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문제 정의
- 본 연구에서 흰목이버섯 대량재배법을 확립하기 위하여 기존의 병버섯 재배용 용기를 활용하고자 하였으나, 고온다습 조건을 맞추기 어려우며, 입병작업, 접종작업, 생육관리, 수확 등의 전반적으로 모든 과정에서 불편하여 새로운 용기를 개발하게 되었다. 즉, 기온변화가 심한 국내 계절 자연환경을 극복하고 연중 계획생산을 위하여 재배용기를 개발하게 되었다.
- 즉, 고온다습한 조건에서만 흰목이버섯의 안정적인 생산이 가능하며, 사계절이 뚜렷한 기후조건을 극복하기 위한 특수한 재배법이 개발되어야 한다. 이와 같은 배경하에 본 연구에서는 국내 현실에 맞는 인공재배 용기를 개발하고 흰목이버섯의 대량생산 체제를 확립하여 흰목이버섯 인공재배를 실용화 하고자 한다.
제안 방법
- 흰목이버섯 재배시 다른 버섯 재배방법과 달리 공생균을 이용해야 되는 특수한 기술이 필요하다. T. fuciformis KG 103과 A. stygium KG 201, 두가지 균을 사용하여 혼합접종을 위한 최적배지 조성과 흰목이 버섯균과 공생균이 잘 혼합 할 수 있도록 혼합방법을 연구하였다. 두 균주를 PDA 배지에서 26℃ 항온기에서 14일간 배양하여 접종균으로 사용하였다.
- 5%, 황백당 1%가 선정되었다. T. fuciformis KG 103과 A. stygium KG 201혼합 종균을 제조하고 흰목이버섯 자실체생산을 위한 병속재배 방법을 확립하였다. 콘코브(Corn cob) (77%와 52%)가 사용한 재료 중 최적의 자실체 성장률을 나타냈으며, 콘코브 함량을 줄일수록 생육이 저조하였다.
- T. fuciformis KG 103와 A. stygium KG 201을 혼합 배양된 종균을 접종하여 배지수분함량에 따른 생산량을 비교 하였다. 영양생장에 있어서는 수분함량이 다소 낮은 것이 균사 생장이 빨랐으며 수분농도가 높을수록 균사생장이 더디었다.
- 절취된 부분을 PDA 배지 위에 올려놓아 26 항온기에 7일 동안 배양한 후 생장한 균사체를 모두 분리하여 흰목이버섯균과 공생균을 분리하였다. 그리고 흰목이버섯(T. fuciformis KG 101 104)과 공생균(A. stygium KG 201)을 순수 분리하여 혼합배양하여 자실체 형성 유무를 관찰하였다. 흰목이버섯 자실체 형성 흰목이균과 공생균을 PDA배지에서 배양하여 ITS(Internal transcriber spacer) 영역의 5.
- 분리된 균주 중 KG 103균주와 KG 201균을 실험에 사용하였다. 두 균을 각각 PDA배지에서 배양한 후 ITS 5.8S rDNA sequencing 하여 유전자 서열을 분석한 후 Gene Bank Data homology search를 통하여 균주를 동정하였다. 분리된 균주는 흰목이버섯균인 Tremella fuciformis AF042409와 99%의 유전자 상동성을 나타내는 것으로 확인되었다.
- stygium KG 201을 배양하여 접종원 H로 사용하였다. 떼어낸 절편 접종원 T 와 H를 동시에 종균배양용 배지인 참나무톱밥 77.5%, 미강 20%, 석고 1.5%, 황백당 1%에 접종하여 26 에서 30일 동안 배양을 한 후 1차, 2차, 3차 계대 접종하여 종균을 확보하였다. 그리고 혼합 배양된 T.
