KR20140071145A

KR20140071145A - 신균주인 페니바실러스 폴리믹사 ab-15 균주 및 이의 용도

Info

Publication number: KR20140071145A
Application number: KR1020120139154A
Authority: KR
Inventors: 이윤수; 람살 거비르; 김상우; 김윤석
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2012-12-03
Publication date: 2014-06-11

Abstract

본 발명은 식물 병원성 진균에 대해 항진균 효과 및 식물 생장 촉진 효과를 갖는 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) AB-15 균주 및 상기 균주를 유효성분으로 함유하는 미생물 제제에 관한 것이다. 본 발명의 신균주는 토마토, 후추, 가지, 딸기 및 상추 등의 하우스 작물이나 화훼류 재배 시 문제가 되고 있는 식물 역병균을 사전에 예방할 수 있는 효과가 있고, 식물 생장 촉진 효과가 있어 하우스 농가나 화훼 농가에서 작물을 재배함으로써 농가의 소득을 증대시킬 뿐만 아니라 노동력도 월등히 절감시킬 수 있을 것으로 기대된다.

Description

신균주인 페니바실러스 폴리믹사 AB-15 균주 및 이의 용도{Novel Paenibacillus polymyxa AB-15 strain and use the same}

본 발명은 식물 병원성 진균에 대해 항진균 효과 및 식물 생장 촉진 효과를 갖는 페니바실러스 폴리믹사 AB-15 신균주 및 상기 신균주를 유효성분으로 함유하는 미생물 제제에 관한 것이다.

화학농약은 작물의 생산성을 증대시킬 목적으로 재배할 때 발생하는 병이나 해충을 방제하는데 크게 기여하였다. 화학농약은 정확하고 신속한 약효로 농민들의 신뢰를 얻게 되었고 병충해 문제는 모두 농약으로 해결 가능하다는 인식이 생겨났다. 이로 인해 필요 이상의 농약을 사용하거나 적정농도를 초과하는 일이 빈번해졌다.

그러나 이러한 효과 이면에 화학농약의 사용은 많은 문제점이 발생했다. 첫째, 화학농약을 사용하는 농민의 피해가 상당하였다. 많은 농민들이 농사일 중 가장 꺼려하는 것이 농약살포 작업이다. 보호 장비를 갖춘다고 해도 살포할 때 피해를 입을 위험성이 매우 높기 때문이다. 둘째, 화학 농약은 살충의 대상인 병균, 해충, 잡초만 죽이는 것이 아니라 천적이나 누에나 꿀벌 같은 익충에 피해를 주고 뿐만 아니라 강이나 하천으로 유입되어 수서 곤충이나 어류에도 큰 피해를 준다. 실제로 과수원, 시설재배단지 그리고 골프장 주변의 생태계는 지속적인 농약사용으로 크게 변화되고 있으며 더욱이 농산물에 잔류된 농약이 식품을 통해 인체에 피해를 주고 토양이나 다른 생물에 축적된 농약이 만성적인 생태계에 부작용을 유발한다. 셋째, 화학농약 살포 후에 살아남은 병원균이나 해충은 농약에 저항성을 갖게 되어 오히려 병, 해충이 증가하는 경우가 생긴다. 또한, 흔히 나타나는 현상으로 종전까지는 문제가 되지 않던 새로운 병, 해충이나 잡초가 등장하여 이전보다 더 어려운 상황을 초래하기도 한다.

이에 미생물 농약이나 비료 등 친환경자재를 이용하여 화학농약을 대체하려는 연구가 많이 수행되고 있는데(Park et al., 2001; Ahn et al., 2002; Jeun et al., 2004) 항균활성 보유 미생물을 이용한 생물적 방제제는 농작물 재배과정에서 발생하는 주요병 방제를 위하여 살포되는 농약의 사용량을 감소시킴으로써 안전농산물 생산에 기여하고 있으며, 질소고정이나 인산가용화, 단백질 분해, Auxin 생산 능력 등을 가진 미생물은 작물의 생육을 촉진하는 기능을 함으로써 화학비료를 대체하는 미생물비료로 사용되고 있다.

