KR102135037B1 - 피롤-2-카르복실산을 생산하고 살조 활성을 가지는 에리스로박터 속 3-20a1m 균주 및 이의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피롤-2-카르복실산을 생산하고 살조 활성을 가지는 에리스로박터 속 3-20A1M 균주 및 이의 용도에 관한 것으로, 본 발명의 에리스로박터 속 3-20A1M 균주 또는 이로부터 분리한 피롤-2-카르복실산은 적조를 일으키는 코클로디니움 조류에 대해서만 선택적으로 살조 효과를 나타내기 때문에 해양 일차생산자 생태계의 영향을 최소화하면서 적조를 효율적으로 제어할 수 있으므로, 생물학적 살조제로 유용하게 사용될 수 있다.

Description

피롤-2-카르복실산을 생산하고 살조 활성을 가지는 에리스로박터 속 3-20A1M 균주 및 이의 용도{Erythrobacter sp. 3-20A1M strain producing pyrrole-2-carboxylic acid and having algicidal activity and uses thereof}
본 발명은 피롤-2-카르복실산을 생산하고 살조 활성을 가지는 에리스로박터 속 3-20A1M 균주 및 이의 용도에 관한 것이다.
우리나라 연안 해역에서 발생하는 유해성 적조는 해양환경의 오염으로 발생빈도와 기간이 늘어나고 있을 뿐만 아니라, 그 영역이 확대되어 막대한 피해를 일으키며 사회ㆍ경제적 문제로 대두되고 있다. 적조는 해수 중 증식촉진 물질의 과잉공급과 일사량, 수온 등 해양 환경이 적조생물의 성장조건에 알맞을 때 대량으로 번식하여 발생하는 현상으로서, 적조생물은 호흡 및 사체 분해 시 수중의 용존산소를 소비하여 수중의 다른 생물의 생존을 저해하며, 유해물질 및 독소를 분비하여 어패류를 폐사시키는 결과를 초래한다.
한국 연안에서 출현하는 적조생물은 34종 이상이 보고되고 있다. 1980년대까지는 캐토세로스(Chaetoceros), 스켈레토네마(Skeletonema), 탈라시오시라(Thalassiosira) 및 니츠쉬이아(Nitzschia) 속 등의 규조류가 주요 원인생물이었으나, 1981년부터 알렉산드리움(Alexandrium), 코클로디니움(Cochlodinium), 짐노디니움(Gymnodinium) 및 헤테로시그마(Heterosigma) 속 등의 편모조류가 주요 적조 원인생물로 나타나고 있다.
코클로디니움(Cochlodinium) 속은 바닷물 속에 휴면포자 상태로 잠복해 있다가 수온이 섭씨 23℃ 이상 높아지고 영양염류가 풍부해지면 활동을 시작하여 24시간 만에 2배로 급격히 늘어나는 식물성 플랑크톤이다. 광합성 작용을 하지만 편모로 와류를 일으켜 이동이 가능하기 때문에 동물성의 특징도 지니고 있다. 1개 또는 수개의 세포가 연결되어 있으며 세포의 크기는 20~40㎛(1㎛은 100만분의 1m)로 자체적으로 독성을 갖고 있지는 않지만 점액질 성분이 많아 1㎖당 3,000 개체 이상이면 수 시간 이내에 어류를 호흡곤란 등으로 치사시킬 수 있다. 우리나라 연안에서는 1989년부터 어패류를 치사시키고 있으며, 특히 1990년부터 1993년까지 충무연안, 연대-학림도 주변, 사량도 및 남해 미조지선에서 8~10월, 1995년 9~10월 중에 대량으로 어패류를 치사시켰다. 현재 주 발생 지역으로는 전남 고흥 나로도에서 여수해만, 남해, 통영, 부산연안 및 동해 남부로 나타나고 있다.
