• 제목/요약/키워드: Bacillus strain

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젓갈등속(等屬)의 정미성분(呈味成分)에 관(關)한 미생물학적(微生物學的) 및 효소학적(酵素學的) 연구(硏究) (Microbiological and Enzymological Studies on the Flavor Components of Sea Food Pickles)

  • 이계호
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제11권
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    • pp.1-27
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    • 1969
  • 우리나라에서 알려진 젓갈 30여종(餘種)에서 그중(中) 대표적(代表的)인 것으로 알려진 조기젓. 조개젓(고식(高食) 염성(鹽性)인 20%내외(內外))과 굴젓, 오징어젓(저식염성(低食鹽性)인 10%내외(內外))의 4종(種)을 시료(試料)로하여 일반성분(一般成分) 분석(分析), microflora, 주요발효미생물(主要醱酵微生物)의 동정(同定) 및 효소(酵素)의 특성(特性)을 조사(調査)하는 동시(同時)에 숙성(熟成)에 관여(關與)하는 미생물(微生物)의 효소작용(酵素作用)이 정미성(呈味性) 5’-mononucleotide 및 amino 산(酸)의 생성(生成)에 미치는 영향(影響)을 조사(調査)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. (1) 4종(種) 젓갈에 대(對)한 microflara를 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. a) 젓갈담금 $1{\sim}2$개월(個月)의것은 생균수(生菌數) total counts가 $10^7$이었으며 담금후(後) 6개월(個月)의것은 $10^4$이였다. b) 젓 갈 담금 $1{\sim}2$개월(個月)의것은 Micrococcus 속(屬)이 $10{\sim}20%$, Brevibacterium 속(屬)이 $10{\sim}20%$, Sarcina 속(屬)이 $0{\sim}30%$, Leuconostoc 속(屬) $20{\sim}30%$, Bacillus 속(屬)이 30%내외(內外) Pseudomonas 속(屬)이 $0{\sim}10%$ Flavobacterium 속(屬)이 $0{\sim}10%$ Yeast가 $0{\sim}20%$인 분포상(分布相)을 나타냈다. c) 젓갈숙성(熟成)에 관여(關與)하는 미생물(微生物)로서 초기이후(初期以後)에는 주(主)로 내염성(耐鹽性) Bacillus subtilis, Leuconostoc mesenteroides, Pediococcus halophilus, Sarcina litoralis 등(等)임을 동정(同定)하였고 이들의 효소활성(酵素活性)이 젓갈숙성(熟成)을 지배(支配)하는 요소(要素)임을 알 수 있었다. d) 숙성(熟成)에 관여(關與)하는 세균중(細菌中)에 Sarcina litoralis 8­14 및 8-16. 양균주(兩菌株)는 영양요구성(榮養要求性)이 현저(顯著)하여 전자(前者)는 purine, pyrimidine base 및 cystine 후자(後者)는 purine, pyrimidine base 및 glutamic acid가 공존(共存)하여야 생육(生育)이 가능(可能)하였다. (2) 젓갈원료(原料) 및 젓갈에서 분리(分離)한 관여미생물(關與微生物)에 대(對)하여 효소특성(酵素特性)을 검토(檢討)한 결과(結果)는 다음과 같다. a) 젓갈원료중(原料中)에 protease는 소량(少量) 존재(存在)하나 식염농도(食鹽濃度) 7%에서 protease 활성(活性)이 현저(顯著)하게 조해(阻害)를 받아 그 효소활성(酵素活性)의 $30{\sim}60%$나 감소(減少)하였다. b) 내염성세균(耐鹽性細菌)인 Bacillus subtilis 7-6, 11-1, 3-6 9-4 등(等) 4 균주(菌株)는 complete media에서 생성(生成)한 protease 활성(活性)은 식염농도(食鹽濃度) 7%에서 약간 조해(阻害)를 받아 활성(活性)이 $10{\sim}30%$가 감소(減少)하였고 Sarcina litoralis 8-14 및 8­16 양균주(兩菌株)는 동배지(同培地)에서 생성(生成)한 protease 활성(活性)은 식염농도(食鹽濃度) 7%에서 그 발효활성(醱酵活性)의 $10{\sim}20%$가 감소(減少)하였다. c) 젓갈 원료중(原料中)의 단백질(蛋白質)은 자가효소(自家酵素)에 의한것보다 주(主)로 젓갈숙성중(熟成中) 관여미생물(關與微生物)의 protease에 의(依)한 가수분해(加水分解)로 유리(遊離) amino 산(酸)이 생성(生成)됨을 알 수 있었다. d) 젓갈원료(原料) 및 젓갈의 