KR20230052410A - 식물 병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성을 갖는 신규 스트렙토마이세스 뮤리누스 js029 균주 - Google Patents
식물 병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성을 갖는 신규 스트렙토마이세스 뮤리누스 js029 균주 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230052410A KR20230052410A KR1020210135452A KR20210135452A KR20230052410A KR 20230052410 A KR20230052410 A KR 20230052410A KR 1020210135452 A KR1020210135452 A KR 1020210135452A KR 20210135452 A KR20210135452 A KR 20210135452A KR 20230052410 A KR20230052410 A KR 20230052410A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- strain
- present
- composition
- culture
- medium
- Prior art date
Links
- 241001468239 Streptomyces murinus Species 0.000 title claims abstract description 19
- 244000000004 fungal plant pathogen Species 0.000 title abstract description 9
- 230000000843 anti-fungal effect Effects 0.000 title description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 59
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 claims abstract description 28
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 claims abstract description 25
- 241001518705 Sclerotinia minor Species 0.000 claims abstract description 23
- 241000223221 Fusarium oxysporum Species 0.000 claims abstract description 14
- 241000813090 Rhizoctonia solani Species 0.000 claims abstract description 9
- 241000221662 Sclerotinia Species 0.000 claims abstract description 9
- 241000918585 Pythium aphanidermatum Species 0.000 claims abstract description 7
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 43
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 claims description 33
- 201000010099 disease Diseases 0.000 claims description 32
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims description 18
- 241000576755 Sclerotia Species 0.000 claims description 16
- 240000007124 Brassica oleracea Species 0.000 claims description 12
- 235000003899 Brassica oleracea var acephala Nutrition 0.000 claims description 12
- 235000011301 Brassica oleracea var capitata Nutrition 0.000 claims description 12
- 235000001169 Brassica oleracea var oleracea Nutrition 0.000 claims description 12
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 claims description 11
- 235000002566 Capsicum Nutrition 0.000 claims description 4
- 244000241235 Citrullus lanatus Species 0.000 claims description 4
- 235000012828 Citrullus lanatus var citroides Nutrition 0.000 claims description 4
- 241000207199 Citrus Species 0.000 claims description 4
- 244000241257 Cucumis melo Species 0.000 claims description 4
- 235000015510 Cucumis melo subsp melo Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 claims description 4
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims description 4
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 4
- 241000220286 Sedum Species 0.000 claims description 4
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 claims description 4
- 235000020971 citrus fruits Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000006002 Pepper Substances 0.000 claims description 3
- 235000016761 Piper aduncum Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000017804 Piper guineense Nutrition 0.000 claims description 3
- 244000203593 Piper nigrum Species 0.000 claims description 3
- 235000008184 Piper nigrum Nutrition 0.000 claims description 3
- FJJCIZWZNKZHII-UHFFFAOYSA-N [4,6-bis(cyanoamino)-1,3,5-triazin-2-yl]cyanamide Chemical compound N#CNC1=NC(NC#N)=NC(NC#N)=N1 FJJCIZWZNKZHII-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 38
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 31
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 23
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 21
- 239000001965 potato dextrose agar Substances 0.000 description 17
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 12
- 244000053095 fungal pathogen Species 0.000 description 12
- 241000187747 Streptomyces Species 0.000 description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 10
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 8
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 7
- 239000006150 trypticase soy agar Substances 0.000 description 7
- 108020004465 16S ribosomal RNA Proteins 0.000 description 6
- 235000010149 Brassica rapa subsp chinensis Nutrition 0.000 description 6
- 235000000536 Brassica rapa subsp pekinensis Nutrition 0.000 description 6
- 241000499436 Brassica rapa subsp. pekinensis Species 0.000 description 6
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000006870 ms-medium Substances 0.000 description 6
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 5
- 238000007821 culture assay Methods 0.000 description 5
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 5
- 239000006916 nutrient agar Substances 0.000 description 5
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 5
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 5
- 241000894007 species Species 0.000 description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 5
- 239000001052 yellow pigment Substances 0.000 description 5
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 4
- 101000775692 Pseudopleuronectes americanus Ice-structuring protein 4 Proteins 0.000 description 4
- 241000233639 Pythium Species 0.000 description 4
- RJURFGZVJUQBHK-UHFFFAOYSA-N actinomycin D Natural products CC1OC(=O)C(C(C)C)N(C)C(=O)CN(C)C(=O)C2CCCN2C(=O)C(C(C)C)NC(=O)C1NC(=O)C1=C(N)C(=O)C(C)=C2OC(C(C)=CC=C3C(=O)NC4C(=O)NC(C(N5CCCC5C(=O)N(C)CC(=O)N(C)C(C(C)C)C(=O)OC4C)=O)C(C)C)=C3N=C21 RJURFGZVJUQBHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 4
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 4
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 4
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 3
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 3
- 230000009036 growth inhibition Effects 0.000 description 3
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 3
- 239000000546 pharmaceutical excipient Substances 0.000 description 3
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 3
- 241000186361 Actinobacteria <class> Species 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- 229920000298 Cellophane Polymers 0.000 description 2
- 101710128742 Cytochrome b6-f complex iron-sulfur subunit 2 Proteins 0.000 description 2
- 108010092160 Dactinomycin Proteins 0.000 description 2
- 241000799857 Streptomyces graminearus Species 0.000 description 2
