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눈향나무의 잎에서 분리된 4종의 국내 미기록 내생균

First Report on Four Novel Endophytic Fungal Species Isolated from Leaves of Juniperus chinensis var. sargentii in Korea

한국균학회지 = The Korean journal of mycology, v.46 no.2, 2018년, pp.114 - 121  

박혁 (한국교원대학교 생물교육과) ,  엄안흠 (한국교원대학교 생물교육과)

초록
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한라산에 서식하는 눈향나무의 침엽에서 내생균을 분리하였다. 분리된 균주들은 형태적 특성과 internal transcribed spacer 영역, large subunit rDNA 영역, translation elongation factor 영역 및 ${\beta}$-tublin 영역 염기서열의 계통분석을 이용하여 동정하였다. 그 결과 국내 미기록 내생균인 Allantophomopsis lycopodina, Epicoleosporium ramularioides, Kabatina juniperi, Seiridium podocarpi 4종의 균주를 확인하였다. 4종의 미기록 균주에 대한 형태적 특성 및 계통분석의 결과에 대해 기술하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

We isolated endophytic fungi from the leaves of the conifer Juniperus chinensis var. sargentii inhabiting Mt. Hallasan. The fungal isolates were identified based on phylogenetic analysis using nucleotide sequences of the internal transcribed spacer region, large subunit region of ribosomal DNA, tran...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 특히 이러한 2차 대사산물들이 갖고 있는 병원체에 대한 항생 효과로 인해[3], 내생균에 대한 분류학적, 생리학적 연구가 필요한 상황이다. 본 연구에서는 눈향나무(Juniperus chinensis var. sargentii A. Henry)의 침엽에서 분리된 내생균에 대해 연구하던 중 확보된 4종의 국내 미기록 내생균 균주의 형태적, 계통학적 특성에 대해 보고하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
한라산의 눈향나무에서 채취한 내생균의 형태적, 계통학적 특성을 연구하기 위해 어떤 과정으로 균주를 분리하였는가? 증류수로 세척한 침엽을 30%의 H2O2로 30초~1분간 표면 살균하고[4], potato dextrose agar (PDA) 배지의 가장자리에 4조각씩 치상하였다. 잎을 치상한 배지를 25°C의 암소에서 배양하면서 균사가 뻗어 나오는 것을 관찰하였고, 균사가 관찰되면 새로운 PDA에 계대배양하여 균주를 순수 분리하였다. 확보된 균주는 형태적 특성에 따라 분류하였고, 염기서열 분석을 위하여 DNeasy Plant mini kit (Qiagen, Germantown, MD, USA)의 protocol에 따라 균사에서 genomic DNA를 추출한 뒤 균 특이적인 프라이머인 ITS1F와 ITS4를 이용하여 internal transcribed spacer(ITS) 영역을 증폭하였고[5], 프라이머 LR0R과 LR16을 이용하여 rDNA의 large subunit(LSU) 영역을 증폭하였으며[6], 추가적인 분석을 위하여 프라이머 bt2a와 bt2b를 이용하여 β-tubulin (TUB) 영역을[7], 프라이머 526F와 1567R을 이용하여 translation elongation factor (TEF) α-1 영역을 증폭하였다[8].
내생균은 식물에서 어떤 역할을 하는가? 이 중 식물에 공생하는 진균성 균류인 내생균(endophytic fungi)은 뿌리, 잎, 줄기 등 식물의 모든 조직 내에서 불현성(不顯性, inapparent)으로 감염하여 병증을 보이지 않고 증식한다[1]. 내생균은 식물체 내에서 2차 대사산물을 합성하여 포식자 혹은 병원체로부터의 방어 기작을 식물에게 제공하는 역할을 한다[2]. 특히 이러한 2차 대사산물들이 갖고 있는 병원체에 대한 항생 효과로 인해[3], 내생균에 대한 분류학적, 생리학적 연구가 필요한 상황이다.
한라산에 서식하는 눈향나무의 침엽에서 분리한 내생균 중 국내 미기록 내생균은 어떤 것이 있는가? 분리된 균주들은 형태적 특성과 internal transcribed spacer 영역, large subunit rDNA 영역, translation elongation factor 영역 및 ${\beta}$-tublin 영역 염기서열의 계통분석을 이용하여 동정하였다. 그 결과 국내 미기록 내생균인 Allantophomopsis lycopodina, Epicoleosporium ramularioides, Kabatina juniperi, Seiridium podocarpi 4종의 균주를 확인하였다. 4종의 미기록 균주에 대한 형태적 특성 및 계통분석의 결과에 대해 기술하였다.
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참고문헌 (16)

