곤충병원성세균 Bacillus thuringiensis(이하 B.t)는 친환경농업에서 주요 작물 보호농자재로 사용되는 생물농약 중의 하나이다. B.t는 그람양성세균이며 포자와 crystal을 형성하고 parasporal inclusion을 형성하며 포자형성기에는 균체 내에 δ-내독소라는 독소단백질을 생성한다. δ-내독소는 곤충이 섭식할 때에 중장세포막에 결합하여 이를 파괴하여 영양분의 흡수를 제한하여 치사에 이르게 한다. 본 연구에서는 기존의 B.t제제에 전혀 노출되지 않은 지역으로 추정되는 충북 영동과 옥천 지역의 산과 강 주변에서 채취한 총 43개의 토양샘플로부터 나방류 해충에 대한 살충활성이 우수한 새로운 B.t를 분리 선발하였다. 토양희석액을 nutrient agar plate에 고르게 도말한 후, 27℃에서 3~4일간 배양하고, 형성된 colony들 중에서 배양특성이 B.t와 유사한 74개의 colony를 선발하였다. 위상차현미경으로 포자형성과 crystal의 형태를 확인하는 과정에서 내독소 단백질 결정체를 형성하는 12개의 B.t를 확보하였고 이들 가운데에서 파밤나방에 대한 살충활성을 보이는 균주를 선발하였다.

Bacillus thuringiensis serovar mogi of a novel serogroup (H3a3b3d), which showed mosquitocidal activity against Anopheles sinensis and Culex pipiens pallens, was isolated from fallen leaves in Mungyeong city, Republic of Korea. In contrast to the complicated plasmid profiles of B. thuringiensis H3 serotype strains, the B. thuringiensis serovar mogi contained only megaplasmid (> 30 MDa) on which the toxin genes were occasionally located. Sequence analysis using 454-pyrosequencing revealed that the megaplasmid harbored at least seven putative cry genes, showing about 84%, 75%, 73%, 58%, 84%, 39% and 75% similarities in amino acid sequences with Cry27Aa, Cry19Ba, Cry20-like, Cry56Aa, Cry39ORF2, Cry8Ba and Cry40ORF2, respectively. These cry genes were cloned to the Escherichia coli-B. thuringiensis shuttle vector, pHT1K, and then introduced into an acrystalliferous B. thuringiensis Cry-B strain for further molecular characterization. To investigate the role of these genes in crystal production, the expression profiles of these toxin genes were analyzed by quantitative real-time PCR (qrtPCR) from the wild type strain as well as transformant strains. The results clearly indicate that the cry39orf2 was the dominant ingredient in the crystal. This novel 3a3b3d type strain, B. thuringiensis serovar mogi, could be used as a good resource for studying unknown mosquitocidal cry genes.

Varieties of Bacillus thuringiensis (Bt) crystal proteins, Cry proteins, have so far been found as one of the most successful biological control agents which are safe to natural environments for a long time. Recently, cry genes encoding these Cry proteins have been widely applied for construction of transgenic crops resistant to pest insects. In this study, through the 3D structure prediction and accompanying mutagenesis study for the Mod-Cry1Ac, 7 and 16 amino acid residues from domain I and II, respectively, responsible for its insecticidal activity against larvae of Spodoptera exigua and Ostrinia furnacalis were identified. To construct novel cry genes with improved insecticidal activity, we randomly mutated these 23 amino acid sequences by in vitro muti site-directed mutagenesis, resulting in totally 24 mutant cry genes. For further characterization, these mutant cry genes were expressed as a fusion protein with polyhedrin using baculovirus expression system. SDS-PAGE analysis of the recombinant polyhedra revealed that expressed Cry proteins was occluded into polyhedra and activated stably to 65 kDa by trypsin. In the further study, we plan to investigate their insecticidal activity against Plutella xylostella, S. exigua and O. furnacalis larvae.

