Bacillus cereus group comprising B. cereus, B. thuringiensis, and B. mycoides was differentiated by polymerase chain reaction (PCR) and colony morphology. Prevalence of B. cereus group in rice and distribution of enterotoxin genes were determined as possible food poisoning agents. PCR using primers targeted for gyrB and cry genes could distinguish B. thuringiensis from B. cereus, and B. mycoides was differentiated by rhizoid morphological characteristics on nutrient agar. Among 136 rice and their processed products, prevalence of B. cereus group was 40%. B. cereus group consisted of 54 B. cereus, 11 B. thuringiensis, and 1 B. mycoides. Major isolates were B. cereus, with B. thuringiensis detected up to 10% among edible rice tested. Five enterotoxin genes, hbl, nhe, bceT, entFM, and cytK, were broadly distributed among B. cereus group, especially in B. cereus and B. thuringiensis. Prevalence of B. cereus group in rice and enterotoxin distribution suggest B. thuringiensis and B. cereus are toxigenic strain that should be controlled in rice and its products.
쌀밥의 미생물 안전성을 평가하기 위하여 쌀을 취반한 후 세균을 분석하였다. 전국에서 생산되는 생쌀 30개를 수집하여 취반 후에 중온성 호기성균과 MYP선택배지에서 Bacillus cereus group를 분리 동정하여 그의 분포도와 독소유전자를 분석하였다. 취반 직후의 쌀밥 27%에서 1-3 log CFU/g정도의 총 중온성 호기균과 거의 같은 정도로의 Bacillus spp.가 존재하는 것으로 나타났다. 그러나 균이 검출되지 않은 시료들도 증균한 후에는 B. cereus group균들이 검출되어 사실상 대부분의 시료에서 Bacillus spp.가 분포하고 있는 것을 알 수 있었다. 이들 시료로부터 37개의 분리하여 동정한 균주는 B. thuringiensis, B. cereus, B. valismortis, B. pumilus, B. coagulans, B. licheniformis, Geobacillus stearo-thermophilus, Brevibacillus laterosporus 등으로 나타났다. 분리 균주중 20개(54%)의 분리주가 B. thuringiensis로 나타났고 그 다음으로 9개(27%)의 B. cereus이였다. 그리고 3개(8%)의 B. valismortis와 각각 1개(3%)의 B. pumilus, B. coagulans, B. licheniformis, Geobacillus stearothermophilus, Brevibacillus laterosporus이였다. B. thuringiensis는 모두에서 non-hemolytic toxin gene(nhe)을 가지고 있었고 9개의 B. cereus중 7균주가 emetic toxin 유전자를 함유하고 있었다. 따라서 쌀밥에는 B. thuringiensis가 B. cereus보다 더 높은 빈도로 분포되어 있고 B. cereus는 설사형 독소유전자 보다는 구토형 독소를 더 많이 가지고 있었다. 취반 후 쌀밥을 상온에서 보관하여 발생되는 B. cereus 식중독은 설사형보다 구토형일 가능성이 더 많을 것으로 보인다.
A laboratory bioassay that incorporates Bacillus thuringiensis (Bt) purified crystal protein toxins into an artificial diet has identified three toxins, CryIA(b), CryIA(c), and CryIIA, to by effective against the yellow stemborer, Scirpophaga incertulas(Walker). Research is aimed at engineering rice that incorporates genes of one of or more of these toxins so as to mimic the insecticidal action of the insect to Bt. The paper discusses potential strategies for slowing the rate of adaptation that include the use of multiple Bt toxins, promoters that express the toxins only in specific plant tissues at specific times, and mixing transgenic and non-transgenic plants.
Kim, Jae-Hwan;Jee, Sang-Mi;Park, Cheon-Seok;Kim, Hae-Yeong
Food Science and Biotechnology
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제15권4호
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pp.625-630
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2006
Polymerase chain reaction (PCR) method was developed for the specific detection of insect-resistant rice containing cry1Ac gene derived from Bacillus thuringiensis (Bt). Primers were designed from the 35S promoter, NOS terminator, cry1Ac gene, and sucrose phosphate synthase (SPS) for general screening of Bt rice. By sequencing the PCR products from the two putative kinds of Bt rice, we designed a specific primer from the junction region between the cry1Ac gene and the NOS terminator that had been inserted into Bt rice. The construct-specific primer was employed to amplify a 147 bp product in the two lines of Bt rice. No amplified products were observed from the other Bt crops with various Bt genes introduced. In qualitative PCR analysis, the limit of detection was 0.005 ng from genomic DNA of Bt rice. In addition, PCR analysis was performed on 64 kinds of rice presently available in the Korean market, and no Bt rice was detected. This method presented in this paper can be used as a highly sensitive and specific detection method of Bt rice.
해충저항성 Bacillus thuringiensis (Bt) 벼와 낙동벼의 비표적 생물체인 물벼룩(Daphniamagna)에 대한 급성독성시험을 실시한 결과, 해충저항성 Bt벼의 48시간-$EC_{50}$은 4,429.13 mg/L(95% 신뢰한계는 3908.130~5020.363 mg/L), 무영향 농도(NOEC)는 1,800 mg/L이었고, 낙동벼는 48시간-$EC_{50}$은 2,889.56mg/L (95% 신뢰한계는 1,073.407~6,854.321 mg/L), 무영향농도는 1,000 mg/L이었다. 처리기간 중 해충저항성 Bt벼와 낙동벼간의 급성독성에 영향을 미칠 수 있는 요인은 발생하지 않았다.
벼에 발생하여 잎을 가해하여 피해를 주는 혹명나방(Cnaphalocrosis medinalis)과 벼애나방(Naranga aenescens)의 곤충병원성미생물을 이용한 친환경적 방제를 위해, 국내토양에서 분리된 Bacillus thuringiensis 균주들을 대상으로 생물검정을 수행하였다. 실험에 이용한 Bt 53균주 중, 약 18개 균주가 혹명나방에 90% 이상의 살충률을 나타내었고, 13개 균주가 벼애나방에 살충활성을 보였는데, 두 종 모두에 90% 이상의 살충률을 보이는 균주도 CAB141균주를 비롯해 11균주나 확인되었다. 이러한 균주들은 혹명나방에 대한 실내방제실험결과, 96%이상의 방제효과를 나타내기도 하였다. 또한 Bt 포자현탁액에 노출된 유충의 용화율, 용길이, 우화율이 감소되는 경향이 나타났는데, 혹명나방의 경우, 번데기 길이에서도 정상개체와 처리 후 생존개체가 현저한 차이를 나타내었다.
본 연구에서는 서울, 경기, 강원도, 충남 지역의 벼를 수집하여 쌀겨와 현미에서의 $B.$$cereus$ group을 분리하였으며, 분포분석을 통해 작물의 오염 정도를 알아보았고, biofilm 형성시 특성을 연구하였다. $B.$$cereus$는 총 26개의 시료 가운데 쌀에서 34.6%, 쌀겨에서 50.0%로 가장 높은 분포도를 나타냈으며, $B.$$thuringiensis$는 쌀에서 3.9%, 쌀겨에서 23%의 분포를 보였다. 분리된 균주의 biofilm 형성 능력 실험에서는 시간이 지남에 따라 biofilm 형성 정도가 증가하였으며, 표준 균주에 비해 분리 균주가 biofilm 형성 능력이 높은 것으로 나타났다. 또한 biofilm이 형성된 $B.$$cereus$의 경우 항생제와 항균제 처리에 따른 최소저해농도는 부유 세균에 비해 대체적으로 높은 내성을 나타내는 것으로 확인되었다.
To construct a new recombinant strain of Bacillus velezensis that has antifungal and insecticidal activity via the expression of the insecticidal Bacillus thuringiensis crystal protein, a B. thuringiensis expression vector (pHT1K-1Ac) was generated that contained the B. thuringiensis cry1Ac gene under the control of its endogenous promoter in a minimal E. coli-B. thuringiensis shuttle vector (pHT1K). This vector was introduced into a B. velezensis isolate that showed high antifungal activities against several plant diseases, including rice blast (Magnaporthe grisea), rice sheath blight (Rhizotonia solani), tomato gray mold (Botrytis cinerea), tomato late blight (Phytophthora infestans), and wheat leaf rust (Puccinia recondita), by electroporation. The recombinant B. velezensis strain was confirmed by PCR using cry1Ac-specific primers. Additionally, the recombinant strain produced a protein approximately 130 kDa in size and parasporal inclusion bodies similar to B. thuringiensis. The in vivo antifungal activity assay demonstrated that the activity of the recombinant B. velezensis strain was maintained at the same level as that of wild-type B. velezensis. Furthermore, it exhibited high insecticidal activity against a lepidopteran pest, Plutella xylostella, although its activity was lower than that of a recombinant B. thuringiensis strain, whereas wild-type B. velezensis strain did not show any insecticidal activity. These results suggest that this recombinant B. velezensis strain can be used to control harmful insect pests and fungal diseases simultaneously in one crop.
1998년 7월부터 10월까지 약 4개월간 질병매개모기 및 뇌염다발지역인 전라남도 영암군 덕진면 소재 약 $30,000M^2$의 자연수답을 선정, 이에 서식하는 질병매개모기인 중국얼룩날개모기(Anopheles sinensis)와 작은빨간집모기(Culex tritaeniorhynchus)를 대상으로 포식천적어송사리(Aplocheilus latipes) 및 왜몰개(Aphyocypris chinensis)방사와 미생물제제(Bacillus thuringensis H-14)를 병합처리하여 방제효과를 조사하였다. 포식천적어송사리가 0.6fish/{TEX}$M^{2}${/TEX}가 존재하는 논에서는 7월부터 8월까지 55.0~57.6%의 자연 방제가 이루어졌으며, 한 표본당 평균 10마리 이상으로 증가될 때 미생물제제(B.t. H-14)를 1Kg/ha의 농도로 처리한 결과, 24시간후 100%의 방제를 보였으며, 10월 11일 본 실험이 끝날 때까지 98%의 방제율을 유지하였다. 천적어가 존재하지 않는 논에서는 수면 1{TEX}$M^{2}${/TEX} 당 1.5마리의 비율로 포식어(Aphyocypris)를 방사한 결과 9월 21일(방사후 2주)까지 88.2~96.7%의 만족할 만한 방제율을 유지하였다. 천적어가 존재하지 않는 또 다른 논에서 미생물제제(B.t. H-14)를 1Kg/ha의 농도로 단독 처리한 결과, 24시간 후 100%의 방제율을 보였으나, 7일 후에는 개체군밀도의 회복현상을 나타내었으며 B.t.(H-14) 2차 처리후 모기유충의 개체군밀도를 억제할 수 있었다.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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