유용미생물 주요 3속 균주의 공배양과 qPCR을 이용한 정량분석에 대한 연구

국문 초록 (Abstract)

최근 유용미생물(EM)은 농업이나 토양의 생물학적 교정 등 많은 생물화학적 연구분야에 적용되고 있다. 그리고 그 성능은 EM을 이루고 있는 주요 속의 비율에 결정된다. 그러므로 EM의 다양한 응용을 위해서는 EM의 정량분석이 필수적이다. EM은 다수의 유산균과 효모균류, 소수의 광합성세균과 사상균 방선균을 포함하고 있다. 특히 광합성세균은 유용미생물의 핵심 균주로써, 다른 미생물과 협력적으로 작용하며 여러 가지 항산화 물질을 분비하여 공생 환경을 유익하게 만든다. 하지만 실제로 공배양 할 때, 낮은 산도는 광합성세균을 포함하여 다른 미생물의 성장에 악영향을 미친다.
본 연구는 EM내 광합성세균 효모 및 유산균의 정량분석을 위하여 선택배지가갖는 약점을 극복하기 위하여 속 특이적primer를 이용한 qRT-PCR법을 사용하였다. 본 연구에서는 광합성세균; Rhodobacter sphaeroides (ATCC17023), Rhodopseudomonas palustris (ATCC17001), 유산균; Lactobacillus plantarum (ATCC8014), 그리고 효모; Saccharomyces cerevisiae (KCCM35053)가 사용되었다. 또한 공배양 유도에 대한 연구로써 낮은 산도에서 광합성세균의 생존율을 높이고, 유산균의 성장에 의해 생성되는 lactic acid 및 acetic acid을 적절히 이용할 수 있도록 하기 위하여 각 균주의 접종 순서, 접종 부피 및 탄소원의 첨가와 빛 조건을 달리하여 공배양을 유도하였다. 광합성세균 효모 유산균의 순서로 접종하였고, 10g/l이상의 탄소원이 첨가된 암조건에서 세가지 주요 균주가 공생적으로 잘 자랐으며 항산화 능력이 가장 뛰어난 것으로 나타났다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론 1
• 1.1 유용미생물 1
• 1.2 유용미생물 활용분야 5
• 1.3 유용미생물 활용의 문제점 6
• 2. 연구목적 7
• 3. 재료 및 방법 10
• 3.1 사용된 균주 및 배양조건 10
• 3.2 DNA의 추출 10
• 3.3 Quantitative PCR 10
• 3.4 온도구배 PCR 11
• 3.5 공배양 11
• 3.5.1 배지 및 방법 11
• 3.5.2 접종시기 11
• 3.5.3 접종 비율 12
• 3.5.4 탄소원의 첨가 12
• 3.6 분별배지 12
• 3.7 상용 EM 시료 13
• 3.8 DPPH 분석 13
• 4. 결과 및 고찰 14
• 4.1 annealing temperature의 결정 14
• 4.2 qPCR의 균주 특이도 16
• 4.3 표준곡선 19
• 4.4 평판배지와 qPCR 정량의 상관도 21
• 4.5 상용EM제품의 qPCR분석 23
• 4.6 세 균주의 공배양 유도 25
• 4.7 항산화능 평가 28
• 5. 결론 30
• 6. 참고 문헌 32
• Fig 1. Plate상 순수배양배지(좌)와 선택배지(우)에서 광합성세균의 콜로니 형성 비교 8
• Fig 2. Plate상 순수배양배지(좌)와 선택배지(우)에서 콜로니 형성 비교 9
• Fig 3. 온도구배 PCR 15
• Fig 4. Melting curve analysis 18
• Fig 5. 표준곡선 (log CFU/ml vs. CT) 20
• Fig 6. Plate count와 qPCR로 측정된 생균수의 선형관계 22
• Fig 7. 배지별 공배양 생균수 측정 26
• Fig 8. 탄소원의 첨가로 인한 세 균주의 생균수 변화 27
• Fig 9. 공배양액의 항산화 능력 비교 29
• Table 1. 1997년 EM 국제기준 4
• Table 2. primer에 따른 PCR결과의 균주 특이도 17
• Table 3. qPCR로 분석한 균주별 EM의 정량결과 24