이전 연구에서 protease inhibitor중의 하나인 tannic acid와 파밤나방에 활성이 높은 7 종의 Bacillus thuringiensis에 각각 혼합 처리하여 파밤나방에 살충활성을 실험한 결과, B. thuringiensis subsp. kurstaki KB100에서만 뚜렷한 상승효과를 보였고 tannic acid가 중장액의 protease중 trypsin의 활성을 가장 잘 억제하는 결과를 보였다. 이를 바탕으로 파밤나방 중장액과 trypsin에 대한 tannic acid와 B. thuringiensis strains와의 특성을 비교하고자 파밤나방 중장액 또는 trypsin과 40mM tannic acid를 섞어 반응시킨 후, 7 종의 B. thuringiensis strains parasporal inclusion에 처리하여 단백질의 분해억제 정도를 알아보기 위해 SDS-PAGE를 수행하였다. 그 결과 모든 7 균주의 parasporal inclusion이 약 133kDa크기의 단백질밴드를 나타내는 것으로 보아 분해가 억제된 것을 확인하였다. 반면에 파밤나방 중장액과의 반응에서는 뚜렷한 분해억제 정도를 보인 균은 KB100균주뿐이었다. 그 이외의 6 균주의 parasporal inclusion에서는 약 60~70kDa크기의 단백질밴드를 나타내 중장액에 의해 분해되는 것을 알 수 있다. 따라서 tannic acid는 파밤나방 중장액의 trypsin의 활성을 억제한다고 할 수 있다. 또한. B. thuringiensis KB100균주의 경우에는 다른 6 종의 균주들과는 달리 parasporal inclusion이 tannic acid에 특이적으로 분해가 더욱 억제되어 약 133kDa의 단백질 밴드를 나타낸 것으로 사료된다.

해충저항성 Bacillus thuringiensis (Bt) 벼의 비표적곤충인 벼물바구미(Lissorhoptrus oryzophilus)에 대한 성충 전용살충제 Clothianidin 액상수화제의 살충제 감수성 시험을 실시한 결과, 72시간-LC50은 0.245 ml/L(95% 신뢰한계는 0.195~0.307 ml/L)이었으며, Bt벼의 모본으로 대조로 사용한 낙동벼의 72시간-LC50은 0.257 ml/L(95% 신뢰한계는 0.199~0.331 ml/L)이었다. 72시간-LC50은 낙동벼에서 다소 높았지만, 해충저항성 Bt벼 72시간-LC50이 낙동벼의 95% 신뢰한계 내에 포함되어, 두 품종의 LC50값에 유의성이 없는 것으로 판단된다.

Plasmids from Bacillus thuringiensis have been implicated in pathogenicity as they carry the genes responsible for different types of diseases in mammals and insects. B. thuringiensis serovar mogi of a novel serogroup (H3a3b3d), which showed mosquitocidal activity against Anopheles sinensis and Culex pipiens pallens, was isolated from fallen leaves in Mungyeong city, Republic of Korea. In contrast to the complicated plasmid profiles of B. thuringiensis H3 serotype strains, the B. thuringiensis serovar mogi contained only megaplasmid (> 30 MDa) on which the toxin genes were occasionally located. Sequence analysis using 454-pyrosequencing revealed that the megaplasmid harbored at least seven putative cry genes, showing about 84%, 75%, 73%, 58%, 84%, 39% and 75% similarities in amino acid sequences with Cry27Aa, Cry19Ba, Cry20-like, Cry56Aa, Cry39ORF2, Cry8Ba and Cry40ORF2, respectively. These cry genes were cloned to the Escherichia coli-B. thuringiensis shuttle vector, pHT1K, and then introduced into an acrystalliferous B. thuringiensis Cry-B strain for further molecular characterization. This novel 3a3b3d type strain, B. thuringiensis serovar mogi, could be used as a good resource for studying unknown mosquitocidal cry genes.

