[논문]혼합 비티 독소단백질과 아이코사노이드 생합성 억제자를 이용한 약효 증진 기술

엄성현; 박영진; 김용균

doi:10.7585/kjps.2015.19.3.301

혼합 비티 독소단백질과 아이코사노이드 생합성 억제자를 이용한 약효 증진 기술
A Technique to Enhance Insecticidal Efficacy Using Bt Cry Toxin Mixture and Eicosanoid Biosynthesis Inhibitor 원문보기

농약과학회지 = The Korean journal of pesticide science, v.19 no.3, 2015년, pp.301 - 311

엄성현 (안동대학교 자연과학대학 생명자원과학과) , 박영진 (안동대학교 자연과학대학 생명자원과학과) , 김용균 (안동대학교 자연과학대학 생명자원과학과)

초록
AI-Helper

Bacillus thuringiensis (비티)의 약효를 증가시키기 위한 일환으로 Cry 독소단백질의 혼합효과를 검정하였다. 서로 다른 네 가지 비티 균주에서 분리된 Cry 독소단백질 추출물들은 각각 좁은 적용해충범위를 나타냈다. 이들 Cry 독소단백질을 혼합한 결과 적용범위가 현격하게 증가했다. Xenorhabdus nematophila (Xn) 세균 배양액은 조사된 모든 곤충의 세포성 면역을 억제하고 Cry 독소단백질의 살충력을 증가시켰다. 이 Xn 세균배양액을 혼합 Cry 독소단백질에 추가한 결과 적용해충범위와 살충력을 모두 증가시켰다.

Abstract ▼ AI-Helper

To enhance Bacillus thuringiensis (Bt) efficacy, four Cry toxins were purified from four different Bt strains and assessed in their combined efficacy. The Cry mixtures significantly expanded their target insect spectra. Bacterial culture broth of Xenorhabdus nematophila (Xn) significantly suppressed insect cellular immune response and increased Cry toxicity. The addition of Xn culture broth to Cry mixture significantly enhanced Bt efficacy in target insect spectrum and insecticidal activity.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

또한 비티 감염에 따라 나타나는 곤충의면역저항성을 억제하는 것이 비티의 효율을 높이는 데 유효하다(Kwon and Kim, 2007). 본 연구는 다양한 비티 균주에서 분리된 Cry 독소단백질을 분리하고, 이들의 혼합에 따라 살충력 증가 및 적용해충범위를 넓히려 시도되었다. 또한 벡큘로바이러스를 이용하여 Cry 독소단백질의 특이성을 줄이고 적용해충범위를 넓히려 시도하였다.
, 2014). 본 연구는 이 두 한계를 극복하기 위해 Cry 독소단백질의 혼합과 벡큘로바이러스 또는 면역억제물질과 혼용의 서로 다른 전략들을 세웠다. Cry 독소단백질의 살충력을 증가시키려는 노력은 또 다른 비티의 살충독소성분인 vegetative insecticidal protein (VIP)을 혼합하여 시도되었다.
, 2013). 본 연구는 이러한 생물방제제들의 혼합 처리에 의한 비티 살충력 증가는 물론이고, Cry 독소단백질의 혼합에 의한 적용해충범위 증가를 꾀할 수 있다는 실험적 자료를 제공하고 있다.

가설 설정

둘째로는 비교적 작용점이 다른 벡큘로바이러스와의 혼합은 비티의 적용해충범위 및 살충력의 증가를 꾀할 수 있다는 연구 가설을 세웠다. 끝으로 면역억제물질의 첨가는 궁극적 비티의 치사작용인 패혈증 유발에 걸림돌인 대상곤충의 면역적용을 억제하는 효과로 살충력을 높일 수 있다는 셋째 연구 가설을 세웠다.
따라서 Cry 독소단백질의 혼합은 서로 다른 중장 수용체 결합을 통해 살충력에 보완 또는 상승작용을 꾀할 수 있을 것으로 첫째 연구 가설을 세웠다. 둘째로는 비교적 작용점이 다른 벡큘로바이러스와의 혼합은 비티의 적용해충범위 및 살충력의 증가를 꾀할 수 있다는 연구 가설을 세웠다. 끝으로 면역억제물질의 첨가는 궁극적 비티의 치사작용인 패혈증 유발에 걸림돌인 대상곤충의 면역적용을 억제하는 효과로 살충력을 높일 수 있다는 셋째 연구 가설을 세웠다.
, 2012). 따라서 Cry 독소단백질의 혼합은 서로 다른 중장 수용체 결합을 통해 살충력에 보완 또는 상승작용을 꾀할 수 있을 것으로 첫째 연구 가설을 세웠다. 둘째로는 비교적 작용점이 다른 벡큘로바이러스와의 혼합은 비티의 적용해충범위 및 살충력의 증가를 꾀할 수 있다는 연구 가설을 세웠다.

