외식소비자의 건강메뉴성향이 건강외식지향에 미치는 영향

송홍규(Heung Gyu Song),김홍길(Hong Kil Kim) 한국관광연구학회 2008 관광연구저널 Vol.22 No.1

구리-오염 토양에서 토마토 식물의 생장과 스트레스-관련 유전자 발현에 미치는 구리-내성 Pseudomonas의 영향

김민주,송홍규,Kim, Min-Ju,Song, Hong-Gyu 한국미생물학회 2017 미생물학회지 Vol.53 No.4

Pseudomonas veronii MS1과 P. migulae MS2는 여러 가지의 구리-내성 및 식물 생장 촉진 방법을 갖고 있으며 또한 스트레스 에틸렌의 전구체인 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC)의 ACC deaminase에 의한 가수분해를 통해 식물에서 비생물적 스트레스를 완화시킬 수 있다. 구리 농도 700 mg/kg 토양에서의 4주간 소규모 토마토 재배 실험에서 MS1과 MS2 접종은 비접종 대조군에 비해 토마토 식물의 지상부와 뿌리 길이 및 습윤중량과 건조중량을 모두 유의성 있게 증가시켰다. 접종 토마토 식물은 비생물적 스트레스로부터 식물을 보호할 수 있는 proline및 산화 스트레스 지표인 malondialdehyde도 비접종 대조군보다 적게 함유하였다. 에틸렌 생합성에 관여하는 ACC synthase 유전자, ACS4와 ACS6 그리고 ACC oxidase 유전자, ACO1와 ACO4는 구리 스트레스를 받는 토마토에서 강하게 발현된 반면 MS1과 MS2 접종 토마토에서는 유의성 있게 감소했다. 또한 금속 결합 단백질인 metallothionein 암호화 유전자인 MT2도 위의 유전자들과 유사한 발현 양상을 보였다. 이 모든 결과들은 이 근권세균들이 구리 스트레스 하의 토마토 식물에 구리 내성을 부여하여 낮은 수준의 구리 스트레스와 생장 촉진을 허용하는 것을 가리킨다. Pseudomonas veronii MS1 and P. migulae MS2 have several mechanisms of copper resistance and plant growth promoting capability, and also can alleviate abiotic stress in plant by hydrolysis of a precursor of stress ethylene, 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) by ACC deaminase. In 4-week pot test for tomato growth in soil contained 700 mg/kg Cu, inoculation of MS1 and MS2 significantly increased root and shoot lengths, wet weight and dry weight of tomato plants compared to those of uninoculated control. The inoculated tomato plants contained less amounts of proline that can protect plants from abiotic stress, and malondialdehyde, an oxidative stress marker than those of control. ACC synthase genes, ACS4 and ACS6, and ACC oxidase genes, ACO1 and ACO4, both involved in ethylene synthesis, were strongly expressed in Cu stressed tomato, whereas significantly reduced in tomato inoculated with MS1 and MS2. Also, a gene encoding a metal binding protein metallothionein, MT2 showed similar expression pattern with above genes. All these results indicated that these rhizobacteria could confer Cu resistance to tomato plant under Cu stress and allowed a lower level of Cu stress and growth promotion.

