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문제 정의
- 따라서, 본 연구에서는 제조 방법이 다른 3가지 nano- silver 용액을 사용하여 식물병원성 세균에 대하여 생장 억제 효과 및 살균효과를 검정하여 식물병원성 세균에 의한 병해의 방제 활용 가능성을 조사하였다.
제안 방법
- wiichigcmensis를 포함한 10가지 균주를 대상으로 실험을 수행 하였다. Nano-silver 용액은 바이오 (주)플러스에서 제공된 WA-CV-WA13B, WA-AT-WB13R 과 WA-PR- WB13R 용액을 사용하였으며, 10 ppm, 25 ppm, 50 ppm, 100 ppm 농도로 nano-silver 용액을 배지에 첨가하여 nanosilver 배지를 제조한 후 실험대상 세균 균주를 72h 배양 후 생장억제 정도를 관찰하기 위하여 세균의 colony 수를 세었다. 실험 결과, WA-CV-WA13B 용액의 경우 C-1 에 대하여 10 ppm에서도 높은 생장 억제 효과를 나타냈고, P-6, X-1, 그리고 X-2에 대해서도 생장억제 효과를 나타냈고, WA-AT-WB13R 용액의 경우 10ppm의 농도에서 P-6에 대하여 살균효과가 나타났다.
- 0x10s CFU/mQ로 제조하여 사용하였다. 각각 고체 배지에 nano- silver 용액을 10 ppm, 25 ppm, 50 ppm, 100 ppm의 농도로 첨가하여 배지를 조제하였다. 희석된 세균을 10 ul씩 각각의 고체배지에 접종하여 도말하였다.
-
항균 활성 검정 in vitro 실험.
대상 데이터
- subsp. wiichigcmensis를 포함한 10가지 균주를 대상으로 실험을 수행 하였다. Nano-silver 용액은 바이오 (주)플러스에서 제공된 WA-CV-WA13B, WA-AT-WB13R 과 WA-PR- WB13R 용액을 사용하였으며, 10 ppm, 25 ppm, 50 ppm, 100 ppm 농도로 nano-silver 용액을 배지에 첨가하여 nanosilver 배지를 제조한 후 실험대상 세균 균주를 72h 배양 후 생장억제 정도를 관찰하기 위하여 세균의 colony 수를 세었다.
- 기내실험에 사용한 균주는 각종 과채류 작물에 병을 야기 시키는 세균 10개의 균주를 사용하였다. 균주는 농촌진흥청 농용미생물 보존센터 (Korean Agricultural Culture Collection, KACC)로 부터 분양 받은 균주를 실험에 사용하였으며, Clavibacter michiganensis subsp.
- 본 실험에 사용한 nano-silver 용액은 제조 방법이 다른 WA-CV-WA13B(CV), WA-AT- WB13R(AT), WA-PR-WB13R(PR) 3가지 용액을 사용하였으며, 포항공대의 바이오 플러스(주)에서 1,000 ppm 농도로 제공 받아 각 처리에 맞는 농도로 증류수를 이용하여 희석하여 사용하였으며, 저장은 4℃ 냉장 보관하여 필요할 때 마다 꺼내어 사용하였다(Table 1).
- 본 연구에 사용된 nano-silver 용액은 (주)바이 오플러스에 의하여 제공되었으며, 실험에 사용된 균주는 KACC에의하여 제공되었음. 본 연구는 농림수산식품부에서 지원한 농림기술개발사업(과제번호: 307005-3)의 지원에 의하여 수행된 결과의 일부임.
- michiganensise: 포함하여 10개 세균 균주는 Table 2와 같다. 세균 배양에 사용한 배지로는 YPG(Yeast Peptone Glucose), YGC(Yeast Extract Glucose Carbonate), NA(Nutrient Agar), MNA(Nutrient OXOID CM3 with Phosphate)를 사용하였다.
- 항균 활성 검정을 위하여 선발된 10종의 세균 균주를 각각의 한천배지에 제조 방법이 다른 3가지 nano-silver용액을 사용하였다. 분양받은 세균을 각 액체배지에 접종 후 진탕배양기 (3VC, 170 rpm) 에서 24시간 동안 배양하였다.
성능/효과
- 170rpm) 후 l.OxlO/FU/m/ 농도로 희석하여 10 ppm, 25 ppm, 50 ppm, 100 ppm 은 나노 용액 이 첨 가된 각 고체배지에 도말하여 접종하고 72시간 후, colony counting을 하여 생육 억제 능력을 확인한 결과, 25 ppm 이상에서 살균효과를 나타냈다. WA-CV-WA13B 용액의 경우 C-1에 대하여 10ppm에서도 높은 생장 억제 효과를 나타냈고, P-6, X-1, 그리고 X-2에 대해서도 생장억제 효과를 나타냈다.
- WA-PR-MB13R용액 10ppm 혹은 그 이상의 농도는 P-5, P-6, 그리고 X-2에 대하여 살균효과를 나타내었다. P-6 균주가 WA-CV-WA13B 용액에서 30% 정도 생장이 감소하였고, WA-AT-WB13R 용액 10 ppm에서 살균된 것으로 보아 P-6 균주가 nano-silver 용액에 대하여 감수성이 것으로 판단된다. 실험대상 식물병원성 세균의 경우 다른 nano-silver 용액에서와 마찬가지로 WA-PR-WB13R 용액 의 경우도 25 ppm 이상의 농도에서는 모두 자라지 않았다.
