KR102172105B1 - Bacillus thuringiensis subsp. japonensis CAB452 strain having insecticidal activity and uses thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a Bacillus thuringiensis subsp. japonensis CAB452 strain having insecticidal activity against Bradysia agrestis and uses thereof. The strain of the present invention may be useful for developing a nonpolluting agent for insect pest control.

Description

살충 활성이 있는 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주 및 이의 용도{Bacillus thuringiensis subsp. japonensis CAB452 strain having insecticidal activity and uses thereof}Bacillus thuringiensis subspecies zaponensis CAB452 strain having insecticidal activity and its use {Bacillus thuringiensis subsp. japonensis CAB452 strain having insecticidal activity and uses thereof}

본 발명은 살충 활성이 있는 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주 및 이의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a Bacillus thuringiensis subspecies zaponensis CAB452 strain having insecticidal activity and use thereof.

작은뿌리파리(Bradysia agrestis Sasakawa)는 파리목(Diptera) 검정날개버섯파리과(Sciaridae)의 Bradysia 속에 속하는 곤충이며 우리나라에서는 시설 육묘장의 수박 유묘에서 처음으로 보고되었다. Bradysia 속 파리류는 시설하우스, 육묘장, 버섯재배사에서 주로 발생하고, 최근에는 화단조경 식재용 및 가정 분재용 초화류 육묘재배지에서 발생빈도와 피해가 급격히 증가하고 있다. 국내에서는 고추, 수박, 멜론, 오이, 토마토, 딸기, 파프리카, 국화 등 21종의 작물이 기주식물로 기록되어 있으며(Lee et al., 2001, Kor. J. Appl. Entomol. 40(2):149-153), 외국에서는 베고니아, 카네이션 등 54종류가 작은뿌리파리의 기주식물로 기록되어 있다(Harris et al., 1995, Biol. Control. 5(3):412-418). 특히 토마토, 파프리카 등 암면재배하는 작물에서 발생이 심하고 백합이나 생강 등과 같이 뿌리를 이용하는 작물인 구근류에서 피해가 확인되었다. 이처럼 토양 중의 풍부한 유기물, 습한 온실 환경 등에 따라 작은뿌리파리 밀도가 늘어나 피해가 심각해지는 실정이다. 유충에 의한 피해증상은 식물의 뿌리나 줄기를 벗기듯이 갉아먹거나 뿌리골무를 통해 뿌리의 내부로 침입하여 가해하기 때문에 육안으로 관찰이 어렵다. 또한 직접적인 피해뿐만 아니라 유충이 푸사리움 속(Fusarium), 포마 속(Phoma), 피시움 속(Pythium) 및 버티실륨 속(Verticillium)과 같은 병원균을 전반하여 병 발생을 유발하고 성충은 배, 다리, 날개 등 몸체에 균사를 묻혀서 다른 식물이나 시설하우스로 병원균을 옮겨 피해를 주기도 한다(Ludwig, 2001, Pest Manag Sci. 57:1114-1118). 작은뿌리파리는 유기물을 사용하여 작물을 재배하는 시설하우스에 발생하기 시작하면 빠른 시간 내에 알, 유충, 번데기 및 성충이 혼재하거나, 성충을 제외한 모든 령기가 토양 혹은 뿌리조직 내에 서식하기 때문에 방제하기 어려운 해충이다.The small root fly ( Bradysia agrestis Sasakawa) is an insect belonging to the genus Bradysia of the Diptera family Sciaridae . In Korea, it was first reported in watermelon seedlings in a facility nursery. Flies of the genus Bradysia mainly occur in facility houses, nurseries, and mushroom cultivation houses, and in recent years, the incidence and damage are rapidly increasing in superflower seedling cultivation for planting flower beds and for domestic bonsai. In Korea, 21 crops such as pepper, watermelon, melon, cucumber, tomato, strawberry, paprika, and chrysanthemum are recorded as host plants (Lee et al., 2001, Kor. J. Appl. Entomol. 40(2): 149-153), 54 species such as begonias and carnations have been recorded as host plants of small root flies in foreign countries (Harris et al., 1995, Biol. Control. 5(3):412-418). In particular, the occurrence is severe in rock wool cultivated crops such as tomatoes and paprika, and damage has been confirmed in bulbs, which are crops using roots such as lily and ginger. As such, the density of small root flies increases due to the abundant organic matter in the soil and the humid greenhouse environment, resulting in serious damage. The symptoms of damage caused by larvae are difficult to observe with the naked eye because they gnaws like peeling off the roots or stems of plants, or invades and invades the inside of the roots through the root thimble. In addition, as well as direct damage, the larvae cause disease through overall pathogens such as Fusarium , Phoma , Pythium , and Verticillium . It also causes damage by transferring pathogens to other plants or facility houses by putting mycelium on the body such as wings (Ludwig, 2001, Pest Manag Sci. 57:1114-1118). Small root flies are difficult to control because eggs, larvae, pupae and adult insects are mixed within a short period of time when they start to occur in facility houses where crops are grown using organic matter, or all age groups except adults live in the soil or root tissue. It is a pest.

작은뿌리파리를 방제하기 위해서 등록된 약제인 벤퓨라카브(benfuracarb), 디플루벤주론(diflubenzuron), 펜티온(fenthion) 또는 테플루벤주론(teflubenzuron) 등의 화학적 살충제를 사용하고 있다. 그러나 살충제의 사용은 생산물의 안전성, 저항성 개체의 출현, 인·축에 대한 피해 및 환경오염 등을 유발하는 문제점이 있어 사용이 매우 제한적이다. 따라서 시설하우스에서 작은뿌리파리를 환경에 안전하면서 효과적으로 방제할 수 있는 대체방안인 생물적방제에 대한 연구가 필요한 실정이다. 최근까지 Badysia 속 파리류의 생물적방제에는 바실러스 투린지엔시스(Bacillus thuringiensis) 균주, 곤충병원성 선충 및 포식성 응애 등이 활용되고 있지만, 아직까지 파리목 해충의 방제에 대한 생물적방제인자에 대한 연구가 미비한 실정이다.Chemical insecticides such as benfuracarb, diflubenzuron, fenthion or teflubenzuron, which are registered drugs, are used to control small root flies. However, the use of pesticides is very limited because of the problems that cause product safety, the appearance of resistant individuals, damage to humans and livestock, and environmental pollution. Therefore, there is a need for research on biological control, which is an alternative way to control small root flies safely and effectively in the environment in facility houses. Until recently, Bacillus thuringiensis strains, insect pathogenic nematodes, and predatory mites have been used for biological control of flies in the genus Badysia , but studies on biological control factors for the control of fly insects have been insufficient. Actually.

