[국내논문]우리나라 산림에서 분리한 외생균근균의 균사생장에 있어 배지, 온도, pH의 영향과 셀룰라아제 활성 Effects of Medium, Temperature and pH on Mycelial Growth and Cellulase Activity of Ectomycorrhizal Fungi from Korean Forests원문보기
우리나라 산림에서 수집한 외생균근균 8종 27개 균주에 대한 균사 생장 특성을 다양한 배양 조건(배지, 온도, pH)에서 조사하였다. 60일 배양 후, 모든 균주는 PDA와 MMN 배지에서 생장하였으나, 송이를 포함한 일부 균주들은 MEA나 SDA 배지에서 전혀 생장하지 않았다. 또한 대부분의 균주들을 PDA 배지에서 배양했을 때에 저온($10^{\circ}C$)보다 고온($30^{\circ}C$)에서 균사 생장이 저조하였다. 또한 PDA 배지 상에서의 최적 생장온도는 $20-25^{\circ}C$, PDB 배지 내 균사 생장을 위한 최적 pH는 4-5로 나타났다. Carboxymethyl cellulose(CMC) 활성은 모든 시험 균주에서 나타났으며, CMC(pH 5.0) 한천배지 상에서 최대의 셀룰라아제 활성을 나타낸 균주는 송이(1266)였다.
우리나라 산림에서 수집한 외생균근균 8종 27개 균주에 대한 균사 생장 특성을 다양한 배양 조건(배지, 온도, pH)에서 조사하였다. 60일 배양 후, 모든 균주는 PDA와 MMN 배지에서 생장하였으나, 송이를 포함한 일부 균주들은 MEA나 SDA 배지에서 전혀 생장하지 않았다. 또한 대부분의 균주들을 PDA 배지에서 배양했을 때에 저온($10^{\circ}C$)보다 고온($30^{\circ}C$)에서 균사 생장이 저조하였다. 또한 PDA 배지 상에서의 최적 생장온도는 $20-25^{\circ}C$, PDB 배지 내 균사 생장을 위한 최적 pH는 4-5로 나타났다. Carboxymethyl cellulose(CMC) 활성은 모든 시험 균주에서 나타났으며, CMC(pH 5.0) 한천배지 상에서 최대의 셀룰라아제 활성을 나타낸 균주는 송이(1266)였다.
Mycelial growth of ectomycorrhizal fungi (27 strains of 8 species) collected from Korean forests was observed on various culture conditions (media, temperature, pHs). After 60 days of incubation, all strains grown on potato dextrose agar (PDA) and modified Melin-Norkran's agar (MMNA), whereas no myc...
Mycelial growth of ectomycorrhizal fungi (27 strains of 8 species) collected from Korean forests was observed on various culture conditions (media, temperature, pHs). After 60 days of incubation, all strains grown on potato dextrose agar (PDA) and modified Melin-Norkran's agar (MMNA), whereas no mycelial growth was observed on malt extract agar (MEA) or sabouraud dextrose agar (SDA) in some strains including Tricholoma matsutake. Mycelial growth on PDA was poor at high temperature ($30^{\circ}C$) than the low temperature ($10^{\circ}C$). The optimal temperature on PDA and pH in potato dextrose broth (PDB) for mycelial growth in most strains were $20-25^{\circ}C$ and pH 4-5, respectively. All strains tested showed the carboxymethyl cellulase (CM-cellulase) activity and the maximal cellullase activity was expressed by the mycelium of T. matsutake (KFRI 1266) on the CMC agar plate with pH 5.0.
Mycelial growth of ectomycorrhizal fungi (27 strains of 8 species) collected from Korean forests was observed on various culture conditions (media, temperature, pHs). After 60 days of incubation, all strains grown on potato dextrose agar (PDA) and modified Melin-Norkran's agar (MMNA), whereas no mycelial growth was observed on malt extract agar (MEA) or sabouraud dextrose agar (SDA) in some strains including Tricholoma matsutake. Mycelial growth on PDA was poor at high temperature ($30^{\circ}C$) than the low temperature ($10^{\circ}C$). The optimal temperature on PDA and pH in potato dextrose broth (PDB) for mycelial growth in most strains were $20-25^{\circ}C$ and pH 4-5, respectively. All strains tested showed the carboxymethyl cellulase (CM-cellulase) activity and the maximal cellullase activity was expressed by the mycelium of T. matsutake (KFRI 1266) on the CMC agar plate with pH 5.0.
