• 제목/요약/키워드: Protease production

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대두 열수 침출액을 이용한 청국장 발효균주 Bacillus pumilus JB-1의 배양 최적화 (Optimization of Culture Conditions of Bacillus pumilus JB-1 for Chungkook-jang Fermentation in Soybean Boiling-Waste Liquor Medium)

  • 권하영;류희영;권정숙;이상한;손호용
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.304-309
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    • 2007
  • 생 대두는 설사, 체중감소 등의 농도 의존적 독성을 나타내므로, 가열처리 및 발효과정이 필요하며, 이 과정 중에 대두 열수 침출액이 부산물로 발생한다. 본 연구에서는, 현재 대부분이 폐기되고 있는 대두 열수 침출액을 저 이취, 면역증강 활성이 강력한 청국장 발효균주 Bacillus pumilus JB-1의 대량생산을 위한 배지로 사용하고자, 대두 열수 침출액의 성분을 검토하고 이에 따른 최적 배양조건을 검토하였다. 대두 열수 침출액은 88% 수분함량, 9.5%총당, 1.6% 조단백, 0.3% 조지질, 0.1% 조섬유와 2.1%의 회분을 포함하였으며, total polyphenol, total flavonoids 및 유리아미노산 함량은 각각 생 대두의 55%, 76%,및 30%수준을 나타내어 영양적으로 매우 우수함을 확인하였다. 검토된 B. pumilus JB-1 균주 최적배양조건은 1/10 희석한 침출액에 pH 무조정, 무가당, $(NH_4)_2SO_4$ 0.1% 첨가한 후, 균주를 0.5% 접종하여 $37^{\circ}C$, 120 rpm 교반조건에서 48시간 배양이었다. 최종적으로 5리터 Jar fermentor를 이용한 대량발효에서 효율적인 청국장 스타터 균주생산 및 대두 열수 침출액의 기능성소재 이용 가능성을 확인하였다.

Production of Phenyl Lactic Acid (PLA) by Lactic Acid Bacteria and its Antifungal Effect

  • Song, June-Seob;Jang, Joo-Yeon;Han, Chang-Hoon;Yoon, Min-Ho
    • 한국토양비료학회지
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    • 제48권2호
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    • pp.125-131
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    • 2015
  • Phenyllactic acid (PLA) which is known as antimicrobial compound can be synthesized through the reduction of phenylpyruvic acid (PPA) by lactate dehydrogenase (LDH) of lactic acid bacteria (LAB). LAB producing PLA was isolated from Korea Kimchi and identified to Lactobacillus plantarum SJ21 by 16 rRNA gene sequence analysis. Cell-free supernatant (CFS) from L. plantarum SJ21 was assessed for both the capability to produce the antimicrobial compound PLA and the antifungal activity against four fungal pathogens (Rhizoctonia solani, Aspergillus oryzae, Botrytis cinerea, and Collectotricum aculatum). PLA concentration was investigated to be 3.23mM in CFS when L. plantarum SJ21 was grown in MRS broth containing 5mM PPA for 16 h. PLA production also could be promoted by the supplement of PPA and phenylalanine in MRS broth, but inhibited by the supplement of 4-hydroxyphenylpyruvic acid and tyrosine as precursors. Antifungal activity demonstrated that all fungal pathogens were sensitive to 5% CFS (v/v) of L. plantarum SJ21 with average growth inhibitions ranging from 27.32% to 69.05% (p<0.005), in which R. solani was the most sensitive to 69.05% and followed by B. cinerea, C. aculatum, and A. oryzae. The minimum inhibitory concentration (MIC) for commercial PLA was also investigated to show the same trend in the range from $0.35mg\;mL^{-1}$ (2.11 mM) to $0.7mg\;mL^{-1}$ (4.21 mM) at pH 4.0. The inhibition ability of CFS against the pathogens was not affected by heating or protease treatment. However, pH modification in CFS to 6.5 caused an extreme reduction in their antifungal activity. These results may indicate that antifungal activities in CFS were caused by acidic compounds like PLA or organic acids rather than proteins or peptides molecules.