바실러스 투린지엔시스는 토양, 곤충, 낙엽과 침엽수 잎, 물, 저장된 곡물의 가루, 양잠농가 등 우리 주변에 있는 일상 서식지에서 분리된 것으로 보고되었다(Lee et al., 2014, J. Fac. Agr. Kyushu Univ. 60:103-112). 미생물 살충제로서 많이 사용되고 있는 바실러스 투린지엔시스의 살충성 단백질은 비선택적 유기체에 대하여 안전하기 때문에 친환경농업에서 주요 농자재로 사용되고 있다(Lee et al., 2014). 바실러스 투린지엔시스는 곤충병원성 세균이고, 호기성 그람 양성 간균으로 내생포자를 형성하며 내독소 단백질로 이루어진 살충성 단백질을 생성한다. 이 살충성 독소 단백질(Insecticidal Crystal Proteins, ICPs)은 나비목, 파리목, 딱정벌레목 등 여러 해충에 대해 독성이 달라지는 기주특이성을 나타낸다. 또한 벌목, 매미목, 메뚜기목, 응애, 선충, 원생동물에 대한 활성도 보고 되고 있다. 전 세계적으로 생물적방제인자로써 바실러스 투린지엔시스에 대한 관심이 높아지고 있으며, 파리목 유충에 높은 독성을 가지는 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스(B. thuringiensis subsp. israelensis) 균주가 파리목 해충을 방제하기 위해 제품으로 주로 시판되고 있다(Seo et al., 2010, Kor. J. Appl. Entomol. 49(2):151-158). 그러나 이외에 파리목 해충을 방제하기 위해 등록된 미생물살충제는 부족한 실정이다.Bacillus thuringiensis has been reported to have been isolated from everyday habitats around us, such as soil, insects, fallen leaves and conifer leaves, water, stored grain powder, and sericulture (Lee et al., 2014, J. Fac. Agr. Kyushu Univ. 60:103-112). The insecticidal protein of Bacillus thuringiensis, which is widely used as a microbial insecticide, is used as a major agricultural material in eco-friendly agriculture because it is safe against non-selective organisms (Lee et al., 2014). Bacillus thuringiensis is an insect pathogenic bacterium, forms endospores with aerobic Gram-positive bacillus, and produces insecticidal proteins composed of endotoxin proteins. These insecticidal toxin proteins (Insecticidal Crystal Proteins (ICPs)) exhibit host-specific properties that vary in toxicity to various pests such as the order Lepidoptera, the order Flies, and the order Beetle. In addition, activity against logging, cicada, grasshopper, mite, nematode, and protozoa has also been reported. There is increasing interest in Bacillus thuringiensis as a biological control factor around the world, and the Bacillus thuringiensis subsp. israelensis strain, which has a high toxicity to the fly order larvae , is used to control fly order pests. It is mainly marketed as a product (Seo et al., 2010, Kor. J. Appl. Entomol. 49(2):151-158). However, there is a shortage of microbial pesticides registered to control the pests of the order Flies.

본 발명에서는 시설재배지에서 급격하게 증가되어 문제가 되고 있는 작은뿌리파리에 대해 살충활성이 있는 새로운 바실러스 투린지엔시스 균주를 선발하여 생물학적 방제제로 사용하기 위하여 특성 및 상품성을 분석하였다.In the present invention, a new Bacillus thuringiensis strain having insecticidal activity against small root flies, which has been rapidly increased in facility cultivation, has been selected and analyzed the characteristics and marketability for use as a biological control agent.

한편, 한국등록특허 제1649139호에서는 '살충 활성이 있는 바실러스 투린지엔시스 아종 아이자와이 CAB566 균주 및 이의 용도'가 개시되어 있고, 한국등록특허 제1929913호에는 '살충 활성이 있는 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스 CAB575 균주 및 이의 용도'가 개시되어 있으나, 본 발명의 살충 활성이 있는 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주 및 이의 용도에 대해서는 기재된 바가 없다.On the other hand, Korean Patent No. 1649139 discloses'Bacillus thuringiensis subspecies Aizawai CAB566 strain having insecticidal activity and its use', and Korean Patent No. 191929913 discloses'Bacillus thuringiensis subspecies Israelen having insecticidal activity. Cis CAB575 strain and use thereof' are disclosed, but there is no description of the Bacillus thuringiensis subspecies Zaponensis CAB452 strain having insecticidal activity of the present invention and its use.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 국내토양으로부터 파리목 해충에 살충 활성이 높은 새로운 바실러스 투린지엔시스(B. thuringiensis) 균주를 선발하였다. 새로이 선발된 10개의 바실러스 투린지엔시스 균주 중 파리목 검정날개버섯파리과의 작은뿌리파리(Bradysia agrestis)와 파리목 모기과 흰줄숲모기(Aedes albopictus)에 대하여 살충 활성이 70% 이상인 3개의 균주를 우선 선발하였고, 선발된 3개의 균주 중 작은뿌리파리 및 흰줄숲모기에 대해 모두 90% 이상의 살충 활성을 보이는 바실러스 투린지엔시스 CAB452 균주를 최종 선발하였다. 특히, 바실러스 투린지엔시스 CAB452 균주는 작은뿌리파리 유충에 대해서 4.4×107(cfu/㎖)의 LC95 값을 보여, 모기유충에 강한 살충활성을 나타내는 것으로 보고된 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스(B. thuringiensis subsp. israelensis) 균주보다 높은 살충활성을 나타낼 뿐만 아니라, 포트실험에서도 마찬가지로 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스 처리에 비해 작은뿌리파리에 대한 방제효과가 현저하다는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.The present invention was derived from the above requirements, and the present inventors selected a new Bacillus thuringiensis strain having high insecticidal activity against Flies in the domestic soil. Among the 10 newly selected Bacillus thuringiensis strains, 3 strains with an insecticidal activity of 70% or more were first selected against the small root flies ( Bradysia agrestis ) and the Pseudomonas mosquito family ( Aedes albopictus ), Among the three selected strains, Bacillus thuringiensis CAB452 strains showing an insecticidal activity of 90% or more were selected for both small root flies and mosquitoes. In particular, Bacillus thuringiensis CAB452 strain showed an LC 95 value of 4.4×10 7 (cfu/ml) for small root fly larvae, and it was reported to exhibit strong insecticidal activity against mosquito larvae. ( B. thuringiensis subsp. israelensis ) Not only exhibits higher insecticidal activity than the strain, but also in the pot experiment, it was confirmed that the control effect against small root flies was remarkable compared to the Bacillus thuringiensis subsp. israelensis treatment. Completed.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 기탁번호가 KCTC 13878BP이고, 작은뿌리파리(Bradysia agrestis)에 대해 살충 활성이 있는 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스(Bacillus thuringiensis subsp. japonensis) CAB452 균주를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a Bacillus thuringiensis subsp. japonensis ) CAB452 strain having an accession number of KCTC 13878BP and an insecticidal activity against small root flies ( Bradysia agrestis ). .

또한, 본 발명은 상기 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 작은뿌리파리(Bradysia agrestis) 살충용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a small root fly ( Bradysia agrestis ) insecticidal composition comprising the strain or a culture medium thereof as an active ingredient.