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문제 정의
이를 위해서는 균주의 생리학적 특성 조사를 통해 산림 내 유용 버섯 균주를 발굴하고, 그 균사체의 효과적인 증식과 보존 과정이 순차적으로 이루어질 수 있도록 해야 한다. 이에 본 연구에서는 우리나라에서 수집한 외생균근균 중 식용버섯으로서 상업적으로 유용한 가치가 있을 것으로 기대되는 균주를 대상으로 다양한 배양 조건(배지의 종류, 배양 온도, 배지의 pH) 에서 이들 각 균주의 기초적인 균사 생장 특성을 조사하였다. 또한 외생균근균의 부후적 특성이 인공재배를 가능케 하는데 유리한 요소가 될 수 있으므로 외생균근균의 셀룰라아제(cellullase) 활성을 조사하였다.
이에 본 연구에서는 우리나라에서 수집한 외생균근균 중 식용버섯으로서 상업적으로 유용한 가치가 있을 것으로 기대되는 균주를 대상으로 다양한 배양 조건(배지의 종류, 배양 온도, 배지의 pH) 에서 이들 각 균주의 기초적인 균사 생장 특성을 조사하였다. 또한 외생균근균의 부후적 특성이 인공재배를 가능케 하는데 유리한 요소가 될 수 있으므로 외생균근균의 셀룰라아제(cellullase) 활성을 조사하였다.
이와 같은 결과는 자연계에 서식하는 갈색부후균이나 백색부후균처럼 외생균근성 균류도 인공배지에서 배양 시 부후적 특성을 나타낼 수도 있음을 의미한다. 이에 본 연구에서는 국내 산림에서 수집한 외생균근균들도 인공배지 내에서 이와 같은 CM-cellulase 활성을 나타낼 가능성이 있으리라 생각되어 그들의 섬유소 분해력을 조사하였다.
가설 설정
2)The bottom size of agar plate containing the solid agar medium is 85 mm in diameter.
2)Values (except for the size of inoculants, 6 mm in diameter) are mean±SD of three replicates.
2)Values are mean ± SD of three replicates.
2)Values are mean±SD of three replicates.
4)Values are mean±SD of three replicates.
2)The bottom size of CMC agar plate is 55 mm in diameter.
3)The CM-cellulase activity was determined by the size (mm in diameter) of cellulolytic zone only.
제안 방법
한천평판배지 또는 사면배지에 냉장보존(4℃) 했던 균의 생존 여부를 확인한 후, 영양세포의 대사가 활발한 접종 원을 얻기 위해 본 실험 전 해당 균주를 감자한천배지(potato dextrose agar, PDA) 또는 MMNA 배지(Modified Melin-Norkran’s agar)와 같은 고체배지에 접종하여 25℃에서 암배양하였다.
각각의 배지는 고압증기멸균(121℃, 20 min) 후 petri dish(bottom 85 × height 15mm)에 25 mL씩 분주하였으며, 고체배지에서 배양한 각 균주의 균총 선단부를 접종원(직경 6 mm)으로 취하여 각 배지의 중앙에 1개씩 접종하고, 25℃ 항온 배양기에서 60일간 암배양하였다.
상용 가능한 3종의 배지(PDA, MEA, SDA; pH6.0)는 상용배지 제조사(Difco, USA)의 지시에 따라 제조하였다(Zimbro and Power, 2003). 또한 비상용 배지 1종 (MMNA; pH5.
섬유소 분해가 일어난 영역과 분해가 일어나지 않은 영역을 구별하기 위해 염색시약인 Gram’s iodine solution(KI 2 g, I2 1 g, distilled water 300 mL)을 제조하여 사용 전까지 차광 보관하였다.
일회용 소형 멸균 플라스틱 petri dish(55 × 15 mm)에 멸균된 각각의 배지를 10 mL씩 고르게 분주한 다음, 상온에서 응고시켜 CMC 한천평판배지를 제조하였다.
고체배지 상에서 외생균근균의 영양세포가 생장할 수 있는 온도 범위를 조사하기 위해 PDA 배지(pH 6.0)의 중앙에 접종원(직경 6 mm)을 1개씩 접종하고, 서로 다른 온도(10, 15, 20, 25, 30℃)로 설정된 항온 배양기 내에서 60일간 암배양하였다. 디지털 버어니어캘리퍼스를 이용하여 균총의 크기(접종원의 직경 제외)를 측정한 후, 각 시험 균주의 기본 생장온도(최저 생장온도, 최적 생장온도, 최고 생장온도)를 설정하였다.