많은 미생물 농약비료가 경작지 토양에서 분리된 미생물을 이용해 개발되고 있으며, 산림비경작지 토양에서 분리된 미생물의 농업용 자재로의 활용 가능성에 관한 연구도 많이 시도되고 있다.

한국공개특허 제2012-0058855호 한국공개특허 제2010-0114806호

이에 본 발명자들은 토양에서 분리한 신균주인 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) AB-15 균주가 식물 병원성 진균에 대해 항진균 효과 및 식물 생장 촉진 효과가 있다는 사실을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은 기탁번호 (KACC91759P)의 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) AB-15의 신균주를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) AB-15 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축물, 또는 상기 배양물의 건조물을 유효성분으로 포함하는 식물병원균 방제용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기탁번호 (KACC91759P)의 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) AB-15 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축물, 또는 상기 배양물의 건조물을 식물에 처리하는 단계를 포함하는, 식물병원균 방제 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기탁번호 (KACC91759P)의 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) AB-15 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축물, 또는 상기 배양물의 건조물을 유효성분으로 포함하는 식물생장 촉진효과를 갖는 미생물제제를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명에 따른 미생물제제의 유효량을 식물에 처리하는 단계를 포함하는, 식물의 생장을 촉진시키는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기탁번호 (KACC91759P)의 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) AB-15 균주를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 균주는 서열목록 1로 표시되는 염기서열을 가질 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 본 발명의 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) AB-15 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축물, 또는 상기 배양물의 건조물을 유효성분으로 포함하는 식물병원균 방제용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 식물병원균은 Phytopthora infestans , P. capsici, Colletotrichum acutatum , C. gloeosporioides , C. coccodes , Botrytis cinerea , Sclerotinia minor 및 Rhizoctonia solani으로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.

또한, 본 발명은 기탁번호 (KACC91759P)의 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) AB-15 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축물, 또는 상기 배양물의 건조물을 식물에 처리하는 단계를 포함하는, 식물병원균 방제 방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 식물병원균은 Phytopthora infestans , P. capsici, Colletotrichum acutatum , C. gloeosporioides , C. coccodes , Botrytis cinerea , Sclerotinia minor 및 Rhizoctonia solani으로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 식물은 토마토, 후추, 가지, 딸기 또는 상추일 수 있다.

또한, 본 발명은 기탁번호 (KACC91759P)의 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) AB-15 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축물, 또는 상기 배양물의 건조물을 유효성분으로 포함하는 식물생장 촉진효과를 갖는 미생물제제를 제공한다.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 미생물제제의 유효량을 식물에 처리하는 단계를 포함하는, 식물의 생장을 촉진시키는 방법을 제공한다.

본 발명은 신규한 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) AB-15 균주 및 상기 균주를 포함하는 미생물 제제에 관한 것으로서, 본 발명의 신균주는 토마토, 후추, 가지, 딸기 및 상추 등의 하우스 작물이나 화훼류 재배 시 문제가 되고 있는 식물 역병균을 사전에 예방할 수 있는 효과가 있고, 식물 생장 촉진 효과가 있어 하우스 농가나 화훼 농가에서 작물을 재배함으로써 농가의 소득을 증대시킬 뿐만 아니라 노동력도 월등히 절감시킬 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명의 신균주에 다양한 범위의 식물병원성 진균의 생장 억제효과가 있는지를 대치배양을 통해 확인한 결과이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 대치배양 실험에서 세균과 병원균의 선단 부분을 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 확인한 결과이다.
도 3은 본 발명의 신균주에 식물생장촉진호르몬이 있는지를 알아보기 위하여 salkowski reagent를 이용한 발색반응으로 확인한 결과이다.
도 4는 본 발명의 신균주에 식물병원균의 억제기작 중 하나인 사이드로포어(Siderophore)를 생산하는지를 알아보기 위하여 CAS(chrome azurol S) blue 한천 배지에 각 균주를 도말하여 orange halo zone 형성유무를 관찰한 결과이다. (A: 본 발명의 신균주가 처리된 배지의 앞면, B: 본 발명의 신균주가 처리된 배지의 뒷면, C: 아무 것도 처리되지 않은 대조군 배지의 앞면, D: 아무 것도 처리되지 않은 대조군 배지의 뒷면)