제안 방법

Cry 독소단백질의 적용해충범위를 넓히는 데 벡큘로바이러스의 효과를 분석하고자, Cry1Ac와 Cry1Ca 독소단백질 유전자를 각각 재조합한 AcMNPV 바이러스를 이용하였다(Fig. 3). 대조구로서 형광단백질(‘EGFP’)을 발현하는 재조합 AcMNPV를 사용하였다.
Cry1Ca와 Cry1Ac에 특이적 유전자 프라이머(Cry1Ca: 5'-GCC AGT TGG TCA ACT AAG GGA AG-3'와 5'-CCG TAC CTC TTC CTC GAT ACG TAA A-3', Cry1Ac: 5'-GAT ATC GTT GCT CTG TTC CCG AA-3'와 5'-CAC GTT GTT ATT CTG TGG CGG T-3')를 이용해 98℃에서 30초, 55℃에서 30초, 72℃에서 30초간 PCR 반응을 30회 진행한 후 증폭된 밴드를 통하여 Cry 독소단백질의 차이를 확인하였다.
Sf9 세포주에서 증식된 다각체형 바이러스(7 × 107PIB/ml) 10 μl를 5 × 5 mm의 배추 잎 조각에 처리하였다.
5 cm)에 처리하였다. 거짓쌀도둑거저리는 먹이에 처리를 하였다. 처리하기 전 4시간 동안 시험곤충들을 절식시키고, 이후 처리 먹이를 모두 먹는 것을 확인한 후 무처리 먹이를 공급하였다.
pfu 농도로 혈강에 주입하였다. 경구 처리는 배추잎에 일정한 농도의 벡큘로바이러스를 처리하고 대상 유충에게 섭식시켜 살충율을 분석하였다. Sf9 세포주에서 증식된 다각체형 바이러스(7 × 10⁷PIB/ml) 10 μl를 5 × 5 mm의 배추 잎 조각에 처리하였다.
대장균(E. coli Top10)을 LB 배지에서 증식시키고 5 × 104 세균 세포수를 대상 곤충의 혈강으로 주입하였다.
분리된 Cry 독소단백질과 포자는 4℃에서 10분간 12,000 rpm으로 원심분리한 후 상등액을 제거하고 멸균 3차증류수로 세척한 후 5 mL의 멸균 3차증류수에서 균일하게 현탁시켰다. 독소단백질 정량분석은 bovine serum albumin (Sigma, MO, USA)을 표준단백질로 10% SDS-PAGE에서 검정선을 얻은 후 비교 정량화하였다.
본 연구는 다양한 비티 균주에서 분리된 Cry 독소단백질을 분리하고, 이들의 혼합에 따라 살충력 증가 및 적용해충범위를 넓히려 시도되었다. 또한 벡큘로바이러스를 이용하여 Cry 독소단백질의 특이성을 줄이고 적용해충범위를 넓히려 시도하였다. 마지막으로 면역억제물질을 생성하여 분비하는 Xn 세균 배양액을 이용하여 비티의 살충효과 증가 및 적용범위 확대를 꾀하였다.
벡큘로바이러스의 생물검정으류 위해 budded 형태의 바이러스를 0-10⁶ pfu 농도로 혈강에 주입하였다. 경구 처리는 배추잎에 일정한 농도의 벡큘로바이러스를 처리하고 대상 유충에게 섭식시켜 살충율을 분석하였다.
분리된 Cry 독소단백질들의 서로 다른 해충에 대한 살충력을 비교하였다(Fig. 1B). 조사 대상인 네 종류의 곤충에 대해 이들 네 종류의 Cry 독소단백질은 뚜렷한 살충력을 나타냈다.
생물검정은 Cry 독소단백질의 섭식을 통해 이루어졌다. 배추좀나방과 파밤나방을 검정할 경우 대상 곤충 개체 당 0.
서로 다른 Cry 독소단백질을 혼합하여 적용해충범위 변화를 분석했다(Fig. 2). 두 종류의 Cry 독소단백질을 혼합한 결과 혼합된 Cry 독소단백질 종류에 따라 적용해충범위가 결정되는 것을 나타냈다(Fig.
세포성 면역반응의 일환으로 세균 침입에 따른 혈구의 소낭형성 반응을 네 종류의 곤충에 대해서 분석했다. 대장균(E.
대조구로서 형광단백질(‘EGFP’)을 발현하는 재조합 AcMNPV를 사용하였다. 우선 재조합벡큘로바이러스에 Cry1Ac와 Cry1Ca 유전자의 존재를 독소단백질 특이적 프라이머를 이용하여 PCR로 확인하였다(Fig. 3A). 바이러스 단독에 비해 Cry 독소단백질을 발현하는 재조합 벡큘로바이러스가 두 해충 모두에서 높은 살충력을 나타냈다(Fig.
배추좀나방(Plutella xylostella)은 안동시 송천동에 소재한 배추밭에서 유충을 채집하여, 약제 처리하지 않고, 실내에서 누대 사육한 것을 실내 약제 노출 실험에 사용하였다. 유충은 배추를 먹이로 주었으며 성충은 10% 설탕물을 먹이로 하였으며 배추를 갈아서 만든 배춧물로 산란을 유도하였다. 거짓쌀도둑거저리(Tribolium castaneum)는 밀가루, yeast extract (Scharlau, Barcelona, Spain), trypton (BD, NJ, USA)(100:50:50, g/g)을 먹이로 사육하였으며, 최종영기(7령)의 유충(체장 6-7 mm)을 분석에 이용하였다.