곤충병원성세균의 Bacillus thuringiensis(이하 B.t)는 친환경농업의 주요 농자재로 사용되는 생물농약 중의 하나이다. B.t는 그람양성세균이며 spore, crystal를 형성하고 parasporal inclusion를 형성을 한다. 포자 형성기에는 균체 내에 δ-내독소라는 독소단백질을 생성한다. δ-내독소는 곤충이 섭식 시 중장세포막에 binding 된 후 중장을 파괴하여 치사에 이르게 한다. 본 연구에서는 경상북도 김천 지역의 밭과 과수원 토양으로부터 총 8곳에서 sample을 채취하여 살충활성이 우수한 B.t를 분리 선발하고자 하였다. 토양희석액을 nutrient agar plate에 고르게 도말한 후 27℃에서 3~4일간 배양한 후 형성된 colony들 중에서 배양특성이 B.t와 유사한 80개의 colony를 선발하였다. 위상차현미경으로 spore형성과 crystal의 형태를 확인하는 과정에서 내독소 단백질 결정체를 형성하는 16개의 B.t를 확보할 수 있었고, 그중bipyramial형 15개와 irregular형 1개가 확인되었다. 분리선발된 16개 균주의 살충활성을 확인하기 위해, 실내 누대 사육한 나비목 담배거세미나방(Spodoptera litura)에 실험한 결과, 높은 사충율을 나타냈다. 추후에 나비목 파밤나방(Spodoptera exgua)에 대한 살충활성을 확인한 후 SDS-PAGE를 통하여 단백질패턴을 분석할 계획이다.

Bacillus thuringiensis(이하 B. thuringiensis) subsp. kurstaki KB100은 protease inhibitor중의 하나인 tannic acid를 혼합처리 함으로서 파밤나방의 살충활성에 상승효과를 가져왔다. 이를 바탕으로 tannic acid가 B. thuringiensis균주 특이성을 나타내는지 확인하기 위해, 국내 토양으로부터 분리하여 실험실에 보관중인 B. thuringiensis중 파밤나방에 높은 살충활성을 보이는 6개의 균주와 기준균주인 B. thuringiensis subsp. kurstaki HD-1을 선발하여 총 7종의 균주에 각각 tannic acid를 농도별로 처리하여 2령 파밤나방에 대해 생물검정을 실시하였다. 또한 선발된 7개의 균주들의 살충성단백질의 패턴과 파밤나방 중장액에 대한 tannic acid의 단백질분해 저해정도를 알아보기 위해 SDS-PAGE를 수행하였다. B. thuringiensis KB100은 tannic acid의 농도를 높일수록 사충이 증가하다가 80mM농도에서 낮아지는 반면에 B. thuringiensis KB098은 tannic acid의 농도를 높일수록 오히려 사충률의 감소를 보였고, 이외 5개 균주는 tannic acid의 농도와 상관없이 뚜렷한 사충률의 변화를 보이지 않았다. 각 균주의 Parasporal inclusion에 tannic acid를 처리하여 파밤나방 중장액에 반응시켜 parasporal inclusion의 분해정도를 SDS-PAGE로 확인한 결과, 133kDa크기의 단백질밴드를 나타내는 각각의 균주가 생성한 parasporal inclusion은 tannic acid처리 농도에 따라 살충활성을 나타내는 70~60kDa단백질크기로의 분해정도가 각각 다른 것으로 나타났다. 이는 Tannic acid가 B. thuringiensis균주에 따른 특이적인 효과를 나타낼 수 있는 가능성을 보여준다.

Bacillus thuringiensis subsp. aizawai KB098 (이하 KB098 균주)은 파밤나방에 높은 살충 활성을 보인다. 해충에 살충 활성을 나타내는 내독소 단백질은 cry gene에 의해 발현이 되는데 cry gene은 주로 Bacillus thuringiensis의 plasmid DNA 상에 존재한다. KB098의 plasmid DNA를 추출하여 PCR을 수행한 결과, Cry1Aa, Cry1Ab, Cry1C, Cry1D 총 4개의 cry gene을 가지고 있는 것으로 확인되었다. KBM-1은 KB098균주를 curing한 mutant 균주로, KB098균주를 42℃조건에서 48시간 배양하고, UV를 조사하여 확보하였다. KBM-1의 plasmid DNA를 PCR한 결과 KB098에서처럼 Cry1Aa, Cry1Ab, Cry1C, Cry1D의 cry gene이 증폭됨을 알 수 있었다. KBM-1은 KB098처럼 crystal을 암호화하는 plasmid DNA를 가지며, cry gene을 보유하고 있다. 반면 KB098과는 달리 KBM-1 균주는 내독소 단백질을 생성하지 못하며 파밤나방의 생물 활성 검정에서 독성을 나타내지 않았다. 이러한 원인을 밝히고자 KBM-1 plasmid DNA의 특정 cry gene의 PCR 결과, 증폭된 cry 유전자 내에서 염기서열의 변화에 기인할 것이란 가정하에, KB098과 KBM-1 균주의 특정 plasmid DNA 상에서 증폭된 cry gene의 염기서열을 비교분석 할 것이다. 이를 통해 crystal 형성에 관여하는 유전자의 변이 유무를 확인할 계획이다.

