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문제 정의
- 트러플을 형성하는 균류들은 균근을 형성하는 자낭균류이긴 하지만, 전술한 Tuber의 일부 종들은 일반적인 부후성 균류처럼 cellulase나 laccase를 생산한다. Cellulase나 laccase는 산업적으로 이용가치가 있을 뿐만 아니라 균류의 영양 섭취 방식을 이해하는 데에도 중요한 효소로 취급되기 때문에 본 연구에서는 고체배지 상에서 감자덩이버섯의 cellulase와 laccase활성을 조사하였다. 또한 감자덩이버섯의 cellulase와 laccase 활성이 어느 정도인지 알기 위해 두 효소를 모두 생산하는 부후균인 구름버섯 균주(T.
- 최근 Ka 등[13]은 국내 아까시나무 숲에서 반지중형 트러플인 감자덩이버섯을 수집하여 한국산 미기록종으로 보고하였다. 본 연구는 이 균의 생리학적 특성에 관한 최초의 보고로, 상업적 잠재 가치가 있는 이 버섯의 인공재배기술 개발 시 기초자료로 활용하고자 한다.
- 감자덩이버섯(Mattirolomyces terfezioides)은 단맛을 가진 트러플의 한 종류로, 주로 아까시나무(Robinia pseudoacacia)와 외생균근을 형성한다. 상업적으로 인공재배할 만한 가치가 있는 버섯으로, 본 연구에서는 우리나라 아까시나무 숲에서 수집한 감자덩이버섯균의 균사 생장특성과 효소활성에 대해 조사한 바를 처음으로 보고하고자 한다. 이 균은 PDA 배지, 30°C에서 가장 잘 생장하였고, 액체배양 시에는 pH 8.
- 0의 MMN 고체 배지에서 자란 배양체를 접종원으로 사용한 예 [21]도 있지만, 균사 생장이 2차원 평면으로 제한되어 있는 고체배양보다는 3차원 공간으로 균사 생장 진행이 가능한 액체배양이 다량의 균체를 확보하는 데에 더 효율적일 수 있다. 이러한 가능성을 고려하여 액체배양 시 감자덩이버섯의 균체량이 최대가 되는 배지의 pH를 조사하였다.
가설 설정
- 아까시나무의 뿌리에는 대기 중 질소(N2)를 고정하며 암모늄(NH4+)으로 전환시키는 질소고정균이 공생하고 있기 때문에 감자덩이버섯이 발생하는 근권에는 암모늄 형태의 무기질소원이 풍부하리라 생각된다. 또한 토양 내에도 유기물을 암모늄염으로 전환시키는 토양 세균이나 암모니아 화합물을 산화하여 아질산염이나 질산염 (NO3-)으로 전환시키는 질화세균이 존재하기 때문에 질산염 형태의 무기질소원도 존재할 것이다. 아까시나무 근권에 이러한 무기질소원이 풍부하긴 하지만, 아까시나무와 균근을 형성하며 살아가는 감자덩이버섯균이 토양 내 어떠한 종류의 무기질소원을 더 잘 획득하여 균 생장에 이용하는지에 대해서는 보고된 바 없다.
제안 방법
- 5종류(10°C, 15°C, 20°C, 25°C, 30°C)의 각기 다른 온도에서 21일간 암배양한 후, 균총의 형태적 특성과 크기(접종원의 직경 제외)를 측정하여 온도 별로 비교하였다.
- ABTS agar plate 중앙에 접종원(직경 6 mm)을 1개씩 접종한 후, 25°C에서 5일간 암배양하였다.
- CMC agar plate 중앙에 접종원(직경 6 mm)을 1개씩 접종하고 25°C에서 8일간 암배양하였다.
- CMC agar plate의 pH 변화에 따른 CM-cellulase 활성을 조사하기 위해 최종 pH 를 6, 7, 8로 조정하여 고압증기멸균(121°C, 20 min)한 후, 소형 petri dish (bottom 55 mm × height 15 mm)에 배지를 10 mL씩 분주하였다.
- 4 mm의 투명대를 형성하여 부후균보다는 효소활성이 낮았지만, CMcellulase 활성이 있는 것으로 조사되었다. Desert truffles이 주로 알칼리성 토양에서 발생되며, 감자덩이버섯 또한 pH 8.0인 배지에서 균 생장이 우수한 것을 고려하여 pH 6.0 이상인 CMC agar plate에서 효소 활성이 증가되는지를 시험하였다. pH 7.
