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- 저자 : 남주희(Joo-Hee Nam) (검색결과 15 건)
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배추 뿌리혹병 방제를 위한 미생물 선발과 바이오차 인위적 로딩 조건 설정 연구
남주희 ( Joo-hee Nam ),임성희 ( Sung-hee Lim ),장재은 ( Jae-eun Jang ),신민우 ( Min-woo Shin ),문지영 ( Ji-young Moon ),임갑준 ( Gab-june Lim ),심창기 ( Chan-ki Shim ),김민정 ( Min-jung Kim ),신중두 ( Jung-doo Shin ) 한국환경농학회 2023 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2023 No.0
배추, 양배추, 무, 순무 등의 십자화과 작물에서 발생되는 배추 뿌리혹병은 Plasmodiophora brassicae라는 병원균에 의해 발생되며, 균학적 특성상 약제 처리만으로 방제가 어려운 난방제 병원균에 속한다. 뿌리혹병원균은 토양 내 7~10년간 장기간 잔존할 수 있으며, 존재하는 휴면포자가 발아한 후 유주포자를 형성하여 이 유주포자가 배추 뿌리털 속으로 침입하고 증식하면서 뿌리혹을 형성하게 된다. 경기도농업기술원에서는 뿌리혹병에 대한 친환경 방제 기술 개발을 위하여 항균력이 우수한 균주를 수집하여 포트 검정시 방제 효과가 60% 이상인 3종의 미생물을 선발하였으며, 동정 결과 Arthrobacter sp., Pseudomonas sp., Bacillus sp.로 확인되었다. 기존에 알려진 선행연구는 선발한 미생물을 관주처리 하는 경우가 많았지만, 미생물의 특성 상 토양 내 잔존이나 우점이 어렵고, 환경이 적합하지 않아 증식이 불리하여 기내검정에서 효과가 우수한 균주를 선발하여도 현장에서 균주 자체의 특성을 나타내지 못하는 경우가 많았다. 본 연구는 이러한 현장 적용의 문제점을 해결하기 위하여 흡착력이 우수한 다공성의 바이오차에 미생물을 로딩하고, 미생물이 잘 배양될 수 있도록 pH, 멸균 유무, 건조 시간 등을 고려하여 균주 배양 특성에 적합한 인위적인 바이오차 로딩 조건을 설정하는 연구를 진행하였다. 바이오차는 계분+구아노 바이오차, 계분+구아노+산처리(구연산) 바이오차, 왕겨+구아노 바이오차, 왕겨+구아노+산처리(구연산), 왕겨+구아노+산처리(목초액) 총 5종류의 바이오차를 이용하였으며, 선발한 균주를 멸균유무, pH, 건조시간에 따라 인위적으로 로딩 조건을 설정하여 진행한 뒤, 접종한 균주가 바이오차 내에서 동일하게 발현하는지 유무를 확인하였다. 접종 후 도말하여 30℃에서 배양시킨 뒤 gDNA 추출 후 27F(5’-AGAGTTTGATCMTGG CTCAG-3’)과 1429R(5’-TACGGYTACCTTGTTACGACTT-3’) primer set을 이용하여 16S rRNA 유전자를 분석하였다. 분석된 염기서열은 NCBI의 BLAST를 이용하여 GenBank에 등록된 염기서열과 상동성을 비교하여 최종적으로 동정하였다. pH 농도별 선발된 길항미생물의 생균수를 측정한 결과 pH 6.0에서 8.0 전까지는 균주 배양이 가능하였으나 pH 8.0 이상부터는 균주 발현이 되지 않았다. 바이오차 멸균 유무에 따라 균주 로딩 후 발현 유무를 확인하였을 때, 멸균하지 않은 처리에서는 5종류의 바이오차 중에서 1종류의 바이오차에서만 Pseudomonas sp. 접종한 균주가 그대로 발현하였으며, 나머지 멸균하지 않은 바이오차에서는 접종한 균주 외 Staphylococcus sp. 등 대장성 오염균이 주로 발현되었고, 멸균한 바이오차에서는 Arthrobacter sp., Pseudomonas sp., Bacillus sp. 접종 균주가 그대로 발현되었다. 바이오차 로딩 후 건조시간에 따른 발현 조건을 확인한 결과 24 hr 건조에서는 Arthrobacter sp. 외 다른 미생물은 거의 발현이 되지 않았고, 72 hr 건조하였을 때 Arthrobacter sp., Pseudomonas sp., Bacillus sp. 접종 균주가 왕겨가 포함된 바이오차 3종류에서 모두 그대로 우점하여 발현되었다. 이 연구 결과를 통해 현장에 적용하는 환경과 선발 미생물이 배양되는 조건 간 차이를 줄여나가는 것이 군락 형성에 중요한 요소임을 확인하였으며, 추후 수분 조건, 영양 성분 등 인위적으로 줄여나갈 수 있는 조건을 구체적으로 확립하여 현장 적용이 가능한 유기농업자재를 개발할 수 있는 자료로 활용하고자 한다.
