오서산의 소나무와 일본잎갈나무 두 수종의 침엽에서 내생균의 다양성을 분석하였다. 총 13개체의 숙수식물에서 채집한 침엽을 표면살균하여 분리한 균주들은 형태적인 특징과 rDNA 유전자(ITS 부위) 분석을 수행하였다. 그 결과 총 37개의 균주가 분리되었으며 이들은 17개의 분류군으로 묶을 수 있었다. 그 중 59%는 Leotiomycetes에 속하였으며, 30%는 Sordariomyetes에, 8%는 Dothideomycetes에 속하였으며, 3%는 Agaricomycetes에 속하는 균으로 판명 되었다. 이러한 결과들은 선행연구의 결과들과 매우 유사하였으며 소나무에서보다 일본잎갈나무에서 내생균의 종 다양성이 높게 나타났다. 특히 Lophodermium 속에 속하는 분류군들이 내생균의 다양성에서 주요한 균류로 확인되었으며, 한국에 분포하는 Lophodermium 속 내 종들에 대한 심도 있는 연구가 요구된다.
오서산의 소나무와 일본잎갈나무 두 수종의 침엽에서 내생균의 다양성을 분석하였다. 총 13개체의 숙수식물에서 채집한 침엽을 표면살균하여 분리한 균주들은 형태적인 특징과 rDNA 유전자(ITS 부위) 분석을 수행하였다. 그 결과 총 37개의 균주가 분리되었으며 이들은 17개의 분류군으로 묶을 수 있었다. 그 중 59%는 Leotiomycetes에 속하였으며, 30%는 Sordariomyetes에, 8%는 Dothideomycetes에 속하였으며, 3%는 Agaricomycetes에 속하는 균으로 판명 되었다. 이러한 결과들은 선행연구의 결과들과 매우 유사하였으며 소나무에서보다 일본잎갈나무에서 내생균의 종 다양성이 높게 나타났다. 특히 Lophodermium 속에 속하는 분류군들이 내생균의 다양성에서 주요한 균류로 확인되었으며, 한국에 분포하는 Lophodermium 속 내 종들에 대한 심도 있는 연구가 요구된다.
Diversity of endophytic fungi of two species associated with host plants, Pinus densiflora and Larix kaempferi in Mt. Oser were investigated. Endophytic fungi were isolated from surface sterilized leaves of the 13 host plants and identified by morphological traits and rDNA ITS sequences analysis. To...
Diversity of endophytic fungi of two species associated with host plants, Pinus densiflora and Larix kaempferi in Mt. Oser were investigated. Endophytic fungi were isolated from surface sterilized leaves of the 13 host plants and identified by morphological traits and rDNA ITS sequences analysis. Totally 37 isolates were discovered and identified into 17 taxa. Of them, 59% isolates belonged to Leotiomycetes, 30% isolates Sordariomyetes, 8% isolates Dothideomycetes and 3% isolates Agaricomycetes. Results showed a similar diversity pattern with previous studies. Also, species diversity (H') of endophytic fungi isolated from L. kaempferi was higher than that from P. densiflora. The endophytic species composition showed significant differences between host plants. Particularly, taxon of Lophodermium is a major genus in the host plants. However, critical research of the endophytic species diversities within the genus in Korea is required. The communities of endophytic fungi isolated in this study showed differences in diversities and species composition between host plants.
Diversity of endophytic fungi of two species associated with host plants, Pinus densiflora and Larix kaempferi in Mt. Oser were investigated. Endophytic fungi were isolated from surface sterilized leaves of the 13 host plants and identified by morphological traits and rDNA ITS sequences analysis. Totally 37 isolates were discovered and identified into 17 taxa. Of them, 59% isolates belonged to Leotiomycetes, 30% isolates Sordariomyetes, 8% isolates Dothideomycetes and 3% isolates Agaricomycetes. Results showed a similar diversity pattern with previous studies. Also, species diversity (H') of endophytic fungi isolated from L. kaempferi was higher than that from P. densiflora. The endophytic species composition showed significant differences between host plants. Particularly, taxon of Lophodermium is a major genus in the host plants. However, critical research of the endophytic species diversities within the genus in Korea is required. The communities of endophytic fungi isolated in this study showed differences in diversities and species composition between host plants.
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문제 정의
)의 잎에서 내생균을 분리하여 이들의 다양성을 알아보고 숙주식물에 따른 내생균 군집을 비교·분석해 보고자 한다.
제안 방법
PCR 수행 조건은 predenaturation 94℃에서 5 min 후, denaturation을 94℃ 30 sec, annealing을 50℃에서 30 sec, elongation을 72℃에서 1 min을 1 cycle로 해서 총 30회를 진행하였으며, 최종적으로 72℃에서 5 min 간 PCR 산물을 안정화시켜 4℃에서 보관하였고, 최종 산물은 전기영동하여 확인 후 염기서열 분석(SolGent, Korea)을 의뢰하였다(Kim et al., 2012).
그리고 동정된 내생균 분류군들에 대해서는 숙주식물에 따른 종 다양성(Shannon의 다양성 지수, H')과 분포양상을 분석하였다.
채집된 소지에서 무작위적으로 침엽을 채취한 후 표면살균과정을 수행하였다. 먼저 이물질을 제거하기 위하여 흐르는 물로 세척한 다음 무균 실험대 내에서 1% 차아산염소산나트륨(NaOCl) 용액에 3분, 70%에 탄올에 2분간 처리한 후, 멸균수로 2회 세척하고 다음 과정을 진행하였다. 표면 살균된 침엽은 가위를 이용하여 약 5 mm 정도의 길이로 자른 후 PDA 배지에 각각 4개의 절 편을 치상하고, 25℃의 암소에서 배양 후 계대배양을 통해 순수한 균주를 분리하였다(Kil et al.
, 2012). 분석된 염기서열들은 NCBI에서 BLAST 분석을 통하여 유사도를 확인한 후 계통수를 통해 근연 분류군 간의 염기서열 비교하고 가장 근접한 분류군을 선택하였으며, MEGA5 (Tamura et al., 2011)를 이용하여 계통수를 완성하였다. 그리고 동정된 내생균 분류군들에 대해서는 숙주식물에 따른 종 다양성(Shannon의 다양성 지수, H')과 분포양상을 분석하였다.
오서산의 소나무와 일본잎갈나무 두 수종의 침엽에서 내생균의 다양성을 분석하였다. 총 13개체의 숙수식물에서 채집한 침엽을 표면살균하여 분리한 균주들은 형태적인 특징과 rDNA 유전자(ITS 부위) 분석을 수행하였다.
충남지역의 오서산(N 38º 27', 126º 39')에서 건강한 소나무 6개체와 일본잎갈나무 7개체를 선별하여 각각에서 소지를 채집하였다. 채집된 소지에서 무작위적으로 침엽을 채취한 후 표면살균과정을 수행하였다. 먼저 이물질을 제거하기 위하여 흐르는 물로 세척한 다음 무균 실험대 내에서 1% 차아산염소산나트륨(NaOCl) 용액에 3분, 70%에 탄올에 2분간 처리한 후, 멸균수로 2회 세척하고 다음 과정을 진행하였다.
오서산의 소나무와 일본잎갈나무 두 수종의 침엽에서 내생균의 다양성을 분석하였다. 총 13개체의 숙수식물에서 채집한 침엽을 표면살균하여 분리한 균주들은 형태적인 특징과 rDNA 유전자(ITS 부위) 분석을 수행하였다. 그 결과 총 37개의 균주가 분리되었으며 이들은 17개의 분류군으로 묶을 수 있었다.
대상 데이터
총 13개체의 숙수식물로부터 37개의 균주를 분리하였다. 분리된 균들의 염기서열 분석결과 총 17개의 분류군으로 나누어 볼 수가 있었다(Fig.
분리된 내생균들은 DNeasy Plant SV mini kit (GeneAll, Korea)의 방법에 따라 genomic DNA를 추출하였다. 추출된 DNA는 ITS1F와 ITS4를 이용하여 증폭하였다 (Gardes and Bruns, 1993).
성능/효과
또한 두 수종 모두에서 Lophodermium sp.가 제일 풍부하게 분포하는 것으로 나타났으나, 소나무에서는 다른 분류군들에 비해 높은 비율을 보였다 (Table 1).
그 결과 총 37개의 균주가 분리되었으며 이들은 17개의 분류군으로 묶을 수 있었다. 그 중 59%는 Leotiomycetes에 속하였으며, 30%는 Sordariomyetes에, 8%는 Dothideomycetes에 속하였으며, 3%는 Agaricomycetes에 속하는 균으로 판명 되었다. 이러한 결과들은 선행연구의 결과들과 매우 유사하였으며 소나무에서보다 일본잎갈나무에서 내생균의 종 다양성이 높게 나타났다.
본 연구결과 소나무에서 분리한 균주의 약 40% 정도가 Lophodermium 속에 속하는 내생균으로 나타났다. 우리나라에서 소나무 등의 침엽수에서 수행한 내생균 관련 선행 연구 결과들(Kil et al.
분석결과 소나무와 일본잎갈나무에서는 비슷한 수의 균주가 분리되었음에도 불구하고 종다양성 지수인 H'은 일본잎갈나무에서 약 2배 이상 높게 나타났으며, 내생균의 분류군 수도 약 2배 이상 높은 값을 보였다(Table 1).
1). 분석된 염기서열은 BLAST 결과 기존의 균주들과 모두 98% 이상 유사도를 보였다. 그러나 염기서열을 통해 동정한 일부 분류군들(11E047, 11D076, 11D073, 11E039, 11E014, 11E019)은 염기서열만으로는 종으로 한정하기에는 부족한 것으로 판단되며, 이를 보다 명확히 규명하기 위해 자세한 형태적, 분자적 연구가 필요할 것으로 판단된다.
, 2012). 총 17개의 분류군 중에서 2개의 그룹(Lophodermium sp., Whalleya microplaca)만이 두 종의 숙주식물 모두에서 공통적으로 발견되었으며, 나머지 분류군들은 공통적인 분포를 보이지 않았다. 또한 두 수종 모두에서 Lophodermium sp.
후속연구
1). Ortiz-Garca 등(2003)에 의하면 내생균이 각각 다른 숙수식물의 물리적 구조나 2차 대사산물 등에 영향을 받아 염기서열의 분지가 발생하기도 하며, 동일한 숙수식물에 감염된 동일한 내 생균이라도 넓은 분포역을 갖는 숙주식물에서는 분포지역에 따라 내생균의 염기서열에 변이가 발생한다고 보고한 연구결과 등으로 볼 때, 이 분류군에 대하여 형태 및 분자적인 후속 연구를 계속하여 이들을 규명할 필요가 있을 것으로 보인다.
내생균의 숙주특이성에 대해서는 초본식물에서 많은 연구가 수행되어 숙주식물인 Festuca arundinacea와 Neotyphodium 속의 내생균 간의 공진화 관계에 대해서 잘 알려져 있다(Bacon and White, 2000). 그러나 목본식물과 내생균의 숙주특이성에 대해서는 많은 연구가 이루어지지 않았으나, 계속적인 연구를 통해서 소나무속 식물과 Lophodermium 속에 속하는 종들 사이에 일어나는 상호작용에 대한 연구와 함께 내생균과 목본식물과의 숙주특이성에 대한 연구를 수행할 필요가 있다. 특히, 목본식물에서 내 생균의 전이는 수평적 전이에 기초하여 대부분 무작위적으로 발생하는 것으로 보고 있음에도 불구하고(Saikkonen et al.
분석된 염기서열은 BLAST 결과 기존의 균주들과 모두 98% 이상 유사도를 보였다. 그러나 염기서열을 통해 동정한 일부 분류군들(11E047, 11D076, 11D073, 11E039, 11E014, 11E019)은 염기서열만으로는 종으로 한정하기에는 부족한 것으로 판단되며, 이를 보다 명확히 규명하기 위해 자세한 형태적, 분자적 연구가 필요할 것으로 판단된다.
이러한 결과들은 선행연구의 결과들과 매우 유사하였으며 소나무에서보다 일본잎갈나무에서 내생균의 종 다양성이 높게 나타났다. 특히 Lophodermium 속에 속하는 분류군들이 내생균의 다양성에서 주요한 균류로 확인되었으며, 한국에 분포하는 Lophodermium 속 내 종들에 대한 심도 있는 연구가 요구된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
내생균은 어떤 역할을 하는가?
내생균은 식물체에 공생하는 균으로써 명확한 병증을 나타내지 않는 특성을 보이고 있다(Carroll, 1988). 이들은 일반적으로 식물과의 공생관계를 통해서 양분을 공급받으며, 그에 반해서 식물체의 생화학적인 보호기작과 함께 생장, 서식에 불리한 환경요인에 대해 긍정적인 역할을 한다고 보고 있다(Carroll, 1988; Schulz and Boyle, 2005). 또한 생리활성 물질인 2차 대사산물에 대한 생물자원의 유용성도 부각되어 새로운 균주를 탐색하는 연구들이 다양하게 수행되고 있다(Amirita et al.
Lophodermium 속은 전세계적으로 몇 종이 분포하고있는가?
현재 전 세계적으로 Lophodermium 속에는 약 100여 종이 분포하고 있는 것으로 보고되고 있으며(Ortiz-Garca et al., 2003), 중국에는 약 50여 종이 있는 것으로 파악되고 있으나(Lin et al.
침엽수는 국내 몇개의 분류군이 분포하는가?
침엽수는 전세계적으로 분포하고, 약 600여 종이 알려져 있으며(Farjon, 1998), 우리나라에도 도입종과 자생종 및 종 이하 분류군을 비롯하여 64개의 분류군이 분포하는 것으로 보고 있다(Lee, 1983). 현재 전 세계적인 기후온난화의 영향으로 침엽수림의 쇠퇴가 빈번하게 발생하고 있으며, 우리나라 또한 예외가 아니다.
참고문헌 (22)
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