• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제4권1호
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• pp.12-16
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• 1999

Xenorhabdus nematophilus sp., an insect-pathogenic bacterium, was newly isolated from Korean entomopathogenic nematode of Steinernema carpocapsae, which can be used as a useful bioinsecticide. Primary and secondary form variants of Xenorhabdus nematophilus were observed when cultured in vitro. Primary form variants adsorbed bromothymol blue, while secondary form did not. However, many other characters of two variants were very similar. The variants were all rod-shaped and cell size was highly variable ranging from 0.5 by 2.0 ${\mu}$m to 1.0 by 5.0 ${\mu}$m. Both produced highly toxic substances and killed the insect larva within 20∼38 hr, indicating that insect pathogenicity of Xenorhabdus is not directly associated with its phase variation. In addition, cell-free culture supernatant of Xenorhabdus was sufficient to kill the insect larva by injecting it ito insect hemolymph; however, cell-harboring culture broth was more effective for killing the insect. The use of Xenorhabdus nematophilus may provide a potential alternative to Bacillus thuringiensis (Bt) toxins.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권11호
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• pp.1536-1543
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• 2013

Proteases produced by Xenorhabdus are known to play a significant role in virulence leading to insect mortality. The present study was undertaken to purify and characterize protease from Xenorhabdus indica, an endosymbiont of nematode Steinernema thermophilum, and to decipher its role in insect mortality and its efficacy to control Helicoverpa armigera. A set of 10 strains of Xenorhabdus isolated from different regions of India were screened for protease activity on the basis of zone of clearing on gelatin agar plates. One potent strain of Xenorhabdus indica was selected for the production of protease, and the highest production (1,552 U/ml) was observed at 15-18 h of incubation at $28^{\circ}C$ in soya casein digest broth. The extracellular protease was purified from culture supernatant using ammonium sulfate precipitation and ion-exchange chromatography. The enzyme was further characterized by SDS-PAGE and zymography, which confirmed the purity of the protein and its molecular mass was found to be ~52 kDa. Further MALDI-TOF/TOF analysis and effect of metal chelating agent 1,10-phenanthrolin study revealed the nature of the purified protease as a secreted alkaline metalloprotease. The bioefficacy of the purified protease was also tested against cotton bollworm (Helicoverpa armigera) and resulted in $67.9{\pm}0.64%$ mortality within one week. This purified protease has the potential to be developed as a natural insecticidal agent against a broad range of agriculturally important insects.

• 한국응용곤충학회지
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• 제49권3호
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• pp.241-249
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• 2010

Xenorhabdus 및 Photorhabdus 두 곤충병원세균은 곤충의 아이코사노이드 생합성을 억제하여 면역작용을 저하시키는 인자로 알려지고 있다. 본 연구는 이들 세균의 배양액을 이용하여 배추좀나방(Plutella xylostella)을 방제하는 새로운 생화학농약을 개발하려 추진되었다. 두 세균 배양액의 단독 처리는 배추좀나방의 생존력에 뚜렷한 영향을 주지 않았다. 그러나 비티(Bacillus thuringiensis) 생물농약과 혼합하여 처리할 경우 비티 단독 처리에 비해 배추좀나방 4령충에 대해서 현격하게 높은 병원성 증가효과를 주었다. 배양액의 세균 활성을 조사하기 위해 이 세균 배양액을 고온 멸균 및 $0.2\;{\mu}m$ 여과 멸균 처리하였다. 이렇게 처리된 멸균 배양액은 세균이 생존했던 배양액과 차이 없이 비티 생물농약의 병원력을 상승시켰다. X. nematophila 배양액에서 유래된 세 가지 대사물질도 세균배양액과 유사한 비티 병원력 상승효과를 보였다. 야외 배추좀나방 방제 시험에서도 세균배양액은 비티 생물농약의 방제가를 상승시키는 효과를 나타냈다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제49권3호
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• pp.251-259
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• 2010