이 Xn 추출물을 Cry 독소단백질과 혼합하여 살충효과 증대 및 적용범위 확대를 분석하였다(Fig. 4B). BtK 유래 Cry 독소단백질에 Xn 추출물을 혼합한 결과 살충력은 약 75%까지 증가하였다.
, 2012). 이 추출물이 다양한 곤충의 면역억제를 유도할 수 있는 지 세포성 면역반응인 혈구의 소낭형성반응으로 분석하였다(Fig. 4A). 배추좀나방의 경우는 비병원성세균인 대장균 주입에 따라 약 42개의 소낭을 형성했다.
5)에 현탁한 후 28℃의 배양기에서 200 rpm으로 1시간 동안 세포용해 반응을 진행하였다. 이후 2분간 초음파 파쇄기(Bendelin Sonoplus HD2070, Berlin, Germany)를 이용하여 95%의 출력으로 초음파 처리를 하여 균체로부터 Cry 독소단백질의 분리를 용이하게 하였다. 분리된 Cry 독소단백질과 포자는 4℃에서 10분간 12,000 rpm으로 원심분리한 후 상등액을 제거하고 멸균 3차증류수로 세척한 후 5 mL의 멸균 3차증류수에서 균일하게 현탁시켰다.
이후 4℃로 옮긴 후 소낭형성 반응을 정지시켰다. 이후 각 처리 곤충을 해부하여 형성된 소낭을 해부현미경 50배 배율에서 관찰했다. 형성된 소낭수는 먼저 소화관 주변 및 기관지에 붙어 있는 것들을 계수하고, 이후 소화관을 적출하고 가려진 몸 부위에 존재했던 소낭을 추가로 계수하여 산출하였다.
, 2004a,b). 일련의 분획구 분리 방법을 이용하여 이 세균 배양액에 존재하는 PLA₂ 억제 물질을 분리하여 총 8개 화합물의 물질 구조를 동정하였다(Seo et al., 2012). 본 연구에서 Xn 추출물은 나방류는 물론이고 파리류 및 딱정벌레에까지 면역억제를 나타냈다.
이들 균주는 tryptic soy broth (TSB, MBcell, Seoul, Korea) 배지를 이용하여 28℃에서 12시간 동안 배양하여 단일 균총을 채취하였다. 채취된 단일 균총을 TSB 액체배지를 이용하여 28℃에서 16시간 동안 배양한 후, 글리세롤이 30%가 되도록 첨가하여 보관용 세균 균주를 만들었다. 이 보관 균주는 반복되는 세균 배양의 원시료로 이용되어 계대배양에 따른 세균 변이 가능성을 줄였다.
이후 3-4마리씩 나누어 배추좀나방은 배추, 파밤나방은 인공사료로 사육되었다. 처리 후 24시간 마다 치사된 개체를 조사하였다. 이때 치사 유충은 외부 자극에 대해서 능동적 반응 움직임이 없는 개체로 규정하였다.
처리하기 전 4시간 동안 시험곤충들을 절식시키고, 이후 처리 먹이를 모두 먹는 것을 확인한 후 무처리 먹이를 공급하였다. 처리구당 10마리씩 3반복으로 실시하였으며, 생존 확인은 24시간 주기로 7일차 까지 매일 하루 중 같은 시간에 조사하였다.
거짓쌀도둑거저리는 먹이에 처리를 하였다. 처리하기 전 4시간 동안 시험곤충들을 절식시키고, 이후 처리 먹이를 모두 먹는 것을 확인한 후 무처리 먹이를 공급하였다. 처리구당 10마리씩 3반복으로 실시하였으며, 생존 확인은 24시간 주기로 7일차 까지 매일 하루 중 같은 시간에 조사하였다.
평판배지에서 배양된 세균에서 단일 콜로니를 얻고 이를 멸균수로 희석하여 TSB 액체배지를 이용하여 28℃에서 48시간 동안 200 rpm에서 교반배양 후, 다시 48시간 동안 4℃ 저온고에 보관하여 세균의 포자 형성율을 증가시켰다. 포자 형성은 위상차 광학현미경(BX-PHD, Olympus, Tokyo, Japan)을 이용하여 1,000배 배율에서 확인하였다.
coli Top10)을 LB 배지에서 증식시키고 5 × 10⁴ 세균 세포수를 대상 곤충의 혈강으로 주입하였다. 혈강 주입은 유리 모세관을 이용하여 초미량펌프가 장착된 미세조정장치(SYS-microcontroller, World Precision Instruments, Sarasota, FL, USA)를 이용하여 주입하였다. 유리 모세관은 micropipette puller (PN-30, Narishige, Tokyo, Japan)를 이용하여 제조하였다.
이후 각 처리 곤충을 해부하여 형성된 소낭을 해부현미경 50배 배율에서 관찰했다. 형성된 소낭수는 먼저 소화관 주변 및 기관지에 붙어 있는 것들을 계수하고, 이후 소화관을 적출하고 가려진 몸 부위에 존재했던 소낭을 추가로 계수하여 산출하였다. 각 소낭 분석은 처리 개체를 반복으로 5마리에 각 처리가 실시되었다.