나비목유충 소화액의 다양한 Protease는 Bacillus thuringiensis(이하 B. thuringiensis)가 생성한 protoxin의 활성을 결정하는데 가장 중요한 소화효소로 알려져 있다. 나비목유충의 소화효소 중 Serine protease인 trypsin은 단백질 가수분해과정에 주요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 그러나 Protease의 지속적인 가수분해결과 독소 단백질의 불활성화를 초래하여 B. thuringiensis의 살충활성에 부정적인 영향을 초래할 수 있다. 이전 실험에서도 Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki KB100과 protease inhibitor중의 하나인 tannic acid를 혼합하여 중장액에 처리하였을 때, 파밤나방에 대한 살충활성이 높아진 원인으로 protease activity의 감소를 예상할 수 있었다. 따라서 본 실험은 다양한 Protease가 있는 중장액에 protease 특이적기질로 tannic acid가 어떤 종류의 protease activity를 낮추는지 확인하고자 하였다. 파밤나방 중장액과 농도별(10, 20, 40, 80mM) Tannic acid와의 protease activity를 측정 한 결과 tannic acid의 농도가 높아 질 수 록 protease activity(%control)는 각각 83.1±2.1, 77.6±1.6, 68.0±0.4, 40.1±2.2로 감소됨을 확인 하였다. 파밤나방 중장액과 serine(azocasein), trypsin(BApNA, BPVApNA), chymotrypsin(BTpNA, SAAPPpNA, AAVApNA), elastase(SAAApNA, SAAPLpNA) 와의 기질 반응을 분석 한 결과 trypsin 기질에서 protease activity가 높음을 확인 하였다. 추후 연구에서 파밤나방 중장액과 Tannic acid를 반응 시킨 후 기질과의 protease activity를 측정 하고 zymogram을 통해 protease 활성 부분을 연구 할 것 이다.

An assessment was made of the toxicity of 12 insecticides, three essential oils and Bacillus thuringiensis var. israelensis (Bti) alone or in combination with the oil major constituents, (E)-anethole (AN), (E)-cinnamaldehyde (CA) and eugenol (EU), to third instars from bamboo forest collected Aedes albopictus and rice paddy field collected Anopheles sinensis resistant to various groups of insecticides. The toxicity of the test insecticides, essential oils and binary mixtures of Bti and the oil constituents (1:1 ratio) was evaluated using a direct-contact mortality bioassay. Binary mixtures of B.t.i. and CA, AN or EU were significantly more toxic against Ae. albopictus larvae (LC50, 0.0084, 0.0134 and 0.0237 mg/l) and An. sinensis larvae (0.0159, 0.0388 and 0.0541 mg/l) than either B.t.i. (1.7884 and 2.1681 mg/l) or CA (11.46 and 19.43 mg/l), AN (16.66 and 25.11 mg/l) or EU (24.60 and 32.14 mg/l) alone. Based on the co-toxicity coefficient (CC) and synergistic factor (SF), the three binary mixtures operated in a synergy pattern (CC, 140.7–368.3 and SF, 76–213 for Ae. albopictus CC, 75.1–245.3 and SF, 40–136 for An. sinensis).The binary mixtures of Bti and essential oil constituents described, particularly (E)-cinnamaldehyde, merit further study as potential mosquito larvicides for the control of malaria vector mosquito populations in light of global efforts to reduce the level of highly toxic synthetic insecticides in the aquatic environment.

