그람 음성의 키틴분해세균으로서 토양에서 분리된 Alcaligenus xylosoxidans, Aeromonas hydrophila SBK1과 Pseudomonas fluorescens PB27 등은 Rhizoctonia bataticola, Fusarium sp.와 Aspergillus flavus 등의 식물병원균의 생육을 억제하였다(Akocak 등, 2015; Halder 등, 2013; Vaidya 등, 2001). Chromobacterium strain C-61은 Rhizoctonia solani에 대한 in vitro 생육억제 능력이 높아 생물적 방제균으로 활용되고 있다(Park 등, 1995). Lysobacter enzymogenes는 토양, 근권, 엽권 모두에서 분리되고 strain에 따라 다양한 식물병원균을 억제하였다. 즉, 토양에서 분리한 L. enzymogenes strain LE429는 Phytophthora capsici, Fusarium oxysporum, Pythium aphanidermatum, R. solani 등에 항균 활성을 보였고(Han 등, 2010), 오이 근권 분리균 strain 3.1T8은 P. aphanidermatum에 강한 항균 활성을 보였다(Folman 등, 2003). 한편, 잔디 엽권 분리균인 strain C3은 R. solani, Bipolaris sorokiniana, Uromyces appendiculatus, Fusarium graminearum 등이 일으키는 지상부의 병과 Magnaporthe poae, Pythium ultimum에 의한 토양병 발생을 억제했다(Giesler와 Yuen, 1998; Jochum 등, 2006; Kobayashi와 Yuen, 2005; Kobayashi 등, 2005; Sullivan 등, 2003; Yuen 등, 2001, 2003; Zhang과 Yuen, 1999). 키틴을 분해하는 Serratia속 중에서 S. marcescens는 주로 엽권에서 분리되었는데, 토마토 잎에서 분리된 strain B2는 R. solani, F. oxysporum, Botrytis cinerea 등의 토양병 또는 지상부병을 억제하였다(Akutsu 등, 1993; Someya 등, 2000, 2001, 2005). 땅콩 잎에서 분리된 strain GPS는 Phaeoisariopsis personata, 땅콩 꼬투리로부터 분리한 strain JPP1은 Aspergillus parasiticus에 의해서 일어나는 지상부의 병을 억제하였다(Kishore 등, 2005a; Wang 등, 2013). 한편, Serratia plymuthica는 주로 토양과 근권에서 분리되었는데, B. cinerea, Sclerotinia sclerotiorum, Verticillium dahlia, Phytophthora cactorum, R. solani, Cladosporium sp.와 Alternaria alternata에 의해서 일어나는 지상부병 또는 토양병들을 억제하였다(Jankiewicz와 Brzezinska, 2015; Kamensky 등, 2003; Kurze 등, 2001).

식물병원균을 억제하는 그람 양성의 키틴분해세균으로서 Bacillus속과 Paenibacillus속의 다양한 종이 보고되었다. Bacillus속은 토양과 근권에서 분리되었는데, B. amyloliquefaciens, B. atrophaeus, B. cereus, B. licheniformis, B. pumilus, B. subtilis, B. thuringiensis 등의 다양한 종이 지상부와 토양의 여러 병을 억제하는 것으로 보고되었다(Azizah 등, 2015; Ghasemi 등, 2010; Hammami 등, 2013; Liu 등, 2010; Narasimhan와 Shivakumar, 2012; Reyes-Ramíez 등, 2004; Shanmugam 등, 2013; Slimene 등, 2015). Paenibacillus속은 토양으로부터 분리된 P. illinoisensis와 P. kribbensis가 지상부와 토양의 다양한 병원균들을 억제하였다(Subbanna 등, 2016; Xu 등, 2014).