RNA-depolymerase는 젓갈중(中) RNA를 nucleoside 및 유리인산(遊離燐酸)까지 분해(分解)하므로 정미성(呈味性) 5'-mononucleotide로서 축적(蓄積)되기 어렵다 e) 조개젓에서 분리(分離)한 Bacillus subtilis 3-6 균주(菌株)가 생성(生成)한 효소(酵素)는 RNA를 분해(分解)하여 5’-mononucleotide로 축적(蓄積)하므로 이 균주(菌株)가 생성(生成)한 RNA 분해효소(分解酵素)는 5’-phosphodiesterase임을 밝혔다. f) Bacillus subtilis 3-6 strain의 효소생성배지중(酵素生成培地中)에 corn steep liquor 0.5% 농도(濃度)로 첨가(添加)한 구(區)와 조개젓 0.5% 농도(濃度)로 첨가(添加)한 구(區)에서 5’-phosphodiesterase 생성증가(生成增加)를 보았으므로 corn steep liquor 및 조개젓 성분(成分)이 각각(各各) 5’-phosphodiesterase 생성증가제(生成增加劑)가 됨을 밝혔으며 또한 이 효소(酵素)는 10%의 식염농도(食鹽濃度)에서 활성조해(活性阻害)를 받아 $10{\sim}30%$에 해당(該當)되는 활성(活性)이 감소(減少)되었고 식염농도(食鹽濃度) 20%에서 이 효소활성(酵素活性)의 $40{\sim}60%$가 감소(減少)함을 나타냈다. 그리고 이 균주(菌株)의 5’­phosphodiesterase에 의(依)하여 젓갈중(中) 5’-mononucleotides가 생성(生成)되는 것이라고 생각된다. (3) 젓갈의 유리(遊離) amino 산(酸)을 Autoanalyzer로 정량(定量)한 결과(結果)는 다음과 같다. a) 조개젓은 산성(酸性) amino 산(酸)인 glutamic acid, asp artic acid 함량(含量)이 다른 젓갈보다 $2{\sim}10$배(倍) 정도(程度)로 현저하게 많아서 조개젓의 구수한 맛이 발현(發現)되는 것이라고 생각(生覺)된다. b) 조기젓에는 basic amino acid인 arginine, histidine함량(含量)이 다른 젓갈보다 특이(特異)하게 많았다. c) 오징어젓은 함류황(含硫黃) amino산(酸)인 cystine함량(含量)이 다른 젓갈의 $17{\sim}130$배(倍), methionine함량(含量)이 $7{\sim}17$배정도(倍程度)로 현저하게 많았다. d) 굴젓에는 필수(必須) amino 산(酸)인 lysine, threonine iso leucine, leucine 함량(含量)이 다른 젓갈보다 현저하게 많을 뿐아니라 또한 감미성(甘味性) amino 산(酸)인 alanine 함량(含量)이 다른 젓갈들보다 4배(倍), glycine 함량(含量)이 $3{\sim}14$배정도(倍程度)로 함유(含有)하고 있어 이것이 굴젓 특유(特有)의 단맛을 발현(發現)하는 것이라 생각(生覺)된다. (4) 4종(種) 젓갈에 대(對)한 5'-mononucleotide를 ion exchange column chromatography로 측정(測定)한 결과(結果)는 다음과 같다. a) 조개젓에는 5'-adenylic acid, 3’-adenylic acid 가 많이 들어있고 5'-inosinic acid가 미량(微量)들어 있다. b) 굴젓에는 5'-adenylic acid와 3’-adenylic acid가 다른 mononucleotides보다 현저하게 많았다. c) 오징어젓에는 5'-adenylic 및 3'-adenylic acid만이 함유(含有)되어 있는데 이것은 패류(貝類)의 젓갈들과 같 이 무척추연체동물(無脊椎軟體動物)이며 이것들은 adenylic deaminase가 결여(缺如)되어 있어 mononucleotide중(中) adenylic acid의 함량(含量)이 높아 adenylic acid-type 임을 알았다. d) 조기젓 중(中)에는 5'-inosinic acid 함량(含量)이 다른젓갈보다 현저하게 많았으므로 이것은 다른 척추동물(脊椎動物)의 어육(魚肉)이나 수육(獸肉)과 같이 adenylic deaminase가 있어 5'-inosinic acid가 많은 inosinic acid-type임을 알았다. (5) 정미성(呈味性) amino 산(酸) 및 5'-mononucleotide의 조성(組成)과 함량(含量)으로 맛의 조화성(調和性)을 비교(比較)하여 보면 다음과 같다. a) 조기젓은 glutamic acid와 aspartic acid가 풍부(豊富)하고 소량(小量)의 5'-inosinic acid가 공존(共存)된 상태(狀態)이므로 정미성분조성(呈味成分組成)과 함량(含量)이 잘 조화(調和)되어 구수한 맛의 상승작용(相乘作用)이 적당(適當)하게 발현(發現)됨을 구명(究明)하였다. b) 조개젓의 맛은 정미성(呈味性) 5’-mononucleotides에서 유래(由來)되는것 보다는 현저하게 많이 들어있는 glutamic acid 및 aspartic acid에 기인됨을 알았다.