본 발명은 신규한 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) 균주 및 상기 균주를 유효성분으로 포함하는 미생물 제제를 제공한다는 데 그 특징이 있다.

우리나라에서 농작물의 병, 해충을 방제하기 위하여 현재 가장 많이 사용되는 방법은 화학적 방제방법이다. 화학적 방제는 병원균이나 해충을 직접 죽이는 효과가 빨리 나타나고 사용하기 쉬운 반면에 약제 저항성을 유발시키고 토양 및 수질오염을 야기 시키는 등 여러 가지 환경오염도 유발한다. 따라서 환경 친화적이며 약제 저항성을 유발할 염려가 없는 병해충 방제에 효과적인 새로운 개념의 항생 물질 또는 유전자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 연구는 다양한 기능을 가진 미생물을 이용하여 1900년대 이후부터 본격적으로 연구되기 시작하였으며 우리나라에서도 지금까지 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 길항 미생물을 이용한 최초의 생물학적 방제제로 상품화된 Agrobacterium tumefaciens 균주는 현재까지도 과수 근두암종병의 방제제로 세계적으로 널리 사용이 되고 있다. 이와 같은 환경 친화적인 식물병 방제법의 또 다른 연구방향은 항균작용의 범위가 매우 넓으며 산, 알칼리 및 열처리 등에 거의 영향을 받지 않는 등 장점이 많은 저분자 항균 펩타이드에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다.

이에 본 발명에서는 환경 친화적이며 약제 저항성을 유발할 염려가 없는 미생물 제제를 개발하던 도중 토양에서 분리한 균주에서 다양한 범위의 식물병원성 진균의 생장을 억제할 수 있는 효과가 있고 식물의 생장을 촉진시키는 효과가 있다는 것을 확인하고 이러한 활성이 있는 길항 미생물을 분리 및 동정하고, 16S rRNA의 염기서열을 분석하여 계통학적 분류를 조사한 결과, 동일한 염기서열을 갖는 균주는 존재하지 않았으며, 계통학적으로 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa)에 속하는 것을 확인할 수 있었다.

따라서 본 발명자들은 본 발명에서 분리 및 동정한 신규한 균주를 2012년 11월 23일 일자로 국립농업과학원 농업유전자원센터에 기탁하여 기탁번호 (KACC91759P)를 부여받았고 이를 “페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) AB-15”로 명명하였다.

본 발명에서 분리 및 동정한 상기 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) AB-15 균주는 다양한 범위의 식물병원성 진균의 생장을 억제하는 효과가 뛰어난 특징이 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 본 발명의 상기 신균주에 식물병해 방제 효과가 있는지 알아보기 위해 다양한 식물병원균 8종과 본 발명의 신균주를 대치배양한 결과, 본 발명의 신균주는 다양한 범위의 식물병원성 진균의 생장을 50% 이상 억제하는 것을 알 수 있었다(표 3 및 도 1 참조).

