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참나무 톱밥을 이용한 표고 지면재배 과정의 주요 미생물 군집 분석

Microbial community structures in the ground bed cultivation of Lentinula edodes using oak sawdust

Korean journal of microbiology = 미생물학회지, v.51 no.3, 2015년, pp.221 - 230  

신지혜 (충북대학교 미생물학과) ,  윤서연 (충북대학교 미생물학과) ,  남지현 (명지대학교 환경에너지공학과) ,  구창덕 (충북대학교 산림학과) ,  이동훈 (충북대학교 미생물학과)

초록
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톱밥발효를 이용한 표고버섯의 지면재배방법은 적은 노동력을 소요하고 표고의 생산력을 증대시킬 수 있는 방법이다. 이 방법은 미생물에 의한 참나무 톱밥의 발효과정과 표고균사를 접종하고 생장시키는 과정의 두 단계로 나누어진다. 본 연구에서는 참나무 톱밥을 이용한 표고 지면재배과정의 각 단계에서 우점하는 주요 미생물을 확인하고 효율적인 표고버섯 재배를 위한 정보를 제공하고자 하였다. 발효과정이 진행되며 온도가 상승함에 따라 톱밥의 고온 세균의 비율은 10%에서 80%까지 증가하여 중온성 세균에서 고온성 세균으로 군집의 천이가 확인되었다. 16S rRNA 유전자를 이용한 T-RFLP 방법과 염기서열 분석 방법으로 참나무 톱밥 지면재배과정의 단계별 미생물 군집의 변화를 확인했다. 발효 전 참나무 톱밥시료에서는 중온성 세균인 Enterobacteriaceae 과의 세균이 우점(100%)하였고, 발효가 진행되며 Amycolatopsis (49.0%), Saccharopolyspora (26.5%) 등의 고온성 방선균으로 미생물 군집의 천이가 발생되었다. 특히, Amycolatopsis 속이 최고온도가 유지되는 발효과정 중에도 항상 우점한 결과를 고려하면 발효를 주도하는 미생물이라고 생각된다. 균사생장시기에서는 저온성 세균인 Leuconostoc이 우점(75.0%)하였다. 표고 균사의 활발한 성장을 위해서는 참나무 톱밥의 발효과정이 매우 중요하기 때문에 발효과정에서 우점한 고온성 방선균인 Amycolatopsis 속에 관한 다양한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

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Ground bed cultivation method for shiitake mushroom (Phogo; Lentinula edodes) has been advanced to use the oak-sawdust composted by microorganisms. This method has some advantages in saving the labors and improving productivity. The aim of this study is to analyze microbial community in oak sawdust ...

주제어

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문제 정의

  • 그러나 현재 표고 지면재배과정 동안 나타나는 세균 군집에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 저온살균을 적용한 표고 버섯의 지면재배 과정 각 단계의 주요 세균 군집을 추적하기 위하여 16S rRNA 유전자 분석을 수행하였다. 또한, 총세균 및 고온미생물 분포를 조사하여 성공적인 표고재배를 위한 참나무 톱밥 배지 발효과정에 대한 정보를 제공하고자 한다.
  • 따라서 본 연구에서는 저온살균을 적용한 표고 버섯의 지면재배 과정 각 단계의 주요 세균 군집을 추적하기 위하여 16S rRNA 유전자 분석을 수행하였다. 또한, 총세균 및 고온미생물 분포를 조사하여 성공적인 표고재배를 위한 참나무 톱밥 배지 발효과정에 대한 정보를 제공하고자 한다.
  • 이 방법은 미생물에 의한 참나무 톱밥의 발효과정과 표고균사를 접종하고 생장시키는 과정의 두 단계로 나누어진다. 본 연구에서는 참나무 톱밥을 이용한 표고 지면재배과정의 각 단계에서 우점하는 주요 미생물을 확인하고 효율적인 표고버섯 재배를 위한 정보를 제공하고자 하였다. 발효과정이 진행되며 온도가 상승함에 따라 톱밥의 고온 세균의 비율은 10%에서 80%까지 증가하여 중온성 세균에서 고온성 세균으로 군집의 천이가 확인되었다.
  • 저온살균과 균사생장시기를 포함하는 단계 II는 병원균을 경쟁에서 도태되게 하고 퇴비의 분해를 촉진하면서 버섯의 균 사와 공생할 수 있는 미생물을 허용하는 역할을 한다(Fergus, 1964). 톱밥 배지의 살균은 버섯 균사의 생장에 해를 입힐 수 있는 내부의 세균을 제거하고 배지를 연화시켜 균사가 잘 자라도록 하는데 그 목적이 있다(Koo et al., 2012). 40일 시료와 저온 살균 후(41일)의 세균군집 다양성 지수(H; Shannon-Weiner diversity index)와 우점도(D; Simpson dominance index)를 계산하였을 때 40일에서는 H=2.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
표고버섯이란? 표고버섯(Lentinula edodes)은 활엽수에 기생하는 담자균 류의 주름버섯목 절편버섯과 표고속에 속하는 버섯으로 독특한 맛과 향을 지녀, 오래전부터 식용 및 약용으로 이용되고 있다(Hong, 1980; Park and Lee, 1997). 세계적으로 표고버섯은 동아시아 지역을 중심으로 생산, 소비되고 있으며, 우리나라에서도 매년 생산과 소비가 증가하고 있어(연간생산액: 2,220억원; Korea Forest Service, 2012) 경제적인 가치가 매우 높은 임산물이라고 할 수 있다(Sánchez, 2004).
표고버섯이 오래전부터 식용으로 이용된 이유는? 표고버섯(Lentinula edodes)은 활엽수에 기생하는 담자균 류의 주름버섯목 절편버섯과 표고속에 속하는 버섯으로 독특한 맛과 향을 지녀, 오래전부터 식용 및 약용으로 이용되고 있다(Hong, 1980; Park and Lee, 1997). 세계적으로 표고버섯은 동아시아 지역을 중심으로 생산, 소비되고 있으며, 우리나라에서도 매년 생산과 소비가 증가하고 있어(연간생산액: 2,220억원; Korea Forest Service, 2012) 경제적인 가치가 매우 높은 임산물이라고 할 수 있다(Sánchez, 2004).
톱밥배지에 표고를 재배하는 방식의 과정은 몇 단계로 나뉘는가? 톱밥배지에 표고를 재배하는 방식은 원목재배 방식에는 없었던 톱밥의 발효과정을 거치게 된다. 이 방식은 발효를 통해 톱밥배지를 생산하는 과정(단계 I)과 발효가 끝난 톱밥배지를 살균하고 균사를 접종하여 자실체를 형성하는 과정(단계 II)의 두 단계로 나뉜다(Moore and Chiu, 2001). 단계 I은 톱밥이나 쌀겨와 같은 성분을 발효시켜 배지를 만들어 주는 과정을 말한다.
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