- 이때 흰목이버섯의 경우 젤라틴 형태의 찔긴 조직을 핀셋으로 적당량을 취하여 접종원으로 사용하였다. 배양한 두가지 균을 동시에 선발한 배지에 접종하여 26℃ 항온기에서 30일간 배양하여 1차 접종원을 제조하였으며 대량의 종균을 확보하기 위하여 2차, 3차 계대접종 배양하여 대량 종균으로 사용하였다.
- 분리된 균주는 흰목이버섯균인 Tremella fuciformis AF042409와 99%의 유전자 상동성을 나타내는 것으로 확인되었다. 분리된 공생균도 같은 방법으로 유전자 서열을 분석하였다. Gene Bank Data homology search를 통하여 분리된 균주는 흰목이버섯 공생균인 Annulohhypoxylon stygium AJ390406 과 유전자 서열상 99% 상동성을 보여주는 것으로 확인되었다(Kim 등, 2006).
- 종균 접종 후 14일 째부터 내측필터를 열고 생육부 뚜껑을 닫아 일정한 온도와 습도를 유지시켜주어 자실체생육을 촉진시켰다. 생육실내 습도를 75%유지시켜 일정한 습도를 유지시켰다.
- stygium KG 201)을 자실체가 형성된 심부에서 분리하였다. 자실체가 형성된 골목에서 자실체를 제거한 후 2 3일 동안 겉 표면의 습기를 제거한 후 자실체를 제거한 부위로부터 0.5-1 cm 깊이 이내에서 골목내 흑색 부분을 무균적으로 내부의 조직을 절취하였다. 절취된 부분을 PDA 배지 위에 올려놓아 26 항온기에 7일 동안 배양한 후 생장한 균사체를 모두 분리하여 흰목이버섯균과 공생균을 분리하였다.
- stygium KG 201균이 서로 잘 섞이도록 혼합하여 종균을 제조하는 것이 중요하였다. 자체 제작한 파쇄기를 이용하여 골고루 섞어서 접종원인 종균을 제조하였다.
- 적정 배양온도 측정을 위하여 15℃~ 35℃까지 5℃간격으로 균사체의 생육을 관찰하였으며, pH 4.0~8.0 까지 0.5 간격으로 pH를 조정하여 최적 pH를 결정하였다. 이외 균사생육 시 적합한 탄소원, 질소원, 각종비타민, C/N률 등은 Chang(1997)의 논문을 참고로 하였다.
- 5-1 cm 깊이 이내에서 골목내 흑색 부분을 무균적으로 내부의 조직을 절취하였다. 절취된 부분을 PDA 배지 위에 올려놓아 26 항온기에 7일 동안 배양한 후 생장한 균사체를 모두 분리하여 흰목이버섯균과 공생균을 분리하였다. 그리고 흰목이버섯(T.
- 흰목이버섯 재배시 고온다습한 조건을 유지해주기 위하여 새로운 용기를 개발하였다(실용신안 20-0438046). 접종된 배양용기를 배양실에 옮겨놓고 최초 3일 동안 26℃로 배양실 온도를 맞추어 균사 활착이 빨리 되도록 하였다. 그리고 4일 째부터는 배양실 온도를 24℃로 유지하였다.
- 그리고 4일 째부터는 배양실 온도를 24℃로 유지하였다. 종균 접종 후 14일 째부터 내측필터를 열고 생육부 뚜껑을 닫아 일정한 온도와 습도를 유지시켜주어 자실체생육을 촉진시켰다. 생육실내 습도를 75%유지시켜 일정한 습도를 유지시켰다.
- fuciformis KG 103의 병속재배 배지의 최적화를 위하여, 일반적으로 버섯재배에 많이 이용되고, 값이 비교적 저렴하며 쉽게 구입할 수 있는 배지원료를 병속재배시 주재료로 사용하였다. 주재료로 선택된 참나무 톱밥, 면실피 그리고 콘코브의 자실체 형성 효과를 비교하였으며, 보조재료로 미강을 첨가하였다. 이외 첨가제로 sugar 1%, CaSO4·2H2O 1.
