WO2022055241A1 - 식물병 방제용 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

식물병 방제용 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2022055241A1
WO2022055241A1 PCT/KR2021/012187 KR2021012187W WO2022055241A1 WO 2022055241 A1 WO2022055241 A1 WO 2022055241A1 KR 2021012187 W KR2021012187 W KR 2021012187W WO 2022055241 A1 WO2022055241 A1 WO 2022055241A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
kctc
bacillus
composition
strain
strains
Prior art date
Application number
PCT/KR2021/012187
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
류충민
이상무
Original Assignee
한국생명공학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국생명공학연구원 filed Critical 한국생명공학연구원
Priority to EP21867107.1A priority Critical patent/EP4212020A4/en
Priority claimed from KR1020210119490A external-priority patent/KR102609080B1/ko
Publication of WO2022055241A1 publication Critical patent/WO2022055241A1/ko
Priority to US18/180,321 priority patent/US20230292763A1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01P—BIOCIDAL, PEST REPELLANT, PEST ATTRACTANT OR PLANT GROWTH REGULATORY ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR PREPARATIONS
    • A01P15/00—Biocides for specific purposes not provided for in groups A01P1/00 - A01P13/00
    • 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
    • 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
    • A01N63/22—Bacillus
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01P—BIOCIDAL, PEST REPELLANT, PEST ATTRACTANT OR PLANT GROWTH REGULATORY ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR PREPARATIONS
    • A01P1/00—Disinfectants; Antimicrobial compounds or mixtures thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01P—BIOCIDAL, PEST REPELLANT, PEST ATTRACTANT OR PLANT GROWTH REGULATORY ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR PREPARATIONS
    • A01P7/00—Arthropodicides
    • A01P7/04—Insecticides
    • 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • C12R2001/07—Bacillus

