• KSBB Journal
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• 제30권6호
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• pp.283-290
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• 2015

In this study was selected the cellulolytic microorganism and investigated optimum condition of cellulase production for the cellulosic bioethanol production. A bacterial strain Paenibacillus jamilae BRC15-1, was isolated from soil of domestic reclaimed land. For optimizing cellulase production from the selected strain, various culture parameters were investigated such as culture medium, pH (pH 4~10), temperature ($25{\sim}50^{\circ}C$) and culture time (2~72 h). As a result, P. jamilae BRC15-1 efficiently produced cellulase from cellulosic biomass under following conditions: 24 h of culture time (pH 7, $40^{\circ}C$) in manufactured media of CMC (carboxymethyl cellulose) with peptone. Optimum saccharifying condition of crude enzyme produced from P. jamilae BRC15-1 was identified on pH 6 and $40^{\circ}C$ of reaction temperature, respectively. This crude enzyme from P. jamilae BRC15-1 was used for saccharification of pretreated sweet sorghum (Sorghum bicolor var. dulciusculum Ohwi) bagasse under the optimal condition. Finally, pretreated sweet sorghum bagasse including 0.1 g of glucan was saccharified by crude enzyme of P. jamilae BRC15-1 into 2.75 mg glucose, 0.79 mg xylose and 1.12 mg arabinose.

• KSBB Journal
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• 제23권3호
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• pp.219-225
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• 2008

본 연구는 국외토양으로부터 분리한 400여개의 군주에서 agar plug assay를 이용하여 식물병원균에 대한 항진균성물질을 생산하는 방선균 (I-8)을 분리하였다. 항진균 물질 생산의 최적 조건을 검토한 결과 공시균 I-8은 pH 8로 조정된 ISP No. 2 배지에서 항진균물질 생산성이 가장 우수한 것으로 입증되었다. 공시균 I-8의 식물병원균의 생육저해 기구를 규명하기 위한 기초 연구로서 공시균 I-8이 세포벽 구성성분인 cellulase, chitinase와 같은 가수분해효소를 생산하는 것을 확인하였다. I-8의 배양액은 ethyl acetate추출물에서 식물병원균 14개 균주에 항진균 활성을 나타내었고 ethyl ether추출액에서는 식물병원균 10개 균주에 항진균 활성을 나타내었다. I-8의 ethyl acetate추출물은 공시균인 13-16의 추출물과 혼합사용시 식물병원균인 Monosporascus cannonballus KACC 40940에 대한 항진균력의 상승효과를 확인할 수 있었다. I-8균주 배양체는 고체배지상에서 16개의 식물병원균에 대해 강한 생육저해 효과를 보여, 광범위한 항진균 활성을 나타내는 것을 확인하였다.

• KSBB Journal
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• 제14권6호
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• pp.718-723
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• 1999

알카리성 염색가공폐수를 처리하기 위햐여 아조염료인 Acid Red 1을 분해하는 호알카리성 균을 자연계에서 분리하였으며, 반응표면분석법인 SAS(statistical analysis system)프로그램을 이용하여 최적배양조건을 조사하였다. 염색공단 폐수처리장에서 배출되는 방류수 및 하천토양을 시료로 하여 알카리성(pH 10.0)배지에 성장하는 균 15종을 순수분리하였다. 그 중 탈색율이 가장 우수한 균주 하나를 선별하여 AR-1로 명명하였다. 탄소원(sucrose, fructose, galactose), 질소원(polypeptone, yeast extract) 및 인산원($K_2HPO_4$)이 분리균의 성장 및 탈색율에 미치는 영향을 조사한 결과, 1.0% fructose, 1.0% polypeptone, 1.0% yeast extract, 0.5% $K_2HPO_4$이 최적의 조건으로 나타났다. 반응표면분석에 의하여 염료의 생분해조건을 최적화하고자 배양온도와 배양시간에 따른 탈색율과 균성장의 특성을 모니터닝하였다. 탈색율은 34.73$^{\circ}C$에서 12.96시간, 균성장은 34.77$^{\circ}C$에서 12.97시간 배양시 각각 최적인 것으로 나타났다. 한편, 균성장과 탈색율을 다같이 만족할 수 있는 최적배양조건은 32.86~36.36$^{\circ}C$, 10.96~15.75시간으로 각각 나타났다.