- 5~3%를 첨가하여 흰목이버섯균사와 자실체의 생장발육에 필요한 유기탄소, 산도 조절 그리고 무기염 등 을 공급 해주기 위하여 첨가하였다. 황백당은 배양액중의 유기 탄소 공급원으로서 균사의 증식과 생장에 유리하게 하기위하여 배지조합 중 1%를 첨가 하였으며, 석고는 약산성으로 배지의 산염기도를 조절하여 주고 배지 조합 중 1.5%를 사용하였다. 그리고 황산마그네슘은 효소를 활성화시키고 대사를 촉진하여 균사의 생장을 돕기 위하여 배지조성에 0.
- 흰목이버섯 균주와 공생균을 수집하고 ITS 5.8S rDNA sequencing을 하여 유전자 서열을 분석하였다. Gene Bank Data homology search 결과 분리된 균의 rDNA 서열이 이 Tremella fuciformis AF042409의 rDNA 서열과 99% 일치하는 것으로 확인되었다.
- stygium KG 201)을 순수 분리하여 혼합배양하여 자실체 형성 유무를 관찰하였다. 흰목이버섯 자실체 형성 흰목이균과 공생균을 PDA배지에서 배양하여 ITS(Internal transcriber spacer) 영역의 5.8S rDNA의 염기서열 분석을 통하여 균을 동정하였다(Kim 등, 2006).
- 흰목이 버섯균 접종시 젤라틴 형태의 흰목이 버섯 균사체 조직을 핀셋으로 적당량을 취하여 접종원으로 사용하였다. 흰목이버섯균과 공생균의 균사생장에 적합한 배지를 선발하기 위하여 PDA, MCM, YM, Czapek, MEA 등의 배지에서 균사체 생육을 비교 하였다(Table 1).
- Chang(1997)이 C/N율이 30:1 일 때 양호 하였으며 10:1 일 때 저조 하였다고 보고하였다. 흰목이버섯균사가 생장하는데는 탄소와 질소의 비율은 20:1이 적합하며, 자실체 생육 시 탄소와 질소의 비율은 30:1이 적합하다 고 하였다 첨가제로서는 황백당, 석고, 황산마그네슘 등을 0.5~3%를 첨가하여 흰목이버섯균사와 자실체의 생장발육에 필요한 유기탄소, 산도 조절 그리고 무기염 등 을 공급 해주기 위하여 첨가하였다. 황백당은 배양액중의 유기 탄소 공급원으로서 균사의 증식과 생장에 유리하게 하기위하여 배지조합 중 1%를 첨가 하였으며, 석고는 약산성으로 배지의 산염기도를 조절하여 주고 배지 조합 중 1.
대상 데이터
- T. fuciformis KG 103의 병속재배 배지의 최적화를 위하여, 일반적으로 버섯재배에 많이 이용되고, 값이 비교적 저렴하며 쉽게 구입할 수 있는 배지원료를 병속재배시 주재료로 사용하였다. 주재료로 선택된 참나무 톱밥, 면실피 그리고 콘코브의 자실체 형성 효과를 비교하였으며, 보조재료로 미강을 첨가하였다.
- T. fuciformis KG 103의 재배에 있어 배지 최적화를 위하여 주재료 배지선발실험에서는 국내에서 일반적으로 버섯재배에 많이 사용되고 있고, 값이 비교적 저렴하고 쉽게 구입할 수 있는 배지원료를 위주로 선별 하였으며 비교 실험 배지재료는 참나무 톱밥, 면실피 (Ting, 1987) 그리고 콘코브를 비교 실험하였다(Table 5). 톱밥, 콘코브 그리고 면실피 중 주재료를 선발하기 위하여 각각에 대하여 흰목이버섯 자실체 생육에 미치는 영향에 대한 결과를 Fig.
