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환규 송
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1 식물병연구 Res. Plant Dis. 17(2) : (2011) 보문 Open Access Research in Plant Disease The Korean Society of Plant Pathology 점액세균 Myxococcus sp. KYC 1126 을이용한고추역병생물학적방제효능 김성택 윤성철 * 선문대학교의생명과학과 Biocontrol Activity of Myxococcus sp. KYC 1126 against Phytophthora Blight on Hot Pepper Sung-Taek Kim and Sung-Chul Yun* Department of Biomedical Sciences, Sun Moon University, Asan , Korea (Received on February 16, 2011; Revised on April 9, 2011; Accepted on April 15, 2011) Bacteriolytic myxobacteria have been known to secrete various antifungal metabolites against several soilborne phytopathogens including Phytophthora. Among the three isolates of Myxococcus spp., KYC 1126 and KYC 1136 perfectly inhibited the mycelial growth of Phytophtora capsici in vitro. In order to show the biocontrol activity on Phytophthora blight of hot pepper, we tried to find the best way of application of a myxobacterial isolate. Although KYC 1126 fruiting body was easily grown on the colony of Escherichia coli as a nutrient source, it did not control the disease when it was pre-applied in soil. Before the bioassay of a liquid culture filtrate of KYC 1126 was conducted, its antifungal activity was confirmed on the seedlings applying with the mixture of the pathogen's zoospore suspension and KYC 1126 filtrate. On greenhouse experiments with five and four replications, the control value of KYC 1126 on phyllosphere and rhizosphere was 88% and 36%, respectively. Whereas, the control value of dimetnomorph+propineb on phyllosphere was 100% and that of propamorcarb on rhizosphere was 44%. There was a phytotoxicity of the myxobacterial filtrate when seedlings were washed and soaked for 24 hours. Gummy materials were covered with roots. And stem and petiole were constricted, then a whole seedling was eventually blighted. Keywords : Antifungal metabolites, Bacteriolytic myxobacteria, Myxococcus, Phytophthora capsici 서론 역병은토양에서월동하면서장기간생존하는 ( 이등, 2005) 토양전염병으로연작재배시토양내염류가집적되면서병원균밀도가증가하여피해가점차심각해진다. 가장효과적인방제방안인화학농약사용은발병이심할수록사용량이증대되어저항성균이출현하므로역병방제에다른대안이필요하다 (Hwang과 Kim, 1995). 