[논문]표주박이끼(Funaria hygrometrica)에서 분리된 2종의 국내 미기록 내생균

최현숙; 박혁; 엄안흠

doi:10.4489/kjm.20190036

표주박이끼(Funaria hygrometrica)에서 분리된 2종의 국내 미기록 내생균
Two Unrecorded Endophytic Fungi Isolated from Funaria hygrometrica in Korea 원문보기

한국균학회지 = The Korean journal of mycology, v.47 no.4, 2019년, pp.313 - 318

최현숙 (한국교원대학교 생물교육과) , 박혁 (한국교원대학교 생물교육과) , 엄안흠 (한국교원대학교 생물교육과)

초록
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표주박이끼의 헛뿌리(rhizoid)에서 내생균을 분리하였다. 분리된 균주는 형태적 특성 및 internal transcribed spacer, large subunit rDNA 영역의 분자적 분석을 토대로 동정하였다. 연구 과정에서 2종의 국내 미기록종 내생균 균주를 확인하였고, 확인된 종은 Curvularia protuberata, Didymella anserina이다. 미기록종 내생균 균주의 형태적 특성 및 계통 분석 결과에 대해 기술하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

In the present study, we isolated endophytic fungal strains from the rhizoids of the moss Funaria hygrometrica. The isolated strains were identified based on morphological characteristics and analysis of the internal transcribed spacer (ITS) and large subunit (LSU) rDNA sequence regions. Consequently, we confirmed the presence of two endophytic fungal species, Curvularia protuberata and Didymella anserina, which have not been reported in Korea previously. Here, we describe the morphological characteristics and molecular analysis results of these fungal species.

주제어

표/그림 (4)

표 Table 1. Morphological characteristics of Curvularia protuberata 18S001 and Didymella anserina 18S002
그림 Fig. 1. Colonies of strain 18S001 (Curvularia protuberata) grown for 7 days on PDA (A) and MEA (B), C, conidia; D&E, colonies of strain 18S002 (Didymella anserina) grown for 7 days on PDA (D) and MEA (E); F, conidia. (scale bars = 10 μm).
그림 Fig. 2. Neighbor-joining phylogenetic tree based on a concatenated alignment of internal transcribed spacer (ITS) and large subunit (LSU) sequences.
그림 Fig. 3. Neighbor-joining phylogenetic tree based on a concatenated alignment of internal transcribed spacer (ITS) and large subunit (LSU) sequences.

AI 본문요약
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문제 정의

선태식물에 서식하는 내생균에 대한 연구는 균류와 육상식물 공생의 진화와 그들의 생태적 기능을 이해하기 위한 중요한 의미들을 제시해 줄 수 있다. 본 연구에서는 표주박이끼의 헛뿌리에서 내생균을 분리하던 중 확인된 2종의 국내 미기록 내생균에 대한 형태적 특성과 계통분석의 결과를 기술하고자 한다.

대상 데이터

시료의 채집은 2018년 4월, 대전광역시 유성구 구성동 인근(N36°37'44", E127°36'74")에서 진행되었다. 선류(moss)에 속하는 표주박이끼(Funaria hygrometrica)를 채집하여 48시간 이내에 실험실로 운반하였다. 헛뿌리는 증류수로 씻어 흙을 완전히 제거한 후에 75% EtOH에 1분, 2% NaClO 용액에 3분, 75% EtOH에 0.
시료의 채집은 2018년 4월, 대전광역시 유성구 구성동 인근(N36°37'44", E127°36'74")에서 진행되었다. 선류(moss)에 속하는 표주박이끼(Funaria hygrometrica)를 채집하여 48시간 이내에 실험실로 운반하였다.

이론/모형

5% agarose gel에 20분간 loading하여 각각 DNA 단편의 크기를 확인한 후 SolGent (Daejeon, Korea)에 염기서열 분석을 의뢰하였다. DNA 염기서열은 미국 국립생물정보센터(NCBI) 상에서 BLAST 프로그램으로 GenBank database에 존재하는 유사한 염기서열을 가진 종을 찾고 유사도를 확인하였다. 계통분석은 MEGA7 프로그램을 이용하여[14] neighbor-joining 방식으로 계통도를 작성하였다.
DNA 염기서열은 미국 국립생물정보센터(NCBI) 상에서 BLAST 프로그램으로 GenBank database에 존재하는 유사한 염기서열을 가진 종을 찾고 유사도를 확인하였다. 계통분석은 MEGA7 프로그램을 이용하여[14] neighbor-joining 방식으로 계통도를 작성하였다. 확인된 미기록종 균주는 국립생물자원관(NIBR)에 기탁하였으며, BLAST 및 계통도 작성에 이용된 염기서열은 NCBI에 등록하였다.
25ﾟC의 암소에서 배양하면서 매일 관찰하여 균사가 뻗어 나오는 것이 확인되면 살균된 메스를 이용하여 potato dextrose agar (PDA) 배지로 계대 배양하였으며, 순수 분리된 균주는 PDA배지와 더불어 malt extract agar (MEA)배지에서 7일간 배양하여 해부현미경 및 광학현미경 상에서 형태적 특성을 관찰하였다(Table 1). 형태적으로 분류된 균주의 동정을 위해 DNeasy plant mini kit (Qiagen, USA)의 protocol에 따라 균사에서 DNA를 추출한 뒤, ribosomal DNA의 5.8S 지역을 포함하는 internal transcribed spacer (ITS)영역을 균류 특이적 primer인 ITS1F와 ITS4 [12]를 이용하여 증폭하였으며, 보다 정확한 동정을 위하여 rDNA의 large subunit (LSU)영역을 primer LR0R과 LR16 [13]을 이용하여 증폭하였다. PCR반응의 annealing 단계에서 ITS 영역은 50°C, LSU 영역은 44°C 로 설정하였다.

