KR101748651B1 - 신규한 바실러스속 미생물 및 그를 이용한 피레트로이드의 생물학적 분해 방법 - Google Patents

신규한 바실러스속 미생물 및 그를 이용한 피레트로이드의 생물학적 분해 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101748651B1
KR101748651B1 KR1020150130548A KR20150130548A KR101748651B1 KR 101748651 B1 KR101748651 B1 KR 101748651B1 KR 1020150130548 A KR1020150130548 A KR 1020150130548A KR 20150130548 A KR20150130548 A KR 20150130548A KR 101748651 B1 KR101748651 B1 KR 101748651B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pyrethroid
strain
cypermethrin
bacillus amyloliquefaciens
glucose
Prior art date
Application number
KR1020150130548A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170032753A (ko
Inventor
이용석
이제훈
김재훈
Original Assignee
동아대학교 산학협력단
(주)아미노피아
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동아대학교 산학협력단, (주)아미노피아 filed Critical 동아대학교 산학협력단
Priority to KR1020150130548A priority Critical patent/KR101748651B1/ko
Publication of KR20170032753A publication Critical patent/KR20170032753A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101748651B1 publication Critical patent/KR101748651B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D3/00Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/02Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by biological methods, i.e. processes using enzymes or microorganisms
    • C12R1/07

Abstract

본 발명은 신규한 바실러스속 미생물 및 그를 이용한 피레트로이드의 생물학적 분해 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피레트로이드 계열 살충 성분에 대한 분해 활성을 갖는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) AP01 균주(KACC92090P), 이 균주를 피레트로이드 포함 시료에 접촉시키는 것을 포함하는 피레트로이드의 생물학적 분해 방법, 및 이 분해 매커니즘에 기초한 피레트로이드 오염 제거용 조성물에 관한 것이다.