그람 음성 키틴분해세균으로 Chromobacterium sp., Lysobacter sp., Pseudomonas sp., S. plymuthica 등이 주로 선충을 억제하는 것으로 보고되었다. 토양으로부터 분리된 Chromobacterium sp.는 감자시스트선충인 Globodera rostochiensis 알의 부화를 억제하고(Cronin 등, 1997), Pseudomonas chitinolytica는 뿌리혹선충인 Meloidogyne javanica 유충의 감염과 생존을 억제하였다(Spiegel 등, 1991). 근권으로부터 분리된 Pseudomonas sp.는 Trichodorus primitivus에 대한 살선충 활성을 나타냈고(Insunza 등, 2002), S. plymuthica는 Meloidogyne ethiopica의 증식을 억제하였다(Aballay 등, 2013). Lysobacter속에서는 토양으로부터 분리된 L. enzymogenes가 G. rostochiensis 알의 부화를 억제하고, 근권 분리균인 L. enzymogenes가 T. primitivus에 대한 살선충 능력을 나타냈으며(Cronin 등, 1997; Insunza 등, 2002), 토양에서 분리된 Lysobacter capsici YS1215가 Meloidogyne sp.에 대한 생물적 방제 활성을 나타냈다(Lee 등, 2013). 또한 엽권 분리균인 L. enzymogenes C-3는 다양한 식물병 방제 능력뿐만 아니라 선충에서도 Caenorhabditis elegans, Heterodera schachtii, M. javanica, Pratylenchus penetrans, Aphelenchoides fragariae와 같은 다양한 종에 대해 살선충 능력을 보였다(Chen 등, 2006).

선충 방제용 그람 양성의 키틴분해세균은 토양으로부터 분리된 Bacillus속과 Paenibacillus속에서 보고되었는데, Bacillus속에서는 B. pumilus L1이 뿌리혹선충인 Meloidogyne arenaria, B. licheniformis MH48이 소나무재선충인 Bursaphelenchus xylophilus에 대해 살선충 효능을 보였다(Jeong 등, 2015; Lee 와 Kim, 2016). Paenibacillus속에서는 P. ehimensis RS820, P. elgii HOA73, P. illinoisis KJA-424, P. polymyxa GBR-1이 뿌리혹선충인 Meloidogyne spp.를 살선충하는 균주로 보고되었다(Hong 등, 2013; Jung 등, 2002; Khan 등, 2008; Nguyen 등, 2013) (Table 1).

토양에 키틴을 처리함으로써 작물의 생육이 증가되었다는 보고들이 있다. 키틴 처리에 의해서 상추의 신선중 및 건물중, 잎의 수, 폭 및 길이가 증가하였고(Muymas 등, 2015), 약용식물의 생육과 엽록소함량이 증가하였으며(Liopa-Tsakalidi 등, 2010), 토마토 수확량이 현저히 증가하였다(Giotis 등, 2009). 키틴을 처리함으로써 토양병이 억제되었다는 보고들도 있다. 즉, F. oxysporum에 의한 셀러리의 토양병(Bell 등, 1998), R. solani에 의한 사탕무우의 토양병(Postma와 Schilder, 2015), Pyrenochaeta lycopersici와 Verticillium albo-atrum에 의한 토마토 토양병 등이 억제되었다(Giotis 등, 2009). 키틴을 토양에 처리하면 유용미생물, 특히 키틴분해미생물들이 크게 증가하여 토양병이 억제되고, 이러한 방제 효과는 장기간 지속되는 것으로 보고되었다(Cretoiu 등, 2013).

한편, 키틴분해세균 배양액과 키틴의 혼합액을 종자 침지 또는 토양관주하여 방제효과가 증대되었다는 보고가 있다. 즉, 키틴(0.5%)을 처리한 토양에 키틴분해세균인 Pseudomonas spp. 배양 현탁액에 침지된 고추 종자를 파종하면 키틴만 처리했을 때보다 R. solani에 대한 방제 효과가 증대되었고(Rajkumar 등, 2008), 키틴(0.5%)을 Bacillus 배양 현탁액에 첨가해서 종자 침지 또는 토양관주하면 세균현탁액만 처리했을 때보다 Phytophthora와 Rhizoctonia에 대한 방제효과가 증대하였다(Ahmed 등, 2003). 또한, 키틴 첨가 peat에 B. subtilis를 조제하여 종자처리하면 세균현탁액을 처리했을 때보다 Aspergillus niger와 Fusarium udum에 대한 방제효과가 더 높았다(Manjula와 Podile, 2001).

