본 곤충병원성곰팡이 B. bassiana M130의 포자를 대량생산하기 위한 방안으로 천연제오라이트 세라믹볼, 합성제오라이트 세라믹볼과 활성탄볼을 이용한 담체배양을 실시하였다. 그 중 천연제오라이트 세라믹볼 이용한 포자생산방법이 가장 우수 한 것으로 조사 되었으며, 배양 최적조건은 미강추출물(1:8, W/V) 3 mL, 전분 33 g, 포자현탁액 7 mL, pH3과 NaCl 5%로 배양하였을 때 B. bassiana M130 포자를 4.2×108 conidium/mL 생산하고, 사이클론 회수방법을 통해 순수포자만 63%의 회수율을 보였다. 향후 천연제오라이트 세라믹볼을 이용한 곤충병원성 곰팡이 B. bassiana M130 포자의 대량생산이 가능하며, 온실가루이제어용 친환경살충제로 제품생산 및 원제의 대량생산을 통해 국산화 가능성을 제안하고자 한다.
본 곤충병원성곰팡이 B. bassiana M130의 포자를 대량생산하기 위한 방안으로 천연제오라이트 세라믹볼, 합성제오라이트 세라믹볼과 활성탄볼을 이용한 담체배양을 실시하였다. 그 중 천연제오라이트 세라믹볼 이용한 포자생산방법이 가장 우수 한 것으로 조사 되었으며, 배양 최적조건은 미강추출물(1:8, W/V) 3 mL, 전분 33 g, 포자현탁액 7 mL, pH3과 NaCl 5%로 배양하였을 때 B. bassiana M130 포자를 4.2×108 conidium/mL 생산하고, 사이클론 회수방법을 통해 순수포자만 63%의 회수율을 보였다. 향후 천연제오라이트 세라믹볼을 이용한 곤충병원성 곰팡이 B. bassiana M130 포자의 대량생산이 가능하며, 온실가루이제어용 친환경살충제로 제품생산 및 원제의 대량생산을 통해 국산화 가능성을 제안하고자 한다.
BACKGROUND: Entomopathogenic fungi have been studied to develop for biological control agents as an alternative to chemical control agents in insect pest management. This investigated to determine the optimal culture conditions in ceramic balls for maximal sporulation of entomopathogenic fungi Beauv...
BACKGROUND: Entomopathogenic fungi have been studied to develop for biological control agents as an alternative to chemical control agents in insect pest management. This investigated to determine the optimal culture conditions in ceramic balls for maximal sporulation of entomopathogenic fungi Beauveria bassiana M130 by use rice bran extract.METHODS AND RESULTS: METHODS AND RESULTS: A culture of entomopathogenic fungi for 12day on rice bran extract(1:8, w/v) incubated in ceramic matrix at 28℃. Natural zeolite ceramic ball was high production of 4.2×108 conidial/mL. The culture condition optimized initial pH, temperature, rice bran extract concentration, adhesives substance and concentration of NaCl, respectively. The high production of spore optimal conditions were temperature 28℃, initial pH 3, rice bran extract 3 mL, starch 33 g, 5 % NaCl and sopre suspension 7 mL, respectively.CONCLUSION: This study was carried out for the mass production of entomopathogenic fungi conidia recover rate 65% in matrix of natural zeolite ceramic ball, and to develop ingredient-used formulation of Beauveria bassiana M130 conidia for biological control agents.
BACKGROUND: Entomopathogenic fungi have been studied to develop for biological control agents as an alternative to chemical control agents in insect pest management. This investigated to determine the optimal culture conditions in ceramic balls for maximal sporulation of entomopathogenic fungi Beauveria bassiana M130 by use rice bran extract.METHODS AND RESULTS: METHODS AND RESULTS: A culture of entomopathogenic fungi for 12day on rice bran extract(1:8, w/v) incubated in ceramic matrix at 28℃. Natural zeolite ceramic ball was high production of 4.2×108 conidial/mL. The culture condition optimized initial pH, temperature, rice bran extract concentration, adhesives substance and concentration of NaCl, respectively. The high production of spore optimal conditions were temperature 28℃, initial pH 3, rice bran extract 3 mL, starch 33 g, 5 % NaCl and sopre suspension 7 mL, respectively.CONCLUSION: This study was carried out for the mass production of entomopathogenic fungi conidia recover rate 65% in matrix of natural zeolite ceramic ball, and to develop ingredient-used formulation of Beauveria bassiana M130 conidia for biological control agents.
