거미는 육식동물로 구강의 소화라는 독특한 방법을 통하여 곤충을 비롯한 작은 동물을 먹이자원으로 이용한다. 거미의 독샘에 함유되어 있는 단백질 분해 효소 환만 아니라 소화관에 존재하는 미생물도 거미의 소화에 중요한 역할을 할 것으로 추정된다. 본 연구에서는 한국산 무당거미(Nephila clavata)의 소화관내 미생물 군집의 분포와 단백질 및 지질 분해능을 확인하고, 거미의 장내 미생물을 분리 .동정하고자 하였다. 한국산 무당거미의 소화관에 존재하는 총 개체수는 거미 18개체를 통합하여 처리하였을 때와 개체별로 처리하였을 때 모두 거미 한 마리당 $10^3-10^5$CFUs 로 매우 유사하였다. 계수된 미생물 중에서 90% 이상이 단백질 또는 지질 분해능을 나타내었다. 그리고 계수된 미생물 중에서 군종별로 1균주씩 순수 분리하였고, 분리된 미생물 중 63.3%가 각각 단백질 또는 지질 분해능을 나타내었고, 이중 50%의 균주는 단백질과 지질 분해능을 동시에 함유하는 것으로 나타났다. 형태적, 생리 .생화학적 방법을 통하여 동정한 결과, 11종류의 그람음성균(Acinetobacter calcoaceticus, A. haemolyticus, Aicaligenes faecalis, Cedecea davisae, C. neteri, Klebsiella pneumoniae, Proteus vulgaris, Pseudomonas fluorescens, Serratia marcescens, Stenotraphamonas maltophilia, Suttonella indologenes)과 11종류의 그람양성균(Bacillus cereus, B. coagulans, B. pasteurii, B. thuringiensis, Cellulomonas flavigena, Corynebacterium martruchotii, Enterococcus durans, E. faecalis, Micrococcus luteus, Staphylococcus huminis, S. sciuri)으로 분류되었다.
거미는 육식동물로 구강의 소화라는 독특한 방법을 통하여 곤충을 비롯한 작은 동물을 먹이자원으로 이용한다. 거미의 독샘에 함유되어 있는 단백질 분해 효소 환만 아니라 소화관에 존재하는 미생물도 거미의 소화에 중요한 역할을 할 것으로 추정된다. 본 연구에서는 한국산 무당거미(Nephila clavata)의 소화관내 미생물 군집의 분포와 단백질 및 지질 분해능을 확인하고, 거미의 장내 미생물을 분리 .동정하고자 하였다. 한국산 무당거미의 소화관에 존재하는 총 개체수는 거미 18개체를 통합하여 처리하였을 때와 개체별로 처리하였을 때 모두 거미 한 마리당 $10^3-10^5$CFUs 로 매우 유사하였다. 계수된 미생물 중에서 90% 이상이 단백질 또는 지질 분해능을 나타내었다. 그리고 계수된 미생물 중에서 군종별로 1균주씩 순수 분리하였고, 분리된 미생물 중 63.3%가 각각 단백질 또는 지질 분해능을 나타내었고, 이중 50%의 균주는 단백질과 지질 분해능을 동시에 함유하는 것으로 나타났다. 형태적, 생리 .생화학적 방법을 통하여 동정한 결과, 11종류의 그람음성균(Acinetobacter calcoaceticus, A. haemolyticus, Aicaligenes faecalis, Cedecea davisae, C. neteri, Klebsiella pneumoniae, Proteus vulgaris, Pseudomonas fluorescens, Serratia marcescens, Stenotraphamonas maltophilia, Suttonella indologenes)과 11종류의 그람양성균(Bacillus cereus, B. coagulans, B. pasteurii, B. thuringiensis, Cellulomonas flavigena, Corynebacterium martruchotii, Enterococcus durans, E. faecalis, Micrococcus luteus, Staphylococcus huminis, S. sciuri)으로 분류되었다.
