밀리타리스 동충하초는 다양한 생리적 및 약리적 가치를 가지고 있는 약용버섯으로 인정받으며 많은 연구가 있어왔다. 교배를 위해 자낭포자를 분리한 후 균사생장, 균사밀도, 자실체 및 자낭각 형성 여부 등에 대한 검토를 하였고, 그 중에서 우수한 특성의 균주를 이용하여 교배와 선발과정을 거쳐 신품종 '도원홍초'를 육성하였다. 신품종 '도원홍초'는 SDAY배지 및 $10{\sim}25^{\circ}C$ 온도조건에서 균사 생장이 양호하였다. 신품종의 자실체는 곤봉형이고 밝은 주황색을 띠었으며 코디세핀 함량은 0.34% 였고 자좌의 평균길이는 6.1 cm였다. '예당 3호'와 비교할 때, 새로운 품종 '도원홍초'의 수량은 9% 증수되었고 자실체의 경도가 높은 특징을 보였다. 균사생장 적온은 $22{\sim}25^{\circ}C$였고, 버섯 발생 적온은 $18{\sim}22^{\circ}C$였으며 접종에서부터 자실체 발생까지의 기간은 45일이 소요되었다. 신품종 '도원홍초'는 동충하초 인공재배 및 산업적 생산에 기여할 것으로 판단된다.
밀리타리스 동충하초는 다양한 생리적 및 약리적 가치를 가지고 있는 약용버섯으로 인정받으며 많은 연구가 있어왔다. 교배를 위해 자낭포자를 분리한 후 균사생장, 균사밀도, 자실체 및 자낭각 형성 여부 등에 대한 검토를 하였고, 그 중에서 우수한 특성의 균주를 이용하여 교배와 선발과정을 거쳐 신품종 '도원홍초'를 육성하였다. 신품종 '도원홍초'는 SDAY배지 및 $10{\sim}25^{\circ}C$ 온도조건에서 균사 생장이 양호하였다. 신품종의 자실체는 곤봉형이고 밝은 주황색을 띠었으며 코디세핀 함량은 0.34% 였고 자좌의 평균길이는 6.1 cm였다. '예당 3호'와 비교할 때, 새로운 품종 '도원홍초'의 수량은 9% 증수되었고 자실체의 경도가 높은 특징을 보였다. 균사생장 적온은 $22{\sim}25^{\circ}C$였고, 버섯 발생 적온은 $18{\sim}22^{\circ}C$였으며 접종에서부터 자실체 발생까지의 기간은 45일이 소요되었다. 신품종 '도원홍초'는 동충하초 인공재배 및 산업적 생산에 기여할 것으로 판단된다.
Cordyceps militaris is being studied and cultivated as a medicinal mushroom having many valuable biological and pharmaceutical activities. In the breeding of new C. militaris mushroom, single ascospores were isolated and examined their mycelial growth, mycelial density, and production of stroma and ...
Cordyceps militaris is being studied and cultivated as a medicinal mushroom having many valuable biological and pharmaceutical activities. In the breeding of new C. militaris mushroom, single ascospores were isolated and examined their mycelial growth, mycelial density, and production of stroma and perithecia. Among them selected isolates were crossed and hybrids were produced showing high quality fruiting bodies on artificial media. Mycelial growth rate of new strain 'Dowonhongcho' was higher than that of better on 'Yedang 3' on SDAY at $10-25^{\circ}C$. The stromata of new strain were club-shaped and bright orange-red. Its height was 6.1 cm and the cordycepin content was 0.34% on average. The new strain showed 9% higher yield than 'Yedang 3' with producing firmer fruit bodies. The optimum temperature for mycelial growth was $22{\sim}25^{\circ}C$ and the optimum temperature for stroma development was $18{\sim}22^{\circ}C$. Fruiting bodies were began to produce 45 days later after inoculation. This new cultivar may serve as a valuable one for artificial cultivation and industrial-scale production of C. militaris.