본 연구의 목적은 최근 친환경 농자재의 사용가능한 곤충 병원성 곰팡이 B. bassiana M130 포자(Kim et al., 2013; 2014) 상용화를 위한 대량생산 방법을 조사하여 저렴하고 간편하게 포자를 배양 및 회수하기 위한 방법을 연구하기 위해 실시하였다.
본 연구의 목적은 최근 친환경 농자재의 사용가능한 곤충 병원성 곰팡이 B. bassiana M130 포자(Kim et al.
제안 방법
B. bassiana M130 곤충병원성곰팡이 배양을 하는데 있어 세라믹볼에서 곤충병원성 곰팡이 포자의 흡착을 도와주기위해 교착물질로 일반적으로 미생물 고체배지에서 사용되는 agar를 이용하여 배양을 확인하였다. 또한 영양원으로 이용 가능성을 보이는 전분을 교착물질로 하여 비교하였다.
곤충병원곰팡이를 담체(matrix)을 이용하여 고체배양의 가능성 여부를 확인한 후, 천연제오라이트, 합성제오라이트와 활성탄 담체별 포자 생산량을 조사하였다. 각각의 세라믹볼 100 g을 세척 후 121℃ 조건에서 30분 동안 멸균 하였고, 준비된 포자현탁액이 함유된 (미강추출물 3 mL + 포자현탁액 7 mL)을 각각의 세라믹볼과 혼합 표면처리한 후 거즈가 깔린 petridish에 일정량을 펼친 후 항온항습기(28℃, 40%)에서 12일간 배양하였다.
곤충병원성 곰팡이를 세라믹볼 담체(matrix)에 고체배지 흡착시키기 위해 일반적으로 고체배지에 사용하는 agar를 이용하여, 일반배지 agar 함유량인 1.8%와 starch 이용한 배양시 탄소원 및 질소원의 공급원인 미강추출물 함량에 따른 포자 생산성을 조사하였다. 세라믹볼 100 g을 세척 후 121℃ 조건에서 30분 동안 멸균 하였고, 준비된 포자현탁액이 함유된 각각의 교착물질을 스프레이 처리하여 세라믹볼에 코팅한 후 거즈가 깔린 petridish에 일정량 펼친 후 항온항습기(28℃, 40%)에서 12일간 동일한 배양조건으로 실험을 진행 하였다.
일반적으로 모든 곰팡이의 생육적 특징 중 하나로 외부환경(영양원고갈, 물리적 충격손상, 화학적 변화, 온도, 빛, 습도)의 변화에 따라 포자 유도를 조절할 수 있다. 곤충병원성 곰팡이의 천연제오라이트 세라믹볼 고체배지에서 포자 유도를 통해 포자 생산성을 높이기 위하여 pH와 NaCl을 조절인자로 조사하였다. 천연제오라이트 세라믹볼 100 g을 세척후 121℃ 조건에서 30분 동안 멸균 하였고 준비된 포자현탁액이 함유된 교착물질(미강추출액 3 mL + 전분 33 g + 포자현탁액 7 mL)을 pH 3, 5, 7, 9, 11과 NaCl 1%, 3%, 5%를 각각의 세라믹볼과 혼합 표면처리한 후 거즈가 깔린 패트리 디쉬에 일정량 펼친 후 항온항습기(28℃, 40%)에서 12일간 배양하였다.
bassiana M130의 생육가능성을 조사하기 위해 3일간 배양하였다. 또한 본 실험에 사용한 미강추출액 조건과 배양조건은 Kim 등 (2013; 2014)의 연구결과에 따라 본 실험방법에 변형하여 사용하였다.
천연제오라이트 세라믹볼 2 Kg 을 세척 후 121℃ 조건에서 30분 동안 멸균하였고 준비된 포자현탁액이 함유된 교착물질(미강추출액 60 mL + 전분 330 g + 포자현탁액 150 mL)을 pH와 NaCl을 조정하여 천연제오라이트 세라믹볼과 혼합 표면처리한 후 거즈가 깔린 petridish에 펼친 후 항온항 습기(28℃, 40%)에서 12일간 배양하였다. 배양 후 30℃에서 충분히 음건 시킨 후 포자분리 회수기(M-tech, 미상용제품)를 이용하여 물리적 방법을 통해 천연제오라이트 세라믹볼 표면에 붙어 있는 균체와 포자를 밀링커터기로 절단 후 사이클론 흡인방식에 의해 절단된 균체와 포자만을 회수하는 방법으로 포자를 회수하였다.
