장수풍뎅이 유충의 장내 미생물을 이용한 다양한 식물 균류병의 생물적 방제 및 생장촉진

Plant Growth Promotion and Biocontrol Potential of Various Phytopathogenic Fungi Using Gut Microbes of Allomyrina dichotoma Larva

곤충은 장내에 서식하고 있는 미생물과 상호작용을 통해 공생하는 것으로 알려져 있으며, 이러한 공생자는 공진화를 통하여 극한 환경에서도 서식을 가능하게 한다. 이러한 관점에서 토양 속에서 부엽토와 식물 잔재를 먹고 사는 장수풍뎅이 유충의장내에 존재하는 공생자는 식물병원균을 방제하는 데 유용한미생물이 존재할 것으로 생각된다. 따라서, 식물병원균에 대해활성을 갖는 유용 미생물 10종을 장수풍뎅이 유충의 소화기관 전장, 중장, 후장으로부터 분리하였다. 분리된 10종의 유용미생물은 유묘 검정을 통하여 토마토 잿빛곰팡이병, 배추 뿌리혹병, 고추 탄저병, 고추 역병에 대하여 강력한 항균 활성을 확인하였다. 10종의 항균활성 미생물은 형태적 특성과 16s rRNA gene 분석으로 Bacillus속 4종, Paenibacillus속 3종 및 Streptomyces속3종으로 동정되었다. 유용 미생물은 인산 가용화, indole-3-acetic acid, siderophore 생성 활성이 우수하며 진균외막가수분해 효소인 β-1,3-glucanase, pretease 활성을 보였다. 10종의 유용 미생물 중, DM152 균주는 토마토와 고추 식물체의 모든 기관에서 생장을 촉진시켰다. 따라서, 장수풍뎅이 유충의 소화기관으로부터 분리된 10종의 장내 미생물은 생물학적 방제제 및 생물비료의 활용 가능성을 나타내었다.

This research was executed to select beneficial antagonists from digestive organ of Allomyrina dichotoma larva that can be put on environment friendly control against phytopathogenic fungi. We screened 38 bacterial strains inhibiting mycelial growth against eight plant pathogens through dual culture assay. The 10 strains among 38 bacterial strains were selected as beneficial microbes showing antifungal activity against Botrytis cinerea, Plasmodiophora brassicae, Colletotrichum acutatum and Phytophthora capsici through under greenhouse pot trials. The 10 bacterial strains that shown strongest antifungal activity were classified into 3 genera and 10 species, and identified as the genus Bacillus (DM146, DM152, DH2, and DH16), Paenibacillus (DF30, DH14, and DM142) and Streptomyces (DF137, DM48, and DH92) by morphological characteristics and 16s rRNA gene sequence. The 10 bacterial strains had solubilizing activity of insoluble phosphates, production of IAA (indole-3-acetic acid), β-1,3-glucanase and protease. Among the 10 bacterial strains, DM152 strain was produced significant enhancement of all growth parameters of chili pepper and tomato seedlings under greenhouse condition. Thus, this study demonstrated that gut microbes of Allomyrina dichotoma larva will be useful as a potential biocontrol agent against plant pathogens and biofertilizer.