Definitions

  • the present invention relates to a composition for controlling plant diseases and a method for preparing the same.
  • Green blight (blue gourd) is a disease with rapid wilting (forgery) symptoms and is caused by the phytobacterial pathogenic bacterium Ralstonia solanacearum ( Ralstonia solanacearum ).
  • Green blight is a worldwide soil disease that inflicts serious economic loss on agricultural and horticultural production by inflicting damage to more than 200 plants including major solanaceous crops such as tomatoes, potatoes, peppers, eggplants, and tobacco. At first, the leaves near the growing point wither, recover for several days at night and on rainy days, then the whole body withers, and eventually the whole plant dries out blue.
  • thermophilic disease that increases the incidence rate in fields in a high temperature and high humidity environment, and occurs frequently in facility cultivation. Once it occurs, it is highly contagious by contact, so all diseased vines should be removed and the temperature and humidity should be lowered. However, it is very difficult to put this into practice in farms.
  • agronomic methods such as rotation cropping, inter/mixing cropping, and cultivation and field hygiene and methods of cultivating resistant varieties are mainly applied to prevent the occurrence of blight.
  • Copper copper hydroxide
  • agricultural antibiotics streptomycin, oxytetracycline, validamycin, etc.
  • biological pesticides that are effective in controlling green blight have been developed and patents have been registered or released as products, which are being distributed to farms.
  • microbial pesticides do not affect other than target organisms, they are considered as environmentally friendly control means compared to synthetic pesticides with a wide control spectrum, but in actual field, it cannot respond to all strains present in the population of target pathogens.
  • the rhizosphere microbiota plays an important role in plant rigidity, growth, and immunity.
  • the positive and negative effects of soil microbiota have been studied for a long time by the single crop cultivation system, and the soil environment is changed into conditions favorable for disease occurrence by a phenomenon known as negative plant-soil feedback. make it On the other hand, after the continuous and serious occurrence of disease by continuous monoculture, the progression of soil disease is sometimes inhibited.
  • Disease-suppressive soil is mainly composed of soil-derived fungal diseases Rhizoctonia solani (rice leaf blight) , Pythium ultimum (Blossom disease) , Gaeumomyces graminis ( Gaeumannomyces graminis var.
  • Plant disease control is mainly carried out by chemical pesticides, but there are increasing concerns about its use due to the acquisition of resistance to the drug of pathogenic microorganisms, the residual toxicity of chemical pesticides, toxicity to livestock, and destruction of the ecosystem. As a method, the development and use of microbial agents is increasing.
  • Korean Patent Registration No. 10-1188641 discloses that a microbial preparation using Bacillus subtilis (GDYA-1) or its culture medium or mixture as an active ingredient is white leaf blight, blast disease, kidney disease, and rice blight. , discloses that it has antibacterial activity against plant pathogens of sesame seed and leaf blight, and Korean Patent Registration No. 10-2126582 discloses Isaria javanica FT333 strain ( Isaria javanica FT333) or thrips and plant anthrax using the same. A microbial preparation for simultaneous control is disclosed.
  • GDYA-1 Bacillus subtilis
  • Korean Patent Registration No. 10-2126582 discloses Isaria javanica FT333 strain ( Isaria javanica FT333) or thrips and plant anthrax using the same.
  • One aspect of the present invention is to improve resistance to pathogens in plants Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), Bacillus niacini ( Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), Solibacillus sylvestris ( Solibacillus sylvestris) silvestris HRS3, KCTC 14303BP) or Bacillus luciferensis ( Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP) to provide a strain.
  • compositions for controlling plant diseases comprising, as an active ingredient, any one or more selected from the group consisting of any one or more strains of the above strains, the spores of the strains, the culture solution of the strain, and the extract of the culture solution is intended to provide
  • Another aspect of the present invention is to provide a method for controlling plant diseases, wherein the treating step is treating the composition in soil, treating roots, treating seeds, spraying plants, or treating with a method of a combination thereof do it with
  • Another aspect of the present invention is to improve resistance to pathogens in plants Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), Bacillus niacini ( Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), Solibacillus sylvestris ( Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) and Bacillus luciferensis ( Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP)
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a composition for controlling plant diseases, comprising the step of culturing any one or more strains.
  • Another aspect of the present invention is for the preparation of a composition for controlling plant diseases Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), Bacillus niacini ( Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), Solibacillus sylvestris ( Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) and Bacillus luciferensis ( Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP) to provide the use of any one or more of the strains.
  • One aspect of the present invention is to improve resistance to pathogens in plants Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), Bacillus niacini ( Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), Solibacillus sylvestris ( Solibacillus sylvestris) silvestris HRS3, KCTC 14303BP) or Bacillus luciferensis ( Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP) strains are provided.
  • the pathogen in the plant may be any one or more of Ralstonia solanacearum and Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria (Xav).
  • Brevibacterium frigoritolerans Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), Bacillus niacini ( Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) Luciferensis ( Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP) any one or more strains of the strain, the spores of the strain, the culture solution of the strain and the extract of the culture solution Plant disease control comprising as an active ingredient any one or more selected from the group consisting of A composition is provided.
  • the plant disease may be any one of blight and spot disease.
  • Another aspect of the present invention provides a method for controlling a plant disease comprising the step of treating a plant or surrounding plants with the composition.
  • the treating step may be treating the composition in the soil, treating the roots, treating the seeds, spraying the plants, or a method of a combination thereof.
  • the microbial agent for controlling plant diseases of the present invention including the strain, shows an excellent effect in controlling tomato blight and aphid of red pepper through each strain or combination of strains.
  • FIG. 1 shows the microorganisms in the soil collected as a result of 16S rRNA analysis at the Phylum level.
  • HRS healthy rhizosphere soil
  • DRS diseased rhizosphere soil
  • Figure 2 shows the ratio of Gram-positive bacteria in healthy rhizosphere soil (HRS) and infected rhizosphere soil (DRS) through 3% KOH string test and selection medium
  • Figure 3 shows the amount of tomato blight in healthy rhizosphere soil (HRS) and infected rhizome soil (DRS). It shows that treatment with antibiotic, Vancomycin, which inhibits Gram-positive bacteria increases the occurrence of tomato blight in HRS.
  • Figure 4 is Brevibacterium pregoritore lance ( Brevibacterium frigoritolerans HRS1), Bacillus niacini ( Bacillus niacini HRS2), Solibacillus silvestris ( Solibacillus silvestris HRS3 ), and Bacillus luciferensis ( Bacillus luciferensis HRS4) strains are treated, respectively. It shows resistance to disease after treating tomato blight in the soil in which the aged tomatoes are planted.
  • Brevibacterium frigoritolerans HRS1 Brevibacterium frigoritolerans HRS1
  • Bacillus niacini HRS2 Bacillus niacini HRS2
  • Solibacillus silvestris Solibacillus silvestris HRS3
  • Bacillus luciferensis Bacillus luciferensis HRS4 strains are treated, respectively. It shows resistance to disease after treating tomato blight in the soil in which the aged tomatoes are planted.
  • Figure 5 is Brevibacterium frigoritolerans ( Brevibacterium frigoritolerans HRS1), Bacillus niacini ( Bacillus niacini HRS2), Solibacillus silvestris ( Solibacillus silvestris HRS3 ), and Bacillus luciferensis ( Bacillus luciferensis HRS4) strains are treated, respectively. After treating tomato blight on the stems of tomatoes, it shows the induced systemic resistance response of tomatoes.
  • Brevibacterium frigoritolerans HRS1 Brevibacterium frigoritolerans HRS1
  • Bacillus niacini HRS2 Bacillus niacini HRS2
  • Solibacillus silvestris Solibacillus silvestris HRS3