대상 데이터

Cry1Ac와 Cry1Ca 독소단백질이 재조합된 Autographa californica multiple nucleopolyhedrosis virus (AcMNPV)를 서울대학교 제연호 교수 연구실에서 분양받았다. Cry1Ca와 Cry1Ac에 특이적 유전자 프라이머(Cry1Ca: 5'-GCC AGT TGG TCA ACT AAG GGA AG-3'와 5'-CCG TAC CTC TTC CTC GAT ACG TAA A-3', Cry1Ac: 5'-GAT ATC GTT GCT CTG TTC CCG AA-3'와 5'-CAC GTT GTT ATT CTG TGG CGG T-3')를 이용해 98℃에서 30초, 55℃에서 30초, 72℃에서 30초간 PCR 반응을 30회 진행한 후 증폭된 밴드를 통하여 Cry 독소단백질의 차이를 확인하였다.
4 ß¹ Cry toxin. Each replication consisted of 10 larvae. Each treatment was replicated three times.
Third instar larvae of Plutella xylostella (‘Px’), Spodoptera exigua (‘Se’), and Drosophila melanogaster (‘Dm’) were used for bioassay, while seven instar larvae of Tribolium castaneum (‘Tc’) were used.
thuringiensis subsp. tenebrionis (BtT)는 미국 조지아대학교 Mike Adang 교수 연구실에서 분양 받았다. 각각의 균주에 멸균수 1 mL를 혼합하여 현탁액을 만든 후 루프를 이용하여 TSB 평면 배지에 세균을 도말하고 30℃에서 24시간 배양하였다.
유충은 배추를 먹이로 주었으며 성충은 10% 설탕물을 먹이로 하였으며 배추를 갈아서 만든 배춧물로 산란을 유도하였다. 거짓쌀도둑거저리(Tribolium castaneum)는 밀가루, yeast extract (Scharlau, Barcelona, Spain), trypton (BD, NJ, USA)(100:50:50, g/g)을 먹이로 사육하였으며, 최종영기(7령)의 유충(체장 6-7 mm)을 분석에 이용하였다. 노랑초파리(Drosophila melanogaster)는 인스턴트 초파리배지(한솔테크, 서울, 한국)를 이용하여 사육을 하였다.
곤충병원세균(Xenorhabdus nematophila: Xn)은 기주 선충에서 분리된 후 동결보관중인 것을 이용하였다(Jung and Kim, 2006). 이들 균주는 tryptic soy broth (TSB, MBcell, Seoul, Korea) 배지를 이용하여 28℃에서 12시간 동안 배양하여 단일 균총을 채취하였다.
거짓쌀도둑거저리(Tribolium castaneum)는 밀가루, yeast extract (Scharlau, Barcelona, Spain), trypton (BD, NJ, USA)(100:50:50, g/g)을 먹이로 사육하였으며, 최종영기(7령)의 유충(체장 6-7 mm)을 분석에 이용하였다. 노랑초파리(Drosophila melanogaster)는 인스턴트 초파리배지(한솔테크, 서울, 한국)를 이용하여 사육을 하였다. 모든 곤충 사육은 온도 25 ± 1℃, 광주기 16:8 h (L:D), 상대습도 40~60%의 조건이었다.
대조구로서 형광단백질(‘EGFP’)을 발현하는 재조합 AcMNPV를 사용하였다.
성충은 10% 설탕물을 먹이로 공급하였다. 배추좀나방(Plutella xylostella)은 안동시 송천동에 소재한 배추밭에서 유충을 채집하여, 약제 처리하지 않고, 실내에서 누대 사육한 것을 실내 약제 노출 실험에 사용하였다. 유충은 배추를 먹이로 주었으며 성충은 10% 설탕물을 먹이로 하였으며 배추를 갈아서 만든 배춧물로 산란을 유도하였다.
본 연구에서는 네 종류의 해충이 사용되었다. 파밤나방(Spodoptera exigua)은 1994년 파(Allium fistulosum) 재배지에서 채집하였고, 실내에서 인공사료(Goh et al.
비티 균주는 네 종류의 비티를 이용하였다. B.
본 연구에서는 네 종류의 해충이 사용되었다. 파밤나방(Spodoptera exigua)은 1994년 파(Allium fistulosum) 재배지에서 채집하였고, 실내에서 인공사료(Goh et al., 1991)로 누대 사육을 하였다. 성충은 10% 설탕물을 먹이로 공급하였다.

