곤충병원성 진균은 농업 및 원해 해충을 친환경적으로 방제할 수 있는 미생물 소재이다. 이러한 살충성 미생물의 현장 적용을 위한 산업화를 위해서는 진균의 경제적인 생산성 확보와 장기간 유통이 가능한 안정성을 향상시키는 것이 중요하다. 현재까지, 실험실 조건에서 살충성 (곤충에 대한 병원성)이 확인된 다양한 곤충병원성 진균이 있었음에도 불구하고, 생산성 및 안정성이 충분히 높지 않아. 실제로 현장에 적용된 예는 많지 않다. 여러 종의 곤충병원성 진균 중에서, Isaria javanica는 ...
곤충병원성 진균은 농업 및 원해 해충을 친환경적으로 방제할 수 있는 미생물 소재이다. 이러한 살충성 미생물의 현장 적용을 위한 산업화를 위해서는 진균의 경제적인 생산성 확보와 장기간 유통이 가능한 안정성을 향상시키는 것이 중요하다. 현재까지, 실험실 조건에서 살충성 (곤충에 대한 병원성)이 확인된 다양한 곤충병원성 진균이 있었음에도 불구하고, 생산성 및 안정성이 충분히 높지 않아. 실제로 현장에 적용된 예는 많지 않다. 여러 종의 곤충병원성 진균 중에서, Isaria javanica는 딱정벌레목과 나비목과 같은 다양한 곤충을 숙주로 증식하는 곤충병원성 미생물로, 생물학적 방제제로서 개발될 수 있는 우수한 소재이다. 본 연구에서는 I. javanica FG340과 Pf04 두 균주의 형태적 특성, 유전학적 특성을 살펴 보았으며, 갈색거저리, 담배가루이, 오이총채벌레, 톱다리개미허리노린재 와 같은 다양한 곤충에서의 살충성 (병원성)을 분석하였다. 또한 두 균주의 포자 대량 생산 및 포자의 안정성을 연구하기 위하여, 다양한 곡물 기질에 균주를 배양 한 후 포자의 생산성 및 열안정성을 비교하였다. 추가적으로 두 균주의 열안정성을 향상시키기 위하여, 환경조건 변화 (UV-C 노출)를 통하여 자연 변이주를 유도하였다. FG340과 Pf04 두 균주를 Petri-dish (90 × 15 mm)조건에서 12가지 곡물에 고체 배양을 진행한 결과, 기장, 보리, 쌀, 조 에서 1 × 109conidia/g이상의 포자 생산성을 확인할 수 있었다. 또한 곡물배지인 조에서 배양되어 수확된 포자에서 열안정성이 가장 높은 것으로 확인되었다. 수확된 포자를 현장적에서 경엽 및 관주 살포용으로 적용하기 위하여, 포자 현탁액을 효과적으로 제조할 수 있는 계면활성제를 선발하였다 (고체배양 산물에서 포자를 용출시키기 위한 용도의 계면활성제). FG340과 Pf04 균주는 UV-C 자외선에 노출되었을 때, 일부 열안정성이 향상된 자연 변이주가 유도되었다. 본 연구를 요약하면, 첫째, 4가지 해충에 대한 I. javanica FG340과 Pf04의 살충성 검정을 통해 농업 해충 방제에 효과적으로 적용이 가능한 소재임을 확인하였으며, 둘째, 포자 생산성 및 열안정성을 향상시킬 수 있는 곡물 기질인 조와 기장을 선발하였으며, 마지막으로 UV-C와 같은 환경 조건 변화를 통하여 열안정성이 향상된 균주 개량이 가능함을 확인하였다. 앞으로 추가적인 현장적용 기반연구를 통하여 본 연구의 산업화가 이뤄질 수 있도록 노력할 예정이다.
곤충병원성 진균은 농업 및 원해 해충을 친환경적으로 방제할 수 있는 미생물 소재이다. 이러한 살충성 미생물의 현장 적용을 위한 산업화를 위해서는 진균의 경제적인 생산성 확보와 장기간 유통이 가능한 안정성을 향상시키는 것이 중요하다. 현재까지, 실험실 조건에서 살충성 (곤충에 대한 병원성)이 확인된 다양한 곤충병원성 진균이 있었음에도 불구하고, 생산성 및 안정성이 충분히 높지 않아. 실제로 현장에 적용된 예는 많지 않다. 여러 종의 곤충병원성 진균 중에서, Isaria javanica는 딱정벌레목과 나비목과 같은 다양한 곤충을 숙주로 증식하는 곤충병원성 미생물로, 생물학적 방제제로서 개발될 수 있는 우수한 소재이다. 본 연구에서는 I. javanica FG340과 Pf04 두 균주의 형태적 특성, 유전학적 특성을 살펴 보았으며, 갈색거저리, 담배가루이, 오이총채벌레, 톱다리개미허리노린재 와 같은 다양한 곤충에서의 살충성 (병원성)을 분석하였다. 또한 두 균주의 포자 대량 생산 및 포자의 안정성을 연구하기 위하여, 다양한 곡물 기질에 균주를 배양 한 후 포자의 생산성 및 열안정성을 비교하였다. 추가적으로 두 균주의 열안정성을 향상시키기 위하여, 환경조건 변화 (UV-C 노출)를 통하여 자연 변이주를 유도하였다. FG340과 Pf04 두 균주를 Petri-dish (90 × 15 mm)조건에서 12가지 곡물에 고체 배양을 진행한 결과, 기장, 보리, 쌀, 조 에서 1 × 109conidia/g이상의 포자 생산성을 확인할 수 있었다. 또한 곡물배지인 조에서 배양되어 수확된 포자에서 열안정성이 가장 높은 것으로 확인되었다. 수확된 포자를 현장적에서 경엽 및 관주 살포용으로 적용하기 위하여, 포자 현탁액을 효과적으로 제조할 수 있는 계면활성제를 선발하였다 (고체배양 산물에서 포자를 용출시키기 위한 용도의 계면활성제). FG340과 Pf04 균주는 UV-C 자외선에 노출되었을 때, 일부 열안정성이 향상된 자연 변이주가 유도되었다. 본 연구를 요약하면, 첫째, 4가지 해충에 대한 I. javanica FG340과 Pf04의 살충성 검정을 통해 농업 해충 방제에 효과적으로 적용이 가능한 소재임을 확인하였으며, 둘째, 포자 생산성 및 열안정성을 향상시킬 수 있는 곡물 기질인 조와 기장을 선발하였으며, 마지막으로 UV-C와 같은 환경 조건 변화를 통하여 열안정성이 향상된 균주 개량이 가능함을 확인하였다. 앞으로 추가적인 현장적용 기반연구를 통하여 본 연구의 산업화가 이뤄질 수 있도록 노력할 예정이다.