최근 이러한 유해 적조생물로 인한 수산 양식 산업의 막대한 경제적 피해에 대처하고자 수많은 적조현상 방제를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 유해 적조생물 방제를 위한 방법은 물리적ㆍ생물학적ㆍ화학적 방제법 등이 있다. 대표적인 예로는 공기 주입장치 또는 여과장치, 초음파 처리 및 오존 153 처리법을 이용하는 방법, 적조생물을 여과 또는 원심분리하여 해면에서 회수하는 방법, 점토 또는 고분자 응집제를 이용하여 적조생물을 흡착 및 응집시켜 침전하는 방법, 적조유발 생물의 천적이나 박테리아 등을 이용한 방법, 적조생물의 세포를 파괴하는 화학 약품(예: 과산화수소, 황산동, 염소, 제초제 등)과 천연물 또는 그의 유도체를 처리하는 방법 등과 같이 무수히 많은 방법들이 있다. 방제 방법 중에서도 비교적 효과가 높은 것은 황토를 이용한 점토 흡착법으로 점토를 해수 중에 살포하여 적조생물을 흡착하여 침강시키고 또한 점토 중의 알루미늄 이온이 용출되어 적조생물의 세포를 파괴시키는 성질을 이용한 방법이다. 이 방법은 일본에서 주로 연구되었으며 우리나라에서는 1985년부터 국립수산진흥원에서 연구가 수행되고 있다. 그러나 이러한 황토살포방법은 비선택적이며, 조류의 흐름이 강할 경우 방제효과가 떨어지는데다 일조량과 수온이 높아지면 다시 적조가 발생하는 단점이 있다. 기존의 적조방제제의 방법들도 비선택적인 적조 살조, 일조량과 수온, 비표적 생물에 대한 안전성, 환경오염, 인체독성 및 대량생산의 어려움과 같은 단점을 갖고 있어 방제에 어려움을 겪고 있다. 따라서 이러한 단점들을 보완할 수 있는 친환경적인 적조생물 방제 기술 개발이 요구되고 있는 실정이다.
한편, 한국공개특허 제2010-0014998호는 '코클로디니움 속 조류에 대한 살조활성을 지니는 해양박테리아'를 개시하고 있으며, 한국등록특허 제1661543호는 '살조능을 갖는 슈도모나스 속 균주 및 이를 이용한 살조 미생물 제제'를 개시하고 있다. 하지만, 본 발명의 '피롤-2-카르복실산을 생산하고 살조 활성을 가지는 에리스로박터 속 3-20A1M 균주 및 이의 용도'에 대해 아직까지 개시된 바가 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 국내 남해지역의 거제 인근 해수에서 분리한 에리스로박터 속(Erythrobacter sp.) 3-20A1M 균주를 적조를 일으키는 코클로디니움 폴리크리코이데스(Cochlodinium polykrikoides)와 혼합 배양한 후, 코클로디니움 폴리크리코이데스 세포 내의 클로로필-a 및 카로티노이드 농도를 측정한 결과, 에리스로박터 속 3-20A1M 균주를 처리하지 않은 대조구(control)에 비해 코클로디니움 폴리크리코이데스 세포 내의 클로로필-a 및 카로티노이드 농도가 현저히 감소되는 것이 확인되었으며, 현미경으로 관찰시 코클로디니움 폴리크리코이데스 세포의 사멸이 확인되어, 에리스로박터 속 3-20A1M 균주의 살조활성을 확인할 수 있었다. 또한, 에리스로박터 속 3-20A1M 균주의 살조활성에 대한 활성성분을 분리동정한 결과, 피롤-2-카르복실산(pyrrole-2-carboxylic acid)이 확인되었고, 상기 피롤-2-카르복실산을 코클로디니움 폴리크리코이데스에 처리하였을 때, 다른 적조원인 조류에는 영향을 주지 않으면서 코클로디니움 폴리크리코이데스에만 선택적인 살조 작용을 나타내는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 살조 활성을 가지는 기탁번호가 KCTC18715P인 에리스로박터 속(Erythrobacter sp.) 3-20A1M 균주를 제공한다.