- 감자덩이버섯균(KFRI 2830)의 섬유소 분해효소(cellulase)와 라카아제(laccase) 활성을 조사하였다. 섬유소 분해효소 활성을 조사하기 위해 Jeon 등[16]의 방법에 따라carboxymethylcellulose(CMC)를 기질로 하는 고체평판배지(CMC agar plate; NaNO3 2 g, K2HPO4 1 g, MgSO4 0.
- 감자덩이버섯균의 생장 특성을 알기 위해 고체 배지의 종류, 배양 온도, 액체 배지의 pH, 무기질소원의 종류 등 배양 조건을 달리하여 균사 생장력을 조사하였다. 고체배지는 PDA, malt extract agar (MEA), Sabouraud dextrose agar (SDA) 등 상용배지 3종을 선택하여 제조사(Difco, Detroit, MI, USA)의 권장 방법에 따라 각각의 배지(pH 6.
- 0 이상에서 효소 활성이 증가된 것으로 보아 pH가 효소 활성에 일정 부분 영향을 끼침을 알 수 있었다. 감자덩이버섯의 리그닌 분해력을 조사하기 위해 ABTS agar plate 상에서 laccase 활성을 조사하였다. 청록 발색대의 크기를 측정한 결과, 56.
- 아까시나무 근권에 이러한 무기질소원이 풍부하긴 하지만, 아까시나무와 균근을 형성하며 살아가는 감자덩이버섯균이 토양 내 어떠한 종류의 무기질소원을 더 잘 획득하여 균 생장에 이용하는지에 대해서는 보고된 바 없다. 감자덩이버섯이 발생했던 아까시나무 근권 내 질소원의 종류와 함량에 대한 조사는 아직 이루어지지 않았지만, 이 균의 균사체 생장에 유리한 배양 조건을 알기 위해 질산염과 암모늄염 형태의 2가지 무기질소원에 대한 이용 능력을 조사하였다.
- 고압증기멸균(121°C, 20 min)한 배지를 petri dish (bottom 85 mm × height 15 mm)에 25 mL씩 분주하여 굳힌 후, 각 배지의 중앙에 접종원(직경 6 mm)을 1개씩 접종하고, 25°C 항온배양기에서 암배양하였다.
- 감자덩이버섯균의 생장 특성을 알기 위해 고체 배지의 종류, 배양 온도, 액체 배지의 pH, 무기질소원의 종류 등 배양 조건을 달리하여 균사 생장력을 조사하였다. 고체배지는 PDA, malt extract agar (MEA), Sabouraud dextrose agar (SDA) 등 상용배지 3종을 선택하여 제조사(Difco, Detroit, MI, USA)의 권장 방법에 따라 각각의 배지(pH 6.0)를 제조하였다. 또한 Melin-Norkran’s medium [14]에 agar를 첨가한 modified Melin-Norkran’s medium (MMN; glucose 10 g, malt extract 3 g, (NH4)2HPO4 0.
- 균 배양체를 여과하여 배양 후 배지의 pH를 측정하였으며, 균체는 건조(70°C,2일)하여 건중량(mg/flask)을 측정한 후 질소원 시험배지 별로 균 생장량을 비교하였다.
- 배지(20 mL/ flask) 당 시험균(직경 6 mm 접종원)은 1개씩 접종하였으며, 정치 상태로 25 ± 2°C에서 60일간 암배양하였다. 균배양체를 여과지에 여과하여 배양 후 배지의 pH를 측정하였다. 또한 여과한 균체를 건조(70°C, 2일)하여 건중량(mg/ flask)을 측정하고, 액체배지의 pH별로 균 생장량을 비교 하였다.
- 또한 M 배지에서 thiamin·HCl와 malt extract를 제외하고 무기질소원인 (NH4)2HPO4 0.25 g 대신 (NH4)Cl를 동량 첨가한 암모늄염 배지(M1), 그리고 M 배지에서 역시 thiamin· HCl와 malt extract를 제외하고 무기질소원인 (NH4)2HPO4 0.25 g 대신 KNO3를 동량 첨가한 질산염 배지(M2)를 각각 제조하였다.