톱다리개미허리노린재(Riptortus clavatus)의 장내세균이 분리되었다. 형태학적 분석과 생화학적 분석을 통하여 세균이 Staphylococcus succinus와 가장 유사한 것으로 동정되었다. 16S rRNA 유전자의 염기서열은 이러한 동정 결과를 뒷받침했다. 페니실린G를 톱다리개미허리노린재 성충에게 경구투여 하였을 때 장내세균 밀도 감소와 치사 효과를 유발하였다. 동일한 방법으로 곤충병원세균(Xenorhabdus nematophila)의 세 가지 대사물질(benzylideneacetone, proline-tyrosine, and acetylated phenylalanine-glycine-valine)을 처리하였을 때, 톱다리개미허리노린재 장내세균의 밀도감소와 치사효과를 확인하였다. 이러한 결과는 톱다리개미허리노린재의 장내세균이 Staphylococcus sp.이며, 곤충병원세균 대사물질의 항균 활성이 장내세균과 궁극적으로 톱다리개미허리노린재의 생존에 영향을 미친다는 것을 제시하였다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제58권2호
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• pp.101-109
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• 2019

곤충병원선충인 Steinernema longicaudum에 공생하는 Xenorhabdus ehlersii KSY 세균은 나방류에 대한 높은 병원력을 발휘한다. 본 연구에서 이 세균의 병원력이 아이코사노이드 생합성을 억제하여 기주 곤충의 면역 저하를 유발한다는 것을 확인하였다. 그러나 이 세균의 병원력은 혈강 주입에 의해 야기된다. 섭식을 통해 이 세균을 혈강으로 전달하기 위해 곤충의 중장벽을 파괴하여 병원력을 발휘하는 Bacillus thuringiensis(Bt)와 혼합하여 처리하였다. 배추좀나방(Plutella xylostella) 유충에 대해서 X. ehlersii 세균 배양액의 혼합 처리는 Bt 살충력을 현격하게 증가시켰다. 이러한 살충효과는 또 다른 나비목 해충인 콩명나방에 대해서도 확인되었다. 제형화를 위해 X. ehlersii 세균 배양액을 동결건조하여 Bt 수화제와 혼합하였다. 이를 기반으로 간이 포장실험을 수행하였다. Bt 단독으로 처리한 결과 약 80%의 방제 효과를 보인 반면 X. ehlersii 혼합제는 95% 이상의 방제효과를 나타냈다. 본 연구는 곤충병원세균 X. ehlersii가 새로운 해충 방제제로 개발될 가능성을 제시하고 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권8호
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• pp.1627-1635
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• 2024

The inhabitation and parasitism of root-knot nematodes (RKNs) can be difficult to control, as its symptoms can be easily confused with other plant diseases; hence, identifying and controlling the occurrence of RKNs in plants remains an ongoing challenge. Moreover, there are only a few biological agents for controlling these harmful nematodes. In this study, Xenorhabdus sp. SCG isolated from entomopathogenic nematodes of genus Steinernema was evaluated for nematicidal effects under in vitro and greenhouse conditions. The cell-free filtrates of strain SCG showed nematicidal activity against Meloidogyne species J2s, with mortalities of > 88% at a final concentration of 10%, as well as significant nematicidal activity against the three other genera of plant-parasitic nematodes in a dose-dependent manner. Thymine was isolated as active compounds by assay-guided fractionation and showed high nematicidal activity against M. incognita. Greenhouse experiments suggested that cell-free filtrates of strain SCG efficiently controlled the nematode population in M. incognita-infested tomatoes (Solanum lycopersicum L., cv. Rutgers). In addition, a significant increase in host plant growth was observed after 45 days of treatment. To our knowledge, this is the first to demonstrate the nematicidal activity spectrum of isolated Xenorhabdus species and their application to S. lycopersicum L., cv. Rutgers under greenhouse conditions. Xenorhabdus sp. SCG could be a promising biological nematicidal agent with plant growth-enhancing properties.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제24권5호
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• pp.623-626
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• 2003

Nematophin and its analog incorporating tryptamine unit have been isolated and characterized from strain XRPC of a symbiotic bacterium Xenorhabdus nematophilus, which was newly isolated from Korean entomopathogenic nematodes. The stereoselective synthesis of these compounds was accomplished, and the relative configurations were determined. Nematophin exhibited potent antibacterial activities over several strains of methicillin-resistant S. aureus (MRSA) comparable to those of vancomycin.