데이터처리

모든 살충효과 시험 결과는 백분율 자료로서 arsine 변환 후 SAS의 PROC GLM (SAS Institute, 1989)을 이용하여 ANOVA 분석 및 처리 평균간 비교를 실시하였다.

성능/효과

4B). BtK 유래 Cry 독소단백질에 Xn 추출물을 혼합한 결과 살충력은 약 75%까지 증가하였다. 네 가지 Cry 독소단백질의 혼합체(‘BtM’)에 Xn 추출물을 혼합한 결과 약 79%까지 방제 효과가 증가했다.
네 가지 Cry 독소단백질의 혼합체(‘BtM’)에 Xn 추출물을 혼합한 결과 약 79%까지 방제 효과가 증가했다.
2). 두 종류의 Cry 독소단백질을 혼합한 결과 혼합된 Cry 독소단백질 종류에 따라 적용해충범위가 결정되는 것을 나타냈다(Fig. 2A). 예를 들어, BtK와 BtA 유래 Cry 독소단백질을 혼합하면, 파밤나방과 배추좀나방에 대해서 다른 두 해충에 비해 높은 방제 효과를 가져 주었다.
따라서 4 종류의 Cry 독소 단백질을 모두 혼합한 결과 통계적으로 차이가 있지만, 비교적 4 가지 해충에 대해 높은 (> 50%) 살충력을 나타냈다.
, 2013). 따라서 본 연구에서 Xn이 거짓쌀도둑거저리에 대해 BtT 유래 Cry 독소단백질의 살충력을 증가시킨 것은 Xn, 대사물질이 ApoLpIII 발현을 억제하여 면역저하를 유도하고 이에 따라 BtT 유래 Cry 독소단백질의 활성을 높인 것으로 해석된다. 본 연구에서 여러 Cry 독소단백질에 대한 Xn 대사물질의 상승효과는 Cry 독소단백질의 대상 곤충의 중장세포층 파괴와 이에 따라 Xn이 갖는 다양한 면역억제물질에 따라 궁극적 패혈증 효과의 증가로 해석된다.
또한 벡큘로바이러스를 이용하여 Cry 독소단백질의 특이성을 줄이고 적용해충범위를 넓히려 시도하였다. 마지막으로 면역억제물질을 생성하여 분비하는 Xn 세균 배양액을 이용하여 비티의 살충효과 증가 및 적용범위 확대를 꾀하였다.
3A). 바이러스 단독에 비해 Cry 독소단백질을 발현하는 재조합 벡큘로바이러스가 두 해충 모두에서 높은 살충력을 나타냈다(Fig. 3B). 그러나 Cry 독소단백질을 발현하는 재조합벡큘로바이러스에서는 Cry 독소단백질에 따라 대상 해충에 미치는 살충력이 상이했다.
, 2012). 본 연구에서 Xn 추출물은 나방류는 물론이고 파리류 및 딱정벌레에까지 면역억제를 나타냈다. 이러한 면역억제효과에 따라 Cry 독소단백질의 살충력 증가 요인은 Cry 독소단백질의 중장 파괴 이후 일어나는 장내 세균의 혈강 침입을 대상 곤충이 효과적으로 방어하지 못해 비교적 용이하게 패혈증이 유발된 것으로 해석된다.
따라서 본 연구에서 Xn이 거짓쌀도둑거저리에 대해 BtT 유래 Cry 독소단백질의 살충력을 증가시킨 것은 Xn, 대사물질이 ApoLpIII 발현을 억제하여 면역저하를 유도하고 이에 따라 BtT 유래 Cry 독소단백질의 활성을 높인 것으로 해석된다. 본 연구에서 여러 Cry 독소단백질에 대한 Xn 대사물질의 상승효과는 Cry 독소단백질의 대상 곤충의 중장세포층 파괴와 이에 따라 Xn이 갖는 다양한 면역억제물질에 따라 궁극적 패혈증 효과의 증가로 해석된다.
