KR20130101309A - Methylobacterium sp. cbmb12 strain having controlling activity against bacterial spot disease of tomato and uses thereof - Google Patents

Methylobacterium sp. cbmb12 strain having controlling activity against bacterial spot disease of tomato and uses thereof Download PDF

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충북대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A method for preventing bacterial spot in tomatoes using Methylobacterium sp. CBMB12 is provided to promote the growth of the crops and to increase production yield by a natural eco-friendly method without toxicity. CONSTITUTION: Methylobacterium sp. CBMB12 (KACC 91707P) prevents bacterial spot in tomatoes. A composition for preventing bacterial spot in tomatoes contains the strain or a culture liquid thereof as an active ingredient. The pathogen causing bacterial spot is Xanthomonas campestris pv. Vesicatoria. A method for preventing bacterial spot in tomatoes comprises the step of spraying effective amount of Methylobacterium sp. CBMB12 to plants or soil.

Description

토마토의 반점세균병 방제 활성이 있는 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주 및 이의 용도 {Methylobacterium sp. CBMB12 strain having controlling activity against bacterial spot disease of tomato and uses thereof}Methylbacterium sp. With tomato spot control activity. CMC12 strain and its use {Methylobacterium sp. CBMB12 strain having controlling activity against bacterial spot disease of tomato and uses approximately}

본 발명은 토마토의 반점세균병 방제 활성이 있는 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주 및 이의 용도에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토마토의 반점세균병에 대해 방제 활성이 있는 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주, 상기 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 토마토의 반점세균병 방제용 조성물, 상기 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주의 유효량을 식물 또는 토양에 살포함으로써 토마토의 반점세균병을 방제하는 방법 및 상기 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주를 배양하는 단계를 포함하는 토마토의 반점세균병 방제용 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention is a methylbacterium sp. The present invention relates to a CBMB12 strain and a use thereof, and more particularly, to methylcobacterium sp. CBMB12 strain, the composition for the control of the bacterium bacterium bacterium comprising the strain or its culture as an active ingredient, the methylobacterium sp. Method for controlling the bacterium bacillus by spraying an effective amount of the CBMB12 strain on plants or soil and the methylobacterium sp. The present invention relates to a method for preparing a composition for controlling antibacterial bacteria of tomato, comprising culturing the CBMB12 strain.

다양한 환경에서 식물은 물리적, 화학적 및/또는 생물학적 스트레스에 노출되어 있으며, 그 중 생물학적 스트레스에 해당하는 병원균에 의한 스트레스 및 피해는 여느 환경적 요인들과는 달리 매우 광범위한 실정이다. 이러한 병원균에 노출된 식물은 초기 반응으로 에틸렌을 방출하며, 에틸렌의 과다방출은 질병의 증후를 일으킨다. 따라서 에틸렌의 전구체인 ACC (1-aminocyclopropane-1-carboxylate)를 가수분해하는 ACC 디아미나아제 및 이를 생산하는 미생물의 활성은 스트레스 에틸렌 수준을 적정 수준으로 유지시켜 식물의 저항성을 향상시킬 수 있다. In various environments, plants are exposed to physical, chemical and / or biological stresses, among which, stress and damage caused by pathogens corresponding to biological stresses are very widespread unlike other environmental factors. Plants exposed to these pathogens release ethylene in their initial reactions, and excessive release of ethylene causes symptoms of the disease. Therefore, the activity of ACC deaminase that hydrolyzes ACC (1-aminocyclopropane-1-carboxylate), which is a precursor of ethylene, and the microorganisms producing the same, may maintain stress ethylene levels at an appropriate level, thereby improving plant resistance.

메틸로박테리움 (Methylobaterium)에 의한 병원균 방어 작용의 유도는 β-1,3-글루카나아제와 같은 병 생성 관련 단백질, PAL (Phenylalanine ammonia-lyase)과 같은 방어 효소 그리고 PO (Peroxidase) 및 PPO (Polyphenyl oxydase)와 같은 산화 효소들의 생성과 관련되어 있다. 그러나 이러한 효소들의 활성 증가 또는 축적은 주로 식물 호르몬 에틸렌에 의존한다. 따라서 ACC 디아미나아제 활성을 갖는 메틸로박테리움은 에틸렌 생합성 전구체인 ACC를 가수분해하여 병원균 감염에 의한 스트레스 에틸렌 수준을 감소시킬 뿐 아니라 식물이 생장하는데 필요한 수준의 에틸렌을 유지하여 질병의 징후가 나타나지 않도록 하면서 식물의 생장을 촉진한다고 알려져 있다. 본 발명은 ACC 디아미나아제를 생산하는 메틸로박테리움 균주를 활용하여 반점세균병 (Bacterial spot disease)에 노출된 토마토의 스트레스 에틸렌 수준 조절에 의한 방어반응 유도를 규명하기 위해 수행되었다.Induction of pathogenic defenses by Methylobaterium has been linked to disease-associated proteins such as β-1,3-glucanase, protective enzymes such as Phenylalanine ammonia-lyase (PAL), and PO (Peroxidase) and PPO ( Related to the production of oxidases such as polyphenyl oxydase. However, the increase or accumulation of activity of these enzymes depends mainly on the plant hormone ethylene. Thus, methyllobacterium with ACC deaminase activity hydrolyzes the ethylene biosynthetic precursor ACC to reduce the stress ethylene levels caused by pathogen infection, while maintaining the level of ethylene necessary for plant growth, resulting in signs of disease. It is known to promote the growth of plants while avoiding. The present invention was carried out to investigate the induction of protective response by controlling the stress ethylene level of tomato exposed to Bacterial spot disease using a methyllobacterium strain producing ACC deaminase.

한편, 한국등록특허 제0995311호에는 '항균력, 살선충력 및 식물 생장 촉진 효과를 갖는 페니바실러스 폴리믹사 GBR508 균주 및 이를 이용한 식물의 복합병 방제 및 식물 생장 촉진 방법'이 개시되어 있다. 그러나 본 발명에서와 같이, 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주를 유효성분으로 포함하는 토마토의 반점세균병 방제용 미생물 제제에 대해서는 개시된 바가 전혀 없다.Meanwhile, Korean Patent No. 0995311 discloses' Phenibacillus polymixsa GBR508 strain having antibacterial activity, nematode impact and plant growth promoting effect and complex disease control and plant growth promoting method using the same. However, as in the present invention, methyllobacterium sp. There is no disclosure about the microbial agent for controlling the control of the bacterium bacillus containing CBMB12 strain as an active ingredient.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 ACC 디아미나아제를 생산하는 메틸로박테리움 (Methylobacterium) sp. CBMB12 균주의 접종에 의해 반점세균병 (Bacterial spot disease)을 일으키는 잔토모나스 캄페스트리스 pv. 베시카토리아 (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria)에 노출된 토마토에서 생장이 촉진되고, 병증의 발생이 감소하고, 에틸렌 발생량이 감소하고 에틸렌 생합성 관련 효소의 활성이 감소되는 것을 확인하였는데, 이를 통해 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주가 토마토 반점세균병에 대한 방제 효과를 갖는다는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.The present invention is derived from the above requirements, the inventors of the present invention is a Methylobacterium sp. Xanthomonas campestris pv. Causing bacterial spot disease by inoculation of CBMB12 strain. Bessictoria ( Xanthomonas campestris pv. vesicatoria ) has been shown to promote growth, decrease the incidence of the disease, decrease the amount of ethylene produced and decrease the activity of ethylene biosynthesis-related enzymes. The present invention was completed by confirming that the CBMB12 strain had a control effect against tomato spot bacteria.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 토마토의 반점세균병 (bacterial spot disease)에 대해 방제 활성이 있는 메틸로박테리움 (Methylobacterium) sp. CBMB12 균주를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is methyloacterium ( Methylobacterium sp.) Having a control activity against bacterial spot disease of tomatoes. Provide CBMB12 strain.

