이탄 토양으로부터 분리된 세균의 유기물 분해능, 항균 활성 및 식물생육촉진능을 확인하고 다 기능성 유용 미생물을 확보하고자 하였다. 분리된 48 균주를 대상으로 β-glucosidase, cellulase, amylase, protease 생성능을 확인한 결과, SH-23, SH-26, SH-29 그리고 SH-33 균주가 우수 균주로 선발되었다. 선발된 유기물 분해 우수 세균 4 균주는 식물병원성곰팡이(Botrytis cinerea, Rhizoctonia solani, Fusarium oxysporum, Colletotrichum acutatum)에 대한 항진균 활성을 나타내었다. 유기물 분해능이 우수하고 식물 병원성 곰팡이에 대해 항진균 활성을 나타낸 SH-26 균주를 최종 우수균주로 선발 하였다. 선발된 SH-26 균주의 16S rRNA 유전자 염기 서열을 결정한 결과, Pseudomonas knackmussii HG322950 B13T, Pseudomonas citronellolis BCZY01000096 NBRC 103043T, 그리고 Pseudomonas delhiensis jgi.1118306 RLD-1T 와 100%의 상동성을 나타내었다. Pseudomonas sp. SH-26 균주는 siderophore 생성능, 질소고 정능과 Indole-3-acetic acid 생성능이 있는 것으로 확인되었다.

우리는 솔수염하늘소(Monochamus alternatus) 장에 존재하는 공생미생물들을 분리하였다. 그중 다양한 식물 들을 대상으로 성장 촉진 효과가 보고된 세균을 단일배양 분리하였다. 이 세균은 16S rRNA sequencing을 통하여 Enterobacter roggenkampii로 동정되었다. 우리는 분리된 E. roggenkampii에 대하여 genomic sequencing을 수행하 였고 유전학적 특성을 확인하였다. 우리는 E. roggenkampii가 식물의 성장을 촉진할 수 있는 다양한 유전자들을 가지고 있는 것을 확인하였고 그 중 IAA-Asp hydrolase 유전자를 가지고 있음을 알 수 있었다. 동시에, 분리된 E. roggenkampii와 같은 속의 세균을 대상으로 다양한 API kit와 기질 첨가 배지를 이용하여 생화학적 특성을 비교하였다. 향후 IAA-Asp 가수분해효소를 생산하는 잠재적인 식물 생장 촉진 비료 미생물로 등록하여 다양한 작물을 대상으로 생장 촉진 효과를 확인할 것이다.

음식물류폐기물 직매립, 해양투기 등이 금지됨에 따라 음식물류폐기물은 대부분 자원화를 통해 처리되며 퇴비화하여 생산한 음식물류혼합퇴비(이 하, 음폐퇴비)는 작물 생산성을 향상 등을 위하여 농경지에 퇴비로 사용한다. 하지만, 염분 집적에 의한 작물 생육이 우려되며 이에 따른 피해를 줄이기 위하여 음폐퇴비와 블랙카본, 유용 미생물을 함께 사용하면 염분에 의한 피해를 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 이에 본 연구는 음폐퇴비와 바이오차의 한 종류인 블랙카본, 유용 미생물을 처리 시 상추의 수량과 토양 특성 변화를 알아보고자 하였다. 처리구는 무비구(NF), 무기질 비료 (NPK), 무기질 비료 + 음폐퇴비 (NPKF, 대조구), 무기질 비료 + 음폐퇴비 + 블랙 카본 (NPKFC), 무기질 비료 + 음폐퇴비 + 미생물 (NPKFB), 무기질 비료 + 음폐퇴비 + 블랙카본 + 미생물 (NPKFCB)이다. 상추 생육 조사 결과, 생육 후기인 21일째에 NPKFCB 처리구에서 엽장 20.7 cm, 엽폭 20.2 cm, SPAD-502 32.0으로 가장 생육이 좋았으며, 수량 조사 결과 또한 NPKFCB 처리구에서 주당 총 엽수가 28.8개로 가장 많았다. 수량지수는 무처리가 84.1로 가장 낮았고 NPKFCB 처리구에서 128.7로 가장 높았다. 이는 블랙카본에서 공급되는 K, P, Ca 등의 양분과 미생물 활성화가 작물 생산성 향상에 도움을 준 것으로 판단된다. 토양 화학성 분석 결과 pH는 NPKFB 처리구에서 6.9로 가장 높았으며, EC는 NPKF에서 1.7 dS m-1로 가장 높았다.

To develop eco-friendly microbial inoculants, siderophore-producing bacteria were isolated and identified, and their production characteristics and plant growth-promoting abilities were investigated. A strain S21 was isolated from rhizosphere of Korean perilla (Perilla frutescens) and identified as Enterobacter amnigenus by phenotypic properties and 16S rRNA gene sequencing. The highest siderophore production was obtained in a medium containing 0.5% fructose, 0.1% urea, 0.5% K2HPO4 and 0.1% succinic acid. By using this improved medium, siderophore production increased by 2.5 times compared to that of basal medium. The strain S21 showed insoluble phosphate solubilizing, ammonification and antifungal activities, and also produced hydrolytic enzymes (protease and lipase), indoleacetic acid and 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase. Our data suggest that E. amnigenus S21 is a potential candidate that can be used as eco-friendly biocontrol agent and biofertilizer.

This study was conducted to isolate and characterize a novel feather-degrading bacterium producing keratinase activity. A strain K9 was isolated from soil at poultry farm and identified as Xanthomonas sp. K9 by phenotypic characters and 16S rRNA gene analysis. The cultural conditions for the keratinase production were 0.3% fructose, 0.1% gelatin, 0.04% K2HPO4, 0.06% KH2PO4, 0.05% NaCl and 0.01% FeSO4 with an initial pH 8.0 at 30℃ and 200 rpm. In an optimized medium containing 0.1% chicken feather, production yield of keratinase was approximately 8-fold higher than the yield in basal medium. The strain K9 effectively degraded chicken feather meal (67%) and duck feather (54%), whereas human nail and human hair showed relatively low degradation rates (13-22%). Total free amino acid concentration in the cell-free supernatant was about 25.799 mg/l. Feather hydrolysate produced by the strain K9 stimulated growth of red pepper, indicating Xanthomonas sp. K9 could be not only used to increase the nutritional value of chicken feather but also a potential candidate for the development of natural fertilizer applicable to crop plant soil.