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경기 북부지역 무농약 사과 재배지 병해 분리 및 친환경 방제를 위한 식물추출물 연구
남주희 ( Joo-hee Nam ),원태진 ( Tae-jin Won ),문지영 ( Ji-young-moon ),신민우 ( Min-woo Sin ),백일선 ( Il-sun Baek ),정구현 ( Gu-hyun Jung ) 한국환경농학회 2021 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2021 No.-
지구온난화 영향으로 사과 재배 가능 지역이 경북지역에서 경기 북부 및 강원도까지 북상함에 따라 경기 북부지역의 사과 재배 면적이 증가하는 추세이다. 뿐만 아니라 경기도 친환경 급식 정책에 따라 친환경 사과 재배 요구도가 높아지고 있다. 따라서, 경기 북부지역의 무농약 사과 재배지에 대한 병해발생양상을 조사하고, 친환경 병 방제를 위한 적합한 천연추출물과 식물성오일 복합제재를 선발하고자 하였다. 친환경 사과 주산지인 경기 북부 연천군, 가평군, 파주시 3지역에서 ‘후지’, ‘홍로’, ‘아리수’ 품종을 대상으로 사과의 과실과 잎을 수집하여 병원균을 분리하였다. 진균류의 동정에는 ITS4(5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’)와 ITS5(5’-GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG-3’)primer set을 이용하여 ITS region을 증폭한 뒤 증폭된 PCR 산물을 사용하였으며, 세균류는 gDNA 추출 후 27F(5’-AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3’)과 1429R(5’-TACGGYTACCTTGTTACGACTT-3’) primer set을 이용하여 16S rRNA 유전자를 분석하였다. 분석된 염기서열은 NCBI의 BLAST를 이용하여 GenBank에 등록된 염기서열과 상동성을 비교 후 동정하였다. 동정된 병원균은 연천군 16종, 가평군과 파주시 각 10종으로 사과 주요 병원균은 탄저병, 겹무늬썩음병, 과심썩음병, 점무늬낙엽병, 흰무늬병, 푸른곰팡이병으로 확인되었고, 나머지는 기타(오염균)이었다. 그 중 무농약 사과 재배지에서 경제적으로 피해를 주는 병원균인 탄저병, 겹무늬썩음병 2균주를 친환경적으로 방제할 수 있는 방법을 구명하고자 하였다. 시판중인 유기농업자재 9종, 화학농약 2종, 천연추출물과 식물성오일 18종에 대하여 방제효과를 검정한 결과 균사생장억제율이 우수한 복합제제 3종을 선발하였다. 천연추출물 시료는 70% EtOH 용매를 이용하여 79°C 조건에서 환류추출→농축→동결건조화하여 사용하였으며, 추출물(1000ppm) 혼합배지, 일반PDA배지(무처리구), 농약배지(대조구)의 균사생장길이를 측정한 뒤 균사생장억제율 값을 비교하여 항균활성을 검정하였다. 시판중인 유기농업 자재 9종 중에서는 주성분 석회보르도액 1종이 겹무늬썩음병, Flavonoid계 추출물 1종이 탄저병에 효과가 있었으며, 우리원에서 제조한 천연추출물에서는 추출물 3종과 식물성오일 2종을 선발하였으며, 천연추출물과 오일의 혼합비를 설정하여 복합제제화하였다. 개발중인 복합제제는 AP-08, 16이 겹무늬썩음병에 88.9%, AP-02, 08이 탄저병에 75.0% 방제 효과가 있는 것으로 나타났다. 방제효과가 우수한 복합제제는 친환경 사과 재배 농가에서 현장시험 추진중으로 현장에서도 높은 방제효과를 보이는 복합제제를 선발중이다. 또한, 추출방법, 용매종류, 알칼리화 등 여러 가지 조건에 따라 복합제제의 유효성분 회수율이 차이가 클 것으로 보여 최적 방법을 선발하여 보급할 경우 무농약 사과 재배지에서 친환경 병해관리에 유용하게 적용될 수 있을 것으로 판단된다.
