• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제13권6호
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• pp.881-891
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• 2003

Paenibacillus polymyxa is a plant growth-promoting rhizobacterium (PGPR) which can be used for biological control of plant diseases. Several bacterial strains were isolated from rotten roots of Korean ginseng (Panax ginseng C. A. Meyer) that were in storage. These strains were identified as P. polymyxa, based on a RAPD analysis using a P. polymyxa-specific primer, cultural and physiological characteristics, an analysis utilizing the Biolog system, gas chromatography of fatty acid methyl esters (GC-FAME), and the 16S rDNA sequence analysis. These strains were found to cause the rot in stored ginseng roots. Twenty-six P. polymyxa strains, including twenty GBR strains, were phylogenetically classified into two groups according to the ERIC and BOX-PCR analyses and 16S rDNA sequencing, and the resulting groupings systematized to the degrees of virulence of each strain in causing root rot. In particular, highly virulent GBR strains clustered together, and this group may be considered as subspecies or biovar. The virulence of the strains seemed to be related to their starch hydrolysis enzyme activity, but not their cellulase or hemicellulase activity, since strains with reduced or no starch-hydrolytic activity showed little or no virulence. Artificial inoculation of the highly virulent strain GBR-1 onto the root surfaces of Korean ginseng resulted in small brown lesions which were sunken and confined to the outer portion of the root. Ginseng root discs inoculated in vitro or two-year-old roots grown in soil drenched with the inoculum developed significant rot only when the inoculum density was $10^{6}-10^{7}$ or more colony-forming units (CFU) per ml. These results suggest that P. polymyxa might induce ginseng root rot if their population levels are high. Based on these results, it is recommended that the concentration of P. polymyxa should be monitored, when it is used as a biocontrol agent of ginseng, especially in the treatment of stored roots.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권2호
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• pp.206-215
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• 2020

Trichoderma reesei is the major filamentous fungus used to produce cellulase and there is huge interest in promoting its ability to produce higher titers of cellulase. Among the many factors affecting cellulase production in T. reesei, the mycelial phenotype is important but seldom studied. Herein, a close homolog of the Neurospora crassa COT1 kinase was discovered in T. reesei and designated TrCOT1, which is of 83.3% amino acid sequence identity. Functional disruption of Trcot1 in T. reesei by RNAi-mediated gene silencing resulted in retarded sporulation on potato dextrose agar and dwarfed colonies on minimal medium agar plates containing glucose, xylan, lactose, xylose, or glycerol as the sole carbon source. The representative mutant strain, SUS2/Trcot1i, also displayed reduced mycelia accumulation but hyperbranching in the MM glucose liquid medium, with hyphal growth unit length values decreased to 73.0 ㎛/tip compared to 239.8 ㎛/tip for the parent strain SUS2. The hyperbranching phenotype led to slightly but significantly increased cellulase secretion from 24 to 72 h in a batch culture. However, the cellulase production per unit of mycelial biomass was much more profoundly improved from 24 to 96 h.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권6호
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• pp.937-945
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• 2020

N-acyl-homoserine lactone (AHL)-mediated quorum sensing (QS) plays a major role in development of biofilms, which contribute to rise in infections and biofouling in water-related industries. Interference in QS, called quorum quenching (QQ), has recieved a lot of attention in recent years. Rhodococcus spp. are known to have prominent quorum quenching activity and in previous reports it was suggested that this genus possesses multiple QQ enzymes, but only one gene, qsdA, which encodes an AHL-lactonase belonging to phosphotriesterase family, has been identified. Therefore, we conducted a whole genome sequencing and analysis of Rhodococcus sp. BH4 isolated from a wastewater treatment plant. The sequencing revealed another gene encoding a QQ enzyme (named jydB) that exhibited a high AHL degrading activity. This QQ enzyme had a 46% amino acid sequence similarity with the AHL-lactonase (AidH) of Ochrobactrum sp. T63. HPLC analysis and AHL restoration experiments by acidification revealed that the jydB gene encodes an AHL-lactonase which shares the known characteristics of the α/β hydrolase family. Purified recombinant JydB demonstrated a high hydrolytic activity against various AHLs. Kinetic analysis of JydB revealed a high catalytic efficiency (k_cat/K_M) against C4-HSL and 3-oxo-C6 HSL, ranging from 1.88 x 10⁶ to 1.45 x 10⁶ M^-1 s^-1, with distinctly low K_M values (0.16-0.24 mM). This study affirms that the AHL degrading activity and biofilm inhibition ability of Rhodococcus sp. BH4 may be due to the presence of multiple quorum quenching enzymes, including two types of AHL-lactonases, in addition to AHL-acylase and oxidoreductase, for which the genes have yet to be described.