포장에서역병균의분포는지역별로다양하며다른근권미생물들에비해부생력이약해경쟁력이떨어지므로 ( 농업과학기술원, 2001; Song 등, 2002), 근권길항미생물을 *Corresponding author Phone) , Fax) ) scyun@sunmoon.ac.kr 이용한생물학적방제가용이한병원균중하나이다. 단세포토착미생물인점액세균은토양, 나무껍질, 썩은식물체등에존재하는그람음성활주세균으로서단세포임에도독특한군집생활을하며, 영양분이고갈되거나환경조건이불리해지면다세포인버섯모양의자실체를형성한다. 형성된자실체내부에는점액포자가생성되며이과정에서분비하는 2차대사물질은주위미생물을포획하거나생거대분자를분해한다 ( 김등, 2003; Shimkets 등, 1990). 점액세균이생리활성물질을분비하는특성 (Bull 등, 2002) 은신소재유용물질로서산업적인연구가최근활발하다. 특히토양에선발된점액세균을정착시킴으로써지속적으로생리활성물질을분비할수있는환경을조성한다면건강한발병억제토양을만들수있을것이다. 자실체를형성하기위해서는기내에서충분한영양배지에있는점액세균을영양분이없는한천배지로옮기는방

2 122 김성택 윤성철 법을사용한다 (Wireman과 Dworkin, 1977). 점액세균은몇몇의토양전염성병원균을억제하거나용해함으로써식물병을방제할수있다. Bull 등 (2002) 은 6종류의 bacteriolytic 점액세균 (Myxococcus coralloides, M. flavescens, M. fulvus, M. stipitatus, M. virescens, M. xanthus) 을사용하여 8종류의토양전염성식물병원균 (Pythium ultimum, Phytophthora capsici, Rhizoctonia spp., Sclerotinia minor, Verticillium dahliae, Verticillium alboatrum, Cylindrocarpon spp., Fusarium oxysporum f. sp. apii) 의균사생장저해능력을평가하였다. 그중 P. ultimum, P. capsici, Rhizoctonia spp., S. minor의생장이크게저해되었고점액세균중에서는 M. coralloides의항진균활성이가장뛰어났다. 또한점액세균분비물질인 myxothiazole 이토마토역병을 98% 방제한다고보고하였다 ( 김등, 1998). 하지만점액세균은배양조건이까다롭고, 생육속도가느리며, 액체배양시세포가배양용기내부표면에붙어응집하려는성향을보이는데이러한특성이균주조작이나생장측정을정량화하기어렵게만들고, 독립된세포로존재하지않기때문에돌연변이균주나형질전환균주선별이곤란하다 ( 이등, 2003; 조, 2001). 이러한까다로움으로인해길항제제로서점액세균활용이보편화되지못하고있다. 따라서본연구는기내에서역병에대한길항력이확인된우리나라에서분리된 Myxococcus spp. 균주들중생리활성물질분비를극대화하는길항점액세균의생물방제처리방안을찾기위해 1) 자실체생성을극대화할수있는방법을찾아자실체를직접고추묘뿌리에투입하거나, 2) 점액세균액체배양여액을고추근권및엽권에처리하여생물학적방제효과를알아보았다. 이는점액세균배양추출물로식물병의길항능력을검정했던기존보고 ( 김등, 1998) 보다좀더실용적인점액세균처리방법으로점액세균의길항력을검정하고자하였다. 궁극적으로미생물농약으로서점액세균의실용화방안을찾고자연구를실시하였다. 재료및방법 역병균배양및유주자현탁액. 한국농업미생물자원센터 (Korean Agricultuleal Culture Collection; KACC) 에서분양받은고추역병균 P. capsici No 을 V8A쥬스한천배지 (V8쥬스 100 ml, CaCO 3 1 g, Agar 17 g, D.W. 900 ml) 에접종하여, 명상태와암상태가교대되는 25 o C 항온기에서 5일동안배양하였다. 역병균의유주자낭을형성시키기위해역병균을배양한 V8A쥬스한천배지의 균사부분을약 1.0 mm 1.0 mm 크기의육면체로조각내어멸균수 20 ml가담긴페트리접시에한천조각을 10개씩첨가한후, 형광등이조사된 25 o C 항온기에서 5일동안액상배양하였다. 유주자낭에서유주자를인위적으로유출시켜접종원으로사용하고자, 액상배양된유주자낭을 4 o C에서 3시간동안저온처리하고, 1시간동안 25 o C 에두었다 ( 지등, 1998). 유주자유출의관찰은광학현미경상에서하였으며, 접종을위한유주자현탁액농도는혈구계수기로 10 4 zoospores/ml으로맞추었다. 점액세균배양. 점액세균은행에서분양받은 Myxococcus spp. 세균주인 KYC 1126, KYC 1136 그리고 KYC 2001 을 CY 한천배지 (Casitone 0.9 g, Yeast extract 0.3 g, CaCl 2 2H 2 O 0.3 g, Agar 4.5 g, D.W. 300 ml) 에서 32 o C, 4 일동안배양하였다 ( 이등, 2003). KYC 1126과 KYC 1136 두균주는 2002년충남서산토양에서 KYC 2001은 2004 년전북진안토양에서분리한점액세균이었다 ( myxobank.or.kr). 