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        Biological Control of Plant Growth Using the Plant Growth-Promoting Rhizobacterium Bacillus mojavensis KJS-3

        Jae Sung Pyo(표재성),Sarmila Shrestha (Amatya)(사밀라 스레스타(아마티아)),Song Hee Park(박송희),Jae Seon Kang(강재선) 한국생명과학회 2014 생명과학회지 Vol.24 No.12

        식물성장촉진 뿌리박테리아(PGPR)을 사용한 생물학적 조절(Biological control)은 최근 몇년 동안에 주목 받게되었다. PGPR은 산업적으로 중요한 감자, 토마토 그리고 쌀과 같은 경제적으로 중요한 작물의 성장촉진과 관련되어있다. 음식물 쓰레기에서 발견된 Bacillus mojavensis KJS-3은 Aspergillus terreus, A. fumagatus, A. flavus and Fusarium redolense에 대해 항진균작용을 가지고 있는 균주로, 이미 여러 산업적인 측면에서 유용한 가능성이 확인된 균주이다. 본 연구에서는 Bacillus mojavensis KJS-3를 알타리무와 상추에 0.5×10<SUP>9</SUP> cfu/g, 1.0×10<SUP>9</SUP> cfu/g 및 2.0×10<SUP>9</SUP> cfu/g의 3가지 농도로 분무, 재배한 후, 잎의 수, 길이, 무게, 뿌리와 근경의 길이, 넓이 및 무게를 비교함으로써, 이들에 대한 생육촉진작용을 확인해보았다. 그 결과, 처리하지 않은 군에 비하여 Bacillus mojavensis KJS-3를 처리한 군이 더 높은 생육성장을 보였으며, 1.0×10<SUP>9</SUP> cfu/g농도에서의 재배는 저농도에서의 재배보다 더 높은 생육성장을 그리고 고농도에서의 재배와 비슷한 생육성장을 나타내었다. 이러한 결과를 토대로 B. mojavensis KJS-3의 생물학적 비료로서의 가능성을 확인할 수 있었으며, 또한 B. mojavensis KJS-3의 다른 작물에 대한 생육조절제의 적용도 가능할 것으로 예상된다. Biological control using the plant growth-promoting Rhizobacterium (PGPR) has received significant attention in recent years. PGPR has been linked with promoting growth in economically important crops, such as potatoes, tomatoes, and rice. Bacillus mojavensis KJS-3 (Moja-3), isolated from food waste, possesses antifungal properties against Aspergillus terreus, A. fumagatus, A. flavus, and Fusarium redolense, and it may have potential in the development of products for industrial applications. The main purpose of this study was to determine the effects of spraying the PGPR Bacillus mojavensis KJS-3 on the growth of altari radish (leaf number, leaf length, leaf weight, root length, and rhizome length, adjacent portion diameter, and weight) and lettuce (leaf number, length, width, and weight). Three different concentrations of the foliar spray treatment of B. mojavensis KJS-3 were applied to the altari radish and lettuce: the recommended standard concentration of 1×10<SUP>9</SUP> cfu/g, half the standard concentration of 0.5×10<SUP>9</SUP> cfu/g, and double the standard concentration of 2×10<SUP>9</SUP> cfu/g). The B. mojavensis strain foliar spray treatment increased the growth of the leaves and roots of the altari radish and increased the growth of the lettuce leaves. For both plants, the recommended concentration of B. mojavensis KJS-3 produced better growth than half the standard concentration, and the growth was similar with the double dose. This study demonstrates positive effects of Moja-3, suggesting it may be a potential new bio-fertilizer for improving the growth of altari radish and lettuce.

      • KCI등재
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        아롱부챗말과 그의 활성성분인 fucosterol의 미백 효과

        김혜경(Hye Kyung Kim),박지아(Jia Bak),강현본(Hyunbon Kang),김민지(Min-Ji Kim),김지민(Ji-Min Kim),민경성(Kyungsung Min),박성연(Sungyun Park),표재성(Jae Sung Pyo),최윤식(Yun-Sik Choi) 한국생명과학회 2020 생명과학회지 Vol.30 No.7

        아롱부챗말은 갈조강에 속하는 갈조류의 일종이다. 이전의 보고에 의하면 아롱부챗말은 amyloid-β에 의한 신경병증을 완화하고 혈소판 응집도 억제하는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 아롱부챗말의 피부미백 효과를 평가하고 활성 성분을 확인하도록 고안되었다. 이러한 연구를 위하여 아롱부챗말 99% 에틸알코올을 이용하여 추출하였고 활성은 arbutin을 양성 대조군으로 하여 비교하였다. 먼저, 아롱부챗말 추출물은 멜라닌 생성의 속도조절효소인 tyrosinase의 활성을 용량 의존적으로 억제함을 확인하였다. 주목할만한 점으로, 200 μM arbutin은 tyrosinase의 활성을 58.1% 억제한 반면, 0.5% 아롱부챗말 추출물은 76.7% 억제하였다. 아롱부챗말 추출물은 α-melanocyte-stimulating hormone에 의한 TRP-1과 TRP-2 mRNA 발현 증가도 저해하였다. 게다가, 아롱부챗말 추출물은 흑색종 세포인 B16F10 세포에서 멜라닌의 합성을 유의하게 감소시켰다. 아롱부챗말의 활성성분으로는 fucosterol이 확인되었고 함량분석에서 0.66%로 확인되었다. Fucosterol은 흑생종 세포에서 멜라닌 합성 억제 효과가 고시 성분인 arbutin과 유사하였다. 마지막으로, 아롱부챗말의 세포독성을 MTT assay와 LDH release assay를 이용하여 분석하였다. 이 실험에서 아롱부챗말 추출물은 LDH 유출을 유의하게 감소시키는 것을 확인하였다. 종합하면, 본 연구에서는 아롱부챗말 추출물이 피부 미백용 화장품의 활성성분으로 사용되기에 충분한 가능성을 갖고 있는 것으로 확인하였다. Padina gymnospora is a brown algae of the class Phaeophyceae. It has been established that P. gymno-spora ameliorates amyloid-β-induced neuropathology and has an anticoagulation effect, but this study was designed to estimate its skin-whitening effect and identify its active component. The ingredients of P. gymnospora were extracted with ethanol and its activity was compared with arbutin. First, the P. gymnospora extract was observed to inhibit tyrosinase activity in a dose-dependent manner, tyrosinase being the rate-limiting enzyme of melanin synthesis. Notably, where 200 μM of arbutin inhibited tyrosinase activity by 58.1%, P. gymnospora extract (0.5%) achieved 76.7%. The P. gymnospora extract also significantly reduced α-melanocyte-stimulating hormone-induced TRP-1 and TRP-2 mRNA expression. In addition, it significantly inhibited melanin synthesis in B16F10 melanoma cells. We identified the 0.66% fucosterol content that inhibited melanin synthesis as comparable to that of arbutin. Additionally, we tested the potential cytotoxicity of P. gymnospora by MTT and LDH release assay and found that the extract significantly reduced LDH release in CCD-986sk cells. These results indicate that P. gymnospora extract could be a potential active ingredient of cosmetics with a skin-whitening effect.

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