• 보존과학회지
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• 제23권
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• pp.81-93
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• 2008

오늘날 고대 DNA 분석을 통한 고유전학 연구는 인류학, 고고학, 생물학 분야의 중요한 관심사로 떠오르고 있다. 본 연구는 충청남도 아산시 탕정면 명암리 유적 9지점에서 발굴조사 된 고려 말에서 조선시대 초기 분묘 출토 인골 20개체를 대상으로 고유전학적 연구를 수행한 결과를 보고한 것이다. DNA 추출 및 PCR 과정에서 연구자에 의해 일어날 수 있는 DNA 오염을 모니터링하기 위하여 모든 실험과정은 무균작업대에서 시약과 소모품을 고온멸균 및 자외선 처리하여 진행되었으며, 음성대조군을 설정하여 결과의 신뢰성을 검증하였다. 실리카 추출 방법에 의하여 출토 인골로부터 DNA를 추출한 후, 미토콘드리아 DNA(mtDNA)의 과변이지역을 9지역으로 나누어 PCR법에 의해 부분 증폭을 실시하였다. 증폭산물에 대한 염기서열 분석을 통하여 과변이지역의 변이형을 동정하였으며, 이를 현대 한국인의 결과와 비교하였다. 아산 명암리 소규모 지역집단의 옛사람 인골 20개체를 대상으로 한 이번 연구에서 기대이상의 다양한 mtDNA haplogroup이 분석되었다. 이러한 결과는 오랜 세월 동안 생활문화 중심지로 자리 잡은 아산 명암리 유적 주변의 개방적인 지역적 조건과 이곳에 거주했던 개체군의 유전적 특성을 반영하고 있으며, 아산 지역에 널리 분포하는 선사시대에서 조선시대에 이르는 많은 유적에 대한 고고학적 발굴 성과가 이 결과를 뒷받침하고 있다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제34권2호
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• pp.109-114
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• 2006

본 연구는 부패 생마로부터 저온성 부패균을 분리, 동정하고 분리균의 생육특성과 다양한 효소의 부패관련성을 조사하여, 생마 저온 장기저장 및 생마 가공식품 개발을 위한 기초자료를 제시할 목적으로 수행되었다. 저온 장기저장중의 부패생마로부터 서로 다른 13종의 저온세균을 분리, 동정하였으며, 다양한 온도에서 생마 절편을 이용한 부패력 측정 결과 분리균주 중 YAM-10및 YAM-12균주가 저온부패에 직접적으로 관련됨을 확인하였으며, 이들은 각각 Pseudomonas cepacia 및 Pseudomonas rhodesiae 동정되었다. 이들 균주는 20$^{\circ}C$에서도 우수한 amylase, CMCase, xylanase 활성을 나타내었으며 , 특히 amylase 활성은 생마 부패에 중요한 역할을 하는 것으로 판단되었다. YAM-10 및 YAM-12균주는 양파절편을 부패시키지는 못하였으며, 4$\sim$12$^{\circ}C$의 온도에서도 생육가능하며, pH 5 이하 및 pH 10 이상에서는 생육이 급격히 억제되었다. 현재 생마의 저온 장기저장 및 부패억제를 위한 저온성 Pseudomonas sp.의 제어와 생마부패에 관련되는 효소들의 특성과 저해에 대한 연구 및 저장성, 관능성이 강화된 산장, 염장 등을 통한 생마 가공식품 개발이 진행 중이다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권2호
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• pp.207-218
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• 2008

The impacts of planted transgenic rice varieties on bacterial communities in paddy soils were monitored using both cultivation and molecular methods. The rice field plot consisted of eighteen subplots planted with two genetically modified (GM) rice and four non-GM rice plants in three replicates. Analysis with denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) of PCR-amplified 16S rRNA genes revealed that the bacterial community structures were quite similar to each other in a given month, suggesting that there were no significant differences in bacterial communities between GM and non-GM rice soils. The bacterial community structures appeared to be generally stable with the seasons, as shown by a slight variation of microbial population levels and DGGE banding patterns over the year. Comparison analysis of 16S rDNA clone libraries constructed from soil bacterial DNA showed that there were no significant differences between GM and non-GM soil libraries but revealed seasonal differences of phyla distribution between August and December. The composition profile of phospholipid fatty acids (PLFA) between GM and non-GM soils also was not significantly different to each other. When soil DNAs were analyzed with PCR by using primers for the bar gene, which was introduced into GM rice, positive DNA bands were found in October and December soils. However, no bar gene sequence was detected in PCR analysis with DNAs extracted from both cultured and uncultured soil bacterial fractions. The result of this study suggested that, in spite of seasonal variations of bacterial communities and persistence of the bar gene, the bacterial communities of the experimental rice field were not significantly affected by cultivation of GM rice varieties.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권2호
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• pp.301-310
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• 2010

Bacillus subtilis strains produce a broad spectrum of bioactive peptides. The lipopeptide surfactin belongs to one well-known class, which includes amphiphilic membrane-active biosurfactants and peptide antibiotics. Both the srfA promoter and the ComP-ComA signal transduction system are an important part of the factor that results in the production of surfactin. Bs-M49, obtained by means of low-energy ion implantation in wild-type Bs-916, produced significantly lower levels of surfactin, and had no obvious effects against R. solani. Occasionally, we found strain Bs-M49 decreased spore formation and the development of competence. Blast comparison of the sequences from Bs-916 and M49 indicate that there is no difference in the srfA operon promoter PsrfA, but there are differences in the coding sequence of the comA gene. These differences result in three missense mutations within the M49 ComA protein. RT-PCR analyses results showed that the expression levels of selected genes involved in competence and sporulation in both the wild-type Bs-916 and mutant M49 strains were significantly different. When we integrated the comA ORF into the chromosome of M49 at the amyE locus, M49 restored hemolytic activity and antifungal activity. Then, HPLC analyses results also showed the comA-complemented strain had a similar ability to produce surf actin with wild-type strain Bs-916. These data suggested that the mutation of three key amino acids in ComA greatly affected the biological activity of Bacillus subtilis. ComA protein 3D structure prediction and motif search prediction indicated that ComA has two obvious motifs common to response regulator proteins, which are the N-terminal response regulator receiver motif and the C-terminal helix-turn-helix motif. The three residues in the ComA N-terminal portion may be involved in phosphorylation activation mechanism. These structural prediction results implicate that three mutated residues in the ComA protein may play an important role in the formation of a salt-bridge to the phosphoryl group keeping active conformation to subsequent regulation of the expression of downstream genes.

• 식물분류학회지
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• 제37권4호
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• pp.477-502
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• 2007

본 연구에서는 Aconitum alboviolaceum Kom. complex에 속하는 6종 중 한국산 4종(A. alboviolaceum, A. longecassidatum, A. pseudolaeve, A. quelpaertense)을 대상으로 형 태 및 주성분분석(Principal Components Analysis)과 엽록체 DNA psbA-trnH IGS, trnL intron 및 tmL-trnF IGS 구간의 분석을 통해 각 분류군의 타당성을 검토하고 그 한계 및 분류학적 위치를 명확히 설정하고자 하였다. 형태분석 결과, 기존에 보고되었던 주요 식별형질에서 형태변이가 종 및 개체군 수준에서 복잡한 형태로 나타났으며 주성분분석 결과 각 분류군들은 종 및 개체군 수준에서 유집 되지 않고 연속적으로 혼합된 양상을 보였다. 염기서열 분석 결과, l0개의 염기치환과 3개의 indel이 관찰되었고, 이를 통해 얻어진 neighbor-joining tree에서 나타난 4개의 그룹은 종 및 개체군을 반영하지 않았다. 따라서, 본 연구에서는 complex 내 분류군들에 관한 기존의 형태형질에 근거한 분류체계를 지지하지 않으며, 이들 분류군 간의 분류체계에 대한 재고가 필요하다고 본다.

• 식물분류학회지
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• 제42권4호
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• pp.247-252
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• 2012

장미과 Agrimoniinae(짚신나물아족)의 5속(Agrimonia L., Aremonia Neck. ex Nestl., Hagenia J.F. Gmel., Leucosidea Eckl. & Zeyh., and Spenceria Trimen.)의 종피를 주사전자현미경으로 관찰하여 계통분류학적으로 유용한 형질이 있는지 조사하였다. 또한, 관찰된 종피의 형질들을 이미 수행된 분자계통학적 연구에서 제시된 5속의 계통분류학적 관계를 설명하는 가설들에 적용하여 종피 형질의 계통분류학적 진화를 고찰하였다. 짚신나물아족의 5속 모두 하나의 열매화통에 하나 또는 두 개의 성숙한 수과를 가지고 있었고, 종피는 표피세포의 모양, 크기, 세포벽의 돌출 정도, 세포표면의 돌기의 유무 등에서 다양한 형질상태가 관찰되었다. 특히, 세포표면의 유두상 돌기(papillae)는 2속 Agrimonia(짚신나물속)과 Aremonia에서만 관찰되었다. 유두상 돌기가 없는 것이 원시형질이라는 가정하에 유두상 돌기가 나타나는 형질변화를 이미 수행된 분자계통학적 연구에서 고찰하였다. 4개의 핵과 6개의 엽록체 DNA의 염기서열에 기초한 계통수에서는 적어도 2회의 형질변화가 요구되며, 저복사수 핵 유전자의 염기서열 계통분석의 계통수에서는 단 1회의 형질변화가 일어나는 것으로 나타났다. 종합하면, 종피의 유두상 돌기의 출현은 Agrimonia(짚신나물속)과 Aremonia 을 단일계통 분류군으로 설명하는 공통진화형질이라고 할 수 있고 이러한 가설은 저복사수 유전자의 염기서열의 계통분석을 지지하고 있다. 이렇게 종피 형질은 장미과 Agrimoniinae(짚신나물아족)의 속간의 계통분류학적 이해에 매우 유용한 형질임을 밝힌다.

• 한국잠사곤충학회지
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• 제51권2호
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• pp.191-196
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• 2013

본 연구는 누에 수정란 초기에 발현하는 유전자를 대량 선발하고, 유용 유전자의 프로모터를 개발하기 위한 연구의 일환으로 추진하였다. 산란 후 2 ~ 16시간이 경과한 누에알로부터 cDNA 유전자은행을 제작하였다. 제작된 cDNA 유전자은행으로 전체 960개 클론을 무작위 추출하여 부분 염기서열 분석을 통해 EST를 제작하였다. 분석된 652개 ESTs 중 염기서열 상동성 분석을 통해 156개의 기존 알려진 유전자와 178개의 미지의 유전자로 구성된 334개 독립유전자를 최종 선발하여 'eegEST'로 명명하였다. eegEST 분석 결과, 기존 염기서열 정보가 알려진 156개 독립유전자 중 2회 이상 출현한 유전자 수는 143개로 전체의 34%를 차지하였으며, Hsp20.8 유전자(12회)와 ubiqutin-like 유전자(11회)가 가장 높은 출현 빈도를 나타내었다. 또한 eegEST 독립유전자의 추정 기능에 따른 분류에서 곤충 수정란 발생초기에 확인할 수 있는 기관 형성과 관련한 유전자가 전체 24%를 차지하고 있었다. 본 연구에서 작성된 누에 수정란 초기 발현유전자 데이터베이스(eegEST)는 곤충 발생학 연구를 위한 정보제공 뿐 아니라 형질전환누에 제작을 위한 프로모터 개발 연구에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.