• 식물병연구
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• 제11권2호
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• pp.152-157
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• 2005

결구상추 밑둥썩음병의 병원균 Rhizoctonia solani에 대한 길항세균을 분리하기 위하여 결구상추 재배 포장에서 결구상추의 밑둥부위, 뿌리조직 그리고 근권토양에서 세균 702균주를 분리하였다. 분리균주 중에서 대치배양에 의해 길항능을 나타낸 7균주를 선발하였으며, 그 중 포트검정 실험에서 유묘와 성체식물에서 발병억제효과가 우수한 BW-13균주를 길항균으로 최종선발하였다. 최종 선발된 BW-13균주의 동정을 위하여 생리$\cdot$생화학적 특성, API test 및 16S rDNA sequence를 분석한 결과 Stenotrophomonas maltophilia로 동정되었으며, 본 균주를 S. maltophilia BW-13으로 명명하였다. 본 연구의 결과는 S. maltophilia BW-13이 결구상추 밑둥썩음병의 생물적 방제원으로 이용될 수 있음을 보여준다.

• KSBB Journal
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• 제18권3호
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• pp.174-179
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• 2003

폐광지역으로부터 quinoline (2,3-benzopyridine)을 유일한 탄소원, 질소원, 그리고 에너지원으로 이용하는 세균 NFQ-1을 농화 배양기법을 통하여 분리하였다. 분리된 세균은 그람음성의 간균으로서 BIOLOG 시험을 통하여 Pseudomonas nitroreducens로 동정되었으며, 본 연구에서는 Pseudomonas sp. NFQ-1으로 명명하였다. Quinoline의 분해는 호기적 조건하의 B-배지에서 Pseudomonas sp. NFQ-1를 이용하여 실시되었다. 균주 NFQ-1 세균은 2.5 mM quinoline을 9시간 이내 완전히 분해하였다. 배양기간 동안 quinoline 분해의 중간대사산물인 2-hydroxyquinoline이 일시적으로 생성되었다가 배양기간 후반부에 사라졌다. 배양의 초기 pH 8.0은 6.8로 감소하다가 배양이 진행됨에 따라 7.0이 되었다. 대상 기질로서 quinoline의 농도가 증가함에 따라 생장곡선에서 유도기가 길어졌으며, 고농도의 quinoline (＞15 mM)은 주어진 조건에서 균주의 생장과 quinoline의 분해를 억제하였다. 부가 질소원으로 7.6 mM $(\textrm{NH}_{4})_{2}\textrm{SO}_{4}$의 첨가조건하에서 Pseudomonas sp. NFQ-1은 2-hydroxyquinoline, p-coumaric acid, benzoic acid, p-cresol, p-hydroxybenzoate, protocatechuic acid, catechol 등의 다양한 화합물을 이용할 수 있었으나 일부 화합물들 (예, 6-hydroxyquinoline, 8-hydroxyquinoline, coumarin, indoline, pyridine, lepidine, quinaldine, 4-bydroxycournarin, benzene, salicylic acid, phenol, phthalate)은 탄소원으로 이용되지 못하였다. euinoline의 분해경로를 규명하기 위하여 catechol dioxygenases의 specific activity를 결정하였다. 그 값은 catechol 1,2-dioxygenase에서 약 184.7 U/mg, 그리고 catechol 1,2-dioxygenase에서 약 33.19 U/mg이었다. 그 결과 균주 NFQ-1은 quinoline를 분해하기 위하여 주로 ortho-분해경로를, 그리고 부분적으로 meta-분해경로를 이용하는 것을 보여주었다.