- 또한 Melin-Norkran’s medium [14]에 agar를 첨가한 modified Melin-Norkran’s medium (MMN; glucose 10 g, 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 0.1 mg, agar 15 g per 1 L, pH 5.5)를 제조하였다.
- 접종원을 중심으로 청록색의 원형 발색대가 형성된 경우 laccase 활성이 있는 것으로 판정하여 접종원의 크기를 포함한 발색대의 크기를 mm 단위로 측정하였다. 또한 감자덩이버섯의 CM-cellulase와 laccase 활성도를 목재부후성 균류의 대표적인 균으로 알려진 구름버섯 균주(Trametes versicolor KCCM 11502)의 효소 활성과 비교하였다.
- Cellulase나 laccase는 산업적으로 이용가치가 있을 뿐만 아니라 균류의 영양 섭취 방식을 이해하는 데에도 중요한 효소로 취급되기 때문에 본 연구에서는 고체배지 상에서 감자덩이버섯의 cellulase와 laccase활성을 조사하였다. 또한 감자덩이버섯의 cellulase와 laccase 활성이 어느 정도인지 알기 위해 두 효소를 모두 생산하는 부후균인 구름버섯 균주(T. versicolor KCCM 11502)를 선택하여 비교균으로 사용하였다. CMC agar plate (pH 6.
- 또한 여과한 균체를 건조(70°C, 2일)하여 건중량(mg/ flask)을 측정하고, 액체배지의 pH별로 균 생장량을 비교 하였다.
- 배양 온도 변화에 따른 감자덩이버섯의 균사 생장 특성을 조사하기 위해 PDA 배지(pH 6.0)에 균(접종원의 직경 6mm)을 1개씩 접종하였다. 5종류(10°C, 15°C, 20°C, 25°C, 30°C)의 각기 다른 온도에서 21일간 암배양한 후, 균총의 형태적 특성과 크기(접종원의 직경 제외)를 측정하여 온도 별로 비교하였다.
- 배지 중앙에 Gram’s iodine solution(KI 2 g, I2 1g, 증류수 300 mL)을 1~2 mL씩 떨어뜨려 염색한 후, 차광한 상태로 약 2시간 동안 25 ± 2°C에 방치하였다. 배지 내 cellulase 활성 영역 즉 투명대의 크기(접종원의 직경 제외)만을 mm 단위로 측정하였다.
- 배지(20 mL/ flask) 당 시험균(직경 6 mm 접종원)은 1개씩 접종하였으며, 정치 상태로 25 ± 2°C에서 60일간 암배양하였다.
- 고압증기멸균(121°C, 20 min)한 배지를 petri dish (bottom 85 mm × height 15 mm)에 25 mL씩 분주하여 굳힌 후, 각 배지의 중앙에 접종원(직경 6 mm)을 1개씩 접종하고, 25°C 항온배양기에서 암배양하였다. 배지의 종류와 배양 기간에 따른 균의 생장력을 비교하기 위해 디지털 버어니어캘리퍼스를 이용하여 주(week) 단위로 누적배양 7일, 14일, 21일째 균총의 크기(접종원의 직경 제외)를 측정하였다. 배양 21일째에는 균총의 형태, 색, 배지 착색력, 균사 밀도, 질감, 균총 표면의 형태적 특성 등을 조사한 후, 사진으로 기록하였다.
- 액체배지의 pH 변화에 따른 균 생장력을 조사하기 위해 NaOH(0.1 M, 1 M) 또는 HCl(0.1 M, 1 M)을 이용하여 5종류의 서로 다른 pH 값을 갖는 Melin-Norkran’s medium(pH 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0)를 제조하였다.
- 이와 같이 국외의 desert truffle 균주들을 대상으로 한 연구 결과에서는 PDA나 MMN 고체배지에서 그들의 균사 생장이 우수한 것을 알 수 있다. 우리나라 아까시나무 숲에서 수집한 감자덩이버섯(KFRI 2830)의 경우에도 산림미생물자원의 지속적인 보존과 잠재적 활용가치를 지닌 새로운 임산물로서의 재배 가능성을 고려해 보았을 때, 수집한 균주의 생장과 증식에 유리한 기본 배지를 조사할 필요가 있다고 판단되어 PDA와 MMN 고체배지를 포함한 총 4종류의 배지에서 균의 생장 특성을 조사하였다.
- ABTS agar plate 중앙에 접종원(직경 6 mm)을 1개씩 접종한 후, 25°C에서 5일간 암배양하였다. 접종원을 중심으로 청록색의 원형 발색대가 형성된 경우 laccase 활성이 있는 것으로 판정하여 접종원의 크기를 포함한 발색대의 크기를 mm 단위로 측정하였다. 또한 감자덩이버섯의 CM-cellulase와 laccase 활성도를 목재부후성 균류의 대표적인 균으로 알려진 구름버섯 균주(Trametes versicolor KCCM 11502)의 효소 활성과 비교하였다.
- 증류수에 무기물 혼합 농축액(K2HPO4 2 g, KCl 2 g, MgSO4·7H2O 2 g, D.W. 1 L, pH 5.0) 50 mL와 ABTS 0.5487 g을 첨가하여 혼합액의 최종 부피가 1 L가 되도록 하였다.
- 질소원 시험배지(pH 5.5, 20 mL/flask) 당 시험균(직경 6 mm 접종원)을 1개씩 접종한 후, 정치 상태로 25 ± 2°C에서 56일 간 암배양하였다.
대상 데이터
- 감자덩이버섯은 2014년 9월 초순 충남 태안군 원북면 아까시나무 숲내 모래땅에서 수집하였다. 감자덩이버섯 균주 (KFRI 2830)는 자실체의 조직으로부터 순수분리한 것으로, 국립산림과학원의 균주보존실에 보관되어 있던 균주를 potato dextrose agar (PDA) 배지에 계대배양하여 본 연구에 사용하였다.
- 감자덩이버섯은 2014년 9월 초순 충남 태안군 원북면 아까시나무 숲내 모래땅에서 수집하였다. 감자덩이버섯 균주 (KFRI 2830)는 자실체의 조직으로부터 순수분리한 것으로, 국립산림과학원의 균주보존실에 보관되어 있던 균주를 potato dextrose agar (PDA) 배지에 계대배양하여 본 연구에 사용하였다.
- 질소원 시험배지 M(1 L 기준)은 glucose 10 g, KH2PO4 0.5 g, MgSO47H2O 0.15 g, CaCl2 0.05 g, NaCl 0.025 g, thiamin·HCl 0.1 mg, FeCl3(1% sol.) 1.2 mL에 유기질소원(malt extract 3 g)과 무기질소원((NH4)2HPO4 0.25 g)이 모두 포함되도록 제조하였다.
이론/모형
- 감자덩이버섯의 질소원 이용 능력을 조사하기 위해 Jeon 등[15]이 제시한 방법에 따라 질소원 조성이 다른 3종류의 액체배지(M, M1, M2)를 제조하였다. 질소원 시험배지 M(1 L 기준)은 glucose 10 g, KH2PO4 0.
- 리그닌 분해효소 중 하나인 laccase의 활성을 조사하기 위해 Jeon 등[17]의 방법에 따라 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid) (ABTS)를 기질로 하는 고체평판배지(ABTS agar plate)를 다음과 같이 제조하였다.
- 감자덩이버섯균(KFRI 2830)의 섬유소 분해효소(cellulase)와 라카아제(laccase) 활성을 조사하였다. 섬유소 분해효소 활성을 조사하기 위해 Jeon 등[16]의 방법에 따라carboxymethylcellulose(CMC)를 기질로 하는 고체평판배지(CMC agar plate; NaNO3 2 g, K2HPO4 1 g, MgSO4 0.5g, KCl 0.5 g, carboxymethylcellulose sodium salt 2 g, peptone 0.2 g, agar 15 g per 1 L)를 제조하였다. CMC agar plate의 pH 변화에 따른 CM-cellulase 활성을 조사하기 위해 최종 pH 를 6, 7, 8로 조정하여 고압증기멸균(121°C, 20 min)한 후, 소형 petri dish (bottom 55 mm × height 15 mm)에 배지를 10 mL씩 분주하였다.
성능/효과
- 25°C에서 21일 간 배양한 후, 균의 생장이 없었던 MEA를 제외하고 다른 3종류의 고체배지 상에서 감자덩이버섯의 생장 형태를 살펴본 결과, 균총은 선단부의 경계가 불분명한 사상형으로 생장하였으며, 흰색 또는 옅은 노랑색의 솜과 같은 질감을 나타냈다(Table 1).
- MMN 고체배지에서는 배양 1주와 2주째보다 배양 3주째에 균의 생장이 매우 느리게 진행되었다. PDA나 MMN 고체배지에서 3주간 배양한 감자덩이버섯의 균사체는 배지의 약 85% 이상을 차지할 만큼 생장 속도가 빨라 국내에서 수집한 외생균근성 담자균류보다는 부후균과 생장 속도가 더 비슷한 특성을 보였다. 25°C에서 21일 간 배양한 후, 균의 생장이 없었던 MEA를 제외하고 다른 3종류의 고체배지 상에서 감자덩이버섯의 생장 형태를 살펴본 결과, 균총은 선단부의 경계가 불분명한 사상형으로 생장하였으며, 흰색 또는 옅은 노랑색의 솜과 같은 질감을 나타냈다(Table 1).
- 동일 배지 상에서 배양 기간에 따른 감자덩이버섯의 균사 생장 속도를 살펴본 결과, PDA에서는 배양 2주째 급격하게 균이 생장하였다. SDA에서는 배양 초기 1주일 간 균사 생장 속도가 가장 느렸으며, 배양 기간이 길어질수록 점차 균 생장 속도가 빨라졌다. MMN 고체배지에서는 배양 1주와 2주째보다 배양 3주째에 균의 생장이 매우 느리게 진행되었다.
- 또한 균총 주변의 배지 착색 현상은 관찰되지 않았다. SDA와 MMN 고체배지에서는 균총 표면이 비교적 고른 반면, PDA에서는 3차원 구조의 mycelial clump가 형성되는 특성을 볼 수 있었다. 균사 밀도는 PDA에서 가장 높았고, MMN 고체배지에서 가장 낮았다.
- pH 7.0과 pH 8.0인 CMC agar plates에서 각각 36.4± 1.4 mm와 37.6 ± 0.7 mm로 나타나 효소 활성에 있어 두 시험군 간 유의한 차이는 없었으나(p < 0.05), pH 6.0인 CMC agar plate에서 보다는 높은 효소 활성을 나타냈다.
- pH 7.0에서 균체량은 39.1± 1.9 mg/flask로 pH 8.0에서보다 유의하게 낮았지만(p <0.05), pH 4, 5, 6보다는 유의하게 높았다(p < 0.05).
- 감자덩이버섯 균사체의 생장 형태를 살펴본 결과, 모든 배양 온도 범위에서 배지 착색 현상 없이 균총의 선단부 경계가 불분명한 사상형으로 생장하였다(Fig. 2). 균총의 주된 색상은 흰색이었으며, 30°C에서 배양한 경우에는 흰색에서 옅은 노랑색 범위의 균총을 형성하였다.
- 0인 액체배지에서 최대 균 생장력을 나타낸 것도 버섯 발생지의 토양 pH와 관련이 있기 때문이라 생각된다. 감자덩이버섯 배양 후 액체 배지 내 산도 변화를 조사한 결과, initial pH 4.0을 제외하고는 final pH값이 0.3~2.5 정도로 감소하였으며, initial pH값과 final pH값의 격차는 initial pH 5.0이나 initial pH 6.0보다는 initial pH 7.0이나 pH 8.0에서 더 컸다(Table 3). 전반적으로 initial pH값보다 final pH값이 낮아진 이유는 initial pH값이 증가할수록 감자덩이버섯이 호흡을 통해 방출하는 CO2량이 증가하게 되고, 대사 활성도 활발해져 균이 생산하는 유기산 등의 물질이 액체배지에 용해됨으로써 pH값이 감소한 것으로 보인다.
- 감자덩이버섯은 PDA와 MMN 고체배지에서 균 생장이 우수한 반면 MEA 배지에서는 균이 생장하지 않는 특성을 보였다(Fig. 1). 감자덩이버섯은 외국의 desert truffle 균주와 같이 PDA와 MMN 고체배지에서 균 생장력이 우수하였으며, 이는 국내 산림에 서식하는 외생균근성 담자균류의 균 생장 특성과도 비슷하다[16, 20].
- 0인 CMC agar plate에서 보다는 높은 효소 활성을 나타냈다. 감자덩이버섯의 CM-cellulase 활성이 CMC agar plate의 pH 변화에 따라 비례적으로 증가한 것은 아니지만, pH 7.0 이상에서 효소 활성이 증가된 것으로 보아 pH가 효소 활성에 일정 부분 영향을 끼침을 알 수 있었다. 감자덩이버섯의 리그닌 분해력을 조사하기 위해 ABTS agar plate 상에서 laccase 활성을 조사하였다.
- 감자덩이버섯은 외국의 desert truffle 균주와 같이 PDA와 MMN 고체배지에서 균 생장력이 우수하였으며, 이는 국내 산림에 서식하는 외생균근성 담자균류의 균 생장 특성과도 비슷하다[16, 20]. 균 접종 후 배양 7일째까지의 균 생장력은 PDA보다 MMN 고체배지에서 3배 이상 더 높았으나, 그 이후에는 PDA에서의 균 생장력이 MMN 고체배지보다 높은 것으로 조사되었다(Fig. 1). 한편 SDA에서는 PDA나 MMN 고체배지보다 균 생장력이 낮았다.
- SDA와 MMN 고체배지에서는 균총 표면이 비교적 고른 반면, PDA에서는 3차원 구조의 mycelial clump가 형성되는 특성을 볼 수 있었다. 균사 밀도는 PDA에서 가장 높았고, MMN 고체배지에서 가장 낮았다.
- 균사 생장력이 가장 우수했던 PDA 배지에서 감자덩이버섯의 온도별 균 생장력을 비교한결과, 10°C 또는 15°C의 저온에서는 균 생장이 저조한 반면, 20°C 이상에서는 균 생장력이 활발하였다(Table 2).
- 균총 표면의 특성을 조사한 결과, 20°C 이하에서는 비교적 고른 표면의 균총이 형성된 반면, 25°C와 30°C에서는 mycelial clump의 형성 또는 균사의 불규칙한 분포로 인해 균총의 표면이 고르지 못한 것을 관찰할 수 있었다.
- 균총의 크기는 25°C에서보다 30°C에서 배양했을 때에 더 큰것으로 조사되어 고온의 배양 조건을 선호하거나 고온에 잘 적응하며 살아가는 균주임을 알 수 있었다(t-test, p <0.05).
- 한편 SDA에서는 PDA나 MMN 고체배지보다 균 생장력이 낮았다. 동일 배지 상에서 배양 기간에 따른 감자덩이버섯의 균사 생장 속도를 살펴본 결과, PDA에서는 배양 2주째 급격하게 균이 생장하였다. SDA에서는 배양 초기 1주일 간 균사 생장 속도가 가장 느렸으며, 배양 기간이 길어질수록 점차 균 생장 속도가 빨라졌다.
- 8배 더 유의하게 많았다 (Table 4). 또한 M보다 M2에서 균체량이 약 1.4배 더 많아 비록 유기질소원이 결여되긴 하였으나 질산염 형태의 무기질소원이 공급되면 감자덩이버섯의 균 생장력이 증가하는 것으로 나타났다. 배양 후 각 배지의 final pH를 측정한 결과, M과 M1에서는 initial pH값보다 1.
- 0의 약알칼리성 배지에서 더 잘 생장하는 특성이 있어 외생균근성 균류이긴 하지만 호산성 균류에 속하지는 않는 것으로 보인다. 또한 pH 8에서 가장 잘 자라는 감자덩이버섯의 이러한 생장 특성은 외생균근균보다는 부생균에 더 가까운 것으로 보이며, 이 균이 발생한 지역의 토양특성을 반영한 결과라 생각된다. 서해안 해안사구 중 태안군 지역의 토양 pH는 7.
- 0의 MMN 배지에서 균 생장력이 가장 우수하였다. 또한 암모늄염보다는 질산염 형태의 무기질소원이 함유된 액체배지에서 균체량이 1.8배 더 높았으며, 효소 검색용 고체배지 상에서 carboxymethylcellase와 laccase 활성을 나타냈다.
- 배양 60일 후 MMN 액체배지의 pH별 균체량을 비교한결과, 멸균 전 pH 8.0인 배지에서 균체량(41.6 ± 1.4 mg/ flask)이 가장 많았다(Table 3).
- 일반적으로 외생균근균은 pH 5 또는 pH 6에서, 많은 부생균들은 pH 7 또는 pH 8에서 가장 잘 자라며, 각 균들의 최적 생장 pH 또한 이들이 발생한 산림 토양의 pH와 상관관계가 있는 것으로 알려져 있기 때문이다[24]. 본 연구에 사용한 액체 시험배지의 조성이 수집 장소의 토양 성분과 다르고, 감자덩이버섯이 발생했던 토양의 pH 또한 측정하지는 못했지만, 감자덩이버섯이 pH 8.0의 MMN 액체배지에서 가장 잘 생장한 이유도 버섯 발생지의 토양 산도와 무관하지 않은 것으로 보인다. 헝가리에서 감자덩이버섯은 알칼리성 토양에서 발생하는 것으로 알려져 있고[5], desert truffle인 Terfezia속의 덩이버섯들은 표층 토양의 산도가 pH 7.
- 암모늄염 배지(M1)에서 균체량은 20.7±0.3 mg/flask, 질산염 배지(M2)에서는 균체량이 38.0 ± 1.2 mg/flask로 측정되어 M1보다 M2에서 균체량이 약 1.8배 더 유의하게 많았다 (Table 4).
- 유기 및 무기질소원이 모두 포함된 M 배지에서 감자덩이버섯의 균체량은 26.8 ± 1.4 mg/flask였다(Table 4).
- 이 균은 PDA 배지, 30°C에서 가장 잘 생장하였고, 액체배양 시에는 pH 8.0의 MMN 배지에서 균 생장력이 가장 우수하였다.
- 55인 것으로 보고되어[8] 약알칼리성 환경에서 버섯이 발생하는 것을 알 수 있다. 이와 같이 감자덩이버섯을 포함한 desert truffles의 발생지에 대한 토양 분석과 실험실 내 균사체 배양 조건에 관한 국외 연구 결과들을 종합해 보면, 감자덩이버섯의 균사체가 pH 8.0인 액체배지에서 최대 균 생장력을 나타낸 것도 버섯 발생지의 토양 pH와 관련이 있기 때문이라 생각된다. 감자덩이버섯 배양 후 액체 배지 내 산도 변화를 조사한 결과, initial pH 4.
- 3C and 3D). 이와 같이 우리나라 산림에서 분리한 감자덩이버섯은 cellulase와 laccase 모두를 생산하는 능력이 있고 균사 생장 속도도 일반적인 외생균근성 담자균류보다 빨라 영양 섭취 방식이나 균의 생장 특성이 부후성 균류와 비슷함을 알 수 있었다.
- 청록 발색대의 크기를 측정한 결과, 56.5 ± 0.2 mm로 T. versicolor KCCM 11502의 효소 활성(68.8 ± 0.3 mm)보다는 낮지만, 일반적인 외생균근성 담자균류보다는 비교적 높은 효소 활성을 나타냈다(Table 5, Fig. 3C and 3D).
- 1). 한편 SDA에서는 PDA나 MMN 고체배지보다 균 생장력이 낮았다. 동일 배지 상에서 배양 기간에 따른 감자덩이버섯의 균사 생장 속도를 살펴본 결과, PDA에서는 배양 2주째 급격하게 균이 생장하였다.
- 한편, 균체량과 final pH값의 상관관계를 살펴본 결과, initial pH 4, 5, 6에서는 균체량도 final pH값도 통계적으로 유의하게 다르지 않았으나(p < 0.05), initial pH 7.0 이상에서는 균체량 증가와 함께 final pH값도 유의하게 높아진 것을 알 수 있었다.
후속연구
- 감자덩이버섯과 곰보 버섯은 모두 외생균근을 형성하는 자낭균류이기 때문에 무기질소원에 대한 이용능력이 비슷하고 외생균근을 형성하는 담자균류와는 다를 수 있다. 그러나 외생균근을 형성하는 자낭균류에 대한 무기질소원 이용 능력에 관한 연구가 부족하기 때문에 이러한 특성을 두 부류 간의 다른 특성이라 단정하긴 어렵고, 이에 대한 비교 연구가 지속적으로 이루어져야 확인 가능할 것이다.
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