  • Bacillus luciferensis HRS4 strains are treated, respectively. After treating tomato blight on the stems of tomatoes, it shows the induced systemic resistance response of tomatoes.
  • Brevibacterium frigoritolerans Brevibacterium frigoritolerans
  • Bacillus niacini Bacillus niacini HRS2
  • Solibacillus silvestris Solibacillus silvestris HRS3
  • Bacillus luciferensis HRS4 Bacillus luciferensis HRS4
  • FIG. 7 shows the expression of a tomato gene associated with induced resistance by treatment with a synthetic microbial phase (Synccom).
  • FIG. 9 shows resistance to Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria (Xav), which causes bacterial spotting of red pepper as an induced resistance caused by the treatment of synthetic microbial phase (Synccom).
  • Figure 10 shows the resistance to aphids of pepper by the treatment of the synthetic microbial phase (Syncom).
  • One aspect of the present invention is to improve resistance to pathogens in plants Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), Bacillus niacini ( Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), Solibacillus sylvestris ( Solibacillus sylvestris) silvestris HRS3, KCTC 14303BP) or Bacillus luciferensis ( Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP) strains are provided.
  • the pathogen in the plant may be any one or more of Ralstonia solanacearum and Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria (Xav).
  • the pathogen in the plant is a strain that causes tomato blight and red pepper blotch, Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP) of the present invention, solibacillus Silvestris ( Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) or Bacillus luciferensis ( Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP) strains, either individually or through a combination thereof, Ralstonia solanacearum ( Ralstonia solanacearum ) and Xanthomonas axonophodys ( Xanthomonas axonopodis pv. ve
  • compositions for controlling plant diseases comprising, as an active ingredient, any one or more selected from the group consisting of any one or more of the strains, the spores of the strain, the culture solution of the strain, and the extract of the culture solution provides
  • the culture solution of the strain may include both a culture solution including the strain or a culture solution obtained by filtering the strain.
  • the composition may include a carrier in addition to the strain itself, the culture solution of the strain and the extract of the culture solution, and preferred carriers include water, white carbon, kaolin, dextrin, and the like.
  • the culture solution extract is preferably obtained by extracting the culture solution of the strain with an appropriate extraction solvent, for example, ethyl acetate, butanol, water, or a mixed solvent thereof, and more preferably, the culture supernatant is ethyl acetate or ethyl fractionated with butanol in the same amount.
  • an appropriate extraction solvent for example, ethyl acetate, butanol, water, or a mixed solvent thereof
  • the culture supernatant is ethyl acetate or ethyl fractionated with butanol in the same amount.
  • the culture solution of the strain or the extract of the culture solution with a carrier After mixing the spores of the strain, the culture solution of the strain or the extract of the culture solution with a carrier, it can be used by formulating it as a powder, pellet, granule or solution.
  • the plant disease may be any one of green blight and spotted blight, more specifically, any one of tomato blight and red pepper spot blight.
  • the plant disease is Ralstonia solanacearum ( Ralstonia solanacearum ) Tomato blight and Xanthomonas axonopodis ( Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria (Xav))
  • Any one of the pepper spots caused by can be
  • Another aspect of the present invention provides a method for controlling a plant disease comprising the step of treating a plant or surrounding plants with the composition.
  • the plant disease may be any one of green blight and spot blotch as described above, more specifically, any one of tomato blight and red pepper spot blight.
  • the plant disease is Ralstonia solanacearum ( Ralstonia solanacearum ) Tomato blight and Xanthomonas axonopodis ( Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria (Xav))
  • Any one of the pepper spots caused by can be
  • the treating step may be treating the composition in the soil, treating the roots, treating the seeds, spraying the plants, or a method of a combination thereof.
  • Another aspect of the present invention is to improve resistance to pathogens in plants Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), Bacillus niacini ( Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), Solibacillus sylvestris ( Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) and Bacillus luciferensis ( Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP) provides a method for producing a composition for controlling plant diseases comprising the step of culturing any one or more strains.
  • Another aspect of the present invention is for the preparation of a composition for controlling plant diseases Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), Bacillus niacini ( Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), Solibacillus sylvestris ( It provides the use of any one or more of Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) and Bacillus luciferensis ( Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP) strains.
  • Example 1 Comparison of the microbial flora of healthy soil without tomato blight and soil with tomato blight
  • Tomato blight occurred locally (within 1 m diameter) in tomato greenhouses located in Yongin, Gwangju, and Damyang, and this soil was collected and analyzed through 16S rDNA sequence analysis to create healthy rhizosphere soil (HRS) and tomatoes.
  • the microbiota of diseased rhizosphere soil (DRS) with tomatoes infected with blight was analyzed.
  • Example 2 Effect of Gram-positive bacteria on the occurrence of tomato blight in healthy soil where tomato blight does not occur
  • Example 1 In order to investigate the effect of Firmicutes and Actinobacteria confirmed in Example 1. . To this end, the incidence of tomato blight was observed in healthy soil and in healthy soil treated with vancomycin, an antibiotic specific for Gram-positive bacteria. It was found that the symptoms of tomato blight increased by 1.5-1.8 times as observed in FIG. 3 below.
  • Example 3 Isolation and identification of Firmicutes and Actinobacteria present in healthy soil free from tomato blight
  • the MES buffer extract from healthy soil that does not cause tomato blight and soil that does not cause tomato blight was incubated at 80 oC for 30 minutes, spread on TSA medium, and then spread at 30oC for 48 time incubation.
  • four Gram-positive bacteria sensitive to 500 ⁇ g/mL vancomycin were isolated and selected.
  • the base sequence of 16SrRNA was analyzed through the 27F/1492R primer, and comparative analysis using BLASTn showed that these strains were Brevibacterium frigoritolerans HRS1, Bacillus niacini HRS2, Solibacillus silvestris. silvestris HRS3), and Bacillus luciferensis HRS4).
  • Brevibacterium frigoritolerans HRS1 is KCTC 14301BP
  • Bacillus niacini HRS2 is KCTC 14302BP
  • Solibacillus silvestris HRS3 is KCTC 14303BP
  • Bacillus silvestris HRS3 is KCTC 14303BP.
  • Luciferensis Bacillus luciferensis HRS4 was deposited as KCTC 14304BP.
  • Example 4 Brevibacterium pregortorerens ( Brevibacterium frigoritolerans HRS1), Bacillus niacini ( Bacillus niacini HRS2), Solibacillus sylvestris ( Solibacillus silvestris HRS3), and Bacillus luciferensis ( Bacillus luciferensis HRS4) Inhibitory effect of tomato blight in a single treatment group.
  • Brevibacterium pregortorerens Brevibacterium frigoritolerans HRS1
  • Bacillus niacini Bacillus niacini HRS2
  • Solibacillus sylvestris Solibacillus silvestris HRS3
  • Bacillus luciferensis HRS4 Inhibitory effect of tomato blight in a single treatment group.
  • each of the 4 strains was treated on the roots.
  • a bacterial disease that causes tomato blight BTH (benzo[1,2,3], which is a chemical that causes resistance to plants and non-organisms that have not been treated with microorganisms on the roots (control) after pouring Ralstonia solanacearum and treating the soil with a disease
  • the incidence of disease was investigated using thiadiazole-7-carbothioic cid S-methyl ester) as a positive control group.
  • Brevibacterium frigoritolerans HRS1 and Bacillus niacini HRS2 were shown to have resistance to blight as shown in FIG. 4 below.
  • Example 5 Induced resistance-related gene expression by synthetic microbial phase (Syncom) treatment
  • Example 6 Increase in pepper yield by single or synthetic microbial phase (Syncom) treatment
  • red pepper The increase or decrease in the yield of red pepper was confirmed by treatment with a single or synthetic microbial phase (syncom) in an outdoor pepper field. 8).
  • Example 7 Pseudomonas axonophodis causing bacterial spot disease of wild pepper through single or synthetic microbial phase (Synccom) treatment ( Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria (Xav)) suppression
  • Example 9 Aphid control of red pepper in greenhouse through synthetic microbial phase (Syncom) treatment

