는 손바닥 모양으로 나누어지고 때로 겹잎이 되어 그물맥을 이룬다. 또한, 상기 쌍떡잎 식물의 꽃을 구성하는 부분이 5나 4의 배수이며 종자의 배(胚)가 대형인 것 등이다.
본 발명에 따른 식물병 방제제는 균주를 배양하여 사용하거나, 균주의 배양액을 사용할 수 있다. 이때, 상기 식물병 방제제를 처리하는 방법은 본 발명의 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주 또는 그 배양액에 식물 또는 식물의 종자를 침지 또는 관주 처리하여 수행할 수 있다. 침지 또는 관주 처리는 식물 또는 식물의 종자가 본 발명에 따른 균주 또는 그 배양액과 충분히 반응될 수 있는 시간 동안 수행한다. 이때 침지 온도는 45℃ 이하의 온도에서 수행한다. 본 발명의 균주가 배양된 용액의 온도가 45℃를 초과할 경우, 균주의 활성이 떨어져, 충분한 방제 효과를 갖기 어렵고, 높은 처리 온도에 따른 식물 또는 식물의 종자가 불활성화될 염려가 있다.
또한, 본 발명은 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주 또는 그 배양액을 유효성분으로 포함하는 식물생장 촉진제를 제공한다.
식물의 생장에 영향을 미치는 근류세균을 작물생육촉진미생물(plant growth-promoting rhizobacteria, 이하 PGPR)이라고 한다. PGPR은 식물 생장에 필요한 영양분 흡수를 증가시켜주고, 옥신(Auxin), 지베렐린(gibberellin), 시토키 닌(cytokinin)과 같은 생물학적인 활성 물질을 생성하며, 향균활성물질, siderophore, 곰팡이의 세포벽을 용해시키는 효소를 생성함으로써 식물병원균을 억제시켜 직접적으로 식물 생장에 도움을 준다. PGPR은 간접적으로 곰팡이, 세균, 바이러스, 선충류 그리고 곤충을 포함하는 기생균과 다양한 범위의 식물 병원균들을 억제 시킴으로써 식물 생장을 촉진시킨다.
본 발명에 따른 식물생장 촉진제는 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주 또는 그 배양액을 포함하고 있다. 상기 균주의 식물 생장 촉진 효과는 상기 살펴본 식물병 방제의 효과와 독립적으로 나타나는 것이다. 상기 식물생장 촉진제는 쌍자엽 식물의 생장을 촉진하고, 상기 쌍자엽 식물은 고추, 담배, 토마토 등이다.
본 발명에 따른 식물생장 촉진제는 균주를 배양하여 사용하거나, 균주의 배양액을 사용할 수 있다. 이때, 상기 식물생장 촉진제를 처리하는 방법은 본 발명의 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주 또는 그 배양액에 식물 또는 식물의 종자를 침지 또는 관주 처리하여 수행할 수 있다. 침지 또는 관주 처리는 식물 또는 식물의 종자가 본 발명에 따른 균주 또는 균주 배양액과 충분히 반응될 수 있는 시간 동안 수행한다. 이때 침지 온도는 45℃ 이하의 온도에서 수행한다. 본 발명의 균주가 배양된 용액의 온도가 45℃를 초과할 경우, 균주의 활성이 떨어져, 충분한 식물생장 촉진 효과를 갖기 어렵고, 높은 처리 온도에 따른 식물 또는 식물의 종자가 불활성화될 염려가 있다.
이하, 본 발명을 보다 자세히 살펴보고자 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하고자 한다. 그러나, 하기 본 발명의 실시예는 본 발명을 보다 잘 이해하기 위한 것일 뿐 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.
< 실시예 1> 유도저항성- 방어기작 및 식물생장 유도하는 오크로박트럼 sp . KUDC1013(KCTC11484BP)의 분리동정 및 배양
본 발명에 따른 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주는 2009년 3월 20일자로 대한민국 특허균주 기탁기관인 한국과학기술연구소 생명공학연구소 내 유전자원센타에 기탁되었다(기탁번호: KCTC11484BP).