Description

신규한 바실러스속 미생물 및 그를 이용한 피레트로이드의 생물학적 분해 방법 {Novel Bacillus sp. bacterium and method for Biologically degrading pyrethroid with the same}
본 발명은 신규 미생물을 이용한 피레트로이드(pyrethroid) 계열 살충 성분들에 대한 생물학적 분해 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 특정 균주 바실러스 속(Bacillus sp.) 미생물로 사이퍼메트린(cypermethrin)을 효과적으로 분해하는 방법에 관한 것이다.
피레트로이드는 제충국으로 만든 약제인데, 이 제충국은 국화과에 속하는 식물로서 살충 작용을 갖춘 품종은 흰꽃제충국(Chrysanthemum cinerariaefolium)·붉은꽃제충국(C. tamrutense) 등이 있다. 이 중에서 흰꽃제충국은 전 세계 각국에 널리 재배되고 있으며 가장 살충작용이 크다.
제충국은 살충제로서 오래 전부터 페르시아지방에서 살충분말(insect powder)이라는 명칭으로 사용되어 왔었으며, 이것이 19세기 초 유럽에 소개되어 우수한 살충제로서의 위치를 차지하게 되었다. 우리나라에는 1935년경부터 제주도를 비롯하여 영호남 일대에서 대대적으로 재배되었다. 제충국의 유효 성분은 1854년경부터 연구가 진행되어 1947년 La Forge 등에 의하여 과거에 유효 성분으로 알려졌던 피레트린 I, II 이외에 시네린 I, II가 있다는 것이 밝혀졌다.
천연 피레트로이드 계열은 직접 접촉 살충제로서 온혈동물인 사람과 가축에는 무해하지만, 곤충의 기문이나 피부를 통하여 체내에 들어가 침입 즉시 마비를 일으켜 죽게 하여 광범위하게 사용되고 있다. 이런 피레트로이드 계열 물질들은 체내에 흡수 되어 세포막에 존재하는 Na+ 통로에 강한 친화력을 나타내어 활동전위의 흥분기 동안 Na+이온의 막투과를 지속시켜 시냅스에서의 신호 전달을 마비시켜 독성작용을 나타내는 신경독의 일종이다.
합성 피레트로이드는 크게 시안기(cyano group)가 없는 피르메트린(permethrin), 알레트린(allethrin), 페노트린(fenothrin)과 같은 타입 I군과 시안기(cyano group)를 가지고 있어 포유동물에게도 독성을 나타낼 수 있는 사이퍼메트린(cypermethrin), 텔타메트린(deltamethrin), 펜발레레이트(fenvalerate) 등과 같은 타입 II군으로 나뉜다.
국내외 연구진에 의하면 급성으로 다량을 흡입할 경우 혹은 지속적으로 미량에 노출될 경우 흔한 임상 증상으로 비정상적인 안면 감각, 피부 홍반, 구토, 구역, 복통, 전신 쇠약감등이 나타날 수 있으며, 신경계 증상으로는 혼돈, 흥분상태, 경련들이 나타날 수 있다고 보고하였다.
2010년, 1999년에서 2002년까지 5,046명의 미국인을 대상으로 조사한 소변 내에 존재하는 3-페녹시벤조산(3-PBA)과 같은 피레트로이드 계열 살충제 대사산물의 함량을 조사한 결과를 발표하였다. 연령대, 샘플 채취 시간, 인종별로 결과를 발표하였는데, 6-11세 아동들의 소변에 존재하는 3-PBA와 같은 대사산물의 함량이 다른 연령대 12-19세 청소년기 혹은 20-59세 성인의 소변에 존재하는 함량보다 월등히 많다는 결과를 보고하였다.
현재, 피레트로이드 계열 살충제는 마우스 혹은 랫트를 모델로 하여 저연령대에 노출 정도에 따라서 신경 발달 장애, 행동 장애, 주의력 결핍 및 과잉 행동 장애(ADHD)와 같은 각종 질병의 상관관계를 밝히기 위한 연구가 계속 진행되고 있다. 그리고 영유아기 혹은 아동기에 피레트로이드 계열 살충제에 노출된 정도와 신체 내에 축적된 정도를 계속 모니터링 하여 이들이 성인이 되고 노년이 되었을 때 겪게 되는 각종 질병과의 상호 관계를 밝히기 위한 장기 프로젝트들이 계속 진행 중이다. 따라서 피레트로이드 계열 살충성분들에 대한 생물학적 분해에 대한 요구가 앞으로 더 많아질 것으로 판단된다.
이에 본 발명자들은 바실러스 속(Bacillus sp.) 균주에 의해 피레트로이드 계열 살충제, 특히 사이퍼메트린에 대해 고효율로 분해함을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
공개특허공보 제2011-0017376호 (2011. 2. 21)
본 발명은 피레트로이드 계열 살충 성분들을 생물학적으로 분해할 수 있는, 특히, 사이퍼메트린에 대한 분해 활성이 있는, 신규 미생물 균주를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 균주로 사이퍼메트린을 포함하는 피레트로이드 계열 살충 성분들을 생물학적으로 분해하는 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
1. 피레트로이드 계열 살충 성분에 대한 분해 활성을 갖는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) AP01 균주(KACC92090P).
2. 위 1에 있어서, 서열번호 1의 16S 리보솜 DNA 서열을 갖는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스 AP01 균주.
3. 위 1에 있어서, 서열번호 2의 gyrA 유전자 서열을 갖는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스 AP01 균주.
4. 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) AP01 균주(KACC92090P)를 피레트로이드 포함 시료에 접촉시키는 것을 포함하는 피레트로이드의 분해 방법.
5. 위 4에 있어서, 피레트로이드는 사이퍼메트린, 사이플루트린, 델타메트린, 사이페노트린, 펜발레레이트 및 플루발리네이트로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 피레트로이드의 분해 방법.
6. 위 4에 있어서, 시료는 탄소원으로 포도당을 포함하는, 피레트로이드의 분해 방법.