또한, 본 발명은 상기 균주 또는 이의 배양액의 유효량을 식물, 토양 또는 작은뿌리파리(Bradysia agrestis) 서식지에 살포함으로써 작은뿌리파리(Bradysia agrestis)를 방제하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method of controlling small root flies ( Bradysia agrestis ) by spraying an effective amount of the strain or a culture medium thereof on plants, soil, or small root flies ( Bradysia agrestis ) habitat.

본 발명의 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스(Bacillus thuringiensis subsp. japonensis) CAB452 균주는 파리목 해충인 작은뿌리파리에 대해 강력한 살충 효과를 보이므로, 상기 균주를 포함하는 본 발명의 조성물은 친환경적인 유기농 제제로서 작물에 미치는 영향을 최소화하고 작물에 발생하는 해충을 방제하는데 효과적이며, 속효성을 보임으로써 파리목 해충에 탁월한 살충 효과를 얻을 수 있으므로, 무공해성 해충 방제용 제재의 개발 등에 유용하게 이용될 수 있다. Bacillus thuringiensis subsp. japonensis of the present invention, the CAB452 strain exhibits a strong insecticidal effect against small root flies, which is a pest of the order of the Flies, so the composition of the present invention comprising the strain is an eco-friendly organic formulation. As a result, it is effective in minimizing the impact on crops and controlling pests occurring in crops, and exhibiting fast-acting properties to obtain excellent insecticidal effects against flyneck pests, so it can be usefully used for the development of non-polluting pest control agents.

도 1은 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주 처리에 따른 작은뿌리파리의 유충의 모습이다. A: 무처리 대조군, B: 처리 3일 후 죽은 유충의 모습, C: 처리 5일 후 죽은 유충의 모습.
도 2는 바실러스 투린지엔시스 균주 처리에 따른 작은뿌리파리의 치사율을 나타낸다. CAB452: 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 균주, CAB599 및 CAB117: 바실러스 투린지엔시스 균주, B.t israelensis: 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스, control: 무처리 대조군.
도 3의 A는 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주의 결정체의 위상차현미경(×1000) 사진이고, B는 결정포자의 주사전자현미경 사진이다.
도 4는 분리된 바실러스 투린지엔시스의 독소단백질결정체와 트립신을 반응시켜 그 결과를 확인한 SDS-PAGE 겔 사진이다. M: 크기 마커, 레인 1: 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452, 레인 2: 트립신으로 절단한 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452, 레인 3: 작은뿌리파리 유충 마쇄액으로 절단한 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452, 레인 4: 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스, 레인 5: 트립신으로 절단한 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스, 레인 6: 작은뿌리파리 유충 마쇄액으로 절단한 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스.
도 5는 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주 처리에 따른 작은뿌리파리 우화율을 나타낸다. B.t CAB452: 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 균주, B.t israelensis: 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스, control: 무처리 대조군.
1 is a view of the larvae of small root flies according to the treatment of Bacillus thuringiensis subspecies Zaponensis CAB452 strain. A: untreated control group, B: appearance of dead larvae after 3 days of treatment, C: appearance of dead larvae after 5 days of treatment.
Figure 2 shows the mortality rate of small root flies according to the Bacillus thuringiensis strain treatment. CAB452: Bacillus thuringiensis subspecies zaponensis strains, CAB599 and CAB117: Bacillus thuringiensis strains, Bt israelensis : Bacillus thuringiensis subspecies israelensis , control: untreated control.
3A is a phase contrast microscope (×1000) image of a crystal of Bacillus thuringiensis subspecies zaponensis CAB452 strain, and B is a scanning electron microscope image of crystal spores.
4 is an SDS-PAGE gel photograph confirming the results by reacting the isolated Bacillus thuringiensis toxin protein crystals with trypsin. M: size marker, lane 1: Bacillus thuringiensis subspecies zaponensis CAB452, lane 2: Bacillus thuringiensis subspecies zaponensis CAB452 cut with trypsin, lane 3: Bacillus thuringi cut with small root fly larvae Nsis subspecies Zaponensis CAB452, lane 4: Bacillus thuringiensis subspecies Israel lances, lane 5: Bacillus thuringiensis subspecies Israel lances cut with trypsin, lane 6: Bacillus thuringia cut with small root fly larvae grinding solution Nsis subspecies Israelens.
Figure 5 shows a small root fly emergence rate according to the treatment of Bacillus thuringiensis subspecies Zaponensis CAB452 strain. Bt CAB452: Bacillus thuringiensis subspecies zaponensis strain, Bt israelensis : Bacillus thuringiensis subspecies israelensis , control: untreated control.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기탁번호가 KCTC 13878BP이고, 작은뿌리파리(Bradysia agrestis)에 대해 살충 활성이 있는 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스(Bacillus thuringiensis subsp. japonensis) CAB452 균주를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, in the present invention, the accession number is KCTC 13878BP, and the Bacillus thuringiensis subspecies japonensis ( Bacillus thuringiensis subsp. japonensis ) CAB452 strain having insecticidal activity against small root flies ( Bradysia agrestis ) is used. to provide.

본 발명에서 분리한 상기 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스(Bacillus thuringiensis subsp. japonensis) CAB452 균주는 파리목 해충, 특히 작은뿌리파리에 대해 우수한 살충 활성을 가지는 균주로, 이를 한국생명공학연구원 생물자원센터에 2019년 07월 05일자에 기탁번호 KCTC 13878BP로 기탁하였다. The Bacillus thuringiensis subsp. japonensis CAB452 strain isolated in the present invention is a strain having excellent insecticidal activity against a fly insect pest, especially a small root fly, and it is transferred to the Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology Biological Resource Center. It was deposited under the deposit number KCTC 13878BP on July 5, 2019.

용어 "살충 활성"은 위생해충이나 농작물해충의 사망률을 증가시키거나 성장률을 저해하는 물질의 능력을 의미한다.The term "insecticidal activity" refers to the ability of a substance to increase the mortality rate or inhibit the growth rate of hygiene or crop pests.

본 발명은 또한, 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스(Bacillus thuringiensis subsp. japonensis) CAB452 균주 또는 상기 균주의 배양액을 유효성분으로 포함하는 작은뿌리파리(Bradysia agrestis) 살충용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a Bacillus thuringiensis subsp. japonensis ( Bacillus thuringiensis subsp. japonensis ) CAB452 strain or a small root fly ( Bradysia agrestis ) comprising a culture solution of the strain as an active ingredient.

용어 "조성물"은 비활성(예를 들어, 검출가능 약품 또는 표지 또는 액체 담체) 또는 활성(예를 들어, 보조제)인, 담체 또는 조성물과 같이 활성제 및 또 다른 화합물의 조합을 의미하도록 의도된다.The term “composition” is intended to mean a combination of an active agent and another compound, such as a carrier or composition, that is inert (eg, detectable drug or label or liquid carrier) or active (eg, adjuvant).

