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Korean Journal of Medicinal Crop Science - Vol. 22, No. 4, pp.306-312

ISSN: 1225-9306 (Print) 2288-0186 (Online)

Print publication date 2014

Received 1 Jul 2014 Revised 14 Jul 2014 Reviewed 20 Jul 2014 Reviewed 24 Jul 2014 Accepted 6 Aug 2014

DOI: https://doi.org/10.7783/KJMCS.2014.22.4.306

인삼종자로부터 분리된 내생균의 동정과 식물생장 촉진 관련 활성의 평가

엄유리^*1 ; 김보라^**1 ; 정진주^** ; 정찬문^** ; 이이^**^{, †}

*농촌진흥청 국립원예특작과학원 인삼특작부
**충북대학교 특용식물학과

Identification of Endophytic Bacteria in Panax ginseng Seeds and Their Potential for Plant Growth Promotion

Yurry Um^*1 ; Bo Ra Kim^**1 ; Jin Ju Jeong^** ; Chan Moon Chung^** ; Yi Lee^**^{, †}

*Department of Herbal Crop Research, NIHHS, RDA, Eumseong 369-871, Korea.
**Department of Industrial Plant Science and Technology, Chungbuk National University, Cheongju 361-763, Korea.

1Y Um and BR Kim contributed equally to this paper.
†Corresponding Author : (Phone) +82-43-261-3373 (E-mail) leeyi22@cbnu.ac.kr

© The Korean Society of Medicinal Crop Science
This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License ( http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0 ) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Endophytes are microorganisms that live in the internal tissues of plants without harming the host plants. In this symbiotic relationship, the host plants provide nutrients and shelter to the endophytes, in turn, endophytes can promote the growth of host plants and act as a biological control agents against plant pathogens. Plant-microbe interactions like this are noted for natural methods for sustainable agriculture and environmental conservation. However, in spite of the infinite potential, there are only a few reports on the endophytes present in ginseng. In this study, we isolated and identified theendophytes from Panax ginseng seeds and evaluated the biological activities (IAA production ability, nitrogen fixation ability, phosphate solubilization capacity, siderophore production ability, and antifungal activities) of the endophyte isolates. Eight different endophytes were identified by 16S rRNA sequencing. Most of the endophytes have antibiotic and plant growth promoting (PGP) activities. Particularly, PgSEB5-37E have the highest antibiotic activity, both PgSEB5-37B and PgSEB5-37H have high PGP traits such as an abilities to produce IAA, solubilize phosphate and fix nitrogen. These results indicated that the endophytes from P. ginseng seeds may have applicable value to many industries. In order to use the isolated endophytes, quantitative analysis and field tests are needed to be performed.

Keywords:

Panax ginseng Seed, Endophyte, Antibiotic Activity, Plant Growth Promoting (PGP) Activity

서 언

내생균 (Endophyte)이란 그들의 생활환을 완성하면서 기주 식물 (Host plant)의 조직 내부에서 서식하지만 식물에게 피해 증상을 나타내지 않는 미생물을 말한다 (Schulz and Boyle, 2005). 내생균은 박테리아 (Bacteria)나 진균류 (Fungi)가 대부 분이며 식물 내에서 흔하게 발견된다 (de Siqueira et al., 2011). 특히 꽃이나 종자, 뿌리, 줄기 그리고 잎과 같은 식물 의 내부기관과 조직에서 서식한다 (Park et al., 2012).

내생균은 식물과 다양한 메커니즘으로 공생관계를 유지하며, 식물과 함께 지속적인 안정 관계를 수립한다고 보고되었다. 이 러한 협력을 위해 식물은 내생균을 위해 영양분과 주거지를 제공해주며, 내생균은 식물의 생장을 촉진시키거나 식물을 병 원균으로부터 보호함으로써 상보적인 관계를 형성한다 (Doty, 2011). 식물의 생장과 관련하여 내생균은 기주식물의 생리활성 물질, 예를 들면, 지베렐린이나 IAA (Indole-3-Acetic Acid), abscisic acid, cytokinin과 같은 식물호르몬을 생산하여 식물 생장을 촉진시키거나 혹은 에틸렌, ACC deaminase, acetoin, 2, 3-butanediol과 같은 생장조절 물질들을 생산한다 (Tan and Zou, 2001; Ryu et al., 2003; Glick, 2004; Guo et al., 2008; Khan et al., 2009). 또한 토양으로부터 질소고정이나 인산가용화 같은 작용으로 영양분을 흡수하도록 도와 식물 생 장을 촉진시키는 역할을 한다 (Reyes et al., 2002). 병원균에 대해서는 생물학적 방제제로서 역할을 하며 식물을 보호하고 병원균에 직접적인 항균작용을 하거나 (Lugtenberg and Kamilova, 2009) 바이오엑티브한 이차대사물질을 생산을 통해 ISR (Induced Systemic Resistance)을 유도한다고 보고되었다 (Ongena et al., 2007).