7. 위 4에 있어서, 시료는 초기 배지 pH가 5 내지 9이고 온도가 20℃ 내지 45℃인, 피레트로이드의 분해 방법.
8. 위 4에 있어서, 시료는 2% 내지 3.5%의 포도당을 포함하고, 초기 배지 pH 7.5 내지 8.5, 온도 32 내지 38℃인 피레트로이드의 분해 방법.
9. 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) AP01 균주(KACC92090P)를 포함하는 피레트로이드 오염 제거용 조성물.
10. 위 9에 있어서, 피레트로이드는 사이퍼메트린, 사이플루트린, 델타메트린, 사이페노트린, 펜발레레이트 및 플루발리네이트로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 피레트로이드 오염 제거용 조성물.
11. 위 9에 있어서, 탄소원으로 포도당을 포함하는, 피레트로이드 오염 제거용 조성물.
12. 위 9에 있어서, 초기 배지 pH가 5 내지 9이고 온도가 20℃ 내지 45℃인, 피레트로이드 오염 제거용 조성물.
13. 위 9에 있어서, 2% 내지 3.5%의 포도당을 포함하고, 초기 배지 pH 7.5 내지 8.5, 온도 32 내지 38℃인 피레트로이드 오염 제거용 조성물.
본 발명의 방법은 특정 균주를 이용하여 피레트로이드 살충 성분을 생물학적으로 분해함으로써 환경 정화 및 안전한 먹거리 생산을 통한 상업화 기술에 매우 유용하다.
도 1은 5일 배양된 바실러스 아밀로리쿼파시엔스 AP01 균주로 피레트로이드 계열 살충 성분 중 사이퍼메트린을 생물학적으로 분해한 정도를 HPLC를 통하여 분석한 결과이다.
도 2a는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) AP01 균주의 16S 리보솜 DNA 서열을 이용하여 진화적 유연관계를 분석한 결과이다.
도 2b는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) AP01 균주의 gyrA 유전자 서열을 이용하여 진화적 유연관계를 분석한 결과이다.
도 3은 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) AP01 균주에 의한 피레트로이드 계열 살충성분의 생물학적 분해에 대한 탄소원에 종류에 따른 분해도를 관찰한 결과이다.
도 4는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) AP01 균주에 의한 피레트로이드 계열 살충성분의 생물학적 분해에 대한 탄소원들 중 포도당의 농도에 따른 분해도를 관찰한 결과이다.
도 5는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) AP01 균주에 의한 피레트로이드 계열 살충성분의 생물학적 분해에 대한 반응표면분석법을 통한, 온도, pH, 포도당 농도 및 분해율을 확인하여 분해 활성 최적화 조건을 나타낸 것이다.
본 발명은 피레트로이드 계열 살충 성분에 대한 분해 활성을 갖는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) AP01 균주(KACC92090P), 이 균주를 피레트로이드 포함 시료에 접촉시키는 것을 포함하는 피레트로이드의 생물학적 분해 방법, 및 이 분해 매커니즘에 기초한 피레트로이드 오염 제거용 조성물에 관한 것이다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 피레트로이드 계열 살충 성분에 대한 분해 활성을 갖는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) AP01 균주(KACC92090P)를 제공한다.
위 균주는 서열번호 1의 16S 리보솜 DNA 서열과 서열번호 2의 gyrA 유전자 염기 서열을 가질 수 있고, 피레트로이드 계열 살충성분들 중 특히 사이퍼메트린에 대해서 높은 분해 활성을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 AP01 균주는 포도당(glucose), 맥아당(maltose), 갈락토스(galactose), 설탕(sucrose), 젖당(lactose), 카르복시메틸셀룰로스(carboxymethyl cellulose), 전분(starch), 키틴(chitin)으로 구성된 군에서 선택되는 1 이상의 탄소원에서 최적의 활성을 나타낸다. 더욱 바람직하게는 2% 내지 3.5%의 포도당을 첨가하였을 때 최적의 피레트로이드 계열 살충 성분, 특히 사이퍼메트린에 대해 최적 분해 활성을 가진다.
본 발명은 바실러스 아밀로리쿼파시엔스 균주에 의해 피레트로이드 계열 살충 성분에 대해 고효율로 분해하는 것에 관한 모든 태양을 포함한다.
또한, 본 발명은 바실러스 아밀로리쿼파시엔스 균주에 의한 피레트로이드 계열 살충성분에 대한 생물학적 분해 방법을 제공한다. 일 실시예로서, 바실러스 아밀로리쿼파시엔스 AP01 균주(KACC92090P)를 피레트로이드 포함 시료에 접촉시키는 것을 포함하는 피레트로이드의 분해 방법일 수 있다.
피레트로이드는 사이퍼메트린, 사이플루트린, 델타메트린, 사이페노트린, 펜발레레이트 및 플루발리네이트로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
시료는 피레트로이드를 기본적으로 포함하되, 포도당(glucose), 맥아당(maltose), 갈락토스(galactose), 설탕(sucrose), 젖당(lactose), 카르복시메틸셀룰로스(carboxymethyl cellulose), 전분(starch), 키틴(chitin)으로 구성된 군에서 선택되는 1 이상의 탄소원을 포함할 수 있다.
탄소원의 농도는 2% 내지 3.5%일 수 있다.
또한, 시료는 초기 배지 pH가 5 내지 9이고 온도가 20℃ 내지 45℃일 수 있다.
본 발명에 제공되는 것은 시료 중 의 피레트로이드의 분해 방법이다. 본 명세서에 사용된 "시료"라는 용어는 피레트로이드를 함유하는 임의의 물질이다. 이 시료는 시료의 외부 표면, 시료의 내부 표면에 있거나, 시료 중에 들어간 사이퍼메트린 등의 피레트로이드를 함유할 수 있다. 시료에는 고체 시료 (예컨대, 토양, 자갈, 목재, 의류, 카펫 등), 반고체 시료 및 액체 시료 (예컨대, 호수, 시냇물 또는 강으로부터의 물, 제조 과정으로부터의 유출수, 하수구의 물 등), 살아 있는 유기체가 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
