<h1>결 과</h1><h2>식물 생장 촉진 반응성 검증</h2><p>식물 생장 촉진 미생물은 식물과의 직접적 접촉 또는 미생물에서 발생하는 VOC에 의해 식물 내재 인자와의 상호작용 (식물 생장 호르몬 분비 촉진, 식물의 질소 동화 능력 대사 과정 증진 등)에 의해 식물 생장의 생장을 촉진하게 된다. 본 연구에서는 하르가이 배양 배지에서 분리한 UOS가 식물생장을 촉진시키는지에 대한 실험을 수행하였다.</p><p>본 연구에서는 실험에 사용한 UOS를 이용하여 식물 뿌리와의 상호작용을 통한 영양 공급에 따른 생장 촉진과 미생물로부터 생성된 특정 VOC에 의한 작용 중 UOS가 어떤 기작에 의해 식물 생장 촉진을 유도하는지 밝히고자 한다.</p><p>본 실험에서는 식물-UOS 간 식물생장 촉진 반응 실험을 위해 담배(Nicotiana tabacum L. var Xanthi nc.)를 사용하였고 위에서 언급한 두 가지 가설 중, UOS와 담배와의 상호작용 가능성을 증명하기 위해 담배-UOS의 직접적 반응 확인을 위한 Vertical plate 실험과, VOC 등 담배-UOS 간의 매개체에 의한 상호작용 확인을 위한 I-plate 실험을 병행하였다.</p><p>담배를 10 일간 MS 배지에서 생장시킨 후, PDA 배지에서 7일간 배양시킨 UOS를 병행배양 하였고, 병행배양 14일 후 생장차이를 확인하였다. UOS 처리구에서 식물의 생장이 control과 비교할 때 약 3.8 배의 생장 차이를 나타내었다. 이는 UOS가 특정 상호작용에 의해 담배의 생장을 촉진시키는 것을 나타내고 있다.</p><p>Fig. 1A의 실험으로는 식물 생장 촉진 반응이 UOS에 의해 직접적으로 일어나는지, 매개체를 통해 간접적으로 일어나는지에 대한 확인이 불가능하기 때문에 식물의 생장 촉진 대사 경로를 확인하기 위해 Fig. 1B와 같이 식물과 UOS를 분리하여 식물 생장 촉진 실험을 수행하였다. 식물 생장 촉진 실험은 Ⅰ-plate의 분리된 부분을 이용하여 UOS와 담배를 14일간 병행배양하여 식물의 생장상을 확인하였다. 그 결과 Fig. 1B와 같이 UOS 처리구에서 식물의 생장이 control에 비해 4.2 배 증가하는 것으로 나타났다.</p><p>식물 생장 촉진 미생물과 식물과의 상호작용은 위에서 언급한 것처럼 두 가지 기작을 통해 식물-미생물 상호작용에 의한 생장촉진 반응이 나타나게 되는데, 본 실험에서는 두 가지 기작 모두가 가능성이 있다고 판단된다. UOS가 식물 뿌리 부분이나 줄기부분에 밀착하여 MS 배지상의 영양성분의 이용효율을 높일 수 있을 것이고, 현재까지 보고된 연구들과 같이 UOS가 특정 VOC를 분출하여 식물의 내재성 생장 촉진 요인 인자와의 상호작용을 통한 식물의 생장을 촉진시킬 수도 있을 것으로 보인다.</p><p>종자식물의 뿌리 발달은 초기 배에서 옥신의 내재 합성에 의해 주근(primary root)이 유도되고, 주근이 유도된 후 주근 안측의 내초(pericycle) 세포의 분화에 의해 측근(lateral root)이 발생된다. 내초세포에서 분화된 측근은 식물 주변의 토양으로부터 영양분, 수분 흡수의 주요 경로로 이용된다. 농업적 관점에서 측근의 발달 유도는 식물의 생장촉진 증대, 토양 중 영양성분 이용 효율 향상 등에 활용될 수 있다. 토양 유용미생물 중 본 연구실에서 분리한 Bacillus subtilis strain JS를 처리한 담배의 뿌리에서도 대조구와 비교하여 측근이 발달되며 주근의 길이가 짧아지는 효과를 보이고 있다. 본 실힘에서 사용한 UOS를 처리한 담배의 경우 역시 주근의 길이가 약 2 배 정도 짧아지며, 측근의 개수가 약 2 배정도 증가했다(Fig. 2). 측근의 증가는 옥신의 과다 외부 투여에 의해서도 나타나는 현상이다. 따라서 UOS와 식물간의 상호 작용에 있어 특정 매개체 또는 직접적 영향에 의해 식물 내재성 옥신의 증가가 동반되었다고 볼 수 있을 것이다. 식물이 환경 스트레스 내성을 극복하는 방법 중에서 측근의 수를 증가시켜 토양중의 수분을 보다 효율적으로 이용되는 방법은 이미 알려진 사실이다. 일부 토양 유용 미생물들이 식물의 측근 수를 증가시켜 스트레스 내성 부여 등을 하는 점을 이용하여 농업에 이용되어 왔다. 이러한 이용 방법은 토양 유용 미생물의 직접적 이용에 국한되어 있으나, 본 연구에서 나타난 것처럼 병원성을 나타내는 미생물의 경우도 작용 기작을 이용하여 농업에 활용될 것으로 기대된다. 또한 이러한 측근과 뿌리털의 발달은 토양내의 뿌리 면적 증가를 통한 수분 및 영양분의 우위성을 가지게 하므로 스트레스 저항성을 부여할 수 있을것으로 판단된다.</p>
식물 생장 촉진 미생물이 식물 생장을 촉진하기 위한 식물 내재 인자와의 상호작용에는 무엇이 있어?
식물 생장 호르몬 분비 촉진, 식물의 질소 동화 능력 대사 과정 증진