• 한국응용곤충학회지
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• 제49권4호
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• pp.409-416
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• 2010

곤충병원세균인 Photorhabdus temperata ssp. temperata(Ptt)는 곤충의 면역반응을 억제시켜 피기생 곤충 체내에서 공생하는 기주 선충의 발육을 도모하게 된다. 또한 Ptt의 변역억제 활성은 Bacillus thuringiensis(Bt)의 병원성을 증가시킨다. 본 연구는 이러한 유용 곤충병원세균의 대량 생산을 위한 저렴한 배지를 선발하기 위해 수행되었으며, 두 연구용 배지(LB, TSB)와 저렴한 산업용 두 배지(MY, M2)를 상호 비교하였다 모든 배양액에 동일한 밀도의 Ptt를 접종하고 배양하였을 때 48 시간 이후 정지상이 나타났다. 그러나 연구용 배양액인 LB와 TSB에서 두 가지 산업용 배양액보다 정지상에서 높은 세균 밀도를 보였다. 네 가지 배지에서 증식된 Ptt 배양액은 모두 배추좀나방(Plutella xylostella) 3령충에 대한 Bt 병원성을 현격하게 제고시켰고, 이들 배지 종류에 따라 치아가 없었다. 네 가지 배양액에서 세균의 증식에 의해 생산되는 대시물질의 양과 배지별 생산되는 대사물질의 동일성을 확인하기 위해 헥산과 에틸아세테이트의 유기용매로 추출했다. 시간별 배양액의 유기용매 추출물질은 세균의 증식과 비슷하게 대사물질의 생산량에서도 증가하는 것을 알 수 있었다. 역상 HPLC를 이용하여 네 가지 세균 배양액 각각에서 대사물질을 분리하였고, 정량적으로 네 가지 대사물질이 서로 다른 배지에서 통계적으로 차이 없이 검출되었다. 본 연구는 비교적 저렴한 두 가지 산업용 배지가 유용 대사물질의 생성에 변화 없이 Ptt 세균을 저렴하게 배양할 수 있다고 제시하고 있다.

• 농약과학회지
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• 제14권2호
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• pp.123-132
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• 2010

국내 난방제 해충의 하나인 배추좀나방(Plutella xylostella)을 방제하기 위하여 사용되어온 상업용 Bacillus thuringiensis 제품들을 이용하여 국내 6개 지역에서 채집한 지역계통과 2개의 감수성계통 배추좀나방에 대한 저항성 발달정도를 검토하였다. 상품화된 B. thuringiensis subsp. kurstaki 계통인 Tyuneup$^{(R)}$, Thuricide$^{(R)}$, Geumulmang$^{(R)}$ 등 3제품과 B. thuringiensis subsp. aizawai 계통인 Tobagi$^{(R)}$, Scorpion$^{(R)}$ 등 2제품을 이용하였다. 공시충으로 사용된 배추좀나방은 계대사육중인 감수성개체군 NP와 GR 2종류이며, 전국의 배추밭에서 채집한 SP, HS, NM, DR, HC, HW개체군 등 6종류를 야외 개체군으로 사용하였다. Tyuneup$^{(R)}$ 제품의 생물검정에서 감수성 계통인 고령지시험장계통의 GR과 비교해 SP 개체군은 4.8배를 그리고 HS 개체군은 2.5배의 저항성발달을 보였다. Geumulmang$^{(R)}$ 제품의 경우에는 감수성계통인 NP 개체군에 비하여 SP 개체군에서 9.9배와 NM 개체군에서 6.8배정도의 저항성을 나타냈다. Tobagi$^{(R)}$는 HS 개체군에서 GR 개체군에 비해 14배의 저항성을 보여 가장 높게 나타났다. 그러나 동일 계통의 Scorpion$^{(R)}$은 SP 개체군에 약 2배정도의 저항성을 보여주고 있을 뿐이다. 이러한 결과는 어떤 특정한 B. thuringiensis 제품이 특정지역에 집중적으로 계속 사용함으로서 저항성이 발달되는 것으로 판단되며 종류가 다른 B. thuringiensis 제품을 교호 살포해야 할 것으로 사료된다. 그러나 Tobagi$^{(R)}$에 14배의 저항성 발달을 보인 HS 개체군을 실험실에서 동일약제에 연속으로 노출시켰을 때 $F_2$세대에서는 급격히 저항성 수치가 떨어져 1.1로 나타나 저항성 기작의 검토가 필요하다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제22권6호
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• pp.729-735
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• 2012

