KR20160047729A - 과산화수소를 포함하는 푸자리움 푸지쿠로이의 선택배지 및 이의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 과산화수소를 유효성분으로 포함하는 푸자리움 푸지쿠로이(Fusarium fujikuroi)의 선택배지, 이를 이용한 푸자리움 푸지쿠로이의 선택적 배양방법, 검출방법 및 푸자리움 푸지쿠로이에 의해 유발되는 식물병의 진단방법에 관한 것이다. 본 발명의 과산화수소를 포함하는 배지는 푸자리움 푸지쿠로이 이외의 병원성 곰팡이들의 생장을 효과적으로 억제시키므로 푸자리움 푸지쿠로이의 선택배지로 사용될 수 있다. 또한, 푸자리움 푸지쿠로이를 단시간 내에 쉽게 검출할 수 있어 푸자리움 푸지쿠로이에 의해 유발되는 벼 키다리병 등의 식물병을 진단하는데 유용하게 사용될 수 있다.

Description

과산화수소를 포함하는 푸자리움 푸지쿠로이의 선택배지 및 이의 용도{Selective medium for Fusarium fujikuroi comprising hydrogen peoxide and uses thereof}
본 발명은 과산화수소를 유효성분으로 포함하는 푸자리움 푸지쿠로이(Fusarium fujikuroi)의 선택배지 및 이의 용도에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 과산화수소를 포함하는 선택배지를 이용한 푸자리움 푸지쿠로이의 선택적 배양방법, 검출방법 및 푸자리움 푸지쿠로이에 의해 유발되는 식물병의 진단방법에 관한 것이다.
푸자리움 푸지쿠로이(Fusarium fujikuroi)는 자낭균에 속하는 병원성 곰팡이로서 벼 키다리병 등을 일으키는 것으로 알려져 있다. 벼 키다리병은 곰팡이 병원균이 벼의 뿌리에 침투하여 식물 성장 호르몬인 지베렐린을 분비시킴으로써 벼를 웃자라게 만들고 이삭이 여물지 못하게 하거나 괴사를 일으키는 병으로, 확산속도가 매우 빠르고 유묘기부터 출수기에 이르기까지 지속적으로 발생해 수확량과 품질을 떨어뜨리는 등 큰 경제적인 손실을 야기한다. 이러한 벼 키다리병은 국내에서도 2011년부터 해마다 그 발병률이 증가하고 있는 추세에 있으며 이로 인한 경제적 손실 또한 증가하고 있으나, 현재까지 종자소독 이외에는 별다른 방제법이 없는 실정이다. 따라서 벼 키다리병의 효과적인 방제를 위하여 그 병원균인 푸자리움 푸지쿠로이의 생활사 및 유전적 특성뿐만 아니라 저항성에 대해 연구할 필요가 있으며, 이를 위하여 자연상태에서 병원균을 분리할 수 있는 푸자리움 푸지쿠로이의 효과적인 선택배지 개발이 시급하다.
푸자리움 속(genus)에 속하는 곰팡이들을 선택적으로 분리하기 위한 시도는 오랫동안 이루어져 왔으며, 그 대표적인 방법으로 PCNB(pentachloronitrobenzene)라는 농약 성분을 함유한 배지가 이용되었다. 그러나 위 PCNB는 접합균류나 난균류의 억제에는 효과적이지만, 푸자리움 속에 속하는 곰팡이들의 생장을 억제시키는데는 한계가 있기 때문에 푸자리움 푸지쿠로이 균주만을 선택적으로 분리하는데 사용되기는 어려우며, 달리 푸자리움 푸지쿠로이 균주만을 분리할 수 있는 방법은 아직 알려진 바 없다.
이에 본 발명자들은 푸자리움 속의 병원균 중에서도 특히 푸자리움 푸지쿠로이만을 선택적으로 분리하는데 사용될 수 있는 물질을 찾던 중 과산화수소(H2O2)의 항균 활성을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다. 과산화수소는 일반적으로 산화제, 표백제, 소독제 등의 용도로 널리 사용되고 있으나, 아직까지 항균 활성에 대해서는 알려진 바가 없다.
본 발명의 목적은 과산화수소를 이용하여 푸자리움 푸지쿠로이 곰팡이를 선택적으로 분리 및 배양할 수 있는 선택배지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 과산화수소를 포함하는 선택배지를 이용하여 푸자리움 푸지쿠로이를 배양 또는 검출하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 과산화수소를 포함하는 선택배지를 이용하여 푸자리움 푸지쿠로이가 매개하는 식물병을 진단하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 과산화수소(H2O2)를 포함하는 푸자리움 푸지쿠로이(Fusarium fujikuroi)의 선택배지를 제공한다.
