식물은 다양한 생물적, 비생물적 스트레스 요인에 의해 생장과 발달이 저해될 수 있다. 최종 선발된 분리주들이 다양한 환경 조건하에 생장할 수 있는지 여부를 조사하였다. 온도 관련해서는 섭씨 20도에서는 모든 분리주가, 섭씨 40도 이상에서는 5종의 분리주가, 섭씨 50도 이상에서는 ANG14만 성장이 가능하였다. 대부분의 분리주가 pH5.0 - 9.0 범위에서 생육 가능하였고 ANG4, ANG14, ANG16 등은 상대적으로 넓은 범위에서 생육 가능하였다. 염의 조건 관련해선 ANG25가 0-3% 농도로 가장 좁은 범위에서 생육 가능하였고 ANG4와 ANG14가 0-10% 농도에서 생육하여 가장 넓은 범위에서 생육이 가능하였다.
<h1>결과 및 고찰</h1> <h2>균주의 분리</h2> <p1>유용 미생물을 선발하기 위하여 부산 일대의 신라대학교 인근 야산, 대저 토마토 밭, 기장군 배 밭, 창원 인근 야산 및 텃밭, 제주시 노리매 공원 및 인근 해변을 포함한 7곳으로부터 순수 분리하여 colony 형태학적으로 서로 다른 특징을 갖는 66종을 분리하였다. 분리주들의 식물 생장촉진 활성능을 확인하기 위해 ACC deaminase 생성능, IAA 생성능, 질소 고정능, 인산 가용화능 및 siderophore 생성능을 확인하였으며, 활성이 높은 7종의 분리주를 최종 선발하였다.</p1><h2>ACC deaminase 및 IAA 생성능</h2> <p1>에틸렌은 식물의 생장과 발달에 필수적인 생장호르몬으로서 거의 모든 식물에서 생성되지만, 높은 수준의 에틸렌은 뿌리 신장의 저해를 일으켜 식물의 생장을 억제한다. 이전 연구들에 의하면, PGPR 분리주에 의해 생성되는 ACC deaminase는 에틸렌의 전구체인 ACC를 ammonia와 \( \alpha- \) ketobutyrate로 분해하여 에틸렌의 수준을 낮춰 스트레스를 완화시켜주며, 식물이 염분에 대한 내성을 갖게 되어 가뭄에 따른 스트레스를 감소시켜 식물의 생장과 발달을 촉진시킨다. 따라서, 환경 스트레스와 관련된 ACC deaminase의 활성을 측정하여 환경 스트레스로부터 식물의 생장과 발달에 영향을 미치는지 확인하고자 하였다. ACC deaminase 생성은 질소원으로 ACC만을 첨가한 배지에서 분리주의 생육 여부로 활성을 판단하였으며, 결과적으로 ANG4, ANG14, ANG16, ANG25, ANG28, ANG34, ANG35 모두에서 ACC만을 질소원으로 한 DF salt 배지에서 생장을 확인하였다(Table 1). 이는 Arshad 등의 연구에서 ACC deaminase를 생성하는 Pseudomonas 속이 염이나 건조 조건하에서 작물 열매의 성숙을 촉진시키며 수확량을 증가시킨다는 보고를 통해 분리주가 생성하는 ACC deaminase는 식물뿌리 내의 에틸렌의 전구체인 ACC 농도를 감소시켜 결과적으로 에틸렌의 합성을 줄이며, 따라서 염분, 가뭄, 온도와 같은 환경스트레스에 내성을 가져 식물의 생장을 촉진시키는 작용을 할 것으로 판단된다. 또한 IAA는 식물생장 호르몬으로서 식물의 신장을 촉진시키는 작용 외에 뿌리 신장, 과실 형성 등을 촉진하는 것으로 Azospirllum, Pseudomonas,Rhizobium, Bacillus 속 등이 알려져 있으며, IAA는ACC deaminase와 더불어 에틸렌 생성과 관련이 있다. 적정량의 IAA는 뿌리 생장을 강화시켜 수분 보충과 영양섭취를 용이하게 도와주지만, 고농도의 IAA는 직·간접적으로 에틸렌 생합성을 촉진시켜 뿌리 생장을 억제하므로 IAA의 생성농도는 식물이 생장함에 있어 중요한 요인이 될 수 있다 .본 연구에서는 환경적 스트레스 감소에 영향을 주는 미생물 결정 인자인 IAA 생성 유무를 알아보기 위하여 King’s B 배지를 이용하였다. ANG4와 ANG25는 각 \( 20.0 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \) 의 IAA를 생성하였으며, ANG 16 과 ANG28이 각 \( 40.8 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml}, 42.8 \) \( \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \) 로 비슷하게 나타냈다. ANG34, ANG35는 각 \( 8.5 \mu \mathrm{g} / \) \( \mathrm{ml}, 6.1 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \) 의 IAA를 생성하였다. ANG14의 경우에는 \( 96.8 \mu \mathrm{g} / \mathrm{ml} \) 로 분리주 중에서 가장 높은 IAA를 생성하는 것을 확인하였다. IAA 생성능의 경우 고농도에서 오히려 뿌리 생장을 억제시키므로 IAA와 에틸렌 전구체인 ACC 농도 수준을 고려해야 할 것으로 사료된다(Fig. 1).</p1><h2>다양한 환경조건하에 따른 생장조건 분석</h2> <p>식물은 다양한 생물적과 비생물적 스트레스 요인에 영향을 받으며, 저온, 토양의 수분 부족, 높은 염분 농도, 가뭄, 고온과 같은 스트레스 조건에 의해서 생장과 발달이 저해된다. 이에 환경스트레스와 관련된 ACC deaminase와 IAA 생성에 의해 다양한 환경조건하에서 생장이 가능한지 확인하고자 최종 선발된 분리주들에 대하여 다양한 환경 조건하에서 생육 여부를 조사하였다. 먼저, 온도 조건에서 \( 20^{\circ} \mathrm{C} \) 에서는 모든 분리주가 생장하였으며, \( 40^{\circ} \mathrm{C} \) 이상에서 ANG4, ANG14, ANG28, ANG34, ANG35 등 5종의 분리주가 생육하였다. \( 50^{\circ} \mathrm{C} \) 이상에서는 ANG14만 성장을 확인할 수 있었으며, 이는 온도 조건하에서는 ANG14가 가장 넓은 온도 범위에서 성장함을 확인할 수 있었다. 또한 \( \mathrm{pH} \) 조건에서는 대부분의 분리주에서 \( \mathrm{pH} \mathrm{5.0-9.0} \) 범위에서 생육하는 것을 알 수 있었으며, ANG4의 경우에는 \( \mathrm{pH} \mathrm{4.0-10.0} \), ANG14와 ANG16의 경우에는 \( \mathrm{pH} \mathrm{5.0-10.0} \) 범위에서 생육하여 상대적으로 다른 분리주에 비해서 넓은 범위에서 생육하는 것을 확인하였다. 염의 조건하에서는 ANG25가 \(0-3\%\) 농도에서 생육하며, ANG34와 ANG35의 경우에는 \(0-4\%\) 농도에서 생육하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 ANG16과 ANG28의 경우에는 \(0-6\%\) 농도에서 생육하는 것을 확인할 수 있었다. ANG4와 ANG14의 경우에는 \(0-10\%\) 농도에서 생육하며 분리들 중에서 가장 넓은 범위에서 생육이 가능한 것을 확인할 수 있었다(Table 1).</p>