콩과식물의 뿌리혹으로부터 분리한 질소고정 박테리아의 특성화 및 뿌리혹 생성 실험 = Isolation and Characterization of Nitrogen-fixing Bacteria from Root Nodules of Leguminous Plants and Nodulation Test)
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2020
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학술저널
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237-237(1쪽)
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콩과 식물과 뿌리혹세균은 상호 높은 특이성으로 잘 알려져 있다. 이 연구에서는 콩과 식물과 공생하는 뿌리혹세균을 분리하고, 유사한 콩과 식물에도 뿌리혹을 형성할 수 있는지를 알아보고자 하였다. 콩과 식물 중 클로버(Trifolium repens), 등나무(Japanese wisteria), 완두콩 (Pisum sativuni), 녹두(Vigna radiate), 대두(GZ/cine max), 5종류의 식물로부터 뿌리혹세균 또는 질소고정 균을 분리하고 하였다. 농경지에서 채집한 콩과 식물로부터 각각의 뿌리혹을 확보하고, 95% ethanol및 5% sodium hypochlorite 용액을 이용하여 멸균하였으며, Tryptic Soy Broth(TSB), R2A, Yeast Extract Manitol(YEM), Glucose peptone(GP) 배지를 사용해서 뿌리혹을 접종하여 배양하고, 계대 배양을 통해 총 46균주를 분리하였다. 분리한 여러 균주 중 선별과정을 거쳐, 클로버 뿌리혹으로부터 분리한 WC15, WC16, WC24, 그리고 대두 뿌리혹으로부터 분리한 GM5를 이용하여 이후 실험을 진행하였다. 분리한 균주의 계통발생학적 분석을 위해 16S rRNA 유전자 염기서열을 분석하였으며, 질소고정 유전자 nifH와 뿌리혹 생성 유도 유전자를 검출하고, 각각의 계통수 (phylogenetic tree) 분석을 하였다. 그 결과 각 균주는 Rhizobiun(WC15), Sphingomonas(WC16), MethyrJobactehum(WC24), Bracfyrhizobhm(GM5)과 가장 유사한 것으로 나타났다. 식물 접종 실험 진행을 위한 참고 자료를 얻기 위해, 식물호르몬인 IAA의 각 균주의 생산능을 Salkowski 방법을 이용하여 측정하고 정량하였다. 대조구와 비교하였을 때 선별된 네 균주는 IAA 생산능이 있음을 확인하였다. 이후 3종류의 콩 종자, 화이트클로버(7社&/九«72 repens), 대두(G7/a:ae max), 강낭콩 (Phaseolus vulgaris)는 이용하여, 분리한 균주의 뿌리혹 생성 실험을 진행하였다. 그 결과 클로버 (Trifolium repens)는 분리 균주를 접종한 모든 실험구에서 뿌리혹 생성을 확인할 수 없었으나, 대두(Glycine max)는 WC24와 GM5 균주를 접종한 실험구에서, 강낭콩(Phaseolus vulgaris)은 균주를 접종한 실험구에서 뿌리혹이 생성되었다. 클로버 뿌리혹으로부터 분리한 균주가 클로버가 아닌 대두와 강낭콩에 뿌리혹을 형성하는 것을 확인하였다.
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