일반기술

브래디리조비움 자포니쿰을 저온 처리하여 생균력을 증진시키는 방법

Bradyrhizobium japonicum을 저온으로 전처리하여 생균력을 증진시키는 방법이다. 즉 저온 처리하여 고온, 건조, 알코올 및 산화적 스트레스와 같은 여러 환경 스트레스에 내성을 증진시켜 생균력을 증진시키는 것이다. 미생물의 환경 스트레스와 관련하여 저온 전처리 효과에 대한 많은 연구가 있는데, 37℃에서 배양한 대장균을 6시간 10℃에서 저온 전처리한 후 냉동시켰을때 미생물 활성이 높아졌고, 저온 전처리한 Bacillus subtilis 및 Lactococcus lactis subsp. lactis에서도 저온 전처리하지 않은 경우보다 냉동조건에서 큰 생균력을 갖는다. 또 Enterococcus faecalis를 저온 전처리하면 저온 내성이 증가되었으며, 회분식 배양에서 회수한 미생물을 저온 전처리했을때 높은 활성을 나타내었다. 그러나 다양한 미생물 32속 135종을 포함한 259균주 중 냉동에 대한 저항력을 갖는 것은 몇 개의 종과 속에 특이적이고, 오히려 호냉 미생물은 냉동 저장에 오히려 민감하다. 미생물을 저온 전처리한 경우 저온 쇼크에 의해 세포막의 구조변화와 같은 생화학적 반응 및 분자수준에서 CSP(cold shock protein), CAP(cold acclimation protein) 같은 특정 단백질을 생산하며 특정반응(방어기작)을 한다. 질소고정 균주인 Rhozobia는 콩과식물을 감염시켜 뿌리혹을 형성하며 질소고정이 이루어지는데, 질소고정은 토양 중에 존재하는 화합물 형태의 질소로 농업적으로 중요하다. 시비를 하지 않은 토양의 경우 질소 결핍은 당연하나, 이런 토양 조건에서 뿌리혹을 가진 콩과식물은 질소결핍의 문제를 스스로 해결하여 생육이 가능하게 된다. 이와 같은 질소고정 균주를 제제화하기 위한 과정에서 많은 스트레스로 생균력이 떨어지게 되는데, 아직 이런 질소고정 균주를 대상으로 생균력을 증진시키는 방법은 개발되지 않았다. 이에 Bradyrhizobium japonicum을 저온 처리하면 환경 스트레스에 대한 증가된 내성을 갖는 것을 확인하였고, 제제화 과정을 거쳐도 생균력이 유지됨을 확인함으로써 본 기술을 개발하였다. Bradyrhizobium japonicum 균주를 저온 즉 4 내지 15℃에서 6~24시간 전처리하여 생균력을 증진시킨 것이 특징이다. 균주를 제제화하는 과정에서 받게 되는 주요 스트레스로 작용하는 고온, 건조 및 산화적 스트레스 과정에서 모두 저온 전처리하는 것이 상대적으로 높은 생균력 증진효과를 나타내는 즉 내성을 증가시킴으로써, 본 균주를 이용한 미생물농약의 제조에 유용하게 이용된다.‘04년 농촌진흥청 농업화학기술원 심포지움에서 발표된 자료에 의하면 국내 미생물 살균제의 시장은 약 200억원에 이를 것으로 추정되어 미생물 살충제와의 격차를 점차 좁힐 것으로 예상하고 있다. 또 ‘02년 동부한농화학에서 발표한 자료에 의하면 ’10년에 국내 미생물살균제의 시장은 친환경재배와 시설재배를 중심으로 하여 약 180억 규모의 시장을 형성할 것으로 예측되고 있다. 따라서 국내 미생물농약 침투가능 시장은 약 958억 정도로 예측되고 있어 ‘10년이 되면 살균제 중 약 19%를 미생물농약이 차지할 것으로 예상하고 있다.외국의 농약완제품 및 원제 시장을 보면 국내에서도 농약산업의 시장규모는 큰 폭으로 성장하지 않을 것으로 보이나, 소비자의 수요수준의 고급화와 친환경 생산방법에 대한 선호로 인해 친환경 농약의 수요가 비교적 안정적으로 성장할 것으로 전망된다. 생물농약은 합성농약에 비해 고가이면서 방제효과가 떨어져 농민들의 생물농약 사용기피 현상이 뚜렷하고, 등록제품의 수가 많지 않아 급격한 시장 확대는 어려울 것으로 전망된다. 한편, 미생물농약 원제의 발효를 위한 발효설비는 많은 민간기업들이 보유하고 있으며 비교적 대용량의 설비를 활용할 수 있다.