식물(植物) 병원류(病源惟) 사상균(絲狀菌)에 길항력(拮抗力)을 갖는 Serratia marcescens CK-3의 분리(分離) 및 효소적(酵素的) 성질(性質) (Isolation of Serratia marcescens CK-3 against phytopathogenic fungi and its enzymatic properties)

  • 김영일;이영환;김광식;박화성;전우복;이재화;김종현
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제34권1호
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    • pp.54-60
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    • 1991
  • 식물 병원성 사상균 세포벽의 주성분인 chitin을 분해하는 미생물을 토양에서 분리, 선발하여 동정하고 이들의 효소적 성질을 조사하였다. 선발균 Serratia (S) marcescens는 식물 병원성 사상균인 Fusarium (F) axysporum과 Rhizoctomia (R) solani에 대해 길항력은 갖고 있었으며 효소적으로 chitinase 외에 laminarinase 및 protease 등의 활성을 가지고 있었다. 선발 균주의 chitinase 생산 최적조건은 chitin broth 기본배지의 조성과 온도 및 배양시간을 변형하여 조사한 결과 colloidal chitin 1.5%, tryptone 0.5%, glucose 1%, peptone 0.2%, $MgSO_4{\cdot}7H_2O\;0.1%,\;K_2HPO_4\;0.1%,\;NaCl\;0.1%$ (w/v), pH 6.8 배지에서 $30^{\circ}C$, 72시간 배양하였을 때이었으며 효소의 in vitro 최적 활성조건은 pH 7.5, $50^{\circ}C$이었다. 한편 여러 무기이온 중에서 $Ag^+$$Mn^{++}$은 효소의 활성을 촉진시켰다.

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Bacillus subtilis JS-17이 생산하는 Collagenase의 정제 및 특성 (Purification and Characterization of Bacillus subtilis JS-17 Collagenase.)

  • 임경숙;손승희;강호영;전홍기
    • 생명과학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.657-663
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    • 2005
  • Collagnase는 천연 collagen의 triple-stranded helix를 분해할 수 있는 protease로서 조직의 수복과 재생 과정에서 collagen의 재형성과 세포의 이동에 아주 중요한 역할을 하고, 숙주 감염시에는 collagen 기질을 빠르게 분해함으로써 감염을 돕는다. 본 연구에서는 일반가정에서 식용하는 김치로부터 collagenase를 생산하는 균주를 분리하여 Bacillus subtilis로 동정하였으며 이를 Bacillus subtilis JS-17이라 명명하였다. Bacillus subtilis JS-17이 생산하는 collagenase의 최적 생산 조건은 $1.5\%$ fructose, $1\%$ yeast extract, $0.5\%\;K_2HPO_4,\;0.4\%\;KH_2PO_4,\;0.01\%\;MgSO_4{\cdot}4H_2O,\;0.1\%\;citrate,\;0.1\%\;CaCl_2(pH\;7.0)$의 배지에서 $30^{\circ}C$, 200 rpm으로 72시간 동안 배양하는 것이다. 최적 조건에서 Bacillus subtilis JS-17이 생산하는 collagenase를 Amberlite IRA-900 column chromatography, Sephacryl S-300 HR column chromatography, DEAE-Sephadex A-30 column chromatography를 거쳐 분리 정제하고, 얻어진 정제 효소의 특성에 대하여 검토하였다. 정제된 collagenase의 비활성은 growth medium에서 192.1 units/mg였고, $1.1\%$의 수율로 얻어졌으며 분자량은 28 kDa이었다. 정제된 collagenase는 $55^{\circ}C$까지는 $100\%$의 활성을 유지하였고 $65^{\circ}C$에서도 $60\%$ 정도의 활성을 유지하였다. 또한 pH $6.0\~9.8$에서 $60\%$ 이상의 활성을 유지하였다. 정제된 collagenase는 metalloprotease inhibitor인 EDTA와 O-phenanthroline에 의해 효소 활성이 감소하였을 뿐만 아니라 Ammoninum persulfate, L-cysteine, N-ethylmaleimide, SDS, $NaN_3$, NaF, $KMnO_4$, PMSF에 대해서도 활성이 감소하였다. 정제된 collagenase를 여러 가지 기질에 대해 효소 활성을 비교한 결과 collagen (type I)에 대해 기질 특이성을 가지고 있었다.

