식물성장 촉진 토양 미생물은 토양 내 식물 근권에 서식하는 미생물로, 휘발성 화합물과 식물호르몬, 효소 등을 분비하여 식물의 성장을 돕거나 곰팡이 등 병원균의 포자 생성을 억제하여 식물에 이로운 영향을 미친다. 본 연구실에서 분리된 Bacillus subtilis JS 는 식물생장촉진 및 병원성을 가지는 곰팡이의 성장을 저해하는 등 미생물 비료 및 농약으로서 가치를 인정받았다. 하지만 Bacillus subtilis JS 보다 식물성장 촉진 및 병원성을 지닌 균주를 선발하기 위하여 본 균주에 돌연변이원인 UV-C 를 조사하여 2 개를 선발하여 식물 또는 병원균과의 상호작용을 원균주인 Bacillus subtilis JS 와 비교 분석하였다.
B. subtilis JS 에 UV-C(253.7nm)를 50 초간 조사 후 사멸하지 않은 colony 를 얻었고, 이는 돌연변이가 일어났다고 가정했다. UV-C 조사 후 살아남은 균주는 시험관 내에서 담배 유묘의 성장 촉진 및 뿌리 발달, 온실조건에서 상추와 고구마의 성장 촉진, 곰팡이에 대한 대치 배양 후 최종적으로 B. subtilis JS-1 과 B. subtilis JS-3 두 개의 균주를 선별했다. 두 균주는 연속적인 UV-C 조사로 선발되었으며 B. subtilis JS-3 은 비교적 큰 변이가 나타났을 것이라고 가정했다. 실험 결과 두 돌연변이체는 VOCs 에 의한 담배 성장촉진 효과를 크게 보이지 않았으나 근권에 직접 균을 처리했을 때에는 상추와 고구마에서 B. subtilis JS-1 에 의한 성장 촉진이 확연하게 나타났다.
또한 B. subtilis JS-3 은 배지에서 배양할 때 B. subtilis JS 와 B. subtilis JS-1 에 반하여 선명한 균사의 생성을 보이지 않았고, 바이오필름을 생성하지 않는 차이를 보였다. 따라서 B. subtilis JS 에 대한 Whole genome sequencing 을 수행했고 이에 대해 B.subtilis JS-1 와 B. subtilis JS-3 를 variant call 하여 변이를 확인했다. B. subtilis JS-1 에서는 총 4 개의 구역에서 변이가 나타났으며 이 중 coding gene 은 nadB, sacX_2 로 두 개였다. B. subtilis JS-3 에서는 15 개의 구역에서 변이가 나타났으며, coding gene 은 yfmO, ctaE, sucC, nadB, fadB, acuC, mntC, dhbF, degA_2, sacX_2, yycN_2 로 총 11 개다. 이 중 ctaE, sucC, acuC, dhbF, degA_2 총 5 개의 유전자에서 아미노산이 치환되었다. 특히 acuC 는 박테리아의 바이오필름과 포자 형성에 이용되는 아세테이트 생성에 영향을 주며, acuC 의 1,164 번째 염기인 구아닌이 아데노신으로 치환되었다. 이에 따라 아미노산은 글루탐산에서 라이신으로 바뀌어 활성을 잃은 것으로 추정된다. 각 유전자에서 나타난 변이가 박테리아와 식물에 어떤 영향을 주는지 규명할 필요가 있다.