Abstract
Thirty-six aromatic compound biodegraders; 10 strains for benzoate, 10 for salicylate, 6 for m-toluate, and 10 for DL-camphor were isolated and taxonomically characterized. A mutant Pseudomonas strain, Ben 6-2, derived from Ben 6 revealed remarkably improved ability to metabolize benzoate. Thus enhancement of the average substrate removal rate from 5.2 to 11.0mg/$\ell$/ hr was attained by the mutant. Both of strains Sal 7 and Tol 2, degraders of salicylate and m-toluate respectively, were classified as Pseudomonas sup. Both strains were found to be extremely effective in metabolizing each aromatic substrates. The average substrate degradation rates in minimal salt media containing 2,200mg/$\ell$ of the substrate were calculated to be 40.1 mg/$\ell$/ hr for strain Sal 7 and 33.0mg/$\ell$/ hr for Tol 2. Cam 10, a camphor degrading strain was demonstrated to be capable of mineralizing benzoate, phenol, toluene, octane, cyclohexane and xylene as well as camphor. Strain 1040 isolated from Cam 10 after repented adaptation to 1,000 mg/$\ell$ m-toluate gained the ability to utilize toluate as a sole carbon source. The mutant Brew actively at the expense of a mixture of car-bon sources; camphor, m-toluate, benzoate and phenol (each: 200 mg/$\ell$) and utilized the substances in the preferential order of camphor, phenol, benzoate, and m-toluate. Among the biodegraders examined Cam 1040 and Tol 2 were detected to harbor plasmid. The plasmid from Cam 1001 was determined to be about 98kb, and evidenced to encode the enzyme(s) for the degradation of camphor. For the further diversification of the metabolic potentials of Cam 1040, the NAH 2 plasmid of Pseudomonas putida NCIB 9816 was transferred to Cam 1040 by conjugation. The exconjugant obtained, Cam 1043, proved to gain an additional ability to metabolize salicylate and naphthalene.
중요 난분해성 환경오염물질인 방향족 화합물들을 효과적으로 분해 이용할 수 있는 미생물 균주를 토양에서 분리하여 효율적인 산업폐수처리제 제조의 기초 균주로 활용할 수 있도록 균주 육종을 통한 우수 분해균주 개발에 관한 연구를 실시하였다. 총66점의 시료로부터 benzoate 분해균주, 10주, salicylate, 10주, m-toluate, 6주와 camphor, 10주 등 총 36주의 방향족 화합물 분해균주를 분리하였다. Benzoate 분해균주 중 Pseudomonas속 균주로 확인된 Ben 6에서 유래된 고활성 변이주 Ben6-2는 800$\mu\textrm{g}$/$m\ell$의 benzoate 농도에서도 높은 분해활성을 유지, 48시간 진탕배양했을 때 시간당 평균 기질 분해율이 11mg/$\ell$/hr이었고 최종 기질 분해율은 89%이었다. Salicylate와 m-toluate 분해균인 Pseudomenase속 5317과 7012 균주는 2,200$\mu\textrm{g}$/$m\ell$ 이상의 기질농도에서도 높은 활성을 유지, 48시간 배양으로 각각 98.5%와 81.7%의 기질 분해율을 보였다. m-Toluate 자화능이 없는 camphor 분해 분리균인 Cam 10 Pseudomonas속 균주로부터 1,000$\mu\textrm{g}$/$m\ell$의 m-toluate가 첨가된 배지에서 생육할 수 있는 Cam 1040 변이주를 분리하였다. Cam 1040은 탄소원으로 각각 200$\mu\textrm{g}$/$m\ell$의 m-toluate, benzoate, camphor 및 phenol이 혼합 첨가된 배지에서 진탕배양했을 때 균체증식에 비례적으로 COD 감소를 나타내었고 첨가 탄소원은 camphor, phenol, benzoate, m-toluate 순서로 분해 이용하였다. Cam 1040 균주는 약 98kb로 추정된 camphor 자화능과 관련된 plasmid를 보유하고 있음을 확인하였다. 또한 Cam 1040 균주에 NAH 2를 도입, salicylate와naphthalene 자화능을 가하므로서 더욱 다양한 기질 분해능을 가진 Cam 1043균주를 얻었다.