0)의 중앙에 접종원(직경 6 mm)을 1개씩 접종하고, 서로 다른 온도(10, 15, 20, 25, 30℃)로 설정된 항온 배양기 내에서 60일간 암배양하였다. 디지털 버어니어캘리퍼스를 이용하여 균총의 크기(접종원의 직경 제외)를 측정한 후, 각 시험 균주의 기본 생장온도(최저 생장온도, 최적 생장온도, 최고 생장온도)를 설정하였다.
상용배지 제조사(Difco, USA)의 지시에 따라 PDB(potato dextrose broth)를 제조한 후, 1M HCl 또는 1M NaOH 등을 가하여 액체배지(PDB)의 최종 pH가 4, 5, 6, 7, 8이 되도록 하였다. pH가 서로 다른 각각의 PDB를 유리 삼각플라스크에 20 mL씩 분주하여 고압증기멸균(121℃, 20분)한 후, 상온에서 냉각하였다.
각 액체배지 당 접종원(직경 6 mm)을 1개씩 접종하고, 정치 상태로 25±2℃에서 60일간 암배양하였다. 배양액 내 균체량을 측정하기 위해 액체배양 종료 2일 전에는 미리 직경 110mm의 정성 원형 여과지(Advantec No.5A, Japan)를 준비하여 70℃ 건조기에서 건조한 후, 여과지의 건중량을 측정하였다. 또한 배양 종료 시에는 이미 건중량을 알고 있는 여과지에 각 균주의 60일 배양체를 부어 여과한 다음, 균체가 함유된 여과지를 70℃ 건조기에서 넣어 2일간 건조하였다.
또한 배양 종료 시에는 이미 건중량을 알고 있는 여과지에 각 균주의 60일 배양체를 부어 여과한 다음, 균체가 함유된 여과지를 70℃ 건조기에서 넣어 2일간 건조하였다. 외생균근균의 균주별로 건중량을 측정하고, 배양 후 액체배지 내의 final pH를 측정하여 PDB의 pH 변화가 그들의 생장에 미치는 영향력을 조사하였다.
Cellulase 활성 기질로는 carboxymethylcellulose(CMC)를 사용하였으며, 염색 시약은 Gram’s iodine solution을 사용하였다. 또한 각 균주의 섬유소 분해 활성이 최대로 발현되는 스크리닝 조건을 찾기 위해 Kasana 등(2008)의 방법과는 달리 pH가 서로 다른 carboxymethylcellulose(CMC) 한천평판배지를 다음과 같이 제조하였다. 증류수 1 L에 CMC 한천평판배지의 각 성분(NaNO3 2 g, K2HPO4 1 g, MgSO4 0.
또한 각 균주의 섬유소 분해 활성이 최대로 발현되는 스크리닝 조건을 찾기 위해 Kasana 등(2008)의 방법과는 달리 pH가 서로 다른 carboxymethylcellulose(CMC) 한천평판배지를 다음과 같이 제조하였다. 증류수 1 L에 CMC 한천평판배지의 각 성분(NaNO3 2 g, K2HPO4 1 g, MgSO4 0.5 g, KCl 0.5 g, Carboxymethylcellulose sodium salt 2 g, Peptone 0.2 g) 을 혼합한 후, 1M NaOH 또는 1M HCl을 가하여 혼합액의 최종 pH를 5, 6, 7, 8로 각각 제조하였다. 여기에 agar 15 g씩을 첨가하고, 잘 혼합하여 고압증기멸균 하였다.
각 균주의 접종원(직경 6 mm)을 CMC 한천평판배지의 중앙에 1개씩 접종한 후 25℃에서 8일간 암배양하였다. CMC 한천평판배지의 중앙에 염색시약을 1~2mL씩 떨어뜨린 후, 즉시 배지를 상하좌우로 흔들어 염색액이 배지 전면에 고르게 분포하도록 하였다. 각 배지를 알루미늄 호일로 차광한 상태에서 약 2시간 동안 상온(25±2℃)에 방치하였다.