시료는 사이퍼메트린 등의 피레트로이드의 존재에 대하여 시료를 시험함으로써 예컨대 사이퍼메트린 등의 피레트로이드을 함유하는 것으로 확인될 수 있다. 사이퍼메트린 등의 피레트로이드는 질량 분석기 및/또는 기체 크로마토그래피를 사용하여 검출할 수 있다. 이 기술 분야의 숙련자는 사이퍼메트린 등의 피레트로이드의 다수의 검출 방법이 사용 가능하며, 현재 알려져 있거나, 아직 발견되지 않은 이러한 모든 방법이 본 발명에 포함된다는 것을 잘 알고 있다.
마찬가지로, 시료 중의 피레트로이드의 분해 또는 제거의 정도는 본 발명의 명세서에 따라 처리한 후, 피레트로이드의 존재에 대하여 시료를 시험하고, 본 발명의 방법에 따라 처리하기 전의 동일한 시료 중의 피레트로이드 농도와 이 피레트로이드의 농도를 비교함으로써 모니터링할 수 있다.
그러므로, 본 발명을 통해 수용액, 침출수, 유거수, 대수층, 지하수, 지표수, 우물물, 환경적 부지, 토양, 농업 또는 공업 시료, 및/또는 공업용 연못, 폐수 처리 시설, 모기 웅덩이가 있는 수원 (water source)을 비롯한 곳 중의 피레트로이드 농도를 해독, 오염 방지, 변화, 제거 또는 감소시키는 방법으로 활용될 수 있다.
본 발명의 바실러스 아밀로리쿼파시엔스 균주에 의한 피레트로이드 계열 살충성분에 대한 생물학적 분해 방법은 바실러스 아밀로리쿼파시엔스 AP01 균주(KACC92090P)를 포함하는 피레트로이드 오염 제거용 조성물을 사용함으로써 구현될 수 있다.
이 경우 피레트로이드 오염 제거용 조성물은 포도당(glucose), 맥아당(maltose), 갈락토스(galactose), 설탕(sucrose), 젖당(lactose), 카르복시메틸셀룰로스(carboxymethyl cellulose), 전분(starch), 키틴(chitin)으로 구성된 군에서 선택되는 1 이상의 탄소원을 포함할 수 있고, 탄소원의 농도는 2% 내지 3.5%일 수 있으며, 초기 배지 pH가 5 내지 9이고 온도가 20℃ 내지 45℃일 수 있다.
피레트로이드 오염 제거용 조성물은 2% 내지 3.5%의 포도당을 포함하고, 초기 배지 pH 7.5 내지 8.5, 온도 32 내지 38℃인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 또한 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
실시예 1. 피레트로이드 계열 살충 성분의 추출 방법
본 발명은 일 관점에서 미생물을 활용하여 피레트로이드 계열 살충 성분을 분해하는 방법에 관한 것으로 배양액 중에서 피레트로이드 계열 살충성분을 추출하는 방법은 다음과 같다.
사이퍼메트린 (50mg/L)와 유화제로 Tween 80을 0.05%가 되게 최소 염 배지 50mL에 첨가한 후 멸균하였다. 배양용 시료 : 페트롤륨 에테르 : 아세톤 = 1:1:1 [vol:vol:vol]으로 혼합한 뒤 1시간 동안 초음파 욕조(ultrasonic bath)를 활용하여 층 분리를 하고 상등액을 모은 후 회전농축증발기(evaporator)를 이용하여 용액을 증발시켰다. 여기에 아세토니트릴 1mL로 녹인 후 20μm 필터로 여과한 후 분석용 샘플 시료를 완성하였다.
표 1. 최소염배지(Mineral Salt Medium)의 조성
Mineral Salt Medium (MSM)
Na2HPO4 6 g/L
KH2PO4 3 g/L
NH4Cl 1 g/L
NaCl 0.5 g/L
CaCl2 0.011 g/L
MgSO4 0.24 g/L
실시예 2. 고성능 액체 크로마토그래피를 활용한 피레트로이드 계열 살충성분 분석
본 발명에 이용된 피레트로이드 계열 살충 분석을 위한 기기는 Waters사에서 개발한 이원 HPLC 펌프(1525)를 이용하여 물 : 아세토니트릴 = 1 : 9의 비율로 분당 1 mL으로 샘플을 이동시켰다. 컬럼은 YMC사의 YMC-Triart C18 (5μm, 250×4.6mm)을 컬럼 오븐에서 35℃로 가열하며 사용하였다. 샘플 주입은 자동 샘플 주입기(2707)를 활용하였으며, 사이퍼메트린 sample들은 UV/Visible detector (2489)를 활용하여 235nm에서 측정하였다. 상기 표준 방벙을 이용하여 사이퍼메트린의 정량을 위한 표준곡선을 작성하였다. 표준곡선의 R2값이 0.999380으로 높은 신뢰성을 가지고 있음을 확인 할 수 있었다.
실시예 3. 16S rDNA 서열과 gyrA 유전자 서열을 활용한 분리 균주 AP01의 동정
분리 균주 AP01의 16s rDNA와 gyrA 유전자 염기서열들을 잘 알려진 대장균의 16S rDNA 염기서열과 gyrA 염기서열을 바탕으로 제작한 프라이머를 활용하여 PCR을 통하여 얻었다. 이를 통해 얻어진 16S rDNA 염기서열과 gyrA 염기서열을 GenBank의 기존에 보고된 정보들과 비교하여 유전학적 유연관계를 ClustalX program을 활용하여 phylogenetic tree로 나타내었다. 이러한 분석들로 미루어 보아 분리균주 AP01은 Bacillus amyloliquefaciens에 속하는 것을 확인 할 수 있었다. 그래서 분리 균주를 Bacillus amyloliquefaciens AP01 이라고 명명하였다.
실시예 4. 피레트로이드 계열 살충 성분 특히 사이퍼메트린의 생물학적 분해에 대한 탄소원의 영향
분리균주 AP01에 의한 사이퍼메트린 분해를 위한 최적의 탄소원을 선별하기 위하여 동일 조건에 오직 탄소원의 종류만을 변화시켜 사이퍼메트린 분해에 미치는 영향을 분석하였다. MSM 배지(10mL)에 사이퍼메트린 (50mg/mL)과 Tween 80 (0.05%)를 첨가하여 각각의 탄소원을 2%가 되게 추가로 첨가하여 30℃, 180 rpm에서 5일 동안 배양하였다. 사용한 탄소원은 maltose, galactose, glucose, sucrose, lactose, CMC, soluble starch, colloidal chitin을 후보 탄소원으로 사용하였다. 표준 추출법과 분석방법으로 측정한 결과, 포도당(glucose)를 이용하였을 때 대략 60.25% 정도의 실험한 탄소원들 중에서 상대적으로 가장 높은 사이퍼메트린 분해 활성을 확인 할 수 있었다.