그리고 환경적인 오염에 의한 식물독소 (Phytotoxic) 효과를 극복하도록 식물환경복원 (Phytoremediation)을 증가시킴으로 써 기주식물을 돕거나, 환경을 정화시키는 역할을 하는 것으 로 알려져 있다 (Barac et al., 2004; Taghavi et al., 2005). 이외에 약용식물에서는 몇몇의 내생균 (Taxus brevifolia, T. celebica, T. mairei, T. chinensis var. mairei, T. wallachiana) 에서 항암효과가 있는 것으로 알려진 택솔 (taxol)과 같은 2차 대사물질을 생산하기도 한다는 보고가 있었고 (Kumaran et al., 2010), 뿌리에 내생하는 진균류가 인삼의 사포닌생산에 긍 정적인 효과가 있다는 보고가 있었다 (Wu et al., 2013).

이와 같이 식물내 미생물은 의학적, 산업적 가치가 크며 안 정적인 농업과 환경을 위한 작물생장의 친환경적 생물비료로 써 관심을 받고 있다 (Ryan et al., 2008). 인삼도 마찬가지로 생장촉진에 기여하는 내생균을 발굴할 수 있는 가능성이 있음 에도 불구하고 몇몇의 인삼 내생균을 발견하여 생장촉진 및 기능에 관한 연구만 보고되고 있다 (Cho et al., 2007; Qiu et al., 2007). 최근 고려인삼의 다양한 조직 (뿌리, 줄기, 잎, 잎 자루, 꽃자루)에 내생하는 진균류의 군집을 확인한 보고가 있었 고 (Park et al., 2012), 근권에서 Arthrobacter, Achromobacter, Chryseobacterium을 포함한 약 30개 박테리아 속을 발견한 연 구 (Nguyen et al., 2013)가 있었으나 종자수준의 연구는 이루 어지지 않았으며 발견된 미생물들에 대한 생물활성검정관련 연 구는 진행되지 않았다.

세균의 동정은 현재 16S rRNA 유전자의 염기서열을 이용 하는 것이 가장 일반적이며 특정한 지식이 없이도 적은 양의 시료로부터 PCR을 이용하여 해당 유전자를 증폭한 후 염기서 열을 분석한 후 database에 저장된 염기서열과 비교를 통해 속과 종을 구분하고 있다 (Janda and Abbott, 2007).

따라서 본 실험에서는 인삼 종자로부터 내생균을 분리하여 군집의 다양성을 확인하였다. 또한 생물방제활성 검정 (식물병 원성 길항능, siderophore 생성능) 및 생물비료활성 검정 (IAA 생성능, 질소고정능, 인산가용능)을 조사하여 인삼종자 내생균 의 농업적 활용도를 평가하고자 하였다.

재료 및 방법

본 실험에 쓰인 인삼 종자는 강원도 양구군에 위치한 인삼 농가에서 2012년 7월에 채종한 것으로, 괴산군 청천면의 농가 에서 약 100일간 모래층적으로 개갑이 완료된 금풍종자를 사 용하였다.

1. 인삼종자 내생균 분리

인삼 종자의 겉 표면을 살균하기 위해서 70% ethanol에 2분 침지 후 멸균수로 헹구고 0.5% NaOCl에 15분 침지시키 는 것을 5회 반복하여 멸균하였다. 분쇄기에 0.5% NaOCl을 넣고 30분 이상 방치한 후 멸균수로 5회 세척하여 멸균한 분 쇄기에 멸균된 종자의 종피를 제거하고 멸균수와 함께 넣고 1분간 분쇄했다. 분쇄가 끝난 시료를 튜브로 옮기고 종자 파 편들이 가라앉을 때까지 약 20분 기다린 후 상등액 500µl를 1/10 TSA (Tryptic Soy Agar) 배지에 유리막대로 도말하였다. 도말 후 37°C에서 48시간 배양하였다. 배양된 내생균들은 자 란 형태와 색깔로 구분하여 계대배양 하여 분리하였다.