Spiders are carnivores that prey upon insects and other small arthropods through digestion of food outside the body. Although spider poison may contain proteolytic enzymes, these are thought to play an insignificant role in actual digestion. The source of active proteolytic enzymes can be either the...
Spiders are carnivores that prey upon insects and other small arthropods through digestion of food outside the body. Although spider poison may contain proteolytic enzymes, these are thought to play an insignificant role in actual digestion. The source of active proteolytic enzymes can be either the digestive tract cells of spider, or natural microbial flora in the digestive tract of spider. In this study, digestive tracts from the spider, Nephila clavata, were screened for bacteria that have protease or lipase activity. A total of $10^3-10^5$ CFU was recovered from a spider and more than 90% of them showed protease and lipase activity respectively. Of the microbial isolates, 63.3% showed protease or lipase activity, and 50% of these showed both protease and lipase activity. Some of the isolates were characterized using a battery of chemical, phenotypic and genotypic methods. Eleven Gram negative bacteriaa (Acinetobacter calcoaceticus, A. haemolyticus, Alcaligenes faecalis, Cedecea davisae, C. neteri, Klebsiella pneumoniae, Proteus vulgaris, Pseudomonas fluorescens, Serratia marcescens, Stenotrophomonas maltophilia, Suttonella indologenes) and 11 Gram positive bacteria (Bacillus cereus, B. coagulans, B. pasteurii, B. thuringiensis, Cellulomonas flavigena, Corynebacterium martruchotii, Enterococcus durans, E. faecalis, Micrococcus luteus, Staphylococcus hominis, S. sciuri) were identified.
Spiders are carnivores that prey upon insects and other small arthropods through digestion of food outside the body. Although spider poison may contain proteolytic enzymes, these are thought to play an insignificant role in actual digestion. The source of active proteolytic enzymes can be either the digestive tract cells of spider, or natural microbial flora in the digestive tract of spider. In this study, digestive tracts from the spider, Nephila clavata, were screened for bacteria that have protease or lipase activity. A total of $10^3-10^5$ CFU was recovered from a spider and more than 90% of them showed protease and lipase activity respectively. Of the microbial isolates, 63.3% showed protease or lipase activity, and 50% of these showed both protease and lipase activity. Some of the isolates were characterized using a battery of chemical, phenotypic and genotypic methods. Eleven Gram negative bacteriaa (Acinetobacter calcoaceticus, A. haemolyticus, Alcaligenes faecalis, Cedecea davisae, C. neteri, Klebsiella pneumoniae, Proteus vulgaris, Pseudomonas fluorescens, Serratia marcescens, Stenotrophomonas maltophilia, Suttonella indologenes) and 11 Gram positive bacteria (Bacillus cereus, B. coagulans, B. pasteurii, B. thuringiensis, Cellulomonas flavigena, Corynebacterium martruchotii, Enterococcus durans, E. faecalis, Micrococcus luteus, Staphylococcus hominis, S. sciuri) were identified.
012 g; Agar, 20 g/l) 배지를 사용흐]였으며, H2S 생성은 kligler's iron agar 배지를 이용하여 검증하였다 (3). Nitrate 환원과 탈질산화는 Durham's tube를 사용하여 질소가스의 생성 여부로 조사하였다 (11). 아미노산 (Sigma, St.
개체별 소화관 내 미생물 군집을 조사하기 위하여임의로 선발된 한국산 무당거미 자성 성체로부터 개체별로 소화관을 적출하 여 미생물 군집을 계수하였다. 호기적으로 배양된 미생물 군락을 육안으로 구분하여 계수한 결과 개체별로는 103 〜 106 CFUs/ spider로 10개체를 통합하여 처리하였을 때와 유사하였으나 미생물군종은 개체별로 차이가 심하여 다양한 군종이 나타나는 개체와 일부 군종만이 나타나는 개체로 크게 구분되었다 (Table 1B).