또한, 본 발명은 상기 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 토마토의 반점세균병 방제용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention is the methylobacterium sp. Provided is a composition for controlling antibacterial bacteria of tomato comprising CBMB12 strain or a culture thereof as an active ingredient.

또한, 본 발명은 상기 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주의 유효량을 식물 또는 토양에 살포함으로써 토마토의 반점세균병을 방제하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention is the methylobacterium sp. Provided is a method for controlling tomato bacterium by spraying an effective amount of the CBMB12 strain on a plant or soil.

또한, 본 발명은 상기 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주를 배양하는 단계를 포함하는 토마토의 반점세균병 방제용 조성물의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention is the methylobacterium sp. It provides a method for producing a composition for controlling anti-bacterial bacterium of tomato comprising culturing the CBMB12 strain.

본 발명에 따르면, ACC 디아미나아제를 생산하는 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주를 활용한 토마토의 반점세균병의 방제는 유기 화합물을 합성하여 제조된 농약의 부작용으로 발생하는 환경 오염 및 잔류 농약으로 인한 인체 독성의 위험성이 없는 자연 친화적인 방법이며, 작물의 성장 촉진 및 생산량 증대 효과가 있어 경제적으로도 그 효용성이 높다.According to the present invention, the methylobacterium sp. Control of tomato spot bacteria using CBMB12 strain is a natural friendly method without the risk of human toxicity due to environmental pollution and residual pesticides caused by the side effects of pesticides prepared by synthesizing organic compounds. It has the effect of increasing production, and its economic efficiency is high.

도 1은 반점세균병에 감염된 토마토에서 메틸로박테리움 sp. CBMB12의 접종이 줄기 신장에 미치는 영향을 나타낸다.
도 2는 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주의 접종이 반점세균병에 감염된 토마토의 병증 발생에 미치는 영향을 나타낸다. (a) 반점세균병을 일으키는 잔토모나스 캄페스트리스 pv. 베시카토리아 (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria , XCV)가 접종된 토마토 식물체; (b) XCV와 함께 CBMB12가 접종된 토마토 식물체; (c) XCV와 함께 살균제가 처리된 토마토 식물체.
도 3은 메틸로박테리움 sp. CBMB12의 접종이 반점세균병에 감염된 토마토의 질병지수에 미치는 영향을 나타낸다.
도 4는 메틸로박테리움 sp. CBMB12의 접종이 반점세균병에 감염된 토마토의 에틸렌 발생량에 미치는 영향을 나타낸다.
도 5는 메틸로박테리움 sp. CBMB12의 접종이 반점세균병에 감염된 토마토의 ACC 및 ACO 축적에 미치는 영향을 나타낸다.
도 6은 메틸로박테리움 sp. CBMB12의 접종이 반점세균병에 감염된 토마토의 β-1,3-글루카나아제 및 PAL 발현량에 미치는 영향을 나타낸다.
도 7은 메틸로박테리움 sp. CBMB12의 접종이 반점세균병에 감염된 토마토의 ACO 관련 유전자 발현에 미치는 영향을 나타낸다.
도 8은 메틸로박테리움 sp. CBMB12의 접종이 반점세균병에 감염된 토마토의 β-1,3-글루카나아제 관련 유전자 발현에 미치는 영향을 나타낸다.
도 9는 메틸로박테리움 sp. CBMB12의 접종이 반점세균병에 감염된 토마토의 PAL 관련 유전자 발현에 미치는 영향을 나타낸다.
도 10은 공초점 (confocal) 레이저 현미경을 이용한 형광 표지 메틸로박테리움 sp. CBMB12의 군집 확인을 나타낸다.
1 is a methylbacterium sp. Influence of CBMB12 on stem elongation is shown.
2 is methyllobacterium sp. The inoculation of CBMB12 strain shows the effect of the pathogenesis of tomato infected with spot bacteria. (a) Xanthomonas campestris pv causing spot bacteria. Bessictoria ( Xanthomonas campestris pv. vesicatoria , XCV) inoculated tomato plants; (b) tomato plants inoculated with CBMB12 with XCV; (c) Tomato plants treated with fungicides with XCV.
3 is methyllobacterium sp. The effect of CBMB12 inoculation on the disease index of tomato infected with spot bacteria.
Figure 4 is methyllobacterium sp. Influence of CBMB12 inoculation on the ethylene production of tomato infected with spot bacteria.
5 is methyllobacterium sp. The effect of inoculation of CBMB12 on the accumulation of ACC and ACO in tomato infected with spot bacteria.
6 is methyllobacterium sp. The inoculation of CBMB12 shows the effect of β-1,3-glucanase and PAL expression levels of tomato infected with spot bacteria.
7 is methyllobacterium sp. The effect of inoculation of CBMB12 on the expression of ACO-related genes in tomato infected with spot bacteria.
8 is methyllobacterium sp. The inoculation of CBMB12 shows the effect of β-1,3-glucanase-related gene expression on tomato infected with spot bacteria.
9 is methyllobacterium sp. The effect of inoculation of CBMB12 on the expression of PAL-related genes in tomato infected with spot bacteria.
10 is a fluorescent label methyllobacterium sp. Using a confocal laser microscope. Cluster confirmation of CBMB12 is shown.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 토마토의 반점세균병에 대해 방제 활성이 있는 메틸로박테리움 (Methylobacterium) sp. CBMB12 균주를 제공한다. 상기 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주를 한국농업미생물자원센터 (Korean Agricultural Culture Collection, KACC)에 2012년 2월 8일자로 기탁하였다 (기탁번호: KACC 91707P).In order to achieve the object of the present invention, the present invention is a methylobacterium ( Methylobacterium ) sp. Provide CBMB12 strain. The methylobacterium sp. CBMB12 strain was deposited with the Korean Agricultural Culture Collection (KACC) on February 8, 2012 (Accession No .: KACC 91707P).