 ,  , The entomopathogenic bacterium, Xenorhabdus sp., was isolated from an entomopathogenic nematode, Steinernema monticolum. When these bacteria were injected into the hemocoel of the diamondback moth, Plutella xylostella, they caused significant mortality. However, the bacterium was not pathogenic when it was administered orally. This study showed that Xenorhabdus sp. significantly enhanced oral pathogenicity of Bacillus thuringiensis (Bt) against the last instar larvae of P. xylostella. Different ratios of culture broth of Xenorhabdus sp. and Bt showed significantly different pathogenicities against P. xylostella. In field tests, the optimal bacterial mixture significantly enhanced control efficacy against P.xylostella compared to Bt treatment alone. These results demonstrated that Xenorhabdus sp. culture broth can be developed as a potent biopesticide by enhancing the insecticidal efficacy of Bt.

Plasmids from Bacillus thuringiensis have been implicated in pathogenicity as they carry the genes responsible for different types of diseases that in mammals and insects. A novel serogroup (H3a3b3d), B. thuringiensis strain K4 which showed mosquitocidal activity against Anopheles sinensis and Culex pipiens pallens, was isolated from fallen leaves in Mungyeong city, Republic of Korea. In contrast to the complicated plasmid profiles of B. thuringiensis H3 serotype strains, the strain K4 (designated as serovar mogi) had only one large plasmid (>200kb) on which the toxin genes were occasionally located. A 454 pyrosequencing was used for the complete sequencing of the large plasmid. The sequence analysis showed that k4 plasmid had at least seven putative cry genes, ending up to showing 84%, 75%, 73%, 58%, 84%, 39% and 75% homology with Cry27Aa, Cry19Ba, Cry20-like, Cry56Aa, Cry39ORF2, Cry8Ba and Cry40ORF2 toxins in amino acids, respectively. This novel 3a3b3d type strain, B. thuringiensis serovar mogi, can be used as a good resource for studying unknown mosquitocidal cry genes. The E. coli-B. thuringiensis shuttle vector, pHT1K was used to clone these cry genes for characterization. In each clone, the level of transcription and production of crystal proteins will be investigated in near the future.

Bacillus thuringiensis (Bt) is characterized by its ability to synthesize crystal toxins and also able to produce bacteriocins such as thuricin, tochicin, entomocin and bacthuricin. The present work, for the first time, describes the biological activity of bacteriocins from B. thuringiensis subsp. cameroun (Btc). Supernatant which was produced from a liquid culture of Btc had antimicrobial activity against various Bt subspecies, ending up to making a inhibition zone on an agar medium. A significant reduction in antimicrobial activity was observed when the supernatant was exposed to heat at 47~50°C for 15 min. Proteins were separated from the supernatant by a fast protein liquid chromatography (FPLC) given the thermal instability. A group of FPLC fractions had antimicrobial activity against Bt subsp. palmanyolensis, israelensis, 1-3, morrisoni, toguchini and kurstaki and a Bacillus. cereus ATCC21768, ATCC14579 and NRRLB-569. Interestingly, when the supernatant was individually incorporated into the liquid cultures of Bt subsp. israelensis (Bti) and mogi (Btm) with mosquitocidal activity, a vegetative cell growth was observed only in the Btm culture 10 h post-incubation. A possible recovery of vegetative Btm cell growth was observed, compared to a control without the supernatant. These results suggest that Btc produced proteinous antimicrobial substances, one of which may be used as a selection marker to separate Btm after possibly conjugating the two mosquitocidal strains.