지상부병의 경우에는 분무 살포해야 하기 때문에 colloidal chitin으로 전환해서 키틴분해세균과 혼합하여 살포하는데, 대부분의 연구에서 키틴분해세균만 살포한 것보다 더 좋은 방제효과를 나타냈다. 즉, 키틴분해세균인 Bacillus circulans GRS243와 S. marcescens GPS5, B. cereus CRS7을 colloidal chitin과 혼합 살포함으로써 땅콩의 late leaf spot, chickpea의 잿빛곰팡이병에 대한 방제효과가 증대되었다(Kishore와 Pande, 2007; Kishore 등, 2005a). 또한, 키틴분해세균과 colloidal chitin을 혼합해서 살포하면 처리된 세균의 생존율이 증가하고 더 높은 키티나아제를 생산하며(Kishore 등, 2005a), 식물에서 병 방어에 관련된 여러 효소들(chitinase, β-1,3-glucanase, peroxidase 및 phenylalanine ammonia lyase)의 활성이 더 높아진다는 보고가 있다(Kishore 등, 2005b). 한편, 키틴분해세균을 키틴액체배지에서 배양한 액을 살포하면 키틴분해세균과 colloidal chitin을 혼합해서 살포한 것보다 더 좋은 방제 효과를 나타냈고, 이 배양액의 방제 효과는 화학 살균제와 비슷한 수준을 나타냈다고 하였다(Yuen 등, 2001).

키틴을 처리함으로써 토양 중에 분포하는 식물기생선충의 밀도가 감소하였다는 보고가 많은데, 뿌리혹선충인 M. arenaria, M. incognita, M. javanica와 시스트 선충인 Heterodera glycines, H. trifolii, 그리고 Pratylenchus spp., Tylenchus spp.의 밀도는 현저히 감소하였다(Godoy 등, 1983; Hallmann 등, 1999; Ladner 등, 2008; Mian 등, 1982; Radwan 등, 2012; Rodríuez-Káana 등, 1984; Sarathchandra 등, 1996; Spiegel 등, 1987). 하지만, chitin-urea 처리에 의해서 토마토의 M. incognita, 감자의 M. chitwoodi, 호두의 Pratylenchus vulnus는 감소하였지만, H. schachtii (Westerdahl 등, 1992)와 토마토의 M. hapla 밀도에는 영향이 없다는 보고도 있다(Béair와 Tremblay, 1995). 한편, 선충에 대한 억제효과는 토양에 처리된 키틴의 농도에 따라 차이가 있는데(Ladner 등, 2008; Mian 등, 1982; Spiegel 등, 1987), 고농도의 키틴을 처리하면 작물에 해가 되는 경우도 보고되었다(D’Addabbo, 1995; Godoy 등, 1983; Rodríuez-Káana, 1986; Spiegel 등, 1987).

키틴을 처리하여 토양 선충이 생물적 방제된 토양에서는 전반적으로 다양한 미생물들이 크게 증가한 것으로 보고되었다. 즉, 키틴을 처리함으로써 토양 세균이 13배, 곰팡이가 2.5배 증가하였고(Sarathchandra 등, 1996), 처리되지 않은 토양에서 발견되지 않았던 새로운 세균이나 식물 생육에 이로운 내생 세균, 그리고 키틴분해미생물의 밀도가 증가하였으며(Hallmann 등, 1999), 선충의 난에 기생하는 곰팡이가 많이 증가하였다는 보고가 있다(Mian 등, 1982; Rodríuez-Káana 등, 1984). 또한, 키틴을 처리한 토양에서는 pH, conductivity, nitrate-nitrogen, ammonia-nitrogen과 chitinase 활성이 증가하였고(Godoy 등, 1983), aryl phosphatase, chitinase와 urease 활성 등이 증가하였다(Mian 등, 1982). 따라서 키틴의 처리에 의한 토양 선충 억제는 키틴분해미생물의 증가에 의한 chitinase 생산의 증가(Sarathchandra 등, 1996)와 키틴이 분해되면서 발생한 암모니아에 의한 결과로 추정되었다(Spiegel 등, 1987).