또한, 본 발명은 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 토마토의 반점세균병 방제용 조성물을 제공한다. In addition, the present invention is methylobacterium sp. Provided is a composition for controlling antibacterial bacteria of tomato comprising CBMB12 strain or a culture thereof as an active ingredient.

본 발명의 일 구현 예에 따른 방제용 조성물에서, 상기 토마토 반점세균병의 병원균은 잔토모나스 캄페스트리스 피브이 베시카토리아 (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the composition for controlling according to an embodiment of the present invention, the pathogen of the tomato spot bacterium is Xanthomonas campestris fV Besicataria ( Xanthomonas campestris pv. vesicatoria ), but is not limited thereto.

본 발명의 토마토의 반점세균병 방제용 조성물은 수화제 (wettable powder) 또는 액상수화제 (suspension concentrate) 형태의 제형일 수 있다. 본 발명에 의한 토마토 반점세균병 방제용 조성물은 액상 형태로 제조될 수 있으며, 이에 증량제를 첨가하여 가루분말의 형태로 이용하거나 이를 제형화하여 과립화시킬 수도 있다. 그러나 그 제형에 특별히 한정되지는 않는다.The composition for controlling the antibacterial bacterium of tomato of the present invention may be in the form of a wettable powder or a liquid concentrate. Tomato spot bacteria control composition according to the present invention can be prepared in a liquid form, it may be used in the form of powder powder by adding an extender to it or may be formulated to granulate. However, the formulation is not particularly limited.

본 발명의 수화제는 유효성분 (active ingredient)으로서 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주 또는 이의 배양액, 흡습제로서 화이트 카본 (white carbon), 습윤제로서 소듐 비스[2-에틸헥실]설포숙시네이트, 분산제로서 소듐 리그노설포네이트 및 증량제로서 카올린으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 10 중량% 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주 또는 이의 배양액, 1 중량% 화이트 카본 (white carbon), 1 중량% 소듐 비스[2-에틸헥실]설포숙시네이트, 1 중량% 소듐 리그노설포네이트 및 87 중량% 카올린으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Hydrating agent of the present invention is methyl active bacterium sp. CBMB12 strain or culture thereof, white carbon as a hygroscopic agent, sodium bis [2-ethylhexyl] sulfosuccinate as humectant, sodium lignosulfonate as dispersant and kaolin as extender, preferably 10 Wt% methyllobacterium sp. CBMB12 strain or culture thereof, 1 wt% white carbon, 1 wt% sodium bis [2-ethylhexyl] sulfosuccinate, 1 wt% sodium lignosulfonate and 87 wt% kaolin, This is not restrictive.

본 발명의 액상수화제는 유효성분 (active ingredient)으로서 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주 또는 이의 배양액, 습윤제 및 분산제로서 MBSC (Nonylphenol, ethoxylated, monoether with sulfuric acid, sodium salt, Sodium bis[20 ethylhexyl] sulfosuccinate Polyoxyethylene nonylphenol), 부형제로서 이소프로판올 및 증량제로서 물로 이루어질 수 있다. 상기 액상수화제는 바람직하게는 50 중량% 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주 또는 이의 배양액, 4 중량% MBSC, 30 중량% 이소프로판올 및 16 중량% 물로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Liquid hydrating agent of the present invention is methyl active bacterium sp. CBMB12 strains or cultures thereof, wetting agents and dispersants may consist of MBSC (Nonylphenol, ethoxylated, monoether with sulfuric acid, sodium salt, Sodium bis [20 ethylhexyl] sulfosuccinate Polyoxyethylene nonylphenol), isopropanol as an excipient and water as an extender. The liquid hydrating agent is preferably 50% by weight methyllobacterium sp. CBMB12 strain or its culture, 4% by weight MBSC, 30% by weight isopropanol and 16% by weight water, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 상기 메틸로박테리움 (Methylobacterium) sp. CBMB12 균주의 유효량을 식물 또는 토양에 살포함으로써 토마토의 반점세균병을 방제하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention is the methylobacterium ( Methylobacterium ) sp. Provided is a method for controlling tomato bacterium by spraying an effective amount of the CBMB12 strain on a plant or soil.

본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에 있어서, 상기 토마토 반점세균병의 병원균은 잔토모나스 캄페스트리스 피브이 베시카토리아일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the method according to an embodiment of the present invention, the pathogen of the tomato spot bacterial disease may be Xanthomonas campestris fib Besicataria, but is not limited thereto.

본 발명의 '유효량'은 유익한 또는 원하는 결과를 일으키기에 충분한 양으로, 잔토모나스 캄페스트리스 피브이 베시카토리아를 방제하기 위해 방제용 조성물을 물로 균일하게 희석한 후 동력살포기와 같은 적절한 살포장치를 이용하여 경작지에 살포할 수 있다. 본 발명의 수화제 또는 액상수화제를 물에 희석하는 경우 수화제 또는 액상수화제의 농도는 유효성분이 생물학적으로 유효한 범위가 될 수 있도록 105 내지 1010 cfu/ml, 바람직하게는 108 cfu/ml 내외로 조절할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.An 'effective amount' of the present invention is an amount sufficient to produce a beneficial or desired result, by uniformly diluting the control composition with water in order to control the Xanthomonas Campestris fV Besicataria, and then using a suitable spraying device such as a power sprayer. Can be applied to arable land. When dilution of the hydrating or liquid hydrating agent of the present invention in water, the concentration of the hydrating or liquid hydrating agent is adjusted to about 10 5 to 10 10 cfu / ml, preferably 10 8 cfu / ml so that the active ingredient can be in a biologically effective range. May be, but is not limited thereto.

또한, 본 발명은 상기 메틸로박테리움 (Methylobacterium) sp. CBMB12 균주를 배양하는 단계를 포함하는 토마토의 반점세균병 방제용 조성물의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention is the methylobacterium ( Methylobacterium ) sp. It provides a method for producing a composition for controlling anti-bacterial bacterium of tomato comprising culturing the CBMB12 strain.

상기 균주의 배양 방법은 당업계에 공지된 임의의 방법을 이용할 수 있으며, 특정 방법에 특별히 제한되는 것은 아니다.Any method known in the art can be used for culturing the strain, and the method is not particularly limited.

본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에 있어서, 상기 토마토 반점세균병의 병원균은 잔토모나스 캄페스트리스 피브이 베시카토리아일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
In the method according to an embodiment of the present invention, the pathogen of the tomato spot bacterial disease may be Xanthomonas campestris fib Besicataria, but is not limited thereto.

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.

