KR20130110081A - 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제 활성을 갖는 바실러스 균주 및 이의 용도 - Google Patents

식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제 활성을 갖는 바실러스 균주 및 이의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엽권 정착능(leaf-colonizing ability)이 우수하고, 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제 활성을 갖는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum) 5B6 균주 또는 바실러스 서틸리스(Bacillus subtilis) 8D4 균주, 상기 균주를 유효성분으로 함유하는 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제용 미생물 제제, 식물에 상기 미생물 제제를 살포하는 단계를 포함하는 식물의 생장 촉진 또는 식물 병 방제 방법 및 상기 균주를 배양하는 단계를 포함하는 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제용 미생물 제제를 제조하는 방법을 제공한다.

Description

식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제 활성을 갖는 바실러스 균주 및 이의 용도{Bacillus strain having activity of growth promotion or disease control in plant and uses thereof}
본 발명은 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제 활성을 갖는 바실러스 균주 및 이의 용도에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엽권 정착능(leaf-colonizing ability)이 우수하고, 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제 활성을 갖는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum) 5B6 균주 또는 바실러스 서틸리스(Bacillus subtilis) 8D4 균주, 상기 균주를 유효성분으로 함유하는 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제용 미생물 제제, 식물에 상기 미생물 제제를 살포하는 단계를 포함하는 식물의 생장 촉진 또는 식물 병 방제 방법 및 상기 균주를 배양하는 단계를 포함하는 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제용 미생물 제제를 제조하는 방법에 관한 것이다.
다양한 식물자원 중에서 도시녹지는 생물자원 보존의 측면에서 유전자자원 보존, 야생생물보존, 생태계 유지, 토지 보존, 대기 보존 및 물 환경 보전 등 다양한 기능을 수행하며, 나아가 거주환경 보전 및 보건 휴양의 중요한 기능을 가지고 있다. 급격한 도시화로 발생하는 오염의 문제를 해결하고, 도시 구성원들의 높아지는 미적 의식, 생활복지의식에 대한 수요를 충족하기 위해서 도시녹지 중에서 도시 숲의 역할이 점차 요구되고 있는 현실이다. 가로수에 대한 다양한 수요가 증가함에 따라 가로수를 병충해로부터 효과적으로 방제하는 기술이 요구되고 있다.
농업 분야의 화학농약 및 화학비료는 식량의 대량생산을 위한 유용한 수단으로 각광받았다. 화학농약 및 화학비료는 녹색혁명에 크게 기여해 작물의 수확량을 늘리고 병해충을 방제하는 효과를 가져왔다. 그러나 화학비료 및 화학농약의 무분별한 사용은 생태계와 환경에 치명적인 영향을 끼쳤고, 등장한지 20년 남짓 만에 그 폐해가 나타나기 시작하였다. 더욱이 우리의 건강마저 위협하는 존재로 전락하였다. 근래 식물과 미생물 간의 상호작용에 대한 다양한 연구성과들을 토대로 화학농약의 단점들을 극복하고 친환경적인 식물병 방제가 각광을 받고 있다.
가로수를 관리하는 방법 중 화학농약을 사용하는 방법이 한계를 보임에 따라 친환경적인 방법을 이용한 방제가 날로 중요해지고 있다. 여기에서 이용되는 기술이 작물의 유도저항성과 생장을 촉진하는 식물생장촉진근권세균(PGPR, Plant growth-promoting Rhizobacteria)의 적용이다. PGPR은 본래 식물 혹은 작물의 뿌리에서 정착하며 직·간접적으로 유해한 미생물을 저해하고 식물과 상호작용을 통해 식물에 유도전신저항성(Induced Systemic Resistance)을 발생시킨다.
본 발명에서는 나무의 엽권에서 분리한 PGPR 균주를 직접 나무 및 고추의 잎에 살포함으로서 엽권 상에서의 미생물의 정착능력을 극대화시켰다. 아울러 일반적인 PGPR의 효과인 생장촉진 및 유도전신저항성을 또한 가지는 유용미생물을 선발하여 친환경적이면서, 화학농약의 작용을 대체할 수 있는 가로수 및 농작물 관리 방법을 확립하였다.