또한, 본 발명은 화학식 1로 표시되는 피롤-2-카르복실산(pyrrole-2-carboxylic acid) 화합물, 이의 염 또는 화학식 1로 표시되는 피롤-2-카르복실산 화합물을 함유하는 기탁번호가 KCTC 18715P인 에리스로박터 속(Erythrobacter sp.) 3-20A1M 균주 배양액을 유효성분으로 함유하는 적조 방제용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 적조 방제용 조성물을 적조 발생 지역에 처리하는 단계를 포함하는 적조를 방제하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 에리스로박터 속(Erythrobacter sp.) 3-20A1M 균주를 배양하는 단계를 포함하는 적조 방제용 조성물의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 에리스로박터 속 3-20A1M 균주 또는 이로부터 분리한 피롤-2-카르복실산은 적조를 일으키는 코클로디니움 폴리크리코이데스에 대해서만 선택적으로 살조 효과를 나타내기 때문에 해양 일차생산자 생태계의 영향을 최소화하면서 적조를 효율적으로 제어할 수 있으므로, 생물학적 살조제로 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 에리스로박터 속(Erythrobacter sp.) 3-20A1M 균주의 16S rRNA의 염기서열(서열번호 1)을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 에리스로박터 속 3-20A1M 균주를 유해 적조생물인 코클로디니움 폴리크리코이데스(Cochlodinium polykrikoides)에 처리하였을 때, 코클로디니움 폴리크리코이데스의 세포 내의 클로로필-a(Chl-a; Chlorophyll-a) 및 카로티노이드(carotenoid) 농도를 측정함으로써 대조군(control)과 비교하여 클로로필-a 및 카로티노이드 농도의 감소 정도를 통해 살조 활성을 확인한 결과이다. Control은 본 발명의 에리스로박터 속 3-20A1M 균주를 처리하지 않고 코클로디니움 폴리크리코이데스의 세포 내의 클로로필-a 및 카로티노이드 농도를 측정한 대조군이다.
도 3은 본 발명의 에리스로박터 속 3-20A1M 균주를 처리하기 전의 코클로디니움 폴리크리코이데스 세포(A) 및 처리 후 사멸한 코클로디니움 폴리크리코이데스 세포(B)를 현미경을 통해 확인한 결과이다.
도 4는 본 발명의 에리스로박터 속 3-20A1M 균주로부터 피롤-2-카르복실산(pyrrole-2-carboxylic acid)의 분리정제 과정을 모식도로 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 에리스로박터 속 3-20A1M 균주로부터 분리정제한 피롤-2-카르복실산에 대한 ESI-mass spectrum 분석 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 에리스로박터 속 3-20A1M 균주로부터 분리정제한 피롤-2-카르복실산을 농도별로 코클로디니움 폴리크리코이데스에 처리하였을 때, 코클로디니움 폴리크리코이데스의 세포 내의 활성 클로로필 감소 효과를 분석하여 살조 활성을 확인한 결과이다.
도 7은 본 발명의 피롤-2-카르복실산을 처리하기 전의 코클로디니움 폴리크리코이데스 세포(A) 및 처리 후 사멸한 코클로디니움 폴리크리코이데스 세포(B)를 현미경을 통해 확인한 결과이다.
도 8은 본 발명의 피롤-2-카르복실산이 코클로디니움 폴리크리코이데스 이외에 우리나라 해역에서 분리된 미세조류인 규조류에 속하는 케토세로스 속(Chaetoceros sp.), 스켈리토네마 코스타툼(Skeletonema costatum) 및 탈라시오시라 속(thalassiosira sp.)과 와편모조류에 속하는 알렉산드리움 인수에툼(Alexandrium insuetum) 및 프라질리디움 피실레(Fragilidium fissile)에 대해 살조 활성을 나타내는지 확인한 결과이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 살조 활성을 가지는 기탁번호가 KCTC18715P인 에리스로박터 속(Erythrobacter sp.) 3-20A1M 균주를 제공한다.