Lactobacillus plantarum APsulloc 331261 발효 용해물의 피부 미생물 조절 효과 (Lactobacillus plantarum APsulloc 331261 Fermented Products as Potential Skin Microbial Modulation Cosmetic Ingredients)

  • 김한별;명길선;이현기;최은정;박태훈;안수선
    • 대한화장품학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.23-29
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    • 2020
  • 피부에는 여러 종의 미생물들이 군집을 이루며 서식하고 있고, 서로 상호작용을 하며 균형을 유지하고 있다. 하지만, 여드름, 건선 및 아토피 피부염과 같은 질병 상태에서는 피부 미생물의 균형이 깨져 건강한 피부와는 다른 미생물 군집 구성을 보인다. 피부 미생물 군집 구성의 조절은 이러한 피부 질환에 대한 잠재적인 치료 방법이 될 수 있다. Quorum sensing (QS)은 세포간 전달인자로, QS을 조절하면 유해균의 바이오필름 형성이나 효소 분비등을 억제할 수 있고, 이 역시 피부 미생물 군집 구성에 영향을 준다. 이번 연구에서는 아모레퍼시픽의 특허 성분인 유산균 발효 용해물(Lactobacillus plantarum APsulloc 331261, KCCM 11179P 이용)의 QS억제능력 및 피부 유익균과 피부 유해균의 생장에 미치는 영향을 확인하였다. 유산균 발효 용해물 10 ㎍/mL 처리시, QS에 의해 제어되는 Chromobacterium violaceum의 자주색 안료 생산을 대조군 대비 27.4% 감소시켰다. 또 피부 유익균인 Staphylococcus epidermidis의 생장을 대조군 대비 12% 증가 시켰고, 피부 유해균인 Pseudomonas aeruginosa의 생장을 38.5% 감소, 바이오필름 형성을 17.7% 감소시켰다. S. epidermidis를 같은 속(genus)에 포함되어 있는 대표적인 피부 유해균 Staphylococcus aureus와 함께 공배양 하였을 때 S. epidermidis의 생장은 대조군 대비 134% 증가시켰고, S. aureus의 생장은 13% 억제시켰다. 이러한 결과들을 종합하였을 때 L. plantarum APsulloc 331261을 이용한 발효 용해물은 피부 미생물의 균형을 조절해 줄 수 있는 화장품 원료로 유용하게 사용 될 수 있다고 사료된다.

Enhanced Tolerance of Chinese Cabbage Seedlings Mediated by Bacillus aryabhattai H26-2 and B. siamensis H30-3 against High Temperature Stress and Fungal Infections

  • Lee, Young Hee;Jang, Su Jeong;Han, Joon-Hee;Bae, Jin Su;Shin, Hyunsuk;Park, Hee Jin;Sang, Mee Kyung;Han, Song Hee;Kim, Kyoung Su;Han, Sang-Wook;Hong, Jeum Kyu
    • The Plant Pathology Journal
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    • 제34권6호
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    • pp.555-566
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    • 2018
  • Two rhizobacteria Bacillus aryabhattai H26-2 and B. siamensis H30-3 were evaluated whether they are involved in stress tolerance against drought and high temperature as well as fungal infections in Chinese cabbage plants. Chinese cabbage seedlings cv. Ryeokgwang (spring cultivar) has shown better growth compared to cv. Buram-3-ho (autumn cultivar) under high temperature conditions in a greenhouse, whilst there was no difference in drought stress tolerance of the two cultivars. In vitro growth of B. aryabhattai H26-2 and B. siamensis H30-3 were differentially regulated under PEG 6000-induced drought stress at different growing temperatures (30, 40 and $50^{\circ}C$). Pretreatment with B. aryabhattai H26-2 and B. siamensis H30-3 enhanced the tolerance of Chinese cabbage seedlings to high temperature, but not to drought stress. It turns out that only B. siamensis H30-3 showed in vitro antifungal activities and in planta crop protection against two fungal pathogens Alternaria brassicicola and Colletotrichum higginsianum causing black spots and anthracnose on Chinese cabbage plants cv. Ryeokgwang, respectively. B. siamensis H30-3 brings several genes involved in production of cyclic lipopeptides in its genome and secreted hydrolytic enzymes like chitinase, protease and cellulase. B. siamensis H30-3 was found to produce siderophore, a high affinity iron-chelating compound. Expressions of BrChi1 and BrGST1 genes were up-regulated in Chinese cabbage leaves by B. siamensis H30-3. These findings suggest that integration of B. aryabhattai H26-2 and B. siamensis H30-3 in Chinese cabbage production system may increase productivity through improved plant growth under high temperature and crop protection against fungal pathogens.

