earticle

영어

For the isolation of a plant growth-promoting rhizobacteria, strain YK-5 was selected from approximately 400 thermostable strains isolated from special soil samples. Strain YK-5 produced an antifungal compound, and optimum carbon and nitrogen sources for the production of the antifungal compound were investigated against Aspergillus flavus as a test strain. Modified LB medium containing 1% peptone, 1% yeast extract and 5% black sugar was determined to be the optimal medium for growth and antifungal compound production. Culture broth of strain YK-5 potently inhibited growth of the phytopathogenic fungus Fusarium oxysporum KACC 40052 for 7 days. The plant growth-promotion function of strain YK-5 was tested against radish and rice in pot trials. Leaf number, plant height and root length in YK-5-treated radish markedly exceeded (> 60%) those of untreated radish. Leaf length and white rootlet development were markedly more prominent than in commercially-treated rice plants. Strain YK-5 was determined to be Bacillus subtilis YK-5 by physiological, chemotaxonomical, and phylogenetical analyses.

한국어

식물의 뿌리주변의 토양은 다른 부위의 토양에 비해 무기 물, 산소가 부족하고 CO2와 유기물이 풍부한 환경을 형성 하고 있다. 이들 토양환경에 있어 다양한 토양미생물이 서식 하고 있으며, 뿌리주위의 토양부위를 근권 (rhizosphere), 그 토양을 근권토양 (rhizosphere soil)이라고 하며 뿌리에 존재하는 미생물은 내부근권 (endorhizosphere), 뿌리의 표 면 (rhizoplane), 뿌리근방의 토양 (근권, rhizosphere soil)의 부분으로 분류한다. 근권에는 환경에 적응한 토양미생 물군이 서식하며 비근권군과 비교하여 미생물의 종류, 활 성, 생리적 성질이 다르다(1, 2). 근권미생물은 비근권미생물에 비해 일반적으로 protein, cellulose, starch, 각종 당류, gelatin 등의 분해활성, 탈질 활성, 호흡활성이 크며, 생리적 특징으로 영양 요구성이 단순하여 glucose, 무기염, 아미노산만을 요구하는 세균이 많다. 또한 미생물의 존재상태가 비근권미생물의 경우 일 반적으로 휴면상태, 활성이 낮은 상태로 존재하나 근권미 생물은 활발히 물질대사를 수행하고 있으며 새로운 기능의 토착유용미생물의 분리와 이용을 목적으로 한다. 근권미생물은 기능면에서 식물의 생육에 영향을 미치는 호세균군을 식물성장촉진 세균군 (PGPR, Plant growth promoting rhizobacteria) 및 균류군 (PGPF, Plant growthpromoting fungi)이 알려져 있으며, 세균으로는 Agrobacterium, Alcaligenes, Arthrobacter, Azospillum, Azotobacter, Bacillus, Bradyrhizobium, Enterobacter, Erwinia, Flavobacterium, Hafnia, Klebsiella, Pseudomonas, Rhizobium, Serratia, Xanthomonas 등이 있다(3, 4). 이들 PGPR세균의 식물성장 촉진 기능은 토양중의 유기태 및 불용성의 질소, 인, 황에 작용하여 무기물의 형태로 식물이 흡수하도록 가용화시키며, 이들 미생물이 생산하는 auxin, gibberelins, cytokins 같은 식물생육 조절인자인 식물호르몬 (phytohormone)의 생산, 철 이온과 친화성이 높은 가용성을 가지는 저분자량의 siderophores의 생산(4, 5, 6, 7, 8) 그리고 항균성 2차대사 산물을 생산하는 미생물이 다수 존재하여 병원균의 생육을 억제하여 감염을 방어하는 기능을 가지고 있다(9, 10, 11, 12). 근권미생물 중 식물에 장해를 미치는 병원미생물이 다수 존재하여 토양전염병 (soil-borne disease)이 문제가 되어 야채, 일반작물의 연작장해의 주된 원인이 되고 있다. 이들 토양병원균은 접근한 식물뿌리의 자극에 반응하여 활동을 개시하여 뿌리, 뿌리지하부, 토양과 접한 경엽에 침입하여 병을 유발시키는 생리적 특성을 가지고 있다. 따라서 토양 전염병의 방제를 위해 근년에 들어 지구환경보전형 농업 을 지향하여 화학농약을 사용하지 않는 식물병해방제법이 강구되고 있다. 그 예로 토양미생물의 기능, 특성해명, 자 연의 구조를 응용하는 연구 즉, 생물방제연구가 전 세계적 으로 수행되고 있다. 최근에는 식물성장촉진능과 식물병 원성 진균의 방제능을 동시에 가지는 PGPR균주에 대한 연구가 대두되어 활발히 진행 중에 있다(6). 본 연구는 우리 농촌의 경작토양에 사용하는 발효퇴비, 화학비료, 화학농약 등의 장기사용으로 인하여 토양중의 오염, 각종 불용성 염의 축적, 토양미생물의 생태적 변화 등 으로 연작장해, 종자발아율의 저하, 작물 수확량의 저하 등 의 문제를 해결하기 위한 일환으로 고온, 건조에 내성을 가진 유용토착미생물을 수종 분리하였다. 그 중 식물성장 촉진능과 식물병원성 진균의 방제능을 동시에 가지는 신균 주로 동정된 토양세균의 분리 및 특성을 보고하고자 한다.