키틴분해세균들의 단독 또는 혼합 처리에 의한 방제 효과는 대상 작물병과 생물적 방제균의 조합에 따라 달랐다. 즉, F. oxysporum에 대한 작물병 방제 효과는 Paenibacillus sp.와 Streptomyces sp.를 단독 처리한 것보다 혼합 처리함으로써 증대하였지만(Singh 등, 1999), Sclerotinia minor에 대한 방제효과는 S. marcescens를 단독 처리하였을 경우와 S. marcescens, S. viridodiasticus 및 Micromonospora carbonacea를 혼합 처리하였을 경우에 비슷하였다(El-Tarabily 등, 1996). 하지만, 식물병 억제 기작이 다른 균주들을 혼합 처리하였을 경우에는 전반적으로 병 방제효과가 증가하였다. 즉, cellulase를 생산하는 M. carbonacea와 항생물질을 생산하는 Streptomyces violascens의 혼합 처리에 의한 Phytophthora cinnamom에 대한 방제 효과(El-Tarabily 등, 1996)와 siderophore를 생산하는 Pseudomonas putida WCS358과 식물에 저항성을 유도하는 P. putida RE8의 혼합 처리에 의한 무 시들음병에 대한 방제 효과는 상승하였다(de Boer 등, 2003). 또한, 식물생장촉진균인 B. subtilis, 식물병 저항성 유도균인 B. amyloliquefaciens와 chitosan으로 구성되어 있는 제형(LS213)에 3종류의 생육촉진세균을 첨가하였을 경우, 모든 조합에서 고추와 토마토의 생육 및 방제효과가 증가되었지만 생육촉진 효능은 B. licheniformis를 첨가한 제형에서, 병 방제 효능은 P. fluorescens를 첨가한 제형에서 증진되었다(Domenech 등, 2006). 따라서 키틴분해세균들 중에서도 병 억제 기작이 다른 균주들을 혼합해서 처리하면 방제효과가 더 상승될 것으로 추정된다.

다양한 식물병에 효과를 보이는 L. enzymogenes는 길항 균주와 병원체의 조합에 따라 다양한 억제 기작이 관여한다(Hayward 등, 2010). L. enzymogenes strain C3는 chitin, β-glucan, alginate, gelatin, carboxymethyl cellulose 분해 효소를 분비하는데(Sullivan 등, 2003), chitinase는 B. sorokiniana의 포자 발아 및 발아관신장을 억제하는 중요 인자로 보고되었고(Zhang 등, 2001), β-1,3-glucanases는 tall fescure의 Bipolaris leaf spot과 사탕무의 Pythium 잘록병 방제에 중요한 역할을 하는 것으로 보고되었다(Palumbo 등, 2005). 동일한 strain은 B. sorokiniana, F. graminearum, R. solani, S. sclerotiorum, P. ultimum과 P. sojae 등 다양한 식물병원곰팡이와 선충을 억제하는 항생물질인 dihydromaltophilin (heat-stable antifungal factor, HSAF) (Li 등, 2008; Yu 등, 2007; Yuen 등, 2006), 잔디병 방제에 기여하는 biosurfactant (Kobayashi와 Yuen, 2005) 등의 항균물질뿐만 아니라, 식물에 저항성을 유도하여 B. sorokiniana의 포자 발아 및 병 발생을 억제하였다(Kilic-Ekici와 Yuen, 2003, 2004). Strain OH11은 protease, chitinase 및 β-1,3-glucanase (Qian 등, 2009)의 생물적 방제에 관련된 효소와 세균을 억제하는 cyclic lipodepsipeptide (Zhang 등, 2011)가 중요한 인자로 보고되었다. 또한 strain LE429은 chitinase, β-1,3-glucanase, protease, gelatinase, lipase 등의 분해효소를 생산하며(Han 등, 2010), strain 3.1T8도 protease, lipase 및 항균 물질이 생물적 방제에 중요한 기작으로 보고되었다(Folman 등, 2003, 2004). L. enzymogenes의 genome sequence는 이미 보고된 효소와 항균물질 이외에 더 많은 항균 물질을 생산할 것으로 분석되어 앞으로 식물병 억제에 기여할 수 있는 더 다양한 물질들이 밝혀질 것으로 생각된다(de Bruijn 등, 2015).