The PCR-RFLP method has been useful for detection of known genes and identification of novel genes. In the present study, degenerate primers were designed from five groups of cry1 genes for PCR-RFLP analysis. Bacillus thuringiensis (Bt) isolates from different regions were evaluated for PCR amplification of various cry1 genes using newly designed primers and cry2 genes using reported primers. PCR analysis showed an abundance of cry1A genes and especially cry1Ac genes in isolates from all regions. RFLP analysis revealed the presence of multiple cry1A genes in isolates from central and southern regions. Unique digestion patterns of cry1A genes were observed in isolates from each region. Few of the isolates represented a digestion pattern of cry1A genes that did match to any of the known cry1A genes. RFLP analysis suggested an abundance of cry2Ab along with a novel cry2 gene in Bt isolates from different regions of India. Sequence analysis of the novel cry2 gene revealed 95% sequence identity to cry2Ab and cry2Ah genes. Phylogenetic analysis revealed that the novel cry2 gene could have diverged earlier than the other cry2 genes. Our results encourage finding of more diverse cry2 genes in Bt isolates. Rarefaction analysis was used to compare cry1A gene diversity in isolates from different soil types. It showed a higher degree of cry1A gene diversity in isolates from central region. In the present study, we propose the use of novel degenerate primers for cry1 genes and the PCR-RFLP method using a single enzyme to distinguish multiple cry1A and cry2 genes as well as identify novel genes.

• 한국잠사학회:학술대회논문집
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• 한국잠사학회 2003년도 International Symposium of Silkworm/Insect Biotechnology and Annual Meeting of Korea Society of Sericultural Science
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• pp.114-115
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• 2003

A Bacillus thuringiensis isolate, Bt 2385-1, which showed toxicity to lepidopteran, was isolated from Korean soil sample and characterized. PCR-RFLP showed that this isolate contains two novel cryl-type crystal protein genes. In this study, we designed cryl-type specific primer set (ATG1-F and N400-R) to clone the toxic domain of the all cryl-type genes. The two novel rlyl-type toxin genes in addition to crylJal gene were cloned and sequenced. (omitted)

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권8호
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• pp.749-759
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• 2009

A survey of Bacillus thuringiensis (Berliner) strains isolated from Spanish citrus orchards has been performed, and the strains were tested for insecticidal activity against the Mediterranean fruit fly Ceratitis capitata (Wiedemann), a key citrus pest in Spain. From a total of 150 environmental samples, 376 isolates were selected, recording a total B. thuringiensis index of 0.52. The collection was characterized by means of phase-contrast microscopy, SDS-PAGE, and PCR analysis with primer pairs detecting toxin genes cry1, cry2, cry3, cry4, cry5, cry7, cry8, cry9, cry10, cry11, cry12, cry14, cry17, cry19, cry21, cry27, cry39, cry44, cyt1, and cyt2. Diverse crystal inclusion morphologies were identified: bipyramidal (45%), round (40%), adhered to the spore (7%), small (5%), and irregular (3%). SDS-PAGE of spore-crystal preparations revealed 39 different electrophoresis patterns. All primer pairs used in PCR tests gave positive amplifications in strains of our collection, except for primers for detection of cry3, cry19, cry39, or cry44 genes. Strains containing cry1, cry2, cry4, and cry27 genes were the most abundant (48.7%, 46%, 11.2%, and 8.2% of the strains, respectively). Ten different genetic profiles were found, although a total of 109 strains did not amplify with the set of primers used. Screening for toxicity against C. capitata adults was performed using both spore-crystal and soluble fractions. Mortality levels were less than 30%. We have developed a large and diverse B. thuringiensis strain collection with huge potential to control several agricultural pests; however, further research is needed to find out Bt strains active against C. capitata.

• 환경생물
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• 제37권4호
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• pp.585-591
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• 2019

본 연구는 LMO 유전산물의 위해성평가를 위해 바실러스로부터 증폭된 Vip3Aa 유전자를 이용하여 대장균에서 단백질 순수분리 하였으며, MALDI-TOP 분석법을 통해 기존의 알려진 살충성 Vip3Aa 단백질과 동등한 단백질임을 증명하였다. 순수 분리한 Vip3Aa 단백질을 이용하여 꿀벌 과독성 급성섭식독성평가를 수행하였다. 그 결과 무처리군, Hepes buffer, Vip3Aa 단백질 처리군 모두 치사 및 일반 중독증상을 보이는 개체는 발견되지 않았다. 이 결과를 통해 Vip3Aa 단백질은 꿀벌에 위해성을 나타내지 않는다는 결론을 얻을 수 있었다. 본 연구 결과는 향후 국내 LMO 유전자 산물 위해성평가에 유용하게 활용될 것이라 사료된다.

• Food Science and Biotechnology
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• 제15권3호
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• pp.385-391
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• 2006

In Korea, different kinds of genetically modified (GM) crops are under development, including GM-rice expressing insecticidal crystal (Cry) proteins of Bacillus thuringiensis (Bt) modified to change a single amino acid. In this study, amino acid (aa) sequences of modified Cry proteins were compared to that of known allergens, and Cry proteins expressed in GM-rice were identified by using Cry protein specific polyclonal antibody. The antigen-antibody reactions were compared between GM and commercial rice to assess the allergic risk of Cry proteins. This analysis showed no known allergen to have more than 35% aa sequence homology with modified Cry proteins in Bt rice over an 80 aa window or to have more than 8 consecutive identical aa. Sera from allergic patients showed some IgE reactivity via immunoblotting and enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), although no differences were seen between GM and commercial rice. Based on these results we conclude that GM rice with modified Cry proteins has no differences in its protein composition or allergenicity relative to commercial rice.

• 한국응용곤충학회지
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• 제53권3호
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• pp.271-280
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• 2014

곤충병원성세균 Xenorhabdus nematophila (Xn)의 일부 대사물질은 대상 곤충의 phospholipase $A_2$ ($PLA_2$)를 억제하여 아이코사노이드 생합성 활성을 저해시킨다. 그러나 이들 세균 대사물질이 억제하는 곤충의 $PLA_2$에 대해서는 알려져 있지 않다. Xn의 배양액에서 화학구조가 동정된 8 가지 대사물질들은 두 종의 나비목 배추좀나방(Plutella xylostella)과 파밤나방(Spodoptera exigua)의 유충에 대하여 살충 활성을 보유했다. 특별히 이들 물질은 모두 Bacillus thuringiensis (비티)의 살충력을 크게 향상시켰다. 파밤나방의 세포성 인지질 분해효소($SecPLA_2$)를 클로닝하고 대장균에서 과발현시켰다. 분리된 $SecPLA_2$를 지방체에서 얻은 인지질과 반응시켰을 때 여러 다가불포화지방산을 해리시켰다. 이 효소활성이 Xn 유래 대사물질들에 의해 뚜렷이 억제되었다. 또한 $SecPLA_2$에 대한 억제효과와 비티 살충력 상승효과 사이에 정의 상관관계를 보였다. 본 연구는 $SecPLA_2$가 Xn 대사물질의 억제 대상 분자 종말점 가운데 하나라고 제시하고 있다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제52권2호
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• pp.115-123
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• 2013

곤충병원세균(Bacillus thuringiensis: 비티)의 살충효과를 증가시킨 미생물살충제 "비티플러스"가 개발되었다. 그러나 수화제 형태의 비티플러스는 농가나 산업체에서 높은 단가로 선호하지 않고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 액상 제형의 비티플러스를 개발하는 연구 목적을 두었다. 이러한 목적에 따라 먼저 비티플러스 제조에 포함되는 두 세균 배양액의 최적 혼합 비율을 결정하였다. 이 최적 혼합액은 10%의 에탄올을 보존제로 사용되었으며, 비티와 또 다른 곤충병원세균인 Xenorhabdus nematophila (Xn)의 배양액 비율이 5:4 (v/v)로 제조하게 했다. 또한 이 액상제형이 1,000 희석배수에서 효과를 보이기 위해 비티 배양액을 10 배 농축하여 최적 비율로 혼합하였다. 이렇게 해서 얻어진 액상 제형을 발육후기 유충의 배추좀나방(Plutella xylostella)이 가해를 하는 배추밭에 처리하여 7일 후 약 77%의 방제 효과를 보였는데, 이 처리 효과는 현재 상용화되는 배추좀나방 적용 생물농약들과 비등한 효과를 나타내는 것으로 판명되었다. 저온 및 상온의 저장 분석에서 본 액상 제형은 최소한 한 달 동안 안정된 방제효과를 나타내는 것으로 분석되었다. 이 액상 제형의 안정된 방제 효과를 보장하여 주는 품질관리 기술을 개발하기 위해 제형 내 비티 포자 밀도와 Xn 유래 유용물질의 농도를 판별하였다. 본 연구 분석은 최적의 방제 효과를 나타내기 위해서는 비티플러스 액상 제형에 비티포자 밀도가 최소 $5{\times}10^{11}$ spores/mL 이고, Xn 세균 대사물질들 가운데 8 종 유효물질의 농도가 품질관리 판별 기준으로 제시되었다.

• 농업과학연구
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• 제45권2호
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• pp.185-196
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• 2018

The fungus gnat, Bradysia difformis, damages various crops in greenhouses and is recognized as an important pest around the world. Additionally, in the future, many other greenhouse crops will be added to the list of crops damaged by the fungus gnat. In this study, to find effective control methods for the fungus gnat, the insecticidal effect of 20 chemical synthetic insecticides was tested with the potato disc and pot treatment methods; additionally, the control effect of 16 strains of B. thuringiensis was examined with the potato disk method. The fungus gnat larvae were treated for 2 days with each of the synthetic insecticides to determine insecticidal effect using the potato disc method. The results were as follows. Among the highly insecticidal active pesticides, chlorfenapyr exhibited a 100% insecticidal activity, and fenazaquin, acetamiprid, dinotefuran, fenthion and thiamethoxam exhibited more than a 90% insecticidal activity. For the pot treatment method, chlorfenapyr exhibited a 3.3% insecticidal effect, and thiamethoxam, acetamiprid, dinotefuran, fenthion, etc. exhibited an insecticidal effect of less than 10% of the emergence rate to adult fungus gnat after 14 days of treatment. To select the B. thuringiensis strains that have an insecticidal effect on the fungus gnat, 16 strains were biologically assayed using the potato disc method. Among the 16 strains, Bt-3, Bt-8 and Bt-13 had more than a 70% insecticidal effect. The $LC_{50}$ and $LC_{95}$ values of Bt-3, Bt-8 and Bt-13 were $3.7{\times}10^5$ and $4.7{\times}10^8cfu/ml$, $1.4{\times}10^5$ and $1.1{\times}10^7cfu/ml$, and $1.4{\times}10^5$ and $1.3{\times}10^7cfu/ml$, respectively.