2. 인삼종자 내생균 동정

분리된 96개의 콜로니에서 SolGent purification system (Daejeon, Korea)을 이용하여 DNA를 추출하였다. 16s rRNA 유전자의 염기서열 분석을 통해 미생물 동정을 실시하였다. 시 퀀싱 반응은 Applied Biosystems (Foster City, California, USA)의 BigDye (R) Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kits을 이용하여 진행하였다. BIO-RAD (Hercules, CA, USA)의 DNA Engine Tetrad 2 Peltier Thermal Cycler 로 27F(5'-AGAGTTTGATCMTGGCTCAG-3'), 1492R(5'-TACG GYTACCTTGTTACGACTT-3') primer를 이용하여 PCR 분 석한 뒤 inter-primer인 518F (5'-CCAGCAGCCGCGGTA ATAC G-3')와 800R (5'-TACCAGGGTATCTAAT CC-3')을 이용하여 염기서열을 분석하였다. 반응이 끝나면 반응에 참여 하지 않은 dNTP와 반응물을 제거한 후, ABI 3730xl DNA Analyzer에 로딩하여 시퀀싱 결과를 얻었다. 얻어진 16s rRNA 유전자 염기서열을 NCBI (National Center for Biotechnology Information, Bethesda, MD, USA)의 BLAST program (program: BLASTN 2.2.29, database name: rRNA_ typestrains/prokaryotic_16S_ribosomal_RNA) 을 이용하여 유사 한 염기서열을 검색하였고 CLUSTAL_X software (Thompson et al., 1997)를 활용하여 유연관계를 분석하였다. Phylogenetic tree분석은 neighbor-joining method (Saitou and Nei, 1987)를 사용하였다.

3. 생물방제활성 조사

1. 식물병원성 길항능 조사

인삼 병원성 곰팡이로 알려진 Rhizoctonia solani (모잘록병), Botrytis cinerea (잿빛곰팡이병), Fusarium solani (뿌리썩음병), Cylindrocarpon destructans (뿌리썩음병) 등 4종에 대해 본 연구에서 분리동정한 인삼종자내생균의 길항능을 조사하였다. 병원성 길항능을 조사하기 위해서 원판확산법 (disc diffusion method)을 사용하였다. PDA (potato dextro agar) 배지의 중 앙에 곰팡이 균총 (Ø 5.0mm)을 접종하고, 접종 위치로부터 1.5㎝ 떨어진 양쪽에 페이퍼디스크를 올린 후 인삼종자 내생 균주를 접종하였다. Rhizoctonia solani와 Fusarium solani가 접종된 배지는 25°C, Botrytis cinerea와 Cylindrocarpon destructans가 접종된 배지는 20°C 조건에서 배양하였고, 배양 이 끝난 후 페이퍼디스크 주위에 생성된 clear zone (투명환) 의 직경을 측정하여 길항능을 조사하였다.

2. Siderophore의 생산성 조사

인삼종자 내생균들의 siderophore 생산성을 조사하기 위하여 Schwyn와 Neilands (1987)의 방법에 따라 제조한 CAS (Chrome Azurol Sulfonate) blue agar 배지에 균주를 접종하 여 37°C에 배양시키면서 orange halo zone의 생성유무를 관찰 하여 siderophore의 생산성을 조사하였다.

4. 생물비료활성 조사

1. IAA (Indole-3-Acetic Acid) 생성능 조사

Bric 등(1991)의 방법에 따라 L-tryptophan이 첨가된 배지에 인삼종자 내생균을 37°C에서 72시간 배양하였다. 배양 후 원심 분리 (10,000 rpm, 15min)하여 얻은 상등액을 orthophosphoric acid와 salkowski’s regent (0.5 M FeCl₃6H₂O of 35% HClO₄)를 넣은 시험관에 옮겨 발색을 시키고, 실온에서 UVspectrophotometer를 이용하여 530㎚의 파장에서 흡광도를 측 정한 후, 측정한 값을 IAA standard (Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)와 비교하여 분리균주에 대한 IAA의 농도를 계산하였다 (Ivanova et al., 2001).