키틴분해미생물인 S. plymuthica의 생물적 방제 기작도 균주에 따라 매우 다양하였다(de Vleesschauwer와 Höte, 2007). 특히, 동일 지역(유채 근권)에서 분리된 S. plymuthica들 중에서도 chitinase, β-1,3-glucanase, pyrrolnitrin, siderophore, IAA 등의 생물적 방제 인자를 모두 생산하는 균주, 이들의 어떤 인자를 생산하지 못하는 균주 등 매우 다양하였다(Kalbe 등, 1996). 또한 오이 잿빛곰팡이병(B. cinerea)과 균핵병(S. sclerotiorum)을 억제한 strain IC14는 chitinase, protease, pyrrolnitrin, siderophore 및 IAA를 생산하고(Kamensky 등, 2003), 딸기 생장을 촉진하고 V. dahliae, P. cactorum을 억제한 strain HRO-C48은 chitinase, protease, pyrrolnitrin, 휘발성 유기화합물, siderophore, IAA를 생산하는 것으로 보고되었다(Frankowski 등, 2001; Kurze 등, 2001; Müler 등, 2009). 이들 중에서 병 억제에 대한 chitinase의 역할은 매우 낮은 것으로 추정되었다(Frankowski 등, 2001). 한편, strain A153은 식물병원균에 대해 항균 spectrum이 다른 다양한 항생물질들(pyrrolnitrin, haterumalide NA, B 및 NE)을 생산하고(Levenfors 등, 2004), 항세균성 물질인 andrimid와 살선충 물질인 zeamine을 생산하였다(Hellberg 등, 2015; Matilla 등, 2016b). 이 외에 항세균성 물질로서 박테리오신인 serracin P를 생산하는 균주(Jabrane 등, 2002), 휘발성 유기화합물인 dimethyl disulfide를 생산하는 생물적 방제균(Dandurishvili 등, 2011), 기주 식물에 저항성을 유도하여 병을 억제하는 균주도 보고되었다(Benhamou 등, 2000). 한편 strain A153의 genome sequence에 의하면 아직까지 보고되지 않은 다양한 항생물질 생합성 유전자군이 보고되었다(Matilla 등, 2016a). 따라서 S. plymuthica에 의한 생물적 방제는 더 다양한 물질들의 생산에 의해서 이루어질 것으로 추정된다.

C. violaceum은 chitinase, violacein, cyanide 등이 생물적 방제에 중요한 인자로 알려져 있다(Barreto 등, 2008; Chernin 등, 1998; Michaels와 Corpe, 1965). Violacein은 인간의 주요 병원균인 Mycobacterium tuberculosis, Trypanosoma cruzi 및 Leishmania sp. 등을 억제하고 피부 질환치료에 유용한 것으로 알려져 있다(De Souza 등, 1999; Durán 등, 1994; Leon 등, 2001). 또한 이 세균은 항세균, 항바이러스 및 항암 활성을 갖는 것으로 보고되었고(da Silva Melo 등, 2000; Rettori와 Durán, 1998; Ueda 등, 1994), 항세균성 물질인 aerocyanidin과 aerocavin이 알려져 있다(Parker 등, 1988; Singh 등, 1988). 아울러, C. violaceum의 게놈 분석에 의하면 chitinase와 violacein, phenazine, cyanide 및 lipopeptide 등의 생물적 방제에 관여되는 유전자가 존재하여 이들이 중요한 생물적 방제 인자로 작용할 것으로 추정된다(Brazilian National Genome Project Consortium, 2003). 본 연구팀에서 분리한 Chromobacterium strain C-61 균주는 다른 키틴분해세균들에 비하여 토양에서 분리되는 빈도가 낮았지만(Park 등, 1995), 다른 키틴분해세균들에 비하여 키틴분해능력이 높고 특히 R. solani에 대한 억제력이 높았으며, 작물의 모잘록병 억제에 관여하는 여러 chitinases를 분비하였다(Park 등, 2005). 최근 이 균주로부터 식물병 억제에 중요한 역할을 하는 신규 cyclic lipopeptide가 중요한 항균 물질로 동정되었고(Kim 등, 2014), 이들 이외에도 다양한 생물적 방제인자들이 있을 것으로 draft genome sequence에 의해 분석되었으며(Kim 등, 2011), 그들 중 extracellular chitinase와 항생물질은 quorum sensing에 의해서 조절됨을 증명하였다(Kim 등, 2017).

