KR101189556B1 - 농작물의 광합성 효율을 향상시키는 광합성 미생물 배양액 - Google Patents

농작물의 광합성 효율을 향상시키는 광합성 미생물 배양액 Download PDF

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Abstract

본 발명은 농작물의 광합성 효율을 향상시키는 광합성 미생물 배양액 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 로도슈도모나스 스페로이드스 (Rhodopseudomonas sphaeroides) 기탁번호 KCTC-8849P호를 1～10 용량%의 이산화티타늄 콜로이드 용액을 함유하는 세균 배양용 액체 배지에서 계대 배양시킨 배양액 내의 로도슈도모나스 스페로이드스 균체 농도가 1.0～5.0×108 세포/ml인 낮은 광도에서도 농작물의 광합성 효율을 크게 향상시키는 광합성세균 배양액 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

농작물의 광합성 효율을 향상시키는 광합성 미생물 배양액{Photosynthesis microorganism cultivation colloidal solution for enhancing the photosynthesis of crops}
본 발명은 농작물의 광합성 효율을 향상시키는 광합성 미생물 배양액 및 그의 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 로도슈도모나스 스페로이드스 (Rhodopseudomonas sphaeroides) 기탁번호 KCTC-8849P호를 1～10 용량%의 이산화티타늄 콜로이드 용액을 함유하는 세균 배양용 액체 배지에서 계대 배양시킨 배양액 내의 로도슈도모나스 스페로이드스 균체 농도가 1.0～5.0×108 세포/ml인 낮은 광도에서도 농작물의 광합성 효율을 크게 향상시키는 광합성세균 배양액 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
식물체에서 잎의 엽록체를 통한 광합성 작용은 생장에 필수적이다. 식물체는 광합성 작용을 통하여 생합성된 포도당을 이용하여 식물체를 구성하는 성분으로 활용하며 생장을 위한 에너지를 얻고 열매에 당 또는 전분 형태로 전환시켜 저장하기도 한다.
식물체 내의 엽록체에서 광합성 반응은 명반응과 암반응의 2단계로 이루어져 있다.
명반응은 잎조직의 엽록소 a와 엽록소 b가 가시광선(390～760nm)의 빛 에너지를 흡수하여 생화학적 에너지로 전환시키는 과정으로서 암반응의 물질합성과정에 필요한 ATP와 NADPH(Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate)를 생성시키는 과정이다. 즉 광합성은 엽록소a와 엽록소b에서 흡수한 빛에너지를 색소복합체인 제1광계(photosystem I)와 제2광계(photosystem Ⅱ)에 집중화시킴으로써 시작되는데, 이때 제1광계의 작용중심 엽록소(P700)는 대부분 700nm의 빛에너지를 흡수하여 NADPH를 만들고, 제2광계(P680)는 680nm의 빛에너지를 흡수하여 ATP를 만든다.
암반응은 빛과는 상관없이 반응이 진행되며 기공을 통해 흡수한 이산화탄소와 명반응에서 만들어진 NADPH와 ATP를 이용하여 포도당을 생합성한다.
이와 같은 광합성 반응을 통해 과수가 성장과 과실의 품질을 향상시키기 위해 필요한 포도당을 얻기 위해서는 명반응에 필요한 에너지원인 가시광선(390～760nm)과 특히 680nm, 700nm 파장의 광계 활성화 가시광선이 필수적이나 날씨가 흐리면 명반응에 필요한 가시광선 영역의 빛을 흡수할 수 없으므로 광합성이 정상적으로 이루어지지 않아 과수들이 생장 저해를 받거나 과실의 당도도 떨어질 수밖에 없다.
배 수출전업농가에서는 미국이나 대만 같은 수출국의 요구에 따라 중소과를 생산하기 위하여 과수에 착과량을 늘리게 되는데 이런 경우 햇빛(가시광선)이 충분히 비춘다고 해도 과수에 고루 빛이 투과되지 않아 과실의 당도가 일정치 않아져 수출품질에 영향을 주고 있다. 이러한 광합성 부족에 의한 과수의 생장저해와 당도 같은 품질의 열화 같은 피해를 해소하기 위한 방법으로 광촉매제인 산화티타늄 같은 광물이나 다양한 파장의 빛에서도 광합성을 행하는 광합성세균 같은 미생물 제재가 이용되고 있으나 그 효과가 미미하여 현재 광범위하게 활용되고 있지 않는 실정이다.
