오이(Cucumis sativus L.)은 국내에서 경제적으로 중요한 작물이며, 지속 가능한 생산을 위해서는 다양한 식물병을 효과적으로 관리해야 한다. 본 연구에서는 이전의 연구에서 선발한 오이 탄저병 억제 Streptomyces sp. S20-465가 생성하는 대사산물을 동정하고, Colletotrichum orbiculare에 의한 오이 탄저병 방제에 대한 효과를 규명하였다. Streptomyces sp. S20-465는 YEME 배지에서 효과적으로 생장, 포자 형성 및 항진균 활성이 있었으며, 배양 여과액의 n-hexane 추출물에 함유된 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone이 오이 탄저병을 효과적으로 억제하였다. 본 연구 결과는 Streptomyces sp. S20-465 유래 대사산물이 오이 탄저병 등 식물병 관리에 효과적인 소재로 활용될 수 있음을 제시하며, 이는 오이 생산을 지속 가능하게 향상시키는 방안이 될 수 있을 것이다.
A cytotoxic material was produced by strain No. 5-99 which was isolated from soil. Analyzing the cell wall components, LL-diaminopimelic acid was identified. From the existance of glycine in the cell wall, this strain was identified to Streptomyces sp. which has cell wall chemotype I and peptidoglycan type A3 connected by glycine. So, we named this strain to Streptomyces sp. YJB-599. The Active material was purified through solvent extraction, silica gel column chromatography and crystallized to needle-shaped white -crystal. Analyzing the structure of this crytal by instrumental analysis and database, it was determined to genistein.
Genistein, a inhibitor of the progression of G$_{1}$ and G$_{2}$ phase of the mammalian cell cycle, was discovered through a unique screening system, in which effects of microbial metabolites on the cycle progression of the cultured mouse mammalian carcinoma cell were monitored by flow cytometry. The inhibitor was extracted from the fermentation broth of Streptomyces sp. ZF10 with ethyl acetate, and purified by silica gel column chromatography and HPLC.
In fermentation studies it revealed that Streptomyces sp. SMF 3001 started to synthesize extracellular alkaline protease from early exponential phase of cell growth. The biosynthesis of the alkaline protease was greatly induced by skim milk as a sola nitrogen source and further stimulation was observed under inorganic sulphur limited culture. However, it was found that the biosynthesis was apparently repressed by $NH_4^+$ and free amino acids, specially by cysteine. It was considered that the strain SMF 301 of Streptomyces sp. would produce the alkaline protease for the uptake of sulphur compounds from protein contained in the culture broth.
관행적 화학농약의 식물병 관리 및 치료의 한계적인 효과는 유익한 세균이나 미생물을 이용한 식물병 제어 방법 개발의 필요성을 나타낸다. 지속 가능한 농업은 특히 다양한 항생물질과 이차 대사 생성물을 생산하는 방선균의 농업적 중요성을 시사하며, Streptomyces globiosporus SP6C4균주와 Streptomyces sp. S8은 강력한 항균 작용을 가지고 있으며, 지속가능한 농업에서 작물 생장을 개선하기 위한 우수한 균주로 인정되고 있다. 본 연구에서는 다양한 질소원과 탄소원을 활용하여 대상 미생물 Streptomyces 두 균주의 생장을 촉진시키는 방법을 조사하였다. L-글루타민과 L-시스테인이 첨가된 조건에서 S. globiosporus SP6C4와 Streptomyces sp. S8 균주의 포자 생성 능력이 증가하였으며, 각 균주의 생장이 촉진되었다. 이러한 결과는 유용 미생물의 대량배양 기술의 범위 확장과 농업미생물의 실용화에 기여할 것으로 생각된다.
항진균 활성 관련 단백질을 탐색하기 위해 미역류로부터 식물병원성 곰팡이의 생장을 저해하는 SAR01 균주를 분리하였고, FAME (fatty acid methyl ester) 분석 결과, Streptomyces sp.로 동정되었다. 방사선 조사$(^{60}Co)$를 실시한 결과, Botrytis cinerea를 포함한 5종의 식물병원성 곰팡이에 대한 항진균 활성을 소실한 SAR535 균주 외 6종의 돌연변이 균주가 유도되었다. SAR01 야생형 균주와 SAR535 돌연변이 균주의 세포내 단백질의 이차원 전기영동 분석결과, 6종의 단백질이 야생형 균주인 SAR01 균주의 세포내에만 존재하였다. 이들 6종의 단백질 중, 5종은 heat shock protein 70 (HSP70), Fe-containing superoxide dismutase II (Fe - SODII), ribosome recycling factor (RRF), 10 kD chaperonin (GroES) 및 inorganic pyrophosphatase (PPAse)와 각각 75%, 93%, 100%, 96% 및 83%의 유사성을 보였다. 이들 6종의 단백질들은 Streptomyces sp. SAR01 균주의 항진균 활성과 밀접한 관계가 있을 것으로 사료된다.
Three isoflavonoids having tyrosinase-inhibiting activity were isolated from the culture filtrate of Streptomyces sp. 20747. Their structures were determined by UV, EI-MS, 1H-NMR, 13C-NMR to be daidzein, daidzein 7-rhamnoside, and genistein 7-rhamnoside, which were competitive with substrate and had IC50 value of 14, 19, and 16 ng/ml, respectively to mushroom tyrosinase and did not inhibit melanin production of Streptomyces bikiniensis. Soybean meal as well as peptone were found to be a good nitrogen source for tyrosinase-inhibiting isoflavonoids production, susgesting that soybean meal is not the origin of tyrosinase inhibiting isoflavonoids formation in Streptomyces sp. 20747 strain.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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