KR20040033225A - Psychrotolerant bacillus species isolated from soil - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: Psychrotolerant Bacillus species isolated from soil is provided. A microorganism-cultured medium has low freezing point and inhibits formation of ice core by an ice core-producing microorganism to protect plants from cold-weather damage. CONSTITUTION: Psychrotolerant Bacillus species(KCCM 10409) isolated from soil is provided, wherein the psychrotolerant Bacillus species(KCCM 10409) can grow at 0 to 40 deg. C and pH 5 to 12, and is Gram positive, positive catalase activity, negative oxidase activity, and lecithinase activity. It is isolated by the steps of: collecting a soil sample; diluting the soil sample with 0.85% sodium chloride solution; inoculating the soil sample on a nutrition agar medium; culturing the sample at 4 deg. C for 3 to 4 days; isolating and inoculating colonies grown on the agar plate; and culturing one colony in a nutrition medium at 4 deg. C. A composition for protecting plants from cold-weather damage contains the psychrotolerant Bacillus species(KCCM 10409) as an effective component.

Description

토양에서 분리된 내냉성 바실러스 균주{Psychrotolerant Bacillus species isolated from soil}Psychrotolerant Bacillus species isolated from soil

본 발명은 신규 바실러스 균주에 관한 것으로, 보다 상세하게는 토양에서 분리된 신규 내냉성 바실러스 균주에 관한 것이다.The present invention relates to a novel Bacillus strain, and more particularly to a new cold-resistant Bacillus strain isolated from the soil.

내냉성(psychrotolerant) 미생물은 0℃에 근접한 온도에서도 성장할 수 있는 미생물로서, 대개 20℃ 이상의 온도에서 최적의 성장을 나타낸다. 이러한 내냉성 미생물들은 일반적으로 5℃ 이하의 영구적으로 낮은 온도 환경에서 분리된 후 특성이 분석되어 왔다(M.K. Mannisto, J.A. Puhakka,FEMS Microbiol. Ecol.,2002, 1, 1364-1371). 열-저항성(heat-resistant) 내생포자(endospore)를 생산하는 박테리아는 바실라세애(Bacillaceae) 과(family)의 다양한 속(genus)으로 분류되는데, 혐기성이고 내생포자를 형성하는 박테리아를 제외하면 상기 과 중에서 바실러스(Bacillus) 속이 가장 크고 잘 알려져 있다(F.G. Priest, M. Goodfellow and C. Todd.,J. General Micorbiol.,1988, 134, 1847-1882). 내냉성 미생물, 특히 바실러스 속의 종들은 종의 특성 및 상기 종으로부터 생산되는 생산물의 구조, 기능 및 특성 등 다양한 분야에서 연구되어 왔으며(Davail, S.et al.,J. Biol. Chem.,1994, 269(26), 17448-17453; Narinx E.et al.,Protein Engineering,1997, 10, 1271-1279; Yoko Okuboet al.,Biochem. Biophysical Res. Communications,1999, 256, 333-340; Kumio Yokoigawaet al., J. Catalysis B: Enzymatic,2001, 12, 27-35), 토양에서 분리된 몇몇 내냉성 바실러스 종들이 현재 보고되어 있다. 이들 중에는 남극권의 토양에서 분리된 바실러스인솔리투스(Bacillus insolitus)(Larkin J.M. and Stokes, J.L.,J. Bacteriol,1967, 94, 889-895)와 바실러스 맥쿠아리엔시스(Bacillus macquariensis)(Marshall B.J., and Ohye D.F.,J. General Microbiol.,1966, 44, 41-46) 및 극지방의 심해침전물로부터 분리되고 생육하는데 있어 염화나트륨(NaCl)을 요구하는 바실러스 마리누스(Bacillus marinus)(Ruger H.J., Fritze D., and Sproer C.,Int. J. Syst. Evol. Microbiol.,2000, 50, 1305-1313) 등이 있다.Psychotololerant microorganisms are microorganisms that can grow at temperatures close to 0 ° C., and usually exhibit optimal growth at temperatures above 20 ° C. These cold-resistant microorganisms have generally been characterized after isolation in permanently low temperature environments below 5 ° C. (MK Mannisto, JA Puhakka, FEMS Microbiol. Ecol. , 2002 , 1, 1364-1371). Bacteria that produce heat-resistant endospores are classified into various genus of the Bacillaceae family, except for bacteria that form anaerobic and endogenous spores. The genus Bacillus is the largest and best known (FG Priest, M. Goodfellow and C. Todd., J. General Micorbiol. , 1988 , 134, 1847-1882). Cold-resistant microorganisms, particularly species of the genus Bacillus, have been studied in various fields, including the characteristics of the species and the structure, function and properties of the products produced from the species (Davail, S. et al. , J. Biol. Chem. , 1994 , 269). (26), 17448-17453; Narinx E. et al. , Protein Engineering , 1997 , 10, 1271-1279; Yoko Okubo et al ., Biochem.Biophysical Res. Communications , 1999 , 256, 333-340; Kumio Yokoigawa et al., J. Catalysis B: Enzymatic , 2001 , 12, 27-35), several refractory Bacillus species isolated from soil are currently reported. Among these are Bacillus insolitus (Larkin JM and Stokes, JL, J. Bacteriol , 1967 , 94, 889-895) and Bacillus macquariensis (Marshall BJ, and isolated from Antarctic soils ). Ohye DF, J. General Microbiol. , 1966 , 44, 41-46) and Bacillus marinus (Ruger HJ, Fritze D., and Sproer C., Int. J. Syst. Evol. Microbiol. , 2000 , 50, 1305-1313).

본 발명자들은 늦겨울인 3월 초에 강화도의 토양에서 분리된 내냉성 바실러스 종 균주에 대하여 조사하던 중, 유전형 및 표현형 데이터가 종래에 알려진 균주와는 다른 신규한 바실러스 속에 속하는 신규한 미생물을 분리함으로써 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention were investigating the strains of cold-resistant Bacillus species isolated from soils in Ganghwa-do in early March, late winter, by separating novel microorganisms belonging to the novel Bacillus genotype whose genotyping and phenotypic data are different from the known strains. Was completed.

본 발명의 목적은 토양에서 분리된 내냉성 바실러스 균주 및 상기 균주를 유효성분으로 함유하는 농작물의 냉해방지제를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a cold-resistant Bacillus strain isolated from the soil and an anti-frost agent of a crop containing the strain as an active ingredient.

도 1은 본 발명의 신규한 내냉성 바실러스 균주의 형태를 보여주는 현미경 사진이고, 1 is a micrograph showing the morphology of the novel cold resistant Bacillus strain of the present invention,

도 2A는 본 발명의 신규한 내냉성 바실러스 균주가 내냉성을 보여주는 것을 100배 확대한 현미경 사진으로, 대조군인 증류수를 얼린 후 얼음 결정의 표면을 관찰한 것(a), 대조군인 증류수를 얼린 후 얼음결정의 성장 끝부분을 관찰한 것(b), 본 발명의 바실러스 B4의 배양 여과액을 얼린 후 얼음결정의 표면을 관찰한 것(c)이고, Figure 2 A is a microscopic photograph of the new cold-resistant Bacillus strain of the present invention showing a cold resistance 100 times, the frozen ice distilled control and observed the surface of the ice crystals (a), after frozen control distilled water Observing the growth end of the ice crystals (b), after freezing the culture filtrate of Bacillus B4 of the present invention observed the surface of the ice crystals (c),

도 2B는 대조군 및 바실러스 B4의 배양여과액의 어는점을 차별 조사 물리열량측정분석을 통해 실험한 그래프이고, FIG . 2B is a graph illustrating the freezing point of the culture filtrate of the control group and Bacillus B4 through a differential irradiation physical calorimetry analysis,

도 3은 대조군 및 바실러스 B4의 배양여과액을 처리한 빙핵활성 세균의 빙핵능을 빙핵의 수를 세어 부동활성을 측정한 그래프이다. Figure 3 is a graph of the ice nucleus activity of the control and treated with the culture filtrate of Bacillus B4 ice nucleus capacity was measured by the number of ice nucleus floating graph.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 토양에서 분리된 내냉성 바실러스 균주를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a cold-resistant Bacillus strain isolated from the soil.

또한, 본 발명은 상기 내냉성 바실러스 균주를 유효성분으로 함유하는 농작물의 냉해 방지제를 제공한다.In addition, the present invention provides an anti-frost agent of a crop containing the cold-resistant Bacillus strain as an active ingredient.

본 발명의 토양에서 분리된 신규한 내냉성 균주는 0.9∼1.0 ㎛의 폭과 2.5∼4.0 ㎛의 길이의 막대기 모양(rod shape)을 하고 있으며, 말단 부위에 계란 형태의 포자를 가지고 있다(도 1참조).The novel cold-resistant strain isolated from the soil of the present invention has a rod shape with a width of 0.9-1.0 μm and a length of 2.5-4.0 μm, and has egg-shaped spores at the terminal part (see FIG. 1 ). ).

본 발명에서 분리한 균주는 그람 양성이며, 0 내지 40 ℃의 온도에서 생육이 가능하며, 45℃ 이상의 온도 및 혐기적 환경에서는 성장하지 않는다. 생육 pH는 pH 5 내지 pH 12 이고, 카탈라제(catalase) 활성은 양성이며, 옥시다제(oxidase) 활성은 음성이고, 레시티나제(lecithinase)의 활성이 검출되었다. 아르기틴 디하이드롤레이즈(Arginine dihydrolase)와 인돌 생성능은 음성이다. 구연산(citrate) 및 프로피온산(propionate)과 같은 산을 이용할 수 있고, D-포도당(glucose), D-만니톨(mannitol) 및 D-과당(fructose)과 같은 당을 이용하여 산(acid)을 생산할 수 있으나 L-아라비노즈(arabinose) 또는 D-자일로즈(xylose)로부터는 산을 생산하지 않는다. 또한, 본 발명의 미생물은 젤라틴(gelatin), 카제인(casein) 및 트윈 80을 가수분해할 수 있으나, 전분에 대한 가수분해능은 없다. 또한, 질산(nitrate)을 아질산(nitrite)으로 환원시키지는 않는다(표 1참조).The strain isolated in the present invention is Gram-positive, can grow at a temperature of 0 to 40 ℃, and does not grow in the temperature and 45 ℃ or more anaerobic environment. Growth pH was pH 5 to pH 12, catalase activity was positive, oxidase activity was negative, and activity of lecithinase was detected. Arginine dihydrolase and indole production are negative. Acids such as citrate and propionate can be used, and acids can be produced using sugars such as D-glucose, D-mannitol and D-fructose. However, it does not produce acid from L-arabinose or D-xylose. In addition, the microorganism of the present invention can hydrolyze gelatin, casein and Tween 80, but has no hydrolytic ability to starch. It also does not reduce nitrate to nitrite (see Table 1 ).

본 발명에서 분리한 균주를 구성하고 있는 주요 지방산으로는 C15:0 anteiso및 C15:0 iso를 포함하고 있으며, C11:0, C14:0 iso, C14:0, C15:0, C16:1w7c 알콜, C16:0 iso, C16:1w11c, C16:0,isoC17:1w10c, C17:0 iso, C17:0 anteiso와 같은 지방산도 적은양으로 존재한다. 또한, 가장 함량이 많은 주요 지방산은 C15:0 anteiso로 함량이 34.49%이다(표 2참조).Major fatty acids constituting the strain isolated in the present invention include C 15: 0 anteiso and C 15: 0 iso , C 11: 0 , C 14: 0 iso , C 14: 0 , C 15: 0 , Fatty acids such as C 16: 1 w7c alcohol, C 16: 0 iso , C 16: 1 w11c, C 16: 0 , iso C 17: 1 w10c, C 17: 0 iso , C 17: 0 anteiso exist. In addition, the most abundant major fatty acid is C 15: 0 anteiso , which is 34.49% (see Table 2 ).

본 발명의 신규한 균주의 16s rDNA 유전자 염기서열을 분석한 후 국외유전자은행(GENBANK)에 등록되어 있는 기존의 균주들에 대한 서열 데이터베이스를 이용하여 상기 유전자 염기서열과 유사한 염기서열을 검색한 결과, 상기 염기서열이 바실러스 속의 종에 존재하는 유전자의 염기서열과 매우 밀접하게 연관되어 있음을 확인하였다. 그 중에서도 바실러스 심플렉스의 유전자와 가장 서열 유사성이 높았으며(약 99%), 다른 종들과는 낮은 상관관계를 보였다(표 3참조). 또한, 상기 유전자 DNA의 G+C 함량은 40 ㏖% 임을 확인하였다.After analyzing the 16s rDNA gene sequence of the novel strain of the present invention, a sequence similar to the gene sequence was searched by using a sequence database of existing strains registered in GENBANK. It was confirmed that the nucleotide sequence is very closely related to the nucleotide sequence of the gene present in the species of the genus Bacillus. Among them, the sequence similarity with the gene of the Bacillus simplex was the highest (about 99%) and low correlation with other species (see Table 3 ). In addition, it was confirmed that the G + C content of the gene DNA is 40 mol%.

16s rDNA의 전체 염기서열을 분석한 결과 바실러스 심플렉스와 99%의 유사성을 보였기 때문에, DNA-DNA 교잡 실험으로 종간의 유사성을 조사한 결과, DNA/DNA 교잡에서는 상기 서열분석의 결과와는 달리 바실러스 심플렉스와 35%의 유사성을 보였다. 따라서, 웨인 등에 따른 종의 동정에 있어서의 역치값(threshold value)인 70%를 고려할 때(Wayne L.G.et al.,Int. J. Syst. Bacteriol.,1987, 37, 463-464), 토양에서 분리한 본 발명의 균주는 종의 범위에서는 바실러스 심플렉스와 연관되지 않음을 알 수 있다. 상기의 결과로부터, 토양에서 분리된 본 발명의 균주는 바실러스 속에 속하는 신규한 종임을 확인하였으며, 타입으로는 B4로 지정하여 '바실러스 B4'로 명명하고 상기 균주를 2002년 7월 25일자로 한국미생물보존센터에 기탁하였다(수탁번호 KCCM 10409).As a result of analyzing the entire sequencing of 16s rDNA, it showed 99% similarity to Bacillus simplex, and the similarity between species was examined by DNA-DNA hybridization experiment. 35% similarity with Rex. Thus, considering 70% threshold value in species identification according to Wayne et al . (Wayne LG et al ., Int. J. Syst. Bacteriol. , 1987 , 37, 463-464), It can be seen that the isolated strain of the present invention is not associated with Bacillus simplex in the range of species. From the above results, it was confirmed that the strain of the present invention isolated from the soil is a novel species belonging to the genus Bacillus, and designated as B4 as the type 'Bacillus B4' and the strain was named Korea microorganisms on July 25, 2002. Deposited to a conservation center (Accession No. KCCM 10409).

본 발명의 바실러스 균주는 어는점이 낮은 내냉성 균주이다. 본 발명의 구체적인 실시예에서는 바실러스 B4의 배양액 즉, 생산물이 얼음 결정의 성장을 억제시키는 기능을 갖고 있으며(도 2A참조), 대조군인 물은 -15.96℃에서 얼기 시작한 반면 바실러스 B4의 생산물을 처리한 샘플은 -18.37℃에서 얼기 시작함을 확인하였다(도 2B표 4참조).The Bacillus strain of the present invention is a cold resistant strain having a low freezing point. In a specific embodiment of the present invention, the culture of Bacillus B4, that is, the product has a function of inhibiting the growth of ice crystals (see A of FIG. 2 ), and the control water begins to freeze at -15.96 ° C. while the product of Bacillus B4 The treated sample was found to start freezing at -18.37 ° C (see B and Table 4 in Figure 2 ).

따라서, 본 발명의 바실러스 균주는 어는점이 -18.37℃로 내냉성 균주이다.Therefore, the Bacillus strain of the present invention is a cold resistant strain with a freezing point of -18.37 ℃.

본 발명은 상기 내냉성 바실러스 균주를 유효성분으로 함유하는 농작물의 냉해 방지제를 제공한다.The present invention provides an anti-chilling agent for crops containing the cold-resistant Bacillus strain as an active ingredient.

본 발명의 내냉성 바실러스 균주의 배양여과액은 어는점이 낮고, 부동활성을 가져 농작물의 냉해에 주된 영향을 미치는 빙핵활성세균의 빙핵활성능을 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 내냉성 바실러스 균주의 배양여과액을 농작물에 처리하여 농작물의 냉해방지에 효과적으로 이용할 수 있다.The culture filtrate of the cold-tolerant Bacillus strain of the present invention has a low freezing point and can inhibit the ice-nucleus activity of the ice-nucleus-activated bacterium, which has a freezing activity and has a major influence on the freezing of crops. Therefore, the culture filtrate of the cold-resistant Bacillus strain of the present invention can be effectively used to prevent the freezing of the crop by treating the crop.

이에, 본 발명의 내냉성 바실러스 균주를 유효성분으로 함유하는 농작물 냉해 방지제를 제조할 수 있다.Thus, it is possible to produce a crop anti-corrosive agent containing the cold-resistant Bacillus strain of the present invention as an active ingredient.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.

<실시예 1> 내냉성 균주의 분리Example 1 Isolation of Cold-Resistant Strains

본 발명자들은 강화도에서 수집한 토양 샘플을 0.85%의 염화나트륨 용액에 부유시킨 후, 영양 한천평판배지에 접종시켰다. 상기 토양 샘플을 4℃에서 3 내지 4일 동안 배양시킨 후, 박테리아로부터 형성된 콜로니들을 아가 플레이트에 도말하여 균주로 분리하였다. 상기 과정을 반복하여 단일 콜로니를 분리해 배양한 후 4℃의 영양 배지에서 성장시켰으며, 분리된 균주는 계대 배양을 통하여 활력을 증진시킨 후, 일반세균 배양용 액제배지에 접종하여 4℃에서 배양하면서 내냉성 균주의 증식성을 확인하였다. 분리된 미생물을 장기간 유지시키기 위하여, 세포 부유물을 20%(v/v) 글리세롤을 포함하는 브로스 배지(broth culture)상에서 -40℃에 보관하였다.We suspended the soil samples collected at Ganghwa Island in 0.85% sodium chloride solution and then inoculated them in nutrient agar plates. After the soil samples were incubated at 4 ° C. for 3 to 4 days, colonies formed from bacteria were plated on agar plates and separated into strains. After repeating the above process, single colonies were isolated and cultured, and then grown in a nutrient medium at 4 ° C. The isolated strains were then bred to enhance vitality through subculture, and then inoculated in a general bacterial culture solution medium and cultured at 4 ° C. While confirming the proliferative properties of the cold-resistant strains. To maintain the isolated microorganisms for a long time, cell suspensions were stored at −40 ° C. on broth culture containing 20% (v / v) glycerol.

<실시예 2> 분리된 균주의 특성 분석Example 2 Characterization of Isolated Strains

<2-1> 균의 형태 분석 및 그람염색<2-1> Morphology analysis and Gram staining

본 발명자들은 상기에서 분리한 균주의 형태를 분석하기 위해 상기 균주를 영양 한천평판배지에서 30℃, 24시간동안 배양한 후 상기 균을 현미경을 통하여 균의 형태 및 집락의 형태를 관찰하고, 시그마사에서 제조한 그램염색 키트(Sigma Diagnostics, kit HT 90-A)를 사용하여 그램염색 실험을 수행하였다.The present inventors incubated the strain in a nutrient agar plate medium for 30 hours, 24 hours to analyze the form of the isolated strains and then observed the form and colony form of the bacteria through a microscope, Sigma Gram staining experiments were performed using a Gram stain kit (Sigma Diagnostics, kit HT 90-A) prepared by.

그 결과, 본 균주는 그람 양성의 균주로서 세포의 형상은 0.9∼1.0 ㎛의 폭과 2.5∼4.0 ㎛의 길이의 막대형이고, 포자 형성능이 있었다(도 1).As a result, this strain was a Gram-positive strain, and the cell shape was rod-shaped with a width of 0.9-1.0 μm and a length of 2.5-4.0 μm, and had sporulation ability ( FIG. 1 ).

집락의 형태는 원형이고, 불투명한 백색을 띄며, 집락의 질은 점액성이고, 볼록 융기된 형태의 고도를 나타내며, 집락의 가장자리는 둥근형이었다.The colony was round, opaque white, colony viscous, convex, elevated, and colony rounded.

<2-2> 균주의 생리학적 성질<2-2> Physiological Properties of Strains

본 발명자들은 상기에서 분리한 균주의 온도별 생육여부를 알아보기 위해 0 내지 40℃의 온도조건으로 뉴트리언트 배지에서 균을 배양하여 균의 성장정도를 관찰하였다.The present inventors observed the growth of the bacteria by culturing the bacteria in a nutrient medium under a temperature condition of 0 to 40 ℃ in order to find out whether the growth by temperature of the isolated strain.

pH별 생육조건을 알아보기 위해 pH 3 내지 5에서는 100 mM 시트레이트(citrate)/100 mM 소듐 시트레이트 버퍼(sodium citrate buffer), pH 6.0 내지 8.0에서는 100 mM 소듐 포스페이트 버퍼(Na2HPO4/NaH2PO4buffer), pH 9.0 내지 10.0에서는 100 mM 소듐 카보네이트 버퍼(NaHCO3/Na2CO3buffer), pH 11에서는 50 mM 소듐포스페이트(Na2HPO4)/100 mM 수산화나트륨(NaOH) 버퍼 및 pH 12 내지 13에서는 100 mM 포타슘 클로라이드/수산화나트륨 버퍼(KCl/NaOH buffer)를 사용하여 이를 함유한 뉴트리언트 배지에서 균의 생육을 관찰하였다.100 mM citrate / 100 mM sodium citrate buffer at pH 3 to 5, 100 mM sodium phosphate buffer at pH 6.0 to 8.0 (Na 2 HPO 4 / NaH) 2 PO 4 buffer), 100 mM sodium carbonate buffer (NaHCO 3 / Na 2 CO 3 buffer) at pH 9.0 to 10.0, 50 mM sodium phosphate (Na 2 HPO 4 ) / 100 mM sodium hydroxide (NaOH) buffer at pH 11 and At pH 12-13, growth of bacteria was observed in nutrient medium containing 100 mM potassium chloride / sodium hydroxide buffer (KCl / NaOH buffer).

혐기적 조건에서의 균의 성장을 알아보기 위해 혐기성 아가(anaerobic agar)의 시험관에 균을 시험관의 바닥부분까지 찔러서 접종하고 균의 성장을 관찰하였고, 염에 대한 내성을 알아보기 위해 2 내지 10% 농도의 염화나트륨으로 처리한 뉴트리언트 배지에서 생육정도를 관찰하였다.In order to determine the growth of bacteria under anaerobic conditions, inoculation was carried out in the test tube of anaerobic agar to the bottom of the test tube and inoculated, and the growth of the bacteria was observed. Growth was observed in nutrient medium treated with sodium chloride.

카탈라제 활성을 알아보기 위해 3%(v/v) 과산화수소로부터 거품 생산여부를 관찰하여 결정하였고, 옥시다제 활성은 1%(w/v) 테트라메틸-p-페닐렌디아민(tetramethyl-p-phenylenediamine)을 이용하여 결정하였으며 레시티나제 활성은 균을 난황한천배지(0.5% 글루코스, 1% 염화나트륨, 1.5 % 아가, 5% 난황 에멀전, 뉴트리언트 배지)에서 배양하여 난황의 레시틴(lecithin)을 분해하여 집락 주변이 혼탁되는 정도를 관찰하여 판단하였다.To determine the catalase activity was determined by observing the foam production from 3% (v / v) hydrogen peroxide, the oxidase activity was 1% (w / v) tetramethyl-p-phenylenediamine Resitinase activity was determined by incubating the bacteria in yolk agar medium (0.5% glucose, 1% sodium chloride, 1.5% agar, 5% egg yolk emulsion, nutrient medium) and decomposing the lecithin of egg yolk It was judged by observing the degree of turbidity around.

아르기닌 디하이드롤레이즈(Arginie dihydrolase) 활성은 1% 아르기닌을 포함한 박토 디카르복살레이즈 베이스 모엘러 배지(Bacto Decarboxalase Base Moeller)(Difco)에서 배양하면서 실험하였다. 인돌(Indole) 생성능은 SIM 배지(sulfide, Indole, motility)(Difco 사)에 균을 접종하여 배양 한 후 코백 용액(Kovac's reagent)을 첨가하여 인돌 생성능을 관찰하였다.Arginie dihydrolase activity was tested by culturing in Bacto Decarboxalase Base Moeller (Difco) containing 1% arginine. Indole production ability was inoculated with SIM medium (sulfide, Indole, motility) (Difco Inc.) and incubated after incubation was added to observe the indole production capacity (Kovac's reagent).

질산환원능은 질산염(Nitrate) 배지를 사용하였는데, 당 성분이 없는 질산염 배지에서 질산염 또는 아질산염이 환원되면서 가스가 생성되는 것을 관찰하여 질산환원능의 여부를 결정하였다. 당의 이용성은 영양 배지에 당을 제균(0.2 ㎛ microfilter)하여 10 mM 농도로 첨가하여 관찰하였다. 시트레이트와 프로피오네이트의 이용성은 시트레이트와 프로피오네이트 이용 배지를 사면배지(slant)로 제작하여 균을 접종한 후 14일 동안 배양하여 색소의 생성여부를 관찰하여 결정하였다.Nitrate reduction was used as the nitrate (Nitrate) medium, the nitrate or nitrite in the absence of the nitrate or nitrite was observed by reducing the gas was observed to determine whether or not the nitrate reduction ability. The availability of sugar was observed by adding sugar to the nutrient medium in 10 mM concentration by disinfection (0.2 μm microfilter). The availability of citrate and propionate was determined by preparing the citrate and propionate using a slanted medium, inoculating the bacteria, and incubating for 14 days to observe the production of pigments.

보게스-프로스카우어 테스트(Voges-Proskauer test)는 VP 브로스(디포타슘 하이드로젠 포스페이트(Dipotassium hydrogen phosphate; 0.5 %, D(+)-글루코스 0.5 %, 펩톤 0.7%, 염화나트륨 0.7%, Sigma 사)에 균을 접종한 후 배양하여 40% 수산화나트륨을 혼합하고 크레아틴(creatine) 0.5 내지 1 mg을 첨가하여 실온에서 색소가 생성되는 것을 관찰하여 결정하였다.The Vogues-Proskauer test was conducted on VP broth (Dipotassium hydrogen phosphate (0.5%, D (+)-glucose 0.5%, peptone 0.7%, sodium chloride 0.7%, Sigma). After inoculation, the culture was determined by mixing 40% sodium hydroxide and adding 0.5 to 1 mg of creatine to observe the formation of pigment at room temperature.

전분의 분해능은 영양 한천 배지에 0.5% 수용성 전분(soluble starch)을 첨가하여 전분 한천 평판 배지를 제조한 후에 균을 접종하여 30℃에서 3일 배양한 후 95% 에탄올을 평판배지에 붓고 흘려서 15 내지 30분 후에 전분의 상태를 관찰하여 균이 성장한 주위에 클리어존(clear zone)이 생성되는지의 여부로 결정하였다. 카세인의 분해는 영양 한천에 10% 탈지유를 첨가하여 탈지유 한천 배지를 제조한 후에 균을 접종하고 7 일 배양한 후 균이 성장한 주위에 카세인의 상태를 관찰하였다. 젤라틴의 분해는 뉴트리언트 젤라틴(Difco사)배지에 균을 접종하고 28℃에서 배양한 후에 결과를 관찰하였다. 트윈 80 분해능은 나일 블루 설페이트(Nile blue sulfate) 포화용액이 첨가된 트윈 80 3.5 ㎖을 트립틱 소이 한천 배지(tryptic soy agar, TSB agar, Difco 사; pancreatic digest of casein 1.7%, enzymatic digest of soybean meal 0.3%, 글루코스 0.25%, 염화나트륨 0.5%, 디포타슘포스페이트 0.25%, 아가 1.5%) 70 ㎖에 혼합하여 배지를 제조한 후 균을 접종하여 30℃에서 균을 배양한 후 균이 성장한 주위에 파란색 광(blue halo)이 형성되었는지를 관찰하여 양성인지의 여부를 결정하였다.Starch resolution was prepared by adding 0.5% soluble starch to nutrient agar medium to prepare starch agar plate medium, inoculating bacteria, incubating at 30 ° C for 3 days, and then pouring 95% ethanol into plate medium and flowing it through 15 to After 30 minutes, the state of starch was observed to determine whether a clear zone was formed around the growth of the bacteria. The degradation of casein was prepared by adding 10% skim milk to nutrient agar to prepare skim milk agar medium, and then inoculating the bacteria and incubating for 7 days, and then observed the state of casein around the growth of the bacteria. Degradation of gelatin was observed after inoculating the bacteria in a nutrient gelatin (Difco) medium and incubated at 28 ℃. Tween 80 resolution was determined using 3.5 ml of Tween 80 supplemented with saturated blue Nile blue sulfate solution, tryptic soy agar, TSB agar, Difco; pancreatic digest of casein 1.7%, enzymatic digest of soybean meal 0.3%, glucose 0.25%, sodium chloride 0.5%, dipotassium phosphate 0.25%, agar 1.5%) and mixed with 70 ml to prepare a medium, inoculated with the bacteria and incubated the bacteria at 30 ℃ after the growth of the blue light around (blue halo) was observed to determine whether it was positive.

그 결과, 생육 가능 온도 범위는 0 내지 40℃, 생육 pH 범위는 pH 5 내지 12, 호기성 조건에서 성장, 카탈라제(Catalase) 활성은 양성, 옥시다제(Oxidase) 활성은 음성, 레시티나제(Lecithinase) 활성은 양성, 아르기닌 디하이드롤레이즈(arginie dihydrolase) 활성과 인돌 생성능은 음성이고, 염에 대한 내성은 2 % 내지 8 % 염화나트륨 함유 배지에서 성장 가능하였고, 당을 이용하는데 있어서 글루코스, 만니톨 및 프락토스는 이용하고, 아라비노스 및 자일리톨은 이용하지 않으며, 산을 이용하는데 있어서 프로피온산 및 구연산은 이용하였다. 또한, 카세인, 젤라틴 및 트윈 80을 가수분해할 수 있지만 전분은 가수분해하지 못했고, 질산 환원 능력이 없었으며, 보게스-프로스카우어 테스트 결과 음성을 나타내었다(표 1).As a result, the growth possible temperature range is 0 to 40 ℃, growth pH range is pH 5 to 12, growth under aerobic conditions, catalase activity is positive, oxidase activity is negative, Lecithinase (Lecithinase) Activity is positive, arginie dihydrolase activity and indole generating ability are negative, salt resistance was able to grow in medium containing 2% to 8% sodium chloride, glucose, mannitol and fructose in sugar use , Arabinose and xylitol were not used, and propionic acid and citric acid were used in using the acid. In addition, casein, gelatin and tween 80 could be hydrolyzed, but starch did not hydrolyze, had no nitrate reducing ability, and showed Boes-Proscaurer test negative ( Table 1 ).

바실러스 균주의 생리학적 성질Physiological Properties of Bacillus Strains 막대기 모양Stick shape ++ 포자형성Sporulation ++ 성장온도4℃10℃30℃40℃45℃Growth temperature 4 ℃ 10 ℃ 30 ℃ 40 ℃ 45 ℃ ++++-++++- pH 범위pH 5pH 6pH 7pH 8pH 9pH 10pH range pH 5pH 6pH 7pH 8pH 9pH 10 ++++++++++++ NaCl에서의 성장2%5%8%10%Growth in NaCl 2% 5% 8% 10% +++-+++- 옥시다제Oxidase -- 카탈라제Catalase ++ 혐기성 성장Anaerobic growth -- 질산 환원능Nitrate reducing ability -- VP 반응VP reaction -- VP 브로쓰에서의 pHPH in VP broth 6.86.8 산의 제조D-포도당L-아라비노즈D-자일로즈D-만니톨D-과당Preparation of Acid D-Glucose L-Arabinose D-Xylose D-Mannitol D-Fructose +--+++-++ 포도당으로부터 가스 생산Gas production from glucose -- 레시티나제Recitase ++ 아르기닌 디하이드롤레이즈 활성Arginine Dihydrolase Activity -- 인돌 분해능Indole resolution -- 가수분해전분젤라틴카세인트윈 80Hydrolyzed Starch Gelatin Casein Twin 80 -+++-+++ 구연산의 이용프로피온산의 이용Use of citric acid Use of propionic acid ++++

<2-3> 균주의 지방산 패턴 분석<2-3> Fatty Acid Pattern Analysis of Strains

본 발명자들은 균주의 지방산 패턴을 분석하기 위해 37℃에서 24시간 동안트립틱 소이 한천 배지(pancreatic digest of casein 1.7%, enzymatic digest of soybean meal 0.3%, 글루코스 0.25%, 염화나트륨 0.5%, 디포타슘포스페이트 0.25%, 아가 1.5% : Difco 사) 상에서 균주를 배양하였다. 세포막에서 균을 용해시키고 지방산을 추출하여 메틸화시킨 후 지방산 조성을 GC로 분석하였다.In order to analyze the fatty acid pattern of the strain, the present inventors used a pancreatic digest of casein 1.7%, enzymatic digest of soybean meal 0.3%, glucose 0.25%, sodium chloride 0.5%, dipotassium phosphate 0.25 for 24 hours at 37 ° C. %, Agar 1.5%: strains were cultured on Difco. After dissolving the bacteria in the cell membrane, extracting the fatty acid and methylation, the fatty acid composition was analyzed by GC.

그 결과, 본 발명의 균주를 구성하는 주요 지방산으로는 C15:0anteiso 및 C15:0iso를 포함하고 있었으며, C11:0, C14:0 iso, C14:0, C15:0, C16:1w7c 알콜, C16:0 iso, C16:1w11c, C16:0,isoC17:1w10c, C17:0 iso, C17:0 anteiso와 같은 지방산도 적은 양으로 존재하였다(표 2).As a result, the major fatty acids constituting the strain of the present invention contained C 15: 0 anteiso and C 15: 0 iso, and C 11: 0 , C 14: 0 iso , C 14: 0 , C 15: 0 , Fatty acids such as C 16: 1 w7c alcohol, C 16: 0 iso , C 16: 1 w11c, C 16: 0 , iso C 17: 1 w10c, C 17: 0 iso , C 17: 0 anteiso Present ( Table 2 ).

세포내 FAMA(fatty acid methyl ester, 지방산)의 프로필Profile of intracellular FAMA (fatty acid methyl ester) 지방산fatty acid 함량(%)content(%) 포화지방산Saturated fatty acid C14:0 C 14: 0 1.921.92 C15:0 C 15: 0 1.761.76 C16:0 C 16: 0 4.754.75 C17:0 C 17: 0 1.51.5 C18:0 C 18: 0 0.460.46 불포화지방산Unsaturated fatty acid C14:1w5cC 14: 1 w5c 0.180.18 C16:1w7c 알콜C 16: 1 w7c alcohol 4.394.39 C16:1w11cC 16: 1 w11c 1.581.58 가지지방산Fatty acid C13:0 iso C 13: 0 iso 0.130.13 C13:0 anteiso C 13: 0 anteiso 0.210.21 C14:0 iso C 14: 0 iso 12.912.9 C15:0 iso C 15: 0 iso 25.4125.41 C15:0 anteiso C 15: 0 anteiso 34.4934.49 C15:1 iso C 15: 1 iso 0.390.39 C16:0 iso C 16: 0 iso 7.077.07 C17:0 iso C 17: 0 iso 0.970.97 C17:0 anteiso C 17: 0 anteiso 0.840.84 isoC17:1w10c iso C 17: 1 w10c 0.660.66 C18:1w9cC 18: 1 w9c 1.511.51

<2-4> 균주의 생화학적 분석<2-4> Biochemical Analysis of Strains

본 발명자들은 본 발명에서 분리한 균주의 유전자 서열을 분석하기 위해 DNA 추출 키트(QIAamp DNA mini kit, QIAGEN 사)로 게놈 DNA를 추출하여 정제한 후,서열번호 1서열번호 2로 기재되는 프라이머를 사용하여 16S rDNA 유전자를 증폭하였다. 증폭된 PCR 산물은 pGEM-T Easy 벡터 시스템 Ⅱ(Promega 사)를 이용하여 직접 접합(ligation)시킨 후, DH5α 대장균으로 형질전환을 실시하였다. 형질전환된 클론을 스크리닝한 후, 플라스미드 DNA 정제 키트(QIAprep?spin mini spin kit, QIAGEN 사)로 플라스미드 DNA를 정제하고, DNA 서열분석기로 서열분석을 하였다.The present inventors extracted and purified genomic DNA with a DNA extraction kit (QIAamp DNA mini kit, QIAGEN) to analyze the gene sequence of the strain isolated in the present invention, and then the primers described in SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 2 Was used to amplify the 16S rDNA gene. The amplified PCR product was directly ligation using pGEM-T Easy Vector System II (Promega) and transformed with DH5α Escherichia coli. Transformants purified plasmid DNA was screened by any of the conversion clones, plasmid DNA purification kit (QIAprep? Spin spin mini kit, QIAGEN Inc.), and the sequence analyzed by the DNA sequence analyzer.

그 결과, 본 발명의 균주는서열번호 3으로 기재되는 1,500 뉴클레오타이드 이상 되는 거의 완전한 유전자 서열을 가짐을 확인하였고, 국외유전자은행 (GENBANK)에 등록되어 있는 기존의 균주 들에 대한 서열 데이터베이스를 이용하여 상기 유전자 염기서열과 유사한 염기서열을 검색한 결과, 상기 염기서열이 바실러스 속의 종에 존재하는 유전자의 염기서열과 매우 밀접하게 연관되어 있음을 확인하였다. 그 중에서도 바실러스 심플렉스의 유전자와는 약 99%로 가장 서열 유사성이 높았으며, 다른 종들과는 낮은 상관관계를 보였다(표 3).As a result, it was confirmed that the strain of the present invention had a nearly complete gene sequence of 1,500 or more nucleotides as set forth in SEQ ID NO: 3 , using the sequence database for the existing strains registered in the Geneva Bank (GENBANK). As a result of searching for a nucleotide sequence similar to the gene sequencing, it was confirmed that the nucleotide sequence is closely related to the nucleotide sequence of the gene present in the species of the genus Bacillus. Among them, the sequence similarity with the gene of Bacillus simplex was about 99%, and showed the low correlation with other species ( Table 3 ).

16s DNA 서열에 기초한 공지된 바실러스 균주와의 서열 유사성Sequence similarity with known Bacillus strains based on 16s DNA sequence 균주의 종류Type of strain 유사성(%)Similarity (%) 바실러스 심플렉스(Bacillus simplex) Bacillus simplex 1515/1523 (99%)1515/1523 (99%) 바실러스 마크로이드(Bacillus macroids) Bacillus macroids 1462/1473 (99%)1462/1473 (99%) 바실러스 사이크로사카로리티쿠스(Bacillus psychrosaccharolyticus) Bacillus psychrosaccharolyticus 1418/1450 (97%)1418/1450 (97%) 바실러스 마크로카누스(Bacillus maroccanus) Bacillus maroccanus 1393/1430 (97%)1393/1430 (97%) 바실러스 니아시니(Bacillus niacini) Bacillus niacini 1468/1528 (96%)1468/1528 (96%) 바실러스 플렉서스(Bacillus flexus) Bacillus flexus 1462/1529 (95%)1462/1529 (95%) 바실러스 벤조보반스(Bacillus benzoevovans) Bacillus benzoevovans 1455/1526 (95%)1455/1526 (95%) 바실러스 푸마리올리(Bacillus fumarioli) Bacillus fumarioli 1437/1505 (95%)1437/1505 (95%) 바실러스 메가테리움(Bacillus megaterium) Bacillus megaterium 1426/1498 (95%)1426/1498 (95%)

또한, 상기에서 분리한 DNA를 뉴클레오사이드로 분해시킨 후, 역상 HPLC(Reverse phase HPLC)를 이용하여 유전자의 G+C 함량을 분석한 결과, DNA의 G+C 함량은 40 ㏖% 이었다.In addition, after the DNA isolated above was digested with nucleosides, the G + C content of the gene was analyzed using Reverse Phase HPLC, and the G + C content of the DNA was 40 mol%.

<2-5> 종간 유사성 조사<2-5> Species Similarity Survey

본 발명자들은 상기에서 16s rDNA의 전체 염기서열을 분석한 결과 바실러스 심플렉스와 99%의 유사성을 보임을 확인하였기 때문에, DNA-DNA 교잡 실험으로 종간의 유사성을 조사하였다. 구체적으로, 캐시온 등의 방법(Cashion P.et al.,Anal. Biochem.,1977, 81, 461-466)에 따라 수산화인회석(hydroxyapatite)을 이용한 크로마토그래피로 DNA를 분리하였다. 드 레이 등의 방법(De Ley J.et al.,Eur, J. Biochem.,1970, 12, 133-142)에 따라 허스 등의 방법(Huss V.A.R.et al.,J. Syst. Appl. Microbiol.,1983, 4, 184-192) 및 에스까라 등의 변형된 방법(Escara J.F.et al.,Biopolymers,1980, 19, 1315-1327)을 적용하여 모델 2527-R 열프로그래머(thermoprogrammer) 및 도형기(plotter)가 장착된 분광광도계(spectrophotometer)(Model 2600, Gilford Instrument Laboratories Inc., Oberlin, Ohio, USA)를 이용하여 DNA-DNA 교잡을 수행하였다. 탈변성율(renaturation rate)은 잔케(Jahnke)에 의한 TRANSFER.BAS 프로그램으로 계산하였다.The inventors of the present invention analyzed the entire sequencing of the 16s rDNA. As a result, it was confirmed that the Bacillus simplex showed 99% similarity, and thus the similarity between species was examined by DNA-DNA hybridization experiment. Specifically, DNA was isolated by chromatography using hydroxyapatite according to the method of Cation et al . (Cashion P. et al ., Anal. Biochem. , 1977 , 81, 461-466). Huss et al. (Huss VAR et al. , J. Syst. Appl. Microbiol. ) According to the method of De Ley J. et al ., Eur, J. Biochem. , 1970 , 12, 133-142 . , 1983 , 4, 184-192) and modified methods such as Escara et al . (Escara JF et al ., Biopolymers , 1980 , 19, 1315-1327) applying model 2527-R thermoprogrammers and plotters DNA-DNA hybridization was performed using a spectrophotometer (Model 2600, Gilford Instrument Laboratories Inc., Oberlin, Ohio, USA) equipped with. The denatured rate was calculated by the TRANSFER.BAS program by Jahnke.

그 결과, DNA/DNA 교잡에서는 상기 서열분석의 결과와는 달리 바실러스 심플렉스와 35%의 유사성을 보였다. 따라서, 웨인 등에 따른 종의 동정에 있어서의 역치값(threshold value)인 70%를 고려할 때(Wayne L.G.et al.,Int. J. Syst. Bacteriol.,1987, 37, 463-464), 토양에서 분리된 본 발명의 균주는 종의 범위에서는 바실러스 심플렉스와 연관되지 않음을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 균주는상기표 3의 바실러스 심플렉스를 제외한 나머지의 균주와는 생리학적 성질이 상이하므로(표 1), 본 발명의 균주는 바실러스 속에 속하는 신규한 종으로 분류되었으며, 타입으로는 B4를 지정하여 상기 균주를 바실러스 B4로 명명하고 상기 균주를 2002년 7월 25일자로 한국미생물보존센터에 기탁하였다(수탁번호: KCCM 10409).As a result, DNA / DNA hybridization showed 35% similarity to Bacillus simplex, unlike the sequencing results. Thus, considering 70% threshold value in species identification according to Wayne et al . (Wayne LG et al ., Int. J. Syst. Bacteriol. , 1987 , 37, 463-464), It can be seen that the isolated strains of the present invention are not associated with Bacillus simplex in the range of species. In addition, since the strains of the present invention have different physiological properties from the remaining strains except for the Bacillus simplex of Table 3 ( Table 1 ), the strains of the present invention were classified as novel species belonging to the genus Bacillus, Designated as B4, the strain was named Bacillus B4 and the strain was deposited with the Korea Microorganism Conservation Center on July 25, 2002 (Accession Number: KCCM 10409).

<실시예 3> 바실러스 B4의 부동활성Example 3 Antifreeze of Bacillus B4

<3-1> 바실러스 B4의 어는점 조사<3-1> Freezing Point Survey of Bacillus B4

본 발명자들은 상기 바실러스 B4가 빙핵을 형성하는 능력을 억제하는 효과 즉, 부동활성을 가지는지 확인하기 위해 바실러스 B4의 어는점을 조사하였다. 구체적으로 바실러스 B4를 4℃에서 3일간 배양하여 배양액을 6000rpm에서 20분간 원심분리하여 배양상등액을 Centriprep YM 10 membrane(Millipore 사)를 이용하여 초여과(ultrafiltration)한 후에 이를 -20℃에서 18시간 동결하여 현미경으로 얼음결정을 관찰하고, 차별 조사 물리열량측정분석(Differential scanning calorimeter, Perkin Elmer 사)를 이용하여 어는점을 측정하였다.The present inventors investigated the freezing point of Bacillus B4 to determine whether the Bacillus B4 has the effect of inhibiting the ability to form ice nuclei, that is, floating activity. Specifically, Bacillus B4 was incubated at 4 ° C. for 3 days, and the culture solution was centrifuged at 6000 rpm for 20 minutes, and the culture supernatant was ultrafiltered using Centriprep YM 10 membrane (Millipore), and then frozen at -20 ° C. for 18 hours. The ice crystals were observed under a microscope, and the freezing point was measured using differential scanning calorimeter (Perkin Elmer).

그 결과, 바실러스 B4의 배양 여과액은 얼음 결정의 성장을 억제시키는 기능을 소유하고 있었으며(도 2A), 대조군인 물은 -15.96℃에서 얼기 시작한 반면 바실러스 B4의 배양 여과액을 처리한 샘플은 -18.37℃에서 얼기 시작했다(도 2B표 4).As a result, the culture filtrate of Bacillus B4 possessed the function of inhibiting the growth of ice crystals ( FIG . 2A ), while the control water began to freeze at -15.96 ° C., while the sample treated with the culture filtrate of Bacillus B4 Started to freeze at −18.37 ° C. ( B and Table 4 in FIG. 2 ).

차별 조사 물리열량측정분석을 통한 바실러스 B4 생산물의 어는점 조사Freezing Point Investigation of Bacillus B4 Production by Differential Investigation 화학발열곡선에서의 온도 지점Temperature Points in the Chemical Fever Curve 대조군(물)Control (water) 바실러스 B4Bacillus B4 Tf1(시작 지점)Tf1 (start point) -15.96-15.96 -18.37-18.37 Tf2(최고 지점)Tf2 (highest point) -17.22-17.22 -19.19-19.19 Tf3(소멸 지점)Tf3 (Extinction Point) -21.75-21.75 -21.84-21.84

<3-2> 바실러스 B4의 부동활성<3-2> Antifreeze Activity of Bacillus B4

본 발명자들은 바실러스 B4가 냉해의 발생원인이 되는 슈도모나스 속(Psudomonas), 어위니아 속(Erwinia), 잔토모나스 속(Xanthomonas) 등과 같이 식물체의 잎에 존재하면서 비교적 높은 온도에서 동결이 일어나도록 작용하는 빙핵활성세균들의 특성인 빙핵활성능을 억제하는 기능을 가지고 있는지 확인하고자 하였다. 구체적으로, 빙핵활성세균들에 의해 생산되어 높은 온도에서 얼게 하는 빙핵활성능을 소유한 빙핵활성단백질이 도입된 대장균 DH5α균주를 30℃에서 18시간 동안 전배양하고 23℃에서 6시간동안 본배양하였다. 상기 배양액을 15000 g에서 원심분리하여 침전된 균체만 취하고 3차 증류수로 세척하고 이를 다시 원심분리하는 과정을 3회 반복한 후 균체만을 취하여 균수가 107내지 108개가 되도록 조정하여 3차 증류수에 현탁하였다. 상기 현탁액에 부동활성이 있는 바실러스 B4 균주를 4℃에서 3일간 배양하여 배양액을 6000rpm에서 20분간 원심분리하여 배양상등액을 Centriprep YM 10 membrane(Millipore 사)를 이용하여 초여과한 샘플을 이용하여 빙핵활성세균에 의한 빙핵활성 정도를 드롭 프리징 방법(drop freezing method)에 의해 분석하였다. 단계별로 희석한 샘플을 알루미늄 블록에 5㎕의 드롭(drop)을20 드랍씩 떨어뜨린 다음 알루미늄 블록의 온도를 분당 0.2℃씩 0℃에서 -15℃까지 낮추면서 각각의 과냉각된 상태에서 드롭의 수를 계산하였다.The present inventors found that Bacillus B4 is a genus of Pseudomonas that causes thePsudomonas),Erwinia), Genus XanthomonasXanthomonasThe purpose of this study was to determine whether it has the function of inhibiting ice nucleus activity, which is characteristic of ice nucleus active bacteria present in the leaves of plants and causing freezing at relatively high temperatures. Specifically, Escherichia coli DH5α strains produced by ice nucleus active bacteria and possessing ice nucleus active protein freezing at high temperature were precultured at 30 ° C. for 18 hours and main culture at 23 ° C. for 6 hours. . Centrifuging the culture solution at 15000 g, only the precipitated cells were taken, washed with tertiary distilled water, and centrifuged again three times.7To 108It was adjusted to dogs and suspended in tertiary distilled water. Bacillus B4 strain with antifreeze in the suspension was incubated at 4 ° C. for 3 days, and the culture supernatant was centrifuged at 6000 rpm for 20 minutes. The degree of ice nucleation activity by bacteria was analyzed by the drop freezing method. Samples diluted in steps were dropped into 20 blocks of 5 μl of drops, and then the number of drops in each subcooled state was lowered from 0 ° C. to -15 ° C. at 0.2 ° C. per minute. Was calculated.

그 결과, 바실러스 B4의 배양여과액을 처리한 샘플이 빙핵활성 세균에 의한 빙핵활성능을 억제함을 확인할 수 있었다(도 3)As a result, it was confirmed that the sample treated with the culture filtrate of Bacillus B4 inhibited the ice nuclei activity by the ice nucleus active bacteria ( FIG. 3 ).

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 토양에서 분리된 신규한 내냉성 바실러스 균주의 배양여과액은 어는점이 낮고, 빙핵활성세균이 빙핵을 형성하는 능력을 억제하는 효과를 나타내므로 본 발명의 균주는 농작물의 냉해방지제로 유용하게 사용될 수 있다.As described above, the culture filtrate of the novel cold-resistant Bacillus strain isolated from the soil of the present invention has a low freezing point, and the strain of the present invention shows the effect of inhibiting the ability of ice nucleus active bacteria to form ice cores. It can be usefully used as an antifreeze agent.

Claims (2)

토양에서 분리된 내냉성 바실러스 균주(수탁번호 : KCCM 10409).Cold-resistant Bacillus strains isolated from soil (Accession No .: KCCM 10409). 제 1항의 균주를 유효성분으로 함유하는 냉해 방지제.An anti-icing agent containing the strain of claim 1 as an active ingredient.
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