본 발명에 따른 작은뿌리파리 살충용 조성물은 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주, 이의 배양액 또는 상기 배양액의 건조물의 5 내지 90 중량%에 계면활성제, 무기염류, 보조제, 결합제 및 증량제 등을 혼합하여 살충용 조성물로 제조할 수 있다.The composition for insecticidal small root fly according to the present invention is a mixture of a surfactant, inorganic salts, adjuvants, binders and extenders in 5 to 90% by weight of Bacillus thuringiensis subspecies zaponensis CAB452 strain, a culture solution thereof or a dried product of the culture solution. It can be prepared as an insecticidal composition.

상기 계면활성제는 분자 중에 친수성 분자단과 친유성 분자단을 동시에 갖는 양친매성 물질로서, 세정력, 분산력, 유화력, 가용화력, 습윤력, 살균력, 기포력 및 침투력이 우수하다는 특징을 갖는 것으로 이해되는 물질로서, 본 발명에 따른 살충용 조성물 중의 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주가 효과적으로 약효를 발현하도록 수화, 현탁, 분산시키는 작용을 하는 것으로 이해될 수 있다.The surfactant is an amphiphilic material having a hydrophilic molecular group and a lipophilic molecular group in a molecule at the same time, and is a material that is understood to have excellent characteristics of cleaning power, dispersing power, emulsifying power, solubilizing power, wetting power, sterilizing power, foaming power and penetrating power. , It can be understood that the Bacillus thuringiensis subspecies zaponensis CAB452 strain in the pesticidal composition according to the present invention functions to hydrate, suspend, and disperse to effectively express a medicinal effect.

상기 계면활성제로는 알킬벤젠설포네이트, 알킬나프탈렌설포네이트, 디알킬설포석시네이트, 리그닌설포네이트, 알킬나프탈렌설포네이트포르마린축합물, 폴리옥시알킬렌알킬페닐설포네이트와 같은 설포네이트의 나트륨염 또는 칼슘염, 알킬설페이트, 폴리옥시알킬렌알킬설페이트, 폴리옥시알킬렌알킬페닐설페이트와 같은 설페이트의 나트륨염 또는 칼슘염, 나프탈렌설포석시네이트, 폴리옥시알킬렌석시네이트와 같은 석시네이트의 나트륨염 또는 칼슘염 등의 음이온성 계면활성제, 에톡실화 알킬에테르, 폴리옥시알킬렌알킬페닐폴리머, 다중 알코올과 같은 비이온성 계면활성제가 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있으며, 이들은 모두 예시적으로 열거한 것들로서 이들 이외의 계면활성제가 사용될 수 있음은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 용이하게 이해될 수 있다.As the surfactant, sodium salts of sulfonates such as alkylbenzene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, dialkyl sulfosuccinate, lignin sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate formalin condensate, polyoxyalkylene alkylphenyl sulfonate, or Sodium salt of sulfate such as calcium salt, alkyl sulfate, polyoxyalkylene alkyl sulfate, polyoxyalkylene alkylphenyl sulfate or sodium salt of succinate such as calcium salt, naphthalene sulfosuccinate, polyoxyalkylene succinate, or Anionic surfactants such as calcium salts, ethoxylated alkyl ethers, polyoxyalkylene alkylphenyl polymers, and nonionic surfactants such as polyalcohols may be used alone or in combination of two or more, all of which are exemplarily listed. It can be readily understood by those of ordinary skill in the art that surfactants other than these may be used as these.

상기 증량제는 상기 계면활성제와 함께 사용되어 상기 계면활성제를 흡착, 분상화하고, 이 계면활성제, 약효 증진제, 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주, 이의 배양액 또는 상기 배양액의 건조물과 함께 비티(BT)제 조성물의 미립자 표면을 이루는 물질로 작용하며, 전분, 대두박, 밀기울, 입상 섬유질, 유안, 규조토, 제올라이트, 벤토나이트, 탈크, 카올린, 파이로필라이트, 화이트카본 등이 단독 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.The extender is used together with the surfactant to adsorb and separate the surfactant, and the surfactant, the drug efficacy enhancer, the Bacillus thuringiensis subspecies zaponensis CAB452 strain, the culture solution thereof, or the dried product of the culture solution together with BT (BT ) It acts as a material that forms the surface of the fine particles of the composition, and starch, soybean meal, bran, granular fiber, yuan, diatomaceous earth, zeolite, bentonite, talc, kaolin, pyrophilite, white carbon, etc. Can be used.

상기 결합제는 상기 활성성분인 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주, 이의 배양액 또는 상기 배양액의 건조물을 포함하여 약효 증진제, 증량제 등을 서로 결합시키는 역할을 하는 것으로서, 수용성 전분, 덱스트린, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리아크릴산나트륨, 폴리비닐알코올, 아라비아검 또는 잔탄검 등이 단독 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.The binder serves to bind to each other, including an active ingredient, Bacillus thuringiensis subspecies Zaponensis CAB452, a culture solution thereof, or a dried product of the culture solution, and binds a drug efficacy enhancer, an extender, etc. to each other, water-soluble starch, dextrin, carboxymethylcellulose , Sodium polyacrylate, polyvinyl alcohol, gum arabic or xanthan gum may be used alone or in combination of two or more.

상기 살충용 조성물은 입제, 분제, 액상수화제, 수화제 등의 형태로 제형화될 수 있는데 이에 한정되지는 않으며, 수화제가 바람직하다. 제형화된 살충제는 사용전에 물에 500 내지 2,000 배, 바람직하게는 약 1,000 배로 희석하여 사용할 수 있다.The pesticidal composition may be formulated in the form of granules, powders, liquid wettable powders, wettable powders, etc., but is not limited thereto, and a wettable powder is preferable. The formulated pesticide may be used by diluting 500 to 2,000 times, preferably about 1,000 times, in water before use.

본 발명은 또한, 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스(Bacillus thuringiensis subsp. japonensis) CAB452 균주 또는 상기 균주 배양액의 유효량을 식물, 토양 또는 작은뿌리파리(Bradysia agrestis) 서식지에 살포함으로써 작은뿌리파리(Bradysia agrestis)를 방제하는 방법을 제공한다.The invention also Bacillus-to Lindsay N-Sys subspecies Zaporozhye norbornene sheath (Bacillus thuringiensis subsp. Japonensis) by spraying CAB452 strain or an effective amount of said strain culture solution for plant, soil or small root flies (Bradysia agrestis) habitat rootlets Paris (Bradysia agrestis ).

용어 "유효량"은 유익한 또는 원하는 결과를 일으키기에 충분한 양이다. 유효량은 1회 이상으로 투여될 수 있다.The term "effective amount" is an amount sufficient to produce a beneficial or desired result. An effective amount may be administered more than once.