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발효 팽이버섯 수확후배지의 급여 수준이 한우 거세우의 비육과 도체성적 및 경제성 분석에 미치는 영향 (Effects of dietary supplementation with fermented spent mushroom substrates of the winter mushroom (Flammulina velutipes) on growth performance, carcass traits, and economic characteristics of Hanwoo steers)

  • 문여황;조웅기;김현정;김지은;김보람;김혜수;조수정
    • 한국버섯학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.223-228
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    • 2017
  • 본 연구는 팽이버섯 수확후배지를 이용한 발효 TMR 급여가 한우 거세우의 사양성적과 도체특성 및 경제성 분석에 미치는 영향을 조사하기 위해 수행되었다. 팽이버섯 수확후배지 발효사료(F-SMS) 제조를 위하여 자체 개발된 혼합배양액(Bacillus sp. UJ03+Saccharomyces sp. UJ14)을 사용하였다. 한우 거세우 14개월령 24두를 공시하여 성장단계(비육전기, 비육후기, 비육마무리기)에 따라 배합비를 조절하면서 사육한 후, 30개월령에 도축하였다. 처리구는 자체 TMR을 급여한 대조구(Control), F-SMS 10% 첨가구(T1) 및 30% 첨가구(T2)로 나누어 난괴법으로 배치하였다. 증체량은 처리구간에 유의적인 차이가 없었으나. 건물과 TDN 섭취량은 비육 마무리기에 T1구에서 다른 처리구보다 높았고, 조단백질 섭취량은 전 시험 기간 동안 T2구가 다른 처리구에 비해 많았다(p<0.05). 배 최장근 단면적과 등지방두께는 팽이버섯 수확후배지 발효 사료 급여 시 증가되는 경향이었으며, T1구에서 육량 A등급 출현율이 가장 높았다. 순수익은 대조구에 비해 T1과 T2구가 각각 1.2% 및 13.3%가 증가한 것으로 나타났다. 이상의 결과들을 종합해 볼 때, 팽이버섯 수확후배지의 원료비와 발효사료 제조비용의 변동이 없고, 사료로서 안전성이 확보된다면, 팽이버섯 수확후배지는 한우 비육에 있어서 우수한 대체사료자원으로서 농가소득에 크게 기여할 것으로 판단된다.

주류생산 부산물인 주박의 특성 규명 및 주박이 작물생육에 미치는 영향 (Characteristics of Ju-Back and Effect of Ju-Back Fertilizer on Growth of Crop Plants)