또한 본 발명의 신균주는 식물의 생장을 촉진할 수 있는 효과가 뛰어난 특징이 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 본 발명의 신균주에 식물생장촉진호르몬 생산능력을 확인하기 위하여 본 발명의 신균주에 다양한 농도(0, 50, 200 및 500㎍/ml)의 L-tryptophan을 24시간, 72시간 처리한 결과 L-tryptophan의 농도의존적으로 식물생장촉진호르몬이 생성되는 것을 알 수 있었고(도 3 참조), 본 발명의 신균주에 식물병원균의 억제기작 중 하나인 사이드로포어(Siderophore)를 생산하는지 알아보기 위하여 테스트한 결과 본 발명의 신균주 처리 한천배지에서 색이 오렌지색으로 변하여 사이드로포어가 생산된다는 것을 알 수 있었다(도 4 참조).

따라서 본 발명의 신균주에 식물의 생장과 발달을 촉진시킬 수 있는 효과가 있음을 확인할 수 있었는데 실제로도 식물의 생장에 효과가 있는지를 알아보기 위하여 본 발명의 발명자들은 온실 내 식물 생장 촉진 실험을 수행하였다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 본 발명의 신균주를 넣어준 토마토, 후추, 가지, 딸기 및 상추의 초장, 생물중량, 건물중량, 과실 수 및 엽록체 함량 등을 측정한 결과, 식물에 본 발명의 신균주를 처리하였을 때 아무 것도 처리하지 않은 대조군에 비해 초장, 생물중량, 건물중량, 과실 수 및 엽록체 함량에서 생장촉진효과를 확인하였고 특히 상추의 생육 촉진과 가지와 토마토의 줄기생장 촉진에 효과적임을 알 수 있었다(표 4 참조).

이에 본 발명의 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) 균주는 식물 병원성 진균에 대해 항진균 효과 및 식물의 생장 촉진을 위해 유용하게 사용될 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 미생물 제제를 제공한다.

상기 미생물 제제는 상기 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함할 수 있다. 본 발명에 의한 미생물 제제는 통상적인 방법으로 식물병해 방지 및 식물생장 촉진용으로 제형화할 수 있으며 건조분말 형태 또는 액상비료 형태로 제조할 수 있다. 구체적으로 본 발명에 의한 미생물 제제는 액상 비료 형태로 제조될 수 있으며 이에 중량제를 첨가하여 가루분말의 형태로 이용하거나 이를 제형화하여 과립화시킬 수도 있다. 그러나 그 제형에 특별히 한정되지는 않는다. 바람직하게는 화학비료를 대체하기 위한 식물생장 촉진 생물비료로 제형화 할 수 있고, 즉 화학비료 공급이 제한된 친환경 유기농업에서 이를 극복하기 위한 생물비료로 제형화가 가능하다.

상기 식물생장 촉진제는 당업자에게 알려진 방법대로 제조되는 것이 바람직하며, 그 적용방법은 통상 일반적으로 행하고 있는 방법, 즉 살포(예를 들면 분무, 미스팅, 아토마이징, 분말 살포, 과립 살포, 수면시용, 상시용 등), 토양시용(예를 들면 혼입, 관주 등), 표면사용(예를 들면 도포, 도말법, 피복 등), 침지, 독이, 훈연 시용 등에 의해 행할 수 있다. 그 사용량은 그 체형, 피해상황, 적용방법, 적용장소 등에 따라 적절히 결정할 수 있다.

또한, 상기 식물 병원성 진균은 Phytopthora infestans , P. capsici , Colletotrichum acutatum , C. gloeosporioides , C. coccodes , Botrytis cinerea , Sclerotinia minor 및 Rhizoctonia solani으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것일 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1>