광합성 세균은 자연계의 식물 순환 회로에서 하나의 부분을 이루는 중요한 미생물로써 사람이나 동물의 배설물 같은 오물을 종속 영양세균과 같이 정화하는 환경 정화균으로 탄산가스와 태양에너지를 이용하여 광합성을 행함으로써 증식 생장한다. 또한 고등생물의 생육환경에서 발생되는 유해물질인 황화수소(H2S), 아질산, 질산, 이산화탄소, 저급 지방산, 유기산 등을 균체 성장을 위한 영양분으로 흡수하여 증식하기 때문에 생육환경을 정화하는 생리적인 기능 외에 균체 내에 다량의 단백질과 양질의 아미노산 그리고 비타민, 핵산, 카로티노이드 같은 영양물질과 유비퀴논 같은 생리활성물질을 다량 함유하고 있어 가축, 작물, 양어에 활용되고 있는 유용한 미생물이다.
농작물의 광합성작용은 일정 한계 이상의 강한 빛이 필요하므로 흐린 날이 계속되면 잎에서 광합성작용의 부진으로 생육에 저해를 받게 된다. 광합성세균은 일반적으로 저광도의 광조건에서도 광합성작용이 가능하므로 일조량이 부족할 때 농작물에 투여하면 농작물의 광합성을 도와 농작물의 생육을 돕는다고 알려져 있으며 실제로 배, 포도, 감 등 과실류와 딸기. 토마토 등 과채류에 당도 향상을 위해 사용되고 있다.
이산화티타늄은 천연광물로 빛이 닿으면 마이너스 전기를 띠는 전자와 플러스 전기를 띠는 정공을 만든다. 이 전자와 정공은 매우 강한 환원력과 산화력을 갖고 있어 대기 중의 물과 산소로부터 활성 물질인 수산기(OH-)와 수소이온(H+) 그리고 산소이온(O2-)을 만들며 만들어진 수산기와 산소이온은 강력한 산화, 환원력을 통해 살균 유기물 분해 등에 사용하고 있다.
또한 이산화티타늄은 엽록체의 명반응에서 필요한 수소 이온을 자외선 파장(380nm 이하) 영역의 광선을 이용하여 물(H2O)을 분해하여 생성함으로써 명반응을 촉진하는 역할을 할 수 있다. 햇빛에 포함된 자외선 영역의 빛은 날씨의 맑고 흐림에 관계없이 거의 일정하게 나오기 때문에 이산화티타늄을 작물의 잎에 엽면살포했을 때 작물이 광합성을 행할 수 없는 흐린 날에도 엽록체에 명반응에 필요한 수소이온을 공급함으로 광합성을 촉진시키는 역할을 한다.
한편 이산화티타늄 등 티타늄 화합물은 광촉매 역할을 하는 광물로서 380nm 이하의 자외선광을 흡수하여 물을 분해하여 광합성에 필요한 수소 이온을 발생시켜 광합성을 촉진시키는 것으로 알려져 있고 또한 이산화티타늄은 나노 상태의 콜로이드 용액으로도 제조될 수 있다.
광합성 촉진제를 제조하는 종래기술을 살펴보면 대한민국 특허공개 제10-2008-0006218호 '농작물 광합성 촉진용 액체 조성물'에서는 이산화티타늄, 사염화티타늄, 티타늄테트라이소프로폭사이드에서 선택된 티타늄 화합물, 광합성 세균 배양액, 아미노산 및 마그네슘 화합물을 함유하는 광합성 촉진용 액제 조성물이 개시되어 있다. 그러나 상기 특허문헌에서는 티타늄 화합물과 최적의 활성을 나타내는 세균 배양액의 종류 또는 조성에 대해서는 개시한 바 없다.