- 241000197556 Streptomyces phaeoluteichromatogenes Species 0.000 description 2
- RJURFGZVJUQBHK-IIXSONLDSA-N actinomycin D Chemical compound C[C@H]1OC(=O)[C@H](C(C)C)N(C)C(=O)CN(C)C(=O)[C@@H]2CCCN2C(=O)[C@@H](C(C)C)NC(=O)[C@H]1NC(=O)C1=C(N)C(=O)C(C)=C2OC(C(C)=CC=C3C(=O)N[C@@H]4C(=O)N[C@@H](C(N5CCC[C@H]5C(=O)N(C)CC(=O)N(C)[C@@H](C(C)C)C(=O)O[C@@H]4C)=O)C(C)C)=C3N=C21 RJURFGZVJUQBHK-IIXSONLDSA-N 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 229960000640 dactinomycin Drugs 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 2
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 2
- 230000007918 pathogenicity Effects 0.000 description 2
- 244000000003 plant pathogen Species 0.000 description 2
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 2
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 2
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 2
- UHPMCKVQTMMPCG-UHFFFAOYSA-N 5,8-dihydroxy-2-methoxy-6-methyl-7-(2-oxopropyl)naphthalene-1,4-dione Chemical compound CC1=C(CC(C)=O)C(O)=C2C(=O)C(OC)=CC(=O)C2=C1O UHPMCKVQTMMPCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000235349 Ascomycota Species 0.000 description 1
- RURLVUZRUFHCJO-UHFFFAOYSA-N Chromomycin A3 Natural products COC(C1Cc2cc3cc(OC4CC(OC(=O)C)C(OC5CC(O)C(OC)C(C)O5)C(C)O4)c(C)c(O)c3c(O)c2C(=O)C1OC6CC(OC7CC(C)(O)C(OC(=O)C)C(C)O7)C(O)C(C)O6)C(=O)C(O)C(C)O RURLVUZRUFHCJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001136168 Clavibacter michiganensis Species 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 241000223218 Fusarium Species 0.000 description 1
- GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N N-[2-(1H-indol-3-yl)ethyl]-N-methylprop-2-en-1-amine Chemical compound CN(CCC1=CNC2=C1C=CC=C2)CC=C GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000758706 Piperaceae Species 0.000 description 1
- 241001361634 Rhizoctonia Species 0.000 description 1
- 206010039710 Scleroderma Diseases 0.000 description 1
- 241001558929 Sclerotium <basidiomycota> Species 0.000 description 1
- 241001147289 Streptomyces malaysiense Species 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 238000011483 antifungal activity assay Methods 0.000 description 1
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 1
- ZYVSOIYQKUDENJ-WKSBCEQHSA-N chromomycin A3 Chemical compound O([C@@H]1C[C@@H](O[C@H](C)[C@@H]1OC(C)=O)OC=1C=C2C=C3C[C@H]([C@@H](C(=O)C3=C(O)C2=C(O)C=1C)O[C@@H]1O[C@H](C)[C@@H](O)[C@H](O[C@@H]2O[C@H](C)[C@@H](O)[C@H](O[C@@H]3O[C@@H](C)[C@H](OC(C)=O)[C@@](C)(O)C3)C2)C1)[C@H](OC)C(=O)[C@@H](O)[C@@H](C)O)[C@@H]1C[C@@H](O)[C@@H](OC)[C@@H](C)O1 ZYVSOIYQKUDENJ-WKSBCEQHSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000006787 czapek-dox agar Substances 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000013399 early diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000002316 fumigant Substances 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 238000013383 initial experiment Methods 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009335 monocropping Methods 0.000 description 1
- 239000000447 pesticide residue Substances 0.000 description 1
- 230000003032 phytopathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000011814 protection agent Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000013207 serial dilution Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 230000028070 sporulation Effects 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
- C12N1/205—Bacterial isolates
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N63/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
- A01N63/20—Bacteria; Substances produced thereby or obtained therefrom
- A01N63/28—Streptomyces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
- C12R2001/465—Streptomyces
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Virology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
Abstract
본 발명은 스클레로티니아 마이너(Sclerotinia minor)를 포함하여 스클레로티니아 스클레로티노룸(Sclerotinia sclerotinorum), 피티움 아파니더마툼(Pythium aphanidermatum), 라이족토니아 솔라니(Rhizoctonia solani) 및 푸사리움 옥시스포룸(Fusarium oxysporum)과 같은 식물 병원성 곰팡이에 대한 우수한 항균 활성을 나타낼 수 있으며 식물의 생장을 촉진할 수도 있는 수탁번호 KACC 92370P로 기탁된 스트렙토마이세스 뮤리누스(Streptomyces murinus) JS029 균주에 관한 것이다.
Description
본 발명은 식물 병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성을 갖는 신규 스트렙토마이세스 뮤리누스 JS029 균주에 관한 것으로, 구체적으로 스클레로티니아 마이너(Sclerotinia minor)를 포함하여 스클레로티니아 스클레로티노룸(Sclerotinia sclerotinorum), 피티움 아파니더마툼(Pythium aphanidermatum), 라이족토니아 솔라니(Rhizoctonia solani) 및 푸사리움 옥시스포룸(Fusarium oxysporum)과 같은 식물 병원성 곰팡이에 대한 우수한 항균 활성을 나타낼 수 있으며, 식물의 생장을 촉진할 수도 있는 신규 스트렙토마이세스 뮤리누스 JS029 균주에 관한 것이다.
현대의 농업 시스템은 친환경적인 농작물 생산을 목표로 하고 있으며 농작물을 보호할 수 있는 새로운 천연자원 개발의 필요성이 높아지고 있다.
푸사리움(Fusarium) 속, 라이족토니아(Rhizoctonia) 속, 피티움(Pythium) 속 등과 같이 토양전염성 병을 일으키는 곰팡이들은 다양한 기주 식물에 발생하여 월동체를 형성하며 토양 속에서 생존하므로 누적적으로 밀도가 증가되어 연작장해의 원인이 된다. 병이 진전된 후 병징이 육안으로 관찰되고 비생물성 병과 비슷한 외부 증상을 나타내기 때문에 초기 진단이 어렵다. 그뿐만 아니라 지하부에 병원균이 존재하므로 지상부병에 비해 방제가 어렵다.
그중 자낭균에 속하는 스클레로티니아 마이너(Sclerotinia minor)는 넓은 기주범위를 가지며 전 세계에서 가장 파괴적인 토양병원성 곰팡이 중 하나이다. 병든 식물체와 조직에 생성되는 검은 균핵은 겨울 동안 흙 위나 흙 속에서 휴면 상태로 존재하므로 부적합한 환경 조건에서도 긴 시간 생존한다. 중요한 농작물에 상당한 경제적 손상을 입히기 때문에 이 병원체를 방제하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.
토양전염성 곰팡이 방제에 토양 소독이 효과적이지만 공간적, 비용적인 어려움이 있을 뿐만 아니라 훈증제의 적용은 인축 및 환경오염의 위험성이 있다. 또한, 토양전염성 곰팡이를 방제하기 위한 다양한 작물보호제가 개발되어 있으나, 소비자들의 친환경 농산물에 대한 수요가 증가하면서 잔류 농약 등의 문제로부터 자유로운 생물학적 방제에 대한 관심도 증가하고 있다.
선행 연구에 따르면 스트렙토마이세스(Streptomyces) 속의 미생물은 물과 토양에 500종 이상 분포하고 균사체로 성장하며 특정한 생활환을 가지는 방선균의 일종이다. 이들 중 일부는 대상 식물의 뿌리에 내생균으로 존재하여 다른 병원균의 접근과 침입을 억제한다. 또한, 일부는 엑티노마이신 D(actinomycin D)와 크로모마이신 A3(chromomycin A3) 등과 같은 항균 화합물을 생산하여 식물 병원균을 억제할 수 있으며 다양한 대사산물을 생산하고 식물 성장을 향상시키는 것으로 나타났다. 이러한 스트렙토마이세스의 특성을 이용하여 토양전염성 곰팡이 방제에 활용한다면 화학적 방제제의 좋은 대안이 될 것으로 사료된다.
이에 본 발명자들은 스트렙토마이세스(Streptomyces) 속을 중점으로 연구하여 토양 유래 식물 병원균에 대해 우수한 항균 활성을 나타내며, 이에 따라 식물, 특히 농작물에 대한 환경 친화적인 병 방제 수단으로 활용할 수 있는 새로운 미생물을 발굴하고자 하였다.
Hamza, A. A., Ali, H. A., Clark, B. R., Murphy, C. D. and Elobaid, E. A.2013. Isolation and characterisation of actinomycin D producing Streptomyces spp. from Sudanese soil. African journal of biotechnology 12: 2624-2632.
따라서 본 발명의 주된 목적은 식물 병원성 미생물, 특히 스클레로티니아 마이너(Sclerotinia minor)와 같은 심각한 식물병을 야기하는 식물 병원성 미생물에 대해 우수한 항균 활성을 나타낼 수 있는 새로운 균주, 특히 스트렙토마이세스(Streptomyces) 속의 균주를 제공하는데 있다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 수탁번호 KACC 92370P로 기탁된 스트렙토마이세스 뮤리누스(Streptomyces murinus) JS029 균주를 제공한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 균주 또는 이의 배양물을 포함하는 항균용 조성물을 제공한다.