예를 들어, BtK와 BtA 유래 Cry 독소단백질을 혼합하면, 파밤나방과 배추좀나방에 대해서 다른 두 해충에 비해 높은 방제 효과를 가져 주었다. 세 종류의 Cry 독소단백질을 혼합한 결과도 포함된 Cry 독소단백질의 종류에 따라 적용해충의 범위가 변동되었다(Fig. 2B). 예를 들어, BtK, BtA, BtK 유래 Cry 독소단백질을 혼합한 결과 파리류에 유효성분인 BtI의 독소단백질이 누락되어 노랑초파리에 대한 살충력은 낮은 것으로 나타났다.
채취된 단일 균총을 TSB 액체배지를 이용하여 28℃에서 16시간 동안 배양한 후, 글리세롤이 30%가 되도록 첨가하여 보관용 세균 균주를 만들었다. 이 보관 균주는 반복되는 세균 배양의 원시료로 이용되어 계대배양에 따른 세균 변이 가능성을 줄였다.
1A).이들 분리단백질들을 SDS-PAGE를 이용하여 분석한 결과 BtK, BtA, BtI는 약 130 kDa 그리고 BtT는약 70 kDa에서 주요 단백질 밴드를 나타냈다. 그러나 모든 분리 시료에서 주 단백질 밴드 외에 다른 단백질이 미량으로 존재했다.
, 2005). 이에 입각하여 기존 비티에 B.sphaericus 유래의 Bin 독소단백질과 BtA 유래의 Cyt1A 단백질을 복합시킨 결과 이들의 상승효과에 따라 높은 방제 효과를 나타냈다. 또한 비티 감염에 따라 나타나는 곤충의면역저항성을 억제하는 것이 비티의 효율을 높이는 데 유효하다(Kwon and Kim, 2007).
1B). 조사 대상인 네 종류의 곤충에 대해 이들 네 종류의 Cry 독소단백질은 뚜렷한 살충력을 나타냈다. 그러나 각 Cry 독소단백질은 서로 다른 곤충에 대해서 상이한 살충력을 나타냈다.
그러나 Cry 독소단백질을 발현하는 재조합벡큘로바이러스에서는 Cry 독소단백질에 따라 대상 해충에 미치는 살충력이 상이했다. 즉, BtK에서 유래된 Cry 독소단백질의 주성분인 Cry1Ac와 재조합된 AcMNPV는 배추좀나방에 대해서 높은 살충력을 보인 반면 BtA의 주요 Cry 독소단백질인 Cry1Ca를 발현하는 AcMNPV는 파밤나방에 대해서 높은 살충력을 나타냈다.
유사한 결과가 거짓쌀도둑거저리와 노랑초파리에서 나타났다. 즉, Cry 독소단백질 복합체가 Xn 추출물과 혼합된 경우 조사된 모든 해충에 대해서 높은 살충력을 나타냈다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	활성화된 독소단백질의 살충기작은 어디서부터 시작되는가?	활성화된 독소단백질의 살충기작은 중장막의 수용체에 결합으로부터 시작된다. Cry1Ab의 경우 캐드헤린과 같은 높은 결합력(Kd=1 nM)을 갖는 세포막 단백질에 결합된 Cry는 이 단백질 domain I에 위치한 첫 번째 α 구조 부위가 제거되면서 Cry 올리고 형성이 일어나게 된다.
	곤충의 면역반응의 특징은?	이들을 방어하기 위해 곤충은 다양한 생리작용을 가지고 있지만, 이 가운데 가장 효율적 방어기작이 면역반응이다(Beckage, 2008). 곤충의 면역반응은 척추동물과는 달리 선천성 반응만 지니고 있다. 이 선천성 면역반응은 세포성 면역반응과 체액성 면역반응으로 구분된다.
	곤충이 다양한 병원 미생물의 공격에 방어하기 위해 가진 기작 중 가장 효과적인 것은?	여러 환경에 서식하는 곤충은 다양한 병원 미생물의 공격에 노출된다. 이들을 방어하기 위해 곤충은 다양한 생리작용을 가지고 있지만, 이 가운데 가장 효율적 방어기작이 면역반응이다(Beckage, 2008). 곤충의 면역반응은 척추동물과는 달리 선천성 반응만 지니고 있다.