실험 재료 및 방법Materials and Methods

메틸로박테리움Methyl Bacterium 균주 및 병원균의 배양Cultivation of Strains and Pathogens

벼 (Oryza sativa L.)에 서식하고 있는 메틸로박테리움 균주는 벼를 마쇄한 후 0.5%의 메탄올이 탄소원으로 첨가된 암모늄 미네랄 염 최소 배지 (AMS)를 이용하여 Holland 및 Polacco의 방법 (Plant Physiol 98:942-948. 1992)으로 분리하였다. 분리한 메틸로박테리움 균주의 16S rDNA 염기서열을 분석하여 동정하였고, 실험에 사용하기 위하여 0.5% 소듐 숙시네이트가 첨가된 암모늄 미네랄 염 (AMS) 배지에서 배양하였다. 또한 반점세균병 병원균 균주인 잔토모나스 캄페스트리스 pv. 베시카토리아 (XCV)는 영양 배지 (NB) 에서 배양하였으며, 병원균 균주는 충북대학교 식물의학과에서 분양받았다.
Rice ( Oryza It tumefaciens strain as methyl, which inhabit sativa L.) The method of rice after grinding using the ammonium mineral salts minimal medium (AMS) was added to a 0.5% methanol and carbon Holland Polacco (Plant Physiol 98: 942-948. 1992). 16S rDNA sequences of the isolated methyllobacterium strains were analyzed and identified, and cultured in ammonium mineral salt (AMS) medium to which 0.5% sodium succinate was added for use in the experiment. In addition, Xanthomonas Campestris pv. Besicatoria (XCV) was cultured in nutrient medium (NB), and pathogen strains were distributed by the Department of Botanical Medicine, Chungbuk National University.

온실 실험Greenhouse experiment

72시간 동안 배양된 메틸로박테리움 균주를 10,000 g, 4℃에서 10분간 원심분리하여 수거한 다음, 0.03 M MgSO4를 사용하여 2번 세척한 후에 현탁시켰다. 상기 현탁액의 농도는 OD.600 nm에서 1.0 (108 cfu ml-1)으로 조정하였다. 실험에 사용한 토마토 (Lycopersicon esculentum Mill.) 종자는 70% 에탄올을 1분, 2% 소듐 하이포클로라이트를 1분간 처리하여 표면을 멸균시켰다. 멸균한 종자는 5회 이상 멸균수에 세척한 후 메틸로박테리움 균주의 세포현탁액에 담가 교반기에서 4시간 동안 교반하여 균주를 접종하였다. 대조구는 0.03 M MgSO4를 사용하여 교반하였다.Methylbacterium strains cultured for 72 hours were collected by centrifugation at 10,000 g, 4 ° C for 10 minutes, and then washed twice with 0.03 M MgSO 4 and then suspended. The concentration of the suspension was adjusted to 1.0 (10 8 cfu ml −1 ) at OD.600 nm. Tomato used in the experiment ( Lycopersicon esculentum Mill.) Seeds were sterilized by treating 70% ethanol for 1 minute and 2% sodium hypochlorite for 1 minute. Sterilized seeds are washed in sterile water at least 5 times before methylobacterium The cells were inoculated with the strain by stirring for 4 hours in a cell suspension of the strain. The control was stirred using 0.03 M MgSO 4 .

일반 상토와 무비상토를 1:1로 배합한 상토를 담은 50구 플러그 육묘 트레이에 메틸로박테리움 균주가 접종된 종자들을 파종하였다. 파종 후 식물 생장상에서 25℃, 14/10 시간 광/암 조건으로 발아시켰다. 발아 후 트레이를 온실로 옮겼으며, 육묘에 메틸로박테리움 균주 현탁액을 5 ml 씩 근권 접종하였다. 파종 26일째 토마토를 원예용 일반 상토가 담긴 400 ml 플라스틱 포트로 이식하였고, 주마다 10 ml Hoagland's 배양액을 처리하였다. 각각의 처리구는 다음과 같으며, 각각의 처리구는 완전임의 배치법으로 8 반복하였다; (1) 대조구, (2) 병원균 단독 처리구 (잔토모나스 캄페스트리스 pv. 베시카토리아), (3) 병원균 + 메틸로박테리움 sp. CBMB12, (4) 병원균 + 살균제 (코사이드 (반점세균병 방제제)).Seeds inoculated with Methylbacterium strains were seeded in a 50-ball plug seedling tray containing 1: 1 mixed normal and non-soil topsoil. After sowing, the plants were germinated under light / dark conditions at 25 ° C. for 14/10 hours. After germination, the trays were transferred to the greenhouse, and seedlings were inoculated at 5 ml each with a suspension of the Methylbacterium strain. On the 26th day of sowing, the tomatoes were transplanted into a 400 ml plastic pot containing normal horticultural soil and treated with 10 ml Hoagland's culture every week. Each treatment was as follows and each treatment was repeated in eight batches; (1) control, (2) pathogen alone treatment (Xanthomonas Campestris pv. Besicataria), (3) pathogen + Methylbacterium sp. CBMB12, (4) pathogens + fungicides (cosides (spot bacteria control)).

잔토모나스 캄페스트리스 pv. 베시카토리아 균주 현탁액 농도는 OD. 600 nm에서 0.4 (3×108 cfu ml-1)로 이식 3일째, 17일째 분무하여 접종하였다. 또한 매주 마다 메틸로박테리움 균주 현탁액은 OD. 600 nm에서 1.0 (108 cfu ml-1) 농도로 옆면과 근권 (10 ml)에 접종하였다. 매주 작물의 줄기 신장을 측정하였으며, 수확 후 뿌리 길이, 뿌리 및 줄기의 건조 중량을 측정하였다.
Jantou Monas Campestris pv. Besicataria strain suspension concentrations were OD. Inoculation was inoculated by spraying at 0.4 nm (3 × 10 8 cfu ml −1 ) at 600 nm on day 3 and day 17 of the transplant. In addition, every week, the suspension of the Methylbacterium strain was OD. Inoculated into the lateral and root zones (10 ml) at a concentration of 1.0 (10 8 cfu ml −1 ) at 600 nm. Stem elongation of the crops was measured every week, and root length, dry weight of root and stem were measured after harvesting.

메틸로박테리움Methyl Bacterium 균주 접종이 병증 발생에 미치는 영향 확인Identify the effect of strain inoculation

병원균 접종 7일 후 병원균에 의한 병증 확인 및 질병의 발생 정도를 측정하였다. 질병의 발생 정도는 다음과 같은 0 - 7의 질병 지수로 구분하였다; 0 - 병증 발생하지 않음, 1 - 잎의 반 이하 면적에 병증이 나타남, 2 - 병증이 나타난 잎들이 25% 미만으로 나타남, 3 - 병증이 나타난 잎들이 25%에서 49% 이하로 나타남, 4 - 병증이 나타난 잎들이 50%에서 74% 이하로 나타남, 5 - 4단계와 동일하나 새로 난 어린잎에서 병증이 나타남, 6 - 병증이 나타난 잎들이 75% 이상으로 나타남, 7 - 작물이 고사함 (Campbell 및 Madden, Introduction to Plant Disease Epidemiology, John Wiley & Sons. 1990).
7 days after inoculation of pathogens, the pathogens were identified and the incidence of disease was measured. The incidence of disease was divided into disease indices of 0-7, as follows; 0-no disease, 1-less than half the leaf area, 2-less than 25% of the diseased leaves, 3-less than 25% of the diseased leaves, 4- Diseased leaves appear from 50% to less than 74%, the same as in steps 5-4, but new young leaves show disease, 6-diseased leaves appear to be 75% or more, 7-crop dies ( Campbell and Madden, Introduction to Plant Disease Epidemiology, John Wiley & Sons . 1990).