- fuciformis KG 103 공시균주를 PDA 배지에 26℃ 항온기에서 14일간 배양하였으며, 젤라틴형태로 배양된 것을 4 8등분하여 떼어낸 절편을 접종원으로 사용하였다. 같은 방법으로 분리된 A. stygium KG 201을 배양하여 접종원 H로 사용하였다. 떼어낸 절편 접종원 T 와 H를 동시에 종균배양용 배지인 참나무톱밥 77.
- 분리된 T. fuciformis KG 103 공시균주를 PDA 배지에 26℃ 항온기에서 14일간 배양하였으며, 젤라틴형태로 배양된 것을 4 8등분하여 떼어낸 절편을 접종원으로 사용하였다. 같은 방법으로 분리된 A.
- 흰목이버섯균과 공생균의 채집을 위하여 경기도 홍천, 전라도 지리산, 강원도 치악산 등의 야산과 표고버섯 재배사 근처에서 야생 흰목이버섯을 수집하였으며, 다수의 흰목이버섯균과 공생균을 분리하였다. 분리된 균들 중 오염이 되지 않고 활력이 있는 균주를 선발하였다(KG 101, 102, 103, 104 균주). KG 101-104중 103균주가 PDA배지에서 균사체 직경이 14.
- 분리된 균주 중 KG 103균주와 KG 201균을 실험에 사용하였다. 두 균을 각각 PDA배지에서 배양한 후 ITS 5.
- 이외 첨가제로 sugar 1%, CaSO4·2H2O 1.5%, MgSO4·7H2O 0.5%를 사용하였다.
- stygium KG 201) 균주의 일반적인 배양은 PDA(Potato dextrose agar) 배지 상에서 이루어 졌다 (26℃, 14일 배양). 흰목이 버섯균 접종시 젤라틴 형태의 흰목이 버섯 균사체 조직을 핀셋으로 적당량을 취하여 접종원으로 사용하였다. 흰목이버섯균과 공생균의 균사생장에 적합한 배지를 선발하기 위하여 PDA, MCM, YM, Czapek, MEA 등의 배지에서 균사체 생육을 비교 하였다(Table 1).
- 흰목이버섯균과 공생균의 채집을 위하여 경기도 홍천, 전라도 지리산, 강원도 치악산 등의 야산과 표고버섯 재배사 근처에서 야생 흰목이버섯을 수집하였으며, 다수의 흰목이버섯균과 공생균을 분리하였다. 분리된 균들 중 오염이 되지 않고 활력이 있는 균주를 선발하였다(KG 101, 102, 103, 104 균주).
이론/모형
- 5 간격으로 pH를 조정하여 최적 pH를 결정하였다. 이외 균사생육 시 적합한 탄소원, 질소원, 각종비타민, C/N률 등은 Chang(1997)의 논문을 참고로 하였다.
성능/효과
- 6 mm/14 days로 균사생장률이 가장 높았다. 4가지 균주 모두 PDA배지에서 균사생장과 밀도가 가장 높았으며, 그 다음은 MCM, MEA, YM, Czapek 순이었다. 공생균도 PDA에서 가장 왕성한 균사생장을 나타냈다(Table 2).
- 8S rDNA sequencing을 하여 유전자 서열을 분석하였다. Gene Bank Data homology search 결과 분리된 균의 rDNA 서열이 이 Tremella fuciformis AF042409의 rDNA 서열과 99% 일치하는 것으로 확인되었다. 그리고 함께 분리된 공생균은 같은 방법으로 Annulohhypoxylon stygium 으로 확인하였다.
- 분리된 균들 중 오염이 되지 않고 활력이 있는 균주를 선발하였다(KG 101, 102, 103, 104 균주). KG 101-104중 103균주가 PDA배지에서 균사체 직경이 14.6 mm/14 days로 균사생장률이 가장 높았다. 4가지 균주 모두 PDA배지에서 균사생장과 밀도가 가장 높았으며, 그 다음은 MCM, MEA, YM, Czapek 순이었다.