Cordyceps militaris is being studied and cultivated as a medicinal mushroom having many valuable biological and pharmaceutical activities. In the breeding of new C. militaris mushroom, single ascospores were isolated and examined their mycelial growth, mycelial density, and production of stroma and perithecia. Among them selected isolates were crossed and hybrids were produced showing high quality fruiting bodies on artificial media. Mycelial growth rate of new strain 'Dowonhongcho' was higher than that of better on 'Yedang 3' on SDAY at $10-25^{\circ}C$. The stromata of new strain were club-shaped and bright orange-red. Its height was 6.1 cm and the cordycepin content was 0.34% on average. The new strain showed 9% higher yield than 'Yedang 3' with producing firmer fruit bodies. The optimum temperature for mycelial growth was $22{\sim}25^{\circ}C$ and the optimum temperature for stroma development was $18{\sim}22^{\circ}C$. Fruiting bodies were began to produce 45 days later after inoculation. This new cultivar may serve as a valuable one for artificial cultivation and industrial-scale production of C. militaris.
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문제 정의
이와 같은 상황에서 밀리타리스 동충하초 단포자로부터 분리된 단핵균주간 교배육종으로 특성이 우수한 새로운 신품종 동충하초 ‘도원홍초’를 육성하였으며 산업적 생산 및 보급을 위해 균사생장 및 재배적 특성 등 중요한 품종 특성을 보고하고자 한다.
제안 방법
교배를 위해 자낭포자를 분리한 후 균사생장, 균사밀도, 자실체 및 자낭각 형성 여부 등에 대한 검토를 하였고, 그 중에서 우수한 특성의 균주를 이용하여 교배와 선발과정을 거쳐 신품종 ‘도원홍초’를 육성하였다.
본 시험에 이용된 균주는 2009년 충남 예산 및 당진지역 야산에서 채집된 밀리타리스 동충하초에서 분리된 단포자를 사용하여 교배 및 선발과 특성검정을 수행하였으며 그 중 수량 및 품질이 우수한 계통을 최종 선발하여 농가실증시험을 거쳐 2013년 농촌진흥청 품종심의위원에서에 신품종으로 선정되었고 국립종자원에 ‘도원홍초’로 품종 출원하였다. 단포자 분리는 WA(Water Agar)배지가 분주된 페트리디쉬에 자낭포자를 낙하하여 24℃ 항온기에 2일간 발아시킨 후 단핵균주로 추정되는 균사체를 각각 분 리하여 YMA(Yeast malt agar)배지에 접종하여 24℃에 10일간 배양한 후 특성을 검정하였다. 서로 다른 온도에서의 균사생장을 측정하기 위해 항온기 10, 15, 20, 25, 30℃에서 20일 경과 후 3반복으로, 한 반복당 3방향에서 측정한 다음 평균값을 사용하였다.
단포자 분리는 WA(Water Agar)배지가 분주된 페트리디쉬에 자낭포자를 낙하하여 24℃ 항온기에 2일간 발아시킨 후 단핵균주로 추정되는 균사체를 각각 분 리하여 YMA(Yeast malt agar)배지에 접종하여 24℃에 10일간 배양한 후 특성을 검정하였다. 서로 다른 온도에서의 균사생장을 측정하기 위해 항온기 10, 15, 20, 25, 30℃에서 20일 경과 후 3반복으로, 한 반복당 3방향에서 측정한 다음 평균값을 사용하였다. 각각의 배지별 균사생장은 PDA(Potato dextrose agar) 배지상에서 자라고 있는 균사의 가장자리 끝 부분에서 직경 5 mm를 균총을 떼어내 PDA를 비롯해서 동충하초 균사생장이 양호하였던 MCM(Mushroom complete media), SDAY(Sabouraud’s dextrose agar yeast extract), YMA(Malt extract yeast agar) 등의 배지를 사용하였다(Lee et al, 2013).