  • 이정훈;박성민;박치덕;정혁준;김현수;유대식
    • 생명과학회지
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    • 제17권11호
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    • pp.1562-1570
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    • 2007
  • 본인들은 주류생산 부산물인 주박을 이용한 친환경적인 비료를 개발하고자 한다. 본 시험에 사용된 주박에는 잔존 알코올함량이 평균 5-8%이며, 주요성분으로 6.04% 총질소량, 42.59% 총탄수화물량, 1.01% 유용 인산량, 73.42% 유기물량, 7.72% $K_2O$, 1.35% CaO와 0.53% MgO을 함유하고 있었다. 주박은 980 units/g의 ${\alpha}-amylase$, 300 units/g의 glucoamylase와 1,800 units/g의 산성 protease활성을 나타내어 비교적 높은 수준의 효소 활성을 나타내었다. 토양으로부터 분리한 미생물 중 항 진균활성이 우수한 근권세균인 Bacillus subtilis KMU-13을 분리, 생화학적 특성과 16s rDNA 분석에 의하여 Bacillus subtilis KMU-13으로 동정했다. 식물병원성 진균인 Botrytis cinerea KACC 40573, Sclerotinia sclerotiorum KACC 41065, Fusairum of oxysporum KACC 40052, Pythium aphanidermatum KACC 40156, Phytophthora capsici KACC 40476와 Glomerella cingulata KACC 40299에 대하여 높은 항 진균활성을 나타내었다. 시제품은 동결건조 주박을 직접 시제품으로 사용하는 시제품 1과 동결건조 주박 20%, 담체 70%, B. subtilis KMU-13의 배양액 9.7%, 미량원소 0.3%를 혼합하여 시제품 2를 제작했다. 시제품 1과 시제품 2의 상추를 이용한 포장 재배시험에 대한 비료효과 및 토양이화학성 변화를 조사한 결과, 3요소비료, 퇴비 및 석회를 시용한 관행구에 비해 수확기의 엽장, 엽폭, 엽수 및 생체중량 등이 증가하였으며, 토양 이화학성의 변화는 거의 없었다.

Molecular Genetic Identification of Yeast Strains Isolated from Egyptian Soils for Solubilization of Inorganic Phosphates and Growth Promotion of Corn Plants

  • Hesham, Abd El-Latif;Mohamed, Hashem M.
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제21권1호
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    • pp.55-61
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    • 2011
  • Forty yeast strains isolated from soils taken from different locations in Egypt were tested for their P-solubilizing activities on the basis of analyzing the clear zone around colonies growing on a tricalcium phosphate medium after incubation for 5 days at $25^{\circ}C$, denoted as the solubilization index (SI). Nine isolates that exhibited P-solubilization potential with an SI ranging from 1.19 to 2.76 were genetically characterized as five yeasts belonging to the genus Saccharomyces cerevisiae and four non-Saccharomyces, based on a PCR analysis of the ITS1-26S region amplied by SC1/SC2 species-specific primers. The highest P-solubilization efficiency was demonstrated by isolate PSY- 4, which was identified as Saccharomyces cerevisiae by a sequence analysis of the variable D1/D2 domain of the 26S rDNA. The effects of single and mixed inoculations with yeast PSY-4 and Bacillus polymyxa on the P-uptake and growth of corn were tested in a greenhouse experiment using different levels of a phosphorus chemical fertilizer (50, 100, and 200 kg/ha super phosphate 15.5% $P_2O_5$). The results showed that inoculating the corn with yeast PSY-4 or B. polymyxa caused significant increases in the shoot and root dry weights and P-uptake in the shoots and roots. The P-fertilization level also had a significant influence on the shoot and root dry weights and P-uptake in the shoots and roots when increasing the P-level from 50 up to 200 kg/ha. Dual inoculation with yeast strain PSY-4 and B. polymyxa at a P-fertilization level of 200 kg/ha gave higher values for the shoot and root dry weights and P-uptake in the shoots and roots, yet these increases were nonsignificant when compared with dual inoculation with yeast strain PSY-4 and B. polymyxa at a P-fertilization level of 100 kg/ha. The best increases were obtained from dual inoculation with yeast strain PSY-4 and B. polymyxa at a P-fertilization level of 100 kg/ha, which induced the following percentage increases in the shoot and root dry weights, and P-uptake in the shoots and roots; 16.22%, 46.92%, 10.09%, and 31.07%, respectively, when compared with the uninoculated control (fertilized with 100 kg/ha).