Bacillus thuringiensis(B.t.)에서 cry gene은 plasmid DNA상에 존재하고 대상 곤충에 살충활성을 나타내는 내독소단백질 형성에 관여하는 주요 유전자이다.파밤나방(spodoptera exigua)에 높은 살충활성을 보이는 B.t. subsp. aizawai KB098 균주의 cry gene이 위치하는 plasmid DNA를 찾기 위해 curing 방법을 사용하였다. KB098균주는 cry1Aa, cry1Ab, cry1C, cry1D 4개의 cry gene을 가지고 있으며, Plasmid DNA는 7개가 확인되었다. Cry gene을 암호화하는 plasmid DNA를 찾기 위한 curing 방법은 LB배지에 KB098균주를 희석 후, 27℃ 진탕배양기에서 24시간 배양한 뒤 NA배지에 spreading 한 후, 42℃조건으로 48시간 배양하여 단일 colony를 얻었다. 위상차현미경으로 관찰했을 때 내독소단백질을 형성하지 않는 colony를 NA배지에 streaking하여 27℃ 조건으로 4일간 배양하였다. 위상차현미경관찰을 통해 내독소단백질을 형성하지 않는 colony를 선발하였다. Curing과정이 제대로 수행되었는지 확인하기 위해 SDS-PAGE를 통하여 분자량 130kDa의 내독소단백질 band가 형성되지 않음을 확인하였으며, PCR증폭을 통해 acrystalliferous균주가 KB098 균주가 가지고 있는 4개의 cry gene을 가지고 있지 않음을 확인하였다. cry gene을 암호화 하는 plasmid DNA를 찾기 위해 KB098균주와 5개의 acrystalliferous균주와의 plasmid DNA pattern을 비교하였다. acrystalliferous균주에서 결실된 plasmid DNA만을 gel elution 한 후에 PCR을 통해 cry gene의 존재를 확인하였다.

Tannic acid가 파밤나방의 중장액에 존재하는 단백질분해효소의 활성을 저해함으로 처리된 Bacillus thuringiensis(이하 B. thuringiensis) subsp. kurstaki KB100균주의 insecticidal crystal proteins(ICPs)의 과분해를 억제하며 살충활성을 상승시키는 효과가 있다는 연구결과를 기초로, tannic acid의 protease inhibition여부 및 tannic acid가 B. thuringiensis KB100균주의 parasporal inclusion에 미치는 영향을 조사하였다. Tannic acid와 파밤나방 중장액을 먼저 혼합하여 반응시킨 후 B. thuringiensis KB100의 parasporal inclusion에 처리하여 SDS-PAGE를 통해 단백질밴드를 확인한 결과, 중장액내의 단백질분해효소에 의해 정상적으로 분해되어 60KDa의 살충활성을 나타내는 독소단백질 밴드를 나타냈다. 따라서 tannic acid에 의한 살충활성증대의 정확한 영향을 확인하기 위해, B. thuringiensis의 parasporal inclusion과 먼저 혼합하여 반응시킨 후 파밤나방 중장액을 처리하고 단백질 밴드패턴을 확인한 결과 전독소인 130kDa의 단백질이 거의 분해되지 않고 나타났다. B. thuringiensis KB100의 parasporal inclusion과 tannic acid을 먼저 혼합하여 반응시킨 것을 위상차현미경하에서 확인한 결과, tannic acid의 농도가 높아질수록 parasporal inclusion이 응집하여 있는 것이 확인되어, tannic acid가 파밤나방 중장 내 소화효소에 반응하는 영향보다 B. thuringiensis 독소단백질의 응집을 통해 소화효소의 분해저해 원인 가능성을 확인하였다.

Bacillus thuringiensis (Bt) is characterized by its ability to synthesize crystal toxins and also able to produce bacteriocins such as thuricin, tochicin, entomocin and bacthuricin. The present work, for the first time, describes the biological activity of bacteriocins from B. thuringiensis subsp. cameroun (Btc). Supernatant which was produced from a liquid culture of Btc had antimicrobial activity against Bacillus cereus, ending up to making a inhibition zone on an agar medium. A significant reduction in antimicrobial activity was observed when the supernatant was exposed to heat at 75~100°C for 15 min. Proteins were separated from the supernatant by a fast protein liquid chromatography (FPLC) given the thermal instability. A group of FPLC fractions had antimicrobial activity against Bt subsp. palmanyolensis, israelensis, 1-3, morrisoni, toguchini and kurstaki, and B. cereus ACTC21768, ATCC14579 and NRRLB-569. Interestingly, when the supernatant was individually incorporated into the liquid cultures of Bt subsp. israelensis (Bti) and mogi (Btm) with mosquitocidal activity, a vegetative cell growth was observed only in the Btm culture 10 h post-incubation. A possible recovery of vegetative Btm cell growth was observed, compared to a control without the supernatant. These results suggest that Btc produced proteinous antimicrobial substances, one of which may be used as a selection marker to separate Btm after possibly conjugating the two mosquitocidal strains.