각각의 배지별 균사생장은 PDA(Potato dextrose agar) 배지상에서 자라고 있는 균사의 가장자리 끝 부분에서 직경 5 mm를 균총을 떼어내 PDA를 비롯해서 동충하초 균사생장이 양호하였던 MCM(Mushroom complete media), SDAY(Sabouraud’s dextrose agar yeast extract), YMA(Malt extract yeast agar) 등의 배지를 사용하였다(Lee et al, 2013). 이와 같은 배지실험은 완전임의배치 3반복으로 2회 실시하였다.
자실체 발생을 위해서는 Polypropylne 배양병(850ml)에 현미 80g과 증류수 100ml를 넣어 30분간 고압 멸균하여 각각의 단포자 분리균주에 대한 자실체 및 자낭각을 검정하는 방법으로 단핵균주를 확인하였고, 이렇게 확인된 단핵균주는 24℃, 조도 500lux 조건의 YMB(Yeast Malt Broth) 액체배지에서 23일간 혼합접종하여 교배를 실시한 후 버섯발이를 위해 생육실에서 20~22℃, 조도 500lux, 습도 80~90% 조건을 유지하면서 50~60일후 인공자실체를 형성하였다.
자낭포자를 분리한 후 균사생장, 균사밀도, 자실체 및 자낭각 형성 여부 등에 대한 검토를 거쳐, 그 중에서 단핵이면서 특성이 우수한 균주를 이용하여 교배와 선발과정을 거쳐 육성한 신품종 동충하초 ‘도원홍초’는 Fig 1에서 보듯 자실체의 색깔과 모양이 주황색 곤봉형이고 균사체는 YMA 배지에서 주황색을 띤다. 자실체 발생을 위해서는 현미배지에서 액체종균을 접종후 생육실에서 버섯발생을 위해 18~22℃, 조도 500lux, 습도 80~90% 조건을 유지하면서 45일후 인공자실체를 형성하였다.
코디세핀에 대한 정량분석은 Nano Space SI-1(Shiseido, Japan), Culumn은 Water PLC C-18을 사용하였으며 25℃로 유지하면서 20 nM-KH2PO4 유출용매를 1.0 μl/min로 흘려보냈으며 UV 검출기로 254nm에서 흡광도를 측정하였다.
대상 데이터
각각의 배지별 균사생장은 PDA(Potato dextrose agar) 배지상에서 자라고 있는 균사의 가장자리 끝 부분에서 직경 5 mm를 균총을 떼어내 PDA를 비롯해서 동충하초 균사생장이 양호하였던 MCM(Mushroom complete media), SDAY(Sabouraud’s dextrose agar yeast extract), YMA(Malt extract yeast agar) 등의 배지를 사용하였다(Lee et al, 2013).
본 시험에 이용된 균주는 2009년 충남 예산 및 당진지역 야산에서 채집된 밀리타리스 동충하초에서 분리된 단포자를 사용하여 교배 및 선발과 특성검정을 수행하였으며 그 중 수량 및 품질이 우수한 계통을 최종 선발하여 농가실증시험을 거쳐 2013년 농촌진흥청 품종심의위원에서에 신품종으로 선정되었고 국립종자원에 ‘도원홍초’로 품종 출원하였다.
이론/모형
일반성분 분석은 AOAC법에 준하여 분석하였고 농촌진흥청 토양 및 식물체 표준분석법에 따라 전탄수화물은 Tyurin법으로 전질소는 Kjeldahl법, 무기성분 분석은 건식분해법에 준하여 처리한 시료를 ICP(Inductively coupled plasma atomic emission spectrometer)로 분석하였고, 색도측정은 색차계(Chromameter, CR-200, Minolta, Japan)를 이용하여 L(명도)값, a(적색도)값 및 b(황색도)값을 측정하였고 색차(E) = √(L-L’)2 +(a-a’)2 +(b-b’)2 으로 계산하였다.
성능/효과
‘예당 3호’와 비교할 때, 새로운 품종 ‘도원홍초’의 수량은 9% 증수되었고 자실체의 경도가 높은 특징을 보였다.
