Bt균의 정의와 기전
Bacillus thuringiensis(Bt)균은 토양에서 흔히 발견되는 그람 양성 세균으로, 포자를 형성할 때 곤충에게 독성을 가진 내독소 단백질(Cry protein) 결정을 생성하는 대표적인 미생물 살충제입니다. 이 독소는 특정 해충의 장내 환경에서만 활성화되어 살충 효과를 나타내므로 환경 친화적인 방제 수단으로 널리 사용됩니다.
Bt균의 제조 및 사용 과정
- 균주 선발 및 배양: 방제 대상 해충에 특이적 독성을 가진 Bt 균주를 선발한 후, 대형 발효조 내에서 탄소원과 질소원 등 영양분을 공급하여 액체 배양을 진행합니다.
- 포자 및 독소 형성: 배양 후기 단계에서 세균이 포자를 형성할 때 세포 내에 내독소(Delta-endotoxin) 단백질 결정체가 함께 생성됩니다.
- 수확 및 제형화: 배양액에서 포자와 독소 결정체를 원심분리 또는 여과로 회수하여 건조한 후, 사용 편의성을 위해 수화제, 입제, 유제 등의 형태로 제품화합니다.
- 살포 및 섭식: 해충의 유충이 활발하게 먹이 활동을 하는 시기에 맞춰 식물의 잎에 살포하며, 해충이 이를 섭식(Ingestion)해야 효과가 나타납니다.
- 독소 활성화: 해충의 소화관 내 알칼리성 환경($pH$ 9.0~10.5)에서 원독소가 분해되어 활성 독소로 변하고, 장벽 세포를 파괴하여 해충을 치사시킵니다.
주요 Bt균 변종별 방제 대상
| 변종(Variety) | 주요 방제 대상 해충 |
|---|---|
| Bt. kurstaki | 나비목 유충 (미국흰불나방, 솔나방 등) |
| Bt. israelensis | 파리목 유충 (모기, 소등에 등) |
| Bt. tenebrionis | 딱정벌레목 유충 (잎벌레류 등) |
| Bt. aizawai | 나비목 유충 (파밤나방 등 저항성 해충) |
시험 포인트
- 작용 기작: Bt 독소는 반드시 해충이 먹어야 효과가 나타나는 식독(Stomach poison) 작용을 하며, 접촉독은 거의 없습니다.
- 선택적 독성: 곤충의 소화관이 알칼리성일 때만 독소가 활성화되므로, 산성 소화관을 가진 포유류나 조류에게는 안전합니다.
- 사용 시기: 자외선에 취약하므로 햇빛이 강한 낮 시간보다는 늦은 오후나 흐린 날에 살포하는 것이 효과적입니다.
- 저항성 관리: 동일한 Bt 제제를 지속적으로 사용할 경우 해충에 저항성이 생길 수 있으므로 다른 작용 기작을 가진 약제와 교대로 사용해야 합니다.
관련 용어
- Cry 단백질: Bt균이 생성하는 살충성 결정 단백질의 명칭입니다.
- 원독소(Protoxin): 섭식 전에는 활성이 없으나 소화 효소에 의해 살충 활성을 갖게 되는 상태입니다.
- 내생포자(Endospore): 환경이 불리할 때 세균이 생존을 위해 만드는 휴면 구조체입니다.
- 생물적 방제: 천적이나 미생물을 이용하여 해충의 밀도를 조절하는 친환경 방제법입니다.