각 배지를 알루미늄 호일로 차광한 상태에서 약 2시간 동안 상온(25±2℃)에 방치하였다. 섬유소 분해가 일어나지 않은 영역(암적색으로 염색)과 섬유소 분해가 일어난 영역(투명대) 중 투명대의 직경(접종원의 직경 제외)을 mm 단위로 측정하여 기록하였다. 각 균주별로 CMC 한천평판배지의 pH 변화에 따른 투명대의 크기를 비교하여 외생균근균으로부터 분비되는 CM-cellulase 활성을 탐지하는 데에 가장 적합한 배지의 pH와 균주별 효소 활성을 비교하였다.
섬유소 분해가 일어나지 않은 영역(암적색으로 염색)과 섬유소 분해가 일어난 영역(투명대) 중 투명대의 직경(접종원의 직경 제외)을 mm 단위로 측정하여 기록하였다. 각 균주별로 CMC 한천평판배지의 pH 변화에 따른 투명대의 크기를 비교하여 외생균근균으로부터 분비되는 CM-cellulase 활성을 탐지하는 데에 가장 적합한 배지의 pH와 균주별 효소 활성을 비교하였다.
상업적으로 유용한 가치가 있을 것으로 기대되는 국내의 외생균근균을 발굴하고, 이들의 증식과 보존을 위한 순수 배양체의 생리학적 특성을 밝히기 위해 2006년부터 2011까지 강원(홍천, 고성), 경기(포천), 경남(산청), 경북(문경, 봉화) 등지에서 수집한 균주 중 27 균주에 대한 균사생장 특성과 섬유소분해효소 활성을 조사하였다.
온도는 생물체의 생장과 생존에 영향을 미치는 중요한 요인 중의 하나이다. 특히 상업적으로 활용가치가 있을 것으로 기대되는 외생균근균들의 실내 보존과 증식을 위해서는 온도와 같은 물리적인 환경인자에 반응하는 각 균주의 생리적 특성을 조사할 필요가 있어 일반적으로 균류 배양에 널리 사용되고 있는 PDA 배지를 이용하여 60일 배양 후 배양 온도(10, 15, 20, 25, 30℃) 변화에 따른 균사 생장력을 측정하고, 순수배양 시 그들이 생장할 수 기본 생장온도를 정하였다. 여기서 ‘기본 생장온도(cardinal temperature)’란 생물체가 생장할 수 있는 최저온도(minimum temperature), 최적온도(optimum temperature) 및 최고온도(maximum temperature)를 의미하며, 이는 미생물의 종류에 따라 각각 다를 수 있으며, 일반적으로 미생물이 서식했던 곳의 평균 온도 범위를 반영하는 경우가 많다(Madigan et al.
, 2001). 이와 같은 점들을 고려하여 배지 내 초기 pH의 변화에 따른 외생균근균의 균사 생장량을 산성 환경에 비중을 둔 pH 4.0-8.0 범위로 설정하여 조사하였다.
우리나라 산림에서 수집한 외생균근균 8종 27개 균주에 대한 균사 생장 특성을 다양한 배양 조건(배지, 온도, pH) 에서 조사하였다. 60일 배양 후, 모든 균주는 PDA와 MMN 배지에서 생장하였으나, 송이를 포함한 일부 균주들은 MEA나 SDA 배지에서 전혀 생장하지 않았다.
각각의 배지는 고압증기멸균(121℃, 20 min) 후 petri dish(bottom 85 × height 15mm)에 25 mL씩 분주하였으며, 고체배지에서 배양한 각 균주의 균총 선단부를 접종원(직경 6 mm)으로 취하여 각 배지의 중앙에 1개씩 접종하고, 25℃ 항온 배양기에서 60일간 암배양하였다. 디지털 버어니어캘리퍼스를 이용하여 균총의 크기(접종원의 직경 제외)를 측정한 후, 배지의 종류에 따른 60일 배양체의 균 생장력을 비교하였다.
, 2009), 특히 수소이온농도가 다른 세포외 제한된 환경과 폐쇄된 공간에서는 균이 생장하거나 생존하는 데에 많은 영향을 받을 것으로 생각된다. 따라서 60일 배양 후 외생균근균의 균체량 변화의 원인은 액체배지 내 final pH의 변화를 통해 설명이 가능할 것으로 보여 송이를 포함한 일부 시험균주의 final pH를 조사하였다. Table 5에서의 결과와 같이 PDB 배지 내 initial pH값이 낮은 경우(pH 4-5)에는 접시껄껄이그물버섯(KFRI 1195)를 제외하고 대부분의 균주에서 final pH값이 상승하였다.