길항물질생산을위해 CY 한천배지에서배양된균총을멸균된시술용칼로조각낸후, CYE 액체배지 (Casitone 3 g, Yeast extract 1.5 g, MgSO 4 7H g, 10 mm morpholinepropanesulphonic acid; MOPS ph7.6, D.W. 300 ml) 에접종하여 32 o C에서 6일동안 180 rpm으로진탕배양하였다 (Shi와 Zusman, 1994). 기내에서점액세균길항능력평가. KYC1126, KYC 1136( 정등, 2008) 및 KYC 2001 등세가지점액세균균주의 P. capsici 균사생장억제활성을측정하기위해점액세균병원균이같이성장할수있도록고안된 PDCY 평판배지 (Casitone 5, Yeast extract 1 g, CaCl 2 2H 2 O 1 g, Potato dextrose 2.4 g, Agar 15 g, D.W. 1 l) 를사용하였다 ( 정등, 2008). 길항능력평가를위해 CY 평판배지에서배양한점액세균을 PDCY 배지에 4일동안순수배양한후, 멸균된주걱으로긁어대부분의점액세균균총을제거하고배양분비물만남은한천배지에역병균균사조각을치상하여역병균의균사생장을 7일간측정하였다. 대조구로는점액세균을배양하지않은 PDCY 배지였다. 균사생장측정은 3반복시행하였으며, 각반복당한처리에 5개의페트리접시를사용하였다. 점액세균자실체형성방법결정및자실체의고추묘근권처리. 점액세균자실체를형성하기위한영양원으로 Escherichia coli C1a 균주를사용하였다. LB 액체배지에서배양한 E. coli를원심분리하여 E. coli 균체만을얻고이것을 121 o C에서 15분동안사멸시킨후, 0.1% CaCl 2 2H 2 O이함유된한천배지에 E. coli 100 µl 도말후점액세균을도말 ( 방법 1), 0.1% CaCl 2 2H 2 O이함유된한천배지 300 ml 제조시 E. coli를 1000 µl 첨가하여

점액세균을이용한고추역병방제 123 Fig. 1. Three different methods of formation fruiting body of myxobacteria KYC 1126.

Preformed myxobacterial fruiting body was applied to soil before Phytopthora inocuation. 혼합후, 점액세균을도말 ( 방법 2), 0.1% CaCl 2 2H 2 O이함유된한천배지위에 E. coli를떨어트려굳힌후, 점액세균을접종 ( 방법 3) 등 3가지방법 (Fig.

3 점액세균을이용한고추역병방제 123 Fig. 1. Three different methods of formation fruiting body of myxobacteria KYC Two photos in each methods were the fruiting bodies on cultural media (upper) and colony of fruiting body 40 under stereoscopic microscope (lower). Fig. 2. Preformed myxobacterial fruiting body was applied to soil before Phytopthora inocuation. 혼합후, 점액세균을도말 ( 방법 2), 0.1% CaCl 2 2H 2 O이함유된한천배지위에 E. coli를떨어트려굳힌후, 점액세균을접종 ( 방법 3) 등 3가지방법 (Fig. 1) 으로 32 o C 항온기에서수일동안배양하여자실체형성여부와자실체가형성된양을실체현미경으로관찰하였다. 자실체의고추묘근권처리는한천배지위에서형성된자실체를멸균된시약스푼으로퍼내고추근권에접종하였다 (Fig. 2). 자실체처리후역병균유주자현탁액을관주접종하여역병을발병시켰다. 역병균을접종한고추묘는 24시간동안습실처리하였으며자실체근권처리는 2회반복실험하였고병조사는 24시간간격으로실시하였다. 실험에이용된폿트의개수는처리당 20개이며, 2 3일간격으로관주하였다. 발병율 (incidence, %) 은병조사시기별로다 음과같은방법으로측정하였다. 발병율 (%)=( 역병발병고추묘개수 )/( 각처리에사용한고추묘개수 ) 100 유주자현탁액과점액세균 KYC 1126 배양여액혼합물의역병방제평가. 처리 1과처리 2로나누어수행하였는데, 첫번째처리는유주자현탁액과점액세균배양여액을먼저혼합한후, 고추묘뿌리에침지접종하여방제능력을알아보았다. 역병균유주자현탁액과점액세균 KYC 1126 액체배양여액을 1:1비율 (v:v) 로섞어이들이충분히반응할수있도록 12시간동안실온에방치하여혼합물을만들었다. 6 10엽기고추묘뿌리의흙을털어내고물로헹군후, 준비한혼합물에 1시간동안침지접

