Genetic Transformation of Biocontrol Agent Bacillus sp, YBL-7 by Plasmid pE194

생물방제균 Bacillus sp. YBL-7의 형질전환조건

Bacillus sp. YBL-7 which had been isolated from ginseng root-rot suppressive soil was able to antagonize Fusarium solani causing ginseng root-rot by their antibiotic substance. In order to develop multifunctional antagonist on Bacillus sp. YBL-7 as a biocontrol agent against Fusarium salam', optimal conditions for protoplast transformation system of Bacillus sp.YBL-7 by the vector plasmid pE194 were investigated. The protoplasts of Bacillus sp. YBL-7 were obtained at best efficiency by treatment with 200${\mu}g$/ml of lysozyme in the pH 7.0 of SMM buffer for 90 minutes at $40^{\circ}C$. The cell wall of the protoplast was regenerated on the agar plate containing 1.2% agar and 0.7 M mannitol. Under the best condition for protoplast formation and regeneration, the optimal transformation was achieved with 40% polyethylene glycol (M.W. 4000) treatment for 10minutes. The vector plasmid pE194 showed the best transformation frequency at 5$\mu$g/ml of final concentration. The pE194 was very stable over 80% in the transformants.

식물근부균 Fusarium solani의 생육을 강력히 길항하는 Bacillus sp. YBL-7을 토양으로부터 분리하였으며 그 길항기작이 항생물질임을 이미 보고하였다. 분리된 생물방제균 Bacillus sp. YBL-7 균주들 siderophore, 가수분해능 등의 타 방제기능을 도입할 수 있는 다기능적인 방제균으로 육종하기 위해 plasmid vector pE194를 이용하여 효율적인 형질전환 system을 확립하고자 하였으며, 이때 필요한 여러가지 조건을 조사하였다. 생물방제균 Bacillus sp. YBL-7 원형질체 형성의 최적조건은 5시간 배양된 균체를 사용함으로써, 최종농도가 200${\mu}g$/ml인 lysozyme을 $37^{\circ}C$에서 90분간 처리함으로써 원형질체 생성율이 가장 높았다. 삼투압안정 완충제인 SMM bufferso의 sucrose 농도는 0.5M에서 안정하였고, mannitol 재생 배지에서 원형질체를 재생시켰을 경우 첨가된 agar의 농도가 1.2%에서, mannitol은 0.7M의 농도에서 가장 재생율이 높았다. 형질전환율은 polyethylene glycol 농도가 40%(w/v)일 때 가장 높았으며, plasmid DNA와의 접촉시간과 발현배양시간은 각각 10분, 120분에서 가장 효과가 좋았다. 또한 plasmid DNA의 농도는 5$\mu$g/ml 첨가에서 가장 높았으며, 형질전환된 숙주균주 Bacillus sp. YBL-7내에서의 pE194는 매우 안정하게 유지되었으며, 외붕 전자가 도입된 전환체와 숙주균주가 동일한 억제력을 갖는 것으로 확인되었으며, agarose gel 상에서도 고유의 plasmid pE194의 band를 확인 할 수 있었다.