본 발명의 방제 방법에 있어서, 상기 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주 또는 이의 배양액을 적용할 수 있는 식물은 특별히 제한되지는 않으며, 배추, 양배추, 오이, 무, 들깨, 고추, 결구상추(양상추), 딸기, 토마토, 파, 담배, 버섯 등의 경제작물 이외에도 화훼 또는 특용작물 등의 식물 표면이나 이들 식물이 생장하고 있는 토양에 처리될 수 있으며 또는 재배하여 수송 또는 저장 중인 채소 표면에도 처리될 수 있다.In the control method of the present invention, the plant to which the Bacillus thuringiensis subspecies zaponensis CAB452 strain or a culture solution thereof can be applied is not particularly limited, and Chinese cabbage, cabbage, cucumber, radish, perilla, red pepper, coniferous lettuce ( Lettuce), strawberries, tomatoes, green onions, tobacco, mushrooms, etc., as well as on the surface of plants such as flowers or specialty crops, or on the soil in which these plants are growing, or on the surface of vegetables being grown and transported or stored. I can.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by examples. However, the following examples are only illustrative of the present invention, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.

실시예 1. 바실러스 투린지엔시스(Example 1. Bacillus thuringiensis ( B. thuringiensisB. thuringiensis ) 균주의 선발) Selection of strains

작은뿌리파리(Bradysia agrestis Sasakawa) 유충 방제에 효과적이고 환경에 안전한 생물적방제제인 바실러스 투린지엔시스 균주를 선발하기 위해 충남대학교 생물적해충제어 실험실에서 보관 중인 50개의 균주를 사용하였다. 배양한 균주의 독소단백질결정체(parasporal inclusion)의 형태를 구별하고자 위상차현미경을 통해 관찰하였다. 50개의 균주 중 12개의 균주는 독소단백질결정체를 형성하지 않았고, 28개의 균주는 Bipyramidal 유형의 독소단백질결정체를 형성하는 것으로 관찰되었다. 또한 10개의 균주는 파리목에 활성이 있다고 알려진 Spherical 유형의 독소단백질결정체를 형성하는 것으로 관찰되었다(표 1).In order to select the Bacillus thuringiensis strain, an effective and environmentally safe biological control agent for controlling larvae of Bradysia agrestis Sasakawa, 50 strains stored in the biological pest control laboratory of Chungnam National University were used. The morphology of parasporal inclusions of the cultured strains was observed through a phase contrast microscope. Of the 50 strains, 12 strains did not form toxin protein crystals, and 28 strains were observed to form toxin protein crystals of the Bipyramidal type. In addition, 10 strains were observed to form Spherical type of toxin protein crystals known to be active in the order Flies (Table 1).

분리된 바실러스 투린지엔시스 균주의 독소단백질결정체 형태학적 분류Morphological classification of toxin protein crystals of isolated Bacillus thuringiensis strains 형태학적 특징Morphological features 바실러스 투린지엔시스 균주 수Bacillus thuringiensis strain number 결정체 형성 없음No crystal formation 1212 BipyramidalBipyramidal 2828 SphericalSpherical 1010 합계Sum 5050

Spherical 유형의 독소단백질결정체를 형성하는 10개의 균주를 선발하여 파리목 검정날개버섯파리과인 작은뿌리파리와 파리목 모기과인 흰줄숲모기에 살충활성검정을 실시하였다. 그 결과, 10개의 균주 중 바실러스 투린지엔시스 CAB463 및 CAB467 균주는 작은뿌리파리에 대해서는 살충 효과가 거의 없었다. 작은뿌리파리에 대해서 바실러스 투린지엔시스 CAB452 균주는 90% 이상의 높은 살충 활성을 나타내었고, 바실러스 투린지엔시스 CAB117, CAB469 및 CAB599 균주가 70% 이상의 살충 활성을 나타내었고, 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스(B. thuringiensis subsp. israelensis), 바실러스 투린지엔시스 아종 몰리소니(B. thuringiensis subsp. morrisoni) PG-14와 바실러스 투린지엔시스 CAB459, CAB462, CAB490 및 CAB492 균주가 50% 이상의 살충 활성을 나타내었다. 흰줄숲모기에 대해서는 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스, 바실러스 투린지엔시스 아종 몰리소니 PG-14 균주와 바실러스 투린지엔시스 CAB117, CAB452, CAB599 균주는 90% 이상의 높은 살충 활성을 나타내었다(표 2). 따라서 작은뿌리파리 및 흰줄숲모기에서 모두 90% 이상의 살충 활성을 보인 CAB452 균주를 최종 선발하였다.Ten strains forming spherical type of toxin protein crystals were selected, and insecticidal activity tests were performed on small root flies, which are the black winged mushroom flies, and the white stalk mosquito. As a result, of the 10 strains, Bacillus thuringiensis CAB463 and CAB467 strains had little insecticidal effect on small root flies. Bacillus thuringiensis CAB452 strain showed 90% or more high insecticidal activity against small root flies, and Bacillus thuringiensis CAB117, CAB469 and CAB599 strains showed more than 70% insecticidal activity, and Bacillus thuringiensis subspecies Israellensis ( B. thuringiensis subsp. israelensis ), Bacillus thuringiensis subspecies Molysoni ( B. thuringiensis subsp. morrisoni ) PG-14 and Bacillus thuringiensis CAB459, CAB462, CAB490 and CAB492 strains exhibited insecticidal activity of 50% or more. Regarding the mosquito, Bacillus thuringiensis subspecies Israelensis, Bacillus thuringiensis subspecies Molysoni PG-14 strains and Bacillus thuringiensis strains CAB117, CAB452, and CAB599 exhibited high insecticidal activity of more than 90% (Table 2). . Therefore, the CAB452 strain, which showed more than 90% insecticidal activity in both small root flies and white leaf mosquito, was finally selected.

작은뿌리파리 및 흰줄숲모기에 대한 살충 활성Insecticidal activity against small root flies and mosquitoes strainstrain 살충률Insecticide rate 작은뿌리파리Small root fly 흰줄숲모기Mosquito 바실러스 투린지엔시스 CAB117Bacillus Turingensys CAB117 ++++ ++++++ 바실러스 투린지엔시스 CAB452Bacillus Turingensys CAB452 ++++++ ++++++ 바실러스 투린지엔시스 CAB459Bacillus Turingensys CAB459 ++ ++ 바실러스 투린지엔시스 CAB462Bacillus Turingensys CAB462 ++ -- 바실러스 투린지엔시스 CAB463Bacillus Turingensys CAB463 -- -- 바실러스 투린지엔시스 CAB467Bacillus Turingensys CAB467 -- -- 바실러스 투린지엔시스 CAB469Bacillus Turingensys CAB469 ++++ -- 바실러스 투린지엔시스 CAB490Bacillus Turingensys CAB490 ++ ++ 바실러스 투린지엔시스 CAB492Bacillus Turingensys CAB492 ++ -- 바실러스 투린지엔시스 CAB599Bacillus Turingensys CAB599 ++++ ++++++ 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스Bacillus thuringiensis subspecies israelensis ++ ++++++ 바실러스 투린지엔시스 아종 몰리소니 PG-14Bacillus thuringiensis subspecies Molysoni PG-14 ++ ++++++ 무처리 대조군Untreated control -- --

+++: 효과 높음, 90% 살충률, ++: 효과 있음, 70~89% 살충률+++: high effect, 90% insecticide rate, ++: effective, 70-89% insecticide rate

