In this study, Bacillus velesensis TJS119, isolated from freshwater, demonstrated growth inhibition against insect pathogenic fungi. The culture medium of the B. velezensis TJS119 strain underwent sequential fractionation with n-hexane, chloroform, ethyl acetate, n-butanol, and water. Notably, the n-butanol fraction exhibited significant antifungal activity against Metarhizium anisopliae and Beauveria bassiana. LC/MS analysis of antifungal peaks identified the production of various lipopeptides by B. velezensis TJS119, including two types of iturin A (C14, C15), four types of fengycin A (C14, C15, C16, C17), and two types of fengycin B (C16, C17). The antifungal efficacy of Iturin A and Fengycin against insect pathogenic fungi was further validated using the paper disc diffusion method. These findings underscore the potential of B. velezensis TJS119 as a promising candidate for future research and applications in the realm of agricultural biological controls against fungal diseases.

Protaetia brevitarsis seulensis larvae from industrial insects are traditionally recognized as functional health foods in South Korea. We evaluated the immuno-modulatory effects of feeding beneficial microorganism (Bacillus velezensis TJS119) to P. brevitarsis larvae as a dietary source. In this study, we investigated the immune-enhancing activities of P. brevitarsis larvae hot-water extract (PLW) and PLW after treatment with B. velezensis TJS119 (PLWB) using the RAW 264.7 macrophage cell line. We examined the effects of PLWB on cell proliferation, cytokine production, and nitric oxide production in RAW264.7 cells. PLWB showed no cytotoxicity at concentrations ranging from 7.8 to 1,000 μg/mL in RAW264.7 cells. Treatment with PLWB increased the production of nitric oxide and pro-inflammatory cytokines [tumor necrosis factor-alpha (TNF-α), interleukin-6 (IL-6), and interleukin-1β (IL-1β)] at doses of 62.5 to 1,000 μ g/mL in RAW264.7 cells. As a result, PLWB exhibited a stronger immune-enhancing effect compared to PLW. In conclusion, the results of this study offer experimental evidence to support the potential utilization of PLWB as an immunity-enhancing nutraceutical ingredient.

Bacillus velezensis TJS119 was isolated from the freshwater, and antagonistic activity against of pathogenic fungi. Strain TJS119 showed a broad spectrum of antagonistic activities many fungal pathogens, including the green muscardine fungus Metarhizium anisopliae. The whole-genome sequence of B. velzensis TJS119 was analyzed using the illumina platform. The genome comprises a 3,809,913 bp chromosome with a G + C content of 46.43%, 3,834 total genes, 10 rRNA and 73 tRNA genes. The genome contained a total of 8 candidate gene clusters (difficidin, fengycin, bacillaene, macrolactin, bacillibactin, bacilysin, surfactin and butirosin) to synthesize secondary metabolite biosynthesis. Overall, our data will aid future studies of the biocontrol mechanisms of B. velezensis TJS119 and promote its application in insect disease control.

장수풍뎅이(Trypoxylus dichotomus)는 오래 전부터 애완·학습용으로 활용되는 정서곤충으로 곤충산업의 씨 앗이 되는 중요한 곤충이다. 2012년 청원군에서 처음 장수풍뎅이 유충이 일제히 사망한 사례가 있고 2014년부터 비슷한 증상의 사례가 전국적으로 발생했다. 2015년에는 이러한 원인이 장수풍뎅이 누디바이러스(Oryctes rhinoceros nudivirus, OrNV)로 인한 것임이 밝혀졌고 2017년에 raw sequencing data가 NCBI에 공개되었지만 추가 분석은 이루어지지 않았다. 따라서, 우리는 국내 장수풍뎅이에서 분리한 누디바이러스(Trypoxylus dichotomus nudivirus, TdNV-KR)로 명명하고, NCBI로부터 수집한 Malaysia, Solomon Islands, Indonesia, Philippines, Palau strain의 OrNV sequence와 비교 분석하였다. 그 결과, TdNV-KR의 genome size는 126,408bp임을 확인하였고 다른 OrNV strain이 비해 가장 적은 open reading frames(ORF)를 가지고 있었으며, 3개의 ORF가 TdNV genome에서만 부재함을 확인했다. 또한, Nudivirus core genes의 아미노산 염기서열 비교에서는 Single-nucleotide polymorphism 과 indels(insertion/deletion)로 인해 highly conserved 한 OrNV strain의 sequence들에 비해 TdNV의 시퀀스는 많은 변이/차이를 보였다. 우리의 연구는 누디바이러스의 종간 전파에 대한 이해도를 높이고, 바이러스 간의 유연관계 를 확인함으로써 유입 경로를 추정하여 산업곤충의 질병을 효과적으로 예방하는 데 기여할 것이다.

흰점박이꽃무지 (Protaetia brevitarsis) 유충은 동아시아에서 식용 및 약용으로 널리 사용되고 있다. 흰점박이꽃무지 수요 증가로 인해 유충의 대량 사육 방법이 필요하지만 좁은 공간에서 대량으로 유충을 사육할 경우 곤충 병원성 질병 감염에 취약해진다. Metarhizium anisopliae는 흰점박이꽃무지 유충에 치명적인 곤충 병원성 곰팡이 중 하나이다. 이를 저해하기 위해 항진균 성분이 함유된 옻나무 (Rhus verniciflua Stokes) 추출액을 첨가하였고, 연구 결과 1% 옻나무 추출액을 첨가한 경우 녹강균에 의한 유충의 치사율이 유의미하게 낮았다. 또한 일반톱밥을 급여한 대조구에 비해 옻나무 추출액 처리구에서 유충의 무게가 더 무거웠고 유충 기간이 짧아 지는 것을 확인하였다. 따라서 이 연구를 통해 곤충 병원성 곰팡이에 대한 옻나무 추출액의 항진균 효과를 확인할 수 있었으며 흰점박이꽃무지 유충 사육 시 옻나무 추출액을 첨가 하여 급여한다면 병원성 곰팡이에 의한 유충의 치사율을 낮추고 증체량을 높이는 데 효과가 있을 것이다.

Metarhizium anisopliae (녹강균)는 흰점박이꽃무지에게 질병을 일으키는 곤충 병원성 곰팡이 중 하나이다. 이러한 곰팡이의 병원성은 환경 조건에 의해 영향을 받는다. 녹강균에 대한 흰점박이꽃무지 유충의 민감성을 알기 위해 온도(20℃, 25℃, 30℃), 상대습도 (RH 40%, 50%, 60%, 70%), 톱밥 수분함량 (40%, 50%, 60%)이 다른 사육 조건에서 유충의 치사율을 확인하였다. 녹강균을 처리한 흰점박이꽃무지 유충의 치사율은 온도에 따라 차이가 나타나지 않았으나, 낮은 상대습도 (RH 40%)와 톱밥 수분함량 (40%)에서 유충의 치사율이 높았다. 녹강균에 대한 1령, 2령, 3령 유충의 치사율은 1령에서 가장 높게 나타났다.