• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권5호
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• pp.1040-1050
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• 2024

To isolate and analyze bacteria with Verticillium wilt-resistant properties from the fermentation residue of kitchen wastes, as well as explore their potential for new applications of the residue. A total of six bacterial strains exhibiting Verticillium wilt-resistant capabilities were isolated from the biogas residue of kitchen waste fermentation. Using a polyphasic approach, strain ZL6, which displayed the highest antagonistic activity against cotton Verticillium wilt, was identified as belonging to the Pseudomonas aeruginosa. Bioassay results demonstrated that this strain possessed robust antagonistic abilities, effectively inhibiting V. dahliae spore germination and mycelial growth. Furthermore, P. aeruginosa ZL6 exhibited high temperature resistance (42℃), nitrogen fixation, and phosphorus removal activities. Pot experiments revealed that P. aeruginosa ZL6 fermentation broth treatment achieved a 47.72% biological control effect compared to the control group. Through activity tracking and protein mass spectrometry identification, a neutral metalloproteinase (Nml) was hypothesized as the main virulence factor. The mutant strain ZL6ߡNml exhibited a significant reduction in its ability to inhibit cotton Verticillium wilt compared to the strain P. aeruginosa ZL6. While the inhibitory activities could be partially restored by a complementation of nml gene in the mutant strain ZL6CMߡNml. This research provides a theoretical foundation for the future development and application of biogas residue as biocontrol agents against Verticillium wilt and as biological preservatives for agricultural products. Additionally, this study presents a novel approach for mitigating the substantial amount of biogas residue generated from kitchen waste fermentation.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권3호
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• pp.570-579
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• 2024

Root-nodule nitrogen-fixing bacteria are known for being specific to particular legumes. This study isolated the endophytic root-nodule bacteria from the nodules of legumes and examined them to determine whether they could be used to promote the formation of nodules in other legumes. Forty-six isolates were collected from five leguminous plants and screened for housekeeping (16S rRNA), nitrogen fixation (nifH), and nodulation (nodC) genes. Based on the 16S rRNA gene sequencing and phylogenetic analysis, the bacterial isolates WC15, WC16, WC24, and GM5 were identified as Rhizobium, Sphingomonas, Methylobacterium, and Bradyrhizobium, respectively. The four isolates were found to have the nifH gene, and the study confirmed that one isolate (GM5) had both the nifH and nodC genes. The Salkowski method was used to measure the isolated bacteria for their capacity to produce phytohormone indole acetic acid (IAA). Additional experiments were performed to examine the effect of the isolated bacteria on root morphology and nodulation. Among the four tested isolates, both WC24 and GM5 induced nodulation in Glycine max. The gene expression studies revealed that GM5 had a higher expression of the nifH gene. The existence and expression of the nitrogen-fixing genes implied that the tested strain had the ability to fix the atmospheric nitrogen. These findings demonstrated that a nitrogen-fixing bacterium, Methylobacterium (WC24), isolated from a Trifolium repens, induced the formation of root nodules in non-host leguminous plants (Glycine max). This suggested the potential application of these rhizobia as biofertilizer. Further studies are required to verify the N₂-fixing efficiency of the isolates.

• 환경생물
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• 제29권3호
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• pp.126-137
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• 2011