+: 효과 낮음, 50~69% 살충률, -: 효과 없음, 0~49% 살충률+: Low effect, 50-69% insecticide rate, -: No effect, 0-49% insecticide rate

실시예 2. 생물활성 검정Example 2. Bioactivity assay

파리목 검정날개버섯파리과인 작은뿌리파리와 파리목 모기과인 흰줄숲모기에 대한 살충 활성이 90% 이상이 되는 바실러스 투린지엔시스 CAB452 균주를 선발하였고, 실험실에 보유하고 있는 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스(B. thuringiensis subsp. israelensis) 균주와 바실러스 투린지엔시스 아종 몰리소니(B. thuringiensis subsp. morrisoni) PG-14 균주를 사용하여 살충 활성을 검정하였다. 그 결과, 작은뿌리파리에 대해 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스 균주와 바실러스 투린지엔시스 아종 몰리소니 PG-14 균주의 LC95(lethal concentration 95% of test insect die) 값은 108(cfu/㎖) 이상이고, 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주의 LC95 값은 4.4×107(cfu/㎖)으로 높은 살충활성을 확인하였다.Bacillus thuringiensis CAB452 strain, which has an insecticidal activity of more than 90% against the small root flies of the P. black winged mushroom family, and the white leaf mosquito, the family P. mosquito, was selected, and the Bacillus thuringiensis subspecies Israel lances ( B. thuringiensis subsp. israelensis ) strain and B. thuringiensis subsp. morrisoni ) PG-14 strain were tested for insecticidal activity. As a result, the LC 95 (lethal concentration 95% of test insect die) value of Bacillus thuringiensis subspecies Israelrensis strain and Bacillus thuringiensis subspecies Molysoni PG-14 strain for small root flies was 10 8 (cfu/ml). ) And above, LC 95 of Bacillus thuringiensis subspecies Zaponensis CAB452 strain The value was 4.4×10 7 (cfu/ml), which confirmed high insecticidal activity.

작은뿌리파리에 대한 바실러스 투린지엔시스 균주의 살충 활성Insecticidal Activity of Bacillus thuringiensis Strain Against Small Root Flies strainstrain 작은뿌리파리Small root fly LC50 LC 50 LC95 LC 95 바실러스 투린지엔시스 CAB452Bacillus Turingensys CAB452 2.3×106 2.3×10 6 4.4×107 4.4×10 7 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스Bacillus thuringiensis subspecies israelensis 2.1×108 2.1×10 8 >108 >10 8 바실러스 투린지엔시스 아종 몰리소니 PG-14Bacillus thuringiensis subspecies Molysoni PG-14 1.8×108 1.8×10 8 >108 >10 8 무처리 대조군Untreated control 00 00

흰줄숲모기에 대한 LC95 값은 바실러스 투린지엔시스 CAB452 균주가 4.2×106(cfu/㎖)이고, 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스, 바실러스 투린지엔시스 아종 몰리소니 PG-14 균주가 2.2×105(cfu/㎖), 5.1×105(cfu/㎖)으로 각각 확인하였다.The LC 95 value for the white leaf mosquito was 4.2×10 6 (cfu/ml) for Bacillus thuringiensis CAB452 strain, and 2.2× for Bacillus thuringiensis subspecies Israelrensis, Bacillus thuringiensis subspecies Molisony PG-14 strain. It was identified as 10 5 (cfu/ml) and 5.1×10 5 (cfu/ml), respectively.

흰줄숲모기에 대한 바실러스 투린지엔시스 균주의 살충 활성Insecticidal activity of Bacillus thuringiensis strains against white-tail mosquito strainstrain 흰줄숲모기Mosquito LC50 LC 50 LC95 LC 95 바실러스 투린지엔시스 CAB452Bacillus Turingensys CAB452 2.3×105 2.3×10 5 4.2×106 4.2×10 6 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스Bacillus thuringiensis subspecies israelensis 2.4×104 2.4×10 4 2.2×105 2.2×10 5 바실러스 투린지엔시스 아종 몰리소니 PG-14Bacillus thuringiensis subspecies Molysoni PG-14 7.5×104 7.5×10 4 5.1×105 5.1×10 5 무처리 대조군Untreated control 00 00

흰줄숲모기에 대해서는 바실러스 투린지엔시스 CAB452 균주는 LC95 값이 비교적 낮은 살충활성을 나타내었다. 흰줄숲모기 유충은 바실러스 투린지엔시스 CAB452 균주를 섭식하지 않았을 때는 중장이 뚜렷하게 보이고 몸통이 투명한 반면, CAB452 균주 처리 후 3일째에는 중장이 흐릿하며 부분적으로 검고 탁해진 것을 확인할 수 있었다. 바실러스 투린지엔시스 CAB452 균주를 처리한지 7일째에는 중장이 보이지 않고 몸 전체가 검게 변하면서 죽는 것을 확인하였다(도 1). 또한, 실험데이터는 제시하지 않았지만 바실러스 투린지엔시스 CAB452 균주의 활성범위를 확인하기 위하여 파밤나방(Spodoptera exigua), 담배거세미나방(Spodoptera litura)에 대한 생물활성을 검정결과 나비목 2종에서 모두 활성을 보이지 않았다. 최종선발된 균주와 파리목인 작은뿌리파리와 흰줄숲모기에 대한 살충 활성이 모두 70% 이상인 바실러스 투린지엔시스 CAB117 및 CAB599 균주와 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스 균주의 속효성을 확인하기 위해 농도를 균일하게 하여 생물검정한 결과, 최종선발된 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주는 바실러스 투린지엔시스 CAB117 및 CAB599 균주와 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스들에 비해 3일차부터 급격하게 살충율이 증가함을 나타내었다(도 2). 바실러스 투린지엔시스 CAB452 균주는 파리목 해충인 작은뿌리파리와 흰줄숲모기에 대해 모두 높은 살충활성을 나타났으므로 생물적 방제제로서 적합한 균주로 기대할 수 있다.Bacillus thuringiensis CAB452 strain showed relatively low insecticidal activity with a LC 95 value for the white mosquito. When the Bacillus thuringiensis CAB452 strain was not fed, the mid-length of the larvae mosquito was clearly visible and the body was transparent, whereas the third day after treatment with the CAB452 strain, the mid-intestine was cloudy and partially darkened and cloudy. It was confirmed that on the 7th day after treatment of Bacillus thuringiensis CAB452 strain, the middle intestine was not seen and the whole body turned black and died (FIG. 1). In addition, although experimental data were not presented, biological activities against Spodoptera exigua and Spodoptera litura were tested to confirm the activity range of Bacillus thuringiensis CAB452 strain. I didn't see it. The concentration was uniform to confirm the fast-acting effect of Bacillus thuringiensis CAB117 and CAB599 strains and Bacillus thuringiensis subspecies Israellensis strains, both of which have an insecticidal activity of 70% or more, against the final selected strains, and the order of Flies, small root flies and white leaf mosquitoes. As a result of bioassay, the final selected Bacillus thuringiensis subspecies Zaponensis CAB452 showed a sharp increase in insecticidal rate from Day 3 compared to Bacillus thuringiensis subspecies Zaponensis CAB452 strains and Bacillus thuringiensis subspecies Israellensis. It was shown that (Fig. 2). Bacillus thuringiensis CAB452 strain exhibited high insecticidal activity against both the small root flies and the white leaf mosquito, which are the pests of the Order of Flies, and can be expected as a suitable strain as a biological control agent.