5~2 ml에 첨가하여 homogenization 후 연속 희석법으로 희석하여 plate count agar(PCA, Difco) 배지에 도말하고 30℃에서 3일간 배양하면서 매일 관찰하여 군종별로 관찰하였다. 군종별 계수는 육안으로 서로 다르게 보이는 미생물군집을 임의로 구분하여 수행하였으며 2차에 걸쳐 반복 실험하였다.
5%) 개가 지질분해능을 나타내었다. 그리고 개체별 미생물군집 조사에서 나타난 수종의 미생물 군락을 색깔, 형태 등 육안으로 구분이 가능한 방법으로 구분하고, 군종별로 1 균주씩 순수 분리하여 단백질 및 지질 분해능력을 조사하였다. 그 결과 순수 분리된 미생물 30균 주 중 단백질 또는 지 질 분해능을 갖는 균주가 각각 19균주(63.
미생물 군집의 조사에서 계수된 군종별로 3~5군락을 임의로 선택하여 단일 군락으로 순수 분리하였다. 순수 분리된 총 60여 균주의 미생물을 배지상에서의 군락의 형태와 광학현미경 관찰 및 그람 염색으로 그람 음성균과 그람 양성균으로 구분하였다.
본 연구에서는 최근 생물학적 방제의 매개체로서 각광을 받고 있는 거미 중 대형의 곤충도 포식할 수 있어 비교적 소화관이 잘 발달했을 것으로 생각되는 갈거미과 무당갈거미 속 중 유일하게 국내에서식하는 한국산 무당거미 (Nephila clavata)의 소화관 내 미생물의 분포 양상과 단백질 및 지질분해능을 조사하였고, 배양 가능한 장내 미생물을 분리하고 동정하였다.
한국산 무당거미 10마리의 개체로부터 미리 살균하여 준비된 면도날과 핀셋으로 거미의 큐티클성 외피를 조심스럽게 벗긴 후 소 화관(digestive tract, DT)을 분리하였다. 분리적출된 소화관을 멸균된 생리식염수 0.5~2 ml에 첨가하여 homogenization 후 연속 희석법으로 희석하여 plate count agar(PCA, Difco) 배지에 도말하고 30℃에서 3일간 배양하면서 매일 관찰하여 군종별로 관찰하였다. 군종별 계수는 육안으로 서로 다르게 보이는 미생물군집을 임의로 구분하여 수행하였으며 2차에 걸쳐 반복 실험하였다.
이들은 11종의 그 람음성균과 11종의 그람양성균으로 구분되었으며 동정을 위하여 생리 . 생화학적 특성 조사 및 세포지방산을 분석하였다.
광학현미경은 Nikon의 microphot-FXA 위상차현미경을 사용하였다. 세균의 편모와 형태를 관찰하기 위하여, 1% P1A를 사용하여 세균을 음염색하고, Philips의 CM20 투과 전자 현미경으로 관찰하였다. 주사 전자현미경으로 관찰하기 위하여 미생물을 2% glutaraldehyde(v/v)오} 0.
미생물 군집의 조사에서 계수된 군종별로 3~5군락을 임의로 선택하여 단일 군락으로 순수 분리하였다. 순수 분리된 총 60여 균주의 미생물을 배지상에서의 군락의 형태와 광학현미경 관찰 및 그람 염색으로 그람 음성균과 그람 양성균으로 구분하였다. 일차 구분된 미생물을 세포 지방산 분석으로 분류하여 동일 종 을 제외하고 총 22종의 미생물을 선택하였다.
Nitrate 환원과 탈질산화는 Durham's tube를 사용하여 질소가스의 생성 여부로 조사하였다 (11). 아미노산 (Sigma, St. Louis, Missouri USA) 의 decarboxylation 은 Moeller b* ase 사용하여 조사하였으며, 이에 사용된 모든 시험관에 멸균된 mineral oil을 떨어뜨렸다 (3). 탄소원으로부터의 산 생 성은 Leifson의 방법에 의해 결정하였다 (8).