한편, 한국등록특허 제10-0946633호에는 '미생물 유래 대사물질을 이용한 식물 생장 촉진과 식물보호 방법'이 개시되어 있고, 한국등록특허 제10-0747700호에는 '길항균주 바실러스 서브틸리스 및 이를 이용한 식물성장촉진 및 생물학적 방제법'이 개시되어 있으나, 본 발명에서와 같이 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제 활성을 갖는 바실러스 균주 및 이의 용도에 관해서는 알려진 바가 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, 본 발명자는 나무의 엽권에서 직접 분리하여 엽권 정착능(leaf-colonizing ability)이 우수한 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum) 5B6 균주 또는 바실러스 서틸리스(Bacillus subtilis) 8D4 균주를 가로수를 포함한 나무 및 고추에 살포하여 식물의 생장 촉진(잎 무게, 잎 두께 증가 등) 효과, 식물의 병(벚나무 천공병 및 세균성 고추궤양병) 방제 효과 및 고추의 수확량 증가 효과를 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 엽권 정착능(leaf-colonizing ability)이 우수하고, 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제 활성을 갖는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum) 5B6 균주(KCTC 12139BP) 및 바실러스 서틸리스(Bacillus subtilis) 8D4 균주 (KCTC 12140BP)를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 균주를 유효성분으로 함유하는 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제용 미생물 제제를 제공한다.
또한, 본 발명은 식물에 상기 미생물 제제를 살포하는 단계를 포함하는 식물의 생장 촉진 또는 식물 병 방제 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 균주를 배양하는 단계를 포함하는 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제용 미생물 제제를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명은 엽권 정착능이 우수한 신규한 바실러스 아밀로리쿼파시엔스 균주 또는 바실러스 서틸리스 균주를 이용하는 식물의 생장 촉진 또는 식물 병 방제 방법을 제공함으로써, 친환경적이면서, 화학농약 또는 화학비료의 작용을 대체할 수 있는 새로운 바이오 작물보호제를 제공할 수 있는 매우 유용한 발명이다.
도 1은 본 발명의 균주를 분리하기 위해 가로수 엽권에서 분리한 균주들을 대상으로 효소 활성 및 항진균 활성을 조사한 결과이다(A, 프로테아제 활성; B, 키티나아제 활성; C, 리파아제 활성; D, 항진균 활성(보트리티스 시네리아)).
도 2는 본 발명의 가로수 엽권에서 분리한 균주들을 대상으로 엽권 정착능을 조사한 결과이다. 3G7, 4B9, 4C1, 5B4, 8D4, 8D9, 8D11, 8E1, 8E11, 8F3, 8G1은 바실러스 서틸리스 균주로 동정되었고, 5B6는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스 균주로 동정되었고, 8F6는 패니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) 균주로 동정되었다.
도 3은 본 발명의 균주를 이팝나무(A) 및 벚나무(B)에 살포하여 나무의 생장촉진 효과를 잎 두께를 측정하여 조사한 결과이다.
도 4는 본 발명의 균주를 이팝나무(A), 은행나무(B) 및 벚나무(C)에 살포하여 나무의 생장촉진 효과를 잎 무게를 측정하여 조사한 결과이다.
도 5는 본 발명의 균주를 은행나무에 살포하여 은행나무의 조기 낙엽 방지 효과를 조사한 결과이다. (A) 본 발명의 균주 처리구 및 무처리 대조구의 은행나무 모습; (B) 본 발명의 균주 처리구 및 무처리 대조구 나무 조기 낙엽 비율
도 6은 본 발명의 균주를 벚나무에 살포하여 벚나무 천공병 방제 효과를 조사한 결과이다. (A) 본 발명의 균주 처리구 및 무처리 대조구 잎 모양; (B) 본 발명의 균주 처리구 및 무처리 대조구의 천공수(2011년); (C) 본 발명의 균주 처리구 및 무처리 대조구의 천공수(2012년)
도 7은 본 발명의 균주를 고추에 살포한 후 고추 생장 촉진 효과를 조사한 결과이다. (A) 지상부 길이; (B) 잎 무게; (C) 잎 두께; (D) 고추 수확량
도 8은 본 발명의 균주를 고추에 살포한 후 고추궤양병 방제 효과를 조사한 결과이다. (A) 본 발명의 균주 각각을 고추에 살포한 후 30일째에 세균성 고추궤양병 심각도를 수치로 표현한 결과; (B) 각 수치에 따른 고추궤양병 심각도.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 엽권 정착능(leaf-colonizing ability)이 우수하고, 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제 활성을 갖는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum) 5B6 균주(KCTC 12139BP) 또는 바실러스 서틸리스(Bacillus subtilis) 8D4 균주를 제공한다.