그러나 통상 광합성 세균은 광 에너지를 흡수하는 광합성 색소로서 박테리오클로로필과 카로티노이드를 가지고 있어 870nm, 715-720nm, 450nm-550nm의 다양한 흡수 파장광에서 생장되며, 또한 통상 농작물에 활용되고 있는 홍색 무 유황 광합성 세균의 균종도 16종이나 되어 그 균종에 따라 그 흡수파장이 각각 달라지는 특성이 있어 최적의 광합성 효율을 나타내기 위해서는 티타늄 화합물과 최적의 배합 적합성을 지닌 광합성 균주의 선별이 요구되고 있는 것이다.
따라서 본 발명자는 세균 배양액 내의 광합성 세균 중 특정 광합성 세균을 특정 배지에서 배양함으로써 최적의 세균 배양액을 개발하고 그 광합성 세균 배양액의 최적 배양 방법을 개발함으로써 본 발명을 완성하게 된 것이다.
본 발명의 해결하려는 과제는 광합성 세균 배양액 내의 티타늄 화합물과 최적의 배합 적합성을 지닌 광합성 균주를 선별하고 이산화티타늄을 함유하는 세균 배양액 내의 광합성 세균 중 최적의 광합성 세균을 특정 배지에서 배양함으로써 최적의 광합성 세균 배양액 및 그의 최적 배양 방법을 개발코자 한 것이다.
본 발명의 목적은 이산화티타늄 콜로이드 용액 1～10 중량%를 함유하는 광합성 세균 배양용 액체 배지 100 중량부에 균체수 0.5～1.5×108 세포/ml의 로도슈도모나스 스페로이드스(Rhodopseudomonas sphaeroides) 기탁번호 KCTC-8849P호를 배양시킨 종균 배양액 0.5～2.0 중량부를 접종한 후, 100～500 룩스 광 조건하에서 25～35℃ 온도로 혐기상태에서 3～7일간 배양하여 균체 농도 1.0～5.0×108 세포/ml가 되도록 배양시킨 광합성 세균 배양액을 제공하는 것이다.
이때 상기 로도슈도모나스 스페로이드스(Rhodopseudomonas sphaeroides) 기탁번호 KCTC-8849P호 균주는 과수의 엽록체가 광합성을 할 수 없는 416nm～487nm의 낮은 파장대에서 높은 광흡수율을 나타내고 100～500 룩스의 낮은 조도에서 생장이 가능하고 3000ppm～6000ppm의 이산화티타늄 콜로이드 수용액을 함유한 광합성 세균 배지의 적응성이 강한 균주임을 특징으로 한다.
또한 상기 이산화티타늄 콜로이드 용액은 아나타제 구조를 지닌 이산화티타늄 2～5(w/v)%를 20～30nm 크기로 물에 분산시킨 용액임을 특징으로 한다.
본 발명의 목적은 상기 광합성 세균 배양액 1 중량부에 대해 2～100 중량부의 물을 첨가하여 희석시킨 과수 살포용 광합성 미생물 배양 제제를 제공하는 것이다.
본 발명의 효과는 광합성 세균 배양액 내의 티타늄 화합물과 최적의 배합 적합성을 지닌 광합성 균주를 선별하고 이산화티타늄을 함유하는 세균 배양액 내의 광합성 세균 중 최적의 광합성 세균을 특정 배지에서 배양함으로써 최적의 광합성 세균 배양액 및 그의 최적 배양 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 효과는 홍색 무 유황 광합성 세균 중 약한 광선 하에서도 증식이 빠르고 이산화티타늄함유 배지에서 적응력이 강한 균주인 로도슈도모나스 스페로이드스 기탁번호 KCTC-8849P호를 선별하여 고농도의 이산화티타늄함유 배지에서 생장할 수 있도록 순양시켜 5-7일의 단시간 내에 세균 배양액 내의 균체의 농도가 1.0～5.0×108 세포/ml 이상 배양될 수 있는 광합성 세균 배양액을 개발하여, 광합성 세균 배양액을 과수 재배 시 일조량이 부족한 기후조건이나 착과량 과다로 야기되는 광합성 부족 현상에서 오는 과수의 생장 저하나 당도 등 품질 저하 등을 방지 또는 개선하는 효과를 나타내는 것이다.
