2010년부터 2015년까지 전국 8도에 있는 벼 포장에서 수확기에 총 509개의 이삭시료가 채집되었다. 시료당 105개의 벼 종실이 potato dextrose agar (PDA) 배지에 처리되었고 6,658개의 Fusarium 균주가 분리되었다. $EF-1{\alpha}$ 유전자의 염기서열을 기초로, 분리된 Fusarium 중 67균주를 Fusarium armeniacum으로 동정하였고, 형태적, 배양적 특성을 확인하였다. F. armeniacum은 분생포자 크기, 균총 색, 및 $EF-1{\alpha}$ 염기서열에서 균주간에 상당한 차이가 있었다. 액체크로마토크래피-질량분석기를 사용하여 potato sucrose agar (PSA) 배지에서 T-2와 HT-2 독소생성능력을 결정하였던 바 F. armeniacum 24균주 중 21균주가 T-2와 HT-2 독소를 모두 생성하였으며, 독소생성 수준은 균주간에 다양하였다. 이러한 결과는 한국산 F. armeniacum 균주들이 형태적, 배양적, 유전적 및 독소학적 성질에서 다양성을 갖는다는 것을 보여준다.
2010년부터 2015년까지 전국 8도에 있는 벼 포장에서 수확기에 총 509개의 이삭시료가 채집되었다. 시료당 105개의 벼 종실이 potato dextrose agar (PDA) 배지에 처리되었고 6,658개의 Fusarium 균주가 분리되었다. $EF-1{\alpha}$ 유전자의 염기서열을 기초로, 분리된 Fusarium 중 67균주를 Fusarium armeniacum으로 동정하였고, 형태적, 배양적 특성을 확인하였다. F. armeniacum은 분생포자 크기, 균총 색, 및 $EF-1{\alpha}$ 염기서열에서 균주간에 상당한 차이가 있었다. 액체크로마토크래피-질량분석기를 사용하여 potato sucrose agar (PSA) 배지에서 T-2와 HT-2 독소생성능력을 결정하였던 바 F. armeniacum 24균주 중 21균주가 T-2와 HT-2 독소를 모두 생성하였으며, 독소생성 수준은 균주간에 다양하였다. 이러한 결과는 한국산 F. armeniacum 균주들이 형태적, 배양적, 유전적 및 독소학적 성질에서 다양성을 갖는다는 것을 보여준다.
A total of 509 rice panicle samples were collected at harvest time from fields in 8 provinces from 2010 to 2014. One hundred five grains per sample were plated on potato dextrose agar and 6,658 Fusarium isolates were obtained; among them, 67 were identified as Fusarium armeniacum by sequencing the t...
A total of 509 rice panicle samples were collected at harvest time from fields in 8 provinces from 2010 to 2014. One hundred five grains per sample were plated on potato dextrose agar and 6,658 Fusarium isolates were obtained; among them, 67 were identified as Fusarium armeniacum by sequencing the translation elongation factor $1{\alpha}$ ($EF-1{\alpha}$) and confirmed by their morphological and cultural characteristics. Considerable variation in conidial size, colony color and $EF-1{\alpha}$ sequences was observed among the fungal isolates. The ability of 24 F. armeniacum isolates to produce T-2 and HT-2 toxin in potato sucrose agar was determined using liquid chromatography-mass spectrometry. Twenty one isolates produced T-2 and HT-2 toxin, resulting in varying toxin levels among the isolates. The results show that Korean isolates of F. armeniacum have diversity with respect to morphological, cultural, genetic, and toxigenic properties.
A total of 509 rice panicle samples were collected at harvest time from fields in 8 provinces from 2010 to 2014. One hundred five grains per sample were plated on potato dextrose agar and 6,658 Fusarium isolates were obtained; among them, 67 were identified as Fusarium armeniacum by sequencing the translation elongation factor $1{\alpha}$ ($EF-1{\alpha}$) and confirmed by their morphological and cultural characteristics. Considerable variation in conidial size, colony color and $EF-1{\alpha}$ sequences was observed among the fungal isolates. The ability of 24 F. armeniacum isolates to produce T-2 and HT-2 toxin in potato sucrose agar was determined using liquid chromatography-mass spectrometry. Twenty one isolates produced T-2 and HT-2 toxin, resulting in varying toxin levels among the isolates. The results show that Korean isolates of F. armeniacum have diversity with respect to morphological, cultural, genetic, and toxigenic properties.