Growth Performance and Antibody Response of Broiler Chicks Fed Yeast Derived β-Glucan and Single-strain Probiotics

  • An, B.K.;Cho, B.L.;You, S.J.;Paik, H.D.;Chang, H.I.;Kim, S.W.;Yun, C.W.;Kang, C.W.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제21권7호
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    • pp.1027-1032
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    • 2008
  • A study was conducted to evaluate the effects of dietary yeast derived ${\beta}$-glucan and single-strain probiotics on the growth performance and antibody response in broiler chicks. Six hundred and thirty 1-d-old male broiler chicks were divided into seven groups, placed into three pens per group (30 birds per pen) and fed one of seven non-medicated corn-SBM based experimental diets containing 0.025, 0.05 or 0.1% Saccharomyces cerevisiae ${\beta}$-glucan and 0.05, 0.1 or 0.2% Bacillus amyloliquefaciens (BA-pro, $1.3{\times}10^9/g$) or devoid of them for 5 wk. The body weight gains in groups fed diets containing 0.025 or 0.1% ${\beta}$-glucan, 0.1% or 0.2% BA-pro were significantly higher (p<0.05) than the control over 1-35 d. Feed conversion rates of groups fed ${\beta}$-glucan and BA-pro tended to be improved compared to the control group. There were no significant differences in the relative weights of liver, abdominal fat and breast muscle. No significant differences were observed in the activities of serum enzymes and concentrations of various cholesterol fractions. The antibody titers against Newcastle disease or infectious bronchitis virus in the chicks fed diets containing ${\beta}$-glucan and BA-pro were significantly higher (p<0.05) than in the control. The concentrations of cecal lactic acid bacteria in all groups fed BA-pro were significantly increased (p<0.05) compared to the control. These results indicated that dietary yeast derived ${\beta}$-glucan and BA-pro exerted growth-promoting and immune-enhancing effects in broiler chickens. In addition, BA-pro added to the diets modulated the profiles of cecal microflora, reflecting a potential to be beneficial microorganisms in chickens.

Selection of Multienzyme Complex-Producing Bacteria Under Aerobic Cultivation

  • Pason Patthra;Chon Gil-Hyong;Ratanakhanokchai Khanok;Kyu Khin Lay;Jhee Ok-Hwa;Kang Ju-Seop;Kim Won-Ho;Choi Kyung-Min;Park Gil-Soon;Lee Jin-Sang;Park Hyun;Rho Min-Suk;Lee Yun-Sik
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제16권8호
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    • pp.1269-1275
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    • 2006
  • The selection of multienzyme complex-producing bacteria under aerobic condition was conducted for improving the degradation of lignocellulosic substances. The criteria for selection were cellulase and xylanase enzyme production, the presence of cellulose-binding domains and/or xylan-binding domains in enzymes to bind to insoluble substances, the adhesion of bacterial cells to insoluble substances, and the production of multiple cellulases and xylanases in a form of a high molecular weight complex. Among the six Bacillus strains, isolated from various sources and deposited in our laboratory, Paenibacillus curdlanolyticus B-6 strain was the best producer of cellulase and xylanase enzymes, which have both cellulose-binding factors (CBFs) and xylan-binding factors (XBFs). Moreover, multiple carboxymethyl cellulases (CMCases) and xylanases were produced by the strain B-6. The zymograms analysis showed at least 9 types of xylanases and 6 types of CMCases associated in a protein band of xylanase and cellulase with high molecular weight. These cells also enabled to adhere to both avicel and insoluble xylan, which were analyzed by scanning electron microscopy. The results indicated that the strain B-6 produced the multienzyme complex, which may be cellulosome or xylanosome. Thus, P. curdlanolyticus B-6 was selected to study the role and interaction between the enzymes and their substrates and the cooperation of multiple enzymes to enhance the hydrolysis due to the complex structure for efficient cellulases and xylanases degradation of insoluble polysaccharides.

제주 조간대로부터 단백질 가수분해효소를 생산하는 세균의 분리 및 동정 (Isolation and identification of protease-producing bacteria from the intertidal zone in Jeju Island, Korea)

  • 문영건;수브라마니안 다라니다란;김동휘;박소현;허문수
    • 미생물학회지
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    • 제51권4호
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    • pp.382-388
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    • 2015
  • 단백질가수분해효소를 생산하는 11개의 세균들은 유기 생물체의 외부 표면 서식하며, inorganic materials는 제주도 조간대로부터 수집되었다. 시료들은 냉동 상태로 실험실로 옮겨졌으며, 멸균 해수와 1% skim milk가 들어가 있는 Zobell plates에서 배양시켰다. 다음 clear zone이 나타난 11개의 균주들은 단백질분해효소를 생성하는 세균으로서 선택되었으며, 각각의 균주들은 16S rDNA을 기반으로 동정하였다. 분석결과, Psedoalteromonas속 해양 세균 JJM125, JJM129, YG47과 YG49, Microbulbifer속 JJM122, Vibrio속 YG51, YG52, YG62, YG63, Firmicutes문과 Bacillaceae강에 속하는 JJM129, YG65로 나타났다. 따라서, 본 연구에서는 단백질분해가수효소를 생성하는 세균들을 다양한 생명 공학 응용프로그램과 함께 새로운 다양성의 개발 및 이용이 가능할 것이다.