- stygium KG 201은 흰목이버섯균과 유사한 최적온도를 나타내었다. T. fuciformis KG 103 균의 생육 최적 pH는 5.0이었으며, A. stygium KG 201도 pH 5.0에서 생육이 가장 왕성하였다.
- T. fuciformis KG 103 균주는 pH 5.0에서 14 mm/14 days으로 최대의 균사생장을 나타내었으며, 비교적 낮은 pH에서 잘자라는 경향이 관찰 되었다. 그리고 pH 6.
- stygium KG 201 균주는 PD배지에서 각각 14 ㎜/14 days과 85 ㎜/14 days의 균사생육을 나타내었다. T. fuciformis KG 103 균주의 생육최적온도는 25℃(14mm/14days) 이었으며, 35℃ 고온과 15℃이하 저온에서 균사 생장이 억제되었다. A.
- T. fuciformis KG 103균주를 25℃에서 균사 배양시 PDA 배지 상에서 14mm/14days의 생육을 나타냈으며, 35℃이상 고온과 15℃이하 저온에서는 현저하게 균사 생장이 억제됨을 관찰할 수 있었다. 그리고 A.
- 4가지 균주 모두 PDA배지에서 균사생장과 밀도가 가장 높았으며, 그 다음은 MCM, MEA, YM, Czapek 순이었다. 공생균도 PDA에서 가장 왕성한 균사생장을 나타냈다(Table 2).
- fuciformis KG 103균주를 25℃에서 균사 배양시 PDA 배지 상에서 14mm/14days의 생육을 나타냈으며, 35℃이상 고온과 15℃이하 저온에서는 현저하게 균사 생장이 억제됨을 관찰할 수 있었다. 그리고 A. stygium KG 201 균주도 흰목이버섯균과 유사한 온도 범위에서 가장 좋은 균사생장을 나타냈으며 20℃~30℃까지 넓은범위의 최적생육온도를 관찰할 수 있었다. 이와 같이 본 연구에서 Huang (1982)이 T.
- 0에서 14 mm/14 days으로 최대의 균사생장을 나타내었으며, 비교적 낮은 pH에서 잘자라는 경향이 관찰 되었다. 그리고 pH 6.0이상에서부터 균사의 증식이 급격히 억제됨을 관찰할 수 있었다(Table 4). 공생균인 A.
- 콘코브 함량을 줄일수록 생육이 저조해짐을 알 수 있었다. 그리고 면실피를 77%로 단독으로 사용했을때 톱밥과 마찬가지로 자실체 크기가 4.9 ㎝로 저조하였으나, 콘코브를 혼용 하였을 때는 생육상태가 좋아지는 것을 볼 수 있었다(Table 5). Chang(1997)은 흰목이버섯 재배시 참나무와 포플라톱밥 등 활엽수 톱밥이 양호하였고 소나무 톱밥이 가장 저조하였으며 공생균은 아카시나무 톱밥이 가장 양호하고 오리나무톱밥이 가장 저조하였다고 보고하였다.
- 영양생장에 있어서는 수분함량이 다소 낮은 것이 균사 생장이 빨랐으며 수분농도가 높을수록 균사생장이 더디었다. 높은 수분농도에서는 균사생장이 느려서 충분한 균사가 확산되지 않아 배지의 영양분을 충분히 이용하지 못하여 생산량에서 저조함을 관찰할 수 있었다. Table 6을 보면 55%에서 140 g/bottle으로 가장 많은 생산량을 관찰할 수 있었다.
- 그리고 함께 분리된 공생균은 같은 방법으로 Annulohhypoxylon stygium 으로 확인하였다. 분리된 T. fuciformis KG 103과 A. stygium KG 201 균주는 PD배지에서 각각 14 ㎜/14 days과 85 ㎜/14 days의 균사생육을 나타내었다. T.