한국산 무당거미 자성 성체로부터 소화관(중장, 가지 창자, 후장)을 분리하고 homogenization하여 전체 군집을 계수하고 그 결과에 근거하여 한plate당 30-300 CFU가 형성되도록 nutrient agar(NA, beef extract, 3 g; peptone, 5 g, Difco, USA) 배지에 도말하여 3(TC에서 3〜4일 동안 계속적으로 colony 형성을 관찰하였다. 이렇게 형성된 colony 중강한 단백질 분해능력을 보이는 균주를 선발하기 위하여 3% skim milk를 함유하는 brain heart infusion(BHI, calf brains, 200 g; beef heart, 250 g; proteose peptone, 10 g; dextrose, 2 g; NaCl, 5 g; NazPQ, 2.5 g/l, Difco, USA) 배지에 이들을 picking하고 30℃에서 15〜 18시간 배양하여 단백질 분해효소의 분비능력을 확인하였다. 지질 분해능은 NA(Difco) 배지에 1% tributyrin 및 3~5% tween 80(v/v)을 함유하는 배지를 이용하여 확인하였다.
세균의 편모와 형태를 관찰하기 위하여, 1% P1A를 사용하여 세균을 음염색하고, Philips의 CM20 투과 전자 현미경으로 관찰하였다. 주사 전자현미경으로 관찰하기 위하여 미생물을 2% glutaraldehyde(v/v)오} 0.1 M sodium cacodylate pH 7.4 완충용액에서 2시간 동안 고정하였고, 에탄올의 농도를 증가시키면서 탈수시킨 후, 임계점 건조기를 이용하여 건조하고 금으로 증착하였다.
5 g/l, Difco, USA) 배지에 이들을 picking하고 30℃에서 15〜 18시간 배양하여 단백질 분해효소의 분비능력을 확인하였다. 지질 분해능은 NA(Difco) 배지에 1% tributyrin 및 3~5% tween 80(v/v)을 함유하는 배지를 이용하여 확인하였다.
탄소원으로부터의 산 생 성은 Leifson의 방법에 의해 결정하였다 (8). 추가적인 생화학 실험은 API 20E, API 20NE(BioMerieux St. Louis, Missouri USA), Biolog GN, 그리고 Biolog GP(BIOLOG, MicroLogTM System, Release 4.0)의 상용되는 kit를 이용하여 수행하였다.
야외에서 채집하여 온 한국산 무당거미 자성 성체를 60일간 굶긴 후 70% 에탄올로 거미의 표면을 살균하여 사용하였다. 한국산 무당거미 10마리의 개체로부터 미리 살균하여 준비된 면도날과 핀셋으로 거미의 큐티클성 외피를 조심스럽게 벗긴 후 소 화관(digestive tract, DT)을 분리하였다. 분리적출된 소화관을 멸균된 생리식염수 0.
한국산 무당거미 자성 성체로부터 소화관(중장, 가지 창자, 후장)을 분리하고 homogenization하여 전체 군집을 계수하고 그 결과에 근거하여 한plate당 30-300 CFU가 형성되도록 nutrient agar(NA, beef extract, 3 g; peptone, 5 g, Difco, USA) 배지에 도말하여 3(TC에서 3〜4일 동안 계속적으로 colony 형성을 관찰하였다. 이렇게 형성된 colony 중강한 단백질 분해능력을 보이는 균주를 선발하기 위하여 3% skim milk를 함유하는 brain heart infusion(BHI, calf brains, 200 g; beef heart, 250 g; proteose peptone, 10 g; dextrose, 2 g; NaCl, 5 g; NazPQ, 2.
한국산 무당거미 총 10개체의 소화관에서 계수된 미생물 군 집중 일부를 선택하여 단백질 또는 지질분해능을 확인하였다. 선택된 미생물 colony 40개 중에서 38(95%) 개가 단백질 분해능을 나타내었고.