키틴분해세균을 키틴+최소영양배지에서 배양하면 세균의 증식은 물론 그들이 키틴을 분해하기 위한 여러 효소들을 분비하고, 그러한 효소들에 의해서 분해되었거나 분해 과정에 있는 다양한 키틴 올리고머, 아직 분해되지 않은 키틴들이 존재하며, 세균에 따라 다양한 항균물질들을 분비한다. 따라서 키틴+최소영양배지에서 자란 키틴분해세균의 배양액 속에는 고농도의 세균, 다양한 세포외 분해효소와 항균물질, 다양한 키틴 올리고머와 키틴들이 포함되어 있다(Fig. 1). 이러한 요소들은 모두 식물병원균이나 선충 방제에 직접 또는 간접적으로 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 즉, 키틴은 식물의 생장을 촉진하고 키틴분해미생물들을 증식시켜 방제에 기여하고, 키틴 올리고머들은 식물병원진균이나 선충을 직접 억제하거나 인식 및 침입의 방해, 식물에 방어 반응을 일으켜 방제에 기여하는 것으로 알려져 있다(Barber 등, 1989; Kielak 등, 2013; Sharp, 2013; Shibuya와 Minami, 2001). 또한 세균, 분해효소 및 항균물질들은 상호복합적으로 작용하여 방제효과를 증대한다(Brzezinska 등, 2014; Nagpure 등, 2014; Singh 등, 2014). 이와 같이 조제된 키틴분해세균들의 배양액은 세균만으로 이루어진 현탁액보다 균주에 따라 10배에서 25배 정도 더 높은 항균 활성을 나타냈고, 뿌리혹선충에 대한 살충률도 훨씬 더 좋았다.

한편, 토양 중에는 다양한 병원균, 선충이 분포하고, 그들이 상호 복합적으로 작용하여 피해를 상승시킨다. 따라서 방제효과를 높이기 위해서는 그들 모두를 억제할 수 있어야 하는데, 이를 위해서는 특정 병원균을 억제하는 각 균주를 혼합 배양해서 사용해야 할 것이다. 예를 들면, 고추 역병의 주요 병원균은 P. capsici이지만, R. solani, F. oxysporum, Fusarium solani, Ralstonia solanacearum 등이 복합적으로 작용하여 발생하고(Park과 Kim, 1991), 여기에 선충이 존재하면 피해는 더 커질 것이다. 따라서 본 연구팀에서는 토양에 분포하는 키틴분해세균 중에서 P. capsici에 항균 활성이 높은 S. plymuthica, R. solani에 항균 활성이 높은 Chromobacterium sp C-61, Fusarium spp.에 항균 활성이 높은 L. enzymogenes를 선발하여 키틴영양배지에서 혼합 배양하였다(Kim 등, 2008). 이들 키틴분해세균들은 다양한 식물병원균 및 선충을 억제하고, 그들을 억제하는 다양한 물질들을 생산하는 것으로 보고되었다(Table 2). 따라서 이들을 혼합 배양하면 더 다양한 억제 물질이 생성될 것으로 추정된다. 그러나 배양액 자체를 살포하여 병해충을 방제하고자 할 경우에는 식물병원균들의 생육에 필요한 영양원들이 포함되어 있지 않아야 할 것이다. 따라서 본 연구팀에서는 식물병원균들은 자라지 못하면서 키틴분해세균들만 자랄 수 있는 ‘키틴+최소영양배지(키틴 기반 제형)’를 개발하고, 이 배지에서 방제 활성이 최대로 될 수 있는 배양 조건을 확립하였다(Kim 등, 2008). 또한 농민들이 자가 배양하여 사용할 수 있도록 대량배양기에서의 배양 조건을 확립(Fig. 1)하여 포장에서 다양한 식물병에 대한 방제효과를 검증하였다.