2. 질소고정능 조사

인삼종자 내생균을 NFB (Nitrogen Free Broth; malic acid, 5.0 g/L; K₂HPO₄, 0.5 g/L; MgSO₄7H₂O, 0.2 g/L; NaCl, 0.1 g/L; CaCl₂, 0.02 g/L; Na₂MoO₄2H₂O, 0.002 g/L; MnSO₄H₂O, 0.001 g/L; KOH, 4.5 g/L; biotin, 0.0001 g/L; Fe-EDTA (1.64% (w/v)), 4.0 mL/L; Agar, 15 g/L)에 접종하 여 37°C에서 72 시간 동안 배양하였다. 위의 질소고정세균 분 리용 NFB 배지는 무기염과 탄소원만 들어 있고 질소원이 결 핍된 배지로써 대기 중의 질소를 고정할 능력이 있는 균주만 이 생장할 수 있는 선택배지이다. NFB 배지에서의 균주의 생 장 유무로 인삼종자 내생균의 질소고정능을 확인하였다.

3. 인산가용화능 조사

Chatli 등(2008)의 방법에 따라 불용성 인산인 0.5% Ca (PO)이 첨가된 Pikovskaya 배지 (glucose 1%, (NH₄)2SO₄ 0.05%, NaCl 0.02%, KCl 0.02%, MgSO₄7H₂O 0.01%, MnSO₄7H₂O 0.05%, FeSO₄7H₂O 0.05%, yeast extract 0.05%) 에 인삼종자 내생균을 접종하여, 37°C에서 3일간 배양 후 인삼 종자 내생균 콜로니 주위에 가용화 된 클리어존 형성유무를 조 사하여 불용성 인산 가용성능을 판정하였다.

결과 및 고찰

1. 인삼종자 내생균 분리와 동정

개갑처리 완료된 인삼종자에서 내생균을 분리하기 위해 표면 살균된 종자를 분쇄하고 멸균수에 침지한 후 상등액을 배지에 배양한 결과 Fig. 1과 같은 인삼종자내생균을 확인하였다.

균동정을 위해 배지의 단일콜로니 96개를 계대 배양하여 16s rDNA 염기서열을 분석한 결과 8개의 종으로 분류할 수 있었다. 분리된 인삼종자내생균을 각각 PgSEB5-37A, PgSEB5- 37B, PgSEB5-37C, PgSEB5-37D, PgSEB5-37F, PgSEB5- 37G, PgSEB5-37H 라고 명명하였다. 그 염기서열을 BLASTN program을 이용하여 분석한 결과에 따르면 PgSEB5-37A는 Caulobacter sp.. PgSEB5-37B와 PgSEB5-37H는 장내세균과 (Enterobacteriaceae)에 속하는 Enterobacter sp., PgSEB5-37C 는 Chryseobacterium sp., PgSEB5-37D는 Sphingomonas sp., PgSEB5-37E는 Pseudomonas aeruginosa, PgSEB5-37F는 Duganella violaceusniger, PgSEB5-37G는 Duganella sp.로 동정되었고, 분리된 인삼내생균 모두 각각의 미생물들과 상 동성이 97% 이상인 것으로 확인되었다 (Table 1).

그리고 인삼종자내생균에서 분석된 16s rDNA 염기서열정 보를 NCBI의 GenBank에 등록하였다. 또한 8종의 인삼종자내 생균에서 분석된 염기서열정보를 이용하여 미생물들 간의 유 연관계를 분석하였다 (Fig. 2). 그 결과 분자적 유연관계에서 는 2개의 clade가 형성되었다.

특히 clade A를 형성하는 PgSEB5-37A, PgSEB5-37B, PgSEB5-37D, PgSEB5-37E, PgSEB5-37F, PgSEB5-37G, PgSEB5-37H는 매우 근접한 유연관계를 형성하고 있었으며 PgSEB5-37C는 단일 clade를 형성하였다. 이러한 결과로 미루 어 볼 때, clade A에 속하는 내생균들과 clade B에 속하는 PgSEB5-37C는 생물학적 특성에 차이가 있을 것으로 사료된다.

2. 생물방제활성

각각의 인삼종자내생균이 미생물비료로써 활용가능성을 탐 색하기 위해 생물방제활성과 생물비료활성을 조사하였다. 인 삼종자 내생균주를 접종하지 않고 병원균을 배양하여 대조군 으로 사용하였으며 내생균주를 접종한 배지와 비교한 결과, PgSEB5-37E이 Cylindorocarpon destructans에 대해 3mm 이 상의 균사생장 저지원을 형성하였으며 Botrytis cinerea과 Fusarium solani에 대해서는 1.45mm의 저지원이 형성되었다. 그러나 Rhizoctonia solani에 대해서는 항균활성 효과가 나타 나지 않았다 (Fig. 3).