한국산 무당거미의 소화관 내 미생물 군집의 분포는 호기적으로 배양된 미생물 군락을 색깔, 형태 등 육안으로 구분이 가능한 방법으로 우선적으로 구분하여 각각의 군종을 따로 계수하였다. 통합한 10개체의 소화관에서 계수된 총 개체수는 103~105 CFUs/spider로 계수되었으며, 미생물군종별로는 수십CFU에서 104 CFU까지 다양하게 분포하였다(Table 1A).
대상 데이터
실험 곤충은 1997년 9부터 10월까지와 1998년 8월부터 10월까지 대전 및 충청남도 일원의 야외에서 채집한 무당거미 (Nephila davata)를 한국생명공학연구원 곤충자원실의 곤충 사육실(온도, 25+1℃; 상대습도, 60%; 광주기 16L:8D)에서 사육하면서 실험에 이용하였다.
야외에서 채집하여 온 한국산 무당거미 자성 성체를 60일간 굶긴 후 70% 에탄올로 거미의 표면을 살균하여 사용하였다. 한국산 무당거미 10마리의 개체로부터 미리 살균하여 준비된 면도날과 핀셋으로 거미의 큐티클성 외피를 조심스럽게 벗긴 후 소 화관(digestive tract, DT)을 분리하였다.
순수 분리된 총 60여 균주의 미생물을 배지상에서의 군락의 형태와 광학현미경 관찰 및 그람 염색으로 그람 음성균과 그람 양성균으로 구분하였다. 일차 구분된 미생물을 세포 지방산 분석으로 분류하여 동일 종 을 제외하고 총 22종의 미생물을 선택하였다. 이들은 11종의 그 람음성균과 11종의 그람양성균으로 구분되었으며 동정을 위하여 생리 .
데이터처리
Carrier gas는 고순도의 수소를 사용하였으며, 온도는 170℃에서 270℃로 분당 5℃씩 상승하도록 프로그램하였다. Fatty acid methyl esters의 분석과 정량은 MIS library generation software (Microbial ID)를 사용하여 수행하였으며, 결과는 MIDI Aerobe Library (version 3.8)와 비교하였다.
이론/모형
세포지방산의 성분을 조사하기 위하여 분리된 미생물을 trypticase soy agar에서 28℃로 24시간 동안 배양하였다. Fatty acid methyl esters는 Guckert 등(4)의 방법에 의해 준비하였고, 5% phenyl methyl silicone으로 채워진 silica capillary column (0.2 mm by 25 m; Hewlett-Packard)과 flame ionization detector 가 갖춰진 Hewlett-Packard 의 5890A gas chromatograph를 이용하여 분리하였다. Carrier gas는 고순도의 수소를 사용하였으며, 온도는 170℃에서 270℃로 분당 5℃씩 상승하도록 프로그램하였다.
미생물을 순수 분리하기 위한 colony의 형태 관찰은 색깔, 크기, 모양, elevation과 margin 등을 구분하는 방법으로 수행하였다(3, 7, 11). 광학현미경은 Nikon의 microphot-FXA 위상차현미경을 사용하였다. 세균의 편모와 형태를 관찰하기 위하여, 1% P1A를 사용하여 세균을 음염색하고, Philips의 CM20 투과 전자 현미경으로 관찰하였다.
Louis, Missouri USA) 의 decarboxylation 은 Moeller b* ase 사용하여 조사하였으며, 이에 사용된 모든 시험관에 멸균된 mineral oil을 떨어뜨렸다 (3). 탄소원으로부터의 산 생 성은 Leifson의 방법에 의해 결정하였다 (8). 추가적인 생화학 실험은 API 20E, API 20NE(BioMerieux St.
