길항미생물과 근권환경에 따른 Cymbidium 부패병의 생물학적 방제 = Biological control of cymbidium bulb rot with antagonistic microbes in the rhizosphere

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 Cymbidium에 발병하는 부패병을 길항미생물과 근권환경 조절을 통해 방제하기 위한 연구로 실시되었다. Cymbidium 'Anmitsu Hime'이병주에서 병원균을 분리하고, perfusion chamber를 이용하여 병원성 검정을 실시하였다. 그 결과 Cymbidium 종과 품종에 따라 감수성에 차이가 있었으며, 동양란계가 양란계보다 감수성이 높았다. 길항미생물의 분리는 제주도 한라산 난 자생지 및 양란 재배지의 64 토양 sample에서 15종의 세균 균주와 15종의 방선균 균주를 선발하였다. 최종적으로 높은 저해율을 갖는 A12 (73.3%)와 B10(67.6%)을 심비디움 부패병을 방제하기 위한 길항미생물으로 선발하였다.
선발한 4개의 길항미생물을 이용하여 동양란과 서양란 유묘에 처리하여 방제효과를 알아보았다. 동양란의 경우 A12 에서 가장 생존율이 높았으며, 근수와 엽장의 생육촉진효과도 제일 좋았다. 양란 Cymbidium의 경우, 유기질비료에 길항미생물을 혼합 처리한 경우는 A12 에서 가장 생존율이 높았다. 액체로시용 시는 B10에서 제일 생존율이 높았으며, 생장곡선 조사 결과 13-15일 후 재처리해 주는 것이 적당할 것으로 나타났다. 위의 결과로 보아 처리방법에 따라 효과적인 길항미생물이 달라지고 있음을 알 수 있다.
실내검정 및 실외 시험의 결과를 토대로 가장 효과있는 길항미생물인 A12 는 Streptomyces kasugaensis A12로 동정을 통해 명명 되었다. 또한 대량배양을 위한 적정 조건으로 배양온도 30℃, pH 7 및 배양시간 96시간 으로 조사되었다. 적정 배지를 조사한 결과 액체배양에는 P배지, 포자 생성용 배지로는 ISP NO.4 배지가 우수하였다. 또한 항균물질의 생산에는 질소원으로 yeast extract, 탄소원으로 starch 그리고 미량원소로는 Co^(++)가 가장 효과적이었다.
적정 근권환경을 알아보기 위해 춘란과 심비디움 양란 유묘의 다양한 배지에 대한 생육반응과 뿌리부패율을 알아보았다. 춘란과 양란 Cymbidium 모두 수분함량이 많은 배지에서 엽장이 길어졌다. 춘란의 경우 통기성이 좋은 배지에서 뿌리생장량이 좋았으며, 양란은 단용구보다 혼용배지에서 뿌리 생장량이 좋았다. 뿌리부패율은 pH가 낮고 통기성이 낮은 매질에서 높았다. 따라서 심비디움의 생육과 腐敗病 밀도저하에 적합한 매질로, 춘란의 경우 Ceratone이 선발되었고 양란 심비디움의 코코피트 : 가는바크: 제주송이를 1 : 1 : 1로 혼용한 매질을 길항미생물을 적용하기 위한 배양토로 선정하였다. 질소원이 심비디움 腐敗病에 미치는 영향을 검토한 결과 NH_(4)NO_(3) 보다는 KNO_(3)가 병발달 지연에 효과적 이었다. 또한 코코피트와 숯칩을 9:1로 혼합한 경우 Cymbidium 부패병균 처리후 생존율이 2배 높아졌으며, 숯칩을 30% 이상 혼용 시는 pH의 지나친 상승으로 인해 양란 심비디움의 생육이 억제되었다.
포장에 적용하기 위해서 장기보관 시에는 propionic acid 첨가시 안정성에 유리하였다. 또한 농약과의 혼용 가능성을 조사한 결과 그로메를 제외하고는 살충제와 제초제에는 병용이 가능하나, 살균제의 경우 치람계 농약에 민감성이 높았다. 최종적으로 포장에 시험 적용하여 생존율을 알아본 결과 무처리에서 68.3%, 화학약제인 benomyl에서 81.3% 그리고 Streptomyces kasugaensis A12 적용 시 91.3% 생존하였다. 따라서 Streptomyces kasugaensis A12와 근권 조절을 통해 Cymbidium 부패병을 효과적으로 방제할 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The present studies were carried out to control bulb rot of Cymbidium with antagonistic microbes in the rhizosphere. Pathogens were isolated from infected leaves and bulbs of Cymbidium 'Anmitsu Hime'. In pathogenicity test by using perfusion chamber. Fusarium oxysporum f.sp. cattleyae showed a strong pathogenicity against Cymbidium 'Anmitsu Hime'. Susceptibility against pathogen was different among Cymbidium species and cultivars. Oriental Cymbidium showed higher susceptibility than western Cymbidium. Totally 15 bacterial isolates and 15 actinomyces were isolated from the production area and natural habitats at Mt. Halla of Cymbidium. Selected isolates showed different inhibition rate according to media. In the case of TSA medium, inhibition rate of A12 and B10 were recorded as 73.3% and 67.6%, respectively.
In vivo pot test, A12 and B10 showed some protective effect by treatment with preparation and culture broth method. When sawdust-ricebran preparation was applied to oriental Cymbidium, A12 showed good protective effect. Two methods were applied treatment for western Cymbidium seedling.
Firstly, we used organic fertilizer with preparation, A12 has a positive effect more than isolates and also had an effect on growth in terms of root number and plant height. Secondly when we used culture broth of them. B10 showed notable protective effect than any other antagonistic microbe and a fungicide, benomyl. In the use of culture broth, For the cosideration of lag phase may be reuse to the other type of antagonistic microbes 13-15 days after first application.
The A12 was characterized as to be Streptomyces kasugaensis A12. The optimal condition for mass production was investigated in temperature 30℃ and pH 7 with fermentation for 96 hr. Yeast extract, starch and cobalt were selected as the source of carbon, nitrogen and mineral ingredient to yield a high antifungal product,
Cymbidium goeringii and Cymbidium 'Moon Venus' seedlings were cultivated to study the effects of several substrates having different physico-chemical properties. The more porosity were in pots, the higher the number of roots and root length of Cym. goeringii were. Cym. 'Moon Venus' seedlings grown in mixed substrates were more vigorous in appearance than in simple substrates. Rotting ratio increased when poorer porosity and acidic pH condition prevailed. For the nitrogen source, KNO_(3) was more effective than NH_(4)NO_(3) on suppression of bulb rot in Cymbidium. The mixture of coconut peat and charcoal chip(90:10, v/v) increased to 2 times in survival rate than mixture of then(100:0, v/v) with pathogen inoculation.
For the practical use of Streptomyces kasugaensis A12, propionic acid was selected for preservatives. Finally, the survival rate 68.3%, 81.3% and 91.3% in Cymbidium by the treatment of control, benomyl and Streptomyces kasugaensis A12, respectively. Therefore, bulb rot of Cymbidium can be controlled by biological control with antagonists in the rhizosphere developed in this study.