메틸로박테리움Methyl Bacterium 균주 접종이 병원균에 감염된 작물의 에틸렌 발생에 미치는 영향 확인 Identifying the Effect of Strain Inoculation on Ethylene Production in Pathogen-Infected Crops

메틸로박테리움 접종이 병원균에 감염된 작물의 에틸렌 발생량에 미치는 영향을 확인하기 위해, 작물의 잎을 샘플링하였다. 샘플링한 잎은 120 ml GC 병에 넣고 고무마개 (Rubber serum stopper)로 입구를 막은 후 4시간 동안 정치시켰다. 정치 후 1 ml의 기체를 상부 공간 (head space)에서 채취하여 기체 크로마토그래피 (DS 6200, Donam Instruments Inc.)를 이용하여 에틸렌을 측정하였다. 에틸렌을 측정한 후 각 유묘의 건조 중량을 측정하였다.
To determine the effect of methylobacterium inoculation on the ethylene production of pathogen-infected crops, the leaves of the crops were sampled. The sampled leaves were placed in a 120 ml GC bottle and blocked for 4 hours by blocking the inlet with a rubber serum stopper. After standing, 1 ml of gas was taken out of the head space and ethylene was measured using gas chromatography (DS 6200, Donam Instruments Inc.). After measuring ethylene, the dry weight of each seedling was measured.

메틸로박테리움Methyl Bacterium 균주 접종이 병원균에 감염된 작물의  Inoculation of strains of crops infected with pathogens ACCACC 축적량에 미치는 영향 확인 Determine impact on stocks

식물 조직의 ACC 축적량은 Madhaiyan 등의 방법 (Planta 226:867-876. 2007)으로 측정하였다. 액체 질소를 이용해 마쇄한 식물 조직 1 g은 BHT (butylated hydroxytoluene, 2 mg l-1)가 함유된 80% 메탄올 5 ml을 넣고 원심분리 하였다. 상등액은 진공 상태에서 증발시켜 농축하였다. ACC 농도는 Lizada 및 Yang의 원리 (Anal. Biochem . 100:142-147. 1979)를 이용한 Wachter의 방법 (Plant Cell Environ. 22:1263-1273. 1999)으로 수행하였다. 디클로로메탄을 제거한 수용액상 (aqueous phase) 0.5 ml을 0.1 ml HgCl2 (80mM)와 함께 시험관에 넣고 고무 격막 (rubber septum)으로 입구를 막았다. 0.2 ml NaOCl 용액을 시험관에 주입하여 섞어준 다음, 8분 동안 정치하였다. 정치 후 1 ml의 기체를 상부 공간에서 채취하여 기체 크로마토그래피 (DS 6200, Donam Instruments Inc.)를 수행해 산화된 에틸렌을 측정하였다.
ACC accumulation of plant tissues was measured by the method of Madhaiyan et al. ( Planta 226: 867-876. 2007). 1 g of the plant tissue ground using liquid nitrogen was centrifuged with 5 ml of 80% methanol containing BHT (butylated hydroxytoluene, 2 mg l -1 ). The supernatant was concentrated by evaporation in vacuo. ACC concentrations principle of Lizada and Yang (Anal Biochem 100:.. . 142-147 1979) using the method of Wachter (Plant Cell Environ . 22: 1263-1273. 1999). 0.5 ml of an aqueous phase from which dichloromethane was removed was placed in a test tube with 0.1 ml HgCl 2 (80 mM) and the inlet was closed with a rubber septum. 0.2 ml NaOCl solution was injected into the test tube, mixed, and allowed to stand for 8 minutes. After standing, 1 ml of gas was taken from the headspace and subjected to gas chromatography (DS 6200, Donam Instruments Inc.) to measure oxidized ethylene.

메틸로박테리움Methyl Bacterium 균주 접종이 병원균에 감염된 작물의  Inoculation of strains of crops infected with pathogens ACCACC 산화효소 ( Oxidase ( ACOACO ) 활성에 미치는 영향 확인) Determine impact on activity

식물 조직의 ACO (ACC oxidase) 활성 분석은 동결된 식물 조직을 액체 질소를 이용하여 마쇄한 후, 1 g 시료에 2 ml의 추출 용액 (30 mM 소듐 아스코르베이트, 10% (w/v) 글리세롤, 100 mM Tris-HCl (pH 7.2))을 첨가한 후 4℃에서 15,000 rpm으로 15분 동안 원심분리하여 수행되었다. 시험관에 상등액 1.5 ml, 50μM FeSO4, 1 mM ACC를 첨가한 후 고무 격막으로 입구를 막고, 30℃에서 15분간 정치하였다. 정치 후 1 ml의 기체를 상부 공간에서 채취하여 기체 크로마토그래피 (DS 6200, Donam Instruments Inc.)를 수행해 에틸렌을 측정하였다.
ACO (ACC oxidase) activity analysis of plant tissue was performed by crushing frozen plant tissue with liquid nitrogen and then adding 2 ml of extract solution (30 mM sodium ascorbate, 10% (w / v) glycerol to 1 g sample). , 100 mM Tris-HCl (pH 7.2)) was added and then centrifuged at 15,000 rpm for 15 minutes at 4 ° C. After adding 1.5 ml of supernatant, 50 μM FeSO 4 , 1 mM ACC to the test tube, the inlet was blocked with a rubber septum, and left standing at 30 ° C. for 15 minutes. After standing, 1 ml of gas was taken from the headspace and subjected to gas chromatography (DS 6200, Donam Instruments Inc.) to measure ethylene.