상기 에리스로박터 속(Erythrobacter sp.) 3-20A1M 균주는 국내 남해지역의 거제 인근 해수로부터 분리하였으며, 코클로디니움 폴리크리코이데스(Cochlodinium polykrikoides)에 대해 살조 활성이 뛰어난 균주로 선발되었다. 상기 에리스로박터 속 3-20A1M 균주를 한국생명공학연구원(Korean Collection for Type Culture, KCTC)에 2018년 09월 21일자로 기탁하였다(기탁번호: KCTC18715P).
본 발명의 일 구현 예에 따른 균주에서, 상기 살조 활성은 코클로디니움 속(Cochlodinium sp.)에 대한 살조 활성일 수 있으며, 바람직하게는 코클로디니움 폴리크리코이데스(Cochlodinium polykrikoides)에 대한 살조 활성일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 피롤-2-카르복실산(pyrrole-2-carboxylic acid) 화합물, 이의 염 또는 하기 화학식 1로 표시되는 피롤-2-카르복실산 화합물을 함유하는 기탁번호가 KCTC 18715P인 에리스로박터 속(Erythrobacter sp.) 3-20A1M 균주 배양액을 유효성분으로 함유하는 적조 방제용 조성물을 제공한다.
Figure 112019054461532-pat00001
본 발명의 일 구현 예에 다른 적조 방제용 조성물에서, 상기 적조는 코클로디니움 속(Cochlodinium sp.)에 의해 발생하는 것일 수 있으며, 바람직하게는 코클로디니움 폴리크리코이데스(Cochlodinium polykrikoides)에 의해 발생하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 용어 '적조 방제'란 항적조, 적조 방지, 살조 및 항조류 등의 여러 가지 용어로 사용되며, 적조를 일으키는 조류(algae)의 생장을 억제하거나, 사멸시키거나, 운동성을 억제하는 등 조류의 증식을 막아 적조를 일으키는 현상을 제거하는 것을 의미한다. 또한, 보다 넓게는 적조를 일으키는 원인 조류를 사멸시키거나 생육을 억제한다는 의미도 포함한다.
본 발명의 적조 방제용 조성물은 유효성분으로서 에리스로박터 속(Erythrobacter sp.) 3-20A1M 균주의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 효과의 안정적 발현, 적용 대상 생물로의 부착 증진, 운반 및 처리의 간편화를 위해 제제학적으로 허용 가능한 고체 담체, 액체 담체, 액체 희석제, 액화된 기체 희석제, 고체 희석제, 또는 기타 적당한 보조제, 예를 들면 유화제, 분산제 또는 기포제 등의 계면활성제를 더욱 포함할 수 있다.
본 발명의 방제용 조성물은 바람직하게는 유제, 수화제, 입제, 분제, 캅셀형 및 젤상의 제형으로 제제화될 수 있고, 제제의 부력을 위해 도넛형과 같은 제형을 통한 접촉제로서 제공되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 적조 방제용 조성물을 적조 발생 지역에 처리하는 단계를 포함하는 적조를 방제하는 방법을 제공한다. 이때, 상기 피롤-2-카르복실산, 에리스로박터 속(Erythrobacter sp.) 3-20A1M 균주, 이의 배양액 또는 이의 배양여액의 유효량을 유해조류가 발생되는 초기에 처리함으로써 대량증식을 사전에 차단하는 것이 바람직하며, 상기 유해조류는 코클로디니움 속(Cochlodinium sp.)일 수 있으며, 바람직하게는 코클로디니움 폴리크리코이데스(Cochlodinium polykrikoides)이다.
또한, 본 발명은 상기 에리스로박터 속(Erythrobacter sp.) 3-20A1M 균주를 배양하는 단계를 포함하는 적조 방제용 조성물의 제조 방법을 제공한다.