4 124 김성택 윤성철 종한후, 지름이 9cm 폿트에이식하여 24시간동안습실처리하였다. 병조사는모든고추묘에서역병증상이보일때까지 24시간간격으로측정하였으며, 실험은 3회반복하여실시하였다. 반복당한처리에이용된고추묘개수는 15 20개이며, 2 3일간격으로관주하였다. 발병율 (incidence) 은자실체실험과같은방법을사용하였다. 두번째처리 ( 처리 2) 는점액세균배양여액에고추뿌리를침지한후, 역병유주자현탁액접종한것이었다 엽기고추뿌리의흙을털어내고물로헹군후 12시간동안점액세균액체배양여액에침지하였다. 점액세균배양여액이침지된고추뿌리를유주자현탁액에 1시간동안접종한후, 지름이 9cm인폿트에이식하여 24시간동안습실처리하였다. 병조사와관개방법, 반복당식물체개수는처리 1과동일하였으며, 실험은 3차례반복하여실시하였다. 온실폿트에서점액세균의고추역병길항능력평가. 유리온실에서다보탑품종유묘를 50구폿트에이식하여 8 10엽이될때까지재배하였다. 실험에사용한고추묘의뿌리는토양에정착할수있도록접종최소 4일전에지름 9 cm 폿트에이식하였다. 점액세균의길항력평가는 2009년 3월과 4월에고추근권과엽권에점액세균배양여액을처리한후, 1일후병원균을접종하여발병을측정하였다. 근권평가는점액세균배양여액 50 ml을고추포트에관주하고 1일후, 역병균유주자현탁액 10 ml 을관주접종한것이었다. 엽권평가는점액세균배양여액을고추경엽에충분히분무하고 1일후, 역병균유주자현탁액을균일하게분무접종한것이었다. 이두방법으로유주자를접종한고추유묘는온실에서 1일동안습실처리하였다. 방제대조구로는근권실험에서는 propamocarb (1.5 µl/ml) 을관주하였고엽권실험에서는 dimethomorph+propineb(2 mg/ml) 을분무하였으며배양여액과살균제는각각동일한양을사용하였다. 근권과엽권평가는각각 4반복과 5반복으로수행하였고각반복당한처리에서 20개의고추유묘를사용하였다. 병조사는병원균접종후, 18일동안수행하였으며 2 3일간격으로관주하였다. 발병율 (incidence) 은자실체및유주자현탁액실험과같았고, 방제가 (control value, %) 는다음과같이발병율을기초로계산되었다. 방제가 (%)=( 무처리발병율 각처리발병율 )/( 무처리발병율 ) 100 점액세균의약해탐색. 점액세균이고추유묘에가하는약해를보고자 6 8엽기고추뿌리의흙을털고물로헹군후, 진탕배양한점액세균배양여액에 24시간동안 침지하였다. 약해확인을위한 24시간의침지기간은배양여액길항력확인을위한침지처리보다 2배더긴기간이었다. 대조구는고추뿌리를멸균수에침지한것으로서고추의생리적상태는동일하였다. 실험은 2 반복시행하였으며약해측정은침지후 1일간격으로 5일간관찰하였다. 결과 역병길항점액세균선발. 역병균의균사생장을저해하는점액세균의균주를선발하였다. 3가지점액세균균주들의고추역병균균사생장저해능력을평가하고자점액세균의분비산물만남은 PDCY 고체배지에역병균을접종한후, 병원균균사생장을측정한결과저해효능은 3가지점액세균에서모두나타났다. KYC 1126과 KYC 1136은 P. capsici 균사생장을완벽히저해하였고 KYC 2001은 89.2% 저해하였다 (Fig. 3). KYC 1126 자실체형성방법및고추묘근권에자실체처리. 점액세균의자실체는 3가지방법모두에서형성되었으나자실체농도는한천배지에영양원을방울로하여떨어트리는방법 ( 방법 3) 이가장많았다. 그다음은한천배지제조시영양원을첨가하는방법 ( 방법 2), 한천배지에영양원을도말하는방법 ( 방법 1) 순이었다 (Fig. 1). 따라서고추역병방제를위한자실체준비는영양원을방울로하여떨어트리는방법 3으로실시하였다. 자실체가형성되는기간은한천배지제조시영양원을첨가하는방법과한천배지에영양원을도말하는방법둘다약 2주소요되어비슷했으나, 영양원을방울로하여떨어트리는방법은위의두방법보다 3 4일정도자실체가더 Fig. 3. Delay or inhibition of mycelial growth of Phytophthora capsici on PDCY agar plates by the three Myxococcus spp. KYC1126 ( ), KYC 1136 ( ) and KYC 2001 ( ) as well as control ( ). The mycelial growth was measured the colony diameter of pathogens until 7 days at 25 o C. Data points were the averages of three replicates and standard errors of the estimates.