메틸로박테리움Methyl Bacterium 균주 접종이 병원균에 감염된 작물의 Inoculation of strains of crops infected with pathogens PRPR 단백질 활성에 미치는 영향 확인 Identify the impact on protein activity

식물조직의 PR 단백질 (pathogenesis-related protein) 활성을 측정하기 위하여 샘플의 잎을 액체 질소를 이용하여 마쇄하였다. 마쇄 후 0.1 M 포타슘 포스페이트 버퍼 1.25 ml을 첨가하여 4℃에서 20,000rpm으로 20분간 원심분리하였다. β-1,3-글루카나아제 활성 측정을 위해 50 ㎕의 효소 추출물에 라미나린 (Laminalin) 10 mg/ml을 첨가한 50 mM 소듐 아세테이트 버퍼 (pH 5.0) 50 ㎕를 넣어 섞은 후, 37℃에서 한 시간 동안 정치하였다. 1.5 ml의 디니트로살리실산 (dinitrosalicylic acid, DNS)을 넣고, 100℃ 항온 수조에서 5분간 반응시킨 후 자외선/가시광선 분광광도계를 이용하여 530 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다.In order to measure the pathogenesis-related protein (PR protein) activity of the plant tissues, the leaves of the sample were ground using liquid nitrogen. After grinding, 1.25 ml of 0.1 M potassium phosphate buffer was added and centrifuged for 20 minutes at 20,000 rpm at 4 ° C. To measure β-1,3-glucanase activity, 50 μl of 50 mM sodium acetate buffer (pH 5.0) added with 10 mg / ml of laminalin was added to 50 μl enzyme extract, followed by mixing at 37 ° C. It was left for an hour. 1.5 ml of dinitrosalicylic acid (dinitrosalicylic acid, DNS) was added thereto, and reacted for 5 minutes in a 100 ° C. constant temperature water bath. The absorbance was measured at 530 nm using an ultraviolet / visible spectrophotometer.

PAL 활성을 확인하기 위하여 100 ㎕의 효소 추출물에 1.9 ml의 100 mM Tris-HCl 버퍼 (pH 8.5)와 1 ml의 15 mM L-페닐알라닌을 첨가하였다. 30℃에서 15분간 정치한 후 6 M HCl을 200㎕ 넣어서 반응시킨 후 290 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. PO 활성을 측정하기 위해 효소 추출물 50 ㎕에 100 mM 포스페이트 버퍼 (pH 7.0) 2.85 ml, 20 mM 구아이칼 (guaical) 50㎕, 40 mM 과산화수소 20㎕를 첨가하여 반응시킨 후 470 nm 파장에서 흡광도를 측정하였다. PPO 활성을 측정하기 위해 효소 추출물 200 ㎕에 0.1 M 소듐 포스페이트 버퍼 (pH 6.5) 1.5 ml 및 0.01 M 카테콜 (피로카테콜) 200 ㎕를 첨가하여 볼텍싱하였다. 그 후, 420 nm 파장에서 자외선/가시광선 분광광도계를 이용하여 흡광도를 측정하였다.
To confirm PAL activity, 1.9 ml of 100 mM Tris-HCl buffer (pH 8.5) and 1 ml of 15 mM L-phenylalanine were added to 100 µl of enzyme extract. After standing at 30 ° C. for 15 minutes, 200 μl of 6 M HCl was added and reacted, and then the absorbance was measured at 290 nm. To measure PO activity, 50 μl of enzyme extract was added with 2.85 ml of 100 mM phosphate buffer (pH 7.0), 50 μl of 20 mM guaical and 20 μl of 40 mM hydrogen peroxide, followed by absorbance at 470 nm. Measured. To measure PPO activity, vortex was added to 200 µl of enzyme extract by adding 1.5 ml of 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 6.5) and 200 µl of 0.01 M catechol (pyrocatechol). Thereafter, absorbance was measured using an ultraviolet / visible spectrophotometer at a wavelength of 420 nm.

실시간 real time PCRPCR 을 이용한 Using ACCACC -옥시다아제, β-1,3--Oxidase, β-1,3- 글루카나아제Glucanase  And PALPAL 관련 유전자 발현 측정 Related gene expression measurement

메틸로박테리움 균주의 접종이 작물의 병원균 방어효소 발현량과 관련 유전자 발현에 미치는 영향을 규명하기 위해, 액체 질소를 이용해서 마쇄한 식물 조직의 총 RNA를 RNeasy plant mini kit (QIAgen, germany)를 이용하여 추출하였다. 추출된 RNA를 Quant-it (Invitrogen, USA) 정량 키트를 이용하여 정량하였으며, 정량된 RNA에서 게놈 DNA의 오염을 방지하기 위하여 DNase I (Invitrogen, USA)을 처리하였다. cDNA의 합성은 Superscript first strand (Invitrogen, USA)의 oligo dT와 랜덤 헥사머 (random hexamer)를 함께 사용하여 cDNA 합성의 효율을 높이고자 하였다. 실시간 PCR은 SYBR green을 이용하여 분석하였으며, SYBR green super mix (Bio-rad, USA)를 사용하였고 iQ5 (Bio-rad, USA) 기기를 사용하여 분석하였다. 추출한 RNA를 주형으로 사용하여 cDNA를 합성하였고, 한 개의 PCR 튜브에 10 ng의 총 RNA에서 합성된 cDNA가 포함하도록 분주하여 각각의 유전자 특이적 프라이머를 사용하여 정량분석하였다. 정량은 액틴 및 튜불린을 내부 대조구로 사용하여 표준화된 상대정량 방법을 사용하였다.
In order to investigate the effect of inoculation of Methylbacterium strains on the expression level of pathogen defense enzymes and related genes in crops, total RNA of plant tissues ground using liquid nitrogen was used for RNeasy plant mini kit (QIAgen, germany). Extracted by. The extracted RNA was quantified using Quant-it (Invitrogen, USA) quantification kit, and treated with DNase I (Invitrogen, USA) to prevent contamination of genomic DNA from the quantified RNA. The synthesis of cDNA was performed using oligo dT of superscript first strand (Invitrogen, USA) together with random hexamer to improve the efficiency of cDNA synthesis. Real-time PCR was analyzed using SYBR green, SYBR green super mix (Bio-rad, USA) and iQ5 (Bio-rad, USA) instrument. CDNA was synthesized using the extracted RNA as a template, and one PCR tube was divided to include cDNA synthesized from 10 ng of total RNA and quantitated using each gene specific primer. Quantification used a standardized relative quantitative method using actin and tubulin as internal controls.