본 발명의 항균용 조성물에 있어서, 스클레로티니아 마이너(Sclerotinia minor), 스클레로티니아 스클레로티노룸(Sclerotinia sclerotinorum), 피티움 아파니더마툼(Pythium aphanidermatum), 라이족토니아 솔라니(Rhizoctonia solani) 및 푸사리움 옥시스포룸(Fusarium oxysporum)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상에 대한 항균용인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 균주 또는 이의 배양물을 포함하는 식물병 방제용 조성물을 제공한다.
본 발명의 식물병 방제용 조성물에 있어서, 배추 균핵병, 토마토 균핵병, 고추 균핵병, 감귤나무 균핵병, 돌나물 마름병, 벼잎집무늬마름병, 수박 덩굴쪼김병 및 멜론 덩굴쪼김병으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 식물병 방제용 조성물인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 균주 또는 이의 배양물을 포함하는 식물 성장 촉진용 조성물을 제공한다.
본 발명의 균주는 스클레로티니아 마이너(Sclerotinia minor)를 포함하여, 스클레로티니아 스클레로티노룸(Sclerotinia sclerotinorum), 피티움 아파니더마툼(Pythium aphanidermatum), 라이족토니아 솔라니(Rhizoctonia solani) 및 푸사리움 옥시스포룸(Fusarium oxysporum)과 같은 식물 병원성 곰팡이에 대한 우수한 항균 활성을 나타낼 수 있으며, 식물의 생장을 촉진할 수도 있다.
도 1은 본 발명 스트렙토마이세스 뮤리누스(Streptomyces murinus) JS029 균주의 미생물 수탁증을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명 JS029 균주의 16S rRNA 유전자 서열을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명 JS029 균주의 토양병원성 곰팡이의 균사 생장 억제 활성을 관찰하기 위해 사용한 페트리접시와 여기에 적용한 JS029 균주 및 곰팡이의 위치를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명 JS029 균주의 토양병원성 곰팡이 억제력을 검정하기 위해 사용한 이중 배양 검정의 실험 방법을 나타낸 것이다.
도 5는 MS 배지에서 본 발명 JS029 균주의 토양병원성 곰팡이 억제 효과를 관찰하기 위한 실험 방법을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명 JS029 균주의 포장 적용성을 조사하기 위한 실험 방법을 나타낸 것이다.
도 7은 배지의 종류에 따른 본 발명 JS029 균주의 형태적 특성 실험 결과를 나타낸 것이다. (A), ISP-4 배지; (B), LB 배지; (C), NA 배지; (D), PDA 배지; (E), TSA 배지.
도 8은 본 발명 JS029 균주의 토양병원성 곰팡이 균사 생장 억제 실험 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명 JS029 균주의 토양병원성 곰팡이 억제력에 대한 이중 배양 검정 실험 결과를 나타낸 것이다.
도 10은 MS 배지에서의 본 발명 JS029 균주의 토양병원성 곰팡이 억제 실험 결과를 나타낸 것이다.
도 11 및 12는 본 발명 JS029 균주의 포장 적용성 실험 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명 JS029 균주의 16S rRNA 유전자 서열을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명 JS029 균주의 토양병원성 곰팡이의 균사 생장 억제 활성을 관찰하기 위해 사용한 페트리접시와 여기에 적용한 JS029 균주 및 곰팡이의 위치를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명 JS029 균주의 토양병원성 곰팡이 억제력을 검정하기 위해 사용한 이중 배양 검정의 실험 방법을 나타낸 것이다.
도 5는 MS 배지에서 본 발명 JS029 균주의 토양병원성 곰팡이 억제 효과를 관찰하기 위한 실험 방법을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명 JS029 균주의 포장 적용성을 조사하기 위한 실험 방법을 나타낸 것이다.
도 7은 배지의 종류에 따른 본 발명 JS029 균주의 형태적 특성 실험 결과를 나타낸 것이다. (A), ISP-4 배지; (B), LB 배지; (C), NA 배지; (D), PDA 배지; (E), TSA 배지.
도 8은 본 발명 JS029 균주의 토양병원성 곰팡이 균사 생장 억제 실험 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명 JS029 균주의 토양병원성 곰팡이 억제력에 대한 이중 배양 검정 실험 결과를 나타낸 것이다.
도 10은 MS 배지에서의 본 발명 JS029 균주의 토양병원성 곰팡이 억제 실험 결과를 나타낸 것이다.
도 11 및 12는 본 발명 JS029 균주의 포장 적용성 실험 결과를 나타낸 것이다.
본 발명의 스트렙토마이세스 뮤리누스(Streptomyces murinus) JS029 균주는 썩은 나무 시료에서 분리되어 국립농업과학원 미생물은행(Korean Agricultural Culture Collection, KACC)에 수탁번호 KACC 92370P로 기탁되어 있다(도 1).
본 발명의 균주는 서열번호 1의 16S rRNA 유전자 서열을 가진다(도 2).
본 발명의 균주는 TSA(tryptic soy agar), PDA(potato dextrose agar), PDB(potato dextrose broth), ISP-2, CZ(Czapek-dox), MYA(malt yeast extract agar), LB(Luria-Bertani), NA(nutrient agar), ISP-4 등의 배지를 사용하여 배양할 수 있다.
본 발명의 균주는 pH 5 내지 pH 9의 pH 조건에서 배양할 수 있다.
본 발명의 균주는 28 내지 37℃의 온도 조건에서 배양할 수 있다.
본 발명의 균주는 4%(w/v) 이하의 NaCl 농도 조건에서 배양할 수 있다.
본 발명의 균주는 스클레로티니아 마이너(Sclerotinia minor), 스클레로티니아 스클레로티노룸(Sclerotinia sclerotinorum), 피티움 아파니더마툼(Pythium aphanidermatum), 라이족토니아 솔라니(Rhizoctonia solani) 및 푸사리움 옥시스포룸(Fusarium oxysporum)과 같은 식물 병원성 곰팡이에 대해 우수한 항진균 활성을 나타낼 수 있으며, 클라비박터 미시가넨시스(Clavibacter michiganensis)와 같은 세균에 대한 항균 활성 또한 나타낼 수 있다.
본 발명의 항균용 조성물은 이러한 본 발명의 균주 또는 이의 배양물을 포함함으로써, 상기와 같은 진균 및 세균을 포함하여 다양한 미생물의 성장을 효과적으로 억제할 수 있다.
바람직하게는 본 발명의 항균용 조성물은 스클레로티니아 마이너, 스클레로티니아 스클레로티노룸, 피티움 아파니더마툼, 라이족토니아 솔라니 및 푸사리움 옥시스포룸으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상에 대한 항균용 조성물이다.
본 발명의 항균용 조성물에 포함되는 본 발명의 균주 또는 이의 배양물은 다양한 형태, 예를 들어 현탁액(예를 들어, 포자 현탁액), 건조물(예를 들어, 포자 또는 배양액의 동결건조물) 등의 형태로 포함될 수 있다. 또한, 배양물은 균주의 세포가 포함된 것이거나 세포가 제외된 것일 수 있다. 이때 세포는 포자를 포함할 수 있다. 세포가 제외된 것은 예를 들어 균주 배양액에서 여과 또는 원심분리 등의 방법으로 세포를 제거하여 수득할 수 있다.