• KSBB Journal
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• 제24권3호
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• pp.227-238
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• 2009

현재까지의 농약 검출용 바이오센서는 화학 센서, immunoassay, 화학 테스트 킷과 같은 다른 잘 알려진 분석 방법들과 경쟁적으로 연구되어 지고 있다. 바이오센서가 농약을 증명하는 간단하고 저렴한 방법으로 chromatography 방법들을 대체할 잠재력을 가지고 있음에도 불구하고 정확한 정량적 분석 방법이 아직도 미비하다. 안정하고 강력한 바이오센서의 발전을 위해서 유전자 조작을 이용한 효소 개량을 통해 좀 더 민감하고 반응속도가 빠른 생촉매와 특이성이 높은 항체의 개발이 요구되고 있다. 바이오센서의 안정성 개선과 transducer 표면으로부터의 빠른 신호 전달을 위해 새로운 고정화 방법이 탐구되어져야 한다. 비록 약간의 방법들이 시료의 전처리를 필요로 하지 않을 지라도 센서의 안정성은 또 다른 개념으로 접근해야 한다. 그래서 현장 적용을 위해, 보다 간편한 시료의 전처리과정 혹은 직접적인 분석 방식이 동일시되어 개선되어야 한다. 향상된 fabrication 기술을 이용한 소형화 센서 혹은 일회용 킷의 개발은 개인용 및 산업용, 의약용 등의 여러 분야에서 실시간으로 분석이 가능하게 할 것이다. 실제 샘플의 빠르고 자동화 및 소형화된 분석 시스템의 구축을 위해 장차 매우 선택적인 다중 검출 바이오센서의 설계에 더 많은 중점을 둘 필요가 있다. 앞으로 잔류농약 검출을 위한 휴대형 바이오센서의 개발과 상용화를 위해서, 무엇보다 현재의 GC, LC (혹은 GC/MS, LC/MS) 분석을 위해 이루어지고 있는 샘플 전처리 방법의 경우, 다량의 샘플로부터 유기용매 등을 이용한 추출방법으로 진행되고 있기 때문에 샘플 전처리를 간소화하고 간단한 측정방법으로 전체의 측정결과를 대변할 수 있는 방안을 구축하고 잔류농약의 법적 허용기준과 적용이 가능한 방법을 찾아내는 노력이 절실히 요구되는 상황이다.

• KSBB Journal
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• 제25권6호
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• pp.520-526
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• 2010

토양 미생물로부터 스크리닝한 미생물 중 카탈라제 생산량이 높은 세 가지 미생물 (Bacillaceae bacterium BKBChE-1, Bacillus sp. BKBChE-2와 Bacillus flexus BKBChE-3)을 배양하여 얻은 카탈라제 효소가 과산화수소를 분해하는 것을 확인하고, 미생물 균체를 천연제올라이트에 정전기적 흡착법으로 고정하였다. 주사전자 현미경을 통해 각각의 미생물이 지지체에 잘 흡착된 것이 관찰되었고, 10.5 mM의 과산화수소를 1시간 이내에 완전히 분해되는 것을 확인하였다. 과산화수소 분해 속도가 가장 빠른 Bacillus flexus BKBChE-3은 온도와 pH 영향성 실험을 통해 고온과 pH 10 이상의 강알칼리 조건에서도 30일 이후까지 미생물이 생존하는 것을 관찰하였다. 또한 고정화된 미생물의 경우 온도 $25-40^{\circ}C$, pH 7-10의 조건에서 생균수가 계속하여 증가하는 것을 확인하였다. 본 실험을 통해 Bacillus flexus BKBChE-3이 생산한 카탈라제 효소 뿐만 아니라 고정화된 균체도 과산화수소의 제거에 효과적임을 확인할 수 있었다. 이들 결과로부터 미생물 발효를 통해 생산된 효소의 생산량 증가와 미생물 개체 수 증가를 이용하여 산업폐수에 적용하면, 과산화수소의 제거 효율을 높이고 균체 재활용을 통한 공정비용을 절감할 수 있을 것으로 사료된다.

• KSBB Journal
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• 제15권1호
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• pp.106-111
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• 2000

복숭아심식나방, 사고애모무늬잎말이나방 그리고 왕풍뎅이 는 전국에 퍼져있는 주요 사과원 해충들이다. 본 연구에서는 국내에서 분리된 고충병원성 성충인 Steinernema carpocapsae 와 Steunernema glaseri종을 이용하여 이들 사과원 병해충에 대한 방제효과를 조사하였다. 복숭아심식나방의 경우 S.carpocapsae를 유충 한 마리당 80마리의 농도로 처리했을 때 24시간 후에 100%의 치사율을 보였으나 S. glaseri의 경우 유충 한 마리당 50마리의 농도로 처리했을 때 48시간 후에도 $83.3\pm5.8$%의 치사율을 보였다. 사과애모무늬잎말이나방의 경우 50마리/mL 선충농도로 처리하였을 때 48시간 후에 S.carpocapsae와 S.glaseri의 처리구는 각각 100%와 43.3$\pm$5.8%의 치사율을 보였다. 그러나 왕풍뎅이 5~6령충의 경우 유츙 한 마리당 200~800마리까지 S.carpocapsae와 S.glaseri를 처리하였으나 병원성이 없는 것으로 나타났다. 선충의 토양 침투력은 유충 한 마리당 선충 접종농도가 증가할수록, 그리고 온도가 높을수록 증가되어 $25^{\circ}C$, 50마리/mL 처리구에서 S.carpocapsae가 10cm 깊이까지는 100%의 치사율을, 16~15cm깊이에서는 56.7$\pm$5.8%의 치사율을 보였다.

• KSBB Journal
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• 제29권4호
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• pp.285-296
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• 2014

Although the problems of the algal blooms have been world-widely observed in freshwater, estuary, and marine throughout the year, it is not yet certain what are the basic causes of such blooms. Consequently, it is very difficult to predict when and where algal blooms occur. The constituents of the Asian dust are in a good agreement with the elements required for the algal growth, which suggests some possible relationship between the algal blooms and the Asian dust. There have been frequently algal blooms in drinking water from rivers or lakes. However, there is no any algal blooms in upwelling waters where the Asian dust cannot penetrate into the soil due to its relatively weak settling velocity (size of particles, $4.5{\pm}1.5{\mu}m$), which implies the possible close relationship of the Asian dust with algal blooms. The present initiative study is thus intended firstly in Korea to illustrate such a relationship by reviewing typical previous studies along with 12 years of weekly iron profiles (2001~2012) and two slant culture experiments with the dissolved Asian dust. The result showed bacterial suspected colonies in the slant culture experiment that are qualitatively in a good agreement with the recent Japanese studies. Since the diatoms require cheap energy (8%) compared to other phytoplankton (100%) to synthesize their cell walls by silicate, the present results can be used to predict algal blooms by diatoms if the concentrations of iron and silicate are available during spring and fall. It can be postulated that the algal blooms occur only if the environmental factors such as light, nutrients, calm water surface layer, temperature, and pH are simultaneously satisfied with the requirements of the micronutrients of mineral ions supplied by the Asian dust as enzymatic cofactors for the rapid bio-synthesis of the macromolecules during algal blooms. Simple eco-friendly methods to regulate the algal blooms are suggested for the initial stage of blooming with limited area: 1) to cover up the water surface with black curtain and inhibit photosynthesis during the day time, 2) to blow air (20.9%) or pure oxygen into the bottom of the water and inhibit rubisco for carbon uptake and nitrate reductase for nitrogen uptake activities in algal growth during the night, 3) to eliminate the resting spores or cysts by suction of bottom sediments as deep as 5 cm to prevent the next year germinations.