계면활성제 생성능과 세포 표면 소수성을 가진 세균 균주들에 의한 석유탄화수소의 생분해

권선률,송홍규,Kwon, Sun-Lul,Song, Hong-Gyu 한국미생물학회 2017 미생물학회지 Vol.53 No.4

다른 탄화수소 분해 방법을 가진 여러 세균을 유류-오염 토양에서 분리하였다. Acinetobacter calcoaceticus SL1은 기름-분산 시험에서 계면활성제-생성능을 보였으며 경유와 n-hexane에 대해 각각 43.6과 54.5%의 유화활성을 나타내었다. 또한 높은 세포 표면 소수성을 가졌는데 이는 탄화수소에 쉽게 부착하여 그것을 분해할 수 있게 한다. 이 균주는 1,000 mg/L의 n-octadecane과 naphthalene을 3일 내에 100% 분해하였으며, 1,000 mg/L의 경유는 7일 동안 72.3%, 그리고 10,000 mg/L로 오염시킨 토양에서는 4주 간 78%를 제거하였다. 다른 분리균주 Bacillus amyloliquefaciens S10과 B. subtilis GO9는 생물계면활성제를 생산할 수 있으며 기름-분산 시험에서 각각 6.34와 2.5 cm직경의 투명대를 형성하였다. 배양 중 그들의 배양 상등액은 표면장력이 74.6 mN/m으로부터 각각 34.4와 33.3 mN/m으로 감소하였으며, 배양 상등액의 critical micelle concentration은 각각 2.0과 5.9%이었다. A. calcoaceticus SL1과 B. amyloliquefaciens S10의 컨소시엄은 10,000 mg/L의 경유를 3일만에 77.8% 분해하였는데 이는 A. calcoaceticus SL1 단독에 의한 것보다 높은 분해능이었다. 만일 이 세균들을 유류-오염 부지에 컨소시엄으로 같이 처리한다면 높은 석유탄화수소 제거율을 나타낼 수 있을 것이다. Some bacteria with different mechanisms for hydrocarbon degradation were isolated from oil-contaminated soils in Korea. Isolate Acinetobacter calcoaceticus SL1 showed biosurfactant- producing activity in oil-spreading test, and it exhibited a good emulsifying activity of 43.6 and 54.5% for diesel oil and n-hexane, respectively. It also has high cell surface hydrophobicity which can make it easily attaches to hydrocarbons and degrade them. It degraded 100% of 1,000 mg/L of n-octadecane and naphthalene, respectively in 3 days, 72.3% of 1,000 mg/L diesel oil in 7 days and 78.0% of 10,000 mg/L diesel oil in oil-contaminated soil during 28 days. Isolated strains Bacillus amyloliquefaciens S10 and B. subtilis GO9 can produce biosurfactant and formed 6.34 and 2.5 cm diameter of clear zones, respectively in oil-spreading test. Surface tension of their culture supernatant reduced from 74.6 to 34.4 and 33.3 mN/m, respectively during incubation, and critical micelle concentrations of culture supernatants were 2.0 and 5.9%, respectively. Consortium of A. calcoaceticus SL1 and B. amyloliquefaciens S10 degraded 77.8% of 10,000 mg/L diesel oil in 3 days, which indicated more efficient oil degradation than that by A. calcoaceticus SL1 alone. If these bacteria were applied together as a consortium to oil-contaminated sites, they may show a high removal rate of petroleum hydrocarbons.

원유오염이 토양미생물군집에 미치는 영향

서은영,송홍규 ( Eun Young Seo,Hong Gyu Song ) 한국환경생물학회 1994 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.12 No.1

The effects of crude oil on the microbial community in sandy loam soil were investigated, and the effects of bioremediation which was performed to enhance the removal of crude oil from soil were also measured. The residual percentage of crude oil was 20-50% after 16 week incubation period. The bioremediation treatment increased the removal rate at 30-60%. When the soil was contaminated with crude oil, the direct bacterial count, length of fungal hyphae, aerobic heterotroph and hydrocarbon degrader were increased by 1-2 orders of magnitude. The bioremediation further increased these numbers 10 to 100-fold. There were no definite patterns of change in fluorescein diacetate hydrolysis activity in bioremediation-untreated soil, but about 10 times of increase of activity was observed in bioremediation-treated soil. Similar change was occurred in soil dehydrogenase activity.

Bunker C 유로 오염된 해사에서 bioremediation 에 의한 미생물군집의 변화

권창주,송홍규 ( Chang Joo Kwon,Hong Gyu Song ) 한국환경생물학회 1997 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.15 No.2

The changes of microbial numbers and activities during the bioremediation of beachsand contaminated with recalcitrant Bunker C fuel oil were investigated using microcosms. The numbers of total hydrocarbon degrading bacteria were rapidly increased and reached to 107cells/g sand, which was 10^4-10^5 times of increase. The numbers of aromatic hydrocarbon degraders showed similar trends but 1/10 less numbers. The aerobic heterotrophs jumped from 10^6cells/g to 10^9cells/g during 2 weeks of incubation. FDA direct count which stained only metabolically active bacteria also showed similar level and changes. The FDA hydrolysis activity was doubled by bioaugmentation and dehydrogenase activity was increased at 5∼6 times than control samples. Although the microbial numbers and activities in contaminated beachsand were not coincided exactly with the removal pattern of Bunker C fuel oil, this study showed the positive effects of bioaugmentation of microbial consortium.

