채소류 모잘록병균 R.solani에 길항하는 미생물 B.ehimensis YJ-37의 길항물질 생산을 위한 최적의 탄소원의 영향 및 농도, 질소원의 영향 및 농도, 무기염의 영향 및 농도, 배양온도의 영향 등을 조사했다. 그리고 \( 5 \ell \) Jar fermenter 배양을 통해 각각 다른 조건으로 배양 실험을 진행하여 결과를 얻었다.
<h1>결과 및 고찰</h1><h2>길항균 B. ehimensis YJ-37의 길항물질 생산을 위한 탄소원의 영향</h2><p>채소류 모잘록병균 R. solani에 길항하는 미생물 B. ehimensis YJ-37의 길항물질 생산을 위한 최적 탄소원의 영향 및 농도를 조사한 결과, Table 1에서와 같이 균의 생육은 전분, 당밀, 흑설탕 및 포도당이 대부분 \( 1.3 \times 10^{8} \mathrm{cfu} / \mathrm{m \ell} \)로 비슷하게 나타났으나 모잘록병균에 대한 생육억제는 전분에서 배양할 경우 생육억제환의 길이가 \( 9.8 \mathrm{mm} \)로 가장 우수하였으며, 그 다음 흑설탕, 포도당 순으로 나타났다. 일반적으로 길항물질을 생산하는 균주 대부분의 경우 포도당에 의하여 catabolite repression이 쉽게 일어난다고 알려져 있으나 본 결과에서는 비교적 높은 길항효과를 가지고 있었다. 또한 전분을 농도별로 길항효과를 검정한 결과 \( 1.5 \% \) 농도일 때 모잘록병균에 대한 생육억제환의 길이가 \( 10.3 \mathrm{mm} \)로 높은 활성을 나타내었다.</p><h2>질소원의 영향</h2><p>길항 물질을 생산하기 위한 최적 질소원의 영향 및 농도를 조사한 결과, Table 2에서와 같이 질소원으로 \( 0.3 \% \) peptone을 이용할 경우 모잘록병균의 생육울 가장 많이 억제시켰으며, 그 다음 tryprtone, 요소 순으로 나타났고, peptone의 농도는 \( 0.6 \% \)일 때 가장 높은 활성을 나타내었다. 이때 균의 생육은 \( 1.36 \times 10^{8} \mathrm{cfu} / \mathrm{ml} \)이며, 모잘록병균에 대한 생육억제는 \( 12.8 \mathrm{mm} \)로 나타났다.</p><h2>무기염의 영향</h2><p>길항 물질을 생산하기 위한 최적 무기염의 영향 및 농도를 조사한 결과, Table 3에서와 같이 무기염은 \( 0.1 \% \mathrm{MgCl}_{2} \)가 모잘록병균의 생육을 가장 많이 억제시켰으며, 그 다음 \( \mathrm{MnCl}_{2}, \mathrm{ZnCl}_{2} \) 순으로 나타났고, \( \mathrm{MgCl}_{2} \)의 농도는 \( 0.15 \% \)일 때 가장 높은 활성을 나타내었다. 이때 균의 생육은 \( 1.37 \times \)\( 10^{8} \mathrm{cfu} / \mathrm{m\ell} \)이며, 모잘록병균에 대한 생육억제는 \( 13.6 \mathrm{mm} \)로 나타났다.</p><h2>배양온도 및 초기 \( \mathrm{pH} \)의 영향</h2><p>길항 물질 생성에 미치는 배양온도의 영향을 조사하기 위하여 길항간 B. ehimensis YJ-37을 상기 최적배지인 \( 1.5 \% \) starch, \( 0.6 \% \) peptone, \( 0.3 \% \) \(\mathrm{Na}_{2} \mathrm{HPO}_{4}\), \(0.15 \%\) \( \mathrm{MgCl}_{2}\)(\(\mathrm{pH} 7.0\))에 접종하여 배양온도 \( 20^{\circ} \mathrm{C} \sim 60^{\circ} \mathrm{C} \)까지 배양한 후 모잘록병균에 대한 항진균 활성을 조사한 결과, Table 4에서와 같이 배양온도가 \( 32^{\circ} \mathrm{C} \)일 경우 가장 높은 항진균 활성을 나타내었다. 이때 균의 생육은 \( 1.41 \times 10^{9} \mathrm{cfu} / \mathrm{m\ell} \)이며, 모잘록 병균에 대한 생육억제는 \( 13.8 \mathrm{mm} \)로 우수하였다.</p><p>길항균 B. chimensis YJ-37에 의한 항진균성 물 질생성에 미치는 \( \mathrm{pH} \)의 영향을 조사한 결과, Table 4에서와 같이 \( \mathrm{pH} \)가 높아질수록 항진균 활성이 증가되어 \( \mathrm{pH} ~8 \)에서 가장 높았으며, 이때 균의 생육은 \( 1.42 \times 10^{8} \mathrm{cfu} / \mathrm{m\ell}(21 \mathrm{g}-\mathrm{DCW}/\ell\))이며, 모잘록병균에 대한 생육억제는 \( 13.9\mathrm{mm} \)로 우수하였다. \( \mathrm{pH} ~9.5 \) 이상에서는 균생육과 항진균활성 모두 감소하였으나 \( \mathrm{pH}\)\(5\sim9\)까지 항진균 활성은 비교적 높게 나타났다.</p><h2>배양시간의 영향</h2><p>배양시간에 따른 균 생육도를 조사하기 위하여 상기 최적배지에 길항균을 접종한 후 \( 32^{\circ} \mathrm{C} \)에서 진탕 배양하면서 6 간 간격으로 배양액을 회수한 다음, 항진균 활성을 측정한 결과, Fig. 1에서 보는 바와 같이 배양 24시간째에 대수증 식기, 42시간째에 정지기를 거쳐 66시간 후에 사멸기에 이르렀다. 각 시간별로 얻어진 배양상등액을 이용하여 모잘록병균에 대한 항진균 활성을 측정한 결과, 대수증식기 초기인 배양 24시간의 상등액에서부터 항진균 활성이 나타나기 시작하였으며, 정지기 이후 66시간 사이에서 가장 항진균 활성을 보여주었다. 따라서 B. ehimensis YJ-37에 의한 항진균성 물질의 생성은 균 생육도가 42시간에 정지기에 도달하였으나 (\(1.42 \times 10^{8}\mathrm{cfu} / \mathrm{m \ell}\), \(21\mathrm{g}-\mathrm{DCW} /\ell\)) 항진균성 물질의 생성은 정지기 중반인 54에 \( 13.9 \mathrm{mm} \)로 가장 왕성하게 생성되는 것을 알 수 있었다.</p><h2>Jar fermenter 배양 (\(5 \ell\))</h2><p>\( 5 \ell \) Jar fermenter 배양은 상기 플라스크 배양에서의 최적조건인 \( 1.5 \% \) starch, \( 0.6 \% \) peptone, \( 0.3 \%\) \( \mathrm{Na}_{2} \mathrm{HPO}_{4}\), \(0.15 \% \) \( \mathrm{MgCl}_{2} \mathrm{pH} 8.0 \), 배양온도 \( 32^{\circ} \mathrm{C} \)로 하여 공기 주입량을 \(1,2,3 \mathrm{vvm} \)으로 각각 고정하고 교반 속도를 \( 100\),\(200\),\(300 \), \(400 \mathrm{rpm} \)으로 72시간 각각 배양한 결과, 공기주입량이 \(1 \mathrm{vvm} \)일 경우 균의 성장 및 길항물질 생산능이 교반속도가 증가함에 따라 조금 증가되었을 뿐 전체적으로는 큰 영향이 나타나지 않았으나 공기 주입량이 \( 2 \mathrm{vvm} \)일 경우 비교 적 높은 활성을 가졌으며 교반속도가 증가함에 따라 높았다. 그러나 공기주입량을 \( 3 \mathrm{vvm} \)으로 고정하고 교반속도를 증가시킨 결과 교반속도 증가에 따른 길항력은 증가되지 않았다(데이타 미제시). 이는 공기 주입량을 증가시킨다고 해서 균의 생육이 동시에 증가되지 않음을 입증하는 것이다. 따라서 공기주입랑을 \( 2 \mathrm{vvm} \)으로 고정하고 교반속도도 \( 200 \mathrm{rpm} \)으로 고정시킬 경우 Fig. 2에서와 같이 배양 24시간째에 대수증식기, 42시간째에 정지기를 거쳐 66시간 후에 사멸기에 이르렀다. 정지기때의 균의 수는 \( 2.06 \times 10^{\text { }} \) \( \mathrm{cfu} / \mathrm{m} \ell\) (\(30 \mathrm{g}-\mathrm{DCW} / \ell\))로 나타났다. 각 시간별로 얻어진 배양상등액을 이용하여 모잘록병균에 대한 항진균 활성을 측 정한 결과 대수증식기 중기인 배양 36시간의 상등액에서부 터 항진균 활성이 다소 강하게 나타나기 시작하여 정지기인 48시간 이후에서 \( 13.4 \mathrm{mm} \) 로 높은 항진균 활성을 보여주 었다.</p>