참고문헌 (43)

Adamo, S. A. (2008) Bidirectional connections between the immune system and the nervous system in insects, In Insect immunology; Beckage, N. E., Eds.; Academic Press, New York, pp. 129-149.
Akhurst, R. J. (1980) Morphological and functional dimorphism in Xenorhabdus spp., bacteria symbiotically associated with the insect pathogenic nematodes Neoaplectana and Heterorhabditis. J. Gen. Microbiol. 121:303-309.
Beckage, N. E. (2008) Insect immunology. 348 pp. Academic Press, New York.
BenFarhat, D., M. Danmark, S. B. Khedher, S. Mahfoudh, S. Kammoun, and S. Tounsi (2013) Response of larval Ephestia kueniella (Lepidoptera: Pyralida) to individual Bacillus thuringiensis kurstaki toxins mixed with Xenorhabdus nematophila. J. Invertebr. Pathol. 114:71-75.

상세보기
Bravo, A., S. S. Gill and M. Soberon (2005) Bacillus thuringiensis mechanisms and use, In Comprehensive molecular insect science; Gilbert, L. I., K. Iatrou and S. S. Gill, Eds.; Elsevier; New York, pp. 175-206.
Bravo, A., I. Gomez, H. Porta, B. I. Garcia-Gomez, C. Rodriguez-Almazan, L. Pardo and M. Soberon (2012) Evolution of Bacillus thuringiensis Cry toxins insecticidal activity. Microbial Biotechnol. 6:17-26.
Bravo, A., S. Likitvivatanavong, S. S. Gill and M. Soberon (2011) Bacillus thuringiensis: a story of a successful bioinsecticide. Insect Biochem. Mol. Biol. 41:423-431.

상세보기
Broderick, N. A., K. F. Raffa and J. Handelsman (2006) Midgut bacteria required for Bacillus thuringiensis insecticidal activity. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103:15196-15199.

상세보기
Broderick, N. A., K. F. Raffa and J. Handelsman (2010) Chemical modulators of the innate immune response alter gypsi moth larval susceptibility to Bacillus thuringiensis. BMC Microbiol. 10:129.

상세보기
Brownbridge, M. and J. Margalit (1986) New Bacillus thuringiensis strains isolated in Israel are highly toxic to mosquito larvae. J. Invertebr. Pathol. 48:216-222.

상세보기
Contreras, E., C. Rausell and M. D. Real (2013) Tribolium castaneum apolipophorin-III acts as an immune response protein against Bacillus thuringiensis Cry3Ba toxic activity. J. Invertebr. Pathol. 113:209-213.

상세보기
Crickmore, N., D. R. Zeigler, J. Feitelson, E. Schnepf, J. Van Rie and D. Lereclus (1998) Revision of the nomenclature for the Bacillus thuringiensis pesticidal crystal proteins. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 62:807-813.

상세보기
Crickmore, N., J. Baum, A. Bravo, D. Lereclus, K. Narva, K, Sampson, E. Schnepf, M. Sun and D. R. Zeigler (2014) 'Bacillus thuringiensis toxin nomenclature'. http://www.btnomenclature.info.
de Maagd, R. A., A. Bravo and N. Crickmore (2001) How Bacillus thuringiensis has evolved specific toxins to colonize the insect world. Trends Genet. 17:193-199.

상세보기
Dong, F., R. Shi, S. Zhang, T. Zhan, G. Wu, J. Shen and Z. Liu (2012) Fusing the vegetative insecticidal protein Vip3Aa7 and the N terminus of Cry9Ca improves toxicity against Plutella xylostella larvae. Appl. Microbiol. Biotechnol. 96: 921-929.

상세보기
Eom, S., Y. Park and Y. Kim (2014) Sequential immunosuppressive activities of bacterial secondary metabolites from the entomopathogenic bacterium, Xenorhabdus nematophila. J. Microbiol. 52:161-168.

원문보기 상세보기
Gillespie, J. P., M. R. Kanost and T. Trenczek (1997) Biological mediators of insect immunity. Annu. Rev. Entomol. 42:611-643.

상세보기
Gho, H. K., S. G. Lee, B. P. Lee, K. M. Choi and J. H. Kim (1991) Simple mass-rearing of beet armyworm, Spodoptera exigua (Hbner) (Lepidoptera: Noctuidae), on an artificial diet. Kor. J. Appl. Entomol. 29:180-183.
Grizanova, E. V., I. M. Dubovskiy, M. M. A. Whitten and V. V. Glupov (2014) Contributions of cellular and humoral immunity of Galleria mellonella larvae in defence against oral infection by Bacillus thuringiensis. J. Invertebr. Pathol. 119:40-46.

상세보기
Hwang, J., Y. Park and Y. Kim (2013) An entomopathogenic bacterium, Xenorhabdus nematophila, suppresses expression of antimicrobial peptides controlled by Toll and IMD pathways by blocking eicosanoid biosynthesis. Arch. Insect Biochem. Physiol. 83:151-169.

상세보기
Jung, S. and Y. Kim (2006) Synergistic effect of entomopathogenic bacteria (Xenorhabdus sp. and Photorhabdus temperata ssp. temperata) on the pathogenicity of Bacillus thuringiensis ssp. aizawai against Spodoptera exigua (Lepidoptera: Noctuidae). Environ. Entomol. 35:1584-1589.

상세보기
Kaya, H. K. and R. Gaugler (1993) Entomopathogenic nematodes. Annu. Rev. Entomol. 38:181-206.

상세보기
Kim, K., H. Kim, Y. Park, K. H. Kim and Y. Kim (2013) An integrated biological control using an endoparasitoid wasp (Cotesia plutellae) and a microbial insecticide (Bacillus thuringiensis) against the diamondback moth, Plutella xylostella. Kor. J. Appl. Entomol. 52:35-43.

원문보기 상세보기
Kim, Y., D. Ji, S. Cho and Y. Park (2005) Two groups of entomopathogenic bacteria, Photorhabdus and Xenorhabdus, share an inhibitory action against phospholipase A2 to induce host immunodepression. J. Invertebr. Physiol. 89:258-264.

