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장수상황버섯 베타글루칸 추출물이 개미 집단생활에 미치는 영향
Effects of beta glucan extract from Phellinus baumii on the eusociality of ants 원문보기

Journal of mushrooms = 한국버섯학회지, v.16 no.4, 2018년, pp.304 - 310  

김하원 (서울시립대학교 자연과학대학 생명과학과) ,  이동희 (서울시립대학교 자연과학대학 생명과학과)

초록
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장수상황버섯 (Phellinus baumi) 자실체에서 추출한 베타글루칸을 이용하여 개미의 진정사회성에 미치는 영향을 이해하기 위한 연구를 수행하였다. 일본 왕개미 (Camponotus japonicus)를 베타글루칸의 추출물 (BGE)이 포함된 먹이를 공급한 후 진정사회성에 관한 실험을 실시하였다. 멸균된 토양을 PET 병에 넣은 후 세 가지 농도의 BGE 먹이를 이용하여 배양을 실시하였다. 설탕분말에 BGE를 중량비율로 각각0, 20, 50% (g/g)를 혼합하여 대조군, 저, 고의 세가지 농도로 BGE먹이를 만들었다. 진정사회성에 미치는 영향을 연구하기 위해 세 가지의 진정사회성 지표를 이용하여 실험을 수행하였다. 개미집의 수, 협동 방어 노력 지수 (CDI), 개체군의 규모를 지표로 사용하였다. 고농도의 BGE를 공급한 집단에서 대조군보다 개미집의 형성도가 유의적으로 높았다. 외부 여왕 개미에 대한 반응을 나타내는 CDI에서도 차이를 보였는데, 고농도의 BGE 그룹은 다른 그룹보다 방어 체계를 완성하는 데 상대적으로 적은 시간이 걸렸고 참여하는 개미의 수도 유의적으로 많았다. 개미와 알의 수로 관측한 개체군의 규모에 있어 대조군과 BGE 그룹 간에 명백한 차이가 있었다. BGE가 공급된 그룹은 여왕을 제외하고 개미와 알의 수가 가장 많았다. 이 결과를 종합하면, 개미의 먹이에 BGE를 첨가할 때, 개미는 높은 진정 사회성 강화 지수를 보이며 이 결과는 BGE가 개미의 진정사회적 기능수행에 매우 긍정적인 영향을 준다는 것을 나타낸다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Beta glucan was purified from Phellinus baumii and tested for its effect on the group performance of ants, a principal model of eusociality and of superorganisms. Japanese carpenter ants (Camponotus japonicus) were reared on diets containing beta glucans to characterize their effects on eusociality....

주제어

표/그림 (6)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 장수상황버섯에서 유래하는 베타글루칸 성분이 개미의 진정사회성(eusociality)에 미치는 영향을 파악하고자 한다. 베타글루칸이 생명 및 집단생활에 미치는 영향을 진정사회성 강화 지수 (Eusocial Strength Index, ESI)를 이용하여 장수상황버섯에서 유래한 베타글루칸 추출물을 기능성 관점에서 평가하고자 한다. 본 연구에 사용된 ESI 는 개미서식지 형성 지수, 협동 방어 지수, 및 개체군 규모 및 밀도를 사용할 것이다.
  • 본 연구는 장수상황버섯에서 유래하는 베타글루칸 성분이 개미의 진정사회성(eusociality)에 미치는 영향을 파악하고자 한다. 베타글루칸이 생명 및 집단생활에 미치는 영향을 진정사회성 강화 지수 (Eusocial Strength Index, ESI)를 이용하여 장수상황버섯에서 유래한 베타글루칸 추출물을 기능성 관점에서 평가하고자 한다.
  • 본 연구에 사용된 ESI 는 개미서식지 형성 지수, 협동 방어 지수, 및 개체군 규모 및 밀도를 사용할 것이다. 이들 지표를 바탕으로 종합활성지표를 산출하여 장수상황버섯에서 추출한 베타글루칸이 개미의 진정사회성에 미치는 효과를 다면적으로 이해하고자 한다.
  • 장수상황버섯 (Phellinus baumi) 자실체에서 추출한 베타 글루칸을 이용하여 개미의 진정사회성에 미치는 영향을 이해하기 위한 연구를 수행하였다. 일본 왕개미 (Camponotus japonicus)를 베타글루칸의 추출물 (BGE)이 포함된 먹이를 공급한 후 진정사회성에 관한 실험을 실시하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
베타글루칸은 무엇인가? 상황버섯의 베타글루칸의 함량은 종류에 따라 많은 차이가 있다 (Volman et al, 2010; Zielke et al, 2017). 베타글루칸은 포도당 분자들이 베타결합을 통해 삼중의 나선형을 형성하는 고분자의 다당체이다 (Okobira et al, 2008). 베타-(1,3)-글루칸이 기본골격이며 베타-(1,6)-글리코실의 분지를 가지는 데, 분자량은 250,000에 달한다 (Qing et al, 2010).
잎꾼개미는 어떻게 먹이를 얻는가? 버섯을 먹이로 사용하는 개미류에는 중남미 열대 지역에 서식하는 잎꾼개미 (또는 가위개미, leafcutter ants)가 있다 (Anderson and McShea, 2001). 이들은 나뭇잎을 잘게 씹어 입에 있는 침과 섞어 배지를 만든 후 버섯종균을 주입한 다음 생산된 버섯을 먹이로 사용한다. 잎꾼개미는 베타글루칸이 주성분인 자실체와 균사체를 동시에 먹이로 사용하는 것으로 보아, 이를 분해하는 효소 및 대사 시스템을 진화적으로 발달시킨 것으로 보인다(Grell et al, 2013).
상황버섯의 효능은? 상황버섯은 면역 기능의 조절 및 강화를 통한 항염증, 항산화, 항암 등의 효능이 있는 것으로 많은 연구를 통해 잘 알려져 있다 (Chen et al, 2016; Dai et al, 2010). 상황 버섯에 관한 국제적인 관심은 면역조절기능이 강한 것으로 알려진 목질진흙버섯 (Phellinus linteus)에 집중되어 있으며 재배와 연구도 해당 버섯을 중심으로 이루어 지고 있다 (Yoon et al, 2017).
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참고문헌 (25)

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  5. Grell MN, Linde T, Nygaard S, Nielsen KL, Boomsma JJ, Lange L. 2013. The fungal symbiont of Acromyrmex leaf-cutting ants expresses the full spectrum of genes to degrade cellulose and other plant cell wall polysaccharides. BMC Genomics. 14: 928. 

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  22. Wilson EO, Nowak MA. 2014. Natural selection drives the evolution of ant life cycles. Proc Natl Acad Sci U S A 111:12585-12590. 

  23. Wu, SH, Dai YC, Hattori T, Yu TW, Wang DM, Parmasto E, Chang HY, Shih SY. 2012. Species clarification for the medicinally valuable 'sanghuang' mushroom. Bot Stud 53: 135-149. 

  24. Yoon SK, Sung SK, Lee DH, Kim HW. 2017. Tissue inhibitor of metalloproteinase-1 (TIMP-1) and IL-23 induced by polysaccharide of the black hoof medicinal mushroom, Phellinus linteus (Agaricomycetes). Int J Med Mushrooms 19:213-223. 

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