KR100460339B1 - 바실러스 속 에이치에스비-21 균주를 이용한 미생물제제 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 방제방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바실러스 속 HSB-21 균주를 이용한 미생물제제 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 방제방법에 관한 것으로, 본 발명의 미생물제제는 바실러스 속(Bacillussp.) HSB-21 균주(KFCC-11221)와 키토산 및 알기네이트를 포함한 것을 특징으로 하며, 바실러스 속(Bacillussp.) HSB-21는 생육온도 범위가 넓고, 환경에 대한 적응능력이 뛰어나며 식물병원성 진균에 대한 성장 억제능력을 가지고 있으므로 다양한 식물 생육환경에서 적용이 가능하고 기존의 화학농약 대용으로 효과적으로 사용될 수 있다.

Description

바실러스 속 에이치에스비-21 균주를 이용한 미생물제제 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 방제방법{The Microbial Pesticide Using Bacillus Species HSB-21 Strain, Preparation Thereof, And The Control Method By Use Of The Same}
본 발명은 바실러스 속 HSB-21 균주를 이용한 미생물제제 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 방제방법에 관한 것이다.
지금까지 인류의 식량문제를 해결하는 데는 기계문명, 화학비료와 함께 1902년 이후 사용되어온 유기합성 농약이 그 핵심적인 역할을 해왔으나, 유기합성 농약의 사용은 토양 및 수질오염으로 인하여 인간의 면역력 저하와 자손보존능력의 감소는 물론, 인류 전체를 위협하는 환경오염과 생태계 불균형을 야기시키는 결과를 빚고 있다.
또한 기존의 화학농약 사용에 따른 저항성 해충의 출현 및 천적의 감소는 오히려 농약의 필요성을 증가시키는 문제점이 발생하고 있는 것 또한 현실이다. 이에 따라 환경친화농업에 대한 관심이 높으며, 이를 의무화하는 것은 20세기말 세계 각국의 일반적 경향이다.
최근 화학농약을 대체할 수 있는 수단으로, 생태계 부담을 보다 적게 하면서 식량문제를 해결하는 생물학적 보호수단이 활발히 연구되고 있으며, 그 대안으로 생물농약에 대한 관심이 고조되고 있다. 생물농약은 첫째, 화학농약과는 달리 이차적인 환경오염 문제를 야기시키지 않아 환경친화농약으로 사용될 수 있으며 둘째, 고도의 특이성으로 인한 생태계 안전성 유지에 탁월하며 셋째, 내성을 유발하지 않는다는 장점을 가지고 있다. 또한 화학농약의 경우 개발비용이 많이 들고 그 기간 또한 많이 들지만 생물농약의 경우 기존 개발비용의 1/10∼1/20정도이며, 개발기간도 1/3정도 든다는 이점이 있다.
지금까지 알려진 길항미생물로는Bacillussp. AC-1(한국 특허공고 91-9383),Tricoderma harzianum, ,Tricoderma lignorum,Bacillus amyloliquefaciens, Penicillium frequentans, Penicillium oxalicum, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida, Psudomonas aeruginosa, Streptomycessp.,Alcaligenes faecalis, Serratia marcescens등이 있으나 그 길항작용이 일부 미생물에 국한되었다.
본 발명은 무공해 생물농약으로서 식물병원성 진균에 길항작용이 우수한 세균을 이용한 미생물제제를 제공함을 그 목적으로 한다.
도1은 바실러스 속(Bacillussp.) HSB-21 배양액을 포함한 고체 배지(左)와 무처리 대조구(右)의 병원성 진균인Rhizoctonia solani에 대한 생육억제력을 비교한 사진이고,
도2는 본 발명의 바실러스 속(Bacillussp.) HSB-21의 길항활성을 포트에서 확인한 결과를 나타낸 사진이다.
본 발명은 토양으로부터 다수의 균주 분리, 이들 중에서 병원성 진균인Rhizoctonia solani,Fusarium solani에 대한 항진균 활성이 우수한 균주 선발, 천연고분자 물질을 이용하여 균주를 고정화하여 작물에 적용하는 것으로 구성된다.
