인산가용화 세균은 난용성 인산염을 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{PO}^{4} \) 나 \( \mathrm{HPO}_{4}{ }^{2-} \) 의 이온형태로 전환하여 식물이나 미생물이 이용하기 쉽도록 가용화할 수 있으며, 생물 비료 제재의 중요한 요소이다. 따라서 고효율의 인산가용화 균주의 개발을 위해 E. coli로부터 glucose de-hydrogenase 유전자를 분리, A. hydrophila DA33에 도입하여 가용화 특성을 연구하였다.
<h1>서 론</h1><p>토양 중에 존재하는 성분인 식물이 이용할 수 없는 tri-cal-cium phosphate 또는 hydroxy-apatite와 같은 불용성 인산을 가용화 시켜 주는 토양 미생물인 phosphate solubiliza-tion microorganism (PSM)에 대하여 오랫동안 농업 미생물학자들과 미생물 생태학자들은 관심을 가지고 연구하여 왔다. 토양 중에 존재하는 인산의 함량은 \( 0.05 \%(\mathrm{w} / \mathrm{v}) \) 를 차지하고 있으나, 식물이나 미생물이 이용할 수 있는 인산양은 그 중에서도 \( 0.1 \% \) 이다. 근래에는 화학비료의 과다사용과 토양오염에 의해 인산은 산성토양에서 철 및 알루미늄 이온과 알칼리성 토양에서 칼슘이온과 쉽게 결합한 킬레이트 형태로 불용화 되어 식물이 이용할 수 없는 불용성 인산의 양을 증가되는 결과를 초래하였다. 이러한 난용성 인산염을 식물이나 미생물이 이용하기 쉬운 \( \mathrm{H}_{2} \mathrm{PO}^{4} \) 나 \( \mathrm{HPO}_{4}{ }^{2-} \) 의 이온형태로 전환시켜주는 PSM으로 보고되어진 인산가용화 세균으로는 Bacillus megaterium, B. polymyxol, Pseudomonas striata, Pseudomonas sp. P118/89 등의 세균이 알려져 있으며, 곰팡이로는 Penicillium simplicisimaum, P.aurantiogriseum, P. bilaji, Aspergillus awamori, A. aculeatus, A. niger등이 있다. 이러한 미생물은 인산 자원의 재활용이란 특면에서 불용성 인산을 가용화시킬 수 있으며, 토양미생물을 이용한 친환경적이고 고부가 가치의 생물 비료 제재를 개발할 수 있다.</p><p>송 등은 인산이 과다 시비된 경작지 토양에서 분리한 PSM인 Aeromonas hydrophila DA33, DA57 및 Burkholderia sp.의 인산 가용화가 유기산 생성에 따른 산도의 증가에 의한 것으로 보고하였다. 이러한 유기산의 일종인 gluconate는 일반적으로, 난용성 인산염의 가용화능이 높은 인산 가용화균은 세포막의 periplasm에 존재하는 quinone계 효소에 의해 이뤄진다. 세포막에는 glucose dehydrogenase, 2-ke-togluconic acid dehydrogenase 및 2,5-ketogluconic acid de-hydrogenase가 존재하며, 이들 효소들의 연속적인 기질 산화 반응으로 생성되는 전자계에 의해 킬레이트 상태의 난용성 인산염을 가용성 인산염으로 가용화하는 것으로 알려져 있다. 이 중에서도 glucose를 gluconic acid로 산화시키는 glucose dehydrogenase (GDH)가 직접 산화과정의 첫 단계이다. GDH는 Escherichia coli, Acinetobacter calcoaceticus, Pseudomonas aeruginosa, Ewinia herbicola 등에서 연구 및 보고가 되어져 있다. 특히 E. coli 의 GDH는 apo형태로 pyrroloquinoline quinone (PQQ)과 \( \mathrm{Mg}^{2+} \) 을 cofactor로서 필요로 하는 것으로 알려져 있다.</p><p>본 연구에서 난용성 인산염을 가용화 시킬 수 있는 고효율적인 균주의 개발을 위하여 E. coli로부터 glucose de-hydrogenase 유전자를 분리하여, 난용성 인산염의 가용화 우수 미생물인 A. hydrophila DA33에 glucose dehydrogen-ase를 도입시켜 난용성 인산염 가용화 특성을 조사하였다.</p>