비생물적 스트레스 환경에서 Enterobacter ludwigii SJR3 처리 시 토마토의 생장과 스트레스-관련 유전자의 발현

김나은,송홍규,Kim, Na-Eun,Song, Hong-Gyu 한국미생물학회 2016 미생물학회지 Vol.52 No.2

ACC deaminase 활성이 높은 균주인 Enterobacter ludwigii SJR3를 이용하여 건조와 염분 스트레스 환경에서 토마토 식물의 생장촉진 효과와 스트레스-관련 유전자의 발현을 조사하였다. 4주 키운 토마토 식물에 SJR3 균주 접종 후 건조 스트레스와 염분 스트레스를 처리하면서 1주일 후 식물의 생장을 비교하였다. 건조 스트레스 환경에서는 균주 접종군이 비접종군에 비해 뿌리와 줄기 길이 및 습윤과 건조중량이 각각 37.8, 37.2, 96.8과 146.6% 증가하였고 염분 스트레스 환경에서는 각각 19.2, 25.4, 19.5와 105.8% 증가하였다. 또한 스트레스에 반응하여 토마토 잎에 축적되는 proline의 함량은 크게 늘어나지만 건조와 염분 스트레스 처리 시 비접종 대조군 보다 균주 접종군에서 62.1%와 54.1% 감소되었다. 스트레스 환경에서 자라난 토마토 식물에서 스트레스-관련 유전자들인 ACC oxidase의 유전자 ACO1과 ACO4, ethylene response factor의 유전자 ERF1과 ERF4 등의 상대적인 발현량을 조사하였다. 비 스트레스 대조군과 비교해서 건조와 염분 스트레스 환경의 토마토 식물에서 모든 스트레스-관련 유전자들의 발현이 크게 증가하였으나 SJR3 균주를 접종한 식물의 유전자들은 대부분이 비 스트레스-처리 대조군과 유사한 정도의 유전자 발현량을 나타내었다. 따라서 E. ludwigii SJR3는 식물에서 건조와 염분 스트레스의 완화에 중요한 역할을 하여 작물의 생장을 촉진하고 생산성을 높일 수 있을 것으로 여겨진다. This study examined effects of Enterobacter ludwigii SJR3 showing a high 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) deaminase activity, on growth of tomato plant and its expression of stress-related genes under drought and salt stress. SJR3 strain was inoculated at $10^6cell/g$ soil to 4-week grown tomato plants, and drought and salt stresses were treated. After additional incubation for 1 week, root length, stem length, fresh weight and dry weight of tomato plants treated with SJR3 increased by 37.8, 37.2, 96.8 and 146.6%, respectively compared to those of uninoculated plants in drought stress environment, and they increased by 19.2, 25.4, 19.5, and 105.8%, respectively in salt stress environment. Proline content in tomato leaves increased significantly under stress conditions as one of a protecting substance against stresses, but proline contents in tomato treated with SJR3 decreased by 62.1 and 54.1%, respectively. Relative expression of genes encoding ACC oxidase, ACO1 and ACO4, ethylene response factor genes ERF1 and ERF4, and some other stress-related genes were examined from tomato leaves. Compared to the non-stressed tomato, expressions of all stress-related genes increased significantly in the stressed tomato, but gene expressions in the inoculated tomato were similar to those of no-stressed control tomato. Therefore, E. ludwigii SJR3 may play an important role in mitigating drought and salt stress in plants, and can increase productivity of crops under various abiotic stresses.

휘발유오염이 토양미생물군집에 미치는 영향

서은영,송홍규 ( Eun Young Seo,Hong Gyu Song ) 한국환경생물학회 1994 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.12 No.1

The effects of gasoline on the microbial community in sandy loam soil were investigated, and the effects of bioremediation which was performed to enhance the removal of gasoline from soil were also measured. Most of gasoline was rapidly dissappeared from soil within several days through evaporation. The effect of bioremediation treatment to enhance the removal of gasoline was negligible. When the soil was contaminated with gasoline, the increasing rates of direct bacterial count, length of fungal hyphae and aerobic heterotroph were in the range of 2 to 10-fold, but the number of hydrocarbon degrader was increased by 2 orders of magnitude. The bioremediation further increased these numbers several times. There was a slight increase of fluorescein diacetate hydrolysis activity in gasoline contaminated soil, but the bioremediation did not increase this activity further. There was no definite pattern of change in soil dehydrogenase activity in untreated soil, but the bioremediation increased this activity up to 3 -fold.