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Insects & Arthropods (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 식물병원균에 대한 식물의 저항성을 높이는 4종의 그람 양성세균 (브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) 및 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP)균주)과 이를 이용한 생물조절제의 조성에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기 균주의 단독 혹은 혼합물을 이용하여 작물 (토마토, 고추 등)에 발생하는 풋마름병 등의 미생물 병과 진딧물 등의 해충에 대한 방제효과를 가지는 미생물 제제에 관한 것이다.

Description

식물병 방제용 조성물 및 이의 제조방법
본 발명은 본 발명은 식물병 방제용 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
풋마름병(청고병)은 급격한 시들음(위조) 증상이 나타나는 병으로 식물 세균병원성 세균 랄스토니아 솔라나세아룸(Ralstonia solanacearum)에 의해 발생한다. 풋마름병은 전 세계적으로 분포하는 토양병으로, 토마토, 감자, 고추, 가지, 담배 등 주요 가지과 작물을 포함한 200종 이상의 식물을 가해함으로써, 농업 및 원예 생산에 있어 심각한 경제적 손실을 일으킨다. 처음에는 생장점 부근의 잎이 시들고, 수일간은 야간과 비오는 날에 회복되다가 전신이 시들고, 결국에는 식물 전체가 파랗게 마른다. 줄기를 절단하거나 표피를 깍아보면 유관속이 갈변해 있으며, 줄기를 잘라 물에 띄우면 백색의 세균액이 흘러내리는 것을 볼 수 있다. 고온다습한 환경의 포장에서 발병율이 증가하는 고온성병으로, 시설재배에서 많이 발생한다. 일단 발생하면 접촉 전염이 심하므로, 병에 걸린 포기는 모두 제거하고 온도와 습도를 낮춰주어야 한다. 하지만 이를 농가에서 실천하기에는 매우 어렵다.
풋마름병 방제는 주로 윤작, 간·혼작 및 재배포장 위생 등의 경종적 방법과 저항성 품종을 재배하는 방법이 풋마름병 발생을 예방하기 위해 적용되고 있다. 동제(코퍼하이드록사이드) 및 농용항생제(스트렙토마이신, 옥시테트라사이클린, 발리다마이신 등)를 사용하면 다소 효과가 있다고 알려져 있지만, 그 밖에 화학적 방제 수단은 매우 제한적이다. 최근에는 풋마름병 방제에 효과가 있는 생물농약이 개발되어 특허가 등록되거나 제품으로 출시되어 농가에 보급되고 있다. 대부분 슈도모나스, 버크홀데리아, 바실러스, 리시니바실러스, 페니바실러스, 브레비바실러스 및 트라이코더마 등의 미생물을 이용한 생물농약이며, 생균탄(주식회사 팜한농), 흙향(주식회사 비아이지), 청고탄(주식회사 비아이지), 팡이코마(주식회사 남보), 코마에이치(주식회사 남보) 등의 제품이 출 시되어 판매되고 있다. 미생물농약은 표적생물 외에는 영향을 주지 않기 때문에 방제스펙트럼이 넓은 합성농약과 비교해서 환경친화적인 방제수단으로 여겨지고 있으나, 실제 포장에서 표적 병원균의 개체군 내 존재하는 모든 변종에 대응할 수 없다.
근권의 미생물상 (Rhizosphere microbiota)은 식물의 강직함과, 성장, 그리고 면역에 중요한 역할을 하고 있다. 단일작물재배 체계에 의해 토양 미생물상의 긍정 및 부정적인 효과가 오랫동안 연구되고 있으며, 일반적으로 부정적인 식물-토양 피드백 (negative plant-soil feedback)으로 알려져 있는 현상에 의해 토양 환경을 병이 발생하기 좋은 조건으로 변화시킨다. 반면, 계속된 단일재배에 의한 병의 지속적이고 심각한 발생 후에, 토양병의 진행이 억제되기도 하는데, 이러한 토양은 병이 존재함에도 불구하고 식물숙주가 병의 저항성을 동시에 보이며 병의 발생이 최소화 되어 있다. 질병억제토양 (Disease-suppressive soil)은 주로 토양유래 곰팡이 병인 라이족토니아 솔라니 (Rhizoctonia solani (벼 잎집무늬마름병균)), 피티움 울티멈 (Pythium ultimum (모잘록병)), 가에우마노마이세스 그라미니스 (Gaeumannomyces graminis var. tritici (입고병)), 플라스모디오포라 브라시세 (Plasmodiophora brassicae (뿌리혹병)), 그리고 푸사리움 옥시포럼 (Fusarium oxysporum (시들음병))과 세균병인 랄스토니아 솔라나세룸 (Ralstonia solanacearum (풋마름병))과 같은 병원체에 효과적인 것으로 알려져 있다.
식물 병의 방제는 주로 화학농약에 의해 이루어 지는데, 병원성 미생물의 약제에대한 저항성 획득, 화학농약의 잔류 독성, 인축에 대한 독성, 생태계 파괴 등의 이유로 사용에 대한 우려가 증가하고 있는데, 이를 대체하는 방법으로 미생물제제의 개발과 사용이 증가하고 있다.
기 등록된 미생물제제에 대한 특허로, 대한민국 특허등록 10-1188641호는 바실러스 서브틸리스 (GDYA-1) 또는 그 배양액 혹은 혼합물을 유효성분으로 하는 미생물 제제가 흰잎마름병, 도열병, 키다리병, 벼알마름병, 깨씨무늬병 및 잎집무늬마름병의 식물 병원균에대해 항균 활성을 갖음을 개시하고, 대한민국 특허등록 10-2126582호는 이사리아 자바니카 FT333 균주(Isaria javanica FT333) 또는 이를 이용한 총채벌레 및 식물 탄저병균의 동시 방제용 미생물 제제를 개시하고 있다.
식물에 병을 억제하는 토양과 발생하게 하는 토양의 근권미생물 조성이 다르게 나타남이 보고 되어 있고, 토양 근권에 살고있는 미생물상의 불균형은 병의 발생 정도의 차이를 만든다. 애기장대 잎의 미생물 총을 연구는 길항미생물인 프로테오박테리아 (Proteobacteria)의 증가가 잎의 퍼미큐트 (Firmicute)를 감소시켜 미생물 불균형을 초래했다는 결과가 보고되어 있다. 이 연구는, 토양에서도 특정 유익균 단독이나 혼합제의 첨가로 병원균의 만연으로 인해 균형이 무너진 토양의 미생물 불균형을 되돌려 식물이 건강하게 자랄 수 있게 유도할 수도 있다는 실마리를 제공한다.
본 발명의 일 양상은 식물 내 병원체에 대한 저항성을 향상시키는 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) 또는 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP)균주를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 일 양상은 상기의 균주 중 어느 하나 이상의 균주, 상기 균주의 포자, 상기 균주의 배양액 및 상기 배양액의 추출물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 식물병 방제용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 일 양상은 상기 처리하는 단계는 상기 조성물을 토양에 처리, 뿌리에 처리, 종자에 처리, 식물체에 분무 또는 이들의 조합의 방법으로 처리하는 것인 식물병 방제 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 일 양상은 식물 내 병원체에 대한 저항성을 향상시키는 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) 및 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP)균주 중 어느 하나 이상의 균주를 배양하는 단계를 포함하는 식물병 방제용 조성물의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 일 양상은 식물병 방제용 조성물의 제조를 위한 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) 및 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP)균주 중 어느 하나 이상의 용도를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양상은 식물 내 병원체에 대한 저항성을 향상시키는 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) 또는 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP) 균주를 제공한다.
본 발명의 일 구체예로 상기 식물 내 병원체는 랄스토니아 솔라나세룸 (Ralstonia solanacearum) 및 잔토모나스 악소노포디스 (Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria (Xav)) 중 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 다른 일 양상은 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) 및 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP)균주 중 어느 하나 이상의 균주, 상기 균주의 포자, 상기 균주의 배양액 및 상기 배양액의 추출물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 식물병 방제용 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구체예로 상기 식물병은 풋마름병 및 점무늬병 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 양상은 상기 조성물을 식물 또는 식물 주변에 처리하는 단계를 포함하는 식물 병 방제 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구체예로 상기 처리하는 단계는 상기 조성물을 토양에 처리, 뿌리에 처리, 종자에 처리, 식물체에 분무 또는 이들의 조합의 방법으로 처리하는 것일 수 있다.