Production and characterization of lentivirus vector-based SARS-CoV-2 pseudoviruses with dual reporters: Evaluation of anti-SARS-CoV-2 viral effect of Korean Red Ginseng

  • Jeonghui Moon;Younghun Jung;Seokoh Moon;Jaehyeon Hwang;Soomin Kim;Mi Soo Kim;Jeong Hyeon Yoon;Kyeongwon Kim;Youngseo Park;Jae Youl Cho;Dae-Hyuk Kweon
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제47권1호
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    • pp.123-132
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    • 2023
  • Background: Pseudotyped virus systems that incorporate viral proteins have been widely employed for the rapid determination of the effectiveness and neutralizing activity of drug and vaccine candidates in biosafety level 2 facilities. We report an efficient method for producing severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) pseudovirus with dual luciferase and fluorescent protein reporters. Moreover, using the established method, we also aimed to investigate whether Korean Red Ginseng (KRG), a valuable Korean herbal medicine, can attenuate infectivity of the pseudotyped virus. Methods: A pseudovirus of SARS-CoV-2 (SARS-2pv) was constructed and efficiently produced using lentivirus vector systems available in the public domain by the introduction of critical mutations in the cytoplasmic tail of the spike protein. KRG extract was dose-dependently treated to Calu-3 cells during SARS2-pv treatment to evaluate the protective activity against SARS-CoV-2. Results: The use of Calu-3 cells or the expression of angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) in HEK293T cells enabled SARS-2pv infection of host cells. Coexpression of transmembrane protease serine subtype 2 (TMPRSS2), which is the activator of spike protein, with ACE2 dramatically elevated luciferase activity, confirming the importance of the TMPRSS2-mediated pathway during SARS-CoV-2 entry. Our pseudovirus assay also revealed that KRG elicited resistance to SARS-CoV-2 infection in lung cells, suggesting its beneficial health effect. Conclusion: The method demonstrated the production of SARS-2pv for the analysis of vaccine or drug candidates. When KRG was assessed by the method, it protected host cells from coronavirus infection. Further studies will be followed for demonstrating this potential benefit.

흑국균(黑麴菌)의 인공변이(人工變異)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on the Mutation of Aspergillus niger)