본 발명의 항균용 조성물은 조성물 중 본 발명의 균주 또는 이의 배양물을 다양한 함량으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 조성물 중 본 발명의 균주 또는 이의 배양물을, 예를 들어 건조 중량을 기준으로, 0.01 내지 100중량%로 포함할 수 있으나, 이로 제한되지 않는다.
일 실시형태에서, 본 발명의 항균용 조성물은 본 발명의 균주 또는 이의 배양물 이외에 본 발명의 균주와 같은 종에 속하는 다른 균주 또는 이의 배양물을 포함하지 않는다. 다른 실시형태에서, 본 발명의 항균용 조성물은 본 발명의 균주 또는 이의 배양물 이외에 본 발명의 균주와 같은 속에 속하는 다른 균주 또는 이의 배양물을 포함하지 않는다. 또 다른 실시 형태에서, 본 발명의 항균용 조성물은 본 발명의 균주 또는 이의 배양물 이외에 다른 미생물 또는 이의 배양물을 포함하지 않는다. 또 다른 실시형태에서, 본 발명의 항균용 조성물은 본 발명의 균주 또는 이의 배양물 이외에 다른 항균 물질을 포함하지 않는다. 이때 다른 항균 물질은 기존에 항균 활성이 알려진 본 발명의 균주 또는 이의 배양물 이외의 물질을 의미한다.
본 발명의 항균용 조성물은 본 발명의 균주 또는 이의 배양물을 이외에 첨가제, 예를 들어 완충제, 희석제, 부형제 등의 항균 제제로의 제제화에 통상적으로 포함되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 항균용 조성물은 예를 들어 대상(항균 효과가 발휘되도록 하고자 하는 대상)의 표면에 분사하거나 대상과 혼합하거나 대상과 함께 포장하는 등의 다양한 방식으로 사용될 수 있으나, 이로 제한되지 않는다. 통상의 기술자라면 본 명세서에 제시된 본 발명 균주의 항균 활성 등을 바탕으로 조성물의 상태, 대상의 상태, 목적하는 효과 등에 따라 적절히 변경하여 적용할 수 있을 것이다.
본 발명의 식물병 방제용 조성물은 상기와 같이 식물 병원성 곰팡이에 대해 우수한 항진균 활성을 갖는 본 발명의 균주 또는 이의 배양물을 포함함으로써, 식물병을 효과적으로 방제할 수 있다.
본 발명의 균주는 스클레로티니아 마이너, 스클레로티니아 스클레로티노룸, 피티움 아파니더마툼, 라이족토니아 솔라니 및 푸사리움 옥시스포룸에 대한 우수한 항균 활성을 나타낼 수 있으며, 스클레로티니아 마이너는 배추, 토마토 등에 균핵병을 유발하고, 스클레로티니아 스클레로티노룸은 고추, 감귤나무 등에 균핵병을 유발하고, 피티움 아파니더마툼은 돌나물 마름병을 유발하고, 라이족토니아 솔라니는 벼 잎집무늬마름병을 유발하고 푸사리움 옥시스포룸은 수박, 멜론 등에 덩굴쪼김병을 유발한다. 따라서 바람직하게는 본 발명의 식물병 방제용 조성물은 배추 균핵병, 토마토 균핵병, 고추 균핵병, 감귤나무 균핵병, 돌나물 마름병, 벼잎집무늬마름병, 수박 덩굴쪼김병 및 멜론 덩굴쪼김병으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 식물병 방제용 조성물이다.
본 발명의 식물병 방제용 조성물에 포함되는 본 발명의 균주 또는 이의 배양물은 다양한 형태, 예를 들어 현탁액(예를 들어, 포자 현탁액), 건조물(예를 들어, 포자 또는 배양액의 동결건조물) 등의 형태로 포함될 수 있다. 또한, 배양물은 균주의 세포가 포함된 것이거나 세포가 제외된 것일 수 있다. 이때 세포는 포자를 포함할 수 있다. 세포가 제외된 것은 예를 들어 균주 배양액에서 여과 또는 원심분리 등의 방법으로 세포를 제거하여 수득할 수 있다.
본 발명의 식물병 방제용 조성물은 조성물 중 본 발명의 균주 또는 이의 배양물을 다양한 함량으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 조성물 중 본 발명의 균주 또는 이의 배양물을, 예를 들어 건조 중량을 기준으로, 0.01 내지 100중량%로 포함할 수 있으나, 이로 제한되지 않는다.
일 실시형태에서, 본 발명의 식물병 방제용 조성물은 본 발명의 균주 또는 이의 배양물 이외에 본 발명의 균주와 같은 종에 속하는 다른 균주 또는 이의 배양물을 포함하지 않는다. 다른 실시형태에서, 본 발명의 식물병 방제용 조성물은 본 발명의 균주 또는 이의 배양물 이외에 본 발명의 균주와 같은 속에 속하는 다른 균주 또는 이의 배양물을 포함하지 않는다. 또 다른 실시형태에서, 본 발명의 식물병 방제용 조성물은 본 발명의 균주 또는 이의 배양물 이외에 다른 미생물 또는 이의 배양물을 포함하지 않는다. 또 다른 실시형태에서, 본 발명의 식물병 방제용 조성물은 본 발명의 균주 또는 이의 배양물 이외에 다른 식물병 방제 물질을 포함하지 않는다. 이때 다른 식물병 방제 물질은 기존에 식물병 방제 효과가 알려진 본 발명의 균주 또는 이의 배양물 이외의 물질을 의미한다.
본 발명의 식물병 방제용 조성물은 본 발명의 균주 또는 이의 배양물을 이외에 첨가제, 예를 들어 완충제, 희석제, 부형제 등의 식물병 방제 제제로의 제제화에 통상적으로 포함되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 식물병 방제용 조성물은 예를 들어 대상 식물(식물병을 방제하고자 하는 식물)을 재배할 토양에 분사하거나 이 토양과 혼합하거나 대상 식물의 표면에 분사하는 등의 다양한 방식으로 사용될 수 있으나, 이로 제한되지 않는다. 통상의 기술자라면 본 명세서에 제시된 본 발명 균주의 식물병 방제 효과 등을 바탕으로 조성물의 상태, 대상의 상태, 목적하는 효과 등에 따라 적절히 변경하여 적용할 수 있을 것이다.
본 발명의 균주는 상기와 같은 항균 활성 및 식물병 방제 효과를 나타낼 수 있을 뿐만 아니라 식물 성장을 촉진할 수 있다. 따라서 본 발명의 식물 성장 촉진용 조성물은 본 발명의 균주 또는 이의 배양물을 포함함으로써, 식물 성장을 효과적으로 촉진할 수 있다.
바람직하게는 본 발명의 식물 성장 촉진용 조성물은 배추 성장 촉진용 조성물이다.
본 발명의 식물 성장 촉진용 조성물에 포함되는 본 발명의 균주 또는 이의 배양물은 다양한 형태, 예를 들어 현탁액(예를 들어, 포자 현탁액), 건조물(예를 들어, 포자 또는 배양액의 동결건조물) 등의 형태로 포함될 수 있다. 또한, 배양물은 균주의 세포가 포함된 것이거나 세포가 제외된 것일 수 있다. 이때 세포는 포자를 포함할 수 있다. 세포가 제외된 것은 예를 들어 균주 배양액에서 여과 또는 원심분리 등의 방법으로 세포를 제거하여 수득할 수 있다.