표 2. 탄소원의 종류가 피레트로이드 계열 살충 성분, 특히 사이퍼메트린의 생물학적 분해에 끼치는 영향
탄소원 분해량 표준편차
maltose 55.33 3.32
galactose 48.96 4.39
Glucose 60.25 2.65
Sucrose 58.73 1.22
Lactose 45.38 3.29
CMC 43.29 2.98
Starch 46.95 3.78
Chitin 48.13 2.98
실시예 5. 피레트로이드 계열 살충 성분 특히 사이퍼메트린의 생물학적 분해에 대한 탄소원들 중 포도당 농도의 영향
분리균주 AP01에 사이퍼메트린 분해를 위해 선별한 탄소원인 포도당의 적정 농도를 선별하기 위하여 동일 조건에 오직 포도당의 농도를 변화시켜 사이퍼메트린 분해에 미치는 영향을 분석하였다. MSM 배지(10mL)에 사이퍼메트린(50mg/mL)과 Tween 80(0.05%)를 첨가하여 설탕을 각각 0.5%, 2%, 3.5%, 5%가 되게 추가로 첨가하여 30℃, 180 rpm에서 5일 동안 배양하였다. 표준 추출법과 분석방법으로 측정한 결과, 2% 전후의 농도로 포도당을 첨가하였을 때 분리균주 AP01이 사이퍼메트린을 분해하는 것에 큰 영향을 주는 것을 확인 할 수는 있었다.
실시예 6. 반응표면분석법을 활용한 3 가지 인자( 탄소원 , 온도, pH)의 상호작용에 의한 분리균주 AP01의 사이퍼메트린 분해 최적화
분리균주 AP01의 사이퍼메트린 분해 최적화를 위하여 3 가지의 인자들을 선정하였다. 3 가지 인자로는 탄소원인 포도당, 초기배지 pH, 배양 온도를 이용 하였다. 포도당은 0.1~3.0%, 초기배지 pH는 5.0~9.0 그리고 배양 온도는 22~42℃의 범위를 이용하였다. Box-Behnken법에 의해서 다양한 조건을 가지는 15가지의 샘플들을 설계 하였으며, 각 샘플들은 3반복 수행하였다. 표준 추출법과 분석방법으로 측정한 결과를 ANOVA 분석법을 활용하여 다음의 최적화 모델결과를 얻을 수 있었다.
분해량 Y = 61.67 + 22.50×A + 3.50×B 3.50×C + 4.50×AB + 0.00×AC + 21.50×BC + 0.67×A2 15.83×B2 10.33×C2
전체 실험 모델의 R2 값은 0.9503을 나타내었다. 위의 실험 모델을 바탕으로 포도당 3.0%, 초기배지 pH 7.94, 온도 35.17℃에서 최대 86%의 분해 활성을 나타 낼 것을 예상하였다.
상기 수행된 15개의 실험의 디자인 및 결과들을 표 3에 도시하였다.
표 3. 반응표면분석법을 활용한 3 가지 인자(탄소원, 온도, pH)의 상호작용에 의한 분리균주 AP01의 사이퍼메트린 분해 최적화
Run Glucose(%) pH Temperature(℃) 분해량
1 3.00 5.0 32 63
2 1.55 9.0 42 64
3 3.00 7.0 22 83
4 0.10 7.0 22 32
5 1.55 7.0 32 62
6 3.00 7.0 42 72
7 1.55 7.0 32 68
8 1.55 7.0 32 55
9 1.55 9.0 22 24
10 1.55 5.0 22 50
11 3.00 9.0 32 69
12 0.10 7.0 42 21
13 0.10 9.0 32 21
14 0.10 5.0 32 33
15 1.55 5.0 42 4
이어서, 변량 분석의 관점에 적합한 (ANOVA) 이차 다항식 모델의 결과를 표 4에 나타내었다.
표 4. 변량 분석의 관점에 적합한 (ANOVA) 이차 다항식 모델의 결과
Source D.F. S.S. M.S. F-value P-value
Model 9 7434.27 826.03 10.63 0.0090
A-Glucose 1 4050.00 4050.00 52.10 0.0008
B-pH 1 98.00 98.00 1.26 0.3125
C-Temperature 1 98.00 98.00 1.26 0.3125
AB 1 82.44 82.44 1.05 0.3535
AC 1 0.000 0.000 0.000 1.000
BC 1 1849.00 1849.00 23.79 0.0046
A2 1 1.64 1.64 0.021 0.8902
B2 1 925.64 925.64 11.91 0.0182
C2 1 394.26 394.26 5.07 0.0741
Lack of Fit 3 304.00 101.33 2.39 0.3083
Pure Error 2 84.67 42.33 - -
Total 14 7822.93 - - -
이러한 결과들은 본 발명의 신규한 미생물 Bacillus amyloliquefaciens AP01가 피레트로이드 계열 살충 성분들, 특히 사이퍼메트린에 대한 생물학적 분해에 대한 유력한 후보군 임을 보여주며, 피레트로이드 계열 살충 성분들, 특히 사이퍼메트린에 대한 생물학적 분해가 매우 효과적임을 보여준다. 그러므로, 본 발명은 신규한 피레트로이드 계열 살충 성분을 생물학적으로 분해하는 방법으로서 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
농업생명공학연구원 KACC92090 20150910