작물에서 In the crop GFPGFP 형질전환  Transformation 메틸로박테리움의Methyllobacterium 군집능Cluster 확인 Confirm

메틸로박테리움 균주의 접종 효과를 가시적으로 규명하기 위해 유전자 조작 기술을 이용한 형광 표지 및 이를 이용한 작물 내 미생물의 군집을 확인하였다. 작물에서 GFP 형질전환 메틸로박테리움의 군집은 CLSM (Confocal laser scanning microscope)을 이용하여 분석하였다. 채취된 잎을 1 cm2 가량으로 잘라 슬라이드 글라스 위에 놓고, Vectashield mounting medium (Vector Labs, Burlingame, CA)을 처리한 후 커버 글라스를 덮어 준비하였다. 현미경 관찰은 Leica TCS SP2 공초점 시스템 (Leica Microsystems Heidelberg GmbH, Manheim, Germany) 및 아르곤 이온 레이저 (GFP: 여기 (excitation), 488 nm; 방출 필터 (emission filter) BP 500-530)를 사용하였고, CLSM system (version 2.5.1227a) 소프트웨어를 이용하여 형광 표지된 균주를 확인하였다.
In order to visually identify the inoculation effect of the methylobacterium strain, the fluorescent label using the genetic engineering technique and the community of microorganisms in the crop were identified. The population of GFP transformed methyllobacterium in the crop was analyzed using a Confocal laser scanning microscope (CLSM). The collected leaves were cut to about 1 cm 2 and placed on a slide glass, and treated with Vectashield mounting medium (Vector Labs, Burlingame, CA), and then covered with a cover glass. Microscopy was performed using a Leica TCS SP2 confocal system (Leica Microsystems Heidelberg GmbH, Manheim, Germany) and an argon ion laser (GFP: excitation, 488 nm; emission filter BP 500-530), CLSM Fluorescently labeled strains were identified using the system (version 2.5.1227a) software.

실시예Example 1.  One. 메틸로박테리움Methyl Bacterium 균주 접종이 식물 성장에 미치는 영향Effect of Strain Inoculation on Plant Growth

파종 26일째 토마토를 원예용 일반 상토가 담긴 400 ml 플라스틱 포트로 이식한 후, 잔토모나스 캄페스트리스 pv. 베시카토리아 (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, XCV) 균주 현탁액은 OD. 600 nm에서 0.4 (3×108 cfu ml-1) 농도로 이식 3일째, 17일째 분무하여 접종하였다. 또한 메틸로박테리움 균주 현탁액은 OD. 600 nm에서 1.0 (108 cfu ml-1) 농도로 매주 옆면과 근권 (10 ml)에 접종하였다. 매주 미처리 대조구 식물체, 반점세균병을 일으키는 XCV가 접종된 토마토 식물체, XCV와 함께 CBMB12가 접종된 토마토 식물체 및 XCV와 함께 살균제가 처리된 토마토 식물체의 줄기 신장을 측정하였다. 대조구 및 반점 세균병 병원균 단일 접종 처리구에 비해, 반점세균병에 노출된 토마토에 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주가 접종된 처리구에서 작물의 줄기신장 촉진을 확인할 수 있었으며 (도 1), 작물의 뿌리길이, 지상부 건조 중량 및 뿌리 건조 중량의 유의성 있는 증가를 확인할 수 있었다 (표 1).On the 26th day of sowing, the tomatoes were transplanted into a 400 ml plastic pot containing general garden soil, and then the Xanthomonas campestris pv. Bessictoria ( Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, XCV) strain suspension is OD. Inoculation was inoculated by spraying on the 3rd and 17th day of transplantation at a concentration of 0.4 (3 × 10 8 cfu ml −1 ) at 600 nm. Methylbacterium strain suspensions are also OD. Inoculated into the lateral and root zones (10 ml) each week at a concentration of 1.0 (10 8 cfu ml −1 ) at 600 nm. Stem elongation was measured every week for untreated control plants, tomato plants inoculated with XCV causing spot bacillus, tomato plants inoculated with CBMB12 with XCV and tomato plants treated with fungicide with XCV. Compared to the control and spot bacteria pathogens single inoculation treatment, the tomato exposed to the spot bacteria disease, Methylbacterium sp. In the treatment group inoculated with CBMB12 strain it was confirmed that the stem height promotion of the crop (Fig. 1), the significant increase in the root length, ground dry weight and root dry weight of the crop (Table 1).

반점세균병에 감염된 토마토에서 메틸로박테리움 sp. CBMB12의 접종이 작물의 뿌리 길이, 지상부 건조 중량 및 뿌리 건조 중량에 미치는 영향Methylbacterium sp. Effect of CBMB12 Inoculation on Root Length, Ground Dry Weight and Root Dry Weight of Crops 처리process 뿌리 길이 (cm/식물)Root Length (cm / plant) 줄기 건조 중량 (g/식물)Stem Dry Weight (g / plant) 뿌리 건조 중량 (g/식물)Root Dry Weight (g / plant) 대조구Control 24.0 ± 1.5b24.0 ± 1.5b 10.0 ± 0.3b10.0 ± 0.3b 0.45 ± 0.01b0.45 ± 0.01 b XCVXCV 19.9 ± 1.7c19.9 ± 1.7c 8.2 ± 1.0c8.2 ± 1.0c 0.39 ± 0.04b0.39 ± 0.04b XCV + CBMB12XCV + CBMB12 29.5 ± 1.6a29.5 ± 1.6a 12.3 ± 0.7a12.3 ± 0.7a 0.58 ± 0.06a0.58 ± 0.06a XCV + 살균제XCV + Sterilizer 31.6 ± 2.0a31.6 ± 2.0a 9.7 ± 0.4bc9.7 ± 0.4bc 0.43 ± 0.01b0.43 ± 0.01 b

동일한 문자를 갖는 값 (평균±표준오차, n=8)은 0.05%에서 유의성이 없다 (LSD).
Values with identical letters (mean ± standard error, n = 8) are not significant at 0.05% (LSD).

실시예Example 2.  2. 메틸로박테리움Methyl Bacterium 균주 접종이 병증 발생에 미치는 영향Effect of Strain Inoculation on Disease Development

반점세균병 병원균 접종 7일 후, 병원균에 의한 병증 확인 및 질병의 발생 정도를 질병 지수로 구분하여 측정하였다. 질병 지수는 병증이 발생하지 않음 (0), 잎의 반 이하 면적에 병증이 나타남 (1), 병증이 나타난 잎들이 25% 미만으로 나타남 (2), 병증이 나타난 잎들이 25%에서 49% 이하로 나타남 (3), 병증이 나타난 잎들이 50%에서 74% 이하로 나타남 (4), 4단계와 동일하나 새로 난 어린잎에서 병증이 나타남 (5), 병증이 나타난 잎들이 75% 이상으로 나타남 (6), 작물이 고사함 (7)의 8단계로 구분하였으며, 병원균 접종 14일, 21일, 28일 및 35일에 측정하였다. 반점세균병에 감염된 토마토의 잎에서 발생한 병증과 질병 지수를 측정한 결과, 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주의 접종은 병원균 단일 접종 처리구에 비해 확연히 낮은 병증 및 유의성 있는 질병 지수의 감소를 나타내었다 (도 2, 3).
Seven days after the inoculation of the bacteriophage pathogen, the pathology was confirmed by the pathogen and the incidence of the disease was divided by the disease index. Disease index shows no disease (0), less than half of leaf area (1), less than 25% of diseased leaves (2), 25% or less than 49% of diseased leaves (3), the diseased leaves appear to be less than 50% to 74% (4), the same as step 4, but the new young leaves show the disease (5), the diseased leaves appear to be more than 75% (6), crops were divided into eight stages of death (7) and measured at 14, 21, 28, and 35 days of inoculation of pathogens. The pathology and disease index of the leaves of tomato infected with spot bacterium were measured. Methylbacterium sp. Inoculation of CBMB12 strain showed significantly lower pathology and a significant reduction in disease index compared to the pathogen single inoculation treatment (FIGS. 2 and 3).

