Bacillus thuringiensis (Bt) is currently the most commonly used microbial pesticide. In the previous study, Bt IMBL-B9 known for its high toxicity against Spodoptera exigua, S. frugiperda and Plutella xylostella was characterized. To develop novel biopesticide, optimization of culture medium is required for the cost-effective mass production for toxin production of IMBL-B9. Through experimental design by Plackett-Burman design, ingredients that significantly influenced the production of IMBL-B9's toxin were selected. Using these results, the novel culture medium for IMBL-B9 was developed and the toxin yield of IMBL-B9 was significantly increased than conventional media by using this medium. These results could be useful for the development of biopesticides.

본 연구에서는 MnSO4이 B. thuringiensis의 곤충독소 형 성에 미치는 영향을 분석하여 신속 검출배지 개발의 기초 자료를 제안하고자 하였다. 본 실험에 사용한 균주는 순 천대학교 식품위생안전실험실에 보관되어 있던 B. thuringiensis reference 1주(KCTC 1511)와 식품에서 분리 된 wild type strain 9주를 사용하였다. B. thuriengiensis의 곤충독소 생성 확인은 식품의약품안전처의 곤충독소 확인 시험법에 따라 실험하였다. 0.005%-MnSO4이 첨가된 Nutrient agar는 배양 48시간에 3개 평판 중 2개 평판 (66.6%)에서 곤충독소가 관찰되었고, 120시간에 3개 평판 (100%) 모두에서 곤충독소가 관찰되었다. AK agar는 48 시간 배양 후 3개 평판 중 1개 평판(33.3%)에서 곤충독소 가 관찰되었으며, 배양 120시간에 3개 평판(100%) 모두에 서 곤충독소가 관찰되었다. 이러한 결과는 포자형성에 사 용되는 AK agar보다 식품공전에서 제시하고 있는 포자형 성 배지인 0.005%-MnSO4 Nutrient agar가 B. thuringiensis 의 곤충독소를 신속하게 생성시키는 것으로 나타났다. B. thuringiensis 10개 균주를 24시간 배양하여 관찰한 결과, 0.000%-MnSO4 배지에서 10개 평판 중 1개 평판(10%), 0.001%-MnSO4이 첨가된 배지의 10개 평판 중 2개 평판 (20%)에서 곤충독소가 관찰되었다. 0.002%-MnSO4이 첨가 된 배지는 10개 평판 중 3개 평판(30%)에서 곤충독소가 관찰되었다. 0.003%-0.009%-MnSO4이 첨가된 배지에서는 곤충독소가 관찰되지 않았다. 이러한 결과로 보아 24시간 배양 시까지는 0.002%-MnSO4이 첨가된 Nutrient agar가 B. thuringiensis의 곤충독소를 가장 신속하게 생성시키는 것으로 나타났다. B. thuringiensis의 곤충독소는 포자형성 과 동시에 생성된다는 보고와 MnSO4이 포자형성에 기여 한다는 보고를 종합하여 보면, MnSO4이 B. thuringiensis 의 포자형성을 가속화하고 이로 인해 곤충독소도 신속하 게 생성된 것으로 판단된다. 따라서 B. thuringiensis의 곤 충독소를 신속하게 생성하기 위해 기존 식품공전에서 제 시하고 있는 Nutrient agar보다 0.002%-MnSO4이 첨가된 Nutrient agar를 사용하는 것이 효율적일 것으로 판단된다. 그러나 Nutrient agar와 0.002%-MnSO4 Nutrient agar의 24 시간 배양 후 곤충독소 생성율의 차이는 작게 나타나 다 수의 wild type B. thuringiensis를 대상으로 추가적인 연구 가 필요할 것으로 판단된다.

본 연구는 LMO 유전산물의 위해성평가를 위해 바실러스로부터 증폭된 Vip3Aa 유전자를 이용하여 대장균에서 단백질 순수분리 하였으며, MALDI-TOP 분석법을 통해 기존의 알려진 살충성 Vip3Aa 단백질과 동등한 단백질임을 증명하였다. 순수 분리한 Vip3Aa 단백질을 이용하여 꿀벌 과독성 급성섭식독성평가를 수행하였다. 그 결과 무처리군, Hepes buffer, Vip3Aa 단백질 처리군 모두 치사 및 일반 중독증상을 보이는 개체는 발견되지 않았다. 이 결과를 통해 Vip3Aa 단백질은 꿀벌에 위해성을 나타내지 않는다는 결론을 얻을 수 있었다. 본 연구 결과는 향후 국내 LMO 유전자산물 위해성평가에 유용하게 활용될 것이라 사료 된다.