<110> Dong-A University Research Foundation for Industry-Academy Cooperation Aminopia Co., Ltd. <120> Novel Bacillus sp. bacterium and method for Biologically degrading pyrethroid with the same <130> 15P09012 <160> 2 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 1555 <212> DNA <213> Bacillus amyloliquefaciens <400> 1 ctagtgattg agtttgatcc tggctcagga cgaacgctgg cggcgtgcct aatacatgca 60 agtcgagcgg acagatggga gcttgctccc tgatgttagc ggcggacggg tgagtaacac 120 gtgggtaacc tgcctgtaag actgggataa ctccgggaaa ccggggctaa taccggatgc 180 ttgtttgaac cgcatggttc agacataaaa ggtggcttcg gctaccactt acagatggac 240 ccgcggcgca ttagctagtt ggtgaggtaa cggctcacca aggcaacgat gcgtagccga 300 cctgagaggg tgatcggcca cactgggact gagacacggc ccagactcct acgggaggca 360 gcagtaggga atcttccgca atggacgaaa gtctgacgga gcaacgccgc gtgagtgatg 420 aaggttttcg gatcgtaaag ctctgttgtt agggaagaac aagtgccgtt caaatagggc 480 ggcaccttga cggtacctaa ccagaaagcc acggctaact acgtgccagc agccgcggta 540 atacgtaggt ggcaagcgct gtccggaatt attgggcgta aagggctcgc aggcggtttc 600 ttaagtctga tgtgaaagcc cccggctcaa ccggggaggg tcattggaaa ctggggaact 660 tgagtgcaga agaggagagt ggaattccac gtgtagcggt gaaatgcgta gagatgtgga 720 ggaacaccag tggcgaaggc gactctctgg tctgtaactg acgctgagga gcgaaagcgt 780 ggggagcgaa caggattaga taccctggta gtccacgccg taaacgatga gtgctaagtg 840 ttagggggtt tccgcccctt agtgctgcag ctaacgcatt aagcactccg cctggggagt 900 acggtcgcaa gactgaaact caaaggaatt gacgggggcc cgcacaagcg gtggagcatg 960 tggtttaatt cgaagcaacg cgaagaacct taccaggtct ggacatcctc tgacaatcct 1020 agagatagga cgtccccttc gggggcagag tgacaggtgg tgcatggttg tcgtcagctc 1080 gtgtcgtgag atgttgggtt aagtcccgca acgagcgcaa cccttgatct tagttgccag 1140 cattcagttg ggcactctaa ggtgactgcc ggtgacaaac cggaggaagg tggggatgac 1200 gtcaaatcat catgcccctt atgacctggg ctacacacgt gctacaatgg acagaacaaa 1260 gggcagcgaa accgcgaggt taagccaatc ccacaaatct gttctcagtt cggatcgcag 1320 tctgcaactc gactgcgtga agctggaatc gctagtaatc gcggatcagc atgccgcggt 1380 gaatacgttc ccgggccttg tacacaccgc ccgtcacacc acgagagttt gtaacacccg 1440 aagtcggtga ggtaaccttt taggagccag ccgccgaagg tgggacagat gattggggtg 1500 aagtcgtaac aaggtagccg tatcggaagg tgcggctgga tcacctcctt tctaa 1555 <210> 2 <211> 1025 <212> DNA <213> Bacillus amyloliquefaciens <400> 2 cagtcaggaa atgcgtacgt cctttctgga ctatgcaatg agcgttatcg tatcccgggc 60 gcttccggat gtgcgtgacg gtctgaagcc ggttcacagg cggattttgt acgcaatgaa 120 tgatttaggc atgaccagtg acaaaccata taaaaaatct gcccgtatcg tcggtgaagt 180 tatcggtaag taccacccgc acggtgactc agcggtttac gaatcaatgg tcagaatggc 240 gcaggatttt aactaccgct acatgcttgt tgacggacac ggcaacttcg gttcggttga 300 cggcgactca gcggccgcga tgcgttacac agaagcgaga atgtcaaaaa tcgcaatgga 360 aattctgcgt gacattacga aagatacgat tgattatcaa gataactatg acggcgcaga 420 aagagaacct gtcgtcatgc cttcgagatt tccgaatctg ctcgtaaacg gagctgccgg 480 tattgcggtc ggaatggcga caaatattcc tccgcatcag cttggggaag tcattgaagg 540 cgtgcttgcc gtaagtgaga atcctgagat tacaaaccag gagctgatgg aatacattcc 600 gggcccggat tttccgactg ctggtcagat tttgggccgg agcggcatcc gcaaggcata 660 tgaatccgga cggggatcaa tcacaatccg ggctaaggct gaaatcgaag agacatcatc 720 aggaaaagaa agaattattg ttacggaact tccttatcag gtgaacaaag cgagattaat 780 tgaaaaaatc gcagatcttg tccgagacaa aaaaatcgaa ggaattaccg acctgcgaga 840 cgaatccgac cgtaacggaa tgagaatcgt cattgagatc cgccgtgacg ccaatgctca 900 cgtcattttg aataacctgt acaaacaaac ggccctgcag acgtctttcg gaatcaacct 960 gctggcgctc gttgacggac agccgaaggt gctgagcctg aagcaatgcc tggagcatta 1020 ccttg 1025