본 발명의 바실러스 속(Bacillussp.) HSB-21 균주는 키토산을 분해하는 키토산아제를 분비하는 미생물로 본 출원인에 의하여 2000년 10월 26일 특허출원(출원번호 제2000-0063333호)되었으며, 2000년 10월 16일 국제기탁기관인 한국종균협회 부설 한국미생물보존센타에 기탁번호 "KFCC-11221"로 기탁되었다.
이 균주의 형태학적, 생리학적 및 생화학적 특성은 아래의 표 1, 표 2와 같다.
바실러스 속(Bacillussp.) HSB-21의 특성
항 목 특 성
그램염색 양 성
세포 형태 간 균
생육 온도 25 ∼ 45℃
카탈라아제 생성 양 성
질산염 환원 양 성
Voges-Proskauer 반응 양 성
카제인 분해 양 성
젤라틴 분해 양 성
인돌 생성 음 성
NaCl 농도 7% 이하
산 생성D-글루코오스D-아라비노스D-만니톨 양 성양 성양 성
바실러스 속(Bacillussp.) HSB-21의 탄수화물 이용
탄수화물 이용능력 탄수화물 이용능력
프룩토스 양성 수크로스 양성
글루코스 양성 트레할로스 양성
이노시톨 음성 람노오스 음성
락토오스 음성 N-아세틸-D-글루코사민 음성
말토오스 양성 싸이클로덱스트린 양성
말토트리오스 양성 덱스트린 양성
만니톨 음성 리보오스 양성
만노오스 양성
본 발명은 이 균주를 이용한 미생물제제 및 그 제조방법, 그리고 이를 이용한 생물학적 방제방법에 관한 것으로, 본 발명의 미생물제제의 제조방법은 바실러스 속(Bacillussp.) HSB-21를 발효기에서 배양한 후, 생리식염수에 소디움 알기네이트(sodium alginate)를 용해시킨 용액에 배양액을 혼합시킨 다음, 염화칼슘 용액을 적하하여 베드(bead)를 제조하고, 제조된 베드를 키토산 용액에 침지시켜 교반하는 것으로 구성된다.
키토산과 알기네이트는 인체에 무해하고 자체 항균력을 보유하고 있으며, 재배작물의 내병성을 증가시키는 유도체(elicitor)로서 작용을 하게 된다. 키토산의 경우, 키토산이 포함된 PDA 고체배지에서 병원성 진균인 R. solani에 대한 대한 항균력은 약 40%의 생육저해율을 보인다. 키토산과 알기네이트를 같이 사용할 경우에는 이들을 각각 사용할 때 보다 상승된 항균력을 보이며, 또한 이들과 함께 바실러스 속(Bacillussp.) HSB-21가 제제화될 경우에는 더욱 항균성이 상승된다.
이렇게 제조된 본 발명의 미생물제제는 병원성 진균, 특히Rhizoctonia solani,Fusarium solani에 대한 항진균 활성이 우수하며, 기존의 화학농약 대용으로 효과적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예는 아래와 같다.
실시예 1
* 병원성 진균에 대한 생육억제능력 검정
20 ml의 PDA배지에 토양으로부터 분리한 70여 종의 미생물 배양액 0.5 ml을 각각 혼합한 다음 Petri dish에 부어 고화시켰다. 상기 방법으로 제조한 배지에 PDA 고체배지에서 배양한Rhizoctona solani와Fusarium solanidisc를 올려놓고 28℃ 배양기에서 5일동안 배양하였다.
미생물 배양액을 포함하지 않는 무처리 배지와 생육반경을 비교하여 병원성 진균에 대한 길항활성을 확인하였다. 4종의 미생물에서 길항활성이 확인되었으며, 그 중 바실러스 속 HSB-21의 길항활성이 가장 우수하였다.