PgSEB5-37E는 Pseudomonas aeruginosa으로 추정되며, 이 속의 미생물은 항진균활성 물질을 내어 여러 식물의 병을 억 제한다고 밝혀져 있다. 이러한 이유로 Pseudomonas 속 미생 물은 생물학적 방제에 널리 사용되는 세균이라는 보고가 있다 (Di Battista-Leboeuf et al., 2003; Rye et al., 2000). 위 실 험에서 PgSEB5-37E는 인삼병원균에 대한 항균활성 효과가 확 인되었기 때문에 인삼포장 적용을 통해서도 병증억제에 대한 효과가 있을 것으로 사료된다.

미생물이 생성하는 siderophore는 토양에 유리되어 있는 철 이온과 선택적으로 결합하여 식물병원균보다 우선적으로 철 이온을 흡수하여 식물병원균의 생육을 저해시켜 생물학적 방 제효과가 있는 것과 동시에 식물이 이용할 수 없었던 철을 가 용시켜 식물 성장에 도움이 되는 것으로 알려져 있다 (Arora et al., 2001). 종자내생균의 siderophore 생산성을 조사한 결과, PgSEB5-37D, PgSEB5-37F, PgSEB5-37G는 siderophore의 생산성이 없었고, PgSEB5-37A, PgSEB5-37B, PgSEB5-37C, PgSEB5-37E, PgSEB5-37H에서는 생산성을 확인할 수 있었다 (Fig. 4).

PgSEB5-37E 균주를 배양시킨 CAS-blue agar 배지의 orange halo zone의 비율이 더 크므로 다른 균주들에 비해 siderophore를 더 많이 생성한 것으로 보인다. 그러나 이는 정 성적 연구결과이므로 추후에 정량적 실험을 통해 정확한 분석 이 필요할 것으로 사료된다.

3. 인삼종자내생균의 생물비료활성

인삼종자내생균의 다양한 생리활성 유무는 Table 2에서 보 는 바와 같으며, PgSEB5-37B와 PgSEB5-37H 두 균주가 미 량의 IAA를 생성하는 것으로 확인되었다.

IAA는 대표적인 생물생장촉진 호르몬으로, 식물에서 줄기신 장생장, 뿌리형성, 과실생장, 세포분열 등을 촉진시켜 식물이 생장하는데 도움을 주며, 정아우세, 굴성와 같은 다양한 생리 학적 과정을 제어하는 역할이 있어 식물에서 아주 중요하다 (Pandey et al., 2005). 식물은 식물내부에서 합성되는 IAA에 영향을 받을 뿐만 아니라 외부에서 공급되는 IAA에 생리적인 활성을 나타낸다 (Thimann, 1937).

또 PgSEB5-37B, PgSEB5-37E, PgSEB5-37F, PgSEB5- 37G, PgSEB5-37H는 질소원이 없는 배지에서 자라는 것으로 보아 질소고정능력이 확인되었다 (Fig. 5).

한편, 인삼종자 내생균들의 불용성 인산 가용화 능력을 조사 한 결과 PgSEB5-37D, PgSEB5-37E, PgSEB5-37H가 NBRIP agar 배지에서 콜로니 주위에 투명대를 형성하였다 (Fig. 6).

인은 식물 생장과 발달에 중요한 영양분 중 하나이다. 이것 은 토양에서 식물이 흡수 할 수 없는 불용성 형태의 인산염을 미생물이 가용화 시킴으로써 합성인산비료의 사용을 경감시킬 수 있으며, 지력의 감소 없이 작물의 생산성을 향상 시킬 수 있다. 그러므로 본 연구에서 분리동정된 인삼종자내생균인 PgSEB5-37D, PgSEB5-37E, PgSEB5-37H가 식물생장을 촉진 시키는데 도움을 줄 것으로 사료된다. 종합적으로 살펴보면 PgSEB5-37C를 제외한 나머지 인삼종자 내생균들이 생물방제 및 비료활성에 가능성을 보였다. 이 결과는 앞서 조사한 분자 적 유연관계를 통해서도 PgSEB5-37C를 제외한 나머지가 하 나의 clade를 형성하는 것에서부터 그들이 비슷한 역할을 할 것이라는 추정이 가능하다.

본 연구는 인삼종자내생균의 생물비료활용가능성을 평가하 기 위해 개갑 처리된 인삼 종자로부터 내생균을 분리하여 미 생물 군집의 다양성을 조사하였고, 생물방제활성과 생물비료 활성을 조사하여 생물비료 효용가치를 확인하였다.