상기 선택배지는 푸자리움 푸지쿠로이의 배양을 위해 사용될 수 있는 기본배지에 유효량의 과산화수소를 첨가하여 제조될 수 있다. 상기 "기본배지"는 푸자리움 푸지쿠로이를 배양하는데 사용될 수 있는 것이라면, 그 종류에 아무런 제한이 없다. 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 기본배지는 액체 또는 고체 배지일 수 있다. 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 기본배지는 공지의 방법에 따라 제조된 MM (minimal medium), PDA (potato dextrose agar), CM (complete medium), PDB (potato dextrose broth) 또는 CMC (carboxylmethyl cellulose) 배지일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 "유효량"이란 선택배지 내에 포함된 과산화수소가 시료 내에 포함된 푸자리움 푸지쿠로이 이외의 미생물에 대해 항균 및/또는 항진균 활성을 나타내는 첨가량을 의미하며, 배양조건, 배지 및 병원균의 종류 등에 따라 푸자리움 푸지쿠로이를 선택적으로 배양하기에 가장 적합한 양이 선택될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 선택배지에 첨가되는 과산화수소의 농도는 1 ~ 10 mM, 바람직하게는 1 ~ 5 mM, 더욱 바람직하게는 3 ~ 5 mM일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 선택배지는 푸자리움 푸지쿠로이 이외의 미생물에 대해 항균 또는 항진균 활성을 나타내는 물질을 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 물질은 PCNB (Pentachloronitrobenzene)일 수 있다. PCNB는 특히 푸자리움 속 이외의 곰팡이들로부터 푸자리움 푸지쿠로이를 분리하는데 유용하게 사용될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 PCNB는 300 ~ 1,000 ppm, 바람직하게는 700 ~ 800 ppm의 농도로 첨가될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 선택배지는 푸자리움 푸지쿠로이 이외의 미생물, 바람직하게는 곰팡이, 더욱 바람직하게는 자낭균을 포함하는 곰팡이에 대하여 항균 또는 항진균 활성을 나타낸다. 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 선택배지가 항진균 활성을 나타내는 병원성 곰팡이의 예로는 푸자리움 그라미네아룸(Fusarium graminearum), 마그나포르세 오라이재(Magnaporthe oryzae) 등이 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 상기 선택배지를 이용하여 푸자리움 푸지쿠로이를 선택적으로 배양하는 방법을 제공한다. 상기 배양방법은 시료를 상기 선택배지에 접종하여 배양하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 시료는 벼, 바람직하게는 벼 키다리병에 걸린 벼 또는 그 주변의 토양으로부터 분리된 것일 수 있다. 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 시료는 푸자리움 그라미네아룸(Fusarium graminearum) 및/또는 마그나포르세 오라이재(Magnaporthe oryzae)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 과산화수소를 이용한 푸자리움 푸지쿠로이의 검출방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 검출방법은 과산화수소를 포함하는 배지에 시료를 접종하여 배양하는 단계를 포함한다. 상기 시료는 푸자리움 푸지쿠로이의 존재 여부가 불명확하여 이를 확인하기 위한 시료이다. 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 시료는 벼로부터 분리된 것일 수 있으며, 상기 검출방법은 벼에 존재하는 푸자리움 푸지쿠로이를 확인 또는 분리하기 위한 방법일 수 있다. 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 시료는 푸자리움 그라미네아룸(Fusarium graminearum) 및/또는 마그나포르세 오라이재(Magnaporthe oryzae)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 상기 검출방법을 이용하여 푸자리움 푸지쿠로이에 의해 유발되는 식물병을 진단하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 진단방법은 과산화수소를 포함하는 배지에 시료를 접종하여 배양하는 단계; 상기 배지에서 생장하는 곰팡이를 분리하는 단계; 및 상기 분리된 곰팡이가 푸자리움 푸지쿠로이인지 여부를 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 식물병은 벼 키다리병일 수 있으며, 상기 시료는 벼 또는 그 주변의 토양으로부터 분리된 것일 수 있다. 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 분리된 곰팡이가 푸자리움 푸지쿠로이인지 여부를 확인하는 단계는 형태학적 분석 및/또는 핵산의 염기서열 분석을 포함한 유전학적 방법으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 과산화수소를 포함하는 배지는 푸자리움 푸지쿠로이 이외의 병원성 곰팡이들의 생장을 효과적으로 억제시키므로 푸자리움 푸지쿠로이의 선택배지로 사용될 수 있다. 또한, 푸자리움 푸지쿠로이를 단시간 내에 쉽게 검출할 수 있어 푸자리움 푸지쿠로이에 의해 유발되는 벼 키다리병 등의 식물병을 진단하는데 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 과산화수소 및/또는 PCNB가 포함되거나 포함되지 않은 배지에서 배양된 곰팡이 균주들의 균사 생장 정도를 나타낸 사진이다(접종 후 7일째).