Claims (13)

  1. 사이퍼메트린에 대한 분해 활성을 갖는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) AP01 균주(KACC92090P).
  2. 청구항 1에 있어서, 서열번호 1의 16S 리보솜 DNA 서열을 갖는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스 AP01 균주.
  3. 청구항 1에 있어서, 서열번호 2의 gyrA 유전자 서열을 갖는 바실러스 아밀로리쿼파시엔스 AP01 균주.
  4. 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) AP01 균주(KACC92090P)를 사이퍼메트린 포함 시료에 접촉시키는 것을 포함하는 사이퍼메트린의 분해 방법.
  5. 삭제
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 시료는 탄소원으로 포도당을 포함하는, 사이퍼메트린의 분해 방법.
  7. 청구항 4에 있어서, 상기 시료는 초기 배지 pH가 5 내지 9이고 온도가 20℃ 내지 45℃인, 사이퍼메트린의 분해 방법.
  8. 청구항 4에 있어서, 상기 시료는 2% 내지 3.5%의 포도당을 포함하고, 초기 배지 pH 7.5 내지 8.5, 온도 32 내지 38℃인 사이퍼메트린의 분해 방법.
  9. 바실러스 아밀로리쿼파시엔스(Bacillus amyloliquefaciens) AP01 균주(KACC92090P)를 포함하는 사이퍼메트린 오염 제거용 조성물.
  10. 삭제
  11. 청구항 9에 있어서, 탄소원으로 포도당을 포함하는, 사이퍼메트린 오염 제거용 조성물.
  12. 청구항 9에 있어서, 초기 배지 pH가 5 내지 9이고 온도가 20℃ 내지 45℃인, 사이퍼메트린 오염 제거용 조성물.
  13. 청구항 9에 있어서, 2% 내지 3.5%의 포도당을 포함하고, 초기 배지 pH 7.5 내지 8.5, 온도 32 내지 38℃인 사이퍼메트린 오염 제거용 조성물.
KR1020150130548A 2015-09-15 2015-09-15 신규한 바실러스속 미생물 및 그를 이용한 피레트로이드의 생물학적 분해 방법 KR101748651B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150130548A KR101748651B1 (ko) 2015-09-15 2015-09-15 신규한 바실러스속 미생물 및 그를 이용한 피레트로이드의 생물학적 분해 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150130548A KR101748651B1 (ko) 2015-09-15 2015-09-15 신규한 바실러스속 미생물 및 그를 이용한 피레트로이드의 생물학적 분해 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170032753A KR20170032753A (ko) 2017-03-23
KR101748651B1 true KR101748651B1 (ko) 2017-06-19