실시예 3. 형태학적 특성Example 3. Morphological characteristics

파리목 해충에 높은 살충 활성을 가지는 바실러스 투린지엔시스 CAB452 균주의 결정체 단백질을 확인하기 위해 위상차현미경과 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였다. 위상차현미경으로 관찰한 결과, 바실러스 투린지엔시스 CAB452 균주는 파리목 해충에 살충 활성이 있다고 알려진 Spherical 유형의 결정체 단백질을 형성하는 것을 확인하였다. 또한 주사전자현미경으로 관찰하였을 때 위상차현미경에서 관찰된 것과 같이 파리목에 살충 활성이 있다고 알려진 Spherical 유형의 결정체 단백질(crystal protein)을 확인하였다(도 3). In order to confirm the crystalline protein of Bacillus thuringiensis CAB452 strain having high insecticidal activity against the order of Flies, it was observed using a phase contrast microscope and a scanning electron microscope. As a result of observation with a phase contrast microscope, it was confirmed that the Bacillus thuringiensis CAB452 strain formed a Spherical type of crystalline protein known to have insecticidal activity against Flies. In addition, when observed with a scanning electron microscope, as observed with a phase contrast microscope, a Spherical type of crystal protein known to have insecticidal activity in the order of Flies was confirmed (FIG. 3).

일반적으로 바실러스 투린지엔시스가 만드는 결정체 단백질은 25~140kDa 사이의 분자량을 가지며, δ-내독소(endotoxin)로 구성되어 있다. 바실러스 투린지엔시스가 형성하는 3가지 형태의 결정체 단백질 중에 주로 파리목 해충에 활성이 있다고 보고된 spherical 유형은 ~65kDa의 분자량을 갖는다고 보고되어 있다(Ibarra and Federici, 1986, J. Bacteriol. 165(2):527-533).In general, a crystalline protein made by Bacillus thuringiensis has a molecular weight between 25 and 140 kDa and is composed of δ-endotoxin. Among the three types of crystalline proteins formed by Bacillus thuringiensis, the spherical type, which is reported to be mainly active against Flies pests, has been reported to have a molecular weight of ~65kDa (Ibarra and Federici, 1986, J. Bacteriol. 165(2) ):527-533).

작은뿌리파리와 흰줄숲모기에 대해 높은 살충 활성을 나타내는 바실러스 투린지엔시스 CAB452 균주와 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스의 내독소 단백질 특성을 비교하기 위하여 SDS-PAGE를 수행하였다. 바실러스 투린지엔시스 CAB452 균주는 약 150kDa의 크기의 단백질 밴드를 확인하였다. 두 균주가 생성하는 독소단백질결정체(parasporal inclusion)의 활성독소 양상을 확인하기 위해 소화효소인 트립신과 작은뿌리파리 유충은 크기가 작아 장을 분리할 수 없으므로 작은뿌리파리 유충 마쇄액을 처리하여 비교하였다(도 4). 바실러스 투린지엔시스 CAB452 균주는 150kDa 크기의 주요 단백질 밴드가 소화효소인 트립신과 작은뿌리파리 유충 마쇄액 의해 분해되어 약 50kDa 크기의 단백질로 1개의 주요한 밴드를 형성하는 것으로 나타났다.SDS-PAGE was performed to compare the endotoxin protein properties of Bacillus thuringiensis CAB452 strain and Bacillus thuringiensis subspecies Israelensis, which exhibited high insecticidal activity against small root flies and white leaf mosquitoes. Bacillus thuringiensis CAB452 strain confirmed a protein band having a size of about 150 kDa. In order to confirm the active toxin pattern of the parasporal inclusions produced by the two strains, trypsin, a digestive enzyme, and small root fly larvae were compared by treating the small root fly larvae grinding solution because the intestine cannot be separated due to their small size. (Fig. 4). In Bacillus thuringiensis CAB452 strain, it was found that the main protein band of 150kDa size was decomposed by trypsin, a digestive enzyme, and small root fly larvae, to form one major band with a protein of about 50kDa size.

실시예 4. 바실러스 투린지엔시스 CAB452Example 4. Bacillus thuringiensis CAB452 균주 및 Cry-type 유전자 동정Identification of strains and Cry-type genes

최종 선발된 바실러스 투린지엔시스 CAB452 균주의 동정을 위해, ㈜Omicspia에 의뢰하여 PacBio 시퀀싱 기술을 활용하여 20kb의 크기의 염기서열 분석용 라이브러리를 제작하고, SMRT 시퀀싱 기술을 이용하여 일루미나 데이터를 기반으로 오류 정정(Error correction)을 수행하였다. 16S rRNA 유전자 서열을 활용하여 유사성이 높은 계통에 속하는 표준균주의 유전체를 GenBank로부터 확보하였고 BT(Bacillus thuringiensis) 독성 관련 유전자 분석하기 위해 바실러스 투린지엔시스 독소 명명 데이터베이스로부터 정리된 BT 독소 정보 및 서열 확보하였다. 또한, BLAST 알고리즘을 활용하여 BT 독소 유전자의 정보를 확인 및 검증하였다. 목원대학교 미생물생태 자원연구소에서 플라젤린 C(flagellin C) 유전자 서열에 기반한 동정을 수행한 결과, 바실러스 투린지엔시스 CAB452 균주는 기준균주 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 BuiBui(Bacillus thuringiensis subsp. japonensis BuiBui)의 플라젤린 C 유전자 서열과 98%의 높은 유사도를 보였다(표 5). 따라서 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스(B. thuringiensis subsp. japonensis)로 명명하였다. For the identification of the finally selected Bacillus thuringiensis CAB452 strain, commissioned by Omicspia Co., Ltd. to create a library for sequencing with a size of 20 kb using PacBio sequencing technology, and error based on Illumina data using SMRT sequencing technology. Error correction was performed. Using the 16S rRNA gene sequence, the genome of the standard strain belonging to the lineage with high similarity was obtained from GenBank, and BT toxin information and sequence were secured from the Bacillus thuringiensis toxin naming database to analyze the gene related to BT ( Bacillus thuringiensis ) toxicity. . In addition, the information of the BT toxin gene was confirmed and verified using the BLAST algorithm. As a result of the identification based on the sequence of the flagellin C gene at Mokwon University's Microbial Ecological Resources Research Institute, Bacillus thuringiensis The CAB452 strain showed a 98% similarity to the flagellin C gene sequence of the reference strain Bacillus thuringiensis subsp. japonensis BuiBui ( Bacillus thuringiensis subsp. japonensis BuiBui) (Table 5). Therefore, Bacillus thuringiensis subspecies japonensis ( B. thuringiensis subsp. japonensis ) Named.