  • 박윤중;손천배
    • 한국식품과학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.72-79
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    • 1982
  • Aspergillus niger CF를 최초(最初)의 균주(菌株)로 하고 이것에 자외선조사처리(紫外線照射處理)를 하여 돌연변이균주(變異菌株) Asp. niger CF-11을 얻었으며 이어서 NTG 처리(處理)에 의(依)하여 Asp. neger CF-11 균주(菌株)에서 변이균주(變異菌株) Asp. niger CF-22 및 CF-21를 분리(分離)하였다. 변이균주(變異菌株)의 특징(特徵)을 조사(調査)하고 밀기울국(麴) 및 밀가루국(麴)에서의 효소생산(酵素生産) 및 산생성(酸生成)을 검토(檢討)한 결과(結果)는 아래와 같다. 1. Asp. niger CF-22 변이균주(變異菌株)는 포자두(胞子頭)의 색(色)이 변(變)한 tan type의 균주(菌株)였으며 CF-22는 최초(最初)의 친주(親株) CF에 비(比)하여 밀기울국배양(麴培養)의 최적조건(最適條件)에서 글루코아밀라아제활성(活性)이 약(約) 2배(倍), ${\alpha}-$아밀라아제활성(活性)은 약(約) 50% 증가(增加)되었다. 2. Asp. niger CF-21 변이균주(變異菌株)는 포자두(胞子頭)의 색(色)은 변(變)하지 않았으나 밀기울국(麴)에서 생육(生育)과 포자착성(胞子着性)이 최초(最初)의 친주(親株) CF보다 늦었다. 이 변이균주(變異菌株)의 산생성력(酸生成力)은 최초(最初)의 친주(親株)보다 약(約) 4배(倍) 많았다. 3. Asp. niger CF-22 변이균주(變異菌株) 및 CF-21 변이균주(變異菌株)는 최초(最初)의 친주(親株)보다 클루코아밀라아제 및 ${\alpha}-$아밀라아제활성(活性)은 증강(增强)되었으나 단백질 가수분해효소의 활성(活性)은 오히려 떨어졌다. 4. 밀기울국(麴)에서 Asp. niger CF-22 변이균주(變異菌株)의 글루코아밀아제 생성(生成)의 최적조건(最適條件)은 $30{\sim}35^{\circ}C$에서 $2{\sim}3$일간(日間)이었으며 ${\alpha}-$아밀라아제의 경우는 $30{\sim}35^{\circ}C$에서 2일간(日間)이었다. 5. Asp. neger CF-21 변이균주(變異菌株)의 산생성력(酸生成力)은 밀기울국(麴)에서 $30^{\circ}C$로 2일후(日後)에 최고(最高)에 달(達)하였으며 밀가루국(麴)에서는 $30^{\circ}C$로 3일후(日後)에 최고(最高)값을 나타내었다. 최적조건(最適條件)에서의 산생성력(酸生成力)은 밀기울국(麴)과 밀가루국(麴) 사이에 차(差)가 별(別)로 없었다.

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Predicting In Sacco Rumen Degradation Kinetics of Raw and Dry Roasted Faba Beans (Vicia faba) and Lupin Seeds (Lupinus albus) by Laboratory Techniques