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경기지역 대파 주요 병해 발생 특성과 친환경 방제를 위한 유기농업자재 효과 검정
남주희 ( Joo-hee Nam ),임성희 ( Sung-hee Im ),장재은 ( Jae-eun Jang ),신민우 ( Min-woo Shin ),문지영 ( Ji-young Moon ),한정아 ( Jung Ah Han ),임갑준 ( Gab-jun Im ) 한국환경농학회 2022 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2022 No.-
전국 친환경 농산물 시장은 2015년 저농약 인증 폐지에 따르 급격하게 감소하였으나 경기도는 경기도 친환경농업육성조례와 공공급식 지원에 관한 조례 등의 지원계획이 수립되어 친환경 농산물의 안정적인 공급 여건을 조성한 바 인증농가와 면적이 증가하는 추세이다. 2018년 경기도 대파 생산량은 70,848톤으로 경남지역에 이은 2위이며, 도내 공공급식 수요량도 2020년 344톤으로 매년 증가하고 있으나 병해충 피해 등으로 품질이 낮아 반품되거나 폐기되는 경우가 발생하고 있다. 따라서, 경기지역에서 발생하는 대파 주요 병원균의 발생 특성에 대하여 조사하고, 주요 병원균에 대한 친환경 방제에 적합한 유기농업자재 및 수집한 길항미생물의 효과를 검정하고자 하였다. 경기도 친환경 대파 주산지인 이천 지역노지, 하우스 재배지에서 ‘흑금장’ 품종을 대상으로 농촌진흥청병 발생도 조사 기준에 따라 대파 주요 병해 발생 정도를 조사하였다. 대파에서 발생하는 주요 병해는 노균병(Peronospora destructor), 검은무늬병(Alternaria porri), 녹병(Puccinia allii), 잎마름병(Stemphylium vesicarium)으로 나타났다. 노균병과 검은무늬병은 하우스 재배시 병 발생도는 5% 미만으로 극히 낮았으나 노지재배에서 장마철 기간동안 노균병 20%, 검은무늬병 25% 이상으로 발병률이 높았고, 잎마름병의 발병률은 낮은 경향이었다. 인공 접종이 가능한 대파 잎마름병에 대한 친환경 방제를 위해 시판중인 유기농업자재 14종과 보유하고 있는 길항미생물 1종(GM17P025) 방제 효과를 기내검정한 결과 유기농업자재 4종은 균사 생장억제율이 99.9%로 잎마름병 방제 효과가 우수한 것으로 나타났다. 잎마름병 방제효과가 우수한 유기농업자재는 친환경 대파 재배 포장에서 현장시험 추진중으로 현장에서도 높은 방제효과를 보이는 자재를 선발중이다. 희석 농도, 처리 시기 등 여러 가지 조건에 따라 선발된 유기농업자재의 방제 효과에도 차이가 있을 것으로 판단되어 최적 방법을 선발하여 무농약 대파 재배지에서 친환경 병해관리에 유용하게 적용될 수 있도록 농가 현장에 보급할 계획이다.
