미생물 군집의 이해를 통한 유기농업 작물 건강관리 = Crop Health Management through Understanding Microbiota in Organic Agriculture
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발행연도
2023
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-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
71-92(22쪽)
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식물은 대부분의 괴사성 병원체에 대해 유전적 저항력을 갖지 못한다. 이를 보완하기 위해, 식물은 미생물 군집에서 유익한 미생물을 동원하여 병원체와 해충으로부터 자신을 방어한다. Pseudomonas, Bacillus, 그리고 Trichoderma는 식물을 다양한 스트레스로부터 보호하는 잘 알려진 식물 프로바이오틱스이다. 2015년 식물마이크로바이옴 이니셔티브는 작물 건강과 생태계 균형에서 식물-미생물 군집의 중요성이 강조되었다. 본 발표에서는 Streptomyces라는 새로운 프로바이오틱스 균주, 식물 및 환경과의 상호작용, 그리고 농업 생태계에 미치는 영향을 소개하고자 한다. 인간이 사용하는 항생물질의 70% 이상이 Streptomyces에서 유래되었다. 그러나 Streptomyces의 식물 및 농업 생태계 상호작용에서의 역할과 중요성은 심도 있는 접근이 이루어지지 않았다. 이를 해결하기 위해 우리는 “농업 연구에서의 Streptomyces (STAR)” 프로젝트를 시작하였다. 이 프로젝트는 다양한 작물 재배 체계에 초점을 맞추었다. 차세대 파이로시퀀싱 플랫폼을 사용하여 작물의 근권, 꽃권, 그리고 내권의 미생물 군집을 분석하였다. 연구를 통해 식물의 뿌리, 꽃, 그리고 내부조직에서 서식하는 세 가지의 가상 프로바이오틱스 Streptomyces 균주를 분리 및 특성화했다. 놀랍게도, 이 세 균주는 서로 다른 서식지에서 발견되었음에도 동일한 유전체 서열을 보였다. 이는 서로 다른 시스템에서 동일한 균주의 존재와 기능에 관한 의문을 제기하였다. 결론적으로, Streptomyces는 작물 생태계에 유익한 효과를 제공하는 널리 분포하는 독특한 미생물이다. STAR 프로젝트는 유기농 농업을 위한 유망한 기회와 가능성을 가지고 있다.
더보기Plants lack genetic resistance to most necrotrophic pathogens. To compensate for this, they enlist beneficial microbes from their microbiota to defend against pathogens and pests. Pseudomonas, Bacillus, and Trichoderma are well-known plant probiotics that safeguard plants from various stresses. The Phytobiome initiative, launched in 2015, recognizes the importance of plant-microbe communities in crop health and ecosystem balance. In this presentation, we introduce a new probiotic strain called Streptomyces, its interactions with plants and the environment, and its impact on the agroecosystem. Streptomyces, a gram-positive bacterium, is the source of over two-thirds of antibiotics used in human medicine, yet its role and significance in plant and agroecosystem interactions are underestimated. To address this, we initiated the “STreptomyce in Agriculture Research” (STAR) project, focusing on various cropping systems. We employed advanced pyrosequencing platforms to analyze the microbial communities in the rhizosphere and anthosphere. Through this study, we isolated and characterized three putative probiotic Streptomyces strains that were found to colonize the rhizosphere, anthosphere, and phyllosphere. Surprisingly, these three strains exhibited identical genome sequences despite inhabiting different habitats. This raises questions about the existence and function of identical strains in distinct systems. In conclusion, Streptomyces is a ubiquitous and unique microbe that provides beneficial effects to plants and their phytobiome communities. The STAR project holds promising opportunities and possibilities for organic agriculture.
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