신균주인 페니바실러스 폴리믹사 ( Paenibacillus polymyxa ) AB - 15 의 분리

<1-1> 균주의 분리

본 발명자들은 식물의 생장 촉진 활성을 가지면서 동시에 식물병원성 진균에 대해 길항성이 있는 신균주를 발굴하기 위해 2009년 5월부터 9월까지 강원도의 여러 지역에서 근권 부위의 토양을 채취하였다. 토양 표면 20cm 깊이에서 20개의 토양 샘플을 채집하였으며, 채취된 토양을 바람이 잘 통하는 실내에서 건조시켰다. 채취한 토양시료 1g을 99ml의 멸균 생리식염수가 담긴 100ml 삼각플라시크에 현탁한 다음, 1ml를 취하여 9ml의 살균수에 희석하고 계속 10배수로 10^-6까지 희석하였다. 10^-5및 10^-6의 각 희석액에서 200ul씩을 취하여 Tryptic soy agar(TSA) 배지를 15ml씩 부어 굳힌 페트리디쉬에 분주하고 28℃에서 12일 배양한 후, 단일 콜로니(colony)를 순수분리하여 TSA에 3일간 배양하였다.

<1-2> 병원균에 대한 항균 활성을 갖는 균주 선발

상기 <1-1>의 실험에서 분리한 균주들 중 병원균에 대한 항균활성을 갖는 균주를 분리하기 위해 다음과 같은 실험을 수행하였다. 식물 병원균으로 한국농업미생물자원센터(Korea Agriculture Collection, KACC)에서 얻은 C. acutatum , C. coccodes , C. gloeosporioides , P. capsici , B.cinerea, R. solani 및 S. minor 균주(표 1 참조)를 사용하였다. 식물 병원균에 대한 길항능력을 보이는 균주 선발을 위하여 병원균의 생육에 좋은 PDA(potato dextrose agar medium) 배지를 이용하였으며, 배양온도 역시 생장에 양호한 28℃에서 배양하여 식물 병원균의 생육에 적합한 환경조건에서 병원균을 배양하였고, 이러한 병원균에 대해 상기 <1-1>에서 분리한 균주를 대치배양 시켰다.

길항균 선발방법은 PDA 배지에 병원균과 <1-1>에서 분리한 토양 미생물을 동시접종 한 후, 15의 온도에서 7일간 배양시켜 가장 우수한 저지대를 형성하는 균주를 길항균으로 선발하였다.

본 발명에 사용된 식물병원체 및 그 숙주식물

병원체(Pathogen)	숙주식물 (Host Plants)	병명 (Name of the disease)	KACC 번호
Phytopthora infestans	감자, 토마토	잎마름병	KACC 43070
P. capsici	후추	모잘록병 및 뿌리썩음병	KACC 40181
Colletotrichum acutatum	딸기, 후추	탄저병	KACC 40042
C. gloeosporioides	후추, 파파야	탄저병	KACC 40003
C. coccodes	토마토, 감자	탄저병, 검은점썩음병	KACC 40802
Botrytis cinerea	토마토, 딸기	잿빛곰팡이병	KACC 40574
Sclerotinia minor	콩, 양배추, 상추, 오이	균핵병	KACC 41066
Rhizoctonia solani	가지, 오이	모잘록병	KACC 40111

<1-3> 병원균에 대한 항균활성을 갖는 신균주의 동정

실시예 <1-2>에서 분리한 균주를 동정하기 위하여 16S rDNA 염기서열 분석을 하였다. 16S rDNA 염기서열 분석을 위하여 ABI사의 BigDye Terminators v3.1 Kit(by Applied Biosystems,FosterCity, CA, USA)와 Capillary electrophoresis system의 ABI 3730xl Genetic Analyzer를 사용하였으며, 2종의 프라이머 27F (5’-AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3’), 1492R (5’-TACGGYTACCTTGTTACGACT T-3’)를 사용하였다(Reysenbach 등 1992). 16S rDNA sequence는 DNASTAR program(DNASTAR,Inc.,USA)을 이용하여 CLUSTAL W와 CLUSTAL X program (Thompson등1997)로 다중정렬하였으며, 관계된 기준주(type strain)들의 서열은 Genbank로부터 획득하여 BioEditprogram (Hall,1999)을 이용하여 편집하였고 NCBI (National Center for Biotechnology Information)의 BLAST 검색프로그램을 통해 염기서열의 상동성을 분석하였다.