제주도 한라산의 숨은물벵뒤 습지는 여러 다른 생태계에 비해 접근이 용이하지 않아 생물다양성이 높다고 여겨져 왔으나, 세균의 다양성과 새로운 종에 대한 보고는 전혀 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 제주도 한라산의 고산 습지인 숨은물벵뒤 습지에서 담수 및 토양시료를 채취하여 Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria문에 속하는 세균을 분리하였다. 분리된 세균 중 위의 3개의 문에 속하는 균주의 16S rRNA 유전자 염기서열을 구한 다음 표준균주와 비교하였으며, 16S rRNA 유전자 염기서열의 유사도가 표준균주와 98.7% 미만인 균주를 신종후보 균주로 간주하였다. 전체적으로 과 및 속 수준의 다양성은 높지 않았으며, 특정 계통에 집중되어 신종후보 균주가 발굴되었다. Bacteroidetes 문에는 Mucilaginibacter, Sphingobacterium, Pedobacter, Flavobacterium, Chryseobacterium 속에 속하는 13개의 후보신종이 확인되었다. Firmicutes 문에는 Paenibacillus, Lysinibacillus, Bacillus 속에 해당하는 13개의 후보신종이 배양되었다. Actinobacteria 문에는 Mycobacterium과 Nocardia에 속하는 후보신종 2개가 발굴되었다. 분리된 28개의 후보신종에 대하여 배양학적 특징, 생리학적 특징, 화학분류적 특징을 조사하였으며 본 논문에 기재하였다. 종합적으로 숨은물벵뒤 습지는 아직까지 배양되지 않은 많은 수의 신종 미생물을 포함하고 있는 생태계임이 확인되었다.

• 미생물학회지
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• 제34권3호
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• pp.154-161
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• 1998

자연미생물, KP964에 luxAB 유전자를 주입하여 발광기능을 부여함으로써 그들의 발광정도가 스트레스에 대한 적응, 생존 및 활성도를 나타내는 색인이 될 수 있는가, 그리고 특히 non-culturable but viable(NCBV) 상태로 존재하는 미생물의 활성에 대한 정보를 제공할 수 있는가를 알아보았다. 영양결핍조건 하에서 그들의 총 세균수, 배양가능세균(colony-forming-unit; CFU)수, viable cell 수, 그리고 발광정도(relative light unit; RLU)의 변화를 조사하였다. 형광현미경으로 확인된 총 수는 변화가 없었으며, 첨가된 yeast extract에 의해 성장하는 viable cell 수는 완만하게 감소하였으나 CFU 수는 급격히 줄어들어 37일 째 이후에는 탐지한계 이하로 감소하였다. RLU의 경우, 처음 7일의 영양결핍동안 0.016%까지 감소하였으며, 그 이후에는 탐지한계수준 이하로 검출되었다. 아울러 스트레스를 받는 4시간 동안 CFU수와 RLU의 관계를 알아보기 위하여 발광 KP964 균주에게 독성유해물질, acid shock, osmotic shocks를 접촉시킨 후 시간별로 CFU와 RLU를 측정한 결과, KP964 CFU 당 RLU는 9.1-26% 까지 감소하였다. 이는 스트레스의 종류에 따라 접촉시간이 길수록 CFU 당 나오는 빛의 양이 줄어듬을 보인 것이다. 이러한 결과는 영양결핍조건 시 RLU의 감소율이 CFU의 감소율보다 더 크며 영양결핍 이외의 다른 스트레스 조건 하에서도 RLU의 감소율과 CFU의 감소율의 연관성을 찾을 수 없음을 보이므로, 발하는 빛의 정량만으로는 NCBV 상태는 물론 배양가능한 세균의 양이나 활성을 나타내지 못하는 듯 하였다. 그러나 스트레스를 받은 KP964의 활성 정도와 잠재발광능력과의 관계는 좋은 연관성을 보여주었다. 즉, p-xylene, hypo-osmotic stress, 또는 영양결핍에 노출된 세균으로부터 각 스트레스를 제거하였을 시 나타나는 발광증가 유형을 조사하였는데, 증가가 시작하기까지의 lag period는 각각 32, 26, 22분으로 나타났다. 즉 미생물에 강력한 스트레스로 작용한 경우일수록 lag time이 길고, 또한 발광의 증가율이 느리며 도달하는 최대 RLU값도 낮음이 관찰되었다. 따라서 스트레스 하의 세균으로부터 직접적인 RLU의 측정보다는 이들이 스트레스 조건으로부터 재성장 또는 소생되는 과정에서의 잠재 발광능력의 분석이 자연세균의 적응, 활성 및 생존의 정도를 나타내주었다.