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문지영 ( Ji-young Moon ),임성희 ( Sung-hee Lim ),장재은 ( Jae-eun Jang ),신민우 ( Min-woo Shin ),남주희 ( Joo-hee Nam ),김도현 ( Do-hyun Kim ),김상윤 ( Sang-yoon Kim ),임갑준 ( Gab-june Lim ) 한국환경농학회 2023 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2023 No.0
농업생태계에서 토양미생물은 토양 양분 순환, 작물 생육에 중요한 역할을 하며, 농경지 토양은 물리, 화학, 생물학적 특성이 순차적으로 개선되므로 최적의 농업환경 유지를 위해서는 이화학적 측면 뿐만 아니라 미생물 생태학적 측면에서도 토양 관리기술 개발이 필요하다. 따라서 농촌진흥청에서는 1999년부터 농업환경변동조사 사업을 통해 토양미생물 분포를 모니터링하고 있으며, 본 사업의 일환으로 경기지역 과수원 29지점의 표토(10-15 cm)를 채취하여 토양미생물의 유전자 정량, 탈수소효소 활성, 종 풍부도, 다양성 지수를 분석하였다. 토양 시료를 2 mm 체로 체별하여 22℃에서 6~7일간 배양 후 시료 당 1 g의 DNA를 추출하였다. 추출된 군집 DNA를 qPCR로 정량하였고 16S rRNA, ITS 유전자 증폭체 염기서열(amplicon sequencing) 분석으로 문(phylum), 강(class) 수준의 미생물 분포를 확인하였다. 종 풍부도는 Chao, Ace 추정치를, 다양성은 Shannon, Invsimpson 지수로 나타냈다. 탈수소효소 활성은 토양 시료 6 g과 CaCO<sub>3</sub> 60 mg, 3% 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride 1 mL, 증류수 2.5 mL 혼합액을 37℃에서 24시간 반응시킨 후 메탄올을 10 mL씩 첨가하여 100 mL가 되도록 여과하고 485 nm에서 비색 정량한 Casida 방법으로 분석하였다. 경기지역 과수원 토양미생물의 탈수소효소 활성은 평균 77.5 ㎍ TPF g<sup>-1</sup> soil day<sup>-1</sup> (범위 15.1-255.9)로 전국 평균(52.3 ㎍)보다 높았는데 특정 지점이 특이적으로 높은 활성을 나타내는 경향을 보였다. 유전자 정량 분석 결과 16S rRNA(세균), nirS/nirK(아질산 환원균) 유전자는 유사한 경향을 나타내었으며 전국 평균보다 높았으나, nosZ(아산화질소 환원균), cnorB(일산화질소 환원균)은 전국 평균보다 낮았다. 시료마다 시퀀스 개수가 다르기 때문에 최저 데이터셋으로 샘플링하여 종 풍부도 추정치와 다양성 지수를 분석하였으며 세균의 종 풍부도는 Chao 평균 4,981(범위 2,993-5,791), Ace 5425(3,049-6,998)로 나타났다. 다양성 지수는 Shannon 6.9(6.2-7.2), Invsimpson 280.6(139.0-436.9)이었으며 종 풍부도 추정치, 다양성 지수 모두 전국 평균보다 4-26% 높았다. 세균 문 단위의 분포는 Proteobacteria 평균 30.0%(범위 24.5-37.9), Actinobacteria 18.1%(12.9-22.6), Acidobacteria 15.9%(7.4-21.7), Firmicutes 10.6%(4.6-29.0) 순서로 우점하였다. 진균의 종 풍부도는 Chao 905(441-1,154), Ace 940(436-1,216), 다양성 지수는 Shannon 4.2(3.1-5.0), Invsimpson 24.5(6.1-49.9)이었으며 종 풍부도 추정치, 다양성 지수 모두 전국 평균보다 5-7% 높았다. 진균 문 단위의 분포는 Ascomycota 49.4%(16.2-74.0), Basidiomycota 16.0%(2.0-54.0), Mortierellomycota 15.0%(2.4-57.5) 순서로 우점하였다. 토양미생물은 재배 과수 작목, 작목별 시비량 등 재배 방법에 따라 다르게 나타날 수 있으므로 향후 토양 화학성 자료와 연계하여 분석해야 할 것으로 판단된다.
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