본 발명의 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) 및 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP)균주를 포함하는 본 발명의 식물병 방제용 미생물제제는 각각의 균주 또는 균주들의 조합을 통해 토마토 풋마름병 및 고추의 진딧물 방제에 우수한 효과를 나타낸다.
도 1은 16S rRNA 분석 결과로 채집된 토양의 미생물을 목수준 (Phylum level)에서 보여주는 것이다. 건강한 근권 토양 (HRS: healthy rhizosphere soil), 감염된 근권 토양 (DRS: diseased rhizosphere soil).
도 2는 3% KOH string test 및 선택 배지를 통해 건강한 근권 토양(HRS) 과 감염된 근권 토양(DRS)내 그람 양성균의 비율을 보여준다
도 3은 건강한 근권 토양(HRS) 과 감염된 근권 토양(DRS)에 토마토 풋마름병 발생량을 보여준다. 그람-양성균을 억제하는 항생물질인 반코마이신 (Vancomycin) 처리가 HRS의 토마토 풋마름병 발생을 증가시킴을 보여준다.
도 4는 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1), 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2), 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3), 그리고 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4) 균주가 각각 처리된 토마토가 심겨진 토양에 토마토 풋마름병을 처리 후 병에 대한 저항성을 보여준다.
도 5는 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1), 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2), 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3), 그리고 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4) 균주가 각각 처리된 토마토의 줄기에 토마토 풋마름병을 처리 후 토마토의 전신유도저항성(Induced systemic resistance)반응을 보여준다.
도 6은 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1), 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2), 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3), 그리고 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4) 균주를 섞어 합성미생물상 (Syncom)을 만든 후 토마토에 처리해 전신유도저항성 반응의 결과를 보여준다.
도 7은 합성미생물상 (Syncom)의 처리에 의한 유도저항성과 관련된 토마토의 유전자의 발현을 보여준다.
도 8은 단일 미생물 및 합성미생물상 (Syncom)의 처리에 의한 고추의 수확량 증가를 보여준다.
도 9은 합성미생물상 (Syncom)의 처리에 의해 생긴 유도저항성으로 고추의 세균성 점무늬병을 일으키는 잔토모나스 악소노포디스 (Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria (Xav))에 대한 저항성을 보여준다.
도 10은 합성미생물상 (Syncom)의 처리에 의한 고추의 진딧물에 대한 저항성을 보여준다.
본 발명의 일 양상은 식물 내 병원체에 대한 저항성을 향상시키는 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) 또는 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP)균주를 제공한다.
본 발명의 일 구체예로 상기 식물 내 병원체는 랄스토니아 솔라나세룸 (Ralstonia solanacearum) 및 잔토모나스 악소노포디스 (Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria (Xav))중 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 식물 내 병원체는 토마토 풋마름병 및 고추 점무늬병을 일으키는 균주로서, 본 발명의 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) 또는 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP) 균주는 개별 또는 이들의 조합을 통해 랄스토니아 솔라나세룸 (Ralstonia solanacearum) 및 잔토모나스 악소노포디스 (Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria (Xav)) 중 어느 하나 이상의 식물 내 병원체에 대해 저항성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 일 양상은 상기 균주들 중 어느 하나 이상의 균주, 상기 균주의 포자, 상기 균주의 배양액 및 상기 배양액의 추출물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 식물병 방제용 조성물을 제공한다.
상기 균주의 배양액은 균주를 포함한 배양액 또는 균주를 여과한 배양액을 모두 포함할 수 있다. 또한, 상기 조성물은 상기 균주 자체, 상기 균주의 배양액 및 상기 배양액의 추출물 이외에 담체를 포함할 수 있으며, 바람직한 담체로는 물, 화이트 카본, 카올린, 덱스트린 등이 사용될 수 있다.
상기 배양액 추출물은 균주의 배양액을 적절한 추출 용매, 예를 들어, 에틸아세테이트, 부탄올, 물 또는 이들의 혼합용매로 추출한 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 배양 상징액을 동량의 에틸아세테이트 또는 부탄올로 분획한 에틸아세테이트층 또는 부탄올층, 또는 배양 상징액을 동량의 에틸아세테이트와 부탄올로 분획하고 남은 수용액층일 수 있다.
상기 균주의 포자, 상기 균주의 배양액 또는 상기 배양액의 추출물을 담체와 혼합한 후, 분말, 펠렛, 과립 또는 용액 등으로 제형화하여 사용될 수 있다.
본 발명의 일 구체예에서 상기 식물병은 풋마름병 및 점무늬병 중 어느 하나, 더욱 구체적으로, 토마토 풋마름병 및 고추 점무늬병 중 어느 하나일 수 있다. 가장 구체적으로 상기 식물병은 랄스토니아 솔라나세룸 (Ralstonia solanacearum)에 의해 발생하는 토마토 풋마름병 및 잔토모나스 악소노포디스 (Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria (Xav))에 의해 발생하는 고추 점무늬병 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 일 양상은 상기 조성물을 식물 또는 식물 주변에 처리하는 단계를 포함하는 식물병 방제 방법을 제공한다.
상기 식물병은 상기한 바와 같이 풋마름병 및 점무늬병 중 어느 하나, 더욱 구체적으로, 토마토 풋마름병 및 고추 점무늬병 중 어느 하나일 수 있다. 가장 구체적으로 상기 식물병은 랄스토니아 솔라나세룸 (Ralstonia solanacearum)에 의해 발생하는 토마토 풋마름병 및 잔토모나스 악소노포디스 (Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria (Xav))에 의해 발생하는 고추 점무늬병 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 일 구체예에서 상기 처리하는 단계는 상기 조성물을 토양에 처리, 뿌리에 처리, 종자에 처리, 식물체에 분무 또는 이들의 조합의 방법으로 처리하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 양상은 식물 내 병원체에 대한 저항성을 향상시키는 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) 및 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP)균주 중 어느 하나 이상의 균주를 배양하는 단계를 포함하는 식물병 방제용 조성물의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 일 양상은 식물병 방제용 조성물의 제조를 위한 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) 및 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP)균주 중 어느 하나 이상의 용도를 제공한다.
이하 하나 이상의 구체예를 실시예를 통해 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 하나 이상의 구체예를 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 토마토 풋마름병이 발생하지 않는 건강한 토양과, 토마토 풋마름병이 발생하는 토양의 미생물상 비교
