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논문 상세정보

원형질체(原形質體) 융합(融合)에 의한 느타리버섯속(屬)의 품종개발(品種開發

Strain Improvement of the Genus Pleurotus by Protoplast Fusion

초록

사철느타리버섯 Pleurotus florida 균주와 느타리버섯 P. ostreatus 2균주의 영양요구주로 원형질체 융합하여 체세포 잡종을 얻어 자실체의 특성과 후대의 유전자 재조합을 조사하였다. 사철느타리 ASI 2016의 ASI 2-3-rib와 느타리 ASI 2018의 ASI 2-1-arg의 원형질체 융합으로 40개의 체세포잡종($P1{\sim}P40$)을 얻어 그중 P5에서 얻은 유전자 재조합주 P5-M43-arg rib를 다시 느타리 ASI 2001의 ASI 2-13-pro orn과 융합하여 38개 체세포잡종 ($P41{\sim}P78$)을 얻었는데 생산력이 높고 품질이 우수한 P72를 "원형느타리버섯 Wonhyeongneutaribeosus"으로 명명하여 1990년에 보급하였다. 자실체의 갓 색택이 yellowish white인 사철느타리 ASI 2016과 bluish grey인 느타리 ASI 2018의 원형질체 융합주는 중간색인 brownish grey를 나타내었고, P5에 다시 violet grey인 느타리 ASI 2001을 융합한 것은 bluish grey를 나타내었다. 40균주($P1{\sim}P40$)의 자실체 생산량에 있어서 10%만이 양친보다 높았고 40%는 낮았으며 나머지는 양친과 유사하였는데 친주 ASI 2018의 수량지수를 100으로 할 때 융합주는 $27.0{\sim}155.2$로 나타났으며, 체세포 잡종 38균주($P41{\sim}P78$)에 있어서 21.0%는 양친보다 높았고 26.3%는 낮았으며 나머지는 양친과 유사하였는데 ASI 2001을 100으로 할 때 체세포 잡종은 $40.5{\sim}141.3$으로 잡종강세 현상이 나타났다. 수량에 영향을 주는 7 개 형질에 관한 특성에 있어서 P5는 양친주보다 유효경수와 대의 길이는 증가하나 갓의 크기, 대직경, 개체중은 감소하였고, 다발무게와 갓 두께는 유사하였으며, P49는 갓의 크기는 양친과 유사하나 나머지 6개 형질이 모두 증가하였으며 P72는 다발 유효경수와 갓의 크기는 양친과 유사하나 나머지 5개 형질은 모두 증가하였다. esterase 동위효소 분석 결과 P5는 양친의 밴드를 대부분 가지면서 새로운 밴드양상이 형성되었으며 융합주 P48, P49, P72의 상호간에는 밴드의 차이가 없었으나 양친인 ASI 2001과 P5의 밴드를 대부분 가지는 양상을 나타내었다. 사철느타리 ASI 2016과 느타리 ASI 2018의 4개 융합조합 7개 융합주의 유전형질 분리에 있어서 분리되는 유전자형은 원영양형 prototroph, 양친의 한쪽 편친형, 양친의 다른 편친형, 영양요구성 유전자 재조합형으로 나타나며 그 기대치는 1 : 1 : 1 : 1이나 원영양형이 가장 많았으며 2개 융합주를 제외하고는 양친 중 사철느타리 형질만 분리되었으며 양친형과 유전자 재조합형이 거의 1 : 1로 분리되었다. P5 유전자 재조합주 arg rib와 ASI 2001의 pro orn의 체세포 잡종 P48, P49, P72의 분리에 있어서 pro orn 친은 분리되지 않았으며 각 유전형질 arg, rib, pro, orn의 비가 P49, P72는 거의 4 : 1 : 1 : 1로 나타났으나 P48은 pro, orn형질이 훨씬 적게 나타났으며 유전자 재조합형의 비율이 아주 높은 91%이상이었다.

Abstract

Somatic hybrids of Pleurotus florida ASI 2016 and Pleurotus ostreatus ASI 2018 were obtained by protoplast fusion. The 40 fusants($P1{\sim}P40$) was examined for the yield on fermented and pasteurized rice straw in a tray. The carpophore yield of them were showed as the range of $27.0{\sim}155.2$, based on parental values of 100(ASI 2018), The pilei of fusants between orange white colored P. florida and dark grey colored P. ostreatus had mixed colors in the young stage. Other breeding programmes were performed to improve new varieties with high yield and good quality. A new oyster mushroom variety, Wonhyeongneutaribeosus(P72), was developed at the Agricultural Sciences Institute, Rural Development Administration in 1990. This P.florida-ostreatus-ostreatus hybrid P72 was selected from 38 protoplast fusion products($P41{\sim}P78$) between P.florida-ostreatus recombinant P5-M 43-arg rib and P. ostreatus ASI 2-13-0 2001-19-pro orn. The yield indexes of 38 hybrids ranged $40.5{\sim}152.7$ compared with the parental values of 100(ASI 2001). Hybrid P72 was characterized by the large fruiting bundle of semispherical shape with long stipe and by the small and circular pileus, resulting in lower harvesting cost. A significant increase in carpophore production was observed in somatic hybrids of protoplasts due to heterosis. A comparision of hybrid with parents P72 was made using isozyme analysis. The esterase banding patterns could be characterized by new bands in the hybrids. Seven fusion products of four crosses between P.florida ASI 2016 and P. ostreatus ASI 2018 were analysed with respect to the distribution of progenies and segregation of gene markers by random basidiospore analysis. Segregation of alleles should yield progeny of four genotypes in a Mendelian ratio of 1 : 1 : 1 : 1 for prototrophs, auxotrophs of one parental type, auxotrophs of the other parental type, and auxotrophic recombinants, respectively. However, five fusants of them did not detect one parental, P.ostreatus, type. Basidiospores could yield progeny of 16 genotypes in the cross of one of the recombinant P5-M43-arg $rib{\times}P. ostreatus$ ASI 2-13-pro orn but the segregants of three fusants were not detected clearly. The allele ratio of loci could be expected 1 : 1 : 1 : 1 for arg, rib, pro and orn. The ratio, however, would be changed to 4 : 1 : 1 : 1 with increasing proportion of argo In almost all the fusants, prototrophic recombinants were recovered in large numbers against auxotrophic markers. Parental genotypes were recovered with the recombinant progeny amounting to $38.68{\sim}99.56%$. The analysis provides proof of heterokaryosis and strong evidence for haploidy of vegetative nuclei, a sexual cycle consisting of nuclear fusion and meiosis.

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