목차 (Table of Contents)

• 目次 = i
• List of Tables = iii
• List of Figures = iv
• Abbreviations = viii
• Summary = ix
• I. 緖論 = xi
• II. 硏究史 = xv
• 1. 길항미생물에 의한 생물학적 방제 = xv
• 2. 식물의 생육과 병발생에 미치는 배양토의 영향 = xvii
• 3. 길항미생물의 근권정착과 처리방법에 대한 연구 = xviii
• III. 材料 및 方法 = xx
• 1. 부패병원균 분리와 길항미생물 탐색 = xx
• 1.1 부패병원균 분리와 병원성 검정 = xx
• 1.2 길항미생물의 분리와 선발 = xxii
• 2. 선발된 길항미생물의 방제력 검증 = xxii
• 3. Streptomyces kasugaensis A12의 동정과 배양조건 = xxiv
• 3.1 Streptomyces kasugaensis A12 동정 = xxiv
• 3.2 Streptomyces kasugaensis A12 배양조건 = xxv
• 4. Cymbidium 생육과 부패병 억제를 위한 근권환경 조절 = 18
• 4.1 식재용 배양토선발 = xxviii
• 4.2 질소원과 숯이 Cymbidium 생육과 부패병에 미치는 영향 = xxix
• 5. Streptomyces kasugaensis A12의 포장 적용시험 = xxxi
• IV. 結果 = xxxii
• 1. 부패병원균 분리와 길항미생물 탐색 = xxxii
• 1.1 부패병원균 분리와 병원성 검정 = xxxii
• 1.2 길항미생물의 분리와 선발 = xxxvii
• 2. 선발된 길항미생물의 방제력 검증 = xli
• 3. Streptomyces kasugaensis A12의 동정과 배양조건 = xlviii
• 3.1 Streptomyces kasugaensis A12 동정 = xlviii
• 3.2 Streptomyces kasugaensis A12의 최적 배양조건 = li
• 4. Cymbidium 생육과 부패병 억제를 위한 근권환경 조절 = lviii
• 4.1 식재용 배양토 선발 = lviii
• 4.2 질소원과 숯이 Cymbidium 부패병에 미치는 영향 = lxvi
• 5. Streptomyces kasugaensis A12의 포장 적용시험 = 61
• V. 考察 = lxxiv
• 1. 부패병원균 분리와 길항미생물의 탐색 = lxxiv
• 2. 선발된 길항미생물의 방제력 검증 = lxxv
• 3. Streptomyces kasugaensis A12의 동정과 배양조건 = lxxvii
• 4. Cymbidium 생육과 부패병 억제를 위한 근권환경 조절 = lxxviii
• 5. Streptomyces kasugaensis A12의 포장 적용시험 = lxxxi
• VI. 摘要 = lxxxii
• VII. 引用文獻 = lxxxiv