용인, 광주, 그리고 담양에 소재한 토마토 온실내 국부적 (1m 직경 이내)으로 토마토 풋마름병이 발생하여, 이 토양을 채집하여 16S rDNA 서열 분석을 통해 건강한 토마토가 자란 토양 (HRS: healthy rhizosphere soil)과 토마토 풋마름병에 감염된 토마토가 있는 토양 (DRS: diseased rhizosphere soil)의 미생물 상을 분석하였다. 퍼미큐테스 (Firmicutes), 악티노박테리아 (Actinobacteria), 아씨도박테리아 (Acidobacteria), 그리고 박테리오데테 (Bacteroidete)의 다섯 문이 주요 미생물상을 구성하는것으로 나타났다 (도 1). 이중 퍼미큐테스 (Firmicutes)와 악티노박테리아 (Actinobacteria)에 속하는 미생물의 유전자가 건강한 토마토가 자라는 토양 (HRS)에 훨씬 풍부한 것으로 나타났다. 퍼미큐테스 (Firmicutes)와 악티노박테리아 (Actinobacteria)를 입증하기위해 20 μg/mL 의 폴리마이신 비 (polymyxin B) 또는 5 μg/mL 반코마이신 (vancomycin)을 포함한 선택 배지에 배양하고 3% KOH string test를 실행하였다. 두 실험의 결과는 퍼미큐테스 (Firmicutes)와 악티노박테리아 (Actinobacteria)가 HRS에 각각 26.2% 그리고 26.3% 많이 존재함을 보여주었다 (도 2).
실시예 2: 토마토 풋마름병이 발생하지 않는 건강한 토양에서 그람 양성균이 토마토 풋마름병 발생에 미치는 영향
실시예 1. 에서 확인한 퍼미규테스 (Firmicutes)와 악티노박테리아 (Actinobacteria)가 토마토 풋마름병 발생에 미치는 영향을 알아보기 위해, 건강한 토양의 그람-양성균을 억제한 후 토마토의 풋마름병 병징을 관찰하였다. 이를 위해 건강한 토양과, 그람 양성균에 특이적인 항생제인 반코마이신 (vancomycin)을 처리한 건강한 토양에서 토마토 풋마름병의 발생 정도를 보았는데, 항생제에 의해 그람-양성균이 자라지 못해 토양미생물상에 불균형이 초래된 토양에서 토마토 풋마름병의 병징이 하기 도 3에서 관찰되듯 1.5-1.8배 증가하는 것을 알 수 있었다.
실시예 3: 토마토 풋마름병이 발생하지 않는 건강한 토양에 존재하는 Firmicutes와 Actinobacteria의 분리와 동정
내생포자를 형성하는 균을 분리하기 위해, 토마토 풋마름병이 발생하지 않는 건강한 토양과 토마토 풋마름병이 발생하는 토양의 MES buffer 추출물을 80 ºC에 30분간 배양후, TSA 배지에 도말한 다음 30ºC에서 48시간 배양하였다. 이중 500 μg/mL vancomycin에 민감한 4 종의 그람-양성 세균이 분리 선택 되었다. 27F/1492R 프라이머를 통한 16SrRNA 염기서열을 분석하였고 BLASTn을 이용해 비교분석은 이들 균주가 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1), 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2), 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3), 그리고 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4) 임을 밝혔다.
Primer name Primer sequence (5'->3') †
27F AGAGTTTGATCCTGGCTCAG
1492R GGTTACCTTGTTACGACTT
상기 동정된 균주들은 한국생명공학연구원 생물자원센터에 2020년 9월 8일에 기탁되었다. 구체적으로, 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1)는 KCTC 14301BP로, 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2)는 KCTC 14302BP로, 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3)는 KCTC 14303BP로, 그리고 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4)는 KCTC 14304BP로 기탁되었다.
실시예 4: 브레비박테리움 프리고리토레란스 ( Brevibacterium frigoritolerans HRS1), 바실러스 니아치니 ( Bacillus niacini HRS2), 솔리바실러스 실베스트리스 ( Solibacillus silvestris HRS3), 그리고 바실러스 루시퍼렌시스 ( Bacillus luciferensis HRS4) 단일처리구의 토마토 풋마름병 억제 효과.
제조예 3에서 선발한 4 균주가 식물의 병 저항성에 미치는 영향을 알아보기 위해 4가지 균주를 뿌리에 각각 처리하였다. 5일 후 토마토 풋마름병 유발균주인 세균병인 랄스토니아 솔라나세룸 (Ralstonia solanacearum)을 부어 흙에 병을 처리한 후 뿌리에 미생물을 처리하지 않은 비교균과 (control) 식물에 저항성을 일으키는 화학물질인 BTH (benzo[1,2,3]thiadiazole-7-carbothioic cid S-methyl ester)을 양성비교군(positive control)으로 이용하여 병의 발생정도를 조사하였다.
단일 처리구에서 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1)와 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2)가 하기 도 4에 나타나듯이 풋마름병에 저항성을 가지는 것을 보여줬다.
제조예 3에서 선발한 4 균주가 토마토의 유도저항성을 일으키는지 알아보기 위해 각 균주가 뿌리에 처리된 지 7일 후 50 μL의 토마토 풋마름병 균주를 줄기에 접종하여 유도저항성을 평가하였다. 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1)와 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2) 처리구에서 하기 도 5에서 나타나듯이 토마토 풋마름병을 처리한지 3일 후 유도저항성이 나타남을 보였다. 그러나 각 균주의 처리에 의한 유도저항성은 토마토 풋마름병을 처리한지 4일과 5일에서 사라짐이 확인 되었다.
단일 처리구가 아닌 합성미생물상 (Syncom)이 토마토 풋마름병 저항성에 미치는 영향을 알아보기 위해 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1), 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2), 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3), 그리고 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4)을 섞어 두가지 균주의 조합 HRS1+HRS2, 세가지 세균주의 조합 HRS1+HRS2+HRS3, HRS1+HRS2+HRS4, 그리고 네가지 균주의 조합 HRS1+HRS2+HRS3+HRS4을 토양에 처리하였다. 두 균주 처리시 토마토 풋마름병 저항이 각 균주를 처리했을 때의 3일에서 5일로 늘어났다. 그리고 네 균주를 모두 섞었을 때 저항성 오래 유지되어 실험 종료시점인 7일까지 저항이 유지됨을 보였다 (도 6).
실시예 5: 합성미생물상 (Syncom) 처리에 의한 유도저항성관련 유전자 발현
합성미생물상 (Syncom)의 처리에 의한 유도저항성 발현의 기작을 밝히기 위해 식물의 방어와 관련된 유전자의 발현을 조사하였다.
하기 도 7에서 알 수 있는 바와 같이 토마토 풋마름병을 처리한지 12일 후 자스모닉산 (Jasmonic acid) 표적 유전자인 Pin2, AOS와 LoxD가, 그리고 살리실릭산 (Salicylic acid) 표적 유전자인 PR-P6, NPR1와 PR1a가 늘어남을 보여 합성미생물상의 처리가 자스모닉산과 살리실릭산에 저항성 신호 경로에 의존적인 유도저항성을 일으켜 토마토가 토마토 풋마름병에 저항을 일으키게 함을 확인하였다.
실시예 6: 단일 혹은 합성미생물상 (Syncom) 처리에 의한 고추 수확량 증가
야외 고추밭에서 단일 혹은 합성미생물상 (Syncom) 처리하여 고추의 수확량 증감을 확인하였는데, 합성미생물상에서 단위 고추 묘목당 달리는 고추의 숫자가 늘었고, 고추 포기당 무게 또한 무처리구에 비해 증가함을 확인하였다 (도 8).
실시예 7: 단일 혹은 합성미생물상 (Syncom) 처리를 통한 노지 고추의 세균성 점무늬 병을 일으키는 잔토모나스 악소노포디스 ( Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria (Xav)) 억제
야외 고추밭에서 단일 혹은 합성미생물상 (Syncom) 처리하여 고추의 세균성 점무늬병을 일으키는 잔토모나스 악소노포디스 (Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria (Xav))를 처리한 결과, 합성미생물상에서 병에 대한 저항성이 증가함을 확인하였다 (도 9).
실시예 9: 합성미생물상 (Syncom) 처리를 통한 온실내 고추의 진딧물 방제
하기 도 10에서 알수 있는 바와 같이 합성미생물상의 토양 처리는 온실내 고추의 진딧물 방제 효과를 증가시켰음을 확인할 수 있었다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
Figure PCTKR2021012187-appb-I000001
Figure PCTKR2021012187-appb-I000002
Figure PCTKR2021012187-appb-I000003
Figure PCTKR2021012187-appb-I000004

