[논문]미생물제초제 생산을 위한 식물병원성 곰팡이 YK101 균주의 액체배양 방법

박선호; 구경본; 박재성; 홍연규

미생물제초제 생산을 위한 식물병원성 곰팡이 YK101 균주의 액체배양 방법 원문보기

박선호 (계명대학교 공학부, (주)바이코시스 부설연구소) , 구경본 (계명대학교 공학부) , 박재성 ((주)바이코시스 부설연구소) , 홍연규 (농촌진흥청 영남농업시험장)

강한 제초활성을 띠는 곰팡이 균주 YK101의 배양조건을 최적화하기 위하여 균사와 균체 생산에 대한 온도, 교반속도 그리고 배양배지의 영향을 조사하였다. YK101의 최적 배양온도와 교반속도는 각각 $28^{\circ}C$, 150rpm 이었다. 최적화된 배지조성은 1.0$^{\sim}$2.0% total sugar, 1.0% yeast extract 그리고 0.05% $MgSO_4$ ${\cdot}$ $7H_2O$이었다.

To optimize the culture conditions for fungal pathogen YK101, the effects of culture medium, temperature and agitation on mycelium production were investigated. The optimum temperature and agitation for the cultivation of YK101 were $28^{\circ}C$ and 150rpm, respectively. The optimized medium was composed of 1.0- 2.0% total sugar from sucrose, 1.0% yeast extract and 0.05% $MgSO_4$ ${\cdot}$ $7H_2O$.

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문제 정의

본 연구에서는 미생물제초제 대량생산을 위한 액체배양 조건 및 경제적 배지를 개발하는데 그 목적이 있으며 이러한 목적에서 제초활성을 띠는 곰팡이인 YK101 균주를 액체 배양할 때 미생물제초제로 이용하기 위한4° 최적배양조건을 확립하였다.

가설 설정

Control : nitrogen source was not added.

제안 방법

2.0% bacto dextrose가 함유된 배지에 sucrose의 농도를 각각 1.0%, 2.0%, 3.0%, 4.0%로 첨가하여 배지를 조제한 후 250 mL 삼각플라스크에서 조업부피가 150 mL 가 되도록 액체배지를 만들어 PDA배지상에서 배양한 균체 2개를 접종한다. 배양시온도는 28°C로 하고, 150 rpm으로 5일간 진탕배양하여 그 영향을 조사하였다.
KH₂PO₄. CoSO₄ - 7H₂O, ZnCl2, MgSO₄ - 7H₂O, NaCD를 0.1% 농도로 첨가하여 균사성장과 균체의 생성을 관찰하여 二L 영향을 조사하였다.
강한 제초활성을 띠는 곰팡이 균주 YK101 의 배양조건을 최적화하기 위하여 균사와 균체 생산에 대한 온도, 교반속도 그리고 배양배지의 영향을 조사하였다. YK101 의 최적 배양온도와 교반속도는 각각 28°C, 150rpm이었다.
건조 균체량 측정은 100 mL 배양액을 Whatman No. 2 여과지를 이용하여 감압여과 후 증류수로 잔여 배지성분을 세척한 다음 70°C에서 12시간 건조한 후 dry cell weight(DCW)를 측정하였다';
0%로 첨가하여 배지를 조제한 후 250 mL 삼각플라스크에서 조업부피가 150 mL 가 되도록 액체배지를 만들어 PDA배지상에서 배양한 균체 2개를 접종한다. 배양시온도는 28°C로 하고, 150 rpm으로 5일간 진탕배양하여 그 영향을 조사하였다.
배지내 질소원의 영향을 조사하기 위해서는 bacto peptone, proteose peptone, tryptone, yeast extract 등 여러 종류의 유기질소원을 1.0%로 첨가하여 각각의 경우에 균사의 성장과 균체의 생성을 측정하여 질소원의 영향을 살펴보았다.

대상 데이터

본 실험에 사용된 YK101 균주는 탄소원이 첨가된 영양배지에서 잘 자라며 균총의색깔이 백색이고 유격 균사를 형성하는 담자균의 일종으로, 영남농업 시험장에서 whiteclover로부터 분리한 균주이다균주 보관용 배지는 PDA (Potato Dextrose Agar)배지를 사용하였고, 종균배지로는 PD broth 배지를 사용하였다.
YK101 의 최적 배양온도와 교반속도는 각각 28°C, 150rpm이었다. 최적화된 배지조성은 1.( 广2.0% total sugar, 1.0% yeast extract 그리고 0.05% MgSO₄ . 7氏。이 었다.

성능/효과

2.0% bacto dextrose# 함유한 배지에 sucrose의 농도를 각각 1.0%, 2.0%, 3.0%, 4.0%로 첨가하여 그 영향을 조사한 결과 최대 균체가 농도 2.0%°1 경우에 89.31 g/L로 가장 좋은 결과를 보였다(Table 1). 균체의 성장 모습은 육안으로도 잘 자랐음을 확인할 수 있을 정도로 균체의 성장이 왕성하였다.
MgSCV7H₂O를 0.05~0.2% 농도별로 첨가하여 배양한 결과, 균체농도가 무기염류의 농도에 따라 크게 변하지 않았지만 이중 가장 나은 균사의 성장과 균체의 생성을 보인 것은 0.05%인 것으로 나타났다(Table 4). 따라서 이상의 결과에서 최적의 기 본배 지 조성 은 1.
균체의 성장을 좀 더 자세히 살펴보면 성장초기에는 균체가 균사체 형태로 자라지만 성장이 진행됨에 따라서 pellet형태로 성장함을 알 수 있었다. 균체의 수율은 1.0% sucrose 농도에서 가장높은 반면, 2.0%이상 증가하면 Yx/s는 점차 감소되어 최적 sucrose 농도는 1.0~2.0% 로 나타났다.
05%인 것으로 나타났다(Table 4). 따라서 이상의 결과에서 최적의 기 본배 지 조성 은 1.(广2.0% total sugar, 1.0% yeast extract, 0.05% MgSOq . 7H₂O로 나타났다.
무기염류를 종류별로 0.1% 농도로 첨가하여 균사성장과 균체의 생성을 관찰한 결과, 대부분 control보다 균체농도가 비슷하거나 저조하였다(Table 3). 그러나 무기염류 중에서도 MgSO, 7H₂O를 첨가한 경우 균체농도가 41.
전체가 말라 죽는다. 뿐만 아니라 일년생 및 다년생 잡초 제초제인 파란들입제(일명:flazasulfuron)와 비교 처리시 더욱 강력한 제초활성을 나타내며, 처리 2개월후 신초의 발생이 3개에 불과하였으나 파란들입제 처리구에서는 뿌리의 생존으로약 295개의 신초가 발생하였다a
여러 종류의 유기질소원 (bacto peptone, proteose peptone, tryptone, yeast extract)을 1.0%로 첨가하여 그 영향을 살펴본 결과 yeast extract를 이용한 경우가다른 유기 질소원을 사용한 경우 (17.5~19.7 g/L) 보다 균체농도가 43.97 g/L로 약 45~63% 정도 높았다(Table 2).

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