여러 식물병원성 진균을 억제하는 Streptomyces costaricanus HR391의 항진균능

김혜령,송홍규,Kim, Hae-Ryoung,Song, Hong-Gyu 한국미생물학회 2016 미생물학회지 Vol.52 No.4

여러 토양에서 분리한 400여 개의 방선균 균주에 대해 4가지 식물병원성 진균에 대한 항진균 활성을 조사하였으며 그 중 Streptomyces costaricanus HR391 균주는 PDB 배지에서 식물병원성 진균인 Fusarium oxysporum f. sp. raphani, F. oxysporum f. sp. niveum, F. oxysporum f. sp. lycopersici와 Rhizoctonia solani의 균사 생장을대조군과 비교하여 각각 26.5, 26.2, 21.2와 23.8% 저해하였다. S. costaricanus HR391은 항진균물질인 siderophore를 $98{\mu}M$을 생성할 뿐만 아니라 유화활성을 나타내며 막지질을 파괴할 수 있는 생물계면활성제인 rhamnolipid와 lipopeptide인 iturin A와 surfactin를 생성하였다. 또한 진균 세포막을 분해할 수 있는 chitinase와 glucanase 활성도 나타내었으며 병원균의 막을 파괴하는 AMP와 항생물질 phenazine도 분비하였다. 이외에도 식물생장 촉진활성을 갖는 zeatin, gibberellin과 indole acetic acid 같은 식물호르몬도 생성하였다. 이와 같이 항진균 활성을 나타내는 S. costaricanus HR391 균주는 다양한 종류의 항진균 물질의 상승작용과 더불어 높은 생물계면활성이 본 균주의 항진균 활성에 큰 역할을 하는 것으로 보이며 친환경적인 생물학적 항진균제로서 활용이 가능할 것으로 기대된다. In this study Streptomyces strains were isolated from soils and their antifungal activities and involved mechanisms were investigated. Among over 400 isolates of actinomycetes, Streptomyces costaricanus HR391 was selected as a potential antagonist to control several plant-pathogenic fungi. S. costaricanus HR391 inhibited mycelial growth of Fusarium oxysporum f. sp. raphani, F. oxysporum f. sp. niveum, F. oxysporum f. sp. lycopersici, and Rhizoctonia solani by 26.5, 26.2, 21.2, and 23.8%, respectively compared to those of uninoculated control after 7-day incubation on PDB medium. S. costaricanus HR391 produced $89{\mu}M$ of siderphore, and showed fungal cell wall-degrading activity including $0.46{\mu}mol/min/mg$ of chitinase and $0.83{\mu}mol/min/mg$ of ${\beta}$-1,3 glucanase. S. costaricanus HR391 secreted 87.49 mg/L of rhamnolipid, and produced 9.49 mg/L and 4.3 mM of lipopeptide, iturin A and surfactin, respectively, all they are membrane-disrupting biosurfactants. It also produced antimicrobial peptide and antibiotics phenazine. In addition to antifungal substances, S. costaricanus HR391 secreted plant growth-promoting phytohormones, zeatin, gibberellins and IAA. These results suggest that S. costaricanus HR391 may be utilized as an environment-friendly biocontrol agent against some important pathogenic fungi.

