식물 성장 촉진 활성을 가진 Bacillus amyloliquefaciens Y10에 의한 가금 우모의 분해 및 생산된 우모 분해산물의 생리활성 = Degradation of Poultry Feathers by Bacillus amyloliquefaciens Y10 With Plant Growth-promoting Activity and Biological Activity of Feather Hydrolyzates

국문 초록 (Abstract)

가금류 우모는 환경오염 물질이자 병원성 세균의 저장소로 간주되는 축산폐기물이다. 따라서 우모 폐기물을 관리하기 위한 지속 가능하고, 환경친화적인 방법을 개발하는 것은 매우 중요하다. 본 연구는 폐기된 닭의 우모로부터 분리된 Y10 균주를 동정하고, 특성화하기 위하여 수행되었다. Y10 균주는 표현형 및 16S rRNA 유전자 분석을 통해 Bacillus amyloliquefaciens에 속하는 것으로 확인되었다. B. amyloliquefaciens Y10은 곰팡이 세포성분을 분해하는 효소(cellulase, lipase, protease and pectinase), siderophore, 암모니아 및 IAA 생성과 같은 식물 성장 촉진 활성을 나타내었다. 나아가 Y10 균주는 일부 식물병원성 곰팡이의 균사체 생육을 억제할 수 있었다. 기본배지에 탄소원으로 sucrose 0.1%, 질소원으로 casein 0.05%를 첨가한 후, 배지의 pH를 10으로 조정하여 35℃에서 배양했을 때, 실험균주에 의한 우모 분해율은 기본배지 대비 약 2배 증가되었으며, 배양 4일에 우모는 완전히 분해되었다. 또한 실험균주는 개선된 조건에서 오리 우모, 양모, 사람의 손발톱과 같은 다양한 케라틴 기질을 분해할 수 있었다. Y3 균주를 이용하여 조제된 우모 분해산물은 DPPH 라디칼 소거능(EC50 = 0.38 mg/ml)과 SOD 유사활성(EC50 = 183.7 mg/ml)과 같은 항산화능이 있음을 확인하였다. 이 결과는 실험균주는 케라틴 폐기물의 미생물학적 처리뿐만 아니라 농축산 산업에 적용할 수 있는 생물 비료, 생물 농약 및 사료첨가제 개발의 잠재적인 후보가 될 수 있을 시사한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study was conducted to characterize strain Y10, isolated from discarded chicken feathers. Strain Y10 was identified as Bacillus amyloliquefaciens through phenotypic and 16S rRNA gene analysis. B. amyloliquefaciens Y10 exhibited plant growth-promoting activities, including the production of fungal cell-degrading enzymes (cellulase, lipase, protease, and pectinase), siderophores, ammonia, and indoleacetic acid. Furthermore, strain Y10 was able to inhibit the mycelial growth of several phytopathogenic fungi. When 0.1% sucrose as a carbon source and 0.05% casein as a nitrogen source were added to the basal medium, adjusted to pH 10, and cultured at 35°C, the degradation rate of chicken feathers by strain Y10 was about two times higher than that of the basal medium, with the feathers almost completely degraded in four days. Strain Y10 also degraded various keratin substrates, including duck feathers, wool, and human nails. It was confirmed that the feather hydrolyzates prepared using strain Y10 exhibited antioxidant activities, such as 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical scavenging activity (EC50 = 0.38 mg/ml) and superoxide dismutase-like activity (EC50 = 183.7 mg/ml). These results suggest that B. amyloliquefaciens Y10 is a potential candidate for the development of bioinoculants and feed additives applicable to the agricultural and livestock industries, as well as the microbiological treatment of keratin waste.