<h1>고 찰</h1><p>PGPF처리에 의한 식물 생장 촉진에 대한 기작은 아직 명확하게 밝혀지지 않았지만 1) 작물의 근권 및 토양에 존재하는 해로운 미생물과의 경합이나 항생물질 생산에 의한 직접적 억제를 통한 생장 촉진, 2) 생물 조절인자 생산에 의한 생장 촉진, 3) 뿌리에 정착하여 식물이 직접적으로 이용가능하게 하는 영양분의 분해를 통한 생장촉진 등의 결과들이 보고되고 있다.</p><p>Meera el al.는 잔디에서 분리한 PGPF 균주를 보리곡립배지에 배양한 후 토양에 처리하여 오이의 생장 촉진 효과를 보고하였고, 이 생장 촉진 효과는 뿌리의 정착과 밀접한 관계가 있다고 하였다. 또한 이들 균주의 균사체 및 배양여액을 종자에 처리한 경우에도 생장 촉진 효과를 나타낸다고 하였다. Shivanna el al.는 PGPF가 생산하는 특정 VOC가 일부 식물에 생장 촉진 효과를 일으키며, 이 PGPF의 생장 촉진 능력은 생장 조절 물질 생산에 크게 작용한다고 보고하였다.</p><p>본 실험에서는 하르가이 배양 배지에서 분리한 UOS로 명명된 진균의 식물 생장 촉진 유도와 관련하여 PGPF와 담배 간의 생장 촉진 기초연구를 수행하였다. 분리된 UOS에 의한 담배의 지상부 생체중 증가 및 뿌리의 특이적 발달로 추측하건대, 해당 PGP 효과는 UOS와 식물간의 직접적 상호작용에 의한 것이거나, 매개체를 이용한 간접적 식물 생장 유도가 작용한 것으로 보인다.</p><p>과거에 PGPF는 식물의 생장과 발달과정에 관여하는 것으로 보고되었다. 한 가지 예로, M3와 OSU-142의 현장적용은 보리, 사탕무 등의 작물에 수확량 증가와 품질 향상을 가지고 왔다. PGPF에 의한 근권에서의 양분 이용활성도를 증가시켜 원예작물의 과실 크기 등을 증가 시키는 보고가 있다. 그러나 현재까지의 연구에서는 PGPR과 다르게 PGPF에 대한 연구는 기내배양(in vivo) 조건 대상으로 적용되었고 실험 대상 식물은 필요한 영양분을 충분하게 공급받았기 때문에, 관찰된 긍정적인 생장 효과는 식물 호르몬 생성에 의한 결과라는 생각이 신빙성을 얻는다. PGPF에 의해 유도되거나 생성된 식물 호르몬에 의한 생장 촉진 효과는 식물의 동화-분배(assimilation-partioning) 패턴을 변화시키고, 생장과 결실 과정을 변화시키는 것으로 생각된다. 본 연구의 결과 역시 Phoma sp.가 식물의 생장을 촉진시킬 가능성이 있다는 것을 제시하였다. 분리된 진균과 병행배양 실험(Vertical plate /Ⅰ-plate 실험)에서 Phoma sp.는 담배 묘목의 지상부 생체중을 현저하게 증가시켰다. 이러한 관측은 Phoma sp.의 식물생장촉진 효과가 Phoma sp.에 의해 생성된 휘발성 물질에 의한 것임을 시사한다. 또한 Phomsp.를 처리함으로써 담배 묘목의 주근이 굵고 짧아지면서(Primary root) 곁뿌리, 뿌리털(Root hair)이 발달하는 현상이 발견 되었는데, 이러한 효과는 Auxin의 과다발현에 따른 식물뿌리의 발달 양상과 유사하다. 이러한 식물 생장 촉진 과정 중의 뿌리 발달의 이상 변화는 분리된 진균이 지상부의 경우 생체중을 증가시키지만 뿌리 발달 과정 중에서는 내재성 옥신 함량 증가를 유발시켜 측근의 과발달을 유도시킨다고 추측된다.</p><p>본 연구에서는 선발된 PGPF 균주에 의한 식물 생장 촉진의 정확한 기작은 밝혀내지 못했으나, 다른 수행되어진 결과들을 통해 UOS에서 유래된 VOC의 휘발에 의한 식물의 신호전달에 의해 식물의 생장이 촉진되는 것으로 추측된다. 하지만 본 실험에서 분리된 D3가 직접적으로 식물 생장 촉진에 영향을 미치는지에 대한 여부는 추가 실험이 필요할 것이고, D3에 의한 식물 생장 촉진에 영향을 미치는 식물 내재 유전자군에 대한 기능성 연구 또한 필요할 것이다.</p><p>본 실험에서 분리된 PGPF가 식물 생장 촉진 및 뿌리의 측근발달 등을 유도하고 정확한 식물과의 상호작용을 연결하는 기작은 추후 연구가 필요하겠지만, 농업적 이용, 즉 측근의 발달을 유도시켜 토양 속 영양분의 활용도 증대 등을 추구할 수 있을 것이다. 또한 VOC 물질로 분리된 D3의 직·간접적 식물과의 상호작용을 연구하여 합성 및 이용도 가능할 것이다.</p><p>Phoma spp.는 식물 병원균으로 알려져 있다. 사과 무름병 등을 유발시키는 등 농작물에 피해를 입히는 병원균이지만, 균 자체의 이용이 아닌 균과 식물과의 상호작용 관계를 이용하여 길항작용, 생장 촉진, 뿌리의 발달과정 등에 대한 기초연구결과를 바탕으로 VOC 물질인 D3의 화학적 농약 물질로서의 이용가능성을 볼 수 있었다.</p><p>현재까지의 PGPR 또는 PGPF 연구는 식물과 미생물 간의 상호작용에 치중되어 있기 때문에 식물 생장 촉진 반응을 보이는 세균이나 진균들이 병원성을 나타내는 경우에는 직접적 이용이 불가하여 이용이 가능한 개체로써 인정을 받지 못 하였다. 하지만 식물에 병을 일으키는 병원균일지라도 식물과의 상호작용에 초점을 둔다면 VOC 등의 이용, 병원성을 일으키지 않는 포자체의 자체 이용 등으로 농업에 도움을 줄 수 있을 것이다. 따라서 본 연구는 최초로 이러한 진균들에 대한 다각적 이용 가능성을 제시하였다.</p>
PGPF에 대한 연구는 어떤 대상으로 적용되었나요?
기내배양(in vivo) 조건 대상