5 점액세균을이용한고추역병방제 125 Fig. 4. Phytophthora Blight progress on the pots with ( ) or without ( ) fruting body of myxobacteria KYC Incidence was calculated as % of diseased plants among the all treated 20 plants in each treatment. Data points were the averages of two replications. Fig. 5. Myxobacteria KYC 1126 culture filtrate was mixed with Phytophthora zoospores (Treatment 1, ) or poured on seedlings then inoculated the zoospores (Treatment 2, ). The control ( ) was a inoculation of Phytophthora zoospores without the KYC 1126 filtrate. Incidence of the disease was % of diseased seedlings among plants per treatments. Experiments were replicated three times. 늦게형성되었다. 형성된자실체는주황색을띄었으며, 자실체의형태는실체현미경으로관찰할수있었다 (Fig. 1). 형성된자실체를근권에이식하고 (Fig. 2) 역병균의유주자현탁액을관주접종하였으나, 4일후처리된모든묘에서역병이발병하여자실체처리는방제효과가없었다. 오히려, 자실체를고추묘근권에이식하는과정에서뿌리건드림으로인한상처로대조군보다역병이 1 2일더빠르게진전되었다 (Fig. 4). 유주자현탁액과점액세균 KYC 1126 배양여액혼합물의역병방제평가. 유주자현탁액과점액세균배양여액을혼합한후, 고추뿌리에침지접종한처리 1과점액세균배양여액에고추뿌리를침지한후, 역병유주자현 탁액접종한처리 2로고추역병에대한길항력을확인하였다. 두처리모두에서역병은지연되었으나, 최종적으로는모든처리에서역병이발생하였다 (Fig. 5). 최초역병발생은대조구가 48 63시간, 처리 2가 60 97시간, 그리고처리 1이 시간으로처리 1에서역병최초발생이가장늦었다. 대조구에비해최초역병발생은처리 1이 시간, 처리 2는 12 49시간발병이지연되었다. 또한대조구고추묘가모두발병될때로부터각처리의고추묘가모두발병한시간의차이로발병지연시간을계산하면처리 1은 시간, 처리 2는 42 69시간발병이지연되었다. 점액세균배양여액처리는최초역병발생을 일지연시켰고, 역병이모든묘에서발병하는데소요되는기간을 2 9.6일지연시켰으며, 처리 2 보다처리 1에서고추역병발병지연효과가높게나타났다 (Fig. 5). 온실폿트에서고추역병생물학적방제평가. 온실에서고추묘를폿트에키워역병에대한점액세균의길항력을검정하였다. 고추역병방제력검정은 KYC1126 배양여액을고추유묘를엽권에분무처리한것과근권에관주처리한두가지방법이실시되었다. 18일동안간헐적으로발병을조사한결과, 역병최초발병일은근권과엽권모두 4일전후였다. 무방제대조구의역병발병률은근권처리방법보다엽권처리방법에서다소빠르게진전되었다 (Fig. 6A, B). 접종 18일후발병률은엽권에서대조구가 100%, KYC 1126이 12.0%, 살균제인 dimethomorph+ probineb가 0.0% 였고근권에서는대조구가 98.8%, KYC1126 이 63.8%, 살균제인 propamorcarb가 56.3% 였다 (Fig. 6). 이를방제가로환산하면, 엽권에서방제가는 KYC 1126이 88.0%, 살균제가 100% 였고, 근권에서최종방제가는 KYC 1126이 35.9%, 살균제가 43.5% 였다 (Fig. 6C, D). 점액세균의약해. 고추뿌리에점액세균배양여액을 24시간침지한결과약해가발생하였다. 3일후에는처리한모든고추에서약해의증상은동일하게나타났다. 약해증상은뿌리가미끄러운점액물질로뒤덮이면서썩어가고있었으며 (Fig. 7A, B), 줄기는잘록하게들어가잎을지탱하지못하고 (Fig. 7C), 잎은말려들어가시들어 (Fig. 7D) 전반적으로생장이중지되었다. 고찰 본연구에서고추역병방제제의재료로사용한용균성점액세균인 Myxococcus sp. KYC 1126은토양서식미생물이므로토양병원균인역병균과함께토양에서장기간서식이가능하다. 또한길항제제로많이이용되는

126 김성택 윤성철 Fig. 6. Phytophthora blight progressive curve of hot pepper among the three treatments, untreated control ( ), myxobacteria KYC1126 ( ) and fungicide ( ) in the greenhouse.

