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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

박재만 (경북대학교, 경북대학교 대학원)

지도교수
이인중.
발행연도
2014
저작권
경북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수5

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

초록· 키워드

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유해근권세균은 식물생장억제에 대한 연구중심으로 수행되어 왔지만 생장조절제로서의 이용가능성에 대한 연구는 전무한 상태이다. 작물을 재배함에 있어서 그 생육을 억제할 시기가 환경에 따라 필요하다. 이에 본 연구는 식물생장억제근권세균(Plant growth inhibiting rhizobacteria, PGIR)을 선발하고 식물호르몬 생산 여부를 확인하고 선발된 균주를 식물에 적용하여 현재의 식물생장조절제를 대체 할 수 있는 지에 대해 그 가능성을 알아보고자 한다.
근권 미생물을 분리하기 위하여 작물경작지의 토양을 샘플 채취하여 301종의 근권세균을 분리하였다. 그 중, 종자와 유묘 생육 실험을 통해 가장 효과있는 식물생장억제근권세균(Plant growth inhibiting rhizobacteria, PGIR) I-3와 I-4-5를 선발하였다. 두 균주의 식물호르몬생산 여부를 확인하기 위해 분석한 결과, 두 균주 모두 ABA가 검출되지 않았고 IAA는 I-3가 배양 7일 후에 729.9 μl/ml로 677.5 μl/ml을 생산한 I-4-5보다 높게 나타났다. 고농도의 옥신은 식물의 생장을 억제하므로 I-3를 PGIR로 최종 선발하였다. 선발된 균주를 16S rDNA 염기서열로 분석한 결과, I-3는 Enterobacter sp.와 97% 상동성을 보여 Enterobacter sp. I-3라 명명하였다. Enterobacter sp. I-3 접종 후 배양일에 따른 IAA 생성 함량을 GC/MS-SIM으로 분석하였고 배지에 tryptophan을 넣어 의존성 경로인지 비인존성 경로인지를 판단하였다. 가장 우수한 IAA생산량을 보인 배지는 LB+tryptophan 2g과 LB+tryptophan 3g 배지에서 약 200 μl/ml을 생산하였고, 이는 Enterobacter sp. I-3가 tryptophan 의존성경로를 경유한다고 볼 수 있다. 기내에서 Enterobacter sp. I-3의 식물생장억제효과를 알아보기 위해서 7일차 배양액 중 가장 IAA함량이 높은 LB+tryptophan 3g이 1%첨가된 MS Agar(MSA)(TR4), 가장 IAA함량이 낮은 LB 배양액이 1% 첨가된 MSA(TR2), IAA 10-4 MSA(TR6), IAA 10-6M MSA(TR5), 대조구로 MSA(무처리), 1% LB가 첨가된 MSA(TR1)에 상추를 치상하고 2주 후 생육조사를 하였다. 그 결과, 무처리에 비해 TR4와 TR6은 엽장, 엽폭를 억제시켰고 특히, 뿌리길이를 각각 59%, 34%로 현저한 억제율을 보였다. 반면에 측근수는 증가하였다. Enterobacter sp. I-3 배양액의 식물생장억제효과와 식물생장조절제 대체 가능성을 알아보기 위해서 상추의 유묘에 Enterobacter sp. I-3배양액과 trinexapac-ethyl 1000ppm을 처리 15일 후 생육과 처리 3, 6, 9, 12, 24, 48시간 후에 각각 샘플링하고 식물체내 ABA와 GAs의 함량을 조사하였다. trinexapac-ethyl 처리구는 가장 우수한 억제효과를 보였고, I-3처리구더 무처리에 비해 초장, 엽장, 엽폭. 엽수, 지상부무게가 현저히 억제되었다. 엽록소 함량은 무처리에 비해 높은 증가율을 보였다. ABA함량은 모든 시간때에서 무처리구에 비해 trinexapac-ethyl 처리구가 높게 나타났고, Total GAs 함량은 Enterobacter sp. I-3 처리구는 모든 시간때에서 무처리구에 비해 현저히 낮았다. Total GAs 함량은 무처리구에 비해 trinexapac-ethyl 처리구가 모든 시간때에서 현저히 낮게 조사되었고, Enterobacter sp. I-3 처리구는 모든 시간때에서 무처리에 비해 낮게 나타났다.
본 실험을 통해 Enterobacter sp. I-3의 처리가 상추의 생장억제효과를 확인하였으며, 생장에 관여하는 식물호르몬 GA함량을 감소시키고 ABA함량이 증가하는 등 식물호르몬의 상호 길항작용을 통하여 식물생장을 조절하는 것으로 판단된다.

목차

I. Introduction 1
II. Materials & Methods
1. Collection, isolation and preservation of bacteria from soil 6
2. Screening of plant growth inhibiting rhizobacteria 6
3. ABA, IAA secretion and pH changes in PGIR cultured media 7
4. Identification and phylogenetic analysis of PGIR 10
5. in vitro study on plant growth inhibition by IAA producing PGIB 11
6. in vivo study on plant growth inhibition by IAA producing PGIB 13
III. Results & Discussions
1. Collection, isolation and preservation of bacteria from soil 16
2. Screening of plant growth inhibiting rhizobacteria 16
3. IAA secretion and pH changes in PGIR cultured media 20
4. Identification and phylogenetic analysis of PGIR 21
5. in vitro study on plant growth inhibition by IAA producing PGIB 23
6. in vivo study on plant growth inhibition by IAA producing PGIB 26
Ⅳ. Summary 31
Ⅴ. Reference 33
Ⅵ. Abstract in Korean 40

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