KR102662051B1 - 공생세균을 이용한 총채벌레의 방제방법과 총채벌레로부터 분리한 새로운 공생균주 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공생세균을 이용한 총채벌레의 방제방법에 관한 것으로, 본 발명에서는 국내에 서식하는 총채벌레들로부터 분리 동정한 새로운 공생균주를 제공하고, 이들을 이용하여 보다 효과적인 총채벌레의 방제방법을 제공한다. 본 발명에서는 총채벌레로부터 분리 동정한 공생세균이 총채벌레들의 생존에 필수적인 공생관계에 있음을 밝힌다. 본 발명의 총채벌레 방제방법은, 총채벌레의 판토에아 속 공생세균에 감수성인 약제를 처리하는 단계를 포함한다. 본 발명의 총채벌레 방제방법은, 기존 방제방법에 내성을 나타내는 총채벌레에 대해서도 효과적인 새로운 방제방법으로 이용될 수 있다.
Description
본 발명은 공생세균을 이용한 총채벌레의 방제방법에 관한 것으로, 특히 국내에 서식하는 총채벌레들로부터 분리 동정한 새로운 공생균주를 제공하고, 이들을 이용하여 보다 효과적인 총채벌레의 방제방법을 제공하는 것에 관한 것이다.
불완전변태류에 속하는 총채벌레는 번데기 발육태를 가지며 이들과 구분되는 신변태류(Neometabola)의 모습을 지닌다(Truman, 2019). 총채벌레는 전세계적으로 약 6,000종이 보고되고 있으며 크게 총채벌레아목(Tenebrantia)과 관총채벌레아목(Tubulifera)으로 대별된다. 국내에는 약 50여종의 총채벌레가 보고되고 있으며 총채벌레아목에 36종, 관총채벌레아목에 14종이 한국곤충명집(1994)에 수록되어 있다.
기후변화와 더불어 1993년에 최초로 발견된 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis)는 이제 전국적으로 분포하고 있다. 이 해충은 전세계적으로 광범위하게 분포하며 채소, 과일 등 원예 농작물에 심각한 피해를 주는 해충으로 유충과 성충이 직접 농작물에 가해하여 피해를 일으키는 것은 물론이고 토마토위조반점바이러스(TSWV: tomato spotted wilt virus)를 매개하여 경제적 손실을 가중시키고 있다(Pappu et al., 2009; Webster et al., 2011; Zhao et al., 2014). 이러한 직접 및 간접 피해는 또 다른 국내 서식종인 대만총채벌레(Frankliniella intonsa)와 파총채벌레(Thrips tabaci)에서도 나타나고 있다.
총채벌레는 식물의 체관을 통하여 영양분을 섭취하며 제한된 영양원을 가지므로 공생미생물의 도움을 받아 자신의 생존에 필수적인 영양원을 얻는 공생관계를 가질 것으로 추정된다. 이에 꽃노랑총채벌레 및 파총채벌레에서 공생세균의 동정이 이뤄졌다(de Viries et al., 2008). 그러나 총채벌레와 공생세균이 상호공생적 관계를 이룬다는 기능적 연구가 부재하여 총채벌레와 공생세균 사이의 정확한 공생관계에 대해서는 여전히 의구심이 있다.
또한 세균 균주에 따라 서로 다른 것이 일반적이므로 국내 서식종에 있어서 이들 총채벌레의 공생세균을 분리하여 동정하는 것이 필요하며, 이들 공생세균이 기주인 총채벌레와 공생관계에 있음을 증명하는 연구가 요구된다.
de Vries EJ, van der Wurff AW, Jacobs G, Breeuwer JA., 2008. Onion thrips, Thrips tabaci, have gut bacteria that are closely related to the symbionts of the western flower thrips, Frankliniella occidentalis. J. Insect Sci. 8, 1-11.
Pappu, H.R., Jones, R.A.C, Jain, R.K., 2009. Global status of tospovirus epidemics in diverse cropping systems: successes achieved and challenges ahead. Virus Res. 141, 219-236.
Truman, J.W., 2019. The evolution of insect metamorphosis. Curr. Biol. 29, R1252-1268.
Webster, C.G., Reitz, S.R., Perry, K.L., Adkins, S.A., 2011. Natural M RNA reassortant arising from two species of plant- and insect-infecting bunyaviruses and comparison of its sequence and biological properties to parental species. Virology 413, 216-225.
본 발명은 국내에 서식하는 총채벌레들로부터 공생세균을 새롭게 분리동정하고 이들 공생세균이 총채벌레들의 생존에 필수적인 공생관계에 있음을 밝히고자 한다.
또한, 본 발명에서는 상기와 같은 총채벌레와 공생세균의 공생관계를 토대로 공생세균의 억제를 통한 새로운 총채벌레의 방제방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명에서는 총채벌레들로부터 분리 동정한 새로운 공생균주를 제공하고, 이들 공생균주의 특성 분석을 통해 공생세균에 보다 감수성이 큰 억제방법과 이를 이용한 보다 효과적인 총채벌레의 방제방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는, 총채벌레의 판토에아 속 공생세균에 감수성인 약제를 처리하는 단계를 포함하는 총채벌레의 방제방법을 제공한다.
본 발명 방제방법의 바람직한 일 실시예에서, 상기 총채벌레는 꽃노랑총채벌레이고, 상기 공생세균은 판토에아 아글로메란스(Pantoea agglomerans)이다. 특히 바람직하게는 이때 공생세균은 판토에아 아글로메란스(Pantoea agglomerans) BFoK1 균주(수탁번호: KACC 92380P)이다.
본 발명 방제방법의 다른 바람직한 실시예에서, 상기 총채벌레는 대만총채벌레이고, 상기 공생세균은 판토에아 디스펄사(Pantoea dispersa)이다. 특히 바람직하게는 이때 공생세균은 판토에아 디스펄사(Pantoea dispersa) BFiK1 균주(수탁번호: KACC 92379P)이다.
본 발명 방제방법의 또 다른 바람직한 실시예에서, 상기 총채벌레는 파총채벌레이고, 상기 공생세균은 판토에아 아글로메란스(Pantoea agglomerans)이다. 특히 바람직하게는 이때 공생세균은 판토에아 아글로메란스 BTtK1 균주(수탁번호: KACC 92381P)이다.
본 발명에서는 국내에 서식하는 꽃노랑총채벌레, 대만총채벌레, 파총채벌레로부터 각각 공생세균을 분리하여 동정하였다. 꽃노랑총채벌레에서 분리된 공생세균 균주는 판토에아 아글로메란스(Pantoea agglomerans) BFoK1 이며, 국립농업과학원에 수탁번호 KACC 92380P로 기탁되었다. 대만총채벌레에서 분리된 공생세균 균주는 판토에아 디스펄사(Pantoea dispersa) BFiK1 이며, 국립농업과학원에 수탁번호 KACC 92379P로 기탁되었다. 파총채벌레에서 분리된 공생세균 균주는 판토에아 아글로메란스 BTtK1 이며, 국립농업과학원에 수탁번호 KACC 92381P로 기탁되었다.
본 발명에서는 국내에 서식하는 총채벌레들로부터 공생세균을 새롭게 분리동정하고 이들 공생세균이 총채벌레들의 생존에 필수적인 공생관계에 있음을 밝힌다.
본 발명에서는 총채벌레들로부터 분리 동정한 새로운 공생균주를 제공하고, 이들 공생균주에 대한 분석을 통해 공생세균에 보다 감수성이 큰 억제방법으로 총채벌레를 효과적으로 방제할 수 있는 방법을 제공한다.
본 발명의 총채벌레 방제방법은, 기존 방제방법에 내성을 나타내는 총채벌레에 대해서도 효과적인 새로운 방제방법으로 이용될 수 있다.
도 1은 총채벌레로부터 분리 동정된 공생세균 균주들의 형태학적 특징을 나타낸 것으로, (A)는 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis)에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 아글로메란스 BFoK1, 대만총채벌레(Frankliniella intonsa)에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 디스펄사 BFiK1, 파총채벌레(Thrips tabaci)에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 아글로메란스 BTtK1의 TEM 사진이고, (B)는 이 균주들의 크기 특성을 나타낸 것이다. .
도 2는 꽃노랑총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 아글로메란스 BFoK1, 대만총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 디스펄사 BFiK1 및 파총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 아글로메란스 BTtK1의 계통발생 분석결과이다.
도 3은 꽃노랑총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 아글로메란스 BFoK1, 대만총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 디스펄사 BFiK1 및 파총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 아글로메란스 BTtK1의 지방산 분석결과이다.
도 4는 꽃노랑총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 아글로메란스 BFoK1, 대만총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 디스펄사 BFiK1 및 파총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 아글로메란스 BTtK1의 항생제 감수성(Susceptibility)을 나타낸 것이다.
도 5는 꽃노랑총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 아글로메란스BFoK1, 대만총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 디스펄사 BFiK1 및 파총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 아글로메란스 BTtK1의 항생제 감수성을 그래프로 나타낸 것이다.
도 6은 꽃노랑총채벌레의 생존 및 발육에 항생제와 꽃노랑총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 아글로메란스 BFoK1이 미치는 효과를 확인하기 위한 대조군, 비교군 및 실험군의 처리내용을 나타낸 것이다.
도 7은 꽃노랑총채벌레의 생존 및 발달속도에 꽃노랑총채벌레에서 분리된 판토에아 아글로메란스 BFoK1 균주가 미치는 효과를 나타낸 것이다. (A)는 시간에 따른 총채벌레의 사망률을 나타낸 것이고, (B)는 각 발육태벌 발육기간을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 꽃노랑총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 아글로메란스 BFoK1, 대만총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 디스펄사 BFiK1 및 파총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 아글로메란스 BTtK1의 계통발생 분석결과이다.
도 3은 꽃노랑총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 아글로메란스 BFoK1, 대만총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 디스펄사 BFiK1 및 파총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 아글로메란스 BTtK1의 지방산 분석결과이다.
도 4는 꽃노랑총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 아글로메란스 BFoK1, 대만총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 디스펄사 BFiK1 및 파총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 아글로메란스 BTtK1의 항생제 감수성(Susceptibility)을 나타낸 것이다.
도 5는 꽃노랑총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 아글로메란스BFoK1, 대만총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 디스펄사 BFiK1 및 파총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 아글로메란스 BTtK1의 항생제 감수성을 그래프로 나타낸 것이다.
도 6은 꽃노랑총채벌레의 생존 및 발육에 항생제와 꽃노랑총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 판토에아 아글로메란스 BFoK1이 미치는 효과를 확인하기 위한 대조군, 비교군 및 실험군의 처리내용을 나타낸 것이다.
도 7은 꽃노랑총채벌레의 생존 및 발달속도에 꽃노랑총채벌레에서 분리된 판토에아 아글로메란스 BFoK1 균주가 미치는 효과를 나타낸 것이다. (A)는 시간에 따른 총채벌레의 사망률을 나타낸 것이고, (B)는 각 발육태벌 발육기간을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
본 발명에서는 국내에 서식하는 총채벌레들로부터 공생세균을 새롭게 분리동정하여, 이들 공생세균이 총채벌레들의 생존에 필수적인 공생관계에 있음을 밝힌다. 이러한 공생관계를 토대로 본 발명에서는, 공생세균을 이용한 총채벌레의 방제방법을 제공한다.
본 발명의 총채벌레 방제방법은, 판토에아 속 공생세균에 감수성인 약제를 처리하는 단계를 포함한다.
상기 공생세균에 감수성인 약제는, 총채벌레의 공생세균이 감수성을 나타내는 약제면 단독으로 또는 2종 이상 함께 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 분리된 공생세균의 항생제에 대한 감수성을 테스트하였고 사용한 항생제 중 페니실린계인 앰피실린에 감수성이 있는 것으로 나타났다. 그러나 이는 감수성을 테스트하기 위한 시험예일 뿐 사용 가능한 감수성 약제는 이에 제한되지 않는다. 이 분야의 통상의 기술자는 공생세균에 감수성인 약제를 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들어, 약제는 살균제, 항생제, 농약 중에서 선택 사용될 수 있으며, 인축에 안전하면서 공생세균에 감수성이 높은 약제가 바람직하게 선택 사용될 수 있다.
본 발명의 총채벌레 방제방법은 바람직하게는, 총채벌레의 공생세균을 확인하여 해당 공생세균에 감수성인 약제를 처리할 수 있다.
바람직한 일 실시예로, 총채벌레가 꽃노랑총채벌레일 때 공생세균은 판토에아 아글로메란스(Pantoea agglomerans)이고, 본 발명의 총채벌레 방제방법은 판토에아 아글로메란스에 감수성인 약제를 처리한다. 특히 바람직하게는 국내에 서식하는 꽃노랑총채벌레일 때 공생세균은 판토에아 아글로메란스 BFoK1 균주(수탁번호: KACC 92380P)이고, 이 균주에 감수성인 약제를 처리한다.
다른 바람직한 실시예로, 총채벌레가 대만총채벌레일 때 공생세균은 판토에아 디스펄사(Pantoea dispersa)이고, 본 발명의 총채벌레 방제방법은 판토에아 디스펄사에 감수성인 약제를 처리한다. 특히 바람직하게는 국내에 서식하는 대만총채벌레일 때 공생세균은 판토에아 디스펄사 BFiK1 균주(수탁번호: KACC 92379P)이고, 이 균주에 감수성인 약제를 처리한다.
또 다른 바람직한 실시예로, 총채벌레가 파총채벌레일 때 공생세균은 판토에아 아글로메란스(Pantoea agglomerans)이고, 본 발명의 총채벌레 방제방법은 판토에아 아글로메란스에 감수성인 약제를 처리한다. 특히 바람직하게는 국내에 서식하는 파총채벌레일 때 공생세균은 판토에아 아글로메란스 BTtK1 균주(수탁번호: KACC 92381P)이고, 이 균주에 감수성인 약제를 처리한다.
본 발명에서는 국내에 서식하는 총채벌레로부터 각각 공생세균을 분리하여 동정하고, 이 공생세균의 특성을 파악하였으며, 총채벌레와의 공생관계를 확인하였다.
먼저, 안동시에서 대만총채벌레, 꽃노랑총채벌레 및 대만총채벌레를 채집하고, 채집한 대만총채벌레, 꽃노랑총채벌레 및 대만총채벌레로부터 공생세균을 각각 분리하였다.
분리된 공생세균 균주들의 형태학적 특징을 확인하고, 분자동정하고, 생화학적 특징을 확인하고, 탄소이용원을 확인한 결과, 꽃노랑총채벌레에서 분리된 공생세균과 파총채벌레에서 분리된 공생세균은 판토에아 아글로메란스에 속하고, 대만총채벌레에서 분리된 공생세균은 판토에아 디스펄사에 속하는 것으로 확인되었다.
상기 3가지 공생세균은 형태학적으로 막대형 세포구조와 다수의 섬모가 관찰되었고 크기는 평균 1.7㎛×0.7㎛이었다.
상기 3가지 공생세균은 모두 특정 항생제에 대해 감수성을 가지고 있었다. 이점을 이용하여 각 총채벌레에 이들이 감수성을 나타내는 항생제를 처리하면 공생세균을 억제할 수 있었고, 항생제를 처리한 후 다시 각 공생세균을 처리하면 공생세균에 의하여 총채벌레가 정상적으로 성장 및 발육하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 분리된 3가지 공생세균들이 각각 총채벌레와 공생관계에 있는 것을 확인할 수 있었다.
꽃노랑총채벌레에서 분리된 공생세균 균주는 판토에아 아글로메란스(Pantoea agglomerans) BFoK1 이었고, 국립농업과학원에 수탁번호 KACC 92380P로 기탁되었다. 대만총채벌레에서 분리된 공생세균 균주는 판토에아 디스펄사(Pantoea dispersa) BFiK1 이었고, 국립농업과학원에 수탁번호 KACC 92379P로 기탁되었다. 파총채벌레에서 분리된 공생세균 균주는 판토에아 아글로메란스 BTtK1 이었고, 국립농업과학원에 수탁번호 KACC 92381P로 기탁되었다.
이하 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로서 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
총채벌레의 채집
꽃노랑총채벌레와 대만총채벌레는 안동시 풍산읍 고추재배지에서 채집하였고, 파총채벌레는 안동시 송천동 대파 재배지에서 채집하였다.
공생세균의 분리
de Vries et al.(2008)의 방법을 따라 다음과 같이 총채벌레로부터 공생세균을 분리하였다.
외부 세균에 의한 오염을 막기 위하여 5마리의 총채벌레 성충 또는 유충을 각각 에펜도르프(eppendorf) 튜브(1.5㎖)에 넣고, 70% 에탄올에 1분 동안 담그고 5% 아염소산나트륨용액에 1분 동안 담근 후 멸균수로 3회 표면살균하였다. 이후 총채벌레를 100㎕ Tris/EDTA 완충액(10 mM Tris 및 1 mM EDTA, pH = 7.6)에서 마쇄하였다. 이를 LB(Luria-Bertani) 한천 배지에 도말하고 25℃에서 24시간 동안 배양하여 공생균주를 분리하였다.
<실험예 1>
공생세균의 동정
분리된 공생세균을 다음과 같이 형태학적, 생화학적, 분자생물학적 방법으로 동정하였다.
TEM(투과전자현미경)을 이용하여 공생세균의 형태적 특징을 확인하였다. Biolog GENE Ⅲ 플레이트를 이용한 탄소원 분석과 GC(지방산 분석)를 통해 생화학적 동정법을 실시하였다. 이후 16S rRNA 프라이머를 이용하여 염기서열 분석을 진행하였다.
1. 총채벌레 공생세균의 형태적 특징
분리된 꽃노랑총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 BFoK1, 대만총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 BFiK1 및 파총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 BTtK1의 형태학적 특징을 TEM(투과전자현미경)을 이용하여 확인하였다.
3가지 공생세균의 TEM 사진을 도 1의 (A)에 나타내고 3가지 공생세균의 크기를 도 1의 (B)에 나타내었다.
TEM 사진에서 막대형 세포구조와 다수의 섬모가 관찰되었고, 이들의 크기는 평균 1.7㎛×0.7㎛이었다.
2. 총채벌레 공생세균의 분자동정
분리된 꽃노랑총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 BFoK1, 대만총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 BFiK1 및 파총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 BTtK1의 분자 동정을 위해 16S rRNA 염기서열을 바탕으로 분석하였다. 그 결과를 아래 표 1에 나타내었다.
| 공생세균 (GenBank accessiion number) |
BLAST 종 | E value |
Identity (%) |
Accession Number |
| BFiK1 (OK325603) |
Pantoea dispersa strain SA004 | 0.0 | 98.94 | MN725743.1 |
| Pantoea dispersa strain CT5 16S | 0.0 | 98.94 | MT072166.1 | |
| Pantoea dispersa strain A1 | 0.0 | 98.94 | MN831963.1 | |
| Pantoea dispersa strain A6 | 0.0 | 98.94 | MN826714.1 | |
| Pantoea dispersa strain PC | 0.0 | 98.94 | MK263020.1 | |
| BFoK1 (OK325604) |
Pantoea agglomerans strain TH81 | 0.0 | 98.12 | CP031649.1 |
| Pantoea agglomerans strain C410P1 | 0.0 | 98.12 | CP016889.1 | |
| Pantoea agglomerans strain Dez632 | 0.0 | 98.12 | MZ647535.1 | |
| Pantoea agglomerans strain UAEU18 | 0.0 | 98.03 | CP048033.1 | |
| Pantoea agglomerans strain CCMM_B1252 | 0.0 | 98.03 | MW303507.1 | |
| BTtK1 (OK325605) |
Pantoea agglomerans strain TH81 | 0.0 | 97.41 | CP031649.1 |
| Pantoea agglomerans strain C410P1 | 0.0 | 97.41 | CP016889.1 | |
| Pantoea agglomerans strain WTA-7 | 0.0 | 97.41 | KJ210675.1 | |
| Pantoea agglomerans strain MMG | 0.0 | 97.63 | MH158730.1 | |
| Pantoea agglomerans strain Tetr 20 | 0.0 | 97.63 | MT825591.1 |
상기 표 1의 결과에서와 같이, 꽃노랑총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 BFoK1과 파총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 BTtK1은 판토에아 아글로메란스, 대만총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 BFiK1은 판토에아 디스펄사로 각각 동정되었다.
이러한 동정결과는 분자계통수 분석에서 확인되었으며, 분자계통수 분석 결과를 도 2에 나타내었다.
3. 총채벌레 공생세균의 생화학적 특징
분리된 꽃노랑총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 BFoK1, 대만총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 BFiK1 및 파총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 BTtK1의 동정결과를 뒷받침하기 위하여 이들 공생세균의 생화학적 특징을 다음과 같이 조사하였다.
(1) 그램, 운동성, 카탈라제 및 옥시다제 분석
분리된 3가지 공생세균 균주의 속 특징을 그램테스트(Gram test), 운동성(Mobility), 카탈라제(Catalase) 및 옥시다제(Oxidase)로 분석하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
| 특징 | BFiK1 | BFoK1 | BTtK1 | Pantoea |
| 그램 | - | - | - | - |
| 운동성 | + | + | + | + |
| 카탈라제 | - | - | - | - |
| 옥시다제 | - | - | - | - |
상기 표 2의 결과에서와 같이, 분리된 3가지 공생세균 균주는 그램 음성, 카탈라제 음성, 옥시다제 음성이고, 운동성을 나타내는 특징이 모두 판토에아(Pantoea)속의 특징과 일치하였다.
(2) 탄소이용원 분석
Biolog 미생물 동정 장치를 이용하여 분리된 3가지 공생세균의 탄소이용원을 다양한 판토에아 종인 판토에아 디스펄사(Pd), 판토에아 아글로메란스(Pa), 판토에아 유크리나(Pantoea eucrina, Pe), 판토에아 아나나티스 pv. 아나나티스(Pantoea ananatis pv. ananatis, Paa), 판토에아 사이프리페디이(Pantoea cypripedii, Pc)와 비교하여 확인하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
| 그 룹 |
탄소원 | Pantoea spp.의 반응 | |||||||
| BTtK1 | BFoK1 | BFiK1 | Pd | Pa | Pe | Paa | Pc | ||
| I | D-솔비톨, D-락트산 메틸 에스터, D-말산, α-하이드록시-부티르산, α-케토-부티르산, 아세토아세트산, 프로피온산, 아세트산, 포름산 | - | ± | ± | ± | ± | ± | ± | ± |
| Ⅱ | D-라피노스, α-D-락토오스, L-퓨코스, D-아스파르트산, 젤라틴 | - | - | - | - | - | - | ± | - |
| Ⅲ | D-세린, L-피로글루탐산, p-하이드록시-페닐아세트산 | - | - | ± | - | - | - | - | - |
| Ⅳ | L-락트산 | ||||||||
| Ⅴ | 덱스트린, D-말토오스, D-트레할로스, D-셀로비오스, 젠티비오스, 슈크로스, D-튜라노스, D-멜리비오스, β-메틸-D-글루코시드, D-살리신, α-D-글루코스, D-만노스, D-프럭토스, 3-메틸 글루코스, D-만니톨, L-알기닌, L-히스티딘, L-세린, 글루쿠로나미드(Glucuronamide), 퀸산(Quinic Acid), 메틸 피루베이트, Tween 4-0, γ-아미노-부티르산 | ± | ± | ± | ± | ± | ± | ± | ± |
| Ⅵ | N-아세틸-D-만노사민, N-아세틸-D-갈락토사민, N-아세틸 뉴라민산, L-람노스, D-글루코스-6-PO4, L-알라닌, 시트르산, 브로모-숙신산 | + | ± | ± | ± | ± | ± | ± | ± |
| Ⅶ | N-아세틸-D-글루코사민, D-갈락토스, 이노신, D-아라비톨, 미오-이노시톨, 글리세롤, D-프럭토스-6-PO4, 글리실-L-ㅍ프롤린, L-아스파르트산, L-글루탐산, D-갈락투론산, D-글루콘산, D-글루쿠론산, 점액산(Mucic Acid), D-당산(Saccharic Acid), L-말산 | + | ± | ± | + | + | + | + | + |
| Ⅷ | 스타키오스(Stachyose), α-케토-글루타르산 | + | - | - | - | - | - | - | - |
| BTtK1에 대한 상동성(%) | 100 | 84.7 | 86.1 | 84.8 | 81.9 | 84.7 | |||
| BFoK1에 대한 상동성(%) | 100 | 84.7 | 84.7 | 84.7 | 79.1 | 84.7 | |||
| BFiK1에 대한 상동성(%) | 100 | 93 | 93 | 90.2 | 90.2 | 93 | |||
| Pd, Pa, Pe, Paa 및 Pc는 Pantoea dispersa, Pantoea agglomerans, Pantoea eucrina, Pantoea ananatis pv. ananatis, Pantoea cypripedii를 나타낸다. (+)는 양성반응, (-)는 음성반응, (±)는 경계선(borderline) | |||||||||
상기 표 3의 결과에서와 같이, 꽃노랑총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 BFoK1은 판토에아 아글로메란스와 84.7%의 상동성을 보였고, 대만총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 BFiK1은 판토에아 디스펄사와 93%의 상동성을 보였으며, 파총채벌레에서 분리된 공생세균 균주인 BTtK1은 판토에아 아글로메란스와 86.1%의 상동성을 보였다.
(3) 지방산 분석
Sherlock 미생물 동정 장치를 이용하여 분리된 3가지 공생세균의 지방산을 조사하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다.Sherlock 지방산 조성 데이터베이스는 KFoK1은 판토에아 아글로메란스와 100.0%, BFiK1은 판토에아 디스펄사와 100.0%, 그리고 BTtK1은 판토에아 아글로메란스와 100.0%의 상동성을 각각 나타냈다.
<실험예 2>
총채벌레 공생세균의 항생제 감수성 분석
분리된 3가지 공생세균의 항생제에 대한 감수성을 확인하였다. 항생제로는 앰피실린, 가나마이신, 테트라사이클린을 사용하였다. 그 결과를 도 4와 5에 나타내었다. LB배지 28℃에서 18시간 동안 배양한 각각의 공생세균을 액체배양한 후 이를 루리아-버타니(Luria-Bertani) 배지에 각각 도말하였다. 도말한 배지 위에 앰피실린, 가나마이신, 테트라사이클린을 각각 10, 100, 1,000, 10,000 ppm의 농도로 조제하여 멸균 페이퍼디스크에 처리하였다. 이 디스크를 세균이 도말된 배지에 올린 후 밀봉하여 28℃ 인큐베이터에서 18시간 배양하였다. 이후 세균 성장 억제 크기를 측정하였다.
도 4와 5의 결과에서와 같이, 이들 공생세균은 3가지 항생제에 대해 감수성을 보였으나 감수성은 항생제의 종류에 따라 상이하였으며, 앰피실린에 대해 특히 높은 감수성을 나타내었다.
<실험예 3>
총채벌레와 공생세균의 공생관계 분석
총채벌레에서 분리된 공생세균과 총채벌레의 공생관계를 분석하기 위하여 생물검정을 실시하였다.
총채벌레로는 꽃노랑총채벌레 1령충을 사용하고, 공생세균으로는 꽃노랑총채벌레에서 분리된 판토에아 아글로메란스 BFoK1 균주를 사용하였다. 항생제로는 동정된 공생세균들에 대하여 높은 항생작용을 보이는 앰피실린을 사용하였다.
총채벌레 1령충을 각각 한마리씩 분리하여 소형 원형용기에서 사육하였다.
실험구(AMP+BFoK1)에서는 앰피실린을 처리한 후 공생세균을 다시 복원시켜 주었다. 즉, 앰피실린(100,000ppm) 용액에 콩을 담근 후 말려 총채벌레 1령충이 섭식하도록 하고, 2령충이 된 총채벌레는 공생세균 배양액에 담근 후 말린 콩을 섭식하도록 하며, 성충에는 무처리 콩을 섭식하게 하였다. 공생세균 배양액을 처리한 콩의 경우 12시간 간격으로 콩을 갈아주었으며 항생제를 처리한 콩의 경우 24시간 간격으로 콩을 갈아주었다. 비교구(AMP)에서는 동일한 방식으로 앰피실린을 처리한 후 공생세균을 복원시키지 않았다. 대조구(CON)로는 아무 처리도 하지 않은 무처리 총채벌레를 사용하였다. 대조구, 비교구 및 실험구의 처리과정을 도 6에 나타내었다.
24시간 간격으로 총채벌레의 사망률 및 발육단계를 현미경을 이용하여 관찰하였고, 그 결과를 도 7에 나타내었다.
시간에 따른 총채벌레의 사망률을 나타낸 도 7의 (A)의 결과에서, 항생제를 처리한 비교구(적색)는 대조구(청색)에 비해 높은 생존능력을 보였다. 항생제를 처리한 후 공생세균을 복원한 실험구(보라색)도 대조구와 유사한 생존율을 나타내어 이들이 공생관계에 있음을 확인할 수 있다.
각 발육태벌 발육기간을 확인한 결과를 나타낸 도 7의 (B)의 결과에서, 항생제를 처리한 비교구에서는 특히 번데기 발육기간이 증가하였으나, 항생제를 처리한 후 공생세균을 복원한 실험구에서는 다시 정상 발육속도를 나타낸 것을 알 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 방제방법과 이에 이용된 공생세균은 예시적인 것이며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
Claims (7)
- 공생세균을 보유하는 총채벌레의 방제방법으로서,
상기 총채벌레는 공생세균을 억제한 후 복원 시 공생세균에 의해 정상적으로 성장 및 발육하는 것이 확인되는 상호공생적 공생세균을 보유하며, 꽃노랑총채벌레; 대만총채벌레; 파총채벌레 중 어느 하나이고,
상기 꽃노랑총채벌레의 공생세균은 판토에아 아글로메란스(Pantoea agglomerans)이며; 대만총채벌레의 공생세균은 판토에아 디스펄사(Pantoea dispersa)이고; 파총채벌레의 공생세균은 판토에아 아글로메란스(Pantoea agglomerans)이며,
상기 공생세균에 대해 억제활성을 나타내는 약제를 처리하여 공생세균을 억제하는 것을 포함하는 총채벌레의 방제방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 꽃노랑총채벌레의 공생세균은 판토에아 아글로메란스(Pantoea agglomerans) BFoK1 균주(수탁번호: KACC 92380P)인 것을 특징으로 하는 총채벌레의 방제방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 대만총채벌레의 공생세균은 판토에아 디스펄사(Pantoea dispersa) BFiK1 균주(수탁번호: KACC 92379P)인 것을 특징으로 하는 총채벌레의 방제방법. - 제1항에 있어서,
상기 파총채벌레의 공생세균은 판토에아 아글로메란스 BTtK1 균주(수탁번호: KACC 92381P)인 것을 특징으로 하는 총채벌레의 방제방법. - 제1항, 제3항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 약제는 앰피실린을 포함하며 105~108ppm으로 상기 총채벌레에 섭식 처리되는 것을 특징으로 하는 총채벌레의 방제방법.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020220001921A KR102662051B1 (ko) | 2022-01-06 | 2022-01-06 | 공생세균을 이용한 총채벌레의 방제방법과 총채벌레로부터 분리한 새로운 공생균주 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220001921A KR102662051B1 (ko) | 2022-01-06 | 2022-01-06 | 공생세균을 이용한 총채벌레의 방제방법과 총채벌레로부터 분리한 새로운 공생균주 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230106762A KR20230106762A (ko) | 2023-07-14 |
| KR102662051B1 true KR102662051B1 (ko) | 2024-05-02 |
Family
ID=87155237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220001921A KR102662051B1 (ko) | 2022-01-06 | 2022-01-06 | 공생세균을 이용한 총채벌레의 방제방법과 총채벌레로부터 분리한 새로운 공생균주 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102662051B1 (ko) |
Citations (2)
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| JP2003300805A (ja) | 2002-04-10 | 2003-10-21 | Society For Techno-Innovation Of Agriculture Forestry & Fisheries | 共生菌を用いたイネ科植物の病虫害防除方法、防除剤および防除剤を結合した種子 |
| CN110150287A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-08-23 | 长江大学 | 芦丁在防治烟粉虱中的应用 |
Family Cites Families (2)
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| KR20140123149A (ko) | 2013-04-10 | 2014-10-22 | 고동균 | 나비장내 세균의 동정을 통한 환경오염대비 종의 비교 및 내성 예상 방법. |
| KR102162104B1 (ko) * | 2019-03-20 | 2020-10-06 | 전북대학교산학협력단 | 총채벌레 방제효과를 갖는 Beauveria bassiana JEF-350, 이를 포함하는 총채벌레 방제용 조성물 및 이를 이용한 총채벌레 방제방법 |
-
2022
- 2022-01-06 KR KR1020220001921A patent/KR102662051B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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Non-Patent Citations (2)
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|---|
| Journal of Insect Science, Vol.8, No.23 (2008.03.19.)* |
| PLoS One. 2007; 2(5): e405. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20230106762A (ko) | 2023-07-14 |
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