KR20150115489A - 아버스큘라 균근균(Arbuscular-Mycorrhizal Fungi, AMF) 접종원 대량 생산방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아버스큘라 균근균(Arbuscular-Mycorrhizal Fungi, AMF) 접종원 대량 생산방법에 관한 것으로써, 균근균의 대량 생산 시스템 개발에 관한 것이다.

Description

아버스큘라 균근균(Arbuscular-Mycorrhizal Fungi, AMF) 접종원 대량 생산방법{Mass Propagation Method of Inoculum Arbuscular-Mycorrhizal Fungi}

본 발명은 아버스큘라 균근균(Arbuscular-Mycorrhizal Fungi, AMF) 접종원 대량 생산방법에 관한 것이다.

토양미생물은 크게 사상균, 방사선균, 세균, 조류 등으로 구분되며 토양 속 유기물의 분해자로서 역할을 담당하고 있으며 사상균, 방사선균, 세균을 3대 미생물이라 한다.

사상균에 속하는 균근균(Mycorrhizae)은 식물뿌리에 서식하며 인산, 동, 아연 등의 무기양분 및 미량성분과 물 등을 식물에게 공급하고 식물로부터 대사작용에 필요한 에너지(탄수화물)를 공급받는다. 균근균은 식물 뿌리의 피층세포에 침입하여 공생하는 특징을 가지고 있다.

이러한 특수 기능을 소유하고 있는 균근균은 내생균근균(Endomycorrhizae)과 외생균근균(Ectomycorrhizae)으로 크게 구분되며, 육상식물의 80%이상이 내생균근균과 공생하고 있다.

식물이 균근균과 공생함으로써 얻는 이익은 식물의 생장 촉진뿐만이 아니라 생산량 증가에 기여하기도 하며 균근균은 균사(Hyphae)를 통해 토양 용액으로부터 무기양분을 흡수하여 식물에게 전달한다.

균근균에 대한 연구는 독일의 Frank, A.B. (1885)로부터 시작되어 1950년 이후부터는 유럽의 여러 국가에서 활발히 진행되어 1980년 이후에는 실제 농업적 응용에 이바지할 수 있는 연구가 시작되었다. 유럽의 여러 국가 독일, 스위스, 영국과 미국, 일본, 캐나다, 콜롬비아 및 오스트리아 등에서 균근균에 대한 연구가 활발히 진행되어 농업적인 응용에 적용할 수 있는 제품을 개발하여 친환경 농산물 생산 및 척박한 지역의 수목식재 공사 등에 이용하게 되었다.

예를 들어 독일의 함부르크대학 연구소(Institute of Applied Botanic University of Hamburg)와 독일 브라운슈바익대학 연구소(Institute of Microbiology, University of Braunschweig)등에서 균근균의 농업적 활용을 위해 연구가 활발히 이루어지고 있다. 대학 연구소뿐만 아니라 균근균을 식물 식재에 직접 응용하여 제품을 개발하여 생산하는 회사들도 많이 등장하고 현재 식물 성장에 직접 도움을 주는 균근균이 접종된 균근균 비료를 대량 생산하여 제품화하고 있다.

접종원의 상업화는 독일의 경우 INOQ GmbH사의 Plant Food® Mykoplant GmbH사의 Mykoplant® 및 Amykor GmbH 사의 AMYKOR® 이라는 상표로 질석이나 상토 그리고 접종원 전달 물질 역할을 하는 팽창점토(Expanded clay)에 배합한 제품을 판매하고 있으며, 가까운 일본에서는 Dr KinKon® 이라는 균근균 제품을 판매하고 있다.

세계적으로 균근균 비료의 수요가 꾸준히 증가되어 1999년에 비해 2003년에 약 5배 이상 증가하였다. 독일의 Feldmann(2003)보고서에 의하면 1999년에 비해 2003년에는 독일과 미국에서 400%가 넘는 균근균 비료를 외국으로부터 수입을 하였으며 전 세계적으로도 균근균 비료의 생산량이 5 배 이상 증가 되었다.