최근 인삼재배에 따른 농약사용 및 비료시비에 관한 문제점 이 대두되고 있지만 이를 해결할 수 있는 방안은 제시되고 있 지 않다. 선행연구자들에 의해 보고된 바에 의하면 친환경비 료 및 병방제제로써 미생물을 이용한 기술이 효과적이라는 보 고 (Sa and Chauhan, 2009)가 있지만 인삼에서 연구된 사례 는 자연발효식품에서 분리한 Bacillus 균을 이용해 점무늬탄저 병 방제용 길항미생물을 선발하기 위한 연구 (Lee et al., 2012) 이외에는 없었다. 특히 인삼 내생균에 대한 연구는 매 우 미흡한 실정이며, 인삼종자로부터 분리된 내생균에 대한 연 구는 없었다. 이번 실험결과에서 발굴된 PgSEB5-37E가 항균 활성과 siderophore 생성에 양성결과를 보여 생물방제활성에 이용가능성이 높은 것으로 사료되며, PgSEB5-37B와 PgSEB5- 37H가 모든 생물비료활성에 양성을 보여 생물비료로 이용가 능성이 높다고 판단된다. 따라서 추후 각 실험에 대해 더 깊 이 연구하여 정량분석, 포장적용실험 등이 필요하다. 본 실험 을 통하여 선발된 인삼종자내생균을 이용해 추후 생물방제 및 비료로 활용될 수 있을 것이라 사료된다. 특히, 인삼은 1년생 부터 4년생까지는 생육이 왕성하게 증가하나 4년생 이후 6년 생까지 생육이 완만하게 증가하는데 (Park et al., 2013), 생장 촉진능을 가진 인삼 내생균을 활용한다면 생육이 완만해지는 4년 이후에도 지속적인 생장을 유지하여 고품질 인삼을 생산 하는데 이용할 수도 있을 것으로 보인다.

