[논문]토천궁의 뿌리에서 분리된 2종의 국내 미기록 내생균: Pithomyces chartarum and Plectosphaerella niemeijerarum

박혁; 정충렬; 엄안흠

doi:10.4489/kjm.20190038

토천궁의 뿌리에서 분리된 2종의 국내 미기록 내생균: Pithomyces chartarum and Plectosphaerella niemeijerarum
Two Unrecorded Enophytic Fungi Isolated from Root of Ligusticum chuanxiong in Korea: Pithomyces chartarum and Plectosphaerella niemeijerarum 원문보기

한국균학회지 = The Korean journal of mycology, v.47 no.4, 2019년, pp.329 - 335

박혁 (한국교원대학교 생물교육과) , 정충렬 (국립산림과학원 산림약용자원연구소) , 엄안흠 (한국교원대학교 생물교육과)

초록
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경북 영주의 산림약용자원연구소에서 재배된 토천궁의 뿌리에서 내생균을 분리하였다. 분리된 균주는 형태적 특성의 분석과 internal transcribed spacer, large subunit rDNA, beta-tubulin 영역의 분자 생물학적 계통분석을 이용해 동정하였다. 연구 과정에서 2종의 국내 미기록종 내생균 균주를 확인하였고, 확인된 종은Pithomyces chartarum 과 Plectosphaerella niemeijerarum이다. 미기록종 내생균 균주의 형태적 특성 확인 및 분자계통 분석의 결과에 대해 기술하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Endophytic fungal strains were isolated from the sterilized roots of a medicinal plant, Ligusticum chuanxiong and identified based on morphological characteristics and molecular analysis of internal transcribed spacer, large subunit rDNA, and beta-tubulin DNA regions. Our results confirmed the presence of Pithomyces chartarum and Plectosphaerella niemeijerarum in the fungal strains. To the best of our knowledge, the fungal strains have not been reported in Korea. In this report, we describe morphological characteristics and phylogenetic trees of these endophytic fungal strains.

주제어

표/그림 (4)

표 Table 1. Morphological characteristics of fungal strains isolated in this study, compared to original description references.
그림 Fig. 1. Colonies of strain 17E033 (Pithomyces chartarum) grown for 7 days on potato dextrose agar (PDA) (A, E) and malt extract agar (MEA) (B, F) and conidia (I, J).
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), large subunit (LSU) and beta-tubulin (TUB) sequences.

AI 본문요약
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문제 정의

이러한 2차 대사산물 중에는 항균, 항암 작용[10,11]을 보일 수 있는 물질들이 존재하기 때문에, 내생균과 그 대사산물에 대한 연구가 점점 중요해지고 있다. 본 연구에서는 토천궁 뿌리에서 분리된 내생균 중 국내 미기록종으로 확인된 2종의 내생균에 대해 형태적 특성 및분자생물학적 계통분석의 결과를 기술하고자 한다.

제안 방법

5 cm 길이로 잘라 water agar (WA) 배지의 네 귀퉁이에 치상하였다. 25 ^o C의 암소 (dark side)에서 배양하면서 매일 관찰하여 균사가 뻗어 나오는 것이 확인되면 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. 균주의 분자생물학적 동정을 위해 DNeasy plant mini kit (Qiagen, Germantown, MD, USA) 의 protocol에 따라 균사에서 genomic DNA를 추출한 뒤 PCR을 수행하였다. Ribosomal DNA의 5.

대상 데이터

연구에 사용한 토천궁의 뿌리는 2017년 9월, 경북 영주에 위치한 산림약용자원연구소(경북 영주시 풍기읍 소백로 2009)의 시험림 (N36°52'40.5", E128°32'11.5")내에서 채취하였고, 채집된 시료는 폴리에틸렌 백에 담아 24시간 이내에 실험실로 운반하였다. 뿌리는 증류수로 씻어 흙을 완전히 제거한 후에 3% NaClO 용액으로 3분, 70% EtOH로 1분간 차례로 표면살균하고, 100 μg/mL 농도의 streptomycin 에서 10분간 처리하였다[12].