돼지위축성비염과 가금티푸스 병원균을 저해하는 Bacillus amyloliquefaciens TK3의 분리 및 특성 조사

정택경,송홍규,Jung, Taeck-Kyung,Song, Hong-Gyu 한국미생물학회 2015 미생물학회지 Vol.51 No.2

Bordetella bronchiseptica에 의한 돼지위축성비염과 Salmonella gallinarum에 의한 가금티푸스 방지 방법을 찾기 위해서 두 세균병원체에 항균활성을 갖는 세균 균주를 축산농가의 여러 시료로부터 분리하였다. 분리균주 372개 중 TK3 균주가 두 병원체에 대해 가장 우수한 항균활성을 나타내었으며, 16S rRNA 염기서열 분석 결과 Bacillus amyloliquefaciens로 동정되었다. B. amyloliquefaciens TK3는 siderophore, rhamnolipid와 antimicrobial peptide 같은 항균물질을 분비하여 두 병원체의 생장을 저해할 수 있었다. TK3 균주는 Chrome azurol S 한천 평판에서 siderophore 생성반지름이 14일 배양 후 0.53 cm이었으며, King's B 배지에서 1.06 mmol/ml의 siderophore를 생성하였다. 또한 82.4 mg/L의 rhamnolipid를 분비하였으며, LB배지에 $30{\mu}l/ml$ 농도의 추출된 antimicrobial peptide 첨가 시 두 병원체의 생장을 완전히 저해하였다. For prevention of atrophic rhinitis of swine by Bordetella bronchiseptica and fowl typhoid by Salmonella gallinarum, bacterial strains showing antimicrobial activity against those pathogenic bacteria were isolated from various samples collected at animal farms. Among 372 bacterial isolates strain TK3 showed the highest antibacterial activity against both pathogens, and was identified as Bacillus amyloliquefaciens by 16S rRNA gene sequence analysis. B. amyloliquefaciens TK3 could inhibit growth of both pathogens by secretion of antibacterial compounds such as siderophore, rhamnolipid and antimicrobial peptide. Production radius of siderophore on Chrome azurol S agar plate by strain TK3 was 0.53 cm after 14 days of incubation, and concentration of siderophore in King's B medium was 1.06 mmol/ml. It also secreted 82.4 mg/L of rhamnolipid, and antimicrobial peptide that completely inhibited growth of both pathogens at concentration of $30{\mu}l/ml$ in LB medium.

근권에서 분리한 세균의 IAA 생합성 경로와 IAA 생성능과의 관계

김운진,송홍규,Kim, Woon-Jin,Song, Hong-Gyu 한국미생물학회 2012 미생물학회지 Vol.48 No.1

대표적인 식물호르몬인 indole-acetic acid (IAA)를 생성하는 근권세균에서 IAA 생합성 경로와 생성량과의 관계를 파악하기 위해 IAA 생성능이 크게 다른 4개 균주를 선발하고 동정하였다. 특정 경로를 이용한 IAA 생합성능의 조사를 위해 주요 전구물질을 첨가하여 IAA 생성량을 측정하였다. Tryptophan 의존적 경로에 의한 총 IAA 생성량은 Acinetobacter guillouiae SW5가 1.66 mg/ml로 가장 높았으며, indole acetamide (IAM)를 배지에 첨가했을 때 amidase의 활성은 분리균주 중 Rhodococcus equi SW9이 가장 높았다. IAA 생합성을 위한 또 다른 두 가지 경로의 전구물질인 indole acetonitrile (IAN)을 첨가하였을 때 IAA 생합성은 A. guillouiae SW5가 가장 높았으며, 이 때 nitrilase 보다는 nitrile hydratase의 활성이 높았다. 그러나 두 경로 중 IAN을 직접 IAA로 전환시키는 nitrilase의 활성은 Bacillus thuringiensis SW17이 균주들 중 가장 높았다. B. thuringiensis SW17은 4균주 중 IAA생합성능이 가장 낮았으며 tryptophan을 이용하여 생합성하는 IAA 중 상당량을 IAM을 거치는 경로를 통해 생성한다. Lysinibacillus fusiformis SW13은 IAA 생합성에 관여하는 nitrile 전환경로들을 비교적 고르게 이용하여 IAA를 생성하였다. Tryptophan 비의존적 경로를 통한 IAA 생합성은 A. guillouiae SW5에서만 소량 관찰되었다. This study explores the interaction between the production of indole-3-acetic acid (IAA), a typical phytohormone auxin and the role of IAA biosynthetic pathways in each IAA producing rhizobacterial strain. The bacterial strains were isolated from rhizosphere of wild plants and identified as Acinetobacter guillouiae SW5, Bacillus thuringiensis SW17, Rhodococcus equi SW9, and Lysinibacillus fusiformis SW13. A. guillouiae SW5 exhibited the highest production of IAA using tryptophan-dependent pathways among the 4 strains. When indole-3-acetamide (IAM) was added, Rhodococcus equi SW9 showed the highest IAA production of $3824{\mu}g/mg$ protein using amidase activity. A. guillouiae SW5 also showed the highest production of IAA using two pathways with indole-3-acetonitrile (IAN), and its nitrile hydratase activity might be higher than nitrilase. B. thuringiensis SW17 showed the lowest IAA production, and most of IAA might be produced by the amidase activity, although the nitrilase activity was the highest among 4 strains. The roles of nitrile converting enzymes were relatively similar in IAA synthesis by Lysinibacillus fusiformis SW13. Tryptophan-independent pathway of IAA production was utilized by only A. guillouiae SW5.