Claims (8)

  1. 식물 내 병원체에 대한 저항성을 향상시키는 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) 또는 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP) 균주.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 식물 내 병원체는 랄스토니아 솔라나세룸 (Ralstonia solanacearum) 및 잔토모나스 악소노포디스 (Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria (Xav)) 중 어느 하나 이상인 균주.
  3. 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) 및 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP)균주 중 어느 하나 이상의 균주, 상기 균주의 포자, 상기 균주의 배양액 및 상기 배양액의 추출물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 식물병 방제용 조성물.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 식물병은 풋마름병 및 점무늬병 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 식물병 방제용 조성물.
  5. 제3항의 조성물을 식물 또는 식물 주변에 처리하는 단계를 포함하는 식물 병 방제 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 처리하는 단계는 상기 조성물을 토양에 처리, 뿌리에 처리, 종자에 처리, 식물체에 분무 또는 이들의 조합의 방법으로 처리하는 것인 방제 방법.
  7. 식물 내 병원체에 대한 저항성을 향상시키는 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) 및 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP)균주 중 어느 하나 이상의 균주를 배양하는 단계를 포함하는 식물병 방제용 조성물의 제조 방법.
  8. 식물병 방제용 조성물의 제조를 위한 브레비박테리움 프리고리토레란스 (Brevibacterium frigoritolerans HRS1, KCTC 14301BP), 바실러스 니아치니 (Bacillus niacini HRS2, KCTC 14302BP), 솔리바실러스 실베스트리스 (Solibacillus silvestris HRS3, KCTC 14303BP) 및 바실러스 루시퍼렌시스 (Bacillus luciferensis HRS4, KCTC 14304BP)균주 중 어느 하나 이상의 용도.
PCT/KR2021/012187 2020-09-08 2021-09-08 식물병 방제용 조성물 및 이의 제조방법 WO2022055241A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21867107.1A EP4212020A4 (en) 2020-09-08 2021-09-08 COMPOSITION FOR FIGHTING PLANT DISEASE AND PREPARATION METHOD THEREFOR
US18/180,321 US20230292763A1 (en) 2020-09-08 2023-03-08 Composition for controlling plant disease and insect and method for preparing same

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20200114907 2020-09-08
KR10-2020-0114907 2020-09-08
KR1020210119490A KR102609080B1 (ko) 2020-09-08 2021-09-08 식물병 방제용 조성물 및 이의 제조방법
KR10-2021-0119490 2021-09-08

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US18/180,321 Continuation-In-Part US20230292763A1 (en) 2020-09-08 2023-03-08 Composition for controlling plant disease and insect and method for preparing same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022055241A1 true WO2022055241A1 (ko) 2022-03-17

Family

ID=80631937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2021/012187 WO2022055241A1 (ko) 2020-09-08 2021-09-08 식물병 방제용 조성물 및 이의 제조방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20230292763A1 (ko)
WO (1) WO2022055241A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116948886A (zh) * 2023-07-06 2023-10-27 成都理工大学 耐寒短杆菌高产胞外多糖培养基及其制备胞外多糖的应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101188641B1 (ko) 2011-12-13 2012-10-08 주식회사 지디 수도작의 식물 병원균 길항 균주 바실러스 서브틸리스 ｇｄｙａ－１ 및 수도작의 식물 병원균 방제용 미생물 제제
CN103053621A (zh) * 2012-01-31 2013-04-24 河北农业大学 一种防治草莓重茬病的生防制剂及制备方法
CN105385643A (zh) * 2015-12-27 2016-03-09 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所 一种防治香蕉枯萎病的复合菌剂及防治方法
KR102126582B1 (ko) 2018-12-11 2020-06-25 대한민국 이사리아 자바니카 ft333 균주 또는 이를 함유하는 총채벌레 및 식물탄저병균의 동시방제용 미생물제제