도 1은 본 발명의 광합성 세균 배양액(ST)과 이산화티타늄 콜로이드 용액(TiO), 광합성 세균 배양액(S), 광합성 세균 배양액과 이산화티타늄 용액 혼합액(S+T)를 배나무 묘목 잎에 처리한 후 25℃ CO2 압력 350 마이크로바 유동성 200～300 마이크로바 습도 조건 50～60% RH에서 충분한 태양광으로 성장시켰을 때 생합성 비율을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 광합성 세균 배양액(ST)과 이산화티타늄 콜로이드 용액(TiO), 광합성 세균 배양액(S), 광합성 세균 배양액과 이산화티타늄 용액 혼합액(S+T)를 배나무 묘목 잎에 처리한 후 25℃ CO2 압력 350 마이크로바 유동성 200～300 마이크로바 습도 조건 50～60% RH에서 55% 태양광으로 성장시켰을 때 생합성 비율을 나타내는 도면이다.
본 발명의 광합성 세균 배양액의 균주 선별 공정을 설명하면 다음과 같다.
1) 광합성 세균의 광합성 색소 중 낮은 파장에서 광에너지를 흡수하는 색소는 카로티노이드이다. 이와 같은 카로티노이드 중 416nm-487nm의 가장 낮은 파장대에서 광흡수율이 높은 성분인 뉴로스포렌(Neurosporene), 카이로산틴(Chioroxanthin), 스페로이딘(Spheroidine), OH-스페로이딘(OH-Spheroidine) 등을 들 수 있다. 광합성 세균 중 상기 카로티노이드 성분을 80%이상 가지고 있는 홍색 무 유황 세균인 Rhodopseudomonas속의 Rh. capsulatus, Rp. sphaeroides, Rp. gelatinosa에서 세균 균주를 선별한다. 즉 상기 홍색 무 유황 세균 균주 중에서 200lux의 낮은 조도에서 가장 광합성효율이 뛰어난 균주를 선별하는 것이다.
2) 상기 1차 선별된 세균 균주 중에서 20～30nm의 크기의 이산화티타늄을 물에 분산시킨 콜로이드 용액을 1～20(w/v)% 함유한 배지에서 배양하여 가장 적응력이 뛰어난 균주를 다시 선별한다.
3) 최종 선별된 균주를 이산화티타늄콜로이드용액 1(w/v)% 함유한 배지에서 시작하여 10(w/v)%까지의 고농도에서 잘 자랄 수 있도록 순양시킨다.
4) 순양된 균주를 이용하여 이산화티타늄 콜로이드용액을 1～10(w/v)% 함유한 배지에서 3～7일 이내의 빠른 배양 기일 내에 균체 수가 1.0～5.0×108 세포/ml 이상이 되도록 배양시킨다.
상기 방법으로 선별된 균주는 낮은 광도에서도 작물의 광합성효율을 크게 향상시키는 광합성세균 배양액의 원료 균주로 사용할 수 있는 것이다.
기후변화에 의한 일조량의 저하로 과실 생장력이 떨어지고, 기형과 발생이 높아지는 문제점을 해결하기 위해 작물이 유효광합성을 행하지 못하는 낮은 광조건에서 광합성을 촉매하여 작물의 광합성부족 현상을 해소할 수 있다고 알려진 이산화티타늄과 배합 적합성이 우수한 광합성 세균을 선별하기 위한 것이다.