본 발명의 식물 성장 촉진용 조성물은 조성물 중 본 발명의 균주 또는 이의 배양물을 다양한 함량으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 조성물 중 본 발명의 균주 또는 이의 배양물을, 예를 들어 건조 중량을 기준으로, 0.01 내지 100중량%로 포함할 수 있으나, 이로 제한되지 않는다.
일 실시형태에서, 본 발명의 식물 성장 촉진용 조성물은 본 발명의 균주 또는 이의 배양물 이외에 본 발명의 균주와 같은 종에 속하는 다른 균주 또는 이의 배양물을 포함하지 않는다. 다른 실시형태에서, 본 발명의 식물 성장 촉진용 조성물은 본 발명의 균주 또는 이의 배양물 이외에 본 발명의 균주와 같은 속에 속하는 다른 균주 또는 이의 배양물을 포함하지 않는다. 또 다른 실시형태에서, 본 발명의 식물 성장 촉진용 조성물은 본 발명의 균주 또는 이의 배양물 이외에 다른 미생물 또는 이의 배양물을 포함하지 않는다. 또 다른 실시형태에서, 본 발명의 식물 성장 촉진용 조성물은 본 발명의 균주 또는 이의 배양물 이외에 다른 식물 성장 촉진 물질을 포함하지 않는다. 이때 다른 식물 성장 촉진 물질은 기존에 식물 성장 촉진 효과가 알려진 본 발명의 균주 또는 이의 배양물 이외의 물질을 의미한다.
본 발명의 식물 성장 촉진용 조성물은 본 발명의 균주 또는 이의 배양물을 이외에 첨가제, 예를 들어 완충제, 희석제, 부형제 등의 식물 성장 촉진 제제로의 제제화에 통상적으로 포함되는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 식물 성장 촉진용 조성물은 예를 들어 대상 식물(성장을 촉진하고자 하는 식물)을 재배할 토양에 분사하거나 이 토양과 혼합하거나 대상 식물의 표면에 분사하는 등의 다양한 방식으로 사용될 수 있으나, 이로 제한되지 않는다. 통상의 기술자라면 본 명세서에 제시된 본 발명 균주의 식물 성장 촉진 효과 등을 바탕으로 조성물의 상태, 대상의 상태, 목적하는 효과 등에 따라 적절히 변경하여 적용할 수 있을 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
[실시예]
실시예 1. 균주 분리
다음의 방법으로 본 발명의 JS029 균주를 분리하였다.
썩은 나무 시료 100g을 1000㎖의 멸균수에 1차 희석한 후 멸균수에 10-1 내지 10-5으로 연속희석법으로 희석하였다. 1차 희석액은 최종농도 20% 글리세롤에 섞어 -80℃ 초저온냉동고에 보관하였다. 연속희석된 희석액을 각각 100㎕씩 TSA(tryptic soy agar), PDA(potato dextrose agar), ISP-2 등의 고체배지에 도말한 후 28℃에서 24시간 또는 48시간 동안 배양하였다. 배양으로 생성된 콜로니 중에서 형태적으로 방선균으로 구분되는 콜로니들만 3차례 이상의 계대배양을 통해 순수한 콜로니로 회수하였다. 순수배양된 콜로니는 5일간 고체 배양하여 포자 형성을 유도한 후 최종농도 20% 글리세롤에 섞어 -80℃ 초저온냉동고에 보관하였다.
실시예 2. 균주 평가
2-1. 방법
2-1-1. 염기서열 해독 및 상동성 검색
JS029 균주의 콜로니를 PDB 액체배지에 접종하여 3일 동안 진탕배양한 후 배양액을 10,000rpm에서 10분간 원심분리하여 상등액을 제거하고 균체를 회수하였다. 회수된 균체를 사용한 16S rRNA 유전자 염기서열 해독은 ㈜제노텍에 의뢰하였으며, bacterial universal primer(518F, 785F, 800R, 907R)를 사용하여 수행하였다. 16S rRNA 유전자 염기서열의 상동성 검사는 BLAST 프로그램을 사용하여 수행하였고, 표준균주(type strain)들과의 유사성(similarity) 조사 및 관련된 분류군의 16S rRNA 유전자 염기서열의 확보는 Ezbiocloud 서버(http://www.ezbiocloud.net/ eztaxon)에서 수행하였다.
2-1-2. 항진균 활성 검정을 위한 토양병원성 곰팡이와 JS029 균주의 준비 및 배양 조건
토양병원성 곰팡이는 MEA(malt extract agar) 배지에서 25℃, 암상태에서 7일간 배양하였다. 배양된 곰팡이 균사의 끝부분을 직경 5㎜ 코르크 보러(cork borer)를 이용하여 펀칭한 뒤, 배지와 함께 9㎝ 페트리접시(높이 15㎜, 직경 90㎜; SPL, 서울, 한국)의 중앙에 접종하였다.
JS029 균주는 CZ(Czapek-dox) 배지에 스트리킹(streaking)하여 25℃로 3주간 배양하였다.
2-1-3. JS029 균주에 의한 토양병원성 곰팡이의 균사 생장 억제 관찰
토양병원균 곰팡이에 대한 JS029 균주의 항균활성을 알아보기 위해 24.5 × 24.5㎝ 사각 페트리접시(245㎜ × 245㎜ × 20㎜; SPL, 서울, 한국)에 JS029 균주와 13종의 곰팡이를 MYA(malt yeast extract agar) 배지에 공동 접종하여 25℃ 암상태에서 7일간 배양한 뒤 결과를 측정하였다. JS029 균주의 포자 현탁액 준비의 경우 균주를 CZ(Czapek Dox agar) 배지에 스트리킹하여 3주간 배양한 뒤, 배양한 배지에 멸균 증류수 2㎖를 분주하여, 멸균 면봉을 이용하여 배지 표면을 문질러 포자를 수거하였다. 수거된 포자는 균사를 제거하기 위해 15㎖ 캡-튜브에 멸균된 미라클로스(miracloth)를 이용하여 걸러준 뒤 각 곰팡이로부터 30㎜ 떨어진 양쪽에 놓인 지름 6㎜의 페이퍼디스크에 15㎕로 분주하였다. 곰팡이는 7일간 배양한 배지에서 가장자리의 균사를 직경 5㎜ 코르크 보러를 이용하여 펀칭한 뒤 접종하였다. 이 방법으로 2반복으로 실험하였다. 대조군으로 멸균 증류수 15㎕를 페이퍼디스크에 분주하여 사용하였다(도 3).
2-1-4. 균주의 특성 구명
JS029 균주의 성장 특성을 알아보기 위해서, NaCl을 최종농도 0 내지 5%(1%간격)가 되도록 각각 첨가한 PDA 고체배지에 접종한 후 3일간 배양하여 성장을 관찰하였으며, 성장에 영향을 미치는 pH 조건을 알아보기 위해서, pH 5.0 내지 pH 11.0(pH 1.0의 간격)의 고체배지를 만들어 접종한 후 3일간 배양하여 성장을 관찰하였다. 또한 배양온도에 따른 성장을 관찰하기 위해서 4, 15, 28, 37℃에서 각각 3일간 배양하여 성장을 관찰하였다. 형태분화는 LB, NA, PDA, ISP-4, TSA 등 5종의 고체배지에서 7일간 배양하면서 관찰하였다.