대상 데이터
2006~2011년까지 국내 4 지역(강원, 경기, 경남, 경북)에서 수집하여 국립산림과학원(Korea Forest Research Institute, KFRI)에 보존 중인 외생균근균 중 8종 27개 균주를 대상으로 이들의 생리학적 특성을 조사하였다(Table 1). 한천평판배지 또는 사면배지에 냉장보존(4℃) 했던 균의 생존 여부를 확인한 후, 영양세포의 대사가 활발한 접종 원을 얻기 위해 본 실험 전 해당 균주를 감자한천배지(potato dextrose agar, PDA) 또는 MMNA 배지(Modified Melin-Norkran’s agar)와 같은 고체배지에 접종하여 25℃에서 암배양하였다.
한천평판배지 또는 사면배지에 냉장보존(4℃) 했던 균의 생존 여부를 확인한 후, 영양세포의 대사가 활발한 접종 원을 얻기 위해 본 실험 전 해당 균주를 감자한천배지(potato dextrose agar, PDA) 또는 MMNA 배지(Modified Melin-Norkran’s agar)와 같은 고체배지에 접종하여 25℃에서 암배양하였다. 육안 또는 실체현미경(Leica DFC290, German)을 이용하여 평판배지 상에서 균총(mycelial colony)을 형성한 순수 배양체만을 선별하여 접종원으로 사용하였다.
외생균근균의 균사 생장에 적합한 고체배지를 선발하기 위해 다음과 같은 조성을 갖는 4 종의 배지를 준비하였다; Potato dextrose agar(PDA; glucose 20 g, potato starch 4 g, agar 15 g/L), Malt extract agar(MEA; maltose 12.75 g, dextrin 2.75 g, glycerol 2.35 g, peptone 0.78 g, agar 15 g/L), Sabouraud dextrose agar(SDA; dextrose 40 g, pancreatic digest of casein 10g, peptic digest of animal tissue 5 g/L), Modified Melin-Norkran’s agar(MMN; glucose 10g, malt extract 3 g, (NH4)2HPO4 0.25 g, CaCl2 0.05 g, KH2PO4 0.5 g, MgSO4·7H2O 0.15 g, NaCl 0.025 g, 1% FeCl3 1.2 mL, thiamine·HCl 100 μg, Agar 15 g per L).
외생균근균의 섬유소 분해 활성은 Kasana 등(2008)이 cellulase 생산 균주를 스크리닝하기 위해 사용한 방법에 따라 수행하였다. Cellulase 활성 기질로는 carboxymethylcellulose(CMC)를 사용하였으며, 염색 시약은 Gram’s iodine solution을 사용하였다.
성능/효과
소나무림에서는 송이, 싸리버섯, 붉은젖버섯, 비단그물버섯 등의 일부 균주가 수집되었으며, 송이(1266)의 경우에는 특이하게 소나무림이 아닌 리기다소나무림에서 발견되었다. 큰비단그물버섯은 주로 일본이깔나무림에서, 비단그물버섯은 소나무, 리기다소나무, 일본이깔나무와 같은 침엽수림에 다양하게 분포하는 것으로 조사되었다. 이와 달리, 다색벚꽃버섯이나 일본연지그물버섯의 일부 균주들은 신갈나무림에서, 접시껄껄이그물버섯은 참나무림과 같은 활엽수에 주로 분포하는 것으로 조사되었다.
큰비단그물버섯은 주로 일본이깔나무림에서, 비단그물버섯은 소나무, 리기다소나무, 일본이깔나무와 같은 침엽수림에 다양하게 분포하는 것으로 조사되었다. 이와 달리, 다색벚꽃버섯이나 일본연지그물버섯의 일부 균주들은 신갈나무림에서, 접시껄껄이그물버섯은 참나무림과 같은 활엽수에 주로 분포하는 것으로 조사되었다.
국내에서 수집한 외생균근균의 60일 후 균사 생장 특성을 조사한 결과, PDA와 반합성배지인 MMNA에서는 모든 균주들이 생장한 반면, MEA와 SDA에서는 일부 균주들이 생장하지 못했다(Table 2와 Fig. 1). 7개 균주(KFRI 929, 1013, 1014, 1017, 1265, 1266, 1681)는 반합성 배지인 MMNA에서보다 상용배지인 PDA에서 1.