2년생 신고배 과수의 잎에 일반적으로 사용되는 1) 이산화티타늄 20nm 콜로이드 수용액 시험구(이산화티타늄의 사용농도 60ppm ; TiO구), 2) 낮은 조도에서 생육이 왕성하며 고농도의 이산화티타늄에도 생육 될 수 있게 순양된 광합성 세균 Rp. sphaeroides KCTC-8849P 시험구(사용 균체농도 : 2×106 세포/ml;S구), 3) 광합성 세균 Rp. sphaeroides KCTC-8849P 배양액에 이산화티타늄콜로이드 수용액 3%를 혼합한 혼합액(사용 균체농도 2×106 세포/ml, 사용 이산화티타늄의 농도 1.8ppm;S+T구) 이산화티타늄 콜로이드 수용액 3%를 첨가한 광합성 세균 배지에서 배양한 광합성 세균 Rp. sphaeroides KCTC-8849P 배양액 시험구(사용 균체농도 2×106 세포/ml, 사용 이산화티타늄의 농도 1.8ppm;ST구)를 500배 희석하여 각각 1회 살포하여 5주 동안 대조구와 비교 실험한 결과를 도면에 나타내었다.
도 1은 태양광을 차광하지 않는 구로서 대조구에 비해 전 4개 구가 다 광합성효율이 높았으나 특히 ST구가 다른 3개 구에 비해 유의적으로 높았다. 이러한 경향은 55% 차광하여 실험한 도 2에서도 비슷한 경향을 보이고 있으나 광 효율이 훨씬 높았으며 ST구에서는 대조구에 비해 38%나 높았다.
이산화티타늄은 대기 중의 물과 산소로부터 강력한 산화, 환원력을 가지고 있는 수산기(OH-)와 과산소이온(O₂-)을 생성하여 살균효과도 가지는 것으로 알려져 있다. 그러므로 고농도의 이산화티타늄용액에 광합성세균을 배양하기란 극히 어려운 실정이다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 홍색 무유황 광합성 세균 중 약광에서 증식이 빠른 균종 중 이산화티타늄 함유 배지에서 적응력이 강한 균주를 선별하고 선별된 균주를 고농도의 이산화티타늄 함유 배지에서 잘 자랄 수 있게 순양시켜 3-7일 이내에 균체 농도가 1.0～5.0×108세포/ml가 된 낮은 광도에서 작물의 광합성효율을 크게 향상시키는 광합성세균 배양액을 개발코자 한 것이다.
본 발명에 있어 광합성세균을 배양하기 위한 최적 배지의 조성물은 다음과 같다. 물 1000㎖에 대하여 염화암모늄, 탄산수소나트륨, K2HPO4, KH2PO4, 염화나트륨, 효모추출물, 비오틴, ｐ-아미노벤조산(PABA)을 1～5g 정도 적당량 혼합하여 먼저 녹여 주원료액을 얻고, 얻어진 주원료액 100 중량부에 대하여 킬레이트 물질인 EDTA-2Na를 5～20 중량부와 미량무기원소인 CaCl2?2H2O, MgSO4?7H2O, FeCl3?6H2O, CuSO4?5H2O, H3BO3MnCl3?4H2O, ZnSO4?7H2O, Co(NO3)2?6H2O 중에서 하나 이상을 선택하여 총 중량 기준으로 약 0.6g을 녹여 혼합하여 침전이 없는 광합성 세균의 최적 배지를 얻는다.
본 발명에 사용된 이산화티타늄 용액은 (주)빛과 환경에서 생산된 제품을 사용했으며 아나타제 구조를 가진 이산화티타늄 2～5 중량%를 물에 20～30nm의 크기로 분산시킨 콜로이드 용액이다.
이산화티타늄 콜로이드 용액 10%를 광합성세균배지에 혼합하여 만든 배지에 1차 선별된 광합성세균을 접종하고 500lux, 30℃에서 7일 배양하여 균체수가 가장 많은 균주 로도슈도모나스 스페로이드스(Rhodopseudomonas sphaeroides) 기탁번호 KCTC-8849P호를 선별하였다.
로도슈도모나스 스페로이드스 기탁번호 KCTC-8849P호를 이산화티타늄 콜로이드 용액 2% 함유 광합성 세균 배지에서 500lux, 30℃에서 1×108 세포/ml 이상 되도록 3회 계대 배양하고 점차 이산화티타늄 콜로이드 용액을 1 중량%씩 올린 광합성 세균 배지에서 동일한 방법으로 배양하여 이산화티타늄 콜로이드 용액 10%농도에서도 잘 자랄 때까지 순양 배양시켜 낮은 광도에서도 작물의 광합성효율을 크게 향상시키는 광합성세균 배양액을 제조하는 것이다.