2000년 이후에는 전 세계적으로 친환경 유기농업에 높은 관심을 가지게 됨으로써 친환경 균근균 비료의 시장은 급속도로 증가되고 있으며 Feldmann(2003)보고서 자료를 바탕으로 현재 세계 전체의 총 균근균 비료 시장 규모는 2003년 이후 약 10 배 이상 증가 되기도 하였다.

한편, 아버스큘라 균근균(Arbuscular-Mycorrhizal Fungi, AMF)의 농업적 활용은 우리나라에서는 많이 알려지지 않은 내용으로 대학과 정부연구기관을 중심으로 연구가 이루어지고 있으나, 현재 국내의 AMF에 대한 연구는 아직 기초적인 연구 상태에 있다. 그리고 우리나라의 농자재 관련 R&D 투자 규모는 타 연구에 비해 미약하며, 외국과 비교해 볼 때도 매우 열악한 실정이므로, 상업화 단계까지는 아직 도달하지 못한 상태이다.

이러한 원인은 균근균에 의한 환경 친화적 생산 기술에 대한 인식 부족과 식물과 균근균의 상호 작용에 의한 식물에게 주는 혜택에 대한 정보가 잘 알려지지 않고 있다는데 있을 뿐만 아니라, 이러한 균근균은 숙주식물을 통해서만 배양될 수 있기 때문에 균근 공생체를 배양하는 연구는 어려움이 따르기도 한다.

따라서 균근균의 획기적인 농업적 활용과 실용화를 위한 친환경 균근균 비료의 개발이 시급하다고 본다.

이에 본 발명은 현재까지의 기술을 한단계 발전시킨 새로운 기술로 균근균의 대량 생산 시스템을 개발함으로써, 아버스큘라 균근균(Arbuscular-Mycorrhizal Fungi, AMF) 접종원 대량 생산방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 배양토를 멸균 처리하는 단계; 상기 멸균된 배양토에서 발아된 숙주식물 씨앗에 아버스큘라 균근균 (Arbuscular-Mycorrhizal Fungi, 이하, AMF)을 포함하는 토양으로 인공 접종하는 단계; 상기 AMF가 접종된 숙주식물 씨앗이 성장하는 단계; 상기 성장한 숙주식물을 상기 배양토를 포함하는 큰 포트(pot)에 이식시키는 단계; 상기 이식시킨 숙주식물을 3 ~ 4개월 배양시키는 단계; 및 상기 배양시킨 숙주식물에서 AMF 포자를 대량 증식시키는 포자증식 유도단계;를 포함하는 AMF 접종원 제조방법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 포자증식 유도단계는 숙주식물의 줄기를 제거하고, 건조하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 포자증식 유도단계 후에 증식된 AMF의 효능을 평가하기 위한 효능분석 단계;를 더 포함할 수 있고, 상기 효능분석 단계는 숙주식물에서 증식된 AMF를 순수 분리하는 분리단계; 및 상기 분리된 AMF를 다른 숙주식물에 접종하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 배양토는 버미큐라이트(질석, Vermiculite)를 포함할 수 있고, 상기 숙주식물은 옥수수, 수수 및 수단그라스 중 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 이식시키는 단계의 포트(pot)는 1.5 ~ 2.5L일 수 있고, 상기 배양시키는 단계에서 식물병원균 오염방지용 비닐팩을 사용할 수 있으며, 상기 AMF 접종원은 1g 당 20 ~ 100개의 AMF 포자를 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 식물 재배용 AMF 접종원은 고추 및 토마토 중 선택되는 어느 하나 이상의 재배용일 수 있다.

본 발명의 다른 태양은 본 발명의 식물 재배용 AMF 접종원 대량 제조방법으로 제조된 식물재배용 AMF 접종원을 제공한다.