2-1-5. 이중 배양 검정
JS029 균주의 토양병원성 곰팡이 억제력을 검정하기 위해 병원체와 공동배양하여 균사 생장 저지대를 직접적으로 관찰할 수 있는 이중 배양 검정(dual culture assay)(Kunova et al., 2016) 방법을 이용하였다(도 4). 이 방법은 실험에 사용한 균이 억제물질을 가지고 있는 지의 여부를 1차적으로 판단할 시 주로 사용되며, 여러 병원체의 균사 생장을 비교할 수 있다는 장점이 있다.
선별된 7종의 곰팡이 균주들을 MEA 배지에 배양하여 25℃ 암상태에서 7일간 보관한 뒤, 가장자리를 펀칭하여 9㎝ MEA 배지 페트리접시 중앙에 놓고 페트리접시 가장자리 4곳에 지름 6㎜ 페이어디스크를 치상하였다.
JS029 균주를 CZ 배지에 스트리킹하여 배양하였다. 멸균 증류수를 이용하여 포자를 수거하고 멸균 증류수로 포자 농도를 108 cfu/㎖로 맞춰 준비하였다. 치상된 6㎜ 페이퍼디스크에 준비된 JS029 균주 포자 현탁액 15㎕를 분주한 후 25℃에서 일주일간 배양한 뒤 나타난 저지대를 측정하였다. 3반복으로 실험을 수행하였으며, 대조군의 경우 병원균을 접종한 뒤 페이퍼디스크에 멸균 증류수를 15㎕를 처리하였다.
2-1-6. MS(Murashige and Skoog) 배지를 이용한 곰팡이 억제 효과 관찰
JS029 균주를 사용하여 실제 작물에도 효과가 있는지 관찰하였다. JS029 균주를 PDA(Potato Dextrose Agar) 배지에 스트리킹하고 스클레로티니아 마이너( Sclerotinia minor)를 PDA 배지에 치상하여 1주일간 25℃에서 배양한 후 5㎜ 코르크 보러로 가장자리를 펀칭하여 사용하였다. MS(Murashige and Skoog, 1962) 아가(agar) 배지를 사각 페트리접시(125 × 125 × 20㎜; SPL, 서울, 한국)에 굳힌 후 멸균된 셀로판지를 놓았다. 셀로판지와 맞닿게 일정한 간격으로 씨앗을 배치하였다. 대조군과 실험군 모두 페트리접시 양쪽에 펀칭한 배양 블록을 놓았다(도 5).
대조군으로 PDA 배지를 5㎜ 코르크 보러로 펀칭하여 접종하였고, 실험군으로 (1) 스클레로티니아 마이너, (2) JS029 균주, (3) 스클레로티니아 마이너와 JS029 균주를 동시 접종하여 2주간 관찰하였다. 대조군으로 동일하게 PDA 배지만을 사용하였다.
2-1-7. 실제 식물 실험을 통한 JS029 균주의 포장 적용성 연구
MS 배지에서 확인된 JS029 균주의 항균력이 흙에서도 동일하게 나타나는지를 확인하기 위해 실험을 진행하였다(도 6).
다른 병원균 및 미생물의 영향을 배제하기 위해 멸균한 흙을 사용하였다. 흙 150㎖에 멸균 증류수 60㎖을 섞어 멸균기(121℃, 15psi)에서 20분간 멸균한 후 식물 배양 접시(100 × 50㎜)(PP); SPL, 서울, 한국)에 담고 스클레로티니아 마이너 균핵 30개와 일주일간 JS029 균주를 배양한 PDA를 5㎜ 코르크 보러로 펀칭한 15개의 조각을 흙에 섞어 주었다. 대조군은 PDA를 펀칭하여 사용하였다.
이후 실험에서는 포자의 수를 동일하게 하여 실험에 진행하기 위해 포자 현탁액을 사용하였다. 멸균된 흙 250㎖에 D.W 130㎖를 섞어 멸균기(121℃, 15psi)에서 20분간 멸균한 후 배추 씨앗 5개를 파종하여 7일간 기른 후 대조군에는 멸균 증류수 10㎖를 분주하고 스클레로티니아 마이너 균핵만 접종한 것과 JS029 균주의 포자의 수를 107 cfu/㎖로 희석하여 10㎖를 분주한 것, 균핵과 포자 현탁액을 동시에 접종하여 식물 생육상(Growth chamber)에서 2주간 관찰하였다.
2-2. 결과
2-2-1. 균주 동정 및 배양 특성 확인
JS029 균주는, 16S rRNA 유전자 염기서열 해독을 통한 상동성 검색결과, 스트렙토마이세스(Streptomyces)속 표준균주 스트렙토마이세스 뮤리누스(Streptomyces murinus) NBRC 12799 및 스트렙토마이세스 그라미네아루스(Streptomyces graminearus) NBRC 15420와 99.93%, 스트렙토마이세스 말레이시엔스(Streptomyces malaysiense) MUSC 136과 98.76%, 스트렙토마이세스 시앙타넨시스(Streptomyces xiangtanensis) LUSFXJ와 98.71%, 스트렙토마이세스 미시오엔시스(Streptomyces misioensis) DSM 40306과 98.69%, 스트렙토마이세스 패올루테이크로마토젠스(Streptomyces phaeoluteichromatogenes) NRRL5799와 98.60%의 상동성을 보였고, 이에 따라 스트렙토마이세스 뮤리누스와 동일한 종으로 동정하여 스트렙토마이세스 뮤리누스 JS029로 명명하였다.
JS029 균주는, LB 고체배지에서 기저균사를 형성하고 기균사 및 포자를 형성하지 않으며 배지에 노란색 색소를 분비하였고, TSA 고체배지에서는 기저균사를 형성하고 배지에 노란색 색소를 분비하였고, NA 고체배지에서는 기균사를 형성하고 배지에 노란색 색소를 많이 분비하였고, PDA 고체배지에서는 회색의 포자를 형성하고 배지에 적은 양의 노란색 색소를 분비하였고, ISP-4 고체배지에서는 짙은 갈색의 포자를 형성하고 배지에 노란색 색소를 분비하였다(도 7).
JS029 균주는 pH 6.0 미만과 10.0 이상의 조건에서는 거의 성장하지 못하였고, pH 7.0의 조건에서 성장이 가장 좋은 것으로 관찰되었다. 또한 15℃ 이하의 조건에서는 성장하지 못하였고 28℃에서 최적의 성장이 관찰되었다. NaCl 농도가 1% 이하일 때 성장이 좋았으며 그 이상의 조건에서는 약한 성장을 보이다가 5% 이상의 조건에서는 전혀 자라지 못하였다(표 1).
| 조건 | 배양 시간(일) | |||
| 1 | 2 | 3 | ||
| pH | 5.0 | - | -+ | -+ |
| 6.0 | - | +- | + | |
| 7.0 | - | ++ | ++ | |
| 8.0 | - | +- | + | |
| 9.0 | - | -+ | + | |
| 10.0 | - | - | - | |
| 온도(℃) | 4 | - | - | - |
| 15 | - | - | - | |
| 28 | +- | ++ | ++ | |
| 37 | +- | + | + | |
| NaCl(%) | 1 | + | ++ | ++ |
| 2 | - | +- | +- | |
| 3 | - | +- | +- | |
| 4 | - | +- | +- | |
| 5 | - | - | - | |
-, 성장이 관찰되지 않음; -+, 매우 약한 성장이 관찰됨; +-, 약한 성장이 관찰됨; +, 양호한 성장이 관찰됨; ++, 우수한 성장이 관찰됨.