곤충병원성 곰팡이의 천연제오라이트 세라믹볼 고체배지에서 포자 유도를 통해 포자 생산성을 높이기 위하여 pH와 NaCl을 조절인자로 조사하였다. 천연제오라이트 세라믹볼 100 g을 세척후 121℃ 조건에서 30분 동안 멸균 하였고 준비된 포자현탁액이 함유된 교착물질(미강추출액 3 mL + 전분 33 g + 포자현탁액 7 mL)을 pH 3, 5, 7, 9, 11과 NaCl 1%, 3%, 5%를 각각의 세라믹볼과 혼합 표면처리한 후 거즈가 깔린 패트리 디쉬에 일정량 펼친 후 항온항습기(28℃, 40%)에서 12일간 배양하였다.
대상 데이터
bassiana M130을 배양하기 위해 담체(matrix)를 이용하여 고체배양 가능성 여부를 조사하였다. 천연제오라이트, 합성제오라이트와 활성탄 3종류(K-산업, Korea)를 구입하여, 세라믹볼(ceramic ball)을 깨끗하게 세척한 후 121℃ 조건에서 30분 동안 고압멸균을 하였다. 준비된 세라믹볼을 거즈가 깔린 pertidish에 일정량을 펼친 후 그위에 곤충병원성 곰팡이가 포함된 미강추출액 배지를 10 mL 스프레이 한 후 밀봉 후 항온항습기(Model: JKC-420C, JS Rearch Inc.
성능/효과
bassiana M130이 성장하는데 문제가 없이 세라믹볼을 담체로 이용하여 성장이 된 것으로 조사되었다. 담체를 이용한 배양방법은 활성탄(Jo et al., 2010), 활성탄과 alginate(Pai et al., 2005)와 세라믹볼 등 다양한 담체를 이용하여 미생물을 배양하는 기술은 일반적으로 환경에 복원에 관한 연구(Rahman et al., 2006)가 지속적으로 진행되어 오고 있었으며, 이러한 담체 기술을 농업용으로 활용하기 위해 곤충병원성 곰팡이 포자 대량배양에 있어서 충분한 가능성을 보일 것으로 사료된다.
8×108 conidium/mL로 20% 이상 증가 한 것으로 조사되었으나 미강추출물을 6 mL과 9 mL을 첨가 하였을 때는 포자의 생산효율이 떨어지는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 C/N비율과도 상관 관계가 있는 것으로 보이며, 탄소원 공급원으로 미강추출액 뿐 아니라 전분 역시 2차적 공급원이 되면서 자체 영양성분이 풍부해짐에 따라 균사체 생육도 진행되면서 포자수가 감소한 것으로 사료된다. 모든 곰팡이의 포자 유도의 조건은 외부환경이 열악한 조건에서 생산되는 것이 일반적이다.
6×108 conidium/mL 까지 증가하는 것으로 조사되어 교착제 첨가 전보다 10% 이상 포자의 생산량이 증가 된것으로 조사되었다. 이러한 결과로 보아 교착제 첨가에 따른 포자 생산량의 차이점이 큰 것으로 나타났다. 하지만 agar의 경우 산업화하는데 있어 경제성이 떨어지므로 agar를 대신하여 전분 33 g정도가 유사한 점도를 보이는 것으로 보여 교착물질을 전분 33 g으로 고정한 후 미강추출물 양을 조정하여 천연제오라이트를 이용하여 B.
천연소재의 세라믹볼의 포자 생성능은 거의 비슷한 포자수가 확인 되었으며, 합성제오라이트 세라믹볼과 다소 차이를 보이는 것으로 조사되었다. 이러한 포자생성능 차이는 합성제오라이트 세라믹볼 경우 소성시 높은 온도(800℃ 이상)에 의해 합성물질인 벤토나이트, 규소, 고령토 성분(Mondragon et al.
후속연구
bassiana M130 담체로부터 양질의 포자를 63% 회수를 할 수 있었다. 본 연구는 담체를 이용하여 순수하게 포자만을 회수하기 위한 방법을 목적으로 하여 63%의 회수율은 부족할 수 있으나 회수방법에 대한 최적화를 통해 수율을 높일 수 있을 것으로 사료된다.
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