- 1, Table 3). WA- AT-WB13R 용액이 농도별로 첨가된 각 고체배지에서 72 시간 배양 후 세균의 colony를 계수한 결과, 10ppm의 농도에서 P-6에 대하여 살균효과가 나타났다. 10 ppm의 농도에서는 C-l, X-1, 그리고 X-2에 대해서 약간의 생장 억제 효과가 관찰되었다.
- 10 ppm의 농도에서는 C-l, X-1, 그리고 X-2에 대해서 약간의 생장 억제 효과가 관찰되었다. WA-CV-WA13B 용액에서와 마찬가지 로 WA-AT-WB13R 용액 의 경우도 25 ppm 혹은 그 이상의 농도에서 모든 실험대상 식물병원세균의 생장을 완전히 억제시킨 것이 관찰되었다(Fig. 2, Table 3). WA- PR-MB13R용액이 각 농도별로 첨가된 각 고체배지에서 72시간 배양 후, 세균의 colony를 계수한 결과(Fig.
- 다른 세균에서는 25 ppm 이 상에서 살균 효과를 나타냈다. WA-CV-WA13B용액의 경우 10ppm의 농도에서는 Control에 비해 C-1 을 제외하고는 낮은 생장도에서는 전혀 효과가 나타나지 않았고, 오히려 colony 수가 증가한 것은 nano-silver 용액이 전혀 생장억제 효과를 나타내지 않은 것으로 판단된다(Fig. 1, Table 3). WA- AT-WB13R 용액이 농도별로 첨가된 각 고체배지에서 72 시간 배양 후 세균의 colony를 계수한 결과, 10ppm의 농도에서 P-6에 대하여 살균효과가 나타났다.
- Nano-silver 용액은 바이오 (주)플러스에서 제공된 WA-CV-WA13B, WA-AT-WB13R 과 WA-PR- WB13R 용액을 사용하였으며, 10 ppm, 25 ppm, 50 ppm, 100 ppm 농도로 nano-silver 용액을 배지에 첨가하여 nanosilver 배지를 제조한 후 실험대상 세균 균주를 72h 배양 후 생장억제 정도를 관찰하기 위하여 세균의 colony 수를 세었다. 실험 결과, WA-CV-WA13B 용액의 경우 C-1 에 대하여 10 ppm에서도 높은 생장 억제 효과를 나타냈고, P-6, X-1, 그리고 X-2에 대해서도 생장억제 효과를 나타냈고, WA-AT-WB13R 용액의 경우 10ppm의 농도에서 P-6에 대하여 살균효과가 나타났다. 10 ppm의 농도에서는 C-1, X-1, 그리고 X-2에 대해서 약간의 생장억제 효과가 관찰 되었다.
- WA-PR-WB13R 용액의 경우 10ppm 혹은 그 이상의 농도가 P-5, P-6, 그리고 X-2 균주에 대하여 살균 효과를 나타내었다. 실험에 사용된 3가지 nano-silver 용액 모두 25ppm 이상에서 모든 실험대상 식물병원성 세균에 대하여 살균효과를 나타내었으며, 이러한 결과는 nano-silver 용액을 식물병원성 세균의 방제제로 활용할 수 있는 가능성을 보여주는 결과라고 판된다.
후속연구
- 이러한 nano-silver 용액의 식물병원성 세균에 대한 살균 효과기작은 추가적인 연구가 필요하며, 살균기작에 대한 예비 연구를 위한 TEM 관찰 결과, 세균의 세포벽 주변에 nano-silver 입자가 밀집하는 것을 관찰할 수 있었으며(미발표자료, Thurman 등, 1989), 이들 세포벽에 밀집된 nano-silver 입자가 미생물의 세포막을 크게 손상시키는 것으로 추정되며, 이와 관련해 nano-silver 입자가 미생물의 세포막을 크게 손상시킨다는 연구 결과도 발표되 었으며(Nel 등, 2003; Yeo 등, 2003), nano-silver 입자가 세포막을 손상시켜 미생물을 불활성화 시킨다는 주장도 발표된 바 있다(Hwang 등, 2008). 본 연구를 통해, 인체에 무해하고 안정성이 뛰어난 nano-silver 용액을 이용하여, 농산물의 생산을 늘리고, 환경오염의 피해를 줄일 수 있으며, 나노 입자를 사용함으로써 농약의 남용을 줄이고, 환경도 개선할 수 있을 것으로 기대된다. 저농도로 효과를 증대하여 농가에 농업경영에 비용을 줄임으로써, 경제적이고, 친환경 농업에 사용됨에 따라 농산물 경쟁력 강화될 것으로 기대된다.
- 본 연구를 통해, 인체에 무해하고 안정성이 뛰어난 nano-silver 용액을 이용하여, 농산물의 생산을 늘리고, 환경오염의 피해를 줄일 수 있으며, 나노 입자를 사용함으로써 농약의 남용을 줄이고, 환경도 개선할 수 있을 것으로 기대된다. 저농도로 효과를 증대하여 농가에 농업경영에 비용을 줄임으로써, 경제적이고, 친환경 농업에 사용됨에 따라 농산물 경쟁력 강화될 것으로 기대된다.
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