성능/효과

protuberata 는 1965년 Nelson & Hodges에 의해 보고된 종이다. 갈색 반투명의 방추형 분생자가 일반적으로 4개의 격막에 의해 나눠지는 것이 특징이고[15], 이러한 특성은 본 연구에서 분리된 균주의 분생자에서도 확인되었다. C.
anserina는 Gruyter & Noordeloos의 기술에서는 후벽포자가 확인되지 않아서 Phoma로 수정되었으나[19], 2015년 Chen & Cai의 분자적 분석에서는 다시 Didymella로 재분류되었다[18]. 본 연구에서도 후벽포자는 확인되지 않았고, 확인된 분생자는 원통형 혹은 타원형의 형태와 크기가 Gruyter & Noordeloos의 기술과 대부분 일치하였다[19]. 염기서열의 분석 결과 ITS 영역의 염기서열은 D.
protuberata의 균사에서는 균사를 온도 변화로부터 보호하는 mannitol이 확인되며[16], 이 종이 식물에 내생균으로써 공생할 때 식물을 극한 온도의 토양으로부터 보호하는 역할을 한다는 연구 결과 역시 존재한다[17]. 염기서열의 분석 결과 ITS 영역의 염기서열은 C. protuberata HG778998.1과 100%의 일치도를, LSU 영역의 염기서열은 C. protuberata LT631400.1과 100%의 일치도를 보였고 tree 상에서 같은 계통을 형성함을 확인하였다(Fig. 2).
본 연구에서도 후벽포자는 확인되지 않았고, 확인된 분생자는 원통형 혹은 타원형의 형태와 크기가 Gruyter & Noordeloos의 기술과 대부분 일치하였다[19]. 염기서열의 분석 결과 ITS 영역의 염기서열은 D. anserina MH858633.1과 100%의 일치도를, LSU 영역의 염기서열은 D. anserina MH866534.1과 100%의 일치도를 보였으며 tree 상에서 같은 계통을 형성함을 확인하였다(Fig. 3).

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	내생균은 어떤 균류인가?	내생균(endophytic fungi)은 건강한 식물 조직 내에 서식하며 숙주에게 어떠한 손상도 입히지 않는 균류로 모든 육상식물에서 발견된다[1]. 대부분의 작물을 포함하여 현존하는 육상식물 내에는 Mucoromycota, Ascomycota, Basidiomycota에 속하는 내생균이 많은 양을 차지한다[2,3].
	위 실험에서 표주박이끼의 헛뿌리에서 분리된 균주의 외형은 어떠한가?	표주박이끼의 헛뿌리에서 분리된 균주이다. PDA 배지에서 7일간 배양된 균총의 크기는 35-38 mm 정도이고, 균총의 앞면은 전체적으로 연한 회색이나 부챗살처럼 군데군데 방사형으로 고랑이 나 있으며, 중앙부는 짙은 회색을 띤다. 뒷면은 전체적으로 붉은 갈색을 보이고, 앞면에서 관찰된 것처럼 방사형의 줄무늬가 있으며 가장자리로 갈수록 균총의 색이 옅어져 테두리가 흰색을 띤다. 균총의 고도는 배지에서 볼록 융기된 형태이고 균총의 가장자리는 잔물결 형태를 이룬다(Fig. 1A).
	내생균이 식물에게 주는 이점은?	대부분의 작물을 포함하여 현존하는 육상식물 내에는 Mucoromycota, Ascomycota, Basidiomycota에 속하는 내생균이 많은 양을 차지한다[2,3]. 내생균은 식물체 내에서 2차 대사산물을 합성하여 포식자 또는 병원체로부터의 방어기작을 식물에게 제공하고[2], 식물의 영양획득과 생물적, 비생물적 스트레스에 대한 저항성을 높여 각종 질병에 감염되지 않도록 도와준다[3]. 침엽수에 서식하는 내생균은 taxol 같은[4] 항생 혹은 항암 작용을 할 수 있는 물질을 분비하기도 하며[5], Xylariaceae에 속하는 균류에서는 고농도의 methyl ester가 합성된다는 것이 확인되어 바이오 연료로써의 가치가 부각되고 있다[6].

참고문헌 (19)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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