S. plymuthica, Chromobacterium sp. C-61, L. enzymogenes가 키틴 최소영양배지에서 배양된 키틴 기반 제형은 포장에서 고추 역병, 오이와 호박의 뿌리혹선충에 대해 생물적 방제 효능이 높았다(Fig. 2). 고추 역병 방제 효과는 키틴 기반 제형의 처리 농도 및 처리 시기, 포장의 병 발생 정도에 따라 차이가 있었지만, 원액의 토양 관주는 모든 조건에서 높은 방제 효과(77%-100%의 방제가)를 나타냈다. 그러나 10배 희석액의 경우 병이 적게 걸린 포장에서는 우수한 방제 효과(75%-92% 방제가)를 나타냈지만 병이 심하게 걸린 포장(41%-75% 발병주율)에서는 36%-50% 정도의 방제효과를 나타냈다(Kim 등, 2008). 선충이 발생한 포장에 대조구인 배지를 처리한 오이는 거의 생육하지 못하였으나 키틴 기반 제형 처리구에서는 선충을 접종하지 않은 멸균 토양에서 생육한 오이와 동일한 생장률을 나타냈다. 또한 포장에 오이를 정식하고 물 대신에 75배 희석한 키틴 기반 제형을 5일 간격 점적 관주하였을 경우, 30일과 60일 후 오이의 초장이 7%와 10% 촉진되었고, 근권 뿌리혹선충 밀도가 78%와 69% 감소하였다. 특히, 점적 관주된 부위의 뿌리에는 혹이 전혀 형성되지 않은 반면에 관주가 되지 않은 부위의 뿌리에는 무수한 혹이 형성되어 있었기 때문에 이 키틴 기반 제형은 뿌리혹선충 생물적 방제의 직접적인 원인으로 추정되었다(Ha 등, 2014). 호박에서도 키틴 기반 제형을 희석하여 점적 관주하였을 경우에는 물을 관주한 지역보다 작물의 생육이 높았고, 뿌리혹선충의 밀도와 뿌리혹이 감소되었다(Fig. 2).

지상부병에 대해서는 세 균주와 두 균주에 의해서 조제된 키틴 기반 제형의 방제효과가 비슷하였다. 따라서 두 균주(Chromobacterium sp C-61과 L. enzymogenes)에 의해서 조제된 키틴 기반 제형을 분무 살포하였는데, 흰가루병에 대한 방제효과가 높았다(Fig. 2). 즉, 고추, 토마토, 오이의 흰가루병 모두 살포 4-6일 후 흰가루병이 완전 방제되었지만, 방제 지속 기간은 살포 후의 환경조건에 크게 영향을 받았다. 예를 들어 오전 9시보다 오후 6시에 살포하거나 살포 다음날 비가 올 경우에는 그 방제지속기간이 더 오래 지속되었다. 그러나 전반적으로 고추 흰가루병의 경우 병 발생이 심한 포장에서는 5일 간격, 병 발생이 시작되는 포장에서는 7일 간격 살포하여 흰가루병이 100% 방제되었다(Seo 등, 2007). 오이 흰가루병의 경우 봄에는 10일 간격, 겨울철에는 15일 간격의 살포에 의해서 완벽하게 방제되었다. 인삼 탄저병과 점무늬병에 대한 방제 효과도 병 발생이 낮을 경우(탄저병 30%, 점무늬병 75%)에는 살균제에서와 비슷한 효과를 나타냈으나 병 발생이 심할 경우(탄저병 70%, 점무늬병 100%)에는 살균제의 효과보다 약간 낮았다(Kim 등, 2010). 오이 노균병, 토마토 잎곰팡이병, 잿빛곰팡이병 등에 대한 방제 효과는 살균제의 효과에 미치지 못하였다(data not shown). 하지만, 작물병 발생 초기 혹은 병원균이 식물조직 내로 들어가기 전에 예방적으로 살포하거나 화학 농약보다 살포 횟수를 늘려서 살포하면 방제가 가능할 것으로 판단되었다. 하지만 노지의 고추 탄저병이나 감 둥근무늬낙엽병에 대한 효과는 등록된 살균제에 비하여 방제 능력이 효과적이지 못하였다(data not shown). 결론적으로 본 연구팀에서 개발한 키틴 기반 제형은 포장에서 토양병 및 선충을 효과적으로 방제하고, 시설 내에서 발생하는 지상부병의 방제에도 활용될 수 있을 것으로 판단되었다. 그러나 이 제형은 병원균이나 선충에 직접 접촉해야만 효과가 있고, 그 효과가 환경에 크게 영향 받기 때문에 이런 점들을 고려해서 살포하면 성공적인 방제가 이루어질 수 있으리라 생각된다.