2-2-2. JS029 균주에 의한 토양병원성 곰팡이의 균사 생장 억제 관찰
실험에 사용한 토양 유래 식물병원성 곰팡이 및 세균은 총 14종으로 국립유전자원센터에서 입수하거나 직접 분리하여 실험에 사용하였다.
실험 실시 후 7일 뒤 저지대를 측정한 결과, 토양유래 식물병원성 곰팡이 및 세균에 대한 JS029 균주의 항균 활성이 매우 우수한 것으로 나타났다(도 8 및 표 2).
2-2-3. 이중 배양 검정
JS029 균주와 곰팡이 7종에 대하여 이중 배양 검정을 실시하였다. 실험을 실시하고 7일 후 저지대를 측정한 결과, JS029 균주는 다양한 곰팡이 균주에 대해 저지대를 보였다. JS029 균주는 배추에서 분리된 균핵병균인 스클레로티니아 마이너에서 높은 균사 성장 저해를 보였다(도 9 및 표 3).
2-2-4. MS(Murashige and Skoog) 배지를 이용한 곰팡이 억제 효과 관찰
MS 배지를 이용하여 기주 식물 내에서의 곰팡이의 병원성과 JS029 균주의 병원성 저해 능력을 검정하였다. JS029가 높은 균사 저해능을 보였던 스클레로티니아 마이너와 배추를 MS 배지에서 기른 뒤 항균 활성을 검정하였다. 스클레로티니아 마이너와 기주인 배추에 JS029 균주를 적용하였을 때 초기 실험과 동일하게 높은 항균능을 보였다.
MS 배지를 이용하여 시험관 내에서 배추에 JS029 균주를 적용하여 1주일 간격으로 총 2주간 관찰하였다.
그 결과 스클레로티니아 마이너와 JS029 균주를 동시 접종한 실험구에서는 JS029 균주를 접종한 배지 쪽의 배추만이 생장하는 것으로 나타났다. 이는 JS029 균주가 스클레로티니아 마이너에 대한 항균 작용을 나타내어 배추 실생을 보호할 수 있음을 의미한다(도 10).
2-2-5. 실제 식물 실험을 통한 JS029 균주의 포장 적용성 연구
토양 내에서 JS029 균주의 항균활성을 알아보기 위해 멸균된 흙에 포트당 씨앗 7개를 파종하여 실험을 수행하였다. 2주 동안 관찰한 결과 스클레로티니아 마이너만 접종된 포트와 달리 스클레로티니아 마이너와 JS029 균주를 동시 접종한 포트의 배추는 모두 살아남았다(도 11).
또한, 이 실험에서 대조군과 JS029 균주가 접종된 포트의 배추의 생장을 비교해 본 결과, JS029 균주가 접종된 식물의 성장이 대조군에 비해 촉진되는 것으로 나타났다. 실험 결과를 더 자세히 살펴보기 위해 식물 생장이 저해되지 않는 깊이가 깊은 포트(25㎝ 높이의 유리병)로 변경하여 실험을 수행하였다.
실험을 실시하고 2주가 지난 후 모든 개체가 곰팡이에 감염된 스클레로티니아 마이너 포트와 다르게 동시 접종한 포트는 4주가 지난 후에도 배추가 정상적으로 생장하였다(도 12). 이 실험에서도 JS029 균주가 접종된 포트에서 식물의 생장이 촉진되는 것으로 나타났다. 각 생체량을 측정한 결과 JS029 균주를 접종한 포트의 배추와 대조군 포트의 배추의 생체량은 약 160㎎ 차이가 났으며, 동시 접종한 포트의 배추는 2,900㎎으로 측정되었다(표 4).
<110> National Institute of Biological Resources
<120> Novel Streptomyces murinus JS029 strain with anti-fungal activity
against plant pathogenic fungi
<130> ALP21024
<160> 1
<170> KoPatentIn 3.0
<210> 1
<211> 1464
<212> DNA
<213> Unknown
<220>
<223> Streptomyces murinus JS029
<400> 1
tgctcaggac gaacgctggc ggcgtgctta acacatgcaa gtcgaacgat gaagcccttc 60
ggggtggatt agtggcgaac gggtgagtaa cacgtgggca atctgccctg cactctggga 120
caagccctgg aaacggggtc taataccgga tatgaccatc ttgggcatcc ttgatggtgt 180
aaagctccgg cggtgcagga tgagcccgcg gcctatcagc ttgttggtga ggtaatggct 240
caccaaggcg acgacgggta gccggcctga gagggcgacc ggccacactg ggactgagac 300
acggcccaga ctcctacggg aggcagcagt ggggaatatt gcacaatggg cgaaagcctg 360
atgcagcgac gccgcgtgag ggatgacggc cttcgggttg taaacctctt tcagcaggga 420
agaagcgaga gtgacggtac ctgcagaaga agcgccggct aactacgtgc cagcagccgc 480
ggtaatacgt agggcgcaag cgttgtccgg aattattggg cgtaaagagc tcgtaggcgg 540
cttgtcacgt cgattgtgaa agctcggggc ttaaccccga gtctgcagtc gatacgggct 600
agctagagtg tggtagggga gatcggaatt cctggtgtag cggtgaaatg cgcagatatc 660
aggaggaaca ccggtggcga aggcggatct ctgggccatt actgacgctg aggagcgaaa 720
gcgtggggag cgaacaggat tagataccct ggtagtccac gccgtaaacg gtgggaacta 780
ggtgttggcg acattccacg tcgtcggtgc cgcagctaac gcattaagtt ccccgcctgg 840
ggagtacggc cgcaaggcta aaactcaaag gaattgacgg gggcccgcac aagcggcgga 900
gcatgtggct taattcgacg caacgcgaag aaccttacca aggcttgaca tacaccggaa 960
agcattagag atagtgcccc ccttgtggtc ggtgtacagg tggtgcatgg ctgtcgtcag 1020
ctcgtgtcgt gagatgttgg gttaagtccc gcaacgagcg caacccttgt cccgtgttgc 1080
cagcaggccc ttgtggtgct ggggactcac gggagaccgc cggggtcaac tcggaggaag 1140
gtggggacga cgtcaagtca tcatgcccct tatgtcttgg gctgcacacg tgctacaatg 1200
gccggtacaa tgagctgcga taccgtgagg tggagcgaat ctcaaaaagc cggtctcagt 1260
tcggattggg gtctgcaact cgaccccatg aagtcggagt cgctagtaat cgcagatcag 1320
cattgctgcg gtgaatacgt tcccgggcct tgtacacacc gcccgtcacg tcacgaaagt 1380
cggtaacacc cgaagccggt ggcccaaccc cttgtgggag ggagctgtcg aaggtgggac 1440
cagcgattgg gacgaagtcg taaa 1464
Claims (6)
- 수탁번호 KACC 92370P로 기탁된 스트렙토마이세스 뮤리누스(Streptomyces murinus) JS029 균주.
- 제1항의 균주 또는 이의 배양물을 포함하는 항균용 조성물.
