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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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