상기 균주의 분리과정을 살펴보면, 독도에서 채취한 까마중의 뿌리를 멸균증류수로 세척한 후, 뿌리를 씻은 물 100 ㎕를 마이크로 피펫을 이용해 영양배지인 1/10 TSA 고체배지로 옮겨 도말하였다. 60 ℃에서 30분간 배양하고, 이를 다시 37 ℃에서 48시간 이상 배양하였다. 균주의 독립된 군락이 분리될 때까지 이와 같은 과정을 수차례 반복하여 균주를 순수 분리하였다. 상기 균주의 16s rDNA 염기서열분석을 해본 결과 본 발명 균주인 오크로박트럼 sp. KUDC1013으로 동정되었다. 실험에 사용하기 전까지 이를 -75 ℃로 냉동하여 보존하였다.
상기 본 발명의 균주인 오크로박트럼 sp. KUDC1013의 16S rDNA염기 서열은 서열번호 1에 나타내었다. 상기 균주는 TSA(Tryptic Soy Agar) 배지에서 37 ℃에 12시간 배양되면 살색의 콜로니를 형성하며 배양 24시간 후이면 TSA 배지면을 충분 히 덮는다. 그러나, 상기 배지 내에 상기 균주는 색소를 형성하지 않았다.
-75 ℃에 보관중인 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주를 TSA 고체배지에 계대 배양하여 균주를 재활성화시킨 후 상기 균주를 1/10 TSA 배지면에 완전히 도말하고, 37 ℃에서 24시간 배양하였다. 균체의 총량은 1013-14 cfu(colony forming unit)/㎖이었다. 상기 균주의 균체를 50 ㎖의 멸균된 증류수 또는 0.85% 생리식염수에 넣어, 107-8 cfu/㎖ 농도의 배양액을 제조하였다.
< 실험예 1> 오크로박트럼 sp . KUDC1013 균주 처리에 의한 식물병 억제효과 1
담배 종자를 살균하여 멸균수로 3 차례 헹구고 종자를 MS(Murashige-Skoog) 배지에 흩뿌린 후 20℃에서 발아시켰다. 발아된 담배종자를 가운데가 나뉘어진 I-플레이트 한쪽 면에 5개체를 옮겨 심어 상기 균주가 생성하는 휘발성 물질만이 담배에 영향을 줄 수 있도록 하였다. 또 다른 쪽 면에는 멸균된 페이퍼 디스크(크기: 8 ㎜)를 I-플레이트의 벽면 가장자리에 놓고, 일정한 거리(2 ㎝)마다 종자를 3개씩 옮겨 심어 상기 균주가 생성하는 2차 대사산물, 즉 배지상에서 직접 확산되는 물질에 의한 영향을 볼 수 있도록 하였다. 페이퍼 디스크 위에 음성 대조군으로는 증류수를 사용하였고, 양성 대조군으로는 Benzo(1,2,3)thiadiazole-7-carbothioic acid S-methylester(이하, BTH) 및 포자를 형성하는 그람 양성균인 Bacillus subtilis GBO3(이하, GB03)를 사용하였으며, 실험군으로는 상기 실시예 1의 배양액을 각각 20 ㎕ 떨어뜨리고 밀봉하여 20~25 ℃ 배양실에서 2주 동안 식물을 키웠다. 상기 균 주에 의한 유도저항성-방어기작 유도효과 검증을 위해 107 cfu/㎖ 농도의 담배의 무름병균 현탁액을 전체 담배 잎 위에 5㎕씩 떨어뜨리고 병원균 처리 24시간 후 개체 당 발병 잎 수를 조사하고 그 결과를 도 2 및 3에 나타내었다.
도 2에 나타난 바와 같이, 음성대조군인 증류수를 사용한 것에 비하여, BTH와 GB03 균주는 식물에 유도저항성-방어기작을 나타내었다. 또한, 본 발명에 따른 실시예 1의 배양액을 사용한 그룹도 상기 양성대조군과 유사한 담배의 무름병 방제 효과가 나타남을 알 수 있었다. 이는 도 3에 나타난 샘플 사진으로도 확인할 수 있었다.