형태적 배양적 특성 조사 결과, Paenibacillus polymyxa AB-15균주는 그람 양성균이며, 내생포자를 형성하고, 포자는 둥글거나 약간 타원형 모양이며 표면이 점액질로 코팅되어있다. 콜로니 색은 약간의 그레이가 섞인 흰색을 띄고 있으며, TSA배지에서 가장 잘 자라며, 배양온도는 28℃/ Ph 6.8~7.0에서 가장 잘 자란다. 내생포자를 형성하는 조건은 40℃/ Ph 6.8/ 7일간 배양 할 경우 내생포자가 만들어지는 것을 확인 하였다.

그 결과, 본 발명에서 동정한 균주는 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa)에 해당하는 것으로 나타났고, 본 발명자들은 동정한 균주의 염기서열을 분석하였으며, 그 염기서열을 서열번호 1에 나타내었다.

또한, 본 발명자들은 이러한 염기서열을 갖는 균주가 기존에 존재하지 않는 신규한 균주임을 확인함으로써 , 2012년 11월 23일 일자로 국립농업과학원 농업유전자원센터에 기탁하여 기탁번호 KACC91759P를 부여받았으며, 2012.02.12월자로 NCBI에 상기 균주의 염기서열을 등재하여 GeneBank no. JQ279510.1을 부여받았다.

이하 본 발명에서는 상기 동정한 신균주를 “페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) AB-15”로 명명하였다.

< 실시예 2>

본 발명에서 분리 동정한 페니바실러스 폴리믹사 AB -15 균주의 식물병해 방제 효과 및 식물 생장 촉진 효과 측정

<2-1> 식물병해 방제효과 측정

본 발명의 신균주가 다양한 범위의 식물병원성 진균에 대해 생장 억제효과가 있는지를 알아보기 위하여 표 1의 식물병원균들과 본 발명의 신균주인 페니바실러스 폴리믹사 AB15를 대치배양시켰다.

그 결과, 본 발명의 신균주인 페니바실러스 폴리믹사 AB-15는 다양한 종류의 식물병원성 진균의 생장을 50% 이상 억제하는 것으로 나타났다(표 3 및 도 1 참조).

또한, 대치배양 실험에서 세균과 병원균의 선단 부분을주사전자현미경(Scanning Electron Microscopy, SEM)을 이용하여 확인한 결과, 도 2와 같이 병원성 균의 균사 및 포자가 쪼그라들고 말라 정상 균사와 비교하였을 때 비정상적으로 생장하는 것을 확인할 수 있었다(도 2 참조).

본 발명의 신균주와 다양한 범위의 식물병원성 진균 간의 길항능력 평가

식물 병원균	억제활성
식물 병원균	Zone of inhibition(mm)^**	Antagonism^*
C. acutatum	15.0 ±0.6	++++
C. gloeosporioides	17.6 ±2.5	++++
C. coccodes	16.2 ±0.8	++++
P. infestans	23.0 ±1.0	++++
P. capsici	15.6 ±0.2	++++
R. solani	8.6 ±0.2	++
S. minor	6.8 ±1.0	++
B. cinerea	12.1 ±0.6	+++

^*Zone of inhibition in dual culture assay: +, 0-5mm; ++, 5-10mm; +++, 10-15mm; ++++,>15mm;-, absent.

^**Values are mean ±SD of three independent observations.

<2-2> 식물생장호르몬( IAA ) 및 사이드로포어 ( Siderophore ) 생산능 분석

나아가 본 발명자들은 본 발명의 신균주인 페니바실러스 폴리믹사 AB-15가 식물생장촉진 호르몬의 생산능력이 있는 분석하기 위해 salkowski reagent를 이용한 발색반응 실험을 수행하였다. 분리된 본 발명의 신균주에 다양한 농도(0, 50, 200 및 500㎍/ml)의 L-tryptophan을 24시간 및 72시간 동안 처리한 결과, L-tryptophan의 농도 의존적으로 식물생장촉진 호르몬이 생성되는 것을 알 수 있었다(도 3 참조).