cry gene은 Bacillus thuringienesis(B.t.)에서 대상 곤충에 살충활성을 나타내는 내독소단백질을 형성하는 주요 유전자로 특정 plasmid DNA상에 암호화되어 있 다. B.t. subsp. aizawai KB098 균주는 파밤나방(spodoptera exigua)에 높은 살충 활성을 보이는 균주로 본 연구에서는 이 균주의 cry gene이 위치하는 plasmid DNA를 찾고자 하였다. 본 실험에 이용된 KB098균주는 cry1Aa, cry1Ab, cry1C, cry1D 4개의 cry gene을 가지고 있으며, Plasmid DNA는 7개가 확인되었다. Cry gene을 암호화하는 plasmid DNA를 찾기 위해 acrystalliferous균주가 필요하였으 며, 42℃조건으로 48시간 열처리 후 새로운 배지에 27℃ 조건으로 3일간 재배양 하여 sporulation단계에서 위상차현미경관찰을 통해 내독소단백질을 형성하지 않 는 colony를 autolysis 단계까지 배양한 후에 위상차현미경으로 재확인하여 확보 할 수 있었다. 획득한 14개의 acrystalliferous를 균주 중, 서로 다른 pattern의 plasmid DNA를 갖는 5개의 균주를 선발하였고, acrystalliferous재확인을 하기 위 해 SDS-PAGE를 통하여 내독소단백질의 분자량인 130kDa의 band가 형성되지 않음을 확인하였으며, PCR증폭을 통해 acrystalliferous균주가 KB098 균주가 가 지고 있는 4개의 cry gene을 가지고 있지 않음을 확인하였다. cry gene을 암호화 하는 plasmid DNA를 찾기 위해 KB098균주와 선발한 5개의 균주와의 plasmid DNA pattern을 비교한 결과, 두 개의 plasmid DNA band에서의 차이가 확인되 었다.

Bacillus thuringiensis (Bt) strain K4 was isolated from fallen leaves which had been collected at a forest stand in Mungyeong city, Republic of Korea. The flagellated vegetative cells of Bt K4 were agglutinated with the H3 reference antiserum among 55 reference H-antisera. In a further test to identify subfactors, 3b and 3d monospecific antisera were reactive to the cells, followed up with introducing a novel serogroup of 3a3b3d, designated as serovar mogi. The strain K4 had mosquitocidal activity against Dipteran larvae, Anopheles sinensis and Culex pipiens pallens, with no Lepidopteran toxicity observed. The SDS-PAGE profile of K4 crystal protein, ovoidal-shaped, included several bands ranging from 30-75 kDa. Four putative peptides, Cry19Ba, Cry40ORF2, Cry27Aa and Cry20Aa were detected from the bands by a nano-LC-ESI-IT MS analysis. Through a thermal asymmetric interlaced PCR, cry19Ba, cry40ORF2 and cry27Aa genes were partially cloned from K4 strain. Three cry genes were further found in the strain by a 454 pyrosequencing, ending up to showing 58%, 39% and 84% homology in amino acids with Cry56Aa, Cry8Ba and Cry39ORF2 toxins, respectively. This novel 3a3b3d type strain, B. thuringiensis subsp. mogi, can be used as a good resource for studying unknown mosquitocidal cry genes.

The impact of transgenic Bt maize plant contained Cry1F was evaluated on the oat aphid Rhopalosiphum padi as a non-target insect species. Slightly reduced rates of survival and alata vivipar production were observed on Bt maize than on the non-Bt maize. In addition, slightly low preference to Bt maize plant was observed. Aphid fecundity, measured as the number of offspring produced for 7 days, was higher on Bt maize than on non-Bt maize but not different significantly. ELISA test using Cry1F-antibody revealed that 26% of Cry1F protein compared to the positive control was detected from the whole body of R. padi when the insects were fed Bt maize for 50 days, showing that R. padi can carry Cry1F protein to the higher trophic level when exposed to Bt maize. Taken together, the Bt maize plant is not likely to cause any negative side impacts on non-target insect R. padi but Bt toxin can be transferred to higher predators via R. padi as it carries the toxin.