• 한국임상수의학회지
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• 제21권1호
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• pp.7-14
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• 2004

항생제 저항성의 증가가 우려되고 있는 현재, 수의 임상에서는 지속적인 항생제 내성의 조사가 이루어지지 않고 있었다. 이에 본 논문에서는 대학 동물병원에 내원한 증례의 임상검체들로부터 분리한 호기성 세균과 그들의 항생제 감수성 양상을 조사하고자 하였다. 2001년 5월부터 2002년 10월까지 서울대학교 수의과대학 부속동물병원에 내원한 개 고양이에서 채취한 임상 검체로부터 총 121주의 호기성 세균이 분리되었는데, 가장 많이 분리된 세균은 Staphylococcus spp. (48주)였으며 이어서 E.coli (26주), Enterococcus spp. (21주) 등의 순으로 빈도수가 높게 분리되었다. 항생제 감수성 검사 결과, 그람 양성균은 amikacin, amoxacillin/clavulanate, ceftazidime, oxacillin에 높은 감수성을 나타내었고, 그람 음성균은 amikacin과 ceftazidime에 높은 감수성을 나타내었다. 이 중, Staphylococcus spp.는 amikacin, amoxacillin/clavulanate, ceftazidime, oxacillin, cephalothin에 높은 감수성을 나타내었고, Streptococcus sup.와 E.coli는 amikacin과 ceftazidime에 높은 감수성을 나타내었다. Enterococcus rpp.와 Klebsiella pneumoniae는 70% 이상의 감수성을 나타내는 항생제가 없었다. 이 외에도 7주의 Methicillin Resistant staphylococci가 분리되었으며, 실험에 사용한 모든 항생제에 저항성을 가지는 균주가 E.coli와 Corynebacterium xerosis에서 각각 1주씩 분리되었다. 2000년 (1999년 7월-2000년 9월)과 2002년 (2001년 5월-2002년 10월) 항생제 저항성을 비교했을 때, 그람 양성균과 그람 음성균의 전체 항생제에 대한 저항성은 증가했음을 확인할 수 있었는데 특히 Staphylococcus spp.와 E.coli, Klebsiella pneumoniae의 전체 항생제에 대한 저항성이 유의성 있게 증가하였음을 확인할 수 있었다(p＜70.05). 이상과 같이 동물 병원 임상 검체에서 원인균의 분리 동정은 항생제 선택에 도움을 줄 수 있는 중요한 자료를 제공하며, 항생제 저항성의 증가를 확인함으로써 이를 치료에 이용할 수 있게 되었다. 따라서 수의 임상에서 항생제 저항성의 변화 양상에 대한 조사는 계속해서 이루어져야 되리라 사료된다.

• 미생물학회지
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• 제44권3호
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• pp.244-250
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• 2008

울산 소재 S회사(S-C)와 U고등학교(U-H)에 설치된 냉온수기를 대상으로 S-C에서 냉수 74개, U-H에서 냉수와 온수 각 36개의 시료를 채수하여 미생물 분포를 조사하였다. 일반세균 농도의 중간값은, S-C 시료에서 53 CFU/ml ($0\sim4,135$ CFU/ml)이었으며, U-H의 경우 냉수에서 80 CFU/ml ($0\sim1,480$ CFU/ml), 온수에서 0 CFU/ml ($0\sim240$ CFU/ml)이었다. S-C 시료의 38%, U-H 냉수 시료의 42%에서 일반세균에 대한 먹는 물 수질기준인 100 CFU/ml을 초과하였으며, 대장균군은S-C의 1개 시료에서 검출되었다. 냉온수기에서 검출되는 미생물의 주요오염 경로를 확인하고자, 2회에 걸쳐 먹는 샘물 용기로부터 각각 6일과 8일 동안 매일 시료를 채수하였으며, 2회 채수는 냉온수기의 꼭지에서도 행하였다. 일반세균 농도의 평균값은, 먹는 샘물 용기에서 1회 33 CFU/ml, 2회 132 CFU/ml이었으며, 냉수 꼭지 시료에서 1,022 CFU/ml로, 냉온수기 꼭지에서 검출되는 대부분의 세균은 먹는 샘물이 수조통과 통로관을 거치면서 오염된 것으로 판단된다. 먹는 샘물 용기를 냉온수기에 연결한 후 시간의 경과에 따른 용기 내 일반세균수의 유의성 있는 증가는 없었다. 임의의 100개 일반세균 집 락을 대상으로 순수배양 후표현형에 따른 동정 시험을 하였으며, 그람양성 3속6종,그람음성 7속7종 등, 모두 10속13종의 세균을 잠정적으로 확인하였다. U-H의 4대 냉온수기 꼭지에서, 그람양성은 전체의 72%이었고, 그람양성의 Micrococcus spp.가 전체의 54%를 차지하여 가장 많았다. Micrococus spp.와 그람음성의 Sphingomonas paucimobilis는4대의 냉온수기 모두에서 분리되었다. 냉온수기의 일반세균은 주로 실내 공기중 미생물로부터 유래하며, 이들 미생물이 냉온수기의 수조통 흑은 통로관에서 생물막 형성에 중요한 역할을 하는 것으로 생각된다.

• 미생물학회지
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• 제49권1호
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• pp.58-63
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• 2013

본 연구는 한국 제주도 조간대에 서식하는 홍조류로부터 분리된 JIM57 균주의 계통학적 특성을 조사하기 위하여 수행되었다. 16S rRNA gene 염기서열을 분석한 결과, 본 균주는 Oceanisphaera 속과 대단히 유사하였으며, Oceanisphaera litoralis DSM $15406^T$와 98.02%, O. donghaessis KCTC $12522^T$와 97.7%의 염기서열 상동성을 나타내었다. 본 균주는 그람양성의 호기성 구균으로써, 0.5-8.0%의 NaCl 및 $4-47^{\circ}C$에서 생육할 수 있었다. 본 균주는 Oceanisphaera litoralis DSM $15406^T$와 일부 생리학적 및 생화학적 특성을 공유하였으나 ethanol, proline 및 alanine 이용성에서는 차이가 있었다. 본 균주 genomic DNA의 GC 함량은 61.94 mol%였으며, 주요 균체 지방산 지방산으로서 $C_{16:1}$ ${\omega}7c$, iso-$C_{15:0}$ 2-OH, $C_{16:0}$, and $C_{18:1}$ ${\omega}7c$를 함유하고 있었다. 또한 DNA-DNA 상동성을 조사한 결과, JIM57 균주는 O.litoralis DSM $15406^T$ 및 O. donghaessis KCTC $12522^T$와 별개의 종임을 알 수 있었다. 이러한 결과들을 종합한 결과, JIM57 균주(=KCTC 22371 =AM 983543 =CCUG 60764)는 O. litoralis DSM $15406^T$ 및 O. donghaessis KCTC $12522^T$와 다른 특성을 나타내는 것으로 확인되어 Oceanisphaera의 새로운 종임을 제안하였다.

• 한국양식학회지
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• 제21권4호
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• pp.325-330
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• 2008

본 연구에서는 우리나라에서 분리된 E. tarda KFE와 일본에서 분리된 E. tarda Edk-2 두 균주의 항혈청을 만들어 생산된 항체의 특성과 방어효과를 분석하고자 하였다. 우리나라에서 많이 양식되어지고 있는 담수어인 미꾸라지를 사용하여 위의 두 가지 분리균주의 항원성에 있어서의 차이점을 조사하고자 하였다. 미꾸라지를 E. tarda 두 균주의 FKC로 각각 면역시킨 후의 혈청내 특이 항체량은 E. tarda KFE 균주로 면역시켰을 때에 비해 E. tarda Edk-2 균주로 면역시켰을 때 훨씬 높은 수치를 나타내었다. 그리고 교차반응 분석에서는 두 균주 간에 공통 항원이 미약하게 존재하는 것을 확인하였으며 미꾸라지 항혈청의 살균효과를 보았을 때에는 두 종류의 항혈청 모두에서 항체의 살균 능력이 있음을 확인하였다. 감염 예방 효과를 가지고 있는 polysaccharide-bound protein (PS-K)을 미꾸라지에 주사한 후 1주째에 E. tarda KFE 분리균주로 공격 실험을 실시하여 본 결과 누적 폐사율이 감소하였으므로, PS-K의 투여는 E. tarda를 포함한 세균성 감염에 대한 효과적인 감염 대책 방안의 하나가 될 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제48권1호
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• pp.77-90
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• 2006

본 연구는 꽃사슴과 Holstein 젖소의 반추위와 대장에 서식하는 미생물중 섬유소 분해력이 강한 혐기성 박테리아를 순수 분리하여 분리된 미생물들을 동정하고 이들 미생물들의 효소 특성을 구명하고자 수행되었다. 배지의 종류에 관계없이 젖소에서 분리된 박테리아가 꽃사슴에서 분리된 미생물에 비하여 섬유소 분해효소 활력이 우수하였고 탄소 공급원의 종류에 의해 섬유소 분해 효소의 활력에 영향을 미쳤으며 특히, cellulose 단독 공급시 보다 starch, glucose와 cellobiose를 복합한 탄소 공급원을 제공시 일반적으로 높은 효소의 활력을 나타내었다. API kit를 이용한 생화학 및 당발효 시험 결과 알려진 강력한 섬유소 분해 박테리아는 동정되지 않았고 대부분의 박테리아가 Peptostreptococcus spp., Bifidobacterium spp., Prevotela ruminicola/buccae, Clostridium beijer/butyricum 및 Streptococcus intemedis로 동정되었다. 분리된 균들의 다당류 및 단당류를 분해할 수 있는 가수분해 효소인 Avicelase, xylanase, β-D-glucosidase, α-L-arabino- furanosidase 및 β-xylosidase의 효소활력은 이용하는 배지조성 특히 탄소 공급원의 종류에 의하여 효소의 활력에 영향을 미치며 가수분해 효소의 종류에 따라 각 분리된 균주들마다의 다른 분포를 나타내었다. 결론적으로 분리된 혐기성 박테리아들이 공급되는 탄수화물 기질의 종류에 따라 효소의 활력에 변화를 일으켰고 이것은 기질에 따른 박테리아의 효소생산 특이성과 성장률의 변화에서 기인하였기 때문이다.

• 미생물학회지
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• 제51권3호
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• pp.263-270
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• 2015

탄소원으로 Avicel이 첨가된 배지에서 공주에 소재한 밤 나무 농장의 토양 미생물을 증균 배양하여 mannanase를 생산하는 미생물을 분리하였다. 분리균 YB-43의 16S rDNA 서열은 Cellulosimicrobium 속 균주와 유사도가 99.6% 이상으로 가장 높게 나타났다. Locust bean gum (LBG)이나 konjac이 첨가된 배지에서 분리균의 mannanase 생산성이 크게 증가하였다. 0.7% LBG가 첨가된 LB 배지에서 Cellulosimicrobium sp. YB-43이 균체외로 생산한 mannanase를 DEAE-Sepharose와 Q-Sepharose 컬럼 크로마토그래피로 부분 정제하여 mannanase A (ManA)와 mannanase C (ManC)로 분획하였다. ManA는 $55^{\circ}C$와 pH 6.5, ManC는 $65^{\circ}C$ pH 7.5에서 최대활성을 보였으며, ManA는 $40^{\circ}C$ 이하에서 1시간 동안 실활되지 않았으나 ManC는 $20^{\circ}C$에서도 상당량 실활되었다. 또한 ManA와 ManC는 기질특이성과 mannooligosaccharides의 최종 분해산물에도 차이가 있는 것으로 나타났다. 이로 보아 Cellulosimicrobium sp. YB-43은 특성이 서로 다른 2종류 mannanases를 생산하는 것으로 판단된다.