Enhanced Oil-Based Formulation of a Native Beauveria bassiana Isolate: Optimisation of Carriers and Adjuvants for Improved Conidial Viability

농업 분야에서 농부들은 오랫동안 곤충이 작물을 먹어치우는 것을 막기 위해 화학 살충제에 의존해 왔습니다. 하지만 더 조용하고 자연적인 접근 방식이 힘을 얻고 있는데, 바로 살아있는 균류를 사용하여 해충과 싸우는 것입니다. 이러한 미세한 동맹군 중에서도 *보베리아 바시아나(Beauveria bassiana)*라는 이름의 균류는 뛰어난 성능을 자랑하는 주인공입니다. 이 균류는 다양한 유해 곤충을 자연적으로 감염시켜 죽임으로써, 합성 화학 물질의 심각한 환경적 피해 없이 해충을 관리할 수 있는 방법을 제공합니다. 그러나 이 생물학적 무기가 실제 세상에서 작동하기 위해서는 한 가지 큰 장애물에 직면하게 됩니다. 감염을 전달하는 아주 작은 포자들이 매우 취약하다는 점입니다. 건조한 공기, 강한 햇빛 또는 급격한 온도 변화에 노로되면, 이 포자들은 목표물에 도달하기도 전에 죽어버리는 경우가 많습니다. 이 균류를 농부들이 유용하게 사용할 수 있도록 하기 위해서, 과학자들은 포자를 살아있는 상태로 유지하며 공격 준비를 갖추도록 패키징하는 과정, 즉 제형화(formulation)를 거쳐야 합니다.

케랄라 농업 대학교의 연구진은 특정 토착 균주를 위한 이 패키징 문제를 해결하기 위해 나섰습니다. 그들은 곰팡이 포자를 기름과 섞으면 건조함을 방지하고 물 기반의 혼합물보다 곤충의 몸에 더 잘 달라붙게 할 수 있다는 점을 알고 있었습니다. 하지만 모든 기름이 다 똑같은 것은 아니며, 잘못된 성분을 추가하면 균류를 구하는 대신 오히려 죽일 수도 있습니다. 연구팀은 다섯 가지 식물성 기름인 팜유, 참기름, 해바라기유, 쌀겨유, 코코넛유를 테스트하여 어떤 기름이 균류가 견딜 수 있는지 확인했습니다. 또한, 그들은 흔히 쓰이는 걸쭉하고 미끄러운 액체인 글리세롤을 포함한 네 가지 다른 첨가제를 실험하여, 이 물질들이 저장 기간 동안 포자의 방패 역할을 할 수 있는지 확인했습니다.

첫 번째 단계는 어떤 기름이 균류를 성장시키고 어떤 것이 성장을 멈추게 하는지 확인하는 것이었습니다. 연구진은 서로 다른 기름을 배지에 놓은 뒤 곰팡이 포자를 투입했습니다. 결과는 명확하고 즉각적이었습니다. 해바라기유, 쌀겨유, 코코넛유는 장벽으로 작용하여 곰팡이가 전혀 자라지 못하게 했습니다. 참기름은 좀 더 나은 결과를 보여 균류가 생존할 수 있게 했지만, 팜유가 확실한 승자였습니다. 팜유는 균류를 전혀 저해하지 않았으며, 연구팀이 15일 동안 팜유에 포자를 보관했을 때 살아있는 포자의 수가 테스트된 다른 어떤 기름보다도 현저히 높았습니다. 이를 통해 팜유가 곰팡이 군대를 담아둘 이상적인 운반체, 즉 액체 매개체임을 확인했습니다.

최적의 기름을 선택한 후, 팀은 팜유에 섞을 완벽한 첨가제를 찾는 단계로 넘어갔습니다. 그들은 수분을 유지하는 물질인 글리세롤의 다양한 농도를 유화제 및 증점제와 같은 다른 일반적인 첨가제와 함께 테스트했습니다. 목표는 포자를 가능한 한 오랫동안 살아있게 만드는 최적의 배합을 찾는 것이었습니다. 결과는 특정 레시피를 가리켰습니다: 팜유에 3%의 글리세롤을 혼합하는 것입니다. 이 조합은 30일간의 저장 기간 동안 가장 많은 수의 포자를 살려두었습니다. Tween-80이라는 흔한 유화제나 PEG라는 플라스틱 같은 물질과 같은 다른 첨가제들은 오히려 살아있는 포자의 수를 감소시켰으며, 아무것도 넣지 않은 순수한 기름보다도 성능이 좋지 않았습니다. 반면, 글리세롤 혼합물은 포자를 보호할 수 있는 안정적인 환경을 조성했습니다.

마지막 테스트는 이 새로운 혼합물이 선반 위에서 얼마나 오래 지속될 수 있는지 확인하는 것이었습니다. 연구진은 가장 우수한 제형인 팜유와 글리세롤 혼합물을 일반 실온 상태의 유리병에 보관하고, 1년 동안 매달 살아있는 포자의 수를 확인했습니다. 이 혼합물은 놀라울 정도로 잘 작동했습니다. 처음 5개월 동안 살아있는 포자의 수는 상업적으로 유용하다고 간주되는 최소 수준보다 훨씬 높은 상태를 유지했습니다. 4개월이 지난 후에도 수치는 여전히 강력했습니다. 그러나 6개월째에 접어들자 살아있는 포자의 수가 허용 기준 미만으로 떨어졌으며, 이는 제품이 더 이상 농부들에게 신뢰할 수 없는 상태가 되었음을 의미했습니다. 이와 대조적으로, 일반 물에 보관된 대조군의 포자는 훨씬 더 빨리 사멸하여 2개월 이내에 생존력을 잃었습니다.

이 연구는 팜유와 소량의 글리세롤을 결합한 단순한 조합이 이러한 유익한 곰팡이 포자의 수명을 크게 연장할 수 있음을 보여줍니다. 적절한 기름과 적절한 첨가제를 찾아냄으로써, 연구진은 최대 5개월 동안 곰팡이를 살아있는 상태로 유지하고 사용할 준비를 갖추게 하는 제형을 만들어냈습니다. 이것이 영구적인 것은 아니지만, 수명을 몇 주에서 5개월로 연장한 것은 생물학적 방제를 대규모 농업에 실용적이고 신뢰할 수 있는 옵션으로 만듭니다. 이는 제품을 보관하고 운송하더라도 그 효능을 잃지 않게 함으로써, 통합 해충 관리 프로그램에서 화학 농약을 대체할 수 있는 지속 가능한 대안을 제공합니다.