상기 균주의 배양 방법은 당업계에 공지된 임의의 방법을 이용할 수 있으며, 특정 방법에 특별히 제한되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 에리스로박터 속 3-20A1M 균주의 분리 및 동정
국내 남해지역의 거제 인근 해수에서 다양한 균주를 분리하기 위하여, 해수를 영양배지인 마린 브로스 2216 배지에 도말하여 25℃에서 24~48시간 동안 배양하였다. 다양한 미생물을 분리한 후, 3차례 계대를 통하여 순수 분리한 미생물에서 살조능이 우수한 미생물을 최종 선별하였으며, 선별된 균주의 16S rRNA 유전자 분석을 통해 동정한 결과, 에리스로박터 속(Erythrobacter sp.)임을 확인하였으며, 이를 에리스로박터 속 3-20A1M으로 명명하였다. 상기 에리스로박터 속(Erythrobacter sp.) 3-20A1M 균주를 한국생명공학연구원(Korean Collection for Type Culture, KCTC)에 2018년 09월 21일자로 기탁하였다(기탁번호: KCTC18715P).
실시예 2. 에리스로박터 속 3-20A1M 균주의 코클로디니움 폴리크리코이데스에 대한 살조능 분석
본 발명에 따른 에리스로박터 속(Erythrobacter sp.) 3-20A1M 균주의 유해 적조생물인 코클로디니움 폴리크리코이데스(Cochlodinium polykrikoides, 한국해양과학기술원 시료도서관 관리번호: LIMS-PS-2335)에 대한 살조능을 확인하였다. 구체적으로, 에리스로박터 속 3-20A1M 균주를 O.D600 값이 0.3 이상 되도록 F/2 배지에 접종한 후, 25℃에서 24시간 전배양한 후, 적조를 일으키는 코클로디니움 폴리크리코이데스와 전배양한 에리스로박터 속 3-20A1M 균주를 혼합 배양하고 24시간 후 코클로디니움 폴리크리코이데스의 세포 내의 색소 농도를 측정함으로써 대조군(control; 혼합배양하지 않은 코클로디니움 폴리크리코이데스)과 비교하여 색소농도의 감소 정도를 통해 살조 능력을 확인하였다. 그 결과, 도 2에 개시한 바와 같이 대조군(control)과 비교하여 본 발명의 에리스로박터 속 3-20A1M 균주와 코클로디니움 폴리크리코이데스를 혼합 배양하였을 때, 코클로디니움 폴리크리코이데스의 세포 내 클로로필-a의 농도가 83% 감소되고 카로티노이드의 농도가 23% 감소된 것을 확인하였다(도 2).
또한, 본 발명의 에리스로박터 속 3-20A1M 균주를 코클로디니움 폴리크리코이데스에 처리하기 전의 코클로디니움 폴리크리코이데스 세포(도 3A) 및 처리 후의 사멸한 코클로디니움 폴리크리코이데스 세포(도 3B)를 현미경으로 확인하였다. 그 결과, 코클로디니움 폴리크리코이데스의 세포막이 파괴되면서 세포질이 유출되는 것을 확인하였다(도 3).
실시예 3. 에리스로박터 속 3-20A1M 균주로부터 살조활성 물질 분석
본 발명의 에리스로박터 속 3-20A1M 균주로부터 살조활성 물질을 분석하기 위해, 에리스로박터 속 3-20A1M 균주 배양액 약 10L에 Diaion HP-20 레진(1L)을 넣어 3시간 동안 교반하여 흡착시켰다. 흡착시킨 레진을 컬럼에 충진한 후, 흡착되지 않은 분획(pass, K-2)과 50% 메탄올(K-3) 또는 100% 메탄올(K-4)로 각각 용출시킨 분획으로 나누었다. 각각의 분획물에 대해 살조 활성을 테스트하고 가장 활성이 강한 K-2 분획은 ODS 컬럼(Ø7×20cm)에 로딩하고 흡착되지 않은 분획(pass, K2-1)과 20% 메탄올(K2-2), 40% 메탄올(K2-3) 또는 100% 메탄올(K2-4)로 각각 용출시킨 분획으로 나누었다. 상기 분획물의 살조 활성검정 결과, 활성을 나타내는 K2-1 분획을 감압 농축하였으며(데이터 미제시), 이 과정에서 많은 염이 형성되어 농축과정을 반복하며 염을 제거하였으나 상당히 많은 부분은 제거되지 않았다. 농축된 K2-1 분획은 Sephadex G-10 컬럼 크로마토그래피(용출용매: 증류수)를 수행하였고, 각 분획물은 HPLC 분석을 수행하였으며, 이를 바탕으로 8개의 분획(K21-1, K21-2, K21-3, K21-4, K21-5, K21-6, K21-7, K21-8)으로 그룹핑하였다. 8개의 분획 중 K21-4, K21-5, K21-6 분획에서 살조 활성을 나타내었으나 K21-4는 염이 많은 분획이었고, 가장 강한 살조 활성은 K21-5 분획에서 확인되었다. 따라서 K21-5를 농축하고 preparative HPLC(20% aq. methanol/0.04% TFA)를 수행하여 활성물질 K21-5-2를 정제하였다(도 4).