  • Yu, P.;Egan, A.R.;Leury, B.J.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제13권10호
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    • pp.1377-1387
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    • 2000
  • Two laboratory techniques: (1) an in vitro method with two procedures for measuring protein degradabilities and (2) an in vitro method with three procedures for measuring protein solubility, were investigated to determine which laboratory techniques could most accurately predict the quantity of rumen protein degradation kinetics of legume seeds after dry roasting under various conditions, in terms of (1) rumen protein disappearance ($D_j$, where j=0, 2, 4, 8, 12, 24 and 48 h incubation), (2) rumen protein effective degradability (EDCP), (3) the parameters describing rumen degradation characteristics (the soluble fraction: S, the potentially degradable fraction: D, undegradable fraction: U, lag time: T0 and the degradation rate: Kd) and (4) rumen bypass protein (BCP), which were determined by the method accepted internationally at present, in sacco nylon bag technique using the standardized Dutch method. Feeds evaluated were the raw and dry roasted whole faba (Vicia faba) beans (WFB) and whole lupin (Lupinus albus) seeds (WLS), each was dry roasted under various conditions (at 110, 130 or $150^{\circ}C$ for 15, 30 or 45 min). In vitro protein degradability ($D_1$_Auf and $D_{24}$_Auf) were determined using the modified Aufr re method by enzymatic hydrolysis for 1 h and 24 h using a protease extracted from Streptomyces griseus in a borate-phosphate buffer. In vitro protein solubility ($bf_1$_S, $bf_2$_S, $bf_3$_S) was measured in a borate-phosphate buffer with three different procedures. Results from laboratory techniques (in vitro) were correlated and linearly regressed with in sacco results. Of the three procedures of in vitro protein solubility evaluated, none of them could predict in sacco results with good precision. The highest Pearson correlation coefficient ($R^2$) was less than 0.50. Of two procedures of in vitro protein degradability studied, the $D_1$_Auf values were closely correlated with in sacco parameters: Kd, EDCP and %BCP with high R' values: 0.82, 0.85 and 0.85, respectively, and closely correlated with in sacco $D_j$ at 2, 4, 8 and 12 h rumen incubation with high $R^2$ values: 0.83, 0.91, 0.93 and 0.83, respectively. The $D_{24}$_Auf values could not predict in sacco results. The highest $R^2$ value was less then 0.40. These results indicated that in vitro protein solubility measured in borate-phosphate failed to identify differences in the rate and extent of protein degradation of legume seeds after dry roasting under various conditions and thus should not be used to predict rumen degradation, particularly for heat processed feedstuffs. But in vitro protein degradability using the modified Aufr re method by enzymatic hydrolysis for 1 h or possibly an intermediate time (>1 h and <24 h) is a promising laboratory procedure to detect effectiveness of dry roasting legume seeds on rumen protein degradation characteristics and could be used as a simple laboratory method to predict the rate and extent of protein degradation in the rumen in sacco with high accuracy. The equations to predict EDCP, Kd and BCP of dry roasted legume seeds (WLS and WFB) under various conditions are as follow: For both: EDCP (%)=-1.37+1.06*$D_1$_Auf ($R^2=0.85$, p<0.01). For both: Kd (%/h)=-21.81+0.49*$D_1$_Auf ($R^2=0.82$, p<0.01). For both: %BCP=103.37-1.07*$D_1$_Auf ($R^2=0.85$, p<0.01).

Bacillus spp.를 이용한 옥수수 밑둥썩음병의 생물학적 방제 (Biological Control of Fusarium Stalk Rot of Maize Using Bacillus spp.)

  • 한준희;박기창;김준오;김경수
    • 식물병연구
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    • 제21권4호
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    • pp.280-289
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    • 2015
  • 옥수수는 세계적으로 가장 중요한 작물이다. 옥수수의 소비가 꾸준히 증가하고 있지만, 생산량은 연작과 Fusarium spp.와 같은 토양전염성 곰팡이병의 감염에 의해 줄어들고 있다. 최근에 우리나라를 포함해 전 세계적으로 F. subglutinans와 F. temperatum에 의해 발생되는 옥수수 밑둥썩음병의 발생이 많이 보고되고 있다. 본 연구에서는 병에 걸리지 않은 건전한 옥수수 토양 근권에서 F. subglutinans와 F. temperatum에 대치배양을 통해 항균활성을 보이는 3 균주(GC02, GC07, GC08)를 선발하였다. 선발된 3 균주 중 GC02와 GC07이 균사생장을 효과적으로 억제하였다. 그리고 16s rRNA에 기반하여 분석한 결과, GC02는 Bacillus methylotrophicus, GC07은 B. amyloliquefaciens 그리고 GC08은 B. thuringiensis로 동정되었다. 또한, GC02와 GC07은 포자발아의 억제에도 효과적이었다. 3개의 Bacillus 균주들은 모두 protease의 활성이 강하게 나타났으며, cellulase 활성은 GC07과 GC08에서만 나타났다. 그리고 불용성 인산의 가용화와 siderophore의 생산은 GC02와 GC07이 비교적 GC08에 비해 우수한 것으로 나타났다. 옥수수 줄기에 2개의 Fusarium과 접종하여 발병억제효과를 검정한 결과 B. amyloliquefaciens GC07이 가장 효과적인 방제효과를 나타내었다. 또한 B. methylotrophicus GC02와 B. amyloliquefaciens GC07은 다른 식물병원성 진균들도 효과적으로 균사생장을 억제하였다. 따라서, B. methylotrophicus GC02와 B. amyloliquefaciens GC07은 식물병원성 진균방제에 생물학적 방제제로서 역할이 가능하다고 판단된다.