Family

ID=58496343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150130548A KR101748651B1 (ko) 2015-09-15 2015-09-15 신규한 바실러스속 미생물 및 그를 이용한 피레트로이드의 생물학적 분해 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101748651B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101994072B1 (ko) * 2019-03-13 2019-06-27 양국산 농약성분 제거를 위한 생물학적 미생물처리제

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140033361A1 (en) 2012-07-26 2014-01-30 E.I Du Pont De Nemours And Company Novel Insecticidal Proteins and Methods for Their Use
CN103911321A (zh) 2014-03-14 2014-07-09 宁波大学 海水环境中氯氰菊酯和/或溴氰菊酯降解菌及其分离纯化和应用
WO2015038734A2 (en) 2013-09-13 2015-03-19 Pioneer Hi-Bred International, Inc. Insecticidal proteins and methods for their use

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110017376A (ko) 2008-04-30 2011-02-21 다니스코 유에스 인크. 피레트로이드를 분해하기 위한 방법 및 물질

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140033361A1 (en) 2012-07-26 2014-01-30 E.I Du Pont De Nemours And Company Novel Insecticidal Proteins and Methods for Their Use
WO2015038734A2 (en) 2013-09-13 2015-03-19 Pioneer Hi-Bred International, Inc. Insecticidal proteins and methods for their use
CN103911321A (zh) 2014-03-14 2014-07-09 宁波大学 海水环境中氯氰菊酯和/或溴氰菊酯降解菌及其分离纯化和应用

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101994072B1 (ko) * 2019-03-13 2019-06-27 양국산 농약성분 제거를 위한 생물학적 미생물처리제
WO2020184771A1 (ko) * 2019-03-13 2020-09-17 양국산 농약성분 제거를 위한 생물학적 미생물처리제

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170032753A (ko) 2017-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2732026B1 (en) Biological product for clearing of water, industrial wastewater and soil from chemicals, which are resistant to degradation and method for using the same
Budzikiewicz et al. Siderophores of the Pseudomonadaceae sensu stricto (fluorescent and non-fluorescent Pseudomonas spp.)
EP2753181B1 (en) Use of a copper resistant, fengycin-producing bacillus mojavensis strain for controlling vegetable pathogens
EP2138044B1 (en) A pure culture of strain ah2 of the bacillus velezensis species and a product for the biological control of phytopathogenic fungi
Yu et al. Characterization of a fungal strain capable of degrading chlorpyrifos and its use in detoxification of the insecticide on vegetables
CN106635933A (zh) 一种降解土壤中抗生素的混合菌剂及其制备方法
Mehmannavaz et al. Rhizospheric effects of alfalfa on biotransformation of polychlorinated biphenyls in a contaminated soil augmented with Sinorhizobium meliloti
Muthukumarasamy et al. Antagonistic potential of N2-fixing Acetobacter diazotrophicus against Colletotrichum falcatum Went., a causal organism of red-rot of sugarcane
CN104531589B (zh) 降解氯氰菊酯的鞘氨醇单胞菌及其应用
CN103478147A (zh) 越南伯克霍尔德氏菌p418杀线虫活性物质的颗粒剂及其制备
KR101743359B1 (ko) 신규 셀룰로파가 속 미생물 및 그를 이용한 피레트로이드의 생물학적 분해 방법
RU2319740C2 (ru) Биопрепарат-нефтедеструктор
CN111004736B (zh) 一种巨大芽孢杆菌及其降解拟除虫菊酯类杀虫剂的应用
KR101748651B1 (ko) 신규한 바실러스속 미생물 및 그를 이용한 피레트로이드의 생물학적 분해 방법
Lin et al. Impact of applied phenolic acids on the microbes, enzymes and available nutrients in paddy soils.
CN101805714B (zh) 一种六六六降解菌及其在降解六六六中的应用
CN106119114A (zh) 一种毒死蜱降解菌的分离筛选方法及其应用
CN104974955A (zh) 贪铜菌yns-85及其在土壤修复中的应用
CN104789495A (zh) 降解ddt的寡养单胞菌菌株及其应用
Parellada et al. Squamocin, an annonaceous acetogenin, enhances naphthalene degradation mediated by Bacillus atrophaeus CN4
Haruna et al. Characterization of Morganella sp. for its Paraquat Degradation Potential
CN110643527B (zh) 一种杀虫剂胺菊酯的降解菌株及其应用
KR100578528B1 (ko) 아실화 호모세린 락톤 분해 미생물 및 이의 이용방법
Indratin et al. Degradation of cypermethrin by indigenous bacteria from contaminated soil
KR20220051114A (ko) 유기염소계 농약 분해용 미생물 제제

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant