본 연구는 다양한 농작물에서 발생하는 B. cinerea 방제에 탁월한 효과를 보이는 B. licheniformis N1 균주의 대량 배양에 초점을 두었다. 실험 결과, N1 균주는 초기 성장이 \(30^{\circ}C\)에서는 \(35^{\circ}C\)보다 느리지만, 24시간 이상 배양 시 세균밀도는 두 온도에서 유사했다. 이에 따라 N1 균주의 배양적 온도는 \(30-35^{\circ}C\)로, 최적의 \(pH\)는 5.0-5.5로 결정되었다. 그리고, \(pH\), 탄소원, 질소원 배지에 따른 항진균물질의 생산 능력은 플라스크 배양에서 양이 적어 정확한 확인이 어려웠다.
<h1>고 찰</h1> <p>본 실험에서는 각종 작물에 발생하는 B. cinerea의 방제에 우수한 효과를 나타낸 길항세균인 B. licheniformis N1 균주의 생물농약 제조를 위한 대량배양의 기초 자료를 얻기 위해 본 실험들을 수행하였다. 일부 연구자들의 B. licheniformis의 항진균성 물질에 관한 보고와 균주를 작물에 직접 처리하여 효과를 얻었다는 보고가 있으나, 구체적인 적용사례가 적고, B. licheniformis롤 이용한 B. cinerea 방제에 관한 보고는 없으며, 대부분의 생물학적 방제에는 B. subtilis가 많이 이용되었다. 본 실험실에서 공시된 B. licheni-formis N1 균주는 토마토 잿빛곰팡이병의 생물학적 방제효과에 있어서 토양에서 분리한 B. subtilis 보다 효과가 높은 것으로 확인된 바가 있다.</p> <p>본 실험에 이용된 N1 균주는 \( 30^{\circ} \mathrm{C} \) 에서는 \( 35^{\circ} \mathrm{C} \) 보다 초기생육이 느렸으나, 24시간 이상 배양하면 두 온도 범위에서 세균밀도는 유사하여 N1 균주의 배양적온은 \( 30-35^{\circ} \mathrm{C} \)로 판단되었으며, 최적 \( \mathrm{pH} \) 는 5.0 5.5로서 약간 낮은 편이었는데 이러한 배양적 특성은 타 연구자들의 배양적온 \( 30-50^{\circ} \mathrm{C} \)보다는 다소 낮은 편이었다. 이는 균주에 따라서 \( 42^{\circ} \mathrm{C} \) 또는 \( 50^{\circ} \mathrm{C} \) 가 생육적온이라는 보고도 있어서, B. licheniformis는 균주에 따라 적온 범위의 차이가 큰 것으로 판단되었다.</p> <p>일반적인 미생물의 발효공정에는 탄소원으로 옥수수전분, 맥아 등의 탄수화물이, 질소원으로는 단백질성 질소원인 옥수수 침출액, 콩가루, 생선가루, 효모 추출물 등이 많이 사용되고 있다. Bacillus 속 균의 발효에는 당밀, 콩단백질, 콩가루, 밀기울 등이 많이 사용되고, 바나나 줄기, 레몬껍질, 해바라기씨, 가축의 도축 부산물들도 이용된다. 특히, B. licheniformis의 발효를 위한 Xylanase 생산에는 밀기울, 깃털, 펄프 등이 이용된다. 본 실험에서 N1 균주의 발효를 위한 질소원 기질은 가격이 저렴하고 경제적인 비지가루가 선발되었는데, 이 기질의 장점은 두유와 비슷한 풍부한 영양원이 되며, 일부만이 가축 사료로 이용되고 대부분 버려지므로 저렴한 가격으로 쉽게 구할 수 있어 단가면이나 자원 재활용 측면에서도 유리하다. 이러한 비지를 이용한 예로서, 시판하는 아밀라아제를 이용하여 비지의 다당류 성분을 분해한 후, 이를 균의 발효에 사용하거나, B. subtilis를 고형상태의 비지에 배양하여 iturin을 생산하기도 하였다. 하지만, 두부비지를 이용할 시에는 쉅게 변질되어, 냉동 보관해야 하는 저장문제 등의 단점때문에 두부비지를 건조하여 만든 비지가루가 더 적합할 것으로 생각되었다. 또한, 비지가루 등 여러 가지 기질을 이용한 배양은 대부분 NB 배지에서 보다도 세균 밀도가 높았고, 5가지 기질에 탄소원으로서 옥수수전분 2% 씩을 첨가하여 배양한 결과, 기질만을 첨가하였을 때보다 훨씬 생장이 좋았다. 또한, 기질의 양을 많이 첨가할수록 세균의 밀도는 증가하였으나, 기질의 양을 10% 이상 첨가할 때는 고형화(겔화)되는 경향을 보였다. 하지만 배양 시간이 경과하면서 서서히 분해되어 큰 영향은 없었으므로, 발효기를 이용할 시에는 기질의 총량이 배지의 10%를 초과하지 않는 것이 좋을 것으로 생각되었다.</p> <p>탄소원으로서 가장 효과적인 기질로 선발된 옥수수전분 또한, 장점이 많은데 포도당에 비해 가격도 저렴하고, 세균외 밀도를 매우 증진시킨다. 발효 공정에서 배지의 성분을 가격이 저렴한 옥수수전분을 포함한 비지가루, 미강, 콩가루, 밀기울 등으로 대체하면 충분히 상업성이 있을 것으로 생각된다. 또한, 발효과정을 거쳐 분해된 이 기질들과 배양한 세균을 바로 건조하여 생물농약 제제로 제조하면 공정의 단계도 줄일 수 있고, 단가도 낮출 수 있을 것으로 생각되었다.</p> <p>\( \mathrm{pH} \), 탄소원 및 질소원 배지에 따른 항진균물질의 생산능 검정은 플라스크 배양에서는 물질의 생산량이 적어 그 결과를 정확하게 확인하기가 어려웠다. 하지만, 다량의 항진균성 물질을 분리하기 위해서는 기초자료를 바탕으로 배지내 초기 \( \mathrm{pH} \) 를 5.0으로 조정하고, 탄소원인 포도당 및 옥수수전분 그리고 질소원인 비지가루를 이용한 배지를 조성하여 발효기에서 배양한다면 항진균물질을 대량으로 생산할 수 있으리라고 생각된다. 크로마토 그래피, HPLC 등으로 항진균물질을 분리, 순화하여 동정한 후 정확한 항진균물질의 검정이 이루어져야 할 것으로 생각되며, 현재 결과들을 바탕으로 발효기를 이용해 발효시험 중이고 항생물질을 동정 중에 있다.</p>