데이터처리

5% agarose gel에 20분간 loading하여 각각 DNA 단편의 크기를 확인한 후 염기서열 분석을 의뢰하였다(SolGent, Daejeon, Korea). DNA 염기서열은 미국 국립생물정보센터(NCBI) 상에서 BLAST하여 유사도를 확인하고, MEGA7 프로그램을 이용하여[16] 두 영역 혹은 세 영역의 염기서열을 이어 neighbor-joinning 방식으로 계통수를 작성하였다. 분자생물학적 분석 및 원기재문에 기록된 균주 와의 형태 비교를 통해(Table 1) 최종적으로 확인된 미기록종 균주는 국립생물자원관(NIBR)에 기탁하였으며, BLAST 및 계통도 작성에 이용된 염기서열은 NCBI에 등록하였다.

성능/효과

chartarum 균주가 항진균효과를 보이며 아밀레이스, 셀룰레이스, 펙틴 등의 효소를 생산한다는 결과 또한 함께 보고되었다[20]. ITS 영역과 LSU 영역의 DNA 염기서열 분석 결과 ITS 영역은 P. chartarum MK370420.1과 99.5%의 일치도를, LSU 영역은 P. chartarum MK347969.1과 100%의 일치도를 보였고 모두 같은 계통을 형성하였다(Fig. 2).
분생자는 무색 투명한 방추형 혹은 원통형이고, 격막이 없거나 하나만 있는 것으로 확인되는 것[21] 역시 본 연구에서 확인된 분생자의 형태와 일치하였다(Table 1). ITS 영역과 LSU 영역의 DNA 염기서열 분석 결과 ITS 영역은 P. niemeijerarum MG386080.1과 99.11% 의 일치도를, LSU 영역은 P. niemeijerarum NG_0662029.1과 99.41%의 일치도를, TUB 영역은 P. niemeijerarum MG386172.1과 99.06%의 일치도를 보였으며 모두 같은 계통을 형성하였다(Fig. 3).

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	Notes: P. niemeijerarum의 특징은?	niemeijerarum 은 2017년 Lombard에 의해 토양에서 분리된 자낭균으로 최초 기록되었다. 배지에 배양 시 솜털 같은 느낌의 공중 균사로 덮이는 것이 특징이며[21], 본 연구에서도 이와 같은 배양체를 확인하였다. 분생자는 무색 투명한 방추형 혹은 원통형이고, 격막이 없거나 하나만 있는 것으로 확인되는 것[21] 역시 본 연구에서 확인된 분생자의 형태와 일치하였다(Table 1).
	토천궁이란?	토천궁(Ligusticum chuanxiong Hort.)은 산형과(Umbelliferae)에 속하며, 뿌리를 약재로 이용하는 중국 원산의 약용식물로, 민간요법에서 한약재로 오랫동안 이용되어 왔고 현대에도 건강식품의 원료로 많이 이용된다[1]. 토천궁이 갖고 있는 화학성분에는 식물정유(essential oil), 알칼로이드, 페놀산 등이 있는데, 이러한 성분들은 인간 암 세포에 대한 세포독성 효과, 항산화 효과 및 지질개선 효과를 보인다고 알려져 있다[1-3].
	내생균의 특성은?	내생균(endophytic fungi)은 식물과 공생하는 균류로[4], 식물체 내에 침투하여 살아가지만 균근과 같은 특이한 구조를 형성하지 않으며[5], 외부적으로 병증을 나타내지 않는 특성을 보인다[6, 7]. 내생균은 식물의 뿌리, 잎 등 모든 조직 내에 서식하며, 내생균이 분비하는 2차 대사산물은 독소로 작용함으로써 병충해에 대한 내성 혹은 포식자에 대한 화학적 방어기작을 기주식물에게 제공할 수 있다[8,9].

참고문헌 (21)

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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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