감사의 글

이 논문은 2012년도 충북대학교 학술연구지원사업의 연구 비 지원에 의하여 수행된 연구결과로 이에 감사드립니다

REFERENCES

Arora, NK, Kang, SC, Maheshwari, DK, Isolation of siderophore producing strains ofRhizobium melilotiand their biocontrol potential againstMacrophomina phaseolinathat causes charcoal rot of groundnut, Current Science, (2001), 81, p673-677.
Barac, T, Taghavi, S, Borremans, B, Provoost, A, Oeyen, L, Colpaert, JV, Vangronsveld, J, van der Lelie, D, Engineered endophytic bacteria improve phytoremediation of water-soluble, volatile, organic pollutants, Nature Biotechnology, (2004), 22, p583-588. [https://doi.org/10.1038/nbt960]
Bric, JM, Bostock, RM, Silverstone, SE, Rapid in site assay for indole acetic acid production by bacteria immobilization on a nitrocellulose membrane, Applied and Environmental Microbiology, (1991), 57, p535-538.
Chatli, AS, Beri, V, Sidhu, BS, Isolation and characterisation of phosphate solubilising microorganisms from the cold desert habitat ofSalix albaLinn. in trans Himalayan region of Himachal Pradesh, Indian Journal of Microbiology, (2008), 48, p267-273. [https://doi.org/10.1007/s12088-008-0037-y]
Cho, KM, Hong, SY, Lee, SM, Kim, YH, Kahng, GG, Lim, P, Kim, H, Yun, HD, Endophytic bacterial communities in ginseng and their antifungal activity against pathogens, Microbial Ecology, (2007), 54, p341-351. [https://doi.org/10.1007/s00248-007-9208-3]
de Siqueira, VM, Conti, R, de Araújo, JM, Souza-Motta, CM, Endophytic fungi from the medicinal plantLippia sidoidesCham. and their antimicrobial activity, Symbiosis, (2011), 53, p89-95. [https://doi.org/10.1007/s13199-011-0113-7]
Di Battista-Leboeuf, C, Benizri, E, Corbel, G, Piutti, S, Guckert, SPA, Distribution ofPseudomonassp. populations in relation to maize root location and growth stage, Agronomie, (2003), 23, p441-446. [https://doi.org/10.1051/agro:2003017]
Doty, SL, Growth-promoting endophytic fungi of forest trees, Forestry Science, (2011), 80, p151-156. [https://doi.org/10.1007/978-94-007-1599-8_9]
Glick, BR, Bacterial ACC deaminase and the alleviation of plant stress, Advances in Applied Microbiology, (2004), 56, p291-312. [https://doi.org/10.1016/s0065-2164(04)56009-4]
Guo, B, Wang, Y, Sun, X, Tang, K, Bioactive natural products from endophytes: A review, Applied Biochemistry and Microbiology, (2008), 44, p153-158. [https://doi.org/10.1134/s0003683808020026]
Ivanova, EG, Doronina, NV, Trotsenko, YuA, Aerobic methylobacteria are capable of synthesizing auxins, Microbiology, (2001), 70, p392-397.
Janda, JM, Abbott, SL, 16S rRNA gene sequencing for bacterial identification in the diagnostic laboratory: Pluses, perils, and pitfalls, Journal of Clinical Microbiology, (2007), 45, p2761-2764. [https://doi.org/10.1128/jcm.01228-07]
Khan, SA, Hamayun, M, Kim, HY, Yoon, HJ, Lee, IJ, Kim, JG, Gibberellin production and plant growth promotion by a newly isolated strain ofGliomastix murorum, World Journal of Microbiology and Biotechnology, (2009), 25, p829-833. [https://doi.org/10.1007/s11274-009-9981-x]
Kumaran, RS, Kim, HJ, Hur, BK, Taxol promising fungal endophyte,Pestalotiopsisspecies isolated fromTaxus cuspidata, Journal of Bioscience and Bioengineering, (2010), 110, p541-546.
Lee, HJ, Park, KC, Lee, SH, Bang, KH, Park, HW, Hyun, DY, Kang, SW, Cha, SW, Chung, IM, Screening of antifungalBacillusspp. against Alternaria Blight pathogen (Alternaria panax) and Anthracnose pathogen(Colletotrichum gloeosporioides) of ginsengspp, Korean Journal of Medicinal Crop Science, (2012), 20, p339-344.
Lugtenberg, B, Kamilova, F, Plant-growth-promoting rhizobacteria, Annual Review of Microbiology, (2009), 63, p541-556.
Nguyen, NL, Kim, YJ, Hoang, VA, Min, JW, Liang, ZQ, Yang, DC, Bacillus ginsengisolisp. nov., isolated from soil of a ginseng field, International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, (2013), 63, p855-860. [https://doi.org/10.1099/ijs.0.031740-0]
Ongena, M, Jourdan, E, Adam, A, Paquot, M, Brans, A, Joris, B, Arpigny, JL, Thonart, P, Surfactin and fengycin lipopeptides ofBacillus subtilisas elicitors of induced systemic resistance in plants, Environmental Microbiology, (2007), 9, p1084-1090. [https://doi.org/10.1111/j.1462-2920.2006.01202.x]
Park, SY, Lee, GA, Chang, YK, Kim, DH, Kim, MS, Heo, SJ, Jeong, HN, Park, KC, Cha, SW, Song, BH, Comparative analysis on major growth responses and characteristics of shoot and root ofPanax ginsengC. A. Meyer with six different years old, Korean Journal of Medicinal Crop Science, (2013), 21, p296-300. [https://doi.org/10.7783/kjmcs.2013.21.4.296]
Park, YH, Lee, SG, Ahn, DJ, Kwon, TR, Park, SU, Lim, HS, Bae, H, Diversity of fungal endophytes in various tissues ofPanax ginsengMeyer cultivated in Korea, Journal of Ginseng Research, (2012), 36, p211-217. [https://doi.org/10.5142/jgr.2012.36.2.211]
Pandey, P, Kang, SC, Gupta, CP, Maheshwari, DK, Rhizosphere competentPseudomonas aeruginosagrc1 produces characteristic siderophore and enhances growth of Indian mustard(Brassica campestris), Current Microbiology, (2005), 51, p303-309.
Qiu, F, Huang, Y, Sun, L, Zhang, X, Liu, Z, Song, W, Leifsonia ginsengisp. nov., isolated from ginseng root, International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, (2007), 57, p405-408. [https://doi.org/10.1099/ijs.0.64487-0]
Reyes, I, Bernier, L, Antoun, H, Rock phosphate solubilization and colonization of maize rhizosphere by wild and genetically modified strains ofPenicillium rugulosum, Microbial Ecology, (2002), 44, p39-48. [https://doi.org/10.1007/s00248-002-1001-8]
Ryan, RP, Germaine, K, Franks, A, Ryan, DJ, Dowling, DN, Bacterial endophytes: Recent developments and applications, FEMS Microbiology Letters, (2008), 278, p1-9. [https://doi.org/10.1111/j.1574-6968.2007.00918.x]
Rye, JS, Lee, SD, Lee, YH, Lee, ST, Kim, DK, Cho, SJ, Park, SR, Bae, DW, Park, KH, Yun, HD, Screening and identification of an antifungalPseudomonassp. that suppresses balloon flower root rot caused byRhizoctonia solani, Journal of Microbiology and Biotechnology, (2000), 10, p435-440.
Ryu, CM, Farag, MA, Hu, CH, Reddy, MS, Wei, HX, Pare, PW, Kloepper, JW, Bacterial volatiles promote growth inArabidopsis, (2003), Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 100, p4927-4932. [https://doi.org/10.1073/pnas.0730845100]
Saitou, N, Nei, M, The neighbor-joining method: A new method for reconstructing phylogenetic trees, Molecular Biology and Evolution, (1987), 4, p406-425.
Sa, T, Chauhan, PS, Research trends on plant associated beneficial bacteria as biofertilizers for sustainable agriculture: An overview, Korean Journal of Soil Science and Fertilizer. Special Issue, (2009), p20-28.
Schulz, B, Boyle, C, The endophyte continuum, Mycological Research, (2005), 109, p661-686.
Schwyn, B, Neilands, JB, Universal chemical assay for the detection and determination of siderophores, Annual Review of Biochemistry, (1987), 160, p47-56. [https://doi.org/10.1016/0003-2697(87)90612-9]
Taghavi, S, Barac, T, Greenberg, B, Borremans, B, Vangronsveld, J, van der Lelie, D, Horizontal gene transfer to endogenous endophytic bacteria from poplar improves phytoremediation of toluene, Applied and Environmental Microbiology, (2005), 71, p8500-8505. [https://doi.org/10.1128/aem.71.12.8500-8505.2005]
Tan, RX, Zou, WX, Endophytes: A rich source of functional metabolites, Natural Product Reports, (2001), 18, p448-459.
Thimann, KV, On the nature of inhibition caused by auxin, American Journal of Botany, (1937), 24, p407-412. [https://doi.org/10.1002/j.1537-2197.1937.tb09119.x]
Thompson, JD, Gibson, TJ, Plewniak, F, Jeanmougin, F, Higgins, DG, The CLUSTAL_X windows interface: Flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analysis tools, Nucleic Acids Research, (1997), 25, p4876-4882. [https://doi.org/10.1093/nar/25.24.4876]
Wu, H, Yang, HY, You, XL, Li, YH, Diversity of endophytic fungi from roots ofPanax ginsengand their saponin yield capacities, SpringerPlus(SpringerOpen Journal), (2013), 2, p107. [https://doi.org/10.1186/2193-1801-2-107]