Figure 112019088616328-pat00001
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또한, 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주는 cry9D1, cry9Eb1, Cry1B-like, cry1le1vip3Aa4의 유전자를 가지고 있었으며(표 6), 기준균주 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 BuiBui에서 나타나지 않은 cry1le1vip3Aa4 유전자를 가지고 있었다.In addition, the Bacillus thuringiensis subspecies zaponensis CAB452 strain had genes of cry9D1, cry9Eb1, Cry1B-like, cry1le1 and vip3Aa4 (Table 6), and the reference strain Bacillus thuringiensis subspecies zaponensis They had cry1le1 and vip3Aa4 genes that were not present in BuiBui .

바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주의 cry 유전자 프로파일Cry gene profile of Bacillus thuringiensis subspecies Zaponensis CAB452 strain strainstrain 결정체 단백질 코딩 유전자Crystalline protein coding gene 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452Bacillus thuringiensis subspecies Zaponensis CAB452 cry9D1, cry9Eb1, Cry1B-like, cry1le1vip3Aa4 cry9D1, cry9Eb1, Cry1B-like, cry1le1 and vip3Aa4

실시예 5. 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주의Example 5. Bacillus thuringiensis subspecies Zaponensis CAB452 strain 방제효과Control effect

실내 실험을 통해 선발된 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주가 작은뿌리파리가 발생한 실제 포장에 사용할 수 있는지와 방제효과를 확인하기 위해 충남대학교 온실에서 포트 실험을 수행하였다. 구체적으로, 딸기를 옮겨 심은 포트에 작은뿌리파리 유충을 100 마리씩 접종하고 최종 선발된 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주와 기존균주인 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스 균주를 근부관주 처리하였다. 황색 점착 포획장치(Yellow sticky trap)를 포트 상하부에 설치하여 처리 전과 처리 7일 및 14일 후에 우화한 성충 수를 조사하였다. 3회 반복 실시하였고, 온도 25±2℃, 광조건 16L:8D, 상대습도 50~60% 조건에서 실시하였다. 최종 선발된 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주와 기존균주인 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스 균주 처리에 따른 우화율(eclosion rate; 번데기가 날개 있는 성충이 되는 비율)을 비교한 결과, 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주의 배양액이 107(cfu/㎖)일 때 우화율이 68.8%, 108(cfu/㎖)은 56.5%, 109(cfu/㎖)은 25.6%로 농도가 높아질수록 우화율이 낮아지는 것을 확인하였다. 반면, 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스 균주의 우화율이 97.6%로, 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주 처리시 우화율이 월등히 감소함을 확인하였다. 우화율을 바탕으로 방제가를 구한 결과, 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주(109cfu/㎖) 처리 시 74.3%의 방제가를 나타낸 반면, 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스 균주를 처리한 경우에 방제가가 2.4%로, 매우 낮은 것을 확인하였다.(표 7). In order to confirm whether the Bacillus thuringiensis subspecies Zaponensis CAB452 strain, selected through an indoor experiment, can be used in the actual field where small root flies occurred and the control effect, a pot experiment was performed in a greenhouse at Chungnam National University. Specifically, 100 small root fly larvae were inoculated into the pots transplanted with strawberries, and the final selected Bacillus thuringiensis subspecies Zaponensis CAB452 strain and the existing strain Bacillus thuringiensis subspecies Israelrensis strain were treated with root irrigation. Yellow sticky traps were installed in the upper and lower portions of the pot to investigate the number of adult worms that emerged before treatment and 7 and 14 days after treatment. It was repeated three times, and the temperature was 25±2℃, light condition 16L:8D, and relative humidity 50~60%. As a result of comparing the final selection of Bacillus thuringiensis subspecies Zaponensis CAB452 strain and the existing strain, Bacillus thuringiensis subspecies Israelensis strain treatment, the emergence rate (eclosion rate; the rate of pupae becoming a winged adult), Bacillus Turinensis subspecies Zaponensis When the culture medium of the CAB452 strain is 10 7 (cfu/ml), the allergic rate is 68.8%, 10 8 (cfu/ml) is 56.5%, and 10 9 (cfu/ml) is 25.6%. It was confirmed that it was lost. On the other hand, the allegory rate of Bacillus thuringiensis subspecies Israellensis strain was 97.6%, and Bacillus thuringiensis subspecies Zaponensis. When treated with CAB452 strain, it was confirmed that the emergence rate was significantly reduced. As a result of obtaining control based on the allegory rate, Bacillus thuringiensis subspecies Zaponensis When treated with CAB452 strain (10 9 cfu/ml) showed 74.3% control, whereas when treated with Bacillus thuringiensis subspecies Israelrensis strain, the control was 2.4%, which was very low (Table 7). ).

작은뿌리파리 유충에 대한 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452 균주의 방제가Bacillus thuringiensis subspecies zaponensis against small root fly larvae Control of strain CAB452 strainstrain 처리 농도(cfu/㎖)Treatment concentration (cfu/ml) 방제가(%)Control (%) 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스 CAB452
Bacillus thuringiensis subspecies Zaponensis CAB452
107 10 7 3333
108 10 8 43.443.4 109 10 9 74.374.3 바실러스 투린지엔시스 아종 이스라엘렌시스Bacillus thuringiensis subspecies israelensis 108 10 8 2.42.4 무처리 대조군Untreated control 00 00

한국생명공학연구원Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology KCTC13878BPKCTC13878BP 2019070520190705

Claims (3)

기탁번호가 KCTC 13878BP이고, 작은뿌리파리(Bradysia agrestis)에 대해 살충 활성이 있는 바실러스 투린지엔시스 아종 자포넨시스(Bacillus thuringiensis subsp. japonensis) CAB452 균주.Accession number is KCTC 13878BP, Bacillus thuringiensis subspecies japonensis ( Bacillus thuringiensis subsp. japonensis ) CAB452 strain having insecticidal activity against small root flies ( Bradysia agrestis ). 제1항의 균주 또는 이의 배양액을 유효성분으로 포함하는 작은뿌리파리(Bradysia agrestis) 살충용 조성물.A small root fly ( Bradysia agrestis ) insecticidal composition comprising the strain of claim 1 or a culture solution thereof as an active ingredient. 제1항의 균주 또는 이의 배양액의 유효량을 식물, 토양 또는 작은뿌리파리(Bradysia agrestis) 서식지에 살포함으로써 작은뿌리파리(Bradysia agrestis)를 방제하는 방법.A method of controlling small root flies ( Bradysia agrestis ) by spraying an effective amount of the strain of claim 1 or a culture solution thereof to plants, soil or small root flies ( Bradysia agrestis ) habitat.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0556238A1 (en) * 1990-11-08 1993-08-25 Agricultural Genetics Co Biological control of pests.
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