2010년부터 2014년까지 5년간 벼 수확기에 채집된 이삭에서 Fusarium속 발생을 조사하던 중 낮은 빈도지만 T-2, HT-2 독소를 생산하는 균으로 알려져 있는 Fusarium armeniacum의 발생이 확인되었다. 본 연구는 국내에서 분리된 F. armeniacum의 형태적, 배양적, 유전적 다양성 및 T-2, HT-2 독소생성 여부를 조사하고자 실시되었다.
제안 방법
형태적 특성은 Leslie와 Summerell [10]의 방법으로 조제된 carnation leaf agar (CLA) 배지에서 조사되었다. 준비된 배지에 5 mm cork borer로 자른 균총을 치상하고 near ultra violet (NUV)를 12시간/1일으로 조사되는 25°C 항온기에서 2주 배양한 후 대형분생포자의 모양과 크기, 소형분생포자의 형성 유무, 모양 및 크기, 후막포자의 형성 유무 등 형태적 특성을 조사하였다.
대상 데이터
2010년부터 2014년까지 5년간 벼 수확기에 8도 301지역 포장에서 509개 벼 이삭시료를 채집하였고, 각 시료 당 105개의 벼 종자를 1% sodium hypochlorite에 2분간 침지하여 표면 소독하였다. 소독된 종자들은 살균수로 2회 세척 후 멸균된 여과지로 물기를 제거한 다음 100개씩 streptomycin 600 µg/mL가 함유된 potato dextrose agar (PDA)에 치상하였다.
데이터처리
capillary는 2,500 V, source 온도는 150°C, 탈용매화 온도는 450°C였고, 콘 가스 유량은 100 L/hr, 탈용매화 가스 유량은 600 L/hr이었다. LC/MS의 자료분석은 Mass Lynx 4.1 (Waters) 프로그램을 사용하였다.
성능/효과
armeniacum의 종내 개체군에 대한 유전적 다양성 연구는 이루어진 바 없다. 본 연구결과는 F. armeniacum이 유전적으로 적어도 3개의 그룹으로 구분되며, 종내 다양성이 존재한다는 것을 제시한다. 전 세계적으로 F.
이상의 결과로부터 수확기 벼 이삭에서 분리된 국내산 F. armeniacum 균주의 대부분이 potato sucrose agar(PSA) 배지에서 T-2와 HT-2 독소를 생성한다는 것을 확인하였다. 각종 곡류에서 F.
후속연구
armeniacum에 대한 보고는 처음이다. 앞으로 수확 전 벼 포장에서 강한 독성을 갖는 T-2와 HT-2 독소저감을 위하여 F. armeniacum에 대한 발생환경, 감염시기, 감염경로, 병원성 등 생태학적, 병원 학적 연구가 필요할 것으로 생각된다.
armeniacum이 유전적으로 적어도 3개의 그룹으로 구분되며, 종내 다양성이 존재한다는 것을 제시한다. 전 세계적으로 F. armeniacum의 종내 유전적 다양성 연구는 아직까지 매우 미흡한 실정이므로 많은 국내 · 외 균주를 대상으로 multilocus sequence typing (MLST)을 이용한 연구가 필요할 것으로 생각된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
진균독소란 무엇인가?
진균독소(mycotoxin)는 진균이 생산하는 인축독성을 갖는 이차대사산물로써 독소생성 진균이 생육할 수 있는 적당한 온·습도에서 농산물에 빈번하게 발생하여 사람과 가축에 다양하고 광범위한 피해를 초래할 수 있다. 독소는 화학적으로 안정하여 한번 생성되면 저장, 가공 혹은 조리과정에서도 잘 분해되지 않으므로 농산물의 원료는 물론 가공 및 발효식품에서도 노출될 위험성이 높다.
진균독소가 발효식품에서도 노출될 위험성이 높은 이유는 무엇인가?
진균독소(mycotoxin)는 진균이 생산하는 인축독성을 갖는 이차대사산물로써 독소생성 진균이 생육할 수 있는 적당한 온·습도에서 농산물에 빈번하게 발생하여 사람과 가축에 다양하고 광범위한 피해를 초래할 수 있다. 독소는 화학적으로 안정하여 한번 생성되면 저장, 가공 혹은 조리과정에서도 잘 분해되지 않으므로 농산물의 원료는 물론 가공 및 발효식품에서도 노출될 위험성이 높다. 또한, 진균독소 중 일부 종류는 급성독성을 일으키지만, 대부분은 적은 양으로 장기간 노출되었을 때 더 큰 피해를 나타낼 수 있다.
한국 벼에 생기는 Fusarium 속 균에 의한 주요 진균독소는 무엇이 있는가?
수확기 벼와 미곡종합처리장의 벼에서 분리된 균류상을 보면 Fusarium속이 우점하였고, Alternaria, Penicillium, Phoma, Myrothecium, Cladosporium 등이 발견되었다[1, 2]. 국내산 벼에서 발생하는 Fusarium 속 균에 의한 주요 진균독소로는 T-2, HT-2 독소를 포함하는 A형 trichothecene과 deoxynivalenol (DON), nivalenol (NIV)을 포함하는 B형 trichothecene 및 zearalenone(ZEA) 등이 보고되어 있다[1-5]. 벼에서 B형 trichothecene 및 ZEA를 생성하는 진균으로서 Fusarium graminiarum 종복 합체가 보고되었지만[3], 강한 독성을 갖는 것으로 알려져 있는 T-2 독소 및 그 분해산물인 HT-2 독소[6]를 생성하는 진균에 대해서는 보고된 바 없다.
참고문헌 (17)
Lee T, Lee S, Kim LH, Ryu JG. Occurrence of fungi and Fusarium mycotoxins in the rice samples from rice processing complexes. Res Plant Dis 2014;20:289-94.
Ok HE, Kim DM, Kim D, Chung SH, Chung MS, Park KH, Chun HS. Mycobiota and natural occurrence of aflatoxin, deoxynivalenol, nivalenol and zearalenone in rice freshly harvested in South Korea. Food Control 2014;37:284-91.
Lee J, Chang IY, Kim H, Yun SH, Leslie JF, Lee YW. Genetic diversity and fitness of Fusarium graminearum populations from rice in Korea. Appl Environ Microbiol 2009;75:3289-95.
Ok HE, Kang YW, Kim M, Chun HS. T-2 and HT-2 toxins in cereals and cereal-based products in South Korea. Food Addit Contam Part B Surveill 2013;6:103-9.
Lee S, Kim M, Oh S, Chun HS. Trends in researches of Fusarium mycotoxins, T-2 toxin and HT-2 toxin in domestic and foreign countries. J Food Hyg Saf 2012;27:1-17.
O'Donnell K, Kistler HC, Cigelnik E, Ploetz RC. Multiple evolutionary origins of the fungus causing Panama disease of banana: concordant evidence from nuclear and mitochondrial gene genealogies. Proc Natl Acad Sci USA 1998;95:2044-9.
Ellis ML, Diaz Arias MM, Leandro LF, Munkvold GP. First Report of Fusarium armeniacum causing seed rot and root rot on soybean (Glycine max) in the United States. Plant Dis 2012;96:1693.2.
Wang Y, Lu BH, Yang LN, Gao J. First report of Fusarium armeniacum causing stem and root rot on Platycodon grandiflorum in Jilin province, China. Plant Dis 2015. http://dx.doi.org/10.1094/PDIS-01-15-0108-PDN.
Rabie CJ, Sydenham EW, Thiel PG, Lubben A, Marasas WF. T-2 toxin production by Fusarium acuminatum isolated from oats and barley. Appl Environ Microbiol 1986;52:594-6.
Edwards SG, Imathiu SM, Ray RV, Back M, Hare MC. Molecular studies to identify the Fusarium species responsible for HT-2 and T-2 mycotoxins in UK oats. Int J Food Microbiol 2012;156:168-75.
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