Strain ID	Accession No.	Closest species	Identity (%)

PgSEB5-37A	KC818601	Caulobacter sp.	98.8
PgSEB5-37B	KC818602	Enterobacter sp.	99.8
PgSEB5-37C	KC818603	Chryseobacterium sp.	99.6
PgSEB5-37D	KC818604	Sphingomonas sp.	99.8
PgSEB5-37E	KC818605	Pseudomonas aeruginosa	99.9
PgSEB5-37F	KC818606	Duganella violaceusniger	98.6
PgSEB5-37G	KC818607	Duganella sp.	99.5
PgSEB5-37H	KC818608	Enterobacter asburiae	97.1

Strain ID	Production of indole-3-acetic acid (µg/ml)***	Ability of of inorganic phosphate solubilization**	Ability of nitrogen fixing*

+; positive, –; negative. The diameter of the halo zone formed on Pikovskaya medium supplemented with Ca3 (PO4)2. The amount of IAA in the culture supernatants supplemented with 500 ㎕/㎖ L- tryptophan in the growth media. ND; Not detected.
PgSEB5-37A	ND****	–	–
PgSEB5-37B	1.09 ± 0.21	–	+
PgSEB5-37C	ND	–	–
PgSEB5-37D	ND	+	–
PgSEB5-37E	ND	+	+
PgSEB5-37F	ND	–	+
PgSEB5-37G	ND	–	+
PgSEB5-37H	1.07 ± 0.05	+	+

인삼종자로부터 분리된 내생균의 동정과 식물생장 촉진 관련 활성의 평가

Keywords:

서 언

재료 및 방법

1. 인삼종자 내생균 분리

2. 인삼종자 내생균 동정

3. 생물방제활성 조사

4. 생물비료활성 조사

결과 및 고찰

1. 인삼종자 내생균 분리와 동정

2. 생물방제활성

3. 인삼종자내생균의 생물비료활성

감사의 글

REFERENCES

Fig. 1.

Fig. 2.

Fig. 3.

Fig. 4.

Fig. 5.

Fig. 6.

Table 1.

Table 2.