6 126 김성택 윤성철 Fig. 6. Phytophthora blight progressive curve of hot pepper among the three treatments, untreated control ( ), myxobacteria KYC1126 ( ) and fungicide ( ) in the greenhouse. The suspension of zoospores were sprayed and poured 24 hours after phyllosphere (A) and rhizosphere (B) treated with the culture filtrates of myxobacteria KYC1126, respectively. Data points were the average of five (A) and four (B) experiments. Control values of phytophthora blight of phyllosphere (C) and rhizosphere (D). Myxobacteria culture filtrate ( ) and fungicides ( ) were compared at 12- and 18-day after Phytophthora inoculation. Data bars were the average of five (C) and four (D) experiments and standard errors of the estimates. Fig. 7. Phytotoxicity of myxobacterium KYC 1126 on pepper seedlings. Gummy materials were on the root (A, B). In addition, stem (C) and petiole (D) were constricted. 기존의방선균이나 Bacillus에비해독특하고다양한종류의항생물질을분비하는점도점액세균의장점이다. 미생물을이용하여식물병을방제하는방법은미생물자체를이용하는방법, 미생물이생산하거나분비하는대사물질또는항생물질을이용하는방법, 미생물과미생물의혼합또는미생물과새로운물질의혼합을이용한방법등으로다양하다 (Porter와 Fox, 1993). 본연구는점액세균자실체형성을유도하여외부환경에안정적이면서생리활성물질분비를기대한자실체생균을직접뿌리에처리한것과점액세균이분비하는대사물질혹은항생물질 이존재하는액체배양여액을처리한것두가지중점액세균의길항력은액체배양여액처리가더컸다. 점액세균의자실체가영양세포로되려면충분한영양분을필요로하기때문에포장에존재하는역병균을먹이로삼을가능성을갖고실험을실시하였다. 특히접종한자실체형태의점액세균이토양내에정착하여항생물질과가수분해효소를지속적으로분비한다면포장에서역병균에대한길항력이유지되리라기대하였다. 점액세균자실체형성방법중 E. coli 콜로니를떨어뜨려영양분을공급하는방법 ( 방법 3) 에서자실체농도가가장높았던이유는영양분이가장풍부한방법이었기때문이다. 인위적으로많은양의자실체를형성시켜토양에이식하는방법은역병방제효과가없었다 (Fig. 4). 아마도점액세균의자실체가영양세포를형성하는과정에서토양으로분비하는생리활성물질이충분하지못했거나폿트환경에정착하지못한것이라고판단된다. 토양을배제하고역병균과점액세균을직접접촉시킨혼합물을고추뿌리를침지한결과점액세균액체배양여액에존재하는생리활성물질이역병균에길항력을보이는것은확실하다. 본연구에서가장효과적이고현실적인점액세균을이용한생물학적방제방안은엽권에배양여액을직접살포하는것이었다. 특히다른연구에서처럼점액세균의항생물질을추출하는복잡한과정을거치

7 점액세균을이용한고추역병방제 127 지않고생균의액체배양여액을사용함으로써항균활성물질을다량확보할수있었고이를온실의고추묘에서엽권과근권에서각각 5회및 4회반복실험이가능하였다. 한편, 항생물질추출과정은생리활성물질의소실될우려가크고, 추출로얻을수있는양이미량이기때문에생산비용이많이소요된다. 점액세균의액체배양은추출항생물질생산에따른위에서언급한단점을극복할수있었다. KYC1126은 P. capsici 의균사생장을 100% 억제하였다. 한편, Bull 등 (2002) 은 KYC1126과같은점액세균속인 M. fulvus가 P. capsici의균사생장을상당히저해한다고보고하였다. 한편, 고추역병과같은속인 Phytophthora 가일으키는토마토역병을 M. fulvus에서추출된 myxothiazol을유묘에경엽처리하여 97.7% 의방제가를얻었다 ( 김등, 1998). 본연구에서는액체배양여액을사용한점이토마토역병연구와는달랐지만점액세균경엽처리로고추역병유주자접종 10일째에 93.5% 로방제하였다. 