1). 7개 균주(KFRI 929, 1013, 1014, 1017, 1265, 1266, 1681)는 반합성 배지인 MMNA에서보다 상용배지인 PDA에서 1.9배 이상균사 생장이 더 높은 것으로 나타났다. 특히, 이 중 붉은 젖버섯(KFRI 929) 은 MMNA에서보다 PDA에서 3.
5배 이상 더 크게 균이 생장하였다. 반면, 비단그물 버섯과 큰비단그물버섯을 제외한 나머지 즉, 총 시험 균주의 67%(18/27균주)는 MEA에서 전혀 균사가 생장하지 않았으며, 송이 4개 균주(KFRI 1017, 1265, 1266, 1681)는 MEA와 SDA 모두에서 전혀 생장하지 않았다. 이와 같은 현상은 시험 균주의 대부분이 이당류인 maltose를 분해하여 그들의 영양원으로 이용할 수 있는 능력이 낮다는 것을 말해준다.
Harvey(1991)는 균근균(mycorrhizal fungi)이 토양 미생물이기 때문에 이들의 최대 생장온도가 30℃ 근방이거나 그 이하일 거라 예측하였다. 실제, 본 시험 균주들을 대상으로 최대 생장온도를 조사한 결과, Harvey의 예측과 일치하는 균사 생장 특성을 나타냈다.
60일 배양 후 접시껄껄이그물버섯(KFRI 1194)는 pH4.0에서 최대 균체량이 203.2±4.0 mg/flask에 달해 다른 pH 단위보다 2배 더 많이 균이 생장하여 이들 균사 생장에 최적 pH임을 알 수 있었다.
5종류의 PDB pH(4,5,6,7,8)에 대한 균사 생장 특성을 조사한 결과, 대부분의 균주들은 pH 4, 5에서 최대 균체량을 나타내어 중성(pH 7.0)이나 알칼리성(pH 8.0) 환경에서 보다 산성 pH에서 더 잘 생장하는 것으로 나타나 일반적인 진균류의 생장과 유사한 경향을 나타냈다(Table 4와 Fig. 2). 그러나 6개 균주(KFRI 1487, 928, 929, 1266, 1680, 1284)는 다른 균주들에 비해 PDB 내 pH 변화에 따른 균체량의 차이가 크게 나타나지 않았다.
0에서 균체량이 현저하게 증가하는 특성을 나타냈다. 송이 7개 균주에 대한 균체량을 비교한 결과, 소나무림에서 채집한 송이 균주들(KFRI 1013, 1014, 1015, 1017, 1265, 1681)의 최적 생장 pH는 4, 5였으나, 리기다소나무림에서 채집한 KFRI 1266의 경우에는 pH 4-7 범위로 균체량에 유의한 차이가 없어 앞선 소나무림에서 채집한 균주들과는 균사 생장 특성이 다르게 나타났다.
0인 경우에는 배양 후 final pH값이 감소하였다. 또한 균의 최적 생장은 initial pH 7-8보다 pH 4-6 범위에서 나타나 final pH가 상승된 배지에서 균의 생장이 높은 것을 알 수 있었다.
국내에서 수집한 송이 균주 중 KFRI 1017을 제외한 6개 균주 또한 pH 5.0인 CMC 배지에서 비단그물버섯, 싸리버섯, 일본연지그물버섯, 큰비단그물버섯보다 높은 CMcellulase 활성을 나타냈다(Table 6). 시험 균주의 CMcellulase 활성이 최대로 발현되는 CMC 배지의 pH 범위는 5-6이었으며, Fig.
0인 CMC 배지에서 비단그물버섯, 싸리버섯, 일본연지그물버섯, 큰비단그물버섯보다 높은 CMcellulase 활성을 나타냈다(Table 6). 시험 균주의 CMcellulase 활성이 최대로 발현되는 CMC 배지의 pH 범위는 5-6이었으며, Fig. 3과 같이 송이 1015와 같이 pH가 증가함에 따라 효소 활성은 감소하는 경향을 나타내어 외생균근균의 CM-cellulase 활성 탐지에 적합한 CMC 배지의 pH는 5-6임을 알 수 있었다. CMC 배지(pH 5.
또한 대부분의 균주들을 PDA 배지에서 배양했을 때에 저온(10℃)보다 고온(30℃)에서 균사 생장이 저조하였다. 또한 PDA 배지 상에서의 최적 생장온도는 20-25℃, PDB 배지 내 균사 생장을 위한 최적 pH는 4-5로 나타났다. Carboxymethyl cellulose(CMC) 활성은 모든 시험 균주에서 나타났으며, CMC(pH 5.
후속연구
, 2006). 싸리버섯 또한 식용버섯으로 널리 알려져 있지만, 최근에는 그 자실체로부터 새로운 세라마이드(ceramide) 성분이 분리되어(Yaoita et al., 2007) 피부 보습제나 화장품 개발에 이용 가치가 크며, 싸리버섯의 추출물 또한 돌연변이 억제 효과와 함께 결장암 또는 간암 세포의 성장을 억제하는 효과가 있는 것으로 확인되어(Kim et al., 1999) 항암제 원료로서의 활용도 기대된다. 큰비단그물버섯(Suillus grevillei), 일본연지그물버섯(Heimioporus japonicus), 붉은 젖버섯(Lactarius laeticolor), 접시껄껄이그물버섯(Leccinum extremiorientale) 등도 식용 가능한 외생균근균으로 알려져 있다(Kim and Han, 2009).
, 2007) 항혈전제로서의 개발 가능성이 있다. 또한 최근에는 이 버섯으로부터 분리해 낸 Leccine A가 소포체 스트레스로 인한 세포 사멸(endoplasmic reticulum stress-dependent cell death) 을 방어하는 활성을 나타내는 것으로 밝혀져(Choi et al, 2011) 이 역시 의약품 원료로서의 활용이 기대된다.
따라서 이 이외의 많은 종류의 외생균근균들은 자연 채취에 의존하지 않으면 쉽게 얻을 수 없는 자원이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 균과 식물 간 균근 합성을 시도하는 등 자실체 발생에 보다 근접할 수 있는 버섯 인공 재배 기술을 개발해야 한다. 이를 위해서는 균주의 생리학적 특성 조사를 통해 산림 내 유용 버섯 균주를 발굴하고, 그 균사체의 효과적인 증식과 보존 과정이 순차적으로 이루어질 수 있도록 해야 한다.
이는 외생균근균라 하더라도 그 균에게 주어진 영양원의 종류에 따라 때로는 부후성 균류와 유사한 영양 섭취 방식을 취할 수 있음을 의미한다. 또한 균근성 균류들의 cellulase 활성이 높아 갈색부후균이나 백색부후균처럼 산업적으로 이용한 예는 거의 없으나, 일반적인 미생물 효소의 생산 공정 연구와 같이 관련 효소의 생성 기전에 관한 분자유전학적 구명이나 인공배지에서의 균사체 배양 조건을 개선하는 등 체계적이고 지속적인 기반 연구가 수행된다면 이와 같은 균류의 상업적인 활용도 기대해 볼만한 가치가 있을 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
셀룰라아제(cellulase)란?
셀룰라아제(cellulase)는 섬유소(cellulose)를 당(sugar)으로 가수분해하는 반응을 촉매하는 효소(EC 3.2.
외생균근균 중 세계적으로 상업적인 가치가 높은 것은?
, 2008). 세계적으로 상업적인 가치가 높은 것으로 알려진 외생균근균으로는 Tuber magnatum, Tuber melanosporum, 송이(Tricholoma matsutake), 그물 버섯(Boletus edulis), 꾀꼬리버섯(Cantharellus cibarius) 등이 있다(Murat et. al.
외생균근균을 자연 채취에 의존하지 않는 인공재배 기술 개발에 필요한 과정은 무엇인가요?
따라서 이 이외의 많은 종류의 외생균근균들은 자연 채취에 의존하지 않으면 쉽게 얻을 수 없는 자원이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 균과 식물 간 균근 합성을 시도하는 등 자실체 발생에 보다 근접할 수 있는 버섯 인공 재배 기술을 개발해야 한다. 이를 위해서는 균주의 생리학적 특성 조사를 통해 산림 내 유용 버섯 균주를 발굴하고, 그 균사체의 효과적인 증식과 보존 과정이 순차적으로 이루어질 수 있도록 해야 한다. 이에 본 연구에서는 우리나라에서 수집한 외생균근균 중 식용버섯으로서 상업적으로 유용한 가치가 있을 것으로 기대되는 균주를 대상으로 다양한 배양 조건(배지의 종류, 배양 온도, 배지의 pH) 에서 이들 각 균주의 기초적인 균사 생장 특성을 조사하였다.
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