또한 본 발명의 신균주가 식물병원균의 억제기작 중 하나인 사이드로포어(Siderophore)를 생산하는 유무를 알아보기 위하여 Schwyn과 Neilands의 siderophore detection 방법인 CAS(chrome azurol S) blue 한천 배지에 각 균주를 획선 도말하였으며, 30℃에서 2일간 배양하여 orange halo zone 형성유무를 관찰한 결과, 본 발명의 신균주에서 CAS blue 한천배지의 색이 오렌지색으로 변하는 것을 알 수 있었다(도 4 참조).

따라서 본 발명의 신균주는 식물생장호르몬(IAA)의 생성을 촉진시키고 식물병원균의 억제기작인 사이드로포어(Siderophore)를 같이 생성하여 궁극적으로 식물의 생장과 발달을 촉진시킬 수 있는 효과를 가진다는 것을 알 수 있었다.

<2-3> 본 발명의 신균주를 통한 식물의 생장 촉진 효과

본 발명의 신균주가 실제로 식물의 생장 촉진 효과를 갖는지 확인하기 위해, 다양한 식물을 대상으로 온실 내 식물 생장 촉진 실험을 수행하였다. 토마토, 후추, 가지, 딸기 및 상추를 대상으로 실험을 하였으며, 상기 식물은 높이 20 cm x 15 cm의 포트를 이용하여 바로커 상토(서울 바이오)와 토양을 3:7의 비율로 섞어 묘종을 심어 실험을 진행하였다. 본 발명의 신균주는 TSA 배지에서 48시간 배양하여 각 포트 당 100ml 씩 균주 배양액을 관주하였다. 일주일에 한 번 씩 총 3주에 걸쳐 관주하였으며 실험 종료 후 각 작물인 토마토, 후추, 가지, 딸기 및 상추를 대상으로 초장, 생물중량, 건물중량, 과실 수, 엽록체 함량 등을 측정하였다. 실험은 한 식물체 당 5개씩 3반복으로 무작위로 수행하였다.

그 결과, 표 4에서 나타난 것과 같이 본 발명의 신균주 배양액을 처리한 경우, 본 발명의 신균주 배양액을 처리하지 않은 대조군에 비해 각 작물의 초장, 생물중량, 건물중량, 과실 수, 엽록체 함량에서 생장촉진효과를 확인하였고 특히 상추의 생육 촉진과 가지와 토마토의 줄기생장 촉진에 효과적임을 알 수 있었다.

따라서 본 발명의 신균주인 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) AB-15는 식물의 생장 촉진에 효과가 있음을 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.