1 cm 였다. 대조품종인 예당3호와 비교하면 예당3호의 127개/병의 발이개체수보다 많이 발생하였고 자좌의 길이는 가늘었지만 자좌의 굵기가 큰 특징을 보였다.
배지의 종류는 YMA, SDAY, MCM, 및 PDA를 사용하였으며 도원홍초의 생장은 4종의 배지에서 예당3호에 비해 전체적으로 양호한 결과를 보였다. 도원홍초 및 예당3호 균주는 SDAY와 MCM에서 보다 양호하였는데 도원홍초는 SDAY배지에서 가장 균사생장이 빨랐으며 예당 3호는 MCM배지에서 균사생장이 양호하였다.
동충하초 신품종인 도원홍초의 자실체의 형태적인 특성은 Table 2와 같았다. 도원홍초의 발이수는 병당 141개의 발이개체수를 보였고 자좌의 굵기는 3.1 mm, 자좌의 길이는 6.1 cm 였다. 대조품종인 예당3호와 비교하면 예당3호의 127개/병의 발이개체수보다 많이 발생하였고 자좌의 길이는 가늘었지만 자좌의 굵기가 큰 특징을 보였다.
3와 같았다. 배지의 종류는 YMA, SDAY, MCM, 및 PDA를 사용하였으며 도원홍초의 생장은 4종의 배지에서 예당3호에 비해 전체적으로 양호한 결과를 보였다. 도원홍초 및 예당3호 균주는 SDAY와 MCM에서 보다 양호하였는데 도원홍초는 SDAY배지에서 가장 균사생장이 빨랐으며 예당 3호는 MCM배지에서 균사생장이 양호하였다.
현미배지를 이용한 신품종 동충하초 자실체의 일반성분 함량은 Table 5와 같았다. 병재배에서 수확된 자실체의 수분함량은 약 86%였고, 영양성분 중에서 탄수화물은 7- 8%, 단백질은 약 5%로 분석되었으며 지방 및 회분의 함량은 소량으로 존재하였다. 신품종 및 대조품종의 품종별 함량은 큰 차이가 없었으나 도원홍초의 단백질 함량이 다소 높게 조사되었다.
일반적으로 경도가 높을수록 저 장성이 양호하고 유통과정에 있을 수 있는 변질이 쉽게 이루어지지 않으므로 육종에 있어서 경도는 반드시 고려해야할 중요한 사항이다. 신품종 도원홍초의 경도는 0.32 kg/ϕ5 mm로 예당 3호의 0.29 kg/ϕ5 mm에 비해 높았고 수량은 40.6 g/병으로 예당 3호의 37.1 g/병에 비해 9% 증수되었다. 따라서 신품종은 재배에서의 수량적 측면과 함께 저장 및 유통과정에서 유리한 요인이 될 것으로 기대된다(Table 4).
병재배에서 수확된 자실체의 수분함량은 약 86%였고, 영양성분 중에서 탄수화물은 7- 8%, 단백질은 약 5%로 분석되었으며 지방 및 회분의 함량은 소량으로 존재하였다. 신품종 및 대조품종의 품종별 함량은 큰 차이가 없었으나 도원홍초의 단백질 함량이 다소 높게 조사되었다.
신품종 ‘도원홍초’는 SDAY배지 및 10~25℃ 온도조건에서 균사생장이 양호하였다. 신품종의 자실체는 곤봉형이고 밝은 주황색을 띠었으며 코디세핀 함량은 0.34% 였고 자좌의 평균길이는 6.1 cm였다. ‘예당 3호’와 비교할 때, 새로운 품종 ‘도원홍초’의 수량은 9% 증수되었고 자실체의 경도가 높은 특징을 보였다.
이와 같은 결과를 색차인 ΔE값은 예당3호와 비교해서 3.58로 조사되었는데 이는 육안으로 자실체의 색 차이를 인지할 수 있는 정도의 값으로서 품질면에서 도원홍초의 색깔이 보다 선명하다는 것을 알 수 있다.
재배적 특성을 보면 동충하초 신품종인 도원홍초는 균 배양 소요일수가 15.2일이 소요되었고, 자실체 발생까지의 소요일수는 30.1일이 소요되어 접종부터 자실체 수확까지 소요되는 전체 생육일수는 45.3일이었다(Table 1). 예당 3호의 45.
신품종 도원홍초 및 대조품종 예당3호는 10℃에서 25℃ 범위에서 성장을 계속하다가 30℃로 온도가 올라가면서 균사생장이 급격하게 저하되었다. 품종별로 보면 도원홍초가 대조품종인 예당3호에 비해 10℃에서 25℃ 범위에서 균사생장이 양호하였으나 30℃ 고온에서는 예당3호에 비해 균사생장이 급격하게 저하되었다(Fig. 2).
후속연구
1 g/병에 비해 9% 증수되었다. 따라서 신품종은 재배에서의 수량적 측면과 함께 저장 및 유통과정에서 유리한 요인이 될 것으로 기대된다(Table 4).
균사생장 적온은 22~25℃였고, 버섯 발생 적온은 18~22℃였으며 접종에서부터 자실체 발생까지의 기간은 45일이 소요되었다. 신품종 ‘도원홍초’는 동충하초 인공재배 및 산업적 생산에 기여할 것으로 판단된다.
이와 함께 비타민 A와 B 등이 풍부하게 함유하여 영양적 가치도 매우 우수하였다(Pathania and Sagar, 2014). 이상에서 보듯 밀리타리스 동충하초에는 코디세핀, 단백질, 그리고 무기성분, 비타민 등이 풍부하여 건강 기능성 식품으로 충분히 이용될 수 있을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
전통적으로 동충하초 중에서도 약용으로 가장 높이 평가되는 것은 어떤 것이며 어디서 자라는가?
전통적으로 동충하초 중에서도 약용으로 가장 높이 평가되는 것은 해발 3,600~5,000 m의 히말라야와 티베트 고원지대에서 박쥐나방(Hepialus armoricanus Oberthur) 의 유충에서 자라는 박쥐나방 동충하초(C. sinensis syn. Ophiocordyceps sinensis)이다(Zhou et al, 2009). 지금까지 자실체 인공재배에 관한 연구가 지속적으로 이루어졌으나 아직까지 성공하지 못했다(Guo and Yang, 1999; Liu et al, 1999; Jiang and Yao, 2003).
박쥐나방 동충하초 자원이 고갈되고 있는 이유는?
지금까지 자실체 인공재배에 관한 연구가 지속적으로 이루어졌으나 아직까지 성공하지 못했다(Guo and Yang, 1999; Liu et al, 1999; Jiang and Yao, 2003). 이와 같은 제한적인 분포, 높은 가격에 의한 무분별한 채취, 인공재배의 곤란 등으로 25년 전과 비교해서 생산량이 약 5% 이하로 감소하면서 자원이 고갈되고 있다(Huang et al, 2009).
밀리타리스 동충하초란?
militaris (L.) Link]는 자낭균문 (Ascomycota), 자낭균강(Ascomycetes), 육좌균목(Hypocreales) 맥각균과(Clavicipitaceae), 동충하초속(Cordyceps)에 속하는 곤충기생균(Entomopathogenic Fungi)으로 곤충의 유충, 번데기, 성충 등에 침입하여 이를 기주로 자실체를 형성하며(Holliday and Cleaver, 2008), 한국을 비롯한 중국, 일본, 영국, 노르웨이, 네팔 등 전 세계적으로 400여종, 국내에 80여종이 자생하고 있는 것으로 알려져 있다 (Mains, 1958; Hawkworth and Rossman, 1997; Liang, 2001; Isaka et al, 2005; Stensrud et al, 2005; Ma et al, 2007; Sung et al, 2007; Wang et al, 2008).
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