본 발명의 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum) 5B6 균주 또는 바실러스 서틸리스(Bacillus subtilis) 8D4 균주는 한국생명공학연구원 유전자은행에 2012년 2월 20일자로 기탁하였다. 본 발명의 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum) 5B6 균주의 기탁번호는 KCTC 12139BP이고, 바실러스 서틸리스(Bacillus subtilis) 8D4 균주의 기탁번호는 KCTC 12140BP이다.
본 발명의 균주는 은행나무, 벚나무, 영산홍, 반송, 등나무, 목련 및 향나무 등 목본식물의 가로수 엽권(Phyllosphere)으로부터 효소 활성, 항진균활성 및 엽권정착능이 우수한 균주로부터 분리하였고, 이를 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum) 5B6 균주 또는 바실러스 서틸리스(Bacillus subtilis) 8D4 균주로 동정하였다.
또한, 본 발명은 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum) 5B6 균주 또는 바실러스 서틸리스(Bacillus subtilis) 8D4 균주 또는 이의 혼합 균주를 유효성분으로 함유하는 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제용 미생물 제제를 제공한다.
본 발명의 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제용 미생물 제제는 유효성분으로서 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum) 5B6 균주 또는 바실러스 서틸리스(Bacillus subtilis) 8D4 균주 또는 이의 혼합 균주를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum) 5B6 균주 및 바실러스 서틸리스(Bacillus subtilis) 8D4 균주의 혼합 균주를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제용 미생물 제제는 용액, 분말, 현탁액, 분산액, 에멀젼, 유성 분산액, 페이스트, 분진, 흩뿌림 물질 또는 과립제로 제조할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 미생물 제제에서, 상기 식물은 나무 또는 농작물일 수 있고, 바람직하게는 은행나무, 벚나무, 영산홍, 반송, 등나무, 목련, 이팝나무, 향나무, 사과나무, 배나무 등의 나무 또는 쌍자엽의 농작물 등일 수 있으며, 가장 바람직하게는 벚나무, 은행나무, 이팝나무 또는 고추일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 미생물 제제에서, 상기 식물 병은 천공병 또는 궤양병일 수 있으며, 바람직하게는 벚나무 천공병 또는 고추궤양병일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명은 식물에 상기 미생물 제제를 살포하는 단계를 포함하는 식물의 생장 촉진 또는 식물 병 방제 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에서, 상기 식물은 나무 또는 농작물일 수 있고, 바람직하게는 은행나무, 벚나무, 영산홍, 반송, 등나무, 목련, 이팝나무, 향나무, 사과나무, 배나무 등의 나무 또는 쌍자엽의 농작물 등일 수 있으며, 가장 바람직하게는 벚나무, 은행나무, 이팝나무 또는 고추일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현 예에 따른 방법에서, 상기 식물 병은 천공병 또는 궤양병일 수 있으며, 바람직하게는 벚나무 천공병 또는 고추궤양병일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명은 상기 균주를 배양하는 단계를 포함하는 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제용 미생물 제제를 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명의 균주를 배양하는 방법은 당업계에 통상적으로 이용되는 방법에 따라 배양할 수 있다. 식물 및 식물병은 전술한 바와 같다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 본 발명의 신규한 바실러스 균주의 분리 및 동정
가로수의 엽권(Phyllosphere)에서 서식하는 새로운 미생물을 분리하기 위해 다음과 같은 실험을 실시하였다. 은행나무, 벚나무, 영산홍, 반송, 등나무, 목련 및 향나무 등 목본식물의 잎을 채집하여 균주를 분리하였다. 채집한 잎을 코르크 펀치(Cork punch)를 이용하여 잎 조각(Leaf disk, 지름 = 1 cm)을 얻은 후에 마쇄하였다. 이를 1.5 ml 에펜도르프 튜브(Eppendorf tube)에 1ml PBS 버퍼를 첨가한 후 80℃에서 15~30분 열처리를 하여 내열성의 1022개 균주를 확보하였다. 이를 미생물 배지인 TSA 배지(Tryptic soy broth 30g, Agar 20g, 물 1L) 200㎕를 넣어 굳힌 96 웰 플레이트에서 길러 보관하였다.
확보된 내열성 균주들의 활성을 알아보기 위하여 프로테아제, 리파아제 및 키티나아제 효소활성을 측정하였다. 프로테아제 및 리파아제는 식물에 유용한 효소일 뿐만 아니라 일반적인 효소활성을 측정하는데 이용되고, 키티나아제(Chitinase)는 곰팡이의 세포벽 성분인 키틴(chitin)을 분해시키는 효소이다. 아울러 가로수 잎으로부터 얻은 균주가 항진균성 활성(Antifungal activity)을 나타내는지 식물병원성 곰팡이 중 잿빛곰팡이병을 일으키는 보트리티스 시네리아(Botrytis cinerea)와 식물 탄저병을 일으키는 콜레토트리쿰 그라미니콜라(Colletotrichum graminicola)의 생장 저해 실험을 실시하였다.
먼저, 프로테아제 활성을 측정하기 위하여 스킴 밀크 20 g, LB 브로스 20 g, 1.5% 아가 (1L 기준)를 넣어 멸균한 후에 스퀘어 디쉬 (245*245 mm)에 부어 배지를 만들었다. 배지 위에 96 웰 플레이트 상에서 키운 균주를 스탬핑(stamping)한 후 활성을 살펴보았다. 키티나아제 활성을 측정하기 위해서 2% 콜로이달 키틴(colloidal chitin) 200 ml, 1.5% 아가 (1L 기준)를 넣고 멸균 후에 각각 무균화시킨 10X YNB(w/o amino acids) 100 ml, 10% 효모 추출물 1 ml 및 100X 트립토판 10 ml을 넣어 배지를 만들었고, 그 배지 위에 균주를 키워 활성을 살펴보았다. 리파아제 활성은 TSB(BD cat No. 21185) 30g, 2.5%(w/v) 식용유(corn oil) 10 ml, 1.5% 아가를 넣고 멸균한 후에 0.001% 로다민 B(Rhodamine B)를 첨가해 주었다. 균주를 키운 후 254nm의 UV 아래에서 활성을 관찰하였다.
항진균 활성(Antifungal activity)은 포테이토 덱스트로스 브로스 24g, 박토펩톤 14g, 1.5% 아가를 첨가하여 멸균한 후 만든 배지 위에 키워둔 곰팡이를 증류수에 희석하여 배지 상에 골고루 퍼뜨려준 직후에 얻은 바실러스 종의 균주를 스탬핑(stamping) 하였다.
각각의 효소활성 및 항진균성 활성을 측정한 결과, 프로테아제 활성은 전체 1022개의 균주 중에서 813개 균주가 활성을, 키티나아제 활성은 1022개 중 71개가, 리파아제 활성은 1022개 중 11개가 활성을 보였다. 식물병원성 곰팡이인 보트리티스 시네리아 및 콜레토트리쿰 그라미니콜라의 경우 각각 44개 및 56개 균주에서 활성을 보였다(도 1).