• KSBB Journal
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• 제15권1호
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• pp.100-105
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• 2000

국내에서 서식하고 있는 곤충병원성 선충 Stemernema Carpocapsae로 부터 분리$\cdot$동정된 Xenorhabdus nematophilus를 대상으로 최적배지조성과 배양조건, 상변화 특성 및 곤충 독성물질 역기를 조사하였다. 균주의 최적배치 조성은 50-70g/L yeast extract, 3 g/L $K_{2}HPO_{4}$, 1g/L $NH_{4}H_{2}PO_{4}$, 2g/L ${MgSO}_4$$\cdot$${7H}_{2}O$,10g/L NaCl 이였으며, yeast extract의 농도가 균주성장 제한인자로 작용하였다. Yeast extract 농도에 대한 비성장속도의 의존도를 Monod equation을 가정하여 비교해 본 결과, 최대 비성장속도는 0.13 $ht^{-1}$이고 Monod 상수값은 20 g/L였다. 배양 배치의 pH는 초기 6-7에 관계없이 성장이 진행됨에 따라서 약 8.5-9.5까지 증가하였으며, 7L fermentor배양에서는 균주의 비성장속도가 약 0.18 $ht^{-1}$로 flask배양보다 1.4배 더 증가하였다. 상변화의 경우 정지기에서도 fermentor배양과 flask배양 모두 약 90% 이상 phase I이 유지되었다. 한편 꿀벌부채명 나방에 대한 구강독성을 시험해 본 결과, X. nematophilus 균주를 유충사료에 첨가하면 꿀벌부채명나방 유충의 정상적인 성장을 저해하였으며, 20여일 경과 후 완전히 유충을 사멸시키는 것을 확인하였다. 배양 상등액을 유충에 직접 주사하였을 때 배양 24 시간인 지수성장기 초기에 가장 독성이 강하였으며, 배양시간이 경과함에 따라 독성이 점차 감소하였다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제51권1호
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• pp.39-45
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• 2012

곤충병원세균인 제노랍두스($Xenorhabdus$ sp.)는 곤충병원선충인 $Steinernema$ $monticolum$으로부터 분리되었다. 이 세균 배양액을 배추좀나방($Plutella$ $xylostella$) 혈강에 주입할 경우 높은 병원력을 나타내지만, 섭식 처리할 경우 낮은 병원력을 보였다. 본 연구는 이 제노랍두스 세균 배양액이 $Bacillus$ $thuringiensis$(비티)와 혼합하여 배추좀나방 종령충에 처리할 경우 비티의 병원력을 뚜렷하게 증가시키는 것을 보였다. 또한 제노랍두스 배양액과 비티의 혼합비율을 달리할 경우 병원력이 크게 차이를 보였다. 최적의 두 세균 혼합비율을 이용하여 야외에 발생한 배추좀나방에 처리하였으며, 비티 단독처리에 비해 뚜렷이 상승된 방제 효과를 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 제노랍두스 배양액을 비티와 혼합하여 새로운 미생물 살충제로 개발할 수 있는 가능성을 제시했다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제22권4호
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• pp.372-374
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• 2001

Three simple carboxamides incorporating the phenethylamine moiety have been isolated from strain XR-NC of a symbiotic bacterium Xenorhabdus nematophilus. Their structures were identified by spectroscopic data and synthesis. The compounds exhibited significant cytotoxicities against human cancer-cell line, viz. the gastric adenocarcinoma, colon adenocarcinoma and lung adenocarcinoma.