< 실험예 2> 실험실 환경하에서 오크로박트럼 sp . KUDC1013 균주 처리에 의한 식물병 억제효과 및 생장촉진효과 2
실험실 환경에서 고추의 세균성 점무늬병의 방제의 경우, 플레이트에서 발아한 고추를 50구 플러그 육묘판에 옮겨 심은 후 약 2주가 지나 본엽이 4장 정도 되면, 음성 대조군으로는 증류수를 사용하였고, 양성 대조군으로는 BTH 및 GBO3 균주를 사용하였으며, 실험군으로는 상기 실시예 1을 각 개체마다 10㎖씩 토양에 살포하였다. 5~7일 후 105 cfu/㎖의 농도의 고추 세균성 점무늬병균 현탁액을 고추 잎의 뒷면에 주사하면 약 4~5일 후부터 병징이 나타나기 시작하며 각 처리군의 병 발생률을 0~5까지의 등급으로 분석하였다. 그 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4에 나타난 바와 같이, 음성대조군인 증류수를 사용한 것에 비하여, BTH 와 GB03 균주는 식물에 유도저항성-방어기작을 나타내었다. 본 발명 실험군의 경우에는 상기 GB03 균주보다 고추의 세균성 점무늬병 방제 효과가 뛰어남을 알 수 있었다.
< 실험예 3> 온실 환경하에서 오크로박트럼 sp . KUDC1013 균주 처리에 의한 식물병 억제효과 3
온실 환경에서 세균성 점무늬병의 방제의 경우, 고추 종자를 물에 불리고 적당히 말린 후 50구 플러그 육묘판에 불린 고추 종자를 심어 30℃에서 발아시킨다. 발아가 된 고추 육묘를 온실로 옮겨 본엽이 2~3장 정도 되면 상기 균주의 현탁액을 각 개체마다 10㎖씩 토양에 살포하였다. 5일에서 7일 후 108 cfu/㎖의 농도의 고추 세균성 점무늬병균 현탁액을 고추 잎에 분무 접종하면 약 4~5일 후부터 병징이 나타나기 시작하며 10일 후에 각 처리군의 병 발생률을 0~5까지의 등급으로 분석하였다. BTH와 GB03 균주를 양성 대조군으로 사용하였고 증류수 처리군을 음성 대조군으로 사용하였으며 결과는 도 5 및 6에 나타내었다.
도 5에 나타난 바와 같이, 온실 환경하에서 BTH 및 GB03 균주보다 고추의 세균성 점무늬병 방제 효과가 높음을 알 수 있었다. 이는 도 6에 나타난 샘플 사진으로도 확인할 수 있었다.
< 실험예 4> 오크로박트럼 sp . KUDC1013 균주 처리에 의한 식물 생장촉진효과 측정
건조중량은 균주 현탁액 적용 3주 후 측정하였고, 고추의 지상부(groud)와 지하부(underground)를 나누어 측정하였다. 그 결과를 도 7에 나타내었다.
도 7에 나타난 바와 같이, 대조군의 건조중량과 비교하였을 때, 지상부의 건조중량은 97.9%로 대조군 보다 약간 감소하였으나, 지하부는 126.9%의 증가율을 보였다. 그래서 전체적으로 104.2%의 건조중량 증가율을 보였다. 본 발명에 따른 실시예 1의 균주 배양액은 지상부보다 지하부(뿌리)의 생장촉진효과가 크게 작용함을 알 수 있었다.
상기 결과를 바탕으로 상기 균주의 식물 생장촉진특성을 알아보기 위해 Sidrophore 생성능, 인분해능, 옥신생성능을 조사하였으며, 그 결과를 하기 표 1 및 도 8 및 9에 나타내었다.

측정변수
결과

Sidrophore 생성능
+

인분해능
+

옥신생성능
23.67 ㎍/㎕
(상기 표 1에서 "+"는 Sidrophore 생성능 및 인분해능이 있음을 의미한다.
또한, 옥신생성능은 음성대조군에서 0 ㎍/㎕으로 나타났다.)
상기 표 1에 나타난 바와 같이, KUDC1013 균주는 Sidrophore 생성능, 인분해능, 옥신생성능 등의 작물생육촉진 미생물로서의 특성을 가지고 있음을 알 수 있었다. 이는 본 발명에 따른 균주가 식물의 성장을 유도할 수 있었음을 알 수 있었다.
도 8에 나타난 바와 같이, 본 발명의 균주를 사용한 식물의 뿌리 건조중량은 다른 실험군보다 높음을 알 수 있었다. 이는 도 9를 통하여 그 효과를 알 수 있었다. 도 9에서 보는 바와 같이, 실시예 1의 배양액을 처리한 식물의 성장은 음성대조군과 BTH를 처리한 군보다 높게 나타남을 알 수 있었다. 이는, 본 발명에 따른 균주 배양액이 뿌리의 성장을 촉진하고, 이로 인해서, 식물의 성장을 촉진할 수 있음을 알 수 있었다.