농업생명공학연구원

KACC91759

20121123

<110> KNU-Industry Cooperation Foundation <120> Novel Paenibacillus polymyxa AB-15 strain and use the same <130> PN1208-437 <160> 1 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 1480 <212> DNA <213> Paenibacillus polymyxa <400> 1 ctcaggacga acgctggcgg cgtgcctaat acatgcaagt cgagcggggt tttagaagct 60 tgcttctaan caacctagcg gcggacgggt gagtaacacg taggcaacct gcccacaaga 120 cagggataac taccggaaac ggtagctaat acccgataca tccttttcct gcatgggaga 180 aggaggaaag acggagcaat ctgtcacttg tggatgggcc tgcggcgcat tagctagttg 240 gtggggtaaa ggcctaccaa ggcgacgatg cgtagccgac ctgagagggt gatcggccac 300 actgggactg agacacggcc cagactccta cgggaggcag cagtagggaa tcttccgcaa 360 tgggcgaaag cctgacggag caacgccgcg tgagtgatga aggttttcgg atcgtaaagc 420 tctgttgcca gggaagaacg tcttgtagag taactgctac aagagtgacg gtacctgaga 480 agaaagcccc ggctaactac gtgccagcag ccgcggtaat acgtaggggg caagcgttgt 540 ccggaattat tgggcgtaaa gcgcgcgcag gcggctcttt aagtctggtg tttaatcccg 600 aggctcaact tcgggtcgca ctggaaactg gggagcttga gtgcagaaga ggagagtgga 660 attccacgtg tagcggtgaa atgcgtagat atgtggagga acaccagtgg cgaaggcgac 720 tctctgggct gtaactgacg ctgaggcgcg aaagcgtggg gagcaaacag gattagatac 780 cctggtagtc cacgccgtaa acgatgaatg ctaggtgtta ggggtttcga tacccttggt 840 gccgaagtta acacattaag cattccgcct ggggagtacg gtcgcaagac tgaaactcaa 900 aggaattgac ggggacccgc acaagcagtg gagtatgtgg tttaattcga agcaacgcga 960 agaaccttac caggtcttga catccctctg accggtctag agatagncct ttccttcggg 1020 acagaggaga caggtggtgc atggttgtcg tcagctcgtg tcgtgagatg ttgggttaag 1080 tcccgcaacg agcgcaaccc ttatgcttag ttgccagcag gtcaagctgg gcactctaag 1140 cagactgccg gtgacaaacc ggaggaaggt ggggatgacg tcaaatcatc atgcccctta 1200 tgacctgggc tacacacgta ctacaatggc cggtacaacg ggaagcgaaa tcgcgaggtg 1260 gagccaatcc tagaaaagcc ggtctcagtt cggattgtag gctgcaactc gcctacatga 1320 agtcggaatt gctagtaatc gcggatcagc atgccgcggg tgaatacgtt cccgggtctt 1380 gtacacaccg cccgtcacac cacgagagtt tacaacaccc gaagtcggtg gggtaacccg 1440 caaggagcca gccgccgaag tggggtagat gatgggggag 1480

Claims

기탁번호 (KACC91759P)의 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) AB-15 균주.
제1항에 있어서,
상기 균주는 서열목록 1로 표시되는 염기서열을 가지는 것을 특징으로 하는 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) AB-15 균주.
제1항 또는 제2항에 따른 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축물, 또는 상기 배양물의 건조물을 유효성분으로 포함하는 식물병원균 방제용 조성물.
제3항에 있어서,
상기 식물병원균은 Phytopthora infestans, P. capsici, Colletotrichum acutatum, C. gloeosporioides , C. coccodes , Botrytis cinerea , Sclerotinia minor 및 Rhizoctonia solani으로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 식물병원균 방제용 조성물.
기탁번호 (KACC91759P)의 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) AB-15 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축물, 또는 상기 배양물의 건조물을 식물에 처리하는 단계를 포함하는, 식물병원균 방제 방법.
제5항에 있어서,
상기 식물병원균은 Phytopthora infestans , P. capsici , Colletotrichum acutatum , C. gloeosporioides , C. coccodes , Botrytis cinerea , Sclerotinia minor 및 Rhizoctonia solani으로 이루어진 군 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
제5항에 있어서,
상기 식물은 토마토, 후추, 가지, 딸기 또는 상추인 것을 특징으로 하는 방법.
기탁번호 (KACC91759P)의 페니바실러스 폴리믹사(Paenibacillus polymyxa) AB-15 균주, 상기 균주의 배양물, 상기 배양물의 농축물, 또는 상기 배양물의 건조물을 유효성분으로 포함하는 식물생장 촉진효과를 갖는 미생물제제.
제8항의 미생물제제의 유효량을 식물에 처리하는 단계를 포함하는, 식물의 생장을 촉진시키는 방법.
제9항에 있어서,
상기 식물은 토마토, 후추, 가지, 딸기 또는 상추인 것을 특징으로 하는 방법.