(실시예 1) 본 발명의 광합성세균의 1차 선별
발명의 배양 배지 조성은 K2HPO40.5g, NaCl 0.1g, MgSO4?7H2O 0.2g, 아세트산나트륨 2g과 이스트분말(Yeast extract) 3g, 펩톤 1g 과 미량무기원소인 CaCl2?2H2O 0.5g, FeCl3?6H2O 0.025mg, CuSO4?5H2O 0.00025mg, H3BO3 0.005mg, MnCl3?4H2O 0.0003mg, ZnSO4?7H2O 0.005mg, Co(NO3)2?6H2O 0.0025mg을 순차적으로 녹여 혼합하고 증류수를 가해 전체를 1000㎖로 하여 배양 병에 넣고 가압 멸균하고 멸균 토양에서 공지된 분리방법에 의하여 자체 분리한 균주와 기탁되어 있는 균주 Rp. sphaeroides NA72, Rp. sphaeroides (KCTC-8849P), Rp. sphaeroides (KCCM-35488) Rp. gelatinosa NA75, Rh. capsulatus NA75, Rh. capsulatus (KCCM-40218), Rh. capsulatus(KCCM-40222)를 각각 액체 배양하여 균체수 1×108 세포/ml로 만든 종균액 10㎖를 각각 접종한 후, 혐기상태, 30℃에서 200 룩스(Lux) 광 조건하에서 5일간 배양하여 배양액의 균체수를 측정했다.
200 룩스(Lux) 어두운 조도에서 대체적으로 잘 생장하고 있는 균주는 표1에서 보는 바와 같이 Rp. sphaeroides KCTC-8849P , Rp. sphaeroides KCCM-35488, Rh. capsulata NA75 3종이었다.
Figure 112010058338361-pat00001
(실시예 2) 본 발명의 광합성세균 2차 선별
실시예 1의 광합성세균배지 900ml에 이산화티타늄 함량 3%를 20nm 크기의 입자로 물에 분산시킨 이산화티타늄 콜로이드용액 100ml를 혼합하여 만든 배지에 제조 실시예 1에서 생장상태가 좋은 3균주인 Rp. sphaeroides KCTC-8849P, Rp. sphaeroides KCCM-35488, Rh. capsulata NA75를 각기 배양하여 균체수 1×108 세포/ml로 한 종균액 100㎖를 각 각 접종한 후, 혐기상태, 30℃에서 500룩스(Lux) 광 조건하에서 7일간 배양하여 배양액의 균체수를 측정했다.
표2에 나타난 바와 같이 이산화티타늄의 살균력에 의해 다른 균주들은 균체수가 줄어들었으나 로도슈도모나스 스페로이드스 기탁번호 KCTC-8849P호는 균체수가 약간 늘고 있어 10%농도의 이산화티타늄에 가장 적응력이 좋았다.
Figure 112010058338361-pat00002
(실시예 3) 이산화티타늄에 순양한 광합성세균의 제조
실시예 1의 광합성세균배지 970ml에 이산화티타늄 콜로이드 용액 30ml를 혼합하여 만든 배지에 Rp. sphaeroides KCTC-8849P를 균체수 1×108 세포/ml로 배양한 종균액 100㎖를 접종한 후, 혐기상태, 30℃에서 500룩스(Lux) 광 조건하에서3- 7일간 배양하여 균체수가 1×108 세포/ml 이상 될 때까지 계대 배양하고 점차 이산화티타늄 콜로이드 용액을 40ml, 50ml, 60ml, 70ml, 80ml,90ml,100ml씩 1%씩 올린 광합성 세균 배지에서 동일한 방법으로 배양하여 이산화티타늄 콜로이드 용액 100ml를 첨가한 광합성 세균 배지에서도 혐기상태, 30℃에서 500룩스(Lux) 광 조건하에서 5- 7일 이내에 자랄 때까지 순양 배양시켰다.