다른길항미생물인 Streptomyces griseofuscus는 P. capsici의균사생장을 76.2% 로저해하였다 (Lim, 2005). 그외에도 Chryseomonas luteloa( 윤등, 2001), Bacillus megaterium( 정과김, 2003) 그리고 Bacillus luciferensis (Kim 등, 2009) 이고추역병균에길항력이있다는보고가있었다. KYC1126은 2002년충남서산토양에서분리된점액세균이다. 따라서, KYC1126의역병방제가는근권처리가엽권처리보다더높을것이라고예상하였다. 그런데, 근권의방제가는 35.9% 로엽권의 88.0% 보다낮았다. 살균제방제가또한근권은 43.5% 로엽권의 100% 보다낮았다. 점액세균의생존이지속적으로유지되리라여겼던근권환경에서방제가가오히려엽권보다낮았던이유는근권에서는점액세균이정착하지못하였거나항진균물질이분해되었던반면역병균은토양에장기간서식하면서고추묘뿌리에서지속적으로감염을시도했으리라추정된다. 반면역병균은엽권에서오랫동안생존할수없으므로잎에서병원균과길항균인점액세균의접촉은정확히두미생물을처리한시점에서만일회적으로발생하며, 이때점액세균길항능력이발휘되었기때문에방제가가높았을것이다. 살균제방제가도점액세균보다는다소높지만엽권과근권에서의양상이비슷한것으로보아어떤방법으로방제효능을검정하는가가생물검정의성패를좌우할수있다. 생물방제에서길항능력은지속적이라기보다는기회적으로발휘되며, 특히환경요인이방제능을좌우한다는것 (Pal와 Gardener, 2006) 을본실험에서도확인할수있었다. KYC1126 배양여액을엽권에분무처리하는과정에서균독성과용균에의한약해는고추묘와성체에서관찰되지않았다. 반면근권접종실험에서고추묘뿌리를배양여액에 24시간이상침지시약해가발생하였다. 액체배양침지기간을의도적으로 2배길게하여인위적으로발생시킨약해이긴하나, 관주처리과정에서약해가발생될가능성이있다. 따라서토양관주접종시고추가충분히성장한후접종하는것이좋으며이에대한연구가앞으로진행되어져야할것이다. 본연구는점액세균의생리적인특성을이용하여환경친화적인식물병방제의가능성을제시할수있었다. 기존길항미생물과는전혀다른새로운생리활성항진균물질을분비하는점액세균을생물적방제에효과적으로이용하기위해서는액체배양여액의대량확보를통한지속적인예방살포를포장에서검증하는실험이향후에필요하다. 그런데점액세균은생장이느리며, 균주에따라서는배양조건이까다로워 ( 조, 2001) 산업규모의발효공정으로생리활성물질을대량생산하기어렵다. 이를극복하기위해서는 2 3배빠르게생장하면서생리활성물질을분비하는호열성점액세균의유전자를형질전환하는기술이나 (Gerth와 Mller, 2005), 옥수수침출분말, 옥수수글루텐, 대두분말등주변에서쉽게이용할수있는친환경재료를탄소원으로사용하여수율을높일수있는저렴한발효공정연구를통해대량생산기술을확보하는것이중요하다. 향후대량생산이가능해진다면앞으로점액세균의생물학적방제역할은더욱커지리라기대된다. 요약 점액세균은토양에서식물병원균의활성을억제하는 2차대사산물들을분비하는데, 이들은기존의길항균들의항생물질과는전혀다른생리활성물질이므로생물방제에활용이기대되는미생물이다. 고추역병생물학적방제를위해토양미생물인점액세균의길항능력을기내에서검정한후, 자실체및액체배양여액을엽권과근권에처리하여온실에서생물검정하였다. 점액세균생리활성물질이남아있는 PDCY 배지에역병균을접종한결과점액세균 Myxococcus spp. 세균주중 KYC 1126과 KYC 1136 은균사생장을완벽히저해하였다. 토양내점액세균생리활성물질분비를극대화하기위해기내에서다량의자실체형성을위해먹이인 E. coli를먼저배양후점액세균 KYC 1126을치상하는방법을확립하였다. 이방법으로토양에자실체를먼저투입하고역병을관주접종한결과방제효과가없었다. 한편시험관에서역병균유주포

8 128 김성택 윤성철 자현탁액과점액세균 CYE 액체배양여액을혼합한후고추뿌리에침지접종한결과역병발병을지연시켜배양여액의길항능력을확인하였다. 점액세균배양여액을엽권에살포하거나근권에침지한방제가는각각 88% 와 40% 로서 dimethomorph+propineb의 100% 와 propamocarb 의 44% 에버금가는결과였다. 배양여액을기존처리의약 2배인 24시간이상뿌리에침지하면약해가발생하였는데, 그증상은고추묘에서줄기가잘록해지고잎이말려들어가며점액성의물질이뿌리를덮어썩는것이었다. 선발된점액세균 KYC 1126의대량생산방안이확보되면, 배양여액을엽권에예방적으로정기살포함으로써고추역병의생물학적방제를달성할수있을것으로기대된다. 참고문헌 김병섭, 안종웅, 조광연 점액세균 KR025 의분리동정및생리활성물질의탐색. Kor. J. Plant Pathol. 