- 8S rDNA sequencing 하여 유전자 서열을 분석한 후 Gene Bank Data homology search를 통하여 균주를 동정하였다. 분리된 균주는 흰목이버섯균인 Tremella fuciformis AF042409와 99%의 유전자 상동성을 나타내는 것으로 확인되었다. 분리된 공생균도 같은 방법으로 유전자 서열을 분석하였다.
- stygium KG 201을 혼합 배양된 종균을 접종하여 배지수분함량에 따른 생산량을 비교 하였다. 영양생장에 있어서는 수분함량이 다소 낮은 것이 균사 생장이 빨랐으며 수분농도가 높을수록 균사생장이 더디었다. 높은 수분농도에서는 균사생장이 느려서 충분한 균사가 확산되지 않아 배지의 영양분을 충분히 이용하지 못하여 생산량에서 저조함을 관찰할 수 있었다.
- 면실박과 참나무톱밥은 단독 사용 시 생육이 저조하였고, 콘코브를 첨가시 수율이 증대되었다. 최적수분농도는 55%로 결정되었다 .
- 콘코브를 주재료로 사용 하였을 때 가장 월등하게 생장 하는 것을 확인할 수 있었다. 콘코브 함량을 줄일수록 생육이 저조해짐을 알 수 있었다. 그리고 면실피를 77%로 단독으로 사용했을때 톱밥과 마찬가지로 자실체 크기가 4.
- stygium KG 201혼합 종균을 제조하고 흰목이버섯 자실체생산을 위한 병속재배 방법을 확립하였다. 콘코브(Corn cob) (77%와 52%)가 사용한 재료 중 최적의 자실체 성장률을 나타냈으며, 콘코브 함량을 줄일수록 생육이 저조하였다. 면실박과 참나무톱밥은 단독 사용 시 생육이 저조하였고, 콘코브를 첨가시 수율이 증대되었다.
- 12에 나타내었다. 콘코브가 77%일 때 9.0 ㎝로 가장 좋은 결과를 보였으며, 참나무 톱밥 과 면실피가 77%일 때 각각 5.0 ㎝, 4.5 ㎝로 생육이 극히 저조 하였다. 콘코브를 주재료로 사용 하였을 때 가장 월등하게 생장 하는 것을 확인할 수 있었다.
- 5 ㎝로 생육이 극히 저조 하였다. 콘코브를 주재료로 사용 하였을 때 가장 월등하게 생장 하는 것을 확인할 수 있었다. 콘코브 함량을 줄일수록 생육이 저조해짐을 알 수 있었다.
- 흰목이버섯 종균용 최적 배지로 참나무톱밥 77.5%, 미강 20%, 석고 1.5%, 황백당 1%가 선정되었다. T.
- 흰목이버섯의 재배최적조건의 고온다습한 까다로움으로 인하여 흰목이버섯을 최적의 조건으로 생산할 수 있는 대량재배법을 확립하기 위하여 일반적으로 버섯재배 시 국내에서 많이 사용 되고 구입이 손쉬운 배지들을 사용하여 최적의 혼합비율에 대한 실험으로 최적배지를 선발하여 생산성을 높일 수 있었다.
후속연구
- 국내에서 흰목이버섯을 재배하기 위해서는 우리나라의 자연환경을 극복할 수 있는 연중재배방법 개발이 절실하며, 단기 대량생산법의 체계를 확립하는 것이 시급한 실정이다. 즉, 고온다습한 조건에서만 흰목이버섯의 안정적인 생산이 가능하며, 사계절이 뚜렷한 기후조건을 극복하기 위한 특수한 재배법이 개발되어야 한다. 이와 같은 배경하에 본 연구에서는 국내 현실에 맞는 인공재배 용기를 개발하고 흰목이버섯의 대량생산 체제를 확립하여 흰목이버섯 인공재배를 실용화 하고자 한다.
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