다양한 진균이 농작물에 감염하여 사멸, 생장 저해, 품질 저하 등의 큰 영향을 미치는 한편 일부 진균이 생산하는 독소로 오염된 사료, 곡물 및 식품은 인간과 동물에게 건강적 피해와 식량 손실로 인한 경제적 피해를 미친다. 이에 본 연구에서는 독소생성 진균을 억제하며 분비된 진균독소를 제거하는 능력을 지닌 세균 균주를 다양한 토양시료로부터 분리하여 이들의 활성과 생성 물질을 조사하였다. 연구 결과, 다양한 토양시료로부터 분리한 1,000여 개의 세균 균주 중 Streptomyces sporoverrucosus JS383, S. lavendulae JS669 그리고 S. shenzhenesis YR226이 10개의 독소생성 진균에 대해 항진균능과 진균독소(aflatoxin B1, ochratoxin A 및 fumonisin B1) 제거능을 나타냈다. 항진균 활성은 disc diffusion method로 측정 시 선별 균주는 독소생성 진균 균주에 대해 5.7-25.3 mm의 저해환을 나타내었다. 포자생성 저해는 JS383, JS669와 YR226이 각각 최대 94.7, 99.2 그리고 99.9% 효과를 나타내었으며 포자 발아 저해는 72.3-100.0%로 대부분의 대상 진균에 대해 항진균 활성을 나타냈다. 진균독소 제거능 조사 시, 선별한 세균 균주 배양액은 72시간 동안 100 μg/L의 aflatoxin B1를 3.3-7.8 μg/L로, ochratoxin A와 fumonisin B1을 각각 7.2-18.5 μg/L와 2.9-7.2 μg/L로 감소시켰다. 시간에 따른 선별 균주의 진균독소 제거능의 경우, aflatoxin B1(100 μg/L)은 선별 균주 배양액과 12시간 반응 후 70% 이상의 독소가 제거되었고 이후에도 시간이 지남에 따라 독소가 더 제거되었다. Ochratoxin A와 fumonisin B1은 aflatoxin B1보다 더 빠르게 제거되었는데, 분리 균주 배양액에 독소 첨가 후 30초 만에 1.0-9.0 μg/L로 감소되었다. 다양한 온도(10-60℃)에서 반응 시에도, 선별 균주의 독소 제거능은 안정하였고, 그 중 JS669와 YR226 균주는 60℃의 고온에서 aflatoxin B1 100 μg/L를 1.43 및 1.91 μg/L까지 감축시켰으며 모든 선별 균주의 ochratoxin A 및 fumonisin B1 제거활성은 10-60℃에서 유의한 차이를 보이지 않았다. 이러한 항진균 활성과 독소제거 활성을 나타내는 분리 균주가 생산하는 대사물질을 분석한 결과, 분리 균주의 생산물질은 항진균 물질로서 토양 내 철을 독점하는 siderophore(96.8-113.2 μM)와 진균 세포벽 분해효소인 chitinase(1.4-2.1 U/ml)를 생산하였고 YR226는 rhamnolipid로 추정되는 생물 계면활성제를 분비하였다. 3 종류 분리 균주가 생산하는 진균독소 제거 원인물질을 부분 정제한 결과, 대부분 600 m/z이하의 저분자량 물질로 조사되었다. 이러한 결과는 JS383, JS669와 YR226 균주 혹은 이들이 생산하는 대사물질이 독소생성 진균으로부터 곡물과 사료 등을 보호하는 생물학적 방제제, 그리고 진균독소로 오염된 곡물의 무독화에 이용될 수 있을 것으로 생각된다. 따라서 농업과 사료산업에서 경제적인 피해를 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.
Feeds, grains and foods contaminated with toxins produced by some fungi can cause both human and animal health and economic damage from food loss. This study aims to evaluate the capabilities and substances of inhibition against mycotoxigenic fungi and mycotoxins removal by bacterial isolates. Over 1,000 bacterial strains were isolated from various soil on NB medium. Selected bacterial strains identified as Streptomyces sporoverrucosus JS383, S. lavendulae JS669 and S. shenzhenesis YR226. In Disc diffusion method, they showed inhibitory zone(5.7-25.3 mm) against 10 strains of toxigenic fungi. JS383, JS669 and YR226 suppressed sporulation of all target fungi up to 97.3, 99.2 and 99.9%, respectively, and also inhibited spore germination of target organisms (72.5-100.0%). JS383, JS669 and YR226 removed aflatoxin B1, ochratoxin A and fumonisin B1 (100 μg/L each) by 3.3-7.8 μg/L, 7.2-18.5 μg/L and 2.9-7.2 μg/L respectively in nutrient broth. They showed fast and good thermostability in mycotoxin removal up to 60℃. 3 bacterial strains produced siderophore up to 113.2, 110.2 and 96.8 μM, respectively, and showed maximum chitinase production of 1.4, 1.6 and 2.1 U/ml, respectively. YR226 also produced biosurfactant that had antifungal activity. In column chromatography for investigate the mycotoxin removal substances, most of them were low molecular weight materials below 600 m/z. These results suggest these strains can be used for biological method for mycotoxin removal and toxigenic fungi inhibition in food and feed industry.