A group of entomopathogenic fungi has a big potential to control agricultural insect pests. However, optimizing conidial production systems to support high productivity and conidial stability still needs additional efforts for successful field application and industrialization. Although many virulen...
A group of entomopathogenic fungi has a big potential to control agricultural insect pests. However, optimizing conidial production systems to support high productivity and conidial stability still needs additional efforts for successful field application and industrialization. Although many virulent entomopathogenic fungal isolates have been investigated as potential candidates in a laboratory environment, very few of the isolates are being used in practice for application in agricultural fields as commercial products. Isaria javanica is an entomopathogenic fungus that is pathogenic to diverse coleopteran and lepidopteran insects and thought to be a good candidate as biopesticides. In this work, the basic characteristics of two entomopathogenic I. javanica FG340 and Pf04, were investigated in morphological features, genetic identification, and virulence against diverse coleopteran and lepidopteran insects, such as Thrips palmi, Riptortus pedestris, Bemisia tabaci, and Tenebrio molitor. The feasibility of grains substrates for conidial production was assessed, particularly focusing on conidial productivity and thermotolerance. Moreover, thermotolerance of the Isaria isolates was improved by exposing the isolates to environmental stress. I. javanica FG340 and Pf04 conidia were solid-cultured on 12 grains for 14 days in Petri dish conditions. Of the tested substrates, Italian millet, perilla seed, millet and barley-based cultures showed high conidial production. The four-grain substrates produced more than 1 × 109 conidia/g of substrates in I. javanica FG340 and Pf04. Both of two isolates had enhanced thermotolerance when cultured on Italian millet. In application, it was easy to make a conidial suspension using the cultured grains. And several surfactants were tested to release conidia from the cultured grain substrates. In addition, the two I. javanica isolates showed high thermotolerance when exposed to UV-C radiation. In summary, first the fungal thermotolerant conidia can be produced by the two methods, grain-based solid culture system and exposure to UV-C radiation. Secondly the I. javanica showed high virulence against diverse coleopteran and lepidopteran insects. Lastly this work suggests several possible inexpensive grain substrates by which to promote conidial production combined with enhanced stability against exposure to high temperature.
A group of entomopathogenic fungi has a big potential to control agricultural insect pests. However, optimizing conidial production systems to support high productivity and conidial stability still needs additional efforts for successful field application and industrialization. Although many virulent entomopathogenic fungal isolates have been investigated as potential candidates in a laboratory environment, very few of the isolates are being used in practice for application in agricultural fields as commercial products. Isaria javanica is an entomopathogenic fungus that is pathogenic to diverse coleopteran and lepidopteran insects and thought to be a good candidate as biopesticides. In this work, the basic characteristics of two entomopathogenic I. javanica FG340 and Pf04, were investigated in morphological features, genetic identification, and virulence against diverse coleopteran and lepidopteran insects, such as Thrips palmi, Riptortus pedestris, Bemisia tabaci, and Tenebrio molitor. The feasibility of grains substrates for conidial production was assessed, particularly focusing on conidial productivity and thermotolerance. Moreover, thermotolerance of the Isaria isolates was improved by exposing the isolates to environmental stress. I. javanica FG340 and Pf04 conidia were solid-cultured on 12 grains for 14 days in Petri dish conditions. Of the tested substrates, Italian millet, perilla seed, millet and barley-based cultures showed high conidial production. The four-grain substrates produced more than 1 × 109 conidia/g of substrates in I. javanica FG340 and Pf04. Both of two isolates had enhanced thermotolerance when cultured on Italian millet. In application, it was easy to make a conidial suspension using the cultured grains. And several surfactants were tested to release conidia from the cultured grain substrates. In addition, the two I. javanica isolates showed high thermotolerance when exposed to UV-C radiation. In summary, first the fungal thermotolerant conidia can be produced by the two methods, grain-based solid culture system and exposure to UV-C radiation. Secondly the I. javanica showed high virulence against diverse coleopteran and lepidopteran insects. Lastly this work suggests several possible inexpensive grain substrates by which to promote conidial production combined with enhanced stability against exposure to high temperature.
주제어
#entomopathogenic fungi mass production thermotolerance solid culture virulence UV-C radiation
학위논문 정보
저자
박소은
학위수여기관
전북대학교 일반대학원
학위구분
국내석사
학과
농생물학
지도교수
김재수
발행연도
2019
총페이지
vi, 46 p.
키워드
entomopathogenic fungi mass production thermotolerance solid culture virulence UV-C radiation
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