  1. Carroll G. Fungal endophytes in stems and leaves: from latent pathogen to mutualistic symbiont. Ecology 1988;69:2-9. 

  2. Schulz B, Boyle C, Draeger S, Rommert AK, Krohn K. Endophytic fungi: a source of novel biologically active secondary metabolites. Mycol Res 2002;106:996-1004. 

  3. Tan RX, Zou WX. Endophytes: a rich source of functional metabolites. Nat Prod Rep 2001;18:448-59. 

  4. Hata K, Futai K, Tsuda M. Seasonal and needle age-dependent changes of the endophytic mycobiota in Pinus thunbergii and Pinus densiflora needles. Can J Bot 1998;76:245-50. 

  5. Gardes M, Bruns TD. ITS primers with enhanced specificity for basidiomycetes­ application to the identification of mycorrhizae and rusts. Mol Ecol 1993;2:113-8. 

  6. Moncalvo JM, Lutzoni FM, Rehner SA, Johnson J, Vilgalys R. Phylogenetic relationships of agaric fungi based on nuclear large subunit ribosomal DNA sequences. Syst Biol 2000;49:278-305. 

  7. Glass NL, Donaldson GC. Development of primer sets designed for use with the PCR to amplify conserved genes from filamentous ascomycetes. Appl Environ Microbiol 1995; 61:1323-30. 

  8. Rehner SA, Buckley E. A Beauveria phylogeny inferred from nuclear ITS and EF1- ${\alpha}$ sequences: evidence for cryptic diversification and links to Cordyceps teleomorphs. Mycologia 2005;97:84-98. 

  9. Tamura K, Stecher G, Peterson D, Filipski A, Kumar S. MEGA6: Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 6.0. Mol Biol Evol 2013;30:2725-9. 

  10. Videira SI, Groenewald JZ, Braun U, Shin HD, Crous PW. All that glitters is not Ramularia. Stud Mycol 2016;83:49-163. 

  11. Schneider R, von Arx JA. Two new fungi causing twig dieback: Kabatina thujae gen. et sp. nov. and K. juniperi sp. nov. J Phytopathol 1966;57:176-82. 

  12. Petrini O, Carroll G. Endophytic fungi in foliage of some Cupressaceae in Oregon. Can J Bot 1981;59:629-36. 

  13. Carris LM. Cranberry black rot fungi: Allantophomopsis cytisporea and Allantophomopsis lycopodina. Can J Bot 1990;68:2283-91. 

  14. Debbab A, Aly AH, Proksch P. Bioactive secondary metabolites from endophytes and associated marine derived fungi. Fungal Divers 2011;49:1. 

  15. Shiono Y, Yokoi M, Koseki T, Murayama T, Aburai N, Kimura K. Allantopyrone A, a new ${\alpha}$ -pyrone metabolite with potent cytotoxicity from an endophytic fungus, Allantophomopsis lycopodina KS-97. J Antibiot 2010;63:251-3. 

  16. Crous PW, Shivas RG, Quaedvlieg W, van der Bank M, Zhang Y, Summerell BA, Guarro J, Wingfield MJ, Wood AR, Alfenas AC, et al. Fungal Planet description sheets: 214-280. Persoonia 2014;32:184-306. 

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