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 상세히 설명하고자 한다. 단, 아래 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 다음 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
과산화수소 및 PCNB를 함유하는 선택배지의 제조
200 ml을 기준으로 PCNB를 녹이기 위하여 우선 팰콘 튜브(falcon tube)에 에탄올 15 ml과 PCNB 0.15g을 넣고 흔들어 섞어 주었다. 500 ml 플라스크에 증류수 250 ml 정도를 넣고, 상기 PCNB가 녹아 있는 에탄올을 첨가한 후 1시간 정도 가열하였다. 위와 같이 PCNB가 녹아 있는 에탄올을 증류수에 첨가하면 뿌옇게 흐려지게 되는데 이렇게 뿌옇게 변한 용액이 투명해질 때까지 용액을 끓여 주었다. 투명하게 된 PCNB 수용액의 총 부피가 200 ml, PCNB의 농도가 750 ppm (0.75 mg/ml)이 되도록 증류수를 보충해 주었다. 공지된 최소 배지(minimal media) 성분을 200 ml의 부피에 맞춰서 넣어 주었다. 상기 혼합물을 고압멸균(autoclave)시킨 후 40℃ 정도까지 식혀주었다. 식힌 PCNB 첨가 MM 배지에 과산화수소(H2O2)를 첨가하였다. 이때 과산화수소의 총 농도는 3mM이 되도록 하였다. 과산화수소가 잘 혼합될 수 있도록 흔들어 섞어 준 후 분주하여 사용하였다.
<실시예 2>
실험 균주들의 균사 생장율 측정
과산화수소와 PCNB의 항진균 활성을 측정하기 위하여, 벼 키다리병에 걸린 벼로부터 분리한 푸자리움 푸지쿠로이 균주 3종(B14, CF337 및 CF372), 마그나포르세 오라이재(Magnaporthe oryzae) 1종 및 푸자리움 그라미네아룸(Fusarium graminearum) 1종(Gimje90)을 실험 균주들로 사용하였다. 3mM의 과산화수소 및/또는 750 ppm의 PCNB를 첨가하거나 첨가하지 않은 최소 배지(MM)에 상기 균주들을 접종한 후, 25℃에서 7일간 배양하였다.
상기 실험 균주들의 균사 생장을 측정한 결과, 과산화수소와 PCNB는 모두 푸자리움 푸지쿠로이 균주들의 생장에 영향을 미치지 않았다. 그러나 다른 곰팡이 균주들은 모두 과산화수소의 첨가에 의해 균사 생장이 억제되었고, 마그나포르세 오라이재는 PCNB에 의해서도 생장이 억제되는 것을 확인할 수 있었다(도 1 및 표 1). 하기 표 1은 7일간 측정한 곰팡이 균사의 지름(mm)이다.
Figure pat00001
위 결과는 과산화수소가 푸자리움 푸지쿠로이 균주를 제외한 푸자리움 속 균주를 포함한 곰팡이들의 생장을 억제하는 효과가 있음을 보여준다. 따라서 본 발명에 따른 과산화수소를 유효성분으로 포함하는 선택배지는 푸자리움 푸지쿠로이 균주의 순수배양 또는 계대배양용 배지로 유용하게 이용될 수 있다. 또한, 상기 배지에 PCNB를 추가로 첨가할 경우 푸자리움 속 균주 이외의 곰팡이들로부터 푸자리움 푸지쿠로이 균주를 분리하는데 더욱 효과적일 수 있다.

Claims (14)

  1. 과산화수소를 포함하는 푸자리움 푸지쿠로이(Fusarium fujikuroi)의 선택배지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 선택배지는 MM, PDA, CM, PDB 또는 CMC 배지에 과산화수소가 첨가된 것을 특징으로 하는 선택배지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 과산화수소는 1 내지 5 mM의 농도로 포함되는 것을 특징으로 하는 선택배지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 선택배지는 PCNB (Pentachloronitrobenzene)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 선택배지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 선택배지는 푸자리움 푸지쿠로이 이외의 자낭균에 대하여 항진균 활성을 나타내는 것을 특징으로 하는 선택배지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 선택배지는 푸자리움 그라미네아룸(Fusarium graminearum) 및 마그나포르세 오라이재(Magnaporthe oryzae)의 성장을 억제시키는 것을 특징으로 하는 선택배지.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항의 선택배지에 시료를 접종하여 배양하는 것을 특징으로 하는 푸자리움 푸지쿠로이의 선택적 배양방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 시료는 벼 키다리병에 걸린 벼 또는 그 주변의 토양으로부터 분리된 것을 특징으로 하는 배양방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 시료는 푸자리움 그라미네아룸(Fusarium graminearum) 및 마그나포르세 오라이재(Magnaporthe oryzae)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 곰팡이를 포함하는 것을 특징으로 하는 배양방법.
  10. 과산화수소를 이용한 푸자리움 푸지쿠로이(Cylindrocarpon destructans)의 검출방법.
  11. 제11항에 있어서,
    상기 검출방법은 과산화수소를 포함하는 배지에 시료를 접종하여 배양하는 것을 특징으로 하는 검출방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 검출방법은 벼에 존재하는 푸자리움 푸지쿠로이를 확인 또는 분리하기 위한 방법인 것을 특징으로 하는 검출방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중의 어느 한 항의 검출방법을 이용하여 푸자리움 푸지쿠로이에 의해 유발되는 식물병을 진단하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 식물병은 벼 키다리병인 것을 특징으로 하는 방법.
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