Gliocladium virens를 이용한 식물병의 생물적 방제 및 유기합성농약의 분해

박용하; 이용세

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자료유형: 학술저널

저자정보: 박용하 이용세

저널정보: 한국식물병리학회 The Plant Pathology Journal 한국식물병리학회지 제12권 제2호

발행연도: 1996.6

수록면: 255 - 265 (11page)

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토양에 존재하는 진균인 Gliocladium virens는 식물병을 감소 또는 방제할 수 있는 생물학적 특성이 있다. 이러한 생물학적인 특성에 의하여 G. virens는 지난 수십년간 실용가능성이 큰 생물학적 방제균(또는 길항균)으로 집중적으로 연구되었다. 이 균이 식물병의 발생을 감소시키는 생물적 방제효과는 항생작용, 중복기생, 근권에서의 생존과 집단번식, 뿌리표면에서의 정착 등에 의한 것으로 분류되고 있다. 특히, 항생물질인 gliotoxin, gliovirin, viridin 등은 Rhizoctonia solani 및/또는 Pythium spp. 등에 항생효과가 뚜렷하고, 식물병의 발생과 직접적인 상관관계를 나타내고 있어 G. virens의 식물병의 방제에 관련된 중요한 작용기작으로 제시되어 있다. 또한, 근권에서 이균의 생존과 집단증식 및 뿌리표면에서의 정착은 식물병의 방제와 상관관계를 나다낼 수 있는 중요한 작용기작으로 제시되고 있다. 그러나 이균이 R. solani 등에 기생하는 현상은 식물병의 생물적 방제의 직접적인 연관관계를 나타내고 있지 않다.
G. virens을 이용의 생물적 방제효과를 증진시키기 위한 방법으로 다음과 같은 두 가지 방법을 들 수 있다. 첫째, 길항효과가 높은 G. virens 균주의 선발 및 개발이다. 이러한 G. virens 균주를 선발하기 위하여 여러 종류의 토양에서 길항력이 높은 G. virens의 선발이 지난 수십년간 진행되고 있다. 또한, 특정 길항효과를 발현하는 유전자를 G. virens의 염색체에 도입하고 이를 발현시킴으로써 생물적 방제효과를 증진시키는 것으로 이러한 방법은 1980년 후반부터 진행되고 있다. 둘째, G. virens의 길항효과가 최대의 효율로 발현될 수 있도록 최적의 미세환경을 갖추고 있으며 농민이 편리하게 사용할 수 있는 G. virens의 운송매체의 개발이 중요하다. 운송매체의 개발에 의한 ‘Glioguard’는 G. virens의 포자를 alginate 입자에 제형화한 것으로서 미국에서 시판되고 있다.
Aldicarb, metalaxyl, atrazine 등의 농약을 분해할 수 있는 능력은 G. virens의 다른 생물적 특성중의 하나이다. 특히, parathion을 분해할 수 있는 Flavobacterium sp.의 유전자(opd)가 G. virens의 염색체에 도입되여 발현될 수 있는 방법이 제시되었으며, 이는 G. virens을 이용한 토양에서의 특정한 농약의 분해효율을 증진시킬 수 있는 가능성을 제시한 것이다. 그러나, G. virens를 이용한 농약의 생물적 분해에 관한 연구는 기초단계로 평가되고 있으며, 포장에서 이를 실용화하기 위해서는 향후 지속적언 연구가 필요하다.

Gliocladium virens is an ubiquitous saprophytic soilborne fungus known for its biocontrol activity. Due to its unique activity, the fungus has been intensively studied as a potential biocontrol agent during the past few decades. Despite a few commercial applications, application of the fungus has shown as a powerful means for increasing yield by suppressing or destroying pathogen inoculum, protecting plants against infection, or increasing the ability to resist pathogens. G. virens biocontrol activity reducing the incidence of diseases caused by soilborne pathogens is believed to its antagonistic effect; antibiosis, mycoparasitism, survival and proliferation in rhizosphere, and root colonization. Amongst, antibiosis has been proven a significant mode of action due to the fungal production of gliotoxin, gliovirin, and/or viridin relating to the incidence of diseases caused by Rhizoctonia solani and/or Pythium spp. Also, survival and proliferation in rhizosphere and root colonization of G. virens have been shown a significant correlation with incidence of diseases. However, mycoparasitic activity of G. virens on mycelia of soilborne pathogens, such as a R. solani, has not been proved as its potential biocontrol activity. For increasing the biocontrol efficacy of G. virens, two independent strategies were employed. First, to achieve a higher antagonistic activity, selection and development of G. virens strains have been approached. Numbers of massive screening process of G. virens strains were carried out from various fields for the last decades. Also, introducing a gene of antagonistic activity into a chromosome of G. virens and its genetic expression have been studied since late 1980's. Second, for maximizing the fungal antagonistic activity and providing a convenience for farmers to use, numbers of delivery systems of G. virens have been developed. One of the developed systems, 'Glioguard' has been on the market of the United States these days. The research being continually developed would be a key step to commercialize the G. virens into a market. Biodegradation of the pesticides, aldicarb, metalaxyl, and atrazine is another activity of G. virens. Moreover, biodegradation of parathion was succeeded with a transgenic strain of G. virens inserted with organophosphate degrading (opd) gene originated from Flavobacterium sp. The research provides an increasing possibility to degrade a specific pesticide with higher efficacy by using the fungus. However, biodegradation of pesticides by G. virens is evaluated as an initial step with continuing need to demonstrate the applicability in a field.

#Gliocladium virens #biological control #biodegradation #pesticides

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박용하

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