(실시예 4) 본 발명의 광합성 세균 배양액
광합성 세균 배지 970ml에 이산화티타늄 콜로이드 용액 30ml를 혼합하여 만든 배지 1000ml를 가압 멸균하고 실시예 3의 방법으로 순양시킨 Rp. sphaeroides KCTC-8849P를 균체수 1×108 세포/ml로 배양한 종균액 10㎖를 접종한 후 혐기상태, 30℃에서 200룩스(Lux) 광 조건하에서 5일간 배양하여 균체수 1×108 세포/ml이상인 낮은 광도에서도 작물의 광합성효율을 크게 향상시키는 광합성세균 배양액을 얻었으며 비교실험으로 실시예 2에서 얻어진 순양시키지 않는 Rp. sphaeroides KCTC-8849P를 종균으로 하여 위와 동일한 방법으로 배양하여 균의 생장상태를 조사한 결과 표 3에서 보는 바와 같이 본 발명의 광합성세균의 성장이 훨씬 좋았다.
Figure 112010058338361-pat00003
(실시예 5) 광합성 효율 시험
실시예 4에서 만들어진 ⅰ) 본발명의 3% 이산화티타늄 콜로이드 용액을 함유한 광합성 세균 배지에 Rp. sphaeroides KCTC-8849P를 균체수 1×108 세포/ml로 배양한 광합성 세균 배양액과 ⅱ) 실시예 3의 Rp. sphaeroides KCTC-8849P만을 균체수 1×108 세포/ml로 배양한 광합성 세균 배양액, ⅲ) 이산화티타늄 함량 3%를 20nm 크기의 입자로 물에 분산시킨 이산화티타늄만으로 만들어진 콜로이드용액 과 ⅳ)실시예 3 의 Rp. sphaeroides KCTC-8849P 배양액에 이산화티타늄 콜로이드 용액을 3%를 혼합한 이산화티타늄을 혼합한 광합성 세균 배양액 등 4개의 실험용액을 만들어 전남대학교 농업생명과학대학 과수학실험실에서 2년생 신고배 과수를 실험주로 하여 태양광이 그대로 투과하는 조건과 인위적으로 차광망을 이용하여 55% 정도 광투과율을 줄여 과수의 일조량를 악조건으로 만든 조건에서 실험용액을 500배로 희석하여 엽면 살포를 1회 실시하고 5주에 걸쳐 광합성측정기 LI-6400XT로 광합성율을 측정한 결과 도 1 및 도 2 에서 보는바와 같이 본발명의 광합성 세균 배양액이 어느 조건에서나 다른 실험 용액구에 비해 광합성효율이 우수하였으며 특히 55% 차광망구에서는 대조구에 비해 38%나 광합성 효율이 뛰어났다.
한국생명공학연구소 KCTC8849P 19971104

Claims (4)

  1. 이산화티타늄 콜로이드 용액 1～10 중량%를 함유하는 광합성 세균 배양용 액체 배지 100 중량부에 균체수 0.5～1.5×108 세포/ml의 로도슈도모나스 스페로이드스(Rhodopseudomonas sphaeroides) 기탁번호 KCTC-8849P호를 배양시킨 종균 배양액 0.5～2.0 중량부를 접종한 후, 100～500 룩스 광 조건하에서 25～35℃ 온도로 혐기상태에서 3～7일간 배양하여 균체 농도 1.0～5.0×108 세포/ml가 되도록 배양시킨 광합성 세균 배양액
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 이산화티타늄 콜로이드 용액은 아나타제 구조를 지닌 이산화티타늄 2～5(w/v)%를 20～30nm 크기로 물에 분산시킨 용액임을 특징으로 하는 광합성 세균 배양액
  4. 제 1항의 광합성 세균 배양액 1 중량부에 대해 2～100 중량부의 물을 첨가하여 희석시킨 과수 살포용 광합성 미생물 배양 제제
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