생육저해율=×100
분리 길항미생물의 길항활성 검정 결과
병원성 진균 길항미생물 생육저해율 (%)
Rhizoctonia solani Bacillussp. HSB-21 97.0
BC-8 67.5
BC-23 71.5
BC-57 55.0
Fusarium solani Bacillussp. HSB-21 85.0
BC-8 56.5
BC-23 60.5
BC-57 51.0
실시예 2
* 길항미생물의 배양 및 제제화
바실러스 속(Bacillussp.) HSB-21은 150 L 발효기에서 액체배지를 사용하여 배양하였다. 액체배지는 트립톤 10 g/L, 효모추출물 5 g/L, 염화나트륨 10 g/L를 용해시킨 LB 액체배지를 사용하였다. 종배양은 역시 LB 액체배지를 이용하여 삼각배플플라스크에서 실시하였다. 28℃, 200 rpm에서 16시간 진탕배양한 종배양물 1 L를 120 L의 액체배지가 들어있는 발효기에 접종하고 28℃, 150 rpm, 0.5 vvm의 조건하에서 18시간 동안 배양하였다.
상기 배양한 미생물을 제제화하기 위하여 먼저 0.85%(w/v) 생리식염수에 sodium alginate를 용해시킨 용액에 길항미생물 배양액을 혼합시켜 1.5%(w/v) CaCl2용액에 떨어뜨려 bead를 제조하였다. 제조된 bead를 0.2%(w/v) 키토산 용액에 침지시켜 30분동안 교반하면서 미생물제제를 제조하였다.
* 포트 방제 실험
본 발명의 미생물이 실제 토양에서 식물 병원성 진균에 길항능력을 발휘 여부를 검증하기 위하여 오이를 대상으로 방제실험을 실시하였다. 토양은 엽채류용 상토를 이용하였다. 토양 1 kg과 감자조각 20 g을 혼합하여 가압살균한 다음 병원성 진균인Rhizoctonia solani를 접종하여 28℃에서 2주동안 배양하여 실험의 접종물로 사용하였다.
소형 포트에 살균된 토양을 1/2 부피로 채우고, 나머지 절반은 살균토양 50 g당 접종물 1 g의 비율로 혼합하여 인위적으로 감염시킨 토양을 채웠다. 그리고, 묘판에서 발아시켜 3일동안 배양하여 생육상태가 양호한 오이를 준비된 포트에 정식하여 28℃, 80% 습도에서 배양하였다. 대조구는 정식후 미생물제제를 사용하지 않았으며, 처리구는 bead당 3.0×107개의 제제를 살균토양 50 g당 1 g의 비율로 처리하였다.
대조구는 진균 처리 2∼3일 후면 100% 발병율을 보이는데 반해, 길항미생물을 처리한 처리구는 2주일까지 발병 억제효과가 뚜렷하게 나타났다.
이상의 실시예를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 바실러스 속(Bacillussp.) HSB-21는 생육온도 범위가 넓고, 환경에 대한 적응능력이 뛰어나며 식물병원성 진균에 대한 성장 억제능력을 가지고 있으므로 다양한 식물 생육환경에서 적용이 가능하고 기존의 화학농약 대용으로 효과적으로 사용될 수 있다.

Claims (3)

  1. 바실러스 속(Bacillussp.) HSB-21 균주(KFCC-11221)와 키토산 및 알기네이트를 포함한 것을 특징으로 하는 미생물제제.
  2. 바실러스 속(Bacillussp.) HSB-21를 발효기에서 배양한 후, 생리식염수에 소디움 알기네이트(sodium alginate)를 용해시킨 용액에 배양액을 혼합시킨 다음, 염화칼슘 용액을 적하하여 베드(bead)를 제조하고, 제조된 베드를 키토산 용액에 침지시켜 교반하는 것을 특징으로 하는 미생물제제의 제조방법.
  3. 바실러스 속(Bacillussp.) HSB-21 균주(KFCC-11221) 또는 제1항 기재의 미생물제제를 식물에 처리하여 병원성 미생물의 생육을 억제하는 것을 특징으로 하는 식물의 방제방법.
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