본 발명의 아버스큘라 균근균 접종원의 대량 제조방법은 친환경 균근균 비료를 생산할 수 있다.

또한, 저렴한 가격으로 농가에 직접 보급하므로 농가소득에 큰 도움을 주고, 농업뿐만 아니라 조경 산업에도 효과적으로 이용될 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명의 AMF 접종원(Inoculum) 대량 생산 제조방법 흐름도이다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 AMF 인공접종의 모식도이다.
도 3은 뿌리에 감염된 AMF 감염구조의 현미경 사진이다.
도 4는 본 발명의 본 발명의 이식단계 포트(Pot)사진이다.
도 5는 본 발명의 배양 단계 포자의 현미경 사진이다.
도 6는 배양 단계의 오염방지를 위한 비닐팩 이용사진이다.
도 7은 본 발명의 포자증식 유도단계의 모식도이다.
도 8a, 8b, 8c 및 8d는 실험예 1의 사진 및 결과 그래프이다.
도 9a 및 9b는 실험예 2의 사진 및 결과 그래프이다.
도 10a 및 10b는 실험예 3의 결과 그래프이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

현재 국내의 AMF에 대한 연구는 아직 기초적인 연구 상태에 있어, 상업화 단계까지는 아직 도달하지 못한 상태이다.

이를 해결하기 위해서 본 발명은 배양토를 멸균 처리하는 단계; 상기 멸균된 배양토에서 발아된 숙주식물 씨앗에 아버스큘라 균근균(Arbuscular-Mycorrhizal Fungi, 이하, AMF)을 포함하는 토양으로 인공 접종하는 단계; 상기 AMF가 접종된 숙주식물 씨앗이 성장하는 단계; 상기 성장한 숙주식물을 배양토를 포함하는 포트(pot)에 이식시키는 단계; 상기 이식시킨 숙주식물을 3 ~ 4개월 배양시키는 단계; 및 상기 배양시킨 숙주식물에서 AMF 포자를 증식시키는 포자증식 유도단계;를 포함하는 AMF 접종원 제조방법을 제공함으로써, 농업 및 조경산업에 효과적으로 이용될 수 있다.

도 1을 참고하여 전체 흐름도를 설명하면, 크게 3단계로 구분할 수 있고, 첫번째 단계로 배양토를 멸균한(120℃/30분) 후, 포트(Pot)에 담아서 발아된 옥수수 씨앗을 배양한다. 그리고 두번째 단계로 AMF를 포함하는 토양으로 상기 옥수수 씨앗에 AMF를 인공 접종하여 일정 기간 배양한 후, 큰 포트(Pot)로 이식시켜 일정기간 배양을 수행한다. 마지막으로 세번째 단계에서 1차 및 2차 건조공정을 통해서 포자증식 유도 단계를 수행한 후, 효능 분석단계로 확인 후에 AMF 접종원(Inoculum)을 제조하게 된다.

이와 같이, 본 발명에서 제공하는 AMF 접종원 제조방법은 일반적인 AMF 접종원 제조방법에 비해 포자(Spores)의 수를 획기적으로 증가시킬 수 있으며, 재배기간 단축 및 비용 절감을 통해 효율적인 AMF 접종원 대량 생산 제조가 가능할 수 있다.

먼저, 배양토를 멸균 처리하는 단계에 대해 설명한다.

본 발명의 배양토란 AMF 접종원을 제조하기 위해 준비된 흙을 의미하며, 상기 배양토는 숙주식물의 지지체 역할을 할 수 있고, 상기 배양토는 고압 멸균시킨 것일 수 있다. 본 발명에서는 상기와 같이 멸균시킴으로써, AMF 외의 균을 제거하여, 순수하게 AMF만을 배양할 수 있도록 한다.

상기 배양토는 무기질을 포함한 것일 수 있으며, 바람직하게는 마사토, 펄라이트(Perlite), 버미큐라이트(질석, Vermiculite) 및 벤토나이트(Bentonite) 군 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 본 발명의 배양토는 버미큐라이트 (질석, Vermiculite)를 포함할 수 있다.

다음 상기 멸균된 배양토에서 발아된 숙주식물 씨앗에 아버스큘라 균근균 (Arbuscular-Mycorrhizal Fungi, 이하, AMF)을 포함하는 토양으로 인공 접종하는 단계를 설명한다.

본 발명에서 사용되는 숙주식물은 통상적으로 사용 가능한 식물이면 가능하고, AMF는 광범위한 숙주범위를 가지고 있기 때문에 숙주특이성(Host Specificity)이 거의 없으나, 바람직하게는 균근균의 숙주식물인 선태, 양치, 나자 및 대부분의 피자식물일 수 있으며, 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 숙주식물은 옥수수, 수수 및 수단그라스 중 선택되는 어느 하나 이상일 수 있고, 가장 바람직하게는 옥수수 일 수 있다.

본 발명의 발아된 숙주식물 씨앗은 표면이 멸균된 것일 수 있으며, 이는 배양토 멸균과 동일한 이유로 수행할 수 있다.

그리고 상기 숙주식물 씨앗을 발아시키는 방법은 페트리디쉬(Ø90mm)에 필터페이퍼를 깔고 씨앗을 넣은 후 증류수를 공급하여(오염방지) 인큐베이트에서 발아시켜 사용할 수 있다.

한편, 본 발명에서는 발아된 숙주식물 씨앗을 사용하는 이유는 균근균(AMF) 포자가 식물의 뿌리에 침투(공생관계)할 수 있는 환경을 제공하여, 효과적인 AMF 접종을 위함이다.

그리고 본 발명의 AMF(Arbuscular-Mycorrhizal Fungi)는 아버스큘라 균근균으로써, AMF 균사 또는/및 AMF 포자를 포함하는 것일 수 있다.

상기 AMF는 식물뿌리와 공생하는 균근균 곰팡이로 세포 안에 자라면서 수많은 가지를 갖는 균사체를 만들 수 있고, 접합균류로써 수지상체(Arbuscule), 낭상체(Vesicles) 및 조세포(Auxiliary Cell)를 형성하는 특징을 가지고 있다.

특히, 초본류 및 목본식물 뿌리의 피층 세포안에 수지상체(Arbuscule)를 형성하는 균근균을 수지상균근(Arbuscular Mycorrhizae)이라고 한다.

상기 수지상체는 식물에게 양분을 전달하는 기능을 가지고 있으며 짧은 기간(약 15일)내에 소멸되기도 한다. 그리고 낭상체는 세포벽이 얇고 지질이 많은 형태로써, 주로 세포간극에 존재하며 영양분을 저장하며 제한된 뿌리의 기능을 최대한 확장시켜 물과 영양 염류의 흡수 효율을 약 10 배 이상 높여 주는 기능을 한다.

또한, 본 발명의 AMF는 기질 외생균사(Extramatrical hyphae)를 형성하므로 식물의 인산 흡수를 증가시키고, 균사의 직경이 뿌리털보다 가늘고 토양의 작은 공극까지 생장할 수 있기 때문에 식물이 쉽게 이용할 수 없는 인산을 흡수할 수 있게 하며, 토양 1g 속에 존재하는 균근균의 균사는 1 - 20m에 달하기도 한다.

그리고 균근균은 식물 뿌리와 토양 사이에 가교 역할을 할 뿐만 아니라 뿌리의 흡수면적을 증가시켜 식물의 뿌리털보다 많은 양분 및 수분을 식물에게 전달한다. 따라서 균근을 형성한 식물은 균근을 형성하지 못한 식물에 비해 무기양분을 잘 흡수할 수 있으며, 환경 스트레스(건조, 인산결핍, 간척지, 개간지 등)에 저항력이 높고 토양의 입단화 형성에도 크게 기여하게 된다.

한편, 본 발명의 인공 접종을 도 2를 참고하여 설명한다.

먼저, 도 2a에서는 통상적으로 사용되고 있는 인공접종의 3가지를 나타내며, AMF의 포자(Spores)로 인공 접종하는 방법(2a-1), AMF가 포함된 토양(Soil)을 사용하여 인공 접종하는 방법(2a-2) 및 AMF가 포함된 식물의 뿌리(Roots)를 사용하여 인공 접종하는 방법(2a-3)을 보여준다.

본 발명의 인공접종은 상기 AMF가 포함된 토양을 사용하여 인공 접종(2a-2)하는 방법으로 수행하였으며, 구체적으로 도 2b에서 볼 수 있듯이, 배양토(20) 및 AMF를 포함하는 토양(21)에 발아된 숙주식물 씨앗(22)을 식재하여 인공접종(2b-1)을 수행하고, 숙주식물을 성장시켜서(2b-2), AMF가 접종된 숙주식물(2b-3)을 제조하였다.

또한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 AMF를 포함하는 토양을 사용하여 인공 접종하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있고, 바람직하게는 배양토 상부에 AMF를 포함하는 토양을 적층시킨 후, 발아된 숙주식물 씨앗을 심는 방법 또는/및 배양토에 발아된 숙주식물 씨앗을 심은 후, 그 위에 AMF를 포함하는 토양을 뿌려줌으로써, AMF를 숙주식물에 인공 접종할 수 있다.

다음 상기 AMF를 접종한 숙주식물 씨앗이 성장하는 단계를 수행할 수 있고, 이 단계를 통해서 숙주식물 씨앗은 성장하여, AMF가 접종된 숙주식물이 될 수 있다.

상기에 제시된 인공접종 방법 중 선택되는 어느 하나 이상의 방법으로 AMF가 접종된 숙주식물 씨앗이 성장하고, 이를 도 3에서 알 수 있으며, 먼저 도 3의 (a)에서 숙주식물의 뿌리에 AMF가 감염되어 있는 것을 확인할 수 있으며, 도 3의 (b)에서는 포자(Spores) 및 균사(Hyphae)의 형태를 동시에 확인할 수 있다.

다음 상기 성장한 숙주식물을 상기 배양토를 포함하는 포트(Pot)에 이식시키는 단계를 설명한다.

본 단계에서는 씨앗에서 식물로 성장한 AMF가 접종된 숙주식물을 큰 포트로 이식을 하여 배양시킬 수 있으며, 구체적으로 설명하면, 상기 성장한 숙주식물의 뿌리에는 AMF가 감염되어 있으므로, 상기 숙주식물만을 가지고 새로운 배양토가 담긴 큰 포트에 이식시킬 수 있고, 상기 새로운 배양토는 처음 사용한 배양토와 동일 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 도 4에서와 같이 균근균 배양 및 대량생산을 위해 포트(Pot) 재배 방법일 수 있고, 상기 포트는 1.5 ~ 2.5L 일 수 있으며, 상기의 크기의 포트에서 숙주식물을 이용하여 AMF 접종원(Inoculum)을 대량 생산하는 것이 바람직할 수 있다.

다음 이식시킨 숙주식물을 3 ~ 4개월 배양시키는 배양 단계를 수행할 수 있다.

본 단계에서는 포트에 이식시킨 숙주식물과 숙주식물의 뿌리에 감염된 AMF가 배양되는 단계로써, 숙주식물과 AMF의 공생관계를 통해서 숙주식물은 더욱 성장하고, AMF는 증식 되어진다.

도 5를 참고하여 설명하면, 도 5의 (a)는 AMF와 식물과의 공생으로 뿌리에서 균사 가지체가 뻗어 나와 포자가 형성된 상태를 보여 주며, 도 5의 (b)는 배양토의 버미큐라이트 사이에 새로운 포자들이 증식되어 있는 현상을 보여준다.

그리고 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 본 배양 단계에서는 식물병원균 오염방지용 비닐팩을 사용할 수 있다(도 6참조).

다음으로, 상기 배양시킨 숙주식물에서 AMF의 포자를 대량 증식시킬 수 있는 포자증식 유도단계를 수행할 수 있다.

본 단계는 상기 배양 단계를 거친 숙주식물과 AMF를 통해 증식된 AMF 포자(Spores)를 더욱 증식시킬 수 있는 포자증식 유도단계로써, 양분 및 수분 공급을 조절하여 AMF 접종원을 제조할 수 있다.

즉, 본 발명에서는 환경의 변화로 건조와 관수를 1 - 2회 1주 간격으로 실시하여 AMF를 자극시켜서, AMF 포자를 대량 증식시키는 포자 증식 유도를 수행할 수 있고, 이를 통해 종래 기술보다는 획기적으로 많은 포자(Spores)를 수확할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 포자증식 유도단계는 숙주식물의 줄기를 제거하고, 건조하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 숙주식물의 뿌리는 포자의 증식을 좀더 유도해야 하기 때문에 제거할 필요는 없다.

따라서, 본 발명의 AMF 접종원은 상기와 같이 숙주식물 줄기 및/또는 뿌리가 제거된 AMF 포자를 대량 포함하는 배양토일 수 있으며, 바람직하게는 상기 숙주식물의 뿌리가 일부 포함하고, AMF 포자를 대량 포함하는 배양토일 수 있다.

구체적으로, 본 단계를 도 7을 참고하여 설명하면, 본 발명의 상기 포자증식 유도단계는 AMF 포자의 대량증식 및 AMF 접종원 제조를 위해 AMF 포자를 포함하는 배양토 및 숙주식물을 영양분 차단과 건조를 진행(a)시키면서 숙주식물의 줄기를 제거하고, 남은 뿌리와 토양을 추가 건조(b)시킨 후, 숙주식물의 뿌리가 일부 포함된 AMF 접종원(c)을 제조할 수 있다.

결과적으로, 본 발명에서 제공하는 AMF 접종원 제조방법으로 AMF 접종원을 대량생산 가능하다.

한편, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 AMF 접종원은 1g 당 20 ~ 100개의 AMF 포자를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 AMF 접종원 1g 당 100 ~ 150개의 AMF 포자를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 AMF 접종원은 식물재배용으로 사용할 수 있고, 바람직하게는 고추 및/또는 토마토 재배용일 수 있고, 가장 바람직하게는 고추 재배용일 수 있다.

한편, 본 발명의 상기 포자증식 유도단계 후에 대량 증식된 AMF 포자의 효능을 평가하기 위한 효능분석 단계를 더 포함할 수 있다.

그리고 효능 분석하는 방법으로는 통상적으로 사용가능한 방법이면 적용가능하고, 바람직하게는 숙주식물에서 성장시킨 AMF에 의한 인산 및 질소 그리고 물을 식물에게 전달하므로 식물의 생장 차이를 비접종구와 비교 확인하는 단계로써 수행할 수 있으며, 이를 통해 AMF가 토양 속에 충분하게 공급되는 접종구와 충분하지 않은 비접종구의 식물 생장의 차이로 확인할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 효능분석단계는 AMF가 증식된 숙주식물에서 AMF를 순수 분리하는 분리단계; 및 상기 분리된 AMF를 다른 숙주식물에 접종하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 AMF를 분리하는 분리 방법은 통상적인 방법으로 가능하며, 바람직하게는 ?-시빙(Wet-sieving) 및 설탕밀도구배원심분리법(Sucrose density gradient centrifugation) 을 사용할 수 있으며, 상기 접종하는 단계는 앞에서 설명한 접종하는 단계와 동일할 수 있고, 상기 숙주식물도 상기에 기재한 숙주식물과 동일할 수 있다.

본 발명의 다른 태양은 본 발명의 제조방법으로 제조된 식물재배용 AMF 접종원을 제공한다.

이하 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명하지만, 하기에 개시되는 본 발명의 실시 형태는 어디까지 예시로써, 본 발명의 범위는 이들의 실시 형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 표시되었고, 더욱이 특허 청구범위 기록과 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 함유하고 있다. 또한, 이하의 실시예, 비교예에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.

AMF 접종원 제조

제조예

우선 고추 재배지에서 AMF를 포함하는 토양을 수거하였다. 상기　고추　재배지는　경기도 화성시 봉담읍 분천리였으며, 이곳 토양의 4곳을 선택하여 15cm 깊이의 토양 1kg을 채집하여 사용하였다.

포트(Ø11cm)에 120℃에서 50분간 멸균한 버미큐라이트 배양토 (상품명: 버미누리)를 담은 후, 미리 발아시킨 옥수수 씨앗을 심고, 그 위에 상기 수거한 AMF를 포함하는 토양 10g을 뿌려서 AMF를 접종한 후, 25일간 배양하였다.

그리고 25일 후, 성장한 옥수수 식물을 멸균된 버미큐라이트 배양토로 채워진 2L 크기의 포트에 이식하여 온실에서 3개월간 지속적으로 배양시켰다.

다음으로 옥수수 식물의 줄기를 제거하고, 1차 건조로 25℃에서 1주간 건조하고, 100ml의 물을 준 후, 1차 건조와 동일한 조건에서 물을 공급하지 않고 2차 건조를 실시하여 포자 증식 유도단계를 수행하였다.

그리고 옥수수 식물의 뿌리가 일부 잔존하는 AMF 포자를 포함하는 배양토를 잘 혼합하여 AMF 접종원을 제조하였고, ?-시빙(Wet-sieving) 방법으로 포자의 수량을 측정한 결과 접종원 1g에는 AMF 포자가 평균 60개 있었다.

실시예 1 내지 10

고추(Capsicicum annuum) 씨앗을 플러그포트(105공)에 파종하여 30일간 재배한 고추 모종 10개를 준비하여, 제조예의 AMF 접종원 10g을 식물 뿌리에 뿌려주는 방법으로 접종하였다.

비교예 1 내지 10

고추(Capsicicum annuum) 씨앗을 플러그포트(105공)에 파종하여 30일간 재배한 고추 모종 10개를 준비하였다.

실험예 1

실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 10을 42일, 46일 및 52일 생장에 따른 평균 식물생장 높이를 비교하는 방법으로 측정하여, 도 8에 나타내었다.

결과적으로, 도 8을 참고하여 설명하면, 도 8a는 실시예 1 및 비교예 1의 42일 후, 도 8b는 실시예 1 및 비교예 1의 46일 후, 도 8c는 실시예 1 및 비교예 1의 52일 후의 고추 모종의 사진이다.

그리고 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 10을 42일, 46일 및 52일 생장에 따른 평균 식물생장 높이를 비교하는 방법으로 측정하여, 도 8d에 나타내었다.

도 8d에서 알 수 있듯이, 실시예 1 내지 10은 42일에는 평균 식물 생장 높이가 25.4cm인 반면에, 비교예 1 내지 10은 23.4cm 이였고, 46일 후에도 실시예 1 내지 10의 평균 생장높이는 29.8cm인 반면에, 비교예 1 내지 10은 26.7cm 였으며, 52일 후에도 실시예 1 내지 10의 생장 높이는 45.3cm인 반면에 비교예 1 내지 10은 41.3cm 인 것을 알 수 있다.

실험예 2

실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 10을 가지고 고추의 생육 및 수확량을 측정하였다.

고추의 생육은 실시예 1 및 비교예 1을 도 9a로 비교하여 설명하면, 실시예 1의 고추가 비교예 1보다 고추의 생육 및 수확량이 우수하다는 것을 육안으로도 알 수 있다.

실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 10을 107일, 117일 및 129일을 각각 1, 2, 및 3 단계로 구분하여 고추의 평균 수확량을 측정하였다.

결과적으로 도 9b에서 알 수 있듯이, 먼저 1단계에서는 본 발명의 접종원을 접종한 실시예 1 내지 10의 평균 고추 수확량이 10개가 달린 반면에, 비교예 1 내지 10은 평균 고추 수확량이 2개였고, 2단계에는 실시예 1 내지 10은 평균 고추 수확량이 20개인 반면에 비교예 1 내지 10은 평균 고추 수확량이 8개였으며, 3단계에도 실시예 1 내지 10은 평균 고추 수확량이 40개인 반면에 비교예 1 내지 10은 평균 고추 수확량이 22개였다.

실험예 3

실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 10의 고추 생체량의 평균무게 및 평균건량 무게를 측정하였다.

도 10을 참고하여 설명하면, 도 10a는 재배 30일 후의 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 10의 고추 생체량의 평균무게이며, 실시예 1 내지 10의 평균무게는 43.5g 비교예 1 내지 10의 39.7g 평균무게이다.

도 10b는 재배 30일 후에 70℃에서 24시간 건조 후의 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 10의 고추 건량의 평균무게로써, 실시예 1 내지 10은 4.8g이고, 비교예 1 내지 10은 4.4g 이다.

결론적으로 본 발명의 AMF 접종원은 고추의 재배에 도움이 된다는 것을 알 수 있다.

20 : 배양토 21 : AMF를 포함하는 토양 22 : 발아된 숙주식물 씨앗

Claims (11)

1. 배양토를 멸균 처리하여 준비하는 단계;
   상기 배양토에서 발아된 숙주식물 씨앗에 아버스큘라 균근균(Arbuscular-Mycorrhizal Fungi, 이하, AMF)을 포함하는 토양으로 인공 접종시키는 단계;
   상기 AMF가 접종된 숙주식물 씨앗이 성장하는 단계;
   상기 성장한 숙주식물을 상기 배양토를 포함하는 포트(pot)에 이식시키는 단계;
   상기 이식시킨 숙주식물을 3 ~ 4개월 배양시키는 단계; 및
   상기 배양시킨 숙주식물에서 AMF 포자를 증식시키는 포자증식 유도단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 AMF 접종원 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 포자증식 유도단계는
   숙주식물의 줄기를 제거하고, 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 AMF 접종원 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 포자증식 유도단계 후에
   증식된 AMF의 효능을 평가하기 위한 효능분석 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 AMF 접종원 제조방법.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 효능분석 단계는
   AMF가 증식된 숙주식물에서 AMF를 순수 분리하는 분리단계; 및
   상기 분리된 AMF를 다른 숙주식물에 인공접종하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 AMF 접종원 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 배양토는 버미큐라이트(질석, Vermiculite)를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 AMF 접종원 제조방법.
6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 숙주식물은 옥수수, 수수 및 수단그라스 중 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 식물 재배용 AMF 접종원 제조방법.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 이식시키는 단계의 포트(Pot)는 1.5 ~ 2.5L인 것을 특징으로 하는 식물 재배용 AMF 접종원 제조방법.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 배양시키는 단계에서 식물병원균 오염방지용 비닐팩을 사용하는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 AMF 접종원 제조방법.
9. 제 1항에 있어서,
   AMF 접종원 1g 당 20 ~ 100개의 AMF 포자를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물 재배용 AMF 접종원 제조방법.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 식물 재배용 AMF 접종원은 고추 및 토마토 중 선택된 어느 하나 이상의 재배용인 것을 특징으로 하는 식물재배용 AMF 접종원 제조방법.
11. 청구항 1항의 제조방법으로 제조된 식물재배용 AMF 접종원.

Images