작물 생육촉진용 미생물 개발 및 현장적용 연구
과제구분 기본연구 수행시기 전반기
연구과제 및 세부과제명 연구분야 수행기간 연구실 책임자

농업미생물 자원확보 및 실용화 기술 개발

 미생물 ’20~’23

친환경미생물연구소

친환경농업연구팀

 문지영

작물 생육촉진용 미생물 개발 및 현장적용 연구

 미생물 ’20~’23

친환경미생물연구소

친환경농업연구팀

 임성희
색인용어

작물 생육촉진, 미생물, 현장적용
 
□ 연구 목표
미생물(microorganism)은 진균(fungi), 세균(bacteria), 바이러스(virus), 조류(algae), 원생동물류(protozoa) 등을 포함하는 육안으로는 관찰이 어렵거나 불가한 아주 작은 생물을 말한다. 지구상의 미생물 종류는 1조 종 이상이지만 세계미생물정보센터에 보존 중인 미생물은 310만 종 정도이다. 활용도가 낮은 보전종과 아직 분류 동정 되지 못한 종들의 활용도를 향상시킬 수 있는 연구를 통해 미생물의 산업적 활용 가능성을 높여 나가는 것이 필요한 시점이다. 뿐만아니라 활용되고 있는 미생물에 대해서도 작용기작과 토양과의 상호작용에 관한 연구가 같이 수행되어야 하고, 미생물이 효과를 잘 나타낼 수 있도록 적정 환경을 찾아 만들어 주고 토양에 우점할 수 있도록 정착시킬 수 있는 기초기술도 필요하다. 최근에는 건강한 작물 주변 마이크로바이옴을 진단하여 미생물 군집을 인공적으로 토양에 처리하여 병을 방제하고 수량을 증가시키는 식물 마이크로바이옴 연구도 이루어지고 있다.
친환경농업에서 농업미생물의 사용은 화학비료와 농약을 대체하기 위한 친환경농자재로서 없어서는 안 될 중요한 수단이다. 친환경 재배작물 농가에서는 작물 생육촉진, 병충해방제 등을 목적으로 유용한 미생물을 활용하고 있다. 미생물은 질소고정, 유기물 분해, 불용성 인산 가용화, 호르몬 및 특정 효소 생성 등의 다양한 역할로 식물의 생육을 촉진하거나, 병을 일으키는 병원성 미생물과의 길항작용이나 항생물질 생성으로 병 방제제의 역할을 하기도 한다. 곤충에 병원성을 갖거나 살충성 단백질 생성 등의 기능은 해충을 방제하는데 활용되기도 하고 건조, 염류집적 등 환경 스트레스에 대한 내성을 유도하기도 한다. 이렇게 미생물은 식물 및 동물 생태계와 유기적으로 연계되어 농업 현장에서 중요한 역할을 하고 있다. 미생물 종류별로 가지고 있는 기능적 특성이 다른 것을 보면 토양 내 상호작용으로 작물 생육에 다른 영향을 미치고 있는 것은 분명하며 균주의 고유한 특성을 파악하여 친환경농업에 활용할 수 있는 방안을 모색해 나가야 할 것이다.
특히, 근권에서 식물 생육을 촉진하는 미생물을 PGPR(plant growth promoting rhizobacteria)로 분류하고 있으며, PGPR은 식물의 뿌리에 흡착하거나 군락을 형성하여 식물의 뿌리 삼출물을 이용하여 성장하면서 항생물질을 생성하여 식물병원균으로부터 식물을 보호하거나 대기 중의 질소를 고정하여 식물에게 질소원을 공급한다. 또한, 식물의 성장을 조절하는 다양한 효소를 생산하여 여러 가지 대사를 통해 토양 내의 인과 철과 같은 미네랄을 가용화시켜 식물이 흡수하기 쉽게 도와주는 등의 역할을 하기도 한다. 특히, 식물은 외부에서 공급되는 다양한 호르몬에 대해서 생리적 영향을 받게 되는데, PGPR이 생성하는 호르몬으로 인해 식물의 생육에 변화가 생기게 된다.
이에 친환경미생물연구소에서는 토마토나 쑥갓 등에서 수량을 증대시키고 품질을 좋게 할 수 있는 생육촉진 미생물을 선발하여 친환경 재배 농가에 보급하고자 본 연구를 추진하였으며 그 결과를 다음과 같이 보고한다.
 
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