< 실험예 5> 오크로박트럼 sp . KUDC1013 균주 처리에 의한 식물 건조 스트레스에 대한 저항성
고추 작물에 실시예 1의 균주 현탁액을 3주간 적용하고, 3일간 물을 주지않으므로서, 식물의 건조 스트레스를 측정하였다. 그 결과를 도 10에 나타내었다.
도 10에 나타난 바와 같이, 실시예 1의 균주 배양액을 처리한 고추는 음성 대조군에 비하여 건조 스트레스에 대한 저항성이 높게 나타남을 알 수 있었다. 특히, 기존의 식물의 생장을 촉진할 수 있는 GB03균주에 비하여, 실시예 1의 균주 배양액이 식물의 건조 스트레스에 대한 저항성을 높일 수 있음을 알 수 있었다. 이는 기존에 알려진 생물학 제제보다 더 좋은 효과가 있음을 알 수 있었다.
본 발명에 따른 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주를 포함하는 식물병 방제제 및 식물성장 촉진제는 식물체의 유도저항성-방어기작을 이용한 것으로서, 유기 화합물을 기초로 제조된 농약의 부작용의 효과로 나타났던 환경 오염, 잔류 농약으로 인한 인체 독성을 막을 수 있는 효과가 있다. 그리고, 상기 유기 합성 농약으로 인하여 농약에 내성을 가지는 병원균 출현 등과 같은 폐해를 막을 수 있으므로 자연친화적이며 식물의 생산량을 증대시킬 수 있어 경제적이 효과가 있다.
도 1은 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주가 식물병 억제효과 및 생장촉진효과를 알아보기 위하여 담배종자를 배지 위에 발아시키는 것을 나타내는 평면도이다.
도 2는 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주에 의한 담배 무름병의 방제효과를 병징의 레벨로 평가한 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주에 의한 담배 무름병의 방제효과를 샘플 사진이다.
도 4는 실험실 환경에서 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주에 의한 고추의 세균성 점무늬병의 방제효과를 병징의 레벨로 평가한 결과이다.
도 5는 온실 환경에서 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주에 의한 고추의 세균성 점무늬병의 방제효과를 병징의 레벨로 평가한 결과이다.
도 6은 온실 환경에서 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주에 의한 고추의 세균성 점무늬병의 방제효과를 나타내는 샘플 사진이다.
도 7은 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주에 의한 고추의 생장촉진효과를 뿌리를 제외한 부분에 대한 건조중량을 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 8은 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주에 의한 고추의 생장촉진효과를 뿌리 건조중량을 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 9는 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주에 의한 고추의 생장촉진효과를 고추의 성장된 길이를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 10은 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주에 의한 고추의 건조 스트레스에 대 한 저항성이 나타난 샘플 사진이다.
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Claims (9)

  1. 식물의 생장 촉진 및 병원균에 대하여 식물의 유도저항성-방어기작을 활성화하는, 한국 생명공학연구소 유전자원센타에 기탁번호 KCTC11484BP로 기탁된 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주.
  2. 제1항에 있어서, 상기 균주는 서열번호 1의 16s rDNA 서열을 갖는 오크로박트럼 sp. KUDC1013 균주.
  3. 제1항의 균주 또는 그 배양액을 유효성분으로 포함하는 식물병 방제제.
  4. 제3항에 있어서, 상기 식물병은 쌍자엽 식물에서 생기는 식물병이고, 상기 쌍자엽 식물은 고추 또는 담배인 것을 특징으로 하는 식물병 방제제.
  5. 제4항에 있어서, 상기 식물병은 고추의 세균성 점무늬병 또는 담배 무름병인 것을 특징으로 하는 식물병 방제제.
  6. 제1항의 균주, 또는 그 배양액에 식물 또는 식물의 종자를 침지하거나 관주 처리하는 단계를 포함하는 식물병 방제방법.
  7. 제1항의 균주 또는 그 배양액을 유효성분으로 포함하는 식물생장 촉진제.
  8. 제7항에 있어서, 상기 식물생장 촉진제는 쌍자엽 식물의 생장을 촉진하고, 상기 쌍자엽 식물은 고추 또는 담배인 것을 특징으로 하는 식물생장 촉진제.
  9. 제1항의 균주 또는 그 배양액에 식물 또는 식물의 종자를 침지 또는 관주 처리하는 단계를 포함하는 식물생장 촉진방법.
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