한국콩연구회

목질섭식 곤충 공생균과 콩 공생균의 다양성 구명 및 유용기능 탐색

Characterization of the diversity and functions of microbial symbionts in xylophagous insects and soybean roots for potential agricultural applications

주관연구기관 : 국립농업과학원

발행년월 : 2017-02

주관부처 : 농촌진흥청

원문

http://www.ndsl.kr/ndsl/search/detail/report/reportSearchResultDetail.do?cn=TRKO201700006323

Results

In insects collected from outdoor environments, the gut symbionts were predominantly affected by the feeding activities of the insects rather than by their geographical locations. The compositions of gut bacterial communities in two wood-feeding Cerambycidae spp. reared indoors, Monochamus alternatus and Psacothea hilaris, were related to host diet and developmental stage. Among 413 bacterial strains tested, five strains from the families Cryptocercidae and Lucanidae showed strong cellulose degradation activities. The five strains were phylogenetically affiliated with the genera Cohnella, Bacillus, Psychrobacillus, Streptomyces, and Cellulomonas.

The core bacterial community across all four stages of soybean (Glycine max) growth comprised operational taxonomic units(OTUs) belonging to the phylum Proteobacteria and was mainly assigned to the genus Bradyrhizobium. In field experiments conducted in three geographical locations, the bacterial communities in the soybean rhizosphere were significantly different from those in the bulk and were mainly composed of the genera Acinetobacter , Arthrobacter , Bacillus, and soon. In total, 200 strains were isolated from the rhizosphere, root, and nodules of soybean. Isolates were tested for phosphate solubilization, ACC deaminase function, IAA production, and antagonistic activities against various soybean pathogens. Among them, five isolates were identified as potentially useful strains exhibiting soybean growth-promoting functions.

곤충 장내 미생물은 지역보다는 곤충 종류별 식이습성에 의해 영향을 받았다. 하늘소 종류, 발달단계, 먹이별로 장내 세균 분포를 분석한 결과, 솔수염 하늘소, 울도하늘소 모두에서 급이한 먹이에 따라 장내 세균 군집의 차이가 뚜렷하였다. 총 413개 분리균주 중 갑옷바퀴와 넓적사슴벌레, 왕사슴벌레 유충에서 분리된 5균주가 섬유소 분해능이 우수하였고, 이들은 Cohnella, Bacillus, Psychrobacillus, Stgreptomyces, Cellulomonas속에 속하였다. 콩 성장 시기별 근권 세균 군집의 비교를 통해 메주콩(G. max)의 핵심 세균 군집은 주로 Proteobacteria에 속한 균주였으며, 메주콩의 근권 핵심 세균 중 Bradyrhizobium spp.가 가장 우점하였다. 지역별 콩의 근권 세균을 비교 분석한 결과 콩의 근권은 비근권과 뚜렷하게 다른 군집 구조를 보였으며, 콩의 근권에서 우점하는 속은 Bacillus, Acinetobacter, Arthrobacter 등 이었다. 근권 토양, 뿌리, 뿌리혹으로부터 미생물 분리한 200여 균주를 인산가용화능, ACC deaminase 생성능, IAA 생성능이 있는 균주와 콩 주요 병에 대한 길항능이 있는 균주를 탐색하여 메주콩 성장 촉진 활성을 보이는 5균주를 선발하였다.