생물방제균 Bacillus subtilis YB-70의 외부 Urease 유전자 도입과 길항력 증강 = Urease Gene Transfer of Antagonistic Bacillus subtilis YB-70 and Increased Antagonistic Effect

국문 초록 (Abstract)

토양내 미생물개체군 중 우점화 능력이 강한 길항균주에 타 길항기작을 추가적으로 부가하여 다기능적 생물방제균을 육종하고자 하였다. 이를 위해 최근 생물방제균으로 주목받고 있는 Enterobacter cloacae의 길항기작이 이 균에 의해 토양내에 생산되는 휘발성 암모니아이었다는 보고를 근거로 하여, 이미 일련의 식물근부균 생물방제연구에서 선발된 식물방제균 Bacillus subtilis YB-70에 암모니아 생산에 필요한 urease 유전자를 유전적으로 부가함으로써 식물근부균 F. solani에 대한 길항력이 훨씬 강화된 생물방제균을 육종할 수 있었다. Urease 유전자는 토양세균 중 urease 생산능이 가장 큰 Bacillus pasteurii의 urease gene library (10.7 Kb)를 B. subtilis YB-70에 가장 잘 발현되는 plasmid vector pGB215-110의 HindⅢ site에 삽입하였으며, 이렇게 제작된 urease 함유 recombinant plasmid (pGU266)을 생물방제균 B. subtilis YB-70에 alkali cation competent transformaiton으로 도입시켰다. 이때 transformation의 최적 조건을 조사한 결과 PEG 40% 존재하에 2.5 ㎍/㎖의 DNA첨가로 가장 높은 형질전환율을 얻을 수 있었으며 일단 도입된 urease 유전자는 상당히 안정하게 B. subtilis YB-70 내에서 유지되었으며, 그 transformation된 recombinant plasmid의 존재도 Birnboim방법으로 agarose gel 상에서 확인할 수 있었다. 또한 urease 유전자가 도입된 형질전환체 B. subtilis (pGU266)은 urease gene이 도입되지 않은 B. subtilis YB-70에 비해 식물근부균 F. solani에 대한 길항력이 훨씬 증강됨도 확인되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

To genetically breed powerful multifunctional antagonistic bacteria, the urease gene of alkalophilic Bacillus pasteurii was transferred into Bacillus subtilis YB-70 which had been selected as a powerful biocontrol agent against root-rotting fungus Fusarium solani. Urease gene was inserted into the HindⅢ site of pG215-110 and designated pGU266. The plasmid pGU266 containing urease gene was introduced into the B. subtilis YB-70 by alkali cation transformation system and the urease gene was very stably expressed in the transformant of B. subtilis YB-70(pGU266). The optimal conditions for the transfomation were also eveluated. From the in vitro antibiosis tests against F. solani, the antifungal activity of B. subtilis YB-70 containing urease gene was much efficient than that of the non-transformed strain. Genetic improvement of B. subtilis YB-70 by transfer of urease gene for the efficient control seemed to be responsible for enhanced plant growth and biocontrol efficacy by combinding its antibiotic action and ammonia producing ability.