실시예Example 3.  3. 메틸로박테리움Methyl Bacterium 균주 접종이  Strain inoculation ACCACC , , ACOACO , β-1,3-, β-1,3- 글루카나아제Glucanase 및 PAL 발현에 미치는 영향 And effect on PAL expression

토마토에서 반점세균병 감염에 의한 스트레스 수준의 에틸렌 발생과 그에 관여하는 ACC 및 ACO (ACC oxidase)의 축적량을 확인한 결과, 메틸로박테리움 sp. CBMB12 접종 처리구에서 유의성 있는 에틸렌 발생 저감 효과가 나타났으며, 토마토에서 ACC와 ACO 축적량 또한 유의성 있는 감소를 확인할 수 있었다 (도 4, 5). 이는 작물에 축적된 ACC가 메틸로박테리움이 생산하는 ACC 디아미나아제에 의해 α-케토부티레이트 (ketobutyrate)와 암모니아로 가수분해되었기 때문이다.As a result of confirming the occurrence of stress level ethylene caused by S. aureus bacterial infection and the accumulation of ACC and ACO (ACC oxidase) involved in tomato, CBMB12 inoculation treatment showed a significant reduction in ethylene generation, ACC and ACO accumulation in tomato also confirmed a significant decrease (Figs. 4, 5). This is because ACC accumulated in crops was hydrolyzed to α-ketobutyrate and ammonia by ACC deaminase produced by methyllobacterium.

또한 작물의 병원균방어효소인 β-1,3-글루카나아제 및 PAL 발현량을 확인한 결과에서도 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주 접종 처리구에서 유의성 있는 증가를 확인할 수 있었다 (도 6).In addition, the results of confirming the expression of β-1,3-glucanase and PAL, which are pathogen-protecting enzymes of crops, also showed the effect of methyllobacterium sp. CBMB12 Significant increase was confirmed in the strain inoculation treatment (FIG. 6).

그에 더하여 작물에서 에틸렌 생성에 관여하는 효소인 ACO와 병원균 방어 효소인 β-1,3-글루카나아제 및 PAL 생성 관련 유전자 발현을 RT-PCR을 이용하여 확인한 결과, 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주 처리구에서 ACO 관련 유전자 발현의 확연한 감소를 확인할 수 있었다 (도 7). 또한, β-1,3-글루카나아제 및 PAL 생성 관련 유전자 발현의 경우에서는 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주 미처리 대조구에 비해 높은 유전자 발현을 확인할 수 있었다 (도 8, 9).
In addition, ACO, an enzyme involved in ethylene production in crops, and β-1,3-glucanase, a pathogen-protective enzyme, and PAL production-related gene expression were identified using RT-PCR. As a result, methylobacterium sp. Significant decrease in ACO-related gene expression was observed in the CBMB12 strain treatment (FIG. 7). In addition, in the case of β-1,3-glucanase and PAL production-related gene expression, methyllobacterium sp. The gene expression was higher than that of the CBMB12 strain untreated control (Figs. 8 and 9).

실시예Example 4.  4. GFPGFP 형질전환  Transformation 메틸로박테리움의Methyllobacterium 군집능Cluster

메틸로박테리움 균주의 접종 효과를 가시적으로 확인하기 위해 메틸로박테리움을 GFP로 형질전환하여, 형광 표지를 이용한 작물 내 미생물의 군집을 확인하였다. CLSM을 이용하여 GFP 형질전환 메틸로박테리움의 군집의 형광 표지를 분석한 결과, 메틸로박테리움 sp. CBMB12 균주가 토마토 식물체 내에 군집하면서 스트레스 에틸렌 수준을 조절하고 작물의 저항성을 향상시켰다는 결과를 확인할 수 있었다 (도 10).In order to visually confirm the inoculation effect of the Methylbacterium strain, Methylbacterium was transformed with GFP to confirm the colonization of microorganisms in the crop using fluorescent labels. As a result of analyzing the fluorescent label of the colony of GFP-transformed methyllobacterium using CLSM, Methylbacterium sp. As the CBMB12 strain was clustered in the tomato plant, it was confirmed that the result of controlling the stress ethylene level and improving the crop resistance (FIG. 10).

농업생명공학연구원Agricultural Biotechnology Research Institute KACC91707KACC91707 2012020820120208

Claims (7)

토마토의 반점세균병 (bacterial spot disease)에 대해 방제 활성이 있는 메틸로박테리움 (Methylobacterium) sp. CBMB12 균주 (KACC 91707P). Methylobacterium sp., Which is active against bacterial spot disease of tomatoes. CBMB12 strain (KACC 91707P). 제1항의 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 토마토의 반점세균병 방제용 조성물.A composition for controlling anti-bacterial bacterium of tomato comprising the strain of claim 1 or a culture thereof as an active ingredient. 제2항에 있어서, 상기 토마토 반점세균병의 병원균은 잔토모나스 캄페스트리스 피브이 베시카토리아 (Xanthomonas campestris pv. vesicatoria)인 것을 특징으로 하는 방제용 조성물.According to claim 2, wherein the pathogen of the tomato spot bacterial disease Xanthomonas Campestris fV Becciatoria ( Xanthomonas campestris pv. vesicatoria ) composition for controlling. 제1항의 메틸로박테리움 (Methylobacterium) sp. CBMB12 균주의 유효량을 식물 또는 토양에 살포함으로써 토마토의 반점세균병을 방제하는 방법. Methylobacterium sp. A method for controlling tomato bacterium by spraying an effective amount of CBMB12 strain on a plant or soil. 제4항에 있어서, 상기 토마토 반점세균병의 병원균은 잔토모나스 캄페스트리스 피브이 베시카토리아인 것을 특징으로 하는 방법.5. The method according to claim 4, wherein the pathogen of tomato spot bacterium is Xanthomonas Campestris fib Besicataria. 제1항의 메틸로박테리움 (Methylobacterium) sp. CBMB12 균주를 배양하는 단계를 포함하는 토마토의 반점세균병 방제용 조성물의 제조 방법. Methylobacterium sp. Method for producing a composition for controlling the bacteriostatic bacterium of tomato comprising culturing CBMB12 strain. 제6항에 있어서, 상기 토마토 반점세균병의 병원균은 잔토모나스 캄페스트리스 피브이 베시카토리아인 것을 특징으로 하는 방법.7. The method according to claim 6, wherein the pathogen of tomato spot bacterium is Xanthomonas campestris fib Besicataria.
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