- 제2항에 있어서,
상기 조성물은 스클레로티니아 마이너(Sclerotinia minor), 스클레로티니아 스클레로티노룸(Sclerotinia sclerotinorum), 피티움 아파니더마툼(Pythium aphanidermatum), 라이족토니아 솔라니(Rhizoctonia solani) 및 푸사리움 옥시스포룸(Fusarium oxysporum)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상에 대한 항균용인, 항균용 조성물. - 제1항의 균주 또는 이의 배양물을 포함하는 식물병 방제용 조성물.
- 제4항에 있어서,
상기 조성물은 배추 균핵병, 토마토 균핵병, 고추 균핵병, 감귤나무 균핵병, 돌나물 마름병, 벼잎집무늬마름병, 수박 덩굴쪼김병 및 멜론 덩굴쪼김병으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 식물병 방제용인, 식물병 방제용 조성물. - 제1항의 균주 또는 이의 배양물을 포함하는 식물 성장 촉진용 조성물.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210135452A KR102606381B1 (ko) | 2021-10-13 | 2021-10-13 | 식물 병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성을 갖는 신규 스트렙토마이세스 뮤리누스 js029 균주 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210135452A KR102606381B1 (ko) | 2021-10-13 | 2021-10-13 | 식물 병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성을 갖는 신규 스트렙토마이세스 뮤리누스 js029 균주 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230052410A true KR20230052410A (ko) | 2023-04-20 |
| KR102606381B1 KR102606381B1 (ko) | 2023-11-29 |
Family
ID=86143939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210135452A KR102606381B1 (ko) | 2021-10-13 | 2021-10-13 | 식물 병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성을 갖는 신규 스트렙토마이세스 뮤리누스 js029 균주 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102606381B1 (ko) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230174199A (ko) | 2023-12-08 | 2023-12-27 | 대한민국(환경부 국립생물자원관장) | 스트렙토마이세스 뮤리누스 js029를 이용한 토마토 시들음병 억제 및 성장 촉진 |
| KR20230174198A (ko) | 2023-12-08 | 2023-12-27 | 대한민국(환경부 국립생물자원관장) | 스트렙토마이세스 뮤리누스 js029를 이용한 탄저병 억제 |
| KR20230174197A (ko) | 2023-12-08 | 2023-12-27 | 대한민국(환경부 국립생물자원관장) | 스트렙토마이세스 뮤리누스 js029를 이용한 잿빛곰팡이병 억제 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10750711B2 (en) * | 2015-06-08 | 2020-08-25 | Indigo Ag, Inc. | Streptomyces endophyte compositions and methods for improved agronomic traits in plants |
-
2021
- 2021-10-13 KR KR1020210135452A patent/KR102606381B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10750711B2 (en) * | 2015-06-08 | 2020-08-25 | Indigo Ag, Inc. | Streptomyces endophyte compositions and methods for improved agronomic traits in plants |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| African Journal of Microbiology Reaserch, Vol. 7(16), pp.1496-15042013.04.16.) * |
| Hamza, A. A., Ali, H. A., Clark, B. R., Murphy, C. D. and Elobaid, E. A.2013. Isolation and characterisation of actinomycin D producing Streptomyces spp. from Sudanese soil. African journal of biotechnology 12: 2624-2632. |
| Kor. J. Mycol., Vol.44(4), pp.330-337(2016.12.)* * |
| Mycobiology, Vol.45(1), pp.44-47(2017.03.) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102606381B1 (ko) | 2023-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| You et al. | Multiple criteria-based screening of Trichoderma isolates for biological control of Botrytis cinerea on tomato | |
| Tiwari et al. | Endophytic bacteria from Ocimum sanctum and their yield enhancing capabilities | |
| Grosch et al. | Fungal antagonists of the plant pathogen Rhizoctonia solani: selection, control efficacy and influence on the indigenous microbial community | |
| KR101569737B1 (ko) | 벼 근권에서 분리된 신규 식물 내생세균 바실러스 오리지콜라 및 이를 이용한 천연식물 보호 및 식물 강화제 개발 | |
| JP6009564B2 (ja) | 胴枯病を制御するための組成物および方法 | |
| Zeng et al. | Use of Coniothyrium minitans and other microorganisms for reducing Sclerotinia sclerotiorum | |
| Cazorla et al. | Isolation and characterization of antagonistic Bacillus subtilis strains from the avocado rhizoplane displaying biocontrol activity | |
| KR100587447B1 (ko) | 바실러스 서브틸리스 ｅｂ120 균주, 이를 포함하는 식물병 방제용 미생물 제제 및 이를 이용하여 식물병을 방제하는방법 | |
| KR102606381B1 (ko) | 식물 병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성을 갖는 신규 스트렙토마이세스 뮤리누스 js029 균주 | |
| Lamsal et al. | Biocontrol of late blight and plant growth promotion in tomato using rhizobacterial isolates | |
| KR100812649B1 (ko) | 식물 병원균에 대한 항균 활성을 갖는 스트렙토마이세스 속ｖｓｖ-12 ｋｃｔｃ１０９３６ｂｐ 및 이를 이용한 식물병원균 방제제 | |
| Saravanakumar et al. | Antagonistic potential of lipopeptide producing Bacillus amyloliquefaciens against major vegetable pathogens | |
| Andargie et al. | Identification and evaluation of potential bio-control fungal endophytes against Ustilagonoidea virens on rice plants | |
| KR20130110081A (ko) | 식물 생장 촉진 또는 식물 병 방제 활성을 갖는 바실러스 균주 및 이의 용도 | |
| Foroutan | Evaluation of Trichoderma isolates for biological control of wheat Fusarium foot and root rot. | |
| KR100735572B1 (ko) | 주요 식물 병원균에 대한 항균 활성을 갖는스트렙토마이세스 파다누스 ｖｓｐ－32 및 이를 이용한식물 병원균 방제용 미생물 제제 | |
| KR20090105149A (ko) | 식물 병원균에 대하여 항균 활성을 가지는 신규패니바실러스 폴리믹사 ｎｂ1 및 이를 포함하는 조성물 | |
| Yin et al. | Evaluation of the efficacy of endophytic Bacillus amyloliquefaciens against Botryosphaeria dothidea and other phytopathogenic microorganisms | |
| Hathout et al. | Novel Egyptian bacterial strains exhibiting antimicrobial and antiaflatoxigenic activity | |
| KR101005484B1 (ko) | 식물병원균에 대한 항균 활성을 갖는 스트렙토마이세스 스포로클리바투스 ｃｊｓ－49 ｋｃｔｃ 11109ｂｐ 및 이를 포함하는 생물농약 | |
| KR101107331B1 (ko) | 식물 병원균에 대하여 항균 활성을 갖는 신규한 스트렙토마이세스 아르젠테오루스 균주 | |
| Abdelzaher | Biological control of root rot of cauliflower (caused by Pythium ultimumvar. ultimum) using selected antagonistic rhizospheric strains of Bacillus subtilis | |
| Kannan et al. | Control of Fusarium wilt disease in cowpea plant (Vigna Unguiculata L.). using secondary metabolites produced in Bradyrhizobium japonicum | |
| Mushtaq et al. | Antagonisitic potential of soil bacteria against food borne fungi | |
| KR20110120748A (ko) | 신규한 미생물 바실러스 아밀로리큐파션스 씨피 1 및 이를 이용한 딸기 탄저병균의 방제방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |