본 연구는 대두박으로부터 분리한 Bacillus amyloliquefaciens Y1 의 특성구명과 비멸균배양 기술 개발을 통한 Y1의 농가현장대량배양 가능성을 확인하기 위하여 한 실험이다. 조사결과, B. amyloliquefaciens Y1은 siderophore 분비 하였고, 인가용화 (phosphate solubilization) 활성과 gelatinase, ...
본 연구는 대두박으로부터 분리한 Bacillus amyloliquefaciens Y1 의 특성구명과 비멸균배양 기술 개발을 통한 Y1의 농가현장대량배양 가능성을 확인하기 위하여 한 실험이다. 조사결과, B. amyloliquefaciens Y1은 siderophore 분비 하였고, 인가용화 (phosphate solubilization) 활성과 gelatinase, lipase 및 protease 등의 효소 활성을 나타내었다. B. amyloliquefaciens Y1은 CP (colloidal chitin with potato dextrose) 및 BB (blue brown) agar 배지를 이용한 항균활성 조사에서 Rhizoctonia solani, Colletotrichumgloeosporioides, Botrytis cinerea, Phytophthora capsici, Fusarium oxysporum 및 Fusarium graminearum 의 성장을 억제하였다. CP 배지에서의 항균활성이 BB 배지보다 다소 높게 나타났지만, 배지 가격에 비하면 BB배지가 더 높은 항균력을 나타냈다. 또한, B. amyloliquefaciens Y1 배양여액 (bacterial culture filtrate)을 이용한 항균활성 실험에서 B. amyloliquefaciens Y1의 배양 기간이 길수록, 처리농도가 높을수록, 항균활성이 높게 나타나는 것으로 조사되었다. 특히 B. amyloliquefaciens Y1을 15일 배양한 배양여액을 50%농도로 처리했을 때 R. solani 및 B. cinerea 에 대한 생장 억제율이 100%로 나타났다. B. amyloliquefaciens Y1이 생산하는 항균물질을 분리 및 동정하기 위해 배양여액을 다양한 유기용매로 추출한 결과, ethyl acetate 분획에서 가장 높은 항균 활성효과를 보여 ethyl acetate 추출물을 silica gel column chromatography 및 Sephadex LH-20 등을 이용하여 항균물질을 정제 하였다. 정제된 항균물질을 HPLC를 이용하여 단리 한 후 Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Liquid Chromatography Mass Spectrometry (LC-MS) 및 High Resolution Mass Spectrometery (HR-MS) 등을 이용하여 동정하였다. 항균물질 동정 결과 Bacillomycin D로 확인되었다. B. amyloliquefaciens Y1을 autoclave를 이용한 멸균 배지와 H2O2를 이용하여 살균한 배지에 접종 한 후 cell growth 및 배양액의 pH 및 EC (electrical conductivity) 변화를 측정하였다. 또한 biosurfactant 생성과 chitinase, β-1,3-glucanase 및 protease 등의 효소 활성을 비교 조사 하였다. 조사결과, cell growth는 두 배지 모두에서 동일하게 3일째 가장 높게 관찰되었다. 두 배양액의 pH 변화는 둘 다 8.0의 값을 유지하였으나, 8.0의 값에 도달 기간이 각각 autoclave 처리 배지 (멸균배양)는 2일 및 H2O2 처리 배지 (비멸균배양)는 14일로 차이가 있었다. 표면장력의 경우 각각 38.3mN m-1 및 43.8mN m-1로 H2O2 처리 배지가 5.5mN m-1 만큼 표면장력이 높게 나타났다. 즉, H2O2 처리 배지에 B. amyloliquefaciens Y1를 배양했을 때 biosurfactant 생성량이 autoclave 처리 배지보다 다소 줄어든 것으로 사료된다. Chitinase, β-1,3-glucanase 및 protease 활성은 각각 autoclave 처리 배지 4.7, 8.4 및 7.4unit ml-1과 H2O2 처리 배지 3.3, 1.1 및 15.0unit ml-1로 나타났다. 결론적으로, H2O2 처리, 특정온도 구배와 기질을 이용하여 autoclave 멸균 처리 없이 B. amyloliquefaciens Y1를 선택 배양할 수 있는 가능성을 확인하였다. 더 나아가 이러한 기술을 이용하면 농가 현장에서 B. amyloliquefaciens Y1을 저가의 비용으로 대량 배양하여 현장에서 사용할 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구는 대두박으로부터 분리한 Bacillus amyloliquefaciens Y1 의 특성구명과 비멸균배양 기술 개발을 통한 Y1의 농가현장대량배양 가능성을 확인하기 위하여 한 실험이다. 조사결과, B. amyloliquefaciens Y1은 siderophore 분비 하였고, 인가용화 (phosphate solubilization) 활성과 gelatinase, lipase 및 protease 등의 효소 활성을 나타내었다. B. amyloliquefaciens Y1은 CP (colloidal chitin with potato dextrose) 및 BB (blue brown) agar 배지를 이용한 항균활성 조사에서 Rhizoctonia solani, Colletotrichum gloeosporioides, Botrytis cinerea, Phytophthora capsici, Fusarium oxysporum 및 Fusarium graminearum 의 성장을 억제하였다. CP 배지에서의 항균활성이 BB 배지보다 다소 높게 나타났지만, 배지 가격에 비하면 BB배지가 더 높은 항균력을 나타냈다. 또한, B. amyloliquefaciens Y1 배양여액 (bacterial culture filtrate)을 이용한 항균활성 실험에서 B. amyloliquefaciens Y1의 배양 기간이 길수록, 처리농도가 높을수록, 항균활성이 높게 나타나는 것으로 조사되었다. 특히 B. amyloliquefaciens Y1을 15일 배양한 배양여액을 50%농도로 처리했을 때 R. solani 및 B. cinerea 에 대한 생장 억제율이 100%로 나타났다. B. amyloliquefaciens Y1이 생산하는 항균물질을 분리 및 동정하기 위해 배양여액을 다양한 유기용매로 추출한 결과, ethyl acetate 분획에서 가장 높은 항균 활성효과를 보여 ethyl acetate 추출물을 silica gel column chromatography 및 Sephadex LH-20 등을 이용하여 항균물질을 정제 하였다. 정제된 항균물질을 HPLC를 이용하여 단리 한 후 Nuclear Magnetic Resonance (NMR), Liquid Chromatography Mass Spectrometry (LC-MS) 및 High Resolution Mass Spectrometery (HR-MS) 등을 이용하여 동정하였다. 항균물질 동정 결과 Bacillomycin D로 확인되었다. B. amyloliquefaciens Y1을 autoclave를 이용한 멸균 배지와 H2O2를 이용하여 살균한 배지에 접종 한 후 cell growth 및 배양액의 pH 및 EC (electrical conductivity) 변화를 측정하였다. 또한 biosurfactant 생성과 chitinase, β-1,3-glucanase 및 protease 등의 효소 활성을 비교 조사 하였다. 조사결과, cell growth는 두 배지 모두에서 동일하게 3일째 가장 높게 관찰되었다. 두 배양액의 pH 변화는 둘 다 8.0의 값을 유지하였으나, 8.0의 값에 도달 기간이 각각 autoclave 처리 배지 (멸균배양)는 2일 및 H2O2 처리 배지 (비멸균배양)는 14일로 차이가 있었다. 표면장력의 경우 각각 38.3mN m-1 및 43.8mN m-1로 H2O2 처리 배지가 5.5mN m-1 만큼 표면장력이 높게 나타났다. 즉, H2O2 처리 배지에 B. amyloliquefaciens Y1를 배양했을 때 biosurfactant 생성량이 autoclave 처리 배지보다 다소 줄어든 것으로 사료된다. Chitinase, β-1,3-glucanase 및 protease 활성은 각각 autoclave 처리 배지 4.7, 8.4 및 7.4unit ml-1과 H2O2 처리 배지 3.3, 1.1 및 15.0unit ml-1로 나타났다. 결론적으로, H2O2 처리, 특정온도 구배와 기질을 이용하여 autoclave 멸균 처리 없이 B. amyloliquefaciens Y1를 선택 배양할 수 있는 가능성을 확인하였다. 더 나아가 이러한 기술을 이용하면 농가 현장에서 B. amyloliquefaciens Y1을 저가의 비용으로 대량 배양하여 현장에서 사용할 수 있을 것으로 사료된다.
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