14: 김용석, 배우철, 백성진 Myxobacteria 의생리활성물질. 한국미생물생명공학회지 31: 농업과학기술원 한국의식물역병. 정부간행물등록번호 : 윤경현, 이은탁, 김상달 고추역병균 Phytophthora capsici 의생육을저해하는 Chryseomonas luteola 5042 의선발과항균성길항작용. 한국미생물생명공학회지 29: 이봉수, 이차율, 조경연 분산돌연변이점액세균의분리. 한국미생물생명공학회지 31: 이용세, 장태현, 류연주, 박정용, 임태헌 온실에서길항미생물 Trichoderma hazianum DYMC 처리에의한고추역병억제효과. 한국환경농학회지 24: 정진우, 이차율, 윤성철, 조경연 고추탄저균성장억제점액세균의탐색. 한국미생물생명공학회지 36: 정희경, 김상달 고추역병균 Phytophthora capsici 를방제하는길항균주 Bacillus megaterium KL39 의선발과길항물질. 한국미생물생명공학회지 31: 조경연 Myxobacteria 의군집생활, 자실체형성및생리활성물질의생산. 생물산업 14: 지형진, 조원대, 최용철 국내산야채쥬스의역병균영양생장및생식생장용배양기이용. 한국식물병리학회지 14: Bull, C. T., Shetty, K. G. and Subbarao, K. V Interactions between myxobacteria, plant pathogenic fungi, and biocontrol agents. Plant Dis. 86: Gerth, K. and Mller, R Moderately thermophilic Myxobacteria: novel potential for the production of natural products isolation and characterization. Environ. Microbiol. 7: Hwang, B. K. and Kim, C. H Phytophthora blight of pepper and its control in Korea. Plant Dis. 79: Kim, H. S., Sang, M. K., Myung, I. S., Chun, S. C. and Kim, K. D Characterization of Bacillus luciferensis strian KJ2C12 from pepper root, a biocontrol agent of Phytophthora blight of pepper. Kor. J. Plant Pathol. 25: Lim, T. H Antifungal activity of Streptomyces griseofuscus against pathogens causing late blight and anthracnose on pepper. Pestic. Sci. 9: Pal, K. K. and Gardener, B. M Biological control of plant pathogens. The plant health instructor DOI: /PHI-A Porter, N. and Fox, F. M Diversity of microbial products discovery and application. Pestic. Sci. 39: Shimkets, L. J Social and developmental biology of the myxobacteria. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 54: Shi, W., Khler, T. and Zusman, D. R Motility and chemotaxis in Myxococcus xanthus. Mehods Mol. Genet. 3: Song, J. Y., Yoo, S. J. and Kim, H. G Distribution and alteration of mating type of Phytophthora capsici population from red pepper in Korea. Kor. J. Mycol. 30: Wireman, J. W. and Dworkin, M Developmentally induced autolysis during fruiting body formation by Myxococcus xathus. J. Bacteriol. 129:

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