정제한 K21-5-2의 화학구조를 규명하기 위하여 NMR 분광분석을 실시한 결과,피롤-2-카르복실산(pyrrole-2-carboxylic acid)으로 규명되었으며, 화합물의 화학구조에 대한 확인을 위하여 ESI-mass spectrum을 측정하였으며, positive mode에서 ESI-mass를 측정한 결과, [M+H]+가 m/z 112.2에서 [M+H]+ 피크가 관찰되었고, negative mode에서 측정한 결과, m/z 110.1에서 [M+H]- 피크가 관찰되어 분자량이 111임을 확인하였다(도 5). 이는 NMR 분광분석에 의하여 해석된 화학구조와 정확히 일치하였다.
실시예 4. 피롤-2-카르복실산 처리에 따른 코클로디니움 폴리크리코이데스에 대한 살조능 분석
상기 실시예 3에서 분리 정제한 피롤-2-카르복실산을 DMSO(dimethyl sulfoxide)를 이용하여 100ppm의 농도로 만든 후, 1ppm부터 20ppm까지 희석하여 농도별 살조 효과를 분석하였다. Phyto-PAM(phytoplankton analyzer, PHYTO-ED)을 이용하여 활성 클로로필을 측정한 결과, 도 6에 개시한 바와 같이 무처리 대조군(control)에 비해 5ppm 처리군에서는 활성 클로로필이 24%로 감소되었고, 10ppm에서는 36%, 20ppm에서는 60% 이상 감소되는 것을 확인하였다.
또한, 상기 방법과 동일한 방법으로 본 발명의 피롤-2-카르복실산을 코클로디니움 폴리크리코이데스에 처리하기 전의 코클로디니움 폴리크리코이데스 세포(도 7A) 및 처리 후의 사멸한 코클로디니움 폴리크리코이데스 세포(도 7B)를 현미경으로 확인하였다. 그 결과, 24시간 처리 후에 모든 농도에서 운동성이 감소되는 것을 확인하였고(데이터 미제시), 20ppm의 피롤-2-카르복실산 처리시 코클로디니움 폴리크리코이데스의 세포막이 파괴되면서 세포질이 유출되는 것을 확인하였다(도 7).
실시예 5. 피롤-2-카르복실산의 다른 적조원인 미세조류에 대한 살조능 확인
본 발명의 피롤-2-카르복실산을 코클로디니움 폴리크리코이데스 이외에 우리나라 해역에서 분리된 다른 적조원인 조류에 처리하여 살조활성을 확인하였다. 실험에 사용된 적조원인 미세조류는 한국해양과학기술원 시료도서관에서 지원받았으며, 사용한 미세조류는 총 5개로, 규조류에 속하는 3종의 케토세로스 속(Chaetoceros sp., LIMS-PS-1113), 스켈리토네마 코스타툼(Skeletonema costatum, LIMS-PS-0848) 및 탈라시오시라 속(thalassiosira sp., LIMS-PS-0545)과 와편모조류에 속하는 알렉산드리움 인수에툼(Alexandrium insuetum, LIMS-PS-2305) 및 프라질리디움 피실레(Fragilidium fissile)이다. 피롤-2-카르복실산 처리 후, 상기 미세조류들의 세포 내 클로로필-a의 농도를 측정한 결과, 도 8에 개시한 바와 같이 피롤-2-카르복실산은 코클로디니움 폴리크리코이데스에 대해서만 강한 살조능을 나타낸 반면, 다른 적조원인 미세조류에 대해서는 10% 미만의 매우 낮은 살조 능력을 나타내었다.