이를 토대로 여러 가지 활성을 보이는 균주를 선발하였다. 5가지 활성을 모두 가지는 3개 균주(5B4, 8F3, 8G1), 3G7, 4B9, 8D4, 8D11, 8E1는 프로테아제, 보트리티스 시네리아, 콜레토트리쿰 그라미니콜라, 그리고 리파아제에 대해, 5B6와 8E11는 프로테아제, 키티나아제, 콜레토트리쿰 그라미니콜라, 그리고 리파아제에 대해, 4C1과 8D9는 프로테아제, 아밀라아제, 보트리티스 시네리아, 그리고 콜레토트리쿰 그라미니콜라에 대한 4가지 활성을 가지는 9가지 균주, 그 외에 특이하게도 다른 활성은 없으면서 항진균 활성만을 지니는 3가지 균주(8F6, 8G12, 10E7)를 선발하였다. 이들 균주 간의 활성이나 콜로니 형태는 많은 유사점을 보였는데, 16s rDNA 시퀀싱을 이용한 동정방법으로 분석한 결과 대부분 바실러스 서틸리스로 추정되며, 일부 바실러스 아밀로리쿼파시엔스로 분석되었다. 본 발명의 8D4 균주는 바실러스 서틸리스(Bacillus subtilis)로 동정되었고, 본 발명의 5B6 균주는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum)로 동정되었다.
실시예 2. 본 발명의 바실러스 균주의 엽권 정착능( leaf - colonizing ability) 측정
가로수 잎에서 얻은 미생물 균주 중에서 식물의 생장촉진 및 병 저항성 증진 효과를 가지는 균주를 선발하기 위한 기준으로 성공적인 엽권정착 능력을 들 수 있다. 식물의 잎 상에서 식물과의 다양한 상호작용을 통하여 지속직인 생장이 이루어 져야 한다. 효소 활성 및 항진균 활성의 복수활성을 보이는 15개의 균주를 목본식물과 유사한 고추의 엽면에 살포하고 이를 다시 선발하는 실험을 진행하였다.
고추 잎에 본래 존재하는 미생물로부터 처리 미생물을 구분하기 위하여 가로수로부터 얻은 15개 균주를 선발하기 위해서 처리한 세균을 자연 상태에서 잎에 존재하는 다른 세균과 구별하여 분리하기 위하여 분리한 균주의 항생제 저항성 균주를 만들어서 처리 균주의 밀도를 조사하였다. 리팜피신 100 ㎍/㎖의 농도의 TSA 배지에서는 균주가 잘 자라지 않아, 우선 96 웰 플레이트에 TSB 액체 배지 100 ㎕를 넣어준 후에 1 - 2일 배양하였다. 여기에 추가로 리팜피신 100 ㎍/㎖의 농도의 TSB 100 ㎕를 첨가하여 최종 농도 리팜피신 50 ㎍/㎖로 키운 후 이를 리팜피신 100 ㎍/㎖의 농도의 TSA 고체배지에 옮겨서 리팜피신 저항성 유전자를 획득하였는지 살펴보았다.
리팜피신 저항성 유전자를 가지는 균주를 5~6엽이 된 고추에 살포하였다. 고추는 가지과 고추속에 속하는 식물로 학명은 캡시쿰 아늄(Capsicum annuum)이다. 고추 속에는 1년생 초본뿐만 아니라 다년생 목본 식물도 포함되어 있어 목본식물과의 유사점도 갖고 있다. 이를 통해 가로수 실험을 고추 엽 상에서 확인하는 것은 의미가 있다. 잎에 정착한다는 것은 엽 상에서 영양세포 상태로 존재하는 것이므로 포자 상태의 세포와 구분하기 위해서 위에서 언급했던 방법대로 잎을 마쇄한 후에 열처리하지 않은 처리구와 처리 대조구를 각각 TSA 배지 상에 도말하여 잎 조각당 미생물의 콜로니 수를 측정하였다. 공식과 결과는 다음과 같다.
엽권정착 영양세포의 미생물 콜로니 수 = 열처리하지 않은 처리구 (영양세포 + 내생포자) - 열처리한 처리구 (내생포자)
통계 분석 방법인 Student T-test를 통해서 대조구와 비교했을 때 유의한 6개의 균주 5B6, 8D4, 8E1, 8F3, 8F6, 8G12가 선발되었고, 그 중에서 5B6 및 8D4는 높은 엽권 정착능을 보였다(도 2). 따라서 가로수 상에 살포 시, 복수활성을 가지면서도 엽권정착능력이 좋기에 본 발명의 목적에 부합하는 긍정적인 전망을 할 수 있었다.
실시예 3. 본 발명의 바실러스 균주의 나무 생장촉진 및 병 저항성 효과 측정
앞서 선발된 2가지 미생물인 5B6 및 8D4를 발효기를 통해 액체 배지에서 대량배양하였다. 이렇게 하여 만들어진 유용미생물 제제를 2 균주 각각 20L씩 총 40L를 2000L 용량의 용기에 붓고 나머지를 물로 채운 후 전동살포기를 이용하여 가로수의 엽면에 골고루 살포하여 준다. 선발된 유용미생물의 경우 벚나무, 은행나무 및 이팝나무에 살포하여 생장촉진 및 병 저항성효과를 살펴보았다.
선발된 미생물을 가로수에 처리하였을 때, 처리한 나무에서 광합성률이 증대되었다는 것을 확인할 수 있었다. 광합성률 증가에 따라 가로수 엽면 두께는 이팝나무 및 벚나무에 본 발명의 균주 처리구가 무처리 대조구보다 증가된 효과를 볼 수 있었고(도 3), 가로수 잎 무게는 이팝나무, 은행나무 및 벚나무에 본 발명의 균주 처리구가 무처리 대조구보다 증가된 효과를 볼 수 있었다(도 4). 또한, 미생물을 처리했을 때 은행나무의 조기 낙엽 정도를 단풍이 든 나무 수 및 단풍이 들지 않은 나무 수를 조사하여 분석한 결과, 무처리 대조구보다 균주 처리구가 더 빨리 낙엽이 발생하는 것을 확인할 수 있었다(도 5). 이러한 현상은 가로수에 있어 한꺼번에 낙엽을 지게 하는 효과를 보이므로 가을철 낙엽 관리를 하는데 용이하게 사용될 수 있다.
가로수의 병 저항성 증진효과를 살펴보기 위하여 벚나무의 경우, 벚나무 천공병의 방제 정도를 측정하였다(도 6). 벚나무 천공병은 애벌레, 곰팡이 등의 병원체가 원인이 된다. 미생물제제가 유도하는 유도전신저항성(ISR)이 발생하면 넓은 범위의 병원체에 대한 저항성이 확보되기에 벚나무 천공병의 정도를 분석하게 되면 미생물제제에 의한 저항성 증진효과를 알 수 있다. 샘플링한 벚나무 잎의 천공병의 천공의 개수를 측정할 수 있었다. 미생물제제 처리구에서 무처리와 비교했을 때, 천공의 개수가 통계학적으로 확연히 줄어들어 뚜렷한 병 방제 효과를 확인할 수 있었다(도 6).
따라서, 주로 토양에 처리되는 미생물제제의 적용을 확장하여 가로수의 엽면에 살포하였을 때, 생장촉진 및 병 저항성 증진효과를 확인할 수 있었다.
실시예 4. 본 발명의 바실러스 균주의 고추 식물체의 생장촉진 및 병 저항성 효과 측정
본 발명의 바실러스 균주의 고추 식물체의 생장촉진 및 병 저항성 효과를 알아보기 위해, 앞서 선발된 2가지 미생물인 5B6 및 8D4를 발효기를 통해 액체 배지에서 대량배양하였다. 이렇게 하여 만들어진 유용미생물 제제를 2 균주 각각 500L씩을 전동살포기를 이용하여 고추에 각각 골고루 살포하여 주었다. 실험지역은 충청북도 청원군 가덕면 청용리 60번지이며, 미생물 처리 시기는 2012.05.03~2012.08.14 이며, 미생물 처리횟수는 초기 1회 엽면 살포 (배양액 108 cfu)이며, 조사 일시는 처리 후 10일 간격으로 총 6회 조사하였다. 병 처리는 Xanthomonas axonopodis pv. vesiciatoria를 10일 간격으로 3회 주사 접종하였으며, 샘플링은 각 처리구당 20개 나무, 100개 잎을 채취하였다.
먼저, 본 발명의 미생물 제제의 고추 생장 촉진 효과를 살펴본 결과, 본 발명의 5B6 및 8D4 균주 모두 포장 상태에서 고추의 생장 촉진 효과를 확인할 수 있었다(도 7). 다음으로, 본 발명의 미생물 제제의 고추 병 방체 효과를 살펴본 결과, 본 발명의 5B6 및 8D4 균주 모두 고추궤양병 방제 효과를 확인할 수 있었다(도 8).
따라서, 본 발명의 미생물 제제를 이용하면 고추를 포함한 다양한 식물체의 생장 촉진 및 병 방제 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.
한국생명공학연구원 KCTC12139BP 20120220 한국생명공학연구원 KCTC12140BP 20120220

Claims (9)

  1. 엽권 정착능(leaf-colonizing ability)이 우수하고, 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제 활성을 갖는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum) 5B6 균주(KCTC 12139BP).
  2. 엽권 정착능(leaf-colonizing ability)이 우수하고, 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제 활성을 갖는 바실러스 서틸리스(Bacillus subtilis) 8D4 균주 (KCTC 12140BP).
  3. 제1항 또는 제2항의 균주 또는 이의 혼합 균주를 유효성분으로 함유하는 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제용 미생물 제제.
  4. 제3항에 있어서, 상기 식물은 나무 또는 고추인 것을 특징으로 하는 미생물 제제.
  5. 제3항에 있어서, 상기 식물 병은 천공병 또는 궤양병인 것을 특징으로 하는 미생물 제제.
  6. 식물에 제3항의 미생물 제제를 살포하는 단계를 포함하는 식물의 생장 촉진 또는 식물 병 방제 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 식물은 나무 또는 고추인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 식물 병은 천공병 또는 궤양병인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 또는 제2항의 균주 또는 이의 혼합 균주를 배양하는 단계를 포함하는 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제용 미생물 제제를 제조하는 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105379589A (zh) * 2015-10-23 2016-03-09 四川禾丰源农资连锁有限公司 一种猕猴桃溃疡病的防治方法
KR102097042B1 (ko) * 2019-02-15 2020-04-06 이문현 식물 생장 촉진 및 식물병 방제 활성을 갖는 슈다스로박터 에퀴 ang28 균주 및 이의 용도
KR20200068276A (ko) * 2018-12-05 2020-06-15 경기도 신규한 바실러스 서브틸리스 ga-389 균주 및 이의 용도

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101736326B1 (ko) 2015-07-30 2017-05-18 재단법인 발효미생물산업진흥원 옥신을 생산하고, 세포외 효소 분비능이 있으며, 식물병 원인균에 대해 항진균 활성을 가지는 바실러스 서틸리스 schb1437 균주 및 이의 용도
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RU2599416C1 (ru) * 2015-09-02 2016-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "БИСОЛБИ ПЛЮС" ШТАММ БАКТЕРИЙ Bacillus amyloliquefaciens subsp. plantarum BS89 В КАЧЕСТВЕ СРЕДСТВА ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ РАСТЕНИЙ И ИХ ЗАЩИТЫ ОТ БОЛЕЗНЕЙ
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100838103B1 (ko) * 2007-06-29 2008-06-16 대한민국 신규한 바실러스 아밀로리퀴페션스 씨씨178 및 이를 이용한 잿빛곰팡이병 방제

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105379589A (zh) * 2015-10-23 2016-03-09 四川禾丰源农资连锁有限公司 一种猕猴桃溃疡病的防治方法
KR20200068276A (ko) * 2018-12-05 2020-06-15 경기도 신규한 바실러스 서브틸리스 ga-389 균주 및 이의 용도
KR102097042B1 (ko) * 2019-02-15 2020-04-06 이문현 식물 생장 촉진 및 식물병 방제 활성을 갖는 슈다스로박터 에퀴 ang28 균주 및 이의 용도

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