어육연제품의 세균학적 품질 및 내열성세균의 특성에 관한 연구 (Bacterial Quality of Fish Meat Paste Products and Isolation of Thermoduric Bacteria)

  • 김동판;장동석;김성준
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.409-415
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    • 1985
  • 시판 어육연제품의 보장성과 식품위생학적인 기초자료를 얻고자 1984년 5월부터 10월사이에 연제품 가공공장과 수퍼마켓등에서 구입한 게맛살, 판어묵, 부들어묵, 튀김어묵 및 어육소시지등 5종총 70점의 시료를 대상으로 세균학적 품질, 세균특징별 분포, 내열성세균의 배양적 세균학적 특성에 관하여 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 가열후에 포장하는 부들어묵과 튀김어묵은 위생지표세균 및 효모와 곰팡이의 오염이 대체로 높았으며, 가열전에 포장하는 게맛살과 판어묵은 세균학적으로 매우 깨끗하였다. 포도상구균은 튀김어묵에서만이 검출되었으며, Salmonella균은 모든 제품에서 검출되지 않았다. 가공공장 시료에서 연제품 가공공정중 열처리전의 게맛살과 판어묵 시료중에 호기성 및 염기성균이 $10^{6}$-$10^{7}$ g으로 함량이 높았으나, 열처리직후의 제품은 호기성균이 <$10^2$/g 이었으며 염기성균은 검출되지 않았다. 그리고 어육소시지에서는 전혀 세균이 검출되지 않았다. 2. 분리된 세균중 단백질분해능이 있는 세균의 분포는 대부분의 시료에서 87% 이상으로 높았고, 지방분해능이 있는 세균의 분포는 20%미만이었다. 3. 분리된 세균에 대한 Gram 염색결과는 게맛살과 판어묵에서는 Gram양성균이 70%이상이었고 튀김어묵에서는 47.3%이었으며, 형태별로는 간균이 분리균주의 90%이상을 차지하였다. 4. 분리균중 내열성이 제일 강한 균주는 Bacillus licheniformis CR-11이었는데, 단백질분해능이 있을 뿐 아니라 2$0^{\circ}C$이상에서는 발육이 양호하였으며 또한 염기적 조건에서도 발육이 좋았다. 5. CR-11 균주의 배양온도별 비증식속도와 평균세대시간은 2$0^{\circ}C$에서 각각 0.31$hr^{-1}$, 2.24hr, 3$0^{\circ}C$에서 0.64$hr^{-1}$, 1.09hr, 그리고 35$^{\circ}C$에서는 0.78$hr^{-1}$, 0.89hr이었고, 포자의 내열성은 D$_{85}$ $^{\circ}C$=41.9min, D$_{90}$ $^{\circ}C$=27.9min, D$_{95}$ $^{\circ}C$=10.2min, D$_{100}$ $^{\circ}C$=4.3min이었으며, Z-value는 13.8$^{\circ}C$이었다.

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Brief Introduction of Research Progresses in Control and Biocontrol of Clubroot Disease in China

  • He, Yueqiu;Wu, Yixin;He, Pengfei;Li, Xinyu
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2015년도 춘계학술대회 및 임시총회
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    • pp.45-46
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    • 2015
  • Clubroot disease of crucifers has occurred since 1957. It has spread to the whole China, especially in the southwest and nourtheast where it causes 30-80% loss in some fields. The disease has being expanded in the recent years as seeds are imported and the floating seedling system practices. For its effective control, the Ministry of Agriculture of China set up a program in 2010 and a research team led by Dr. Yueqiu HE, Yunnan Agricultural University. The team includes 20 main reseachers of 11 universities and 5 institutions. After 5 years, the team has made a lot of progresses in disease occurrence regulation, resources collection, resistance identification and breeding, biological agent exploration, formulation, chemicals evaluation, and control strategy. About 1200 collections of local and commercial crucifers were identified in the field and by artificiall inoculation in the laboratories, 10 resistant cultivars were breeded including 7 Chinese cabbages and 3 cabbages. More than 800 antagostic strains were isolated including bacteria, stretomyces and fungi. Around 100 chemicals were evaluated in the field and greenhouse based on its control effect, among them, 6 showed high control effect, especially fluazinam and cyazofamid could control about 80% the disease. However, fluzinam has negative effect on soil microbes. Clubroot disease could not be controlled by bioagents and chemicals once when the pathogen Plasmodiophora brassicae infected its hosts and set up the parasitic relationship. We found the earlier the pathogent infected its host, the severer the disease was. Therefore, early control was the most effective. For Chinese cabbage, all controlling measures should be taken in the early 30 days because the new infection could not cause severe symptom after 30 days of seeding. For example, a biocontrol agent, Bacillus subtilis Strain XF-1 could control the disease 70%-85% averagely when it mixed with seedling substrate and was drenching 3 times after transplanting, i.e. immediately, 7 days, 14 days. XF-1 has been deeply researched in control mechanisms, its genome, and development and application of biocontrol formulate. It could produce antagonistic protein, enzyme, antibiotics and IAA, which promoted rhizogenesis and growth. Its The genome was sequenced by Illumina/Solexa Genome Analyzer to assembled into 20 scaffolds then the gaps between scaffolds were filled by long fragment PCR amplification to obtain complet genmone with 4,061,186 bp in size. The whole genome was found to have 43.8% GC, 108 tandem repeats with an average of 2.65 copies and 84 transposons. The CDSs were predicted as 3,853 in which 112 CDSs were predicted to secondary metabolite biosynthesis, transport and catabolism. Among those, five NRPS/PKS giant gene clusters being responsible for the biosynthesis of polyketide (pksABCDEFHJLMNRS in size 72.9 kb), surfactin(srfABCD, 26.148 kb, bacilysin(bacABCDE 5.903 kb), bacillibactin(dhbABCEF, 11.774 kb) and fengycin(ppsABCDE, 37.799 kb) have high homolgous to fuction confirmed biosynthesis gene in other strain. Moreover, there are many of key regulatory genes for secondary metabolites from XF-1, such as comABPQKX Z, degQ, sfp, yczE, degU, ycxABCD and ywfG. were also predicted. Therefore, XF-1 has potential of biosynthesis for secondary metabolites surfactin, fengycin, bacillibactin, bacilysin and Bacillaene. Thirty two compounds were detected from cell extracts of XF-1 by MALDI-TOF-MS, including one Macrolactin (m/z 441.06), two fusaricidin (m/z 850.493 and 968.515), one circulocin (m/z 852.509), nine surfactin (m/z 1044.656~1102.652), five iturin (m/z 1096.631~1150.57) and forty fengycin (m/z 1449.79~1543.805). The top three compositions types (contening 56.67% of total extract) are surfactin, iturin and fengycin, in which the most abundant is the surfactin type composition 30.37% of total extract and in second place is the fengycin with 23.28% content with rich diversity of chemical structure, and the smallest one is the iturin with 3.02% content. Moreover, the same main compositions were detected in Bacillus sp.355 which is also a good effects biocontol bacterial for controlling the clubroot of crucifer. Wherefore those compounds surfactin, iturin and fengycin maybe the main active compositions of XF-1 against P. brassicae. Twenty one fengycin type compounds were evaluate by LC-ESI-MS/MS with antifungal activities, including fengycin A $C_{16{\sim}C19}$, fengycin B $C_{14{\sim}C17}$, fengycin C $C_{15{\sim}C18}$, fengycin D $C_{15{\sim}C18}$ and fengycin S $C_{15{\sim}C18}$. Furthermore, one novel compound was identified as Dehydroxyfengycin $C_{17}$ according its MS, 1D and 2D NMR spectral data, which molecular weight is 1488.8480 Da and formula $C_{75}H_{116}N_{12}O_{19}$. The fengycin type compounds (FTCPs $250{\mu}g/mL$) were used to treat the resting spores of P. brassicae ($10^7/mL$) by detecting leakage of the cytoplasm components and cell destruction. After 12 h treatment, the absorbencies at 260 nm (A260) and at 280 nm (A280) increased gradually to approaching the maximum of absorbance, accompanying the collapse of P. brassicae resting spores, and nearly no complete cells were observed at 24 h treatment. The results suggested that the cells could be lyzed by the FTCPs of XF-1, and the diversity of FTCPs was mainly attributed to a mechanism of clubroot disease biocontrol. In the five selected medium MOLP, PSA, LB, Landy and LD, the most suitable for growth of strain medium is MOLP, and the least for strains longevity is the Landy sucrose medium. However, the lipopeptide highest yield is in Landy sucrose medium. The lipopeptides in five medium were analyzed with HPLC, and the results showed that lipopeptides component were same, while their contents from B. subtilis XF-1 fermented in five medium were different. We found that it is the lipopeptides content but ingredients of XF-1 could be impacted by medium and lacking of nutrition seems promoting lipopeptides secretion from XF-1. The volatile components with inhibition fungal Cylindrocarpon spp. activity which were collect in sealed vesel were detected with metheds of HS-SPME-GC-MS in eight biocontrol Bacillus species and four positive mutant strains of XF-1 mutagenized with chemical mutagens, respectively. They have same main volatile components including pyrazine, aldehydes, oxazolidinone and sulfide which are composed of 91.62% in XF-1, in which, the most abundant is the pyrazine type composition with 47.03%, and in second place is the aldehydes with 23.84%, and the third place is oxazolidinone with 15.68%, and the smallest ones is the sulfide with 5.07%.

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토양과 작물근계의 미생물군집 구조 해석 II. MIDI 및 DNA 분석에 의한 토양환경별 미생물 군집 해석 (Analysis of Microbial Community Structure in Soil and Crop Root System II. Analysis of soil microbial community structure in different soil Environmental conditions by MIDI and DNA analyses)

  • 류진창;권순우;김종식;서장선;정병간;최선식
    • 한국토양비료학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.118-126
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    • 2002
  • 토양의 특성과 재배 환경이 상이한 13개 토양을 대상으로 미생물의 다양성을 분석하여 토양 환경별 미생물상 지표의 기준을 설정하기 위해서 실험한 결과는 다음과 같다. 희석 평판법에 의한 토양별 미생물의 군집은 호기성 세균은 $2{\sim}27{\times}10^6$, 형광성 Pseudomonas는 $1{\sim}1364{\times}10^5$, 그람 음성 세균은 $1{\sim}126{\times}10^4$, 중온성 Bacillus는 $1{\sim}110{\times}10^5$ 범위로 토양간에 현저한 차이를 보였다. 특히 그람 음성 세균은 충북 음성 고추 재배지 (4번 토양)과 충북 괴산 고추 재배지 (6번) 토양이 현저히 많았고, 형광성 Pseudomonas는 경남 진주의 시설재배지 (7번 토양)에서 현저히 높은 군락을 형성하였고, 이 들 토양은 작물의 생육이 양호한 토양이었다. 따라서 시설재배인 토양에서는 그람 음성 형광성 Pseudomonas 및 mesophillic bacillus의 군집이 토양 환경 및 작물 생육과 미생물의 지표로서 가능성을 제시하였다. 13개 토양에서 분리한 579 균주 중 호기성 세균은 Agrobacterium 102 isolates, Bacillus 112 isolates, Pseudomonas 32 isolates, Kocuria 44 isolates, Paenibacillus 34 isolates 등의 다양한 군집을 이루고 있었고, 또한 624균주의 그람 음성 세균은 Pseudomonas 속이 51%로 제일 많은 군집을 이루고 있었는데 이 들 속내에는 Pseudomonas putica, Pseudomonas fluorescens 등이 많았고 그 다음으로는 Senotrophomonas maltophilia, Bukhodenis cepacia 순으로 다양한 군집을 이루고 있었다. RAPD 분석에 의한 Pseudomonas의 종 다양성은 토양에 따라서 4-31개의 균주 types을 보였으며 특히 4, 6번 토양에서 균주의 다양성이 높게 나타났다. 특히 형광성 Pseudomonas의 군집을 많이 이루었던 7번 토양에서는 26균주에서 5개 균주 types을 보여 종 다양성이 단수하였다. 토양 환경별 미생물 군집은 논 토양에서 신규 세균으로 추정되는 다수의 새로운 분리균이 출현되어 새로운 지표 미생물의 가능성을 제시 하였으며, 또한 MIDI 분석에서 no match 되는 분리균에 대한 미생물 자원의 이용성이 높이 평가되었다.