성능/효과
haemolyticus, Alcaligenes faecalis, Cedecea davisae, C. neteri, Klebsiella pneumoniae, Proteus vulgaris, Pseudomonas fluorescens, Serratia marcescens, Stenotrophomonas maltophilia, Suttonella indologenes 등으로 동정되었다(Table 4). 그리고 11종의 그람 양성균 역시 생리생화학적 특성조사(Table 5, 6)와 지방산 구성 분 석(Table 7) 그리고 전자현미경 관찰을 통한 실험 결과, Bacillus cereus, B.
그리고 개체별 미생물군집 조사에서 나타난 수종의 미생물 군락을 색깔, 형태 등 육안으로 구분이 가능한 방법으로 구분하고, 군종별로 1 균주씩 순수 분리하여 단백질 및 지질 분해능력을 조사하였다. 그 결과 순수 분리된 미생물 30균 주 중 단백질 또는 지 질 분해능을 갖는 균주가 각각 19균주(63.3%)로 나타났다. 그리고 분리된 30균주 중 15균주(50%)는 단백질과 지질분해능을 동시에 함유하는 것으로 나타났다.
neteri, Klebsiella pneumoniae, Proteus vulgaris, Pseudomonas fluorescens, Serratia marcescens, Stenotrophomonas maltophilia, Suttonella indologenes 등으로 동정되었다(Table 4). 그리고 11종의 그람 양성균 역시 생리생화학적 특성조사(Table 5, 6)와 지방산 구성 분 석(Table 7) 그리고 전자현미경 관찰을 통한 실험 결과, Bacillus cereus, B. coagulans, B. pasteurii, B. thuringiensis, Cellulomonas flavigena, Corynebacterium martruchotii. Enterococcus durans, E.
한국산 무당거미 총 10개체의 소화관에서 계수된 미생물 군 집중 일부를 선택하여 단백질 또는 지질분해능을 확인하였다. 선택된 미생물 colony 40개 중에서 38(95%) 개가 단백질 분해능을 나타내었고. 37(92.
이들 중곤충 혹은 절지동물과 연관되었음이 보고된 세균은 그람 음성균이 11종 중 6종, 그람 양성균이 11종 중 6종이었다. 분리된 미생물 중에서 A.
한국산 무당거미의 소화관 내 미생물 군집의 분포는 호기적으로 배양된 미생물 군락을 색깔, 형태 등 육안으로 구분이 가능한 방법으로 우선적으로 구분하여 각각의 군종을 따로 계수하였다. 통합한 10개체의 소화관에서 계수된 총 개체수는 103~105 CFUs/spider로 계수되었으며, 미생물군종별로는 수십CFU에서 104 CFU까지 다양하게 분포하였다(Table 1A).
한국산 무당거미의 소화기관에서 발견되는 미생물들이 무당거미의 소화와 관련되는 microflora를 형성하는지 혹은 기회주의적 감염에 의한 결과인지 여부는 명확하지 않다. 하지만 총 22종 중 16종의 미생물들이 곤충에 존재함이 보고되었거나 장내 미생물에 속하는 것으로 나타나는 점을 고려할 때 본 연구 결과가 유의성이 있다고 사료된다.
pasteurii는 아직 곤중과의 연관성이 알려지지 않았다. 한국산 무당거미의 소화관으로부터 분리된 세균 중 곤충이나 절지동물과 연관되었음이 알려져 있지 않은 10종의 세균 중 4종이 Enterobacteriaceae에 해당하였으며 나머지 6종 중 4종은 일반적인 자연환경에서 쉽게 관찰되는 종류에 해당하였다.
개체별 소화관 내 미생물 군집을 조사하기 위하여임의로 선발된 한국산 무당거미 자성 성체로부터 개체별로 소화관을 적출하 여 미생물 군집을 계수하였다. 호기적으로 배양된 미생물 군락을 육안으로 구분하여 계수한 결과 개체별로는 103 〜 106 CFUs/ spider로 10개체를 통합하여 처리하였을 때와 유사하였으나 미생물군종은 개체별로 차이가 심하여 다양한 군종이 나타나는 개체와 일부 군종만이 나타나는 개체로 크게 구분되었다 (Table 1B).
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