Bt 살충제

 

1. Bt의 특성

 

미생물 살충제로 이용되는 곤충 병원성 세균은 대부분 포자를 형성하여 야외에서 안정된 살충력을 가진다. 곤충 병원성 세균은 현재까지 약 100여 종류가 보고 되고 있으나 살충제로 이용되는 것으로는 Bacillus thuringiensis (Bt), B. popilliae, B. sphaericus, B. moritai 등이 있다. 그 중에서 특히 Bt의 경우 현재 미생물 살충제의 대부분을 차지하여 대표적인 미생물 살충제로 손꼽힐 수 있다.
Bt 제제는 다른 미생물살충제와는 달리 생산비가 저렴하고 다른 농약과 함께 혼용이 가능하며, 나비목, 파리목, 딱정벌레목 등 숙주범위가 비교적 넓은 특징과 더불어 살충성도 비교적 빠른 시기에 보임으로써 가장 널리 이용되고 있다.
Bt는 보통 토양이나 나뭇잎 등 자연환경상태중에 존재하는 세균으로 포자 형성과 더불어 곤충에 독성을 보이는 독소 단백질을 생산한다. Bt가 만드는 독소 단백질로는 α-exotoxin과 β-exotoxin 그리고 내독소 단백질 결정체인 δ-endotoxin이 있다. 이중 살충력이 가장 강한 것이 내독소 단백질 결정체로 살충제의 개발은 이를 이용하여 이루어진다.
대부분 이중 피라미드 형태의 내독소 단백질은 보통 세포 하나당 하나의 결정을 형성하며 주로 나비목 곤충의 장내 소화액에 의해 분해되어 매우 강력한 독성을 발휘한다.

 

 

2. 작용기작

 

내독소 단백질의 작용기작은 곤충의 내독소 단백질 섭식으로부터 시작된다. 섭식된 내독소 단백질은 소화액에 의해 분해되면서 독성을 보이는 활성독소형태로 변하게 되고, 이것이 중장 피막조직을 가해함으로써 곤충은 섭식 후 수분내 섭식을 중단하고 여러 가지 생리적인 장애에 빠지게 된다. Bt의 내생포자는 곤충의 중장내 강알칼리 환경에서는 발아하지 못하는 성질을 가지고 있으나, 내독소 단백질에 의해 중장의 알칼리 소화액과 손상을 받은 장관 부위를 통해 유입된 산성의 체액이 서로 중화되어 Bt 포자의 발아를 가능하게 해준다. 발아가 일어난 포자는 영양형 세포(vegetative cell)는 장관의 손상 부위를 통해 체강내로 침입하게 되고 결국은 곤충은 Bt의 증식에 의한 패혈증으로 수일 내에 죽게 된다.

 

 

3. 실용화

 

Bt 균주를 이용한 살충제로는 Japanese beetle (Doom, Japidermic), 나비목곤충(Dipel, Bactur, Thuricide, Endobacterin), 파리목곤충 (Teknar), 딱정벌레목곤충(M-One) 등을 대상으로 매우 다양하게 개발되어 있다.
현재 Bt 살충제의 개발은 보다 높은 독성을 가지는 새로운 균주의 탐색과 더불어 최근 계속보고되고 있는 해충의 저항성 문제를 해결하는 방안을 모색 중에 있다.
또한 유전공학적 기법을 통해 Bt의 내독소 단백질 유전자를 식물체로 도입한 형질전환 식물체의 개발에도 많은 관심과 연구가 이루어지고 있으며, 최근 성공한 예가 속속 보고 되고 있다.
국내의 개발현황은 아직 걸음마 단계로 일부 대학과 연구소 그리고 농약회사에서 관심을 보이고 있으나 실용화에는 좀 더 시간이 요구되고 있으며, 현재 국내에서 사용되는 대부분의 Bt제제는 원제를 수입하여 가공한 형태이다.