한국생명공학연구원 KCTC18715P 20180921
<110> Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology <120> Erythrobacter sp. 3-20A1M strain producing pyrrole-2-carboxylic acid and having algicidal activity and uses thereof <130> PN19025 <160> 1 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 1354 <212> DNA <213> Erythrobacter sp. <400> 1 gcaagtcgaa cgaacccttc ggggttagtg gcgcacgggt gcgtaacgcg tgggaacctg 60 cccttaggtt cgggataaca gtgagaaatc gctgctaata ccggataatg tcttcggacc 120 aaagatttat cgcctttgga tgggcccgcg ttggattagc ttgttggtga ggtaatggct 180 caccaaggcg acgatccata gctggtctga gaggatgatc agccacactg ggactgagac 240 acggcccaga ctcctacggg aggcagcagt ggggaatatt ggacaatggg cgaaagcctg 300 atccagcaat gccgcgtgag tgatgaaggc cttagggttg taaagctctt ttacccggga 360 tgataatgac agtaccggga gaataagctc cggctaactc cgtgccagca gccgcggtaa 420 tacggaggga gctagcgttg ttcggaatta ctgggcgtaa agcgcacgta ggcggcgtat 480 caagtcaggg gtgaaatccc ggggctcaac cccggaactg cccttgaaac tagtatgcta 540 gaatcctgga gaggcgagtg gaattccgag tgtagaggtg aaattcgtag atattcggaa 600 gaacaccagt ggcgaaggcg actcgctgga caggtattga cgctgaggtg cgaaagcgtg 660 gggagcaaac aggattagat accctggtag tccacgccgt aaacgatgat aactagttgt 720 ccgggttcat ggaacttggg tgacgcagct aacgcattaa gttatccgcc tggggagtac 780 ggtcgcaaga ttaaaactca aaggaattga cgggggcctg cacaagcggt ggagcatgtg 840 gtttaattcg aagcaacgcg cagaacctta ccagcctttg acatcctagg acggtttctg 900 gagacagatt ccttcccttc ggggacctag tgacaggtgc tgcatggctg tcgtcagctc 960 gtgtcgtgag atgttgggtt aagtcccgca acgagcgcaa ccctcgtcct tagttgccat 1020 catttagttg ggcactttaa ggaaactgcc ggtgataagc cggaggaagg tggggatgac 1080 gtcaagtcct catggccctt acaggctggg ctacacacgt gctacaatgg catctacagt 1140 gggcagcgaa ctcgcgaggg tgagctaatc tccaaaagat gtctcagttc ggattgttct 1200 ctgcaactcg agagcatgaa ggcggaatcg ctagtaatcg cggatcagca tgccgcggtg 1260 aatacgttcc caggccttgt acacaccgcc cgtcacatca tgggagttgg attcacccga 1320 aggtggtgcg ctaacccgca agggaggcag ccaa 1354

Claims (7)

  1. 코클로디니움 폴리크리코이데스(Cochlodinium polykrikoides)에 대해 살조 활성을 가지는 기탁번호가 KCTC18715P인 에리스로박터 속(Erythrobacter sp.) 3-20A1M 균주.
  2. 삭제
  3. 하기 화학식 1로 표시되는 피롤-2-카르복실산(pyrrole-2-carboxylic acid) 화합물, 이의 염 또는 하기 화학식 1로 표시되는 피롤-2-카르복실산 화합물을 함유하는 기탁번호가 KCTC 18715P인 에리스로박터 속(Erythrobacter sp.) 3-20A1M 균주 배양액을 유효성분으로 함유하는 코클로디니움 폴리크리코이데스(Cochlodinium polykrikoides)에 의해 발생하는 적조 방제용 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112020053909114-pat00002
  4. 삭제
  5. 제3항의 적조 방제용 조성물을 코클로디니움 폴리크리코이데스(Cochlodinium polykrikoides)에 의해 발생하는 적조 발생 지역에 처리하는 단계를 포함하는 코클로디니움 폴리크리코이데스에 의해 발생하는 적조를 방제하는 방법.
  6. 삭제
  7. 제1항의 에리스로박터 속(Erythrobacter sp.) 3-20A1M 균주를 배양하는 단계를 포함하는 코클로디니움 폴리크리코이데스(Cochlodinium polykrikoides)에 의해 발생하는 적조 방제용 조성물의 제조 방법.
KR1020190062304A 2019-05-28 2019-05-28 피롤-2-카르복실산을 생산하고 살조 활성을 가지는 에리스로박터 속 3-20a1m 균주 및 이의 용도 KR102135037B1 (ko)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240040195A (ko) 2022-09-20 2024-03-28 대한민국(환경부 국립생물자원관장) 살조 활성을 갖는 신규 스트렙토마이세스 속 jc201-67 균주
KR20240040196A (ko) 2022-09-20 2024-03-28 대한민국(환경부 국립생물자원관장) 살조 활성을 갖는 신규 스트렙토마이세스 속 jc203-03 균주

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040095563A (ko) * 2003-05-09 2004-11-15 한국해양연구원 하헬라 제주엔시스 96ｃｊ10356 균주가 생산하는적색색소의 살조효과 및 이로부터 적색색소를 생산하는 방법
KR20100014998A (ko) * 2008-08-04 2010-02-12 부산대학교 산학협력단 코클로디니움 속 조류에 대한 살조활성을 지니는 해양박테리아
WO2014100204A1 (en) * 2012-12-18 2014-06-26 Kemin Industries, Inc. Compositions for the control of algae in commercial horticulture
KR20170043133A (ko) * 2015-10-12 2017-04-21 순천대학교 산학협력단 항조류 활성을 가지는 키메라 펩타이드 및 이를 유효성분으로 함유하는 적조 방제용 조성물
KR101957208B1 (ko) * 2017-12-11 2019-07-04 한국생명공학연구원 알렉산드리움 타마렌스에 대해 살조 활성을 가지는 슈도루에게리아 속 m32a2m 균주 및 이의 용도

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040095563A (ko) * 2003-05-09 2004-11-15 한국해양연구원 하헬라 제주엔시스 96ｃｊ10356 균주가 생산하는적색색소의 살조효과 및 이로부터 적색색소를 생산하는 방법
KR20100014998A (ko) * 2008-08-04 2010-02-12 부산대학교 산학협력단 코클로디니움 속 조류에 대한 살조활성을 지니는 해양박테리아
WO2014100204A1 (en) * 2012-12-18 2014-06-26 Kemin Industries, Inc. Compositions for the control of algae in commercial horticulture
KR20170043133A (ko) * 2015-10-12 2017-04-21 순천대학교 산학협력단 항조류 활성을 가지는 키메라 펩타이드 및 이를 유효성분으로 함유하는 적조 방제용 조성물
KR101957208B1 (ko) * 2017-12-11 2019-07-04 한국생명공학연구원 알렉산드리움 타마렌스에 대해 살조 활성을 가지는 슈도루에게리아 속 m32a2m 균주 및 이의 용도

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Braz. j. oceanogr., Vol.58, pp.93-100(2010.04-09.) *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240040195A (ko) 2022-09-20 2024-03-28 대한민국(환경부 국립생물자원관장) 살조 활성을 갖는 신규 스트렙토마이세스 속 jc201-67 균주
KR20240040196A (ko) 2022-09-20 2024-03-28 대한민국(환경부 국립생물자원관장) 살조 활성을 갖는 신규 스트렙토마이세스 속 jc203-03 균주

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