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인산가용화균 Penicillium sp. GL - 101 의 유리인산 생성기작에 관한 연구
강선철,양미옥,태언희 한국환경농학회 2001 한국환경농학회지 Vol.20 No.1
토양에서 분리된 인산가용화 사상균 Penicillium sp. GL-101 균주를 PDB-인광석 배지에서 액침배양했을 때 유리인산을 배양액 속에 다량 방출함으로써 높은 인산가용화능을 보였다. 일반적으로 미생물에 의한 인산가용화 기작은 산성화, 킬레이트 대사산물의 생성, 산화환원 활성 등이 알려져 있는데 본 연구에서는 GL-101 균주의 유리인산 생성기작을 밝히기 위하여 균체를 PDB-인광석 배지에 키우면서 유리인산 생성능을 분광학적인 방법으로 정량분석하였다. 또한 균체의 액침배양중의 pH 변화를 측정한 결과 pH의 급격한 감소 즉 배지의 산성화가 주된 인산가용화 기작임을 확인하였다. 즉 이 균주는 배양 4일이 경과하면 pH가 4.0 이하로 떨어지며, 특히 1.0%(w/v)의 황토를 첨가할 경우 pH가 3.2까지 떨어졌다. 이때 pH 감소에 영향을 주는 주 원인물질을 HPLC로 분석한 결과 citric acid 임을 화인하였다. 또한 이 균주는 균체의 생장중에 배지속으로 phosphatase를 생성·분비하였으며, 특히 황토를 1.0% 첨가했을 때 최대 1.3 unit의 효소활성을 보였다. 그러나 이 균주는 2-ketogluconic acid와 같은 킬레이트 물질은 거의 생성하지 않았기 때문에 이와 같은 기작에 의한 유리인산 생성은 거의 없을 것으로 생각된다. 따라서 Penicillium sp. GL-101 균주의 유리인산 생성기작은 citric acid 생성에 의한 산성화 및 phospatase 활성의 두 가지 기작에 의한 것으로 결론지었다. We investigated the capability of the phosphate-solubilizing fungus, Penicillium sp. GL-101, to solubilize in vitro some insoluble rock phosphate via possible mechanisms: acidification of the medium, production of chelating metabolites, redox activity, and so on. GL-101 was able to solubilize rock phosphate (mostly calcium phosphate) in a liquid potato dextrose broth(PDB) medium, as determined by spectrophotometric analyses. Acidification was the major mechanism of solubilization since the pH of cultures fell below 4.0 and in cultures containing 1.0%(wlv) loess the pH dropped from 7.0 to 3.2. More than 10 ㎎/mL concentrations of citric acids were detected by high-performance liquid chromatography(HPLC) in the culture supernatants. Also this fungus showed the phosphatase activity (over 1.3 unit) to contribute partially releasing phosphate from rock phosphate, when supplemented with 1.0% loess in culture broth. The chelating activity of GL-101 in culture supernatants was not present because 2-ketogluconic acid, a chelating agent for the phosphate, was produced only a basal level. Therefore, the solubilization mechanism of rock phosphate by Penicillium sp. GL-101 involves both acidification due to citric acid production and phosphatase activity.
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Aspergillus sp. PS-104의 액침배양중 mycellial pellet 형성에 미치는 황토의 영향
강선철,구본성,태언희 한국환경농학회 2002 한국환경농학회지 Vol.21 No.1
유리인산 생산균을 생물비료화 하기 위한 노력의 일환으로 인산가용화능이 우수한 Aspergillus sp. PS-104 균주를 액침배양하면서 pellet 형성에 미치는 황토의 영향을 조사하였다. Aspergillussp. PS-104의 분생포자를 황토를 포함하는 PDB 배지에 접종하여50 rpm의 낮은 속도로 교반하여 배양하면 무정형의 불규칙적인pellet을 형성하는 반면에 150 rpm의 높은 속도로 배양하면 구형의 규칙적인 pellet을 형성하였다. 또한 0∼10% (W/V) 범위의황토 첨가시에는 황토의 농도가 높을수록 pellet의 크기가 작게 형성되었으며, 1.0% 황토 농도에서 1.0±0.1 mm의 가장 작은pellet이 형성되었다. 이 결과는 황토를 첨가하지 않는 경우에 비하여 약 4배 작아진 것이다. 그러나 황토 농도가 1.5% 이상 되면 무정형의 큰 pellet이 형성되었다. 또한 황토의 주성분인 SiO_2Fe_2O_3, A1_20_3, CaC0_3, Caso_4,MgC0_3 분말을 각각 O∼l.0% 농도로 배지에 첨가하여 pellet 형성에 미치는 영향을 조사한 결과Al_2O_3를 제외하고는 첨가물의 농도가 높을수록 작은 크기의pellet이 형성되었으며, MgCO_3를 첨가했을 때 가장 작은 크기의pellet을 형성하였다. In order to investigate effects of loess on the mycellial pellet formation a phosphate-solubilizing fungus Aspergillus sp. PS-104 was cultured in potato dextrose broth containing loess. The strain formed an amorphous pellet or loose aggregates agitated at a low speed (50 rpm) while spherical and regular pellets at a high speed (150 rpm). The higher concentration of loess was added, the smaller size of a pellet was formed during the submerged culture of the strain. As shown in results, being cultured in the PDB medium supplemented with 1.0% loess the pellet size was maximally reduced to a fourth compared to the control. Evaluating the addition effect of several components of loess such as SiO_2, Fe_2O_3, Al_2O_3, CaCO_3, CaSO_4 and MgCO_3 on the reduction of mycellial pellet size the higher concentration was supplied, the smaller size of pellet was formed except Al_2O_3 And the smallest pellet size was recorded at the concentration of 1.0% (W/V) magnesium carbonate.
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