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101188641B1 (ko) 2011-12-13 2012-10-08 주식회사 지디 수도작의 식물 병원균 길항 균주 바실러스 서브틸리스 ｇｄｙａ－１ 및 수도작의 식물 병원균 방제용 미생물 제제
CN103053621A (zh) * 2012-01-31 2013-04-24 河北农业大学 一种防治草莓重茬病的生防制剂及制备方法
CN105385643A (zh) * 2015-12-27 2016-03-09 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所 一种防治香蕉枯萎病的复合菌剂及防治方法
KR102126582B1 (ko) 2018-12-11 2020-06-25 대한민국 이사리아 자바니카 ft333 균주 또는 이를 함유하는 총채벌레 및 식물탄저병균의 동시방제용 미생물제제

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BATOOL RAUFA, UR REHMAN SHAFIQ, RAFIQUE MAZHAR, AMNA, ALI JAVED, MUKHTAR TEHMEENA, MAHMOOD SHEHZAD, SULTAN TARIQ, HUSSAIN MUNIS FA: "Biocontrol potential of Bacillus gibsonii and Brevibacterium frigoritolerans in suppression of Fusarium stalk rot of maize: a sustainable approach", ASIAN J AGRIC & BIOL, vol. 7, no. 3, 30 September 2019 (2019-09-30), pages 320 - 333, XP055911040 *
LEE SANG-MOO; KONG HYUN GI; SONG GEUN CHEOL; RYU CHOONG-MIN: "Disruption of Firmicutes and Actinobacteria abundance in tomato rhizosphere causes the incidence of bacterial wilt disease", THE ISME JOURNAL, NATURE PUBLISHING GROUP UK, LONDON, vol. 15, no. 1, 1 January 1900 (1900-01-01), London, pages 330 - 347, XP037322771, ISSN: 1751-7362, DOI: 10.1038/s41396-020-00785-x *
NISHIJIMA TAKANORI, TOYOTA KOKI, MOCHIZUKI MASAMI: "Predominant Culturable Bacillus Species in Japanese Arable Soils and Their Potential as Biocontrol Agents", MICROBES AND ENVIRONMENTS, vol. 20, no. 1, 1 January 2005 (2005-01-01), pages 61 - 68, XP055911037, ISSN: 1342-6311, DOI: 10.1264/jsme2.20.61 *
ZHENG XUEFANG, BO LIU, YUJING ZHU, CIBIN GE, GUOHONG LIU: "Selection and Identification of Biological Control Bacillus Strains agaist Plant Bacterial Wilt Disease", CHINESE JOURNAL OF BIOLOGICAL CONTROL, vol. 32, no. 5, 31 October 2016 (2016-10-31), CN , pages 657 - 665, XP055911291, ISSN: 1005-9261, DOI: 10.16409/j.cnki.2095-039x.2016.05.016 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116948886A (zh) * 2023-07-06 2023-10-27 成都理工大学 耐寒短杆菌高产胞外多糖培养基及其制备胞外多糖的应用

Also Published As

Publication number Publication date
US20230292763A1 (en) 2023-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mingma et al. Isolation of rhizospheric and roots endophytic actinomycetes from Leguminosae plant and their activities to inhibit soybean pathogen, Xanthomonas campestris pv. glycine
Hung et al. Isolation and characterization of endophytic bacteria from wild and cultivated soybean varieties
Hung et al. Isolation and characterization of endophytic bacteria in soybean (Glycine sp.)
WO2012064096A2 (ko) 신규의 바실러스 서브틸리스 균주 및 이의 식물 뿌리썩음병 방지 용도
WO2014175496A1 (ko) 식물 내생세균 바실러스 메칠로트로피쿠스 와이씨7007 균주 및 이를 이용한 다기능 생물농약 및 미생물비료 개발
WO2020262910A1 (ko) 브레비바실러스 브레비스 hk544 균주를 이용한 식물병 방제용 조성물
WO2016163726A1 (ko) 식물기생선충에 대해 살선충 활성을 가지는 아스퍼질러스 나이거 f22 균주 및 이의 용도
CN115369062A (zh) 一种番茄青枯病拮抗细菌wjb0802及其应用
WO2020197163A1 (ko) 담배가루이에 방제효과를 갖는 보베리아 바시아나 jef-462 또는 보베리아 바시아나 jef-507, 이를 포함하는 담배가루이 방제용 조성물 및 이를 이용한 담배가루이 방제방법
CN107075459A (zh) 芽孢杆菌属的新型细菌及其用途
WO2022055241A1 (ko) 식물병 방제용 조성물 및 이의 제조방법
CN106754567B (zh) 一种高效防治多种作物枯萎病的生防复合菌剂las
WO2015072603A1 (ko) 바실러스 아밀로리쿼파시엔스 ebn-tk3 및 이를 포함하는 항균 또는 항진균제
KR20180056474A (ko) 바실러스 오리지콜라 yc7011이 생산하는 식물 병해충 방제 효과를 나타내는 기주 저항성 유도 신규 물질
WO2020190048A1 (ko) 총채벌레 방제효과를 갖는 보베리아 바시아나 jef-350, 이를 포함하는 총채벌레 방제용 조성물 및 이를 이용한 총채벌레 방제방법
Gauthier et al. Abundance of Frankia from Gymnostoma spp. in the rhizosphere of Alphitonia neocaledonica, a non-nodulated Rhamnaceae endemicto New Caledonia
Wu et al. Biological potential of bioorganic fertilizer fortified with bacterial antagonist for the control of tomato bacterial wilt and the promotion of crop yields
WO2011005042A2 (ko) 식물 병원균에 대하여 항균 활성을 갖는 신규한 스트렙토마이세스 아르젠테오루스 균주
CN109868237B (zh) 一种巨大芽孢杆菌及其应用
EP4212020A1 (en) Composition for controlling plant disease and method for preparing same
AU2018267591B2 (en) An Herbicidal Composition for Controlling Parthenium Weed and Strain Thereof
KR20180001716A (ko) 바실러스 서브틸리스 배양액 추출물을 포함하는 세균성 마름병 방제용 항균 조성물
Ahmed Controlling of Fusarium wilt of cucumber by antagonistic bacteria
WO2022005143A1 (ko) 페니바실러스 엘지아이 jck-5075 균주의 배양액 또는 이의 추출물을 포함하는 식물세균병 방제용 조성물, 이의 제조방법 및 식물세균병 방제 방법
WO2018062822A1 (ko) 뿌리혹선충에 대해 살선충활성을 가지는 자일라리아 그람미카 el 000614 균주 및 이의 용도

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21867107

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021867107

Country of ref document: EP

Effective date: 20230411