상세보기
Kirkpatrick, B. A., J. O. Washburn and L. E. Volkman (1998) AcMNPV pathogenesis and developmental resistance in fifth instar Heliothis virescens, J, Invertebr. Pathol. 72:63-72.

상세보기
Kwon, S. and Y. Kim (2007) Immunosuppressive action of pyriproxyfen, a juvenile hormone analog, enhances pathogenicity of Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki against diamondback moth, Plutella xylostella (Lepidoptera: Yponomeutidae). Biol. Control 42:72-76.

상세보기
Park, H. W., D. K. Bideshi and B. A. Federici (2005) Synthesis of additional endotoxins in Bacillus thuringiensis subsp. morrisoni PG-14 and Bacillus thuringiensis subsp. jegathesan significantly improves their mosquitocidal efficacy. J. Med. Entomol. 42:337-341.

상세보기
Park, J. W. and B. L. Lee (2012) Insect immunology, In Insect molecular biology and biochemistry; Gilbert, L. I., Ed.; Academic Press, New York, pp. 480-512.
Park, Y. and Y. Kim (2003) Xenorhabdus nematophilus inhibits p-bromophenacyl bromide (BPB)-sensitive PLA2 of Spodoptera exigua. Arch. Insect Biochem. Physiol. 54:143-142.
Park, Y., Y. Kim and D. Stanley (2004a) The bacterium Xenorhabdus nematophila inhibits phospholipase A2 from insect, prokaryote, and vertebrate sources. Naturwissenschaften 91:371-373.
Park, Y., Y. Kim, H. Tunaz and D. W. Stanley (2004b) An entomopathogenic bacterium, Xenorhabdus nematophila, inhibits hemocytic phospholipase A2 (PLA2) in tobacco hornworm, Manduca sexta. J. Invertebr. Pathol. 86:65-71.

상세보기
Rahman, M. M., H. L. S. Roberts, M. Sarjan, S. Asgari and O. Schmidt (2004) Induction and transmission of Bacillus thuringiensis tolerance in the flour moth Ephestia kuehniella. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101:2696-2699.

상세보기
Roh, J. Y., J. Y. Choi, M. S. Li, B. R. Jin and Y. H. Je (2007) Bacillus thuringiensis as a specific, safe, and effective tool for insect pest control. J. Microbiol. Biotechnol. 17:547-559.

원문보기 상세보기
SAS Institute, Inc. (1989) SAS/STAT user's guide, Release 6.03, Ed. Cary, N.C.
Seo, S., S. Lee, Y. Hong and Y. Kim (2012) Phospholipase $A_2$ inhibitors synthesized by two entomopathogenic bacteria, Xenorhabdus nematophila and Photorhabdus temperata subsp. temperata. Appl. Environ. Entomol. 78:3816-3823.

상세보기
Shrestha, S. and Y. Kim (2009) Biochemical characteristics of immune-associated phospholipase $A_2$ and its inhibition by an entomopathogenic bacterium, Xenorhabdus nematophila. J. Microbiol. 47:774-782.

원문보기 상세보기
Singh, G., P. J. Rup and O. Koul (2007) Acute, sublethal and combination effects of azadirachtin and Bacillus thuringiensis toxins on Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae) larvae. Bull. Entomol. Res. 97:351-357.

상세보기
Stanley, D. and Y. Kim (2014) Eicosanoid signaling in insects; from discovery to plant protection. Crit. Rev. Plant Sci. 33:20-63.

상세보기
Vojtech, E., M. Meissle and G. M. Poppy (2005) Effects of Bt maize on the herbivore Spodoptera littoralis (Lepidoptera: Noctuidae) and the parasitoid Cotesia marginiventris (Hymenoptera: Braconidae). Transgenic Res. 14:133-144.

상세보기
Washburn, J. O., B. A. Kirkpatrick and L. E. Volkman (1995) Comparative pathogenesis of Autographa californica M nuclear polyhedrosis virus in larvae of Trichoplusia ni and Heliothis virescens. Virology 209:561-568.

상세보기
Washburn, J. O., J. F. Wong and L. E. Volkman (2001) Comparative pathogenesis of Helicoverpa zea S nucleopolyhedrovirus in noctuid larvae. J. Gen. Virol. 82:1777-1784.

상세보기
Wirth, M. C., Y. Yang, W. E. Walton, B. A. Federici and C. Berry (2007) Mtx toxins synergize Bacillus spaericus and Cry11Aa against susceptible and insecticide-resistant Culex quinquefasciatus larvae. Appl. Environ. Microbiol. 73: 6066-6071.

상세보기
Zhang, X., M. Candas, N. B. Griko, R. Taussig and L. A. Bulla, Jr. (2006) A mechanism of cell death involving an adenylyl cyclase/PKA signaling pathway is induced by the Cry1Ab toxin of Bacillus thuringiensis. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103:9897-9902.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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