[논문]세종특별자치시 주변의 금강 중류 물과 토양에서 야생 효모의 분리 및 국내 미기록 효모의 특성

한상민; 김지윤; 이종수

doi:10.4489/kjm.20190007

세종특별자치시 주변의 금강 중류 물과 토양에서 야생 효모의 분리 및 국내 미기록 효모의 특성
Isolation of Wild Yeasts from the Water and Riverside Soil of Geumgang Midstream in Sejong City, Korea, and Characterization of Unrecorded Wild Yeasts 원문보기

한국균학회지 = The Korean journal of mycology, v.47 no.1, 2019년, pp.51 - 61

한상민 (배재대학교 바이오.의생명공학과) , 김지윤 (배재대학교 바이오.의생명공학과) , 이종수 (배재대학교 바이오.의생명공학과)

초록
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우리나라 금강의 물과 주변 토양에 분포하는 야생 효모들의 종 다양성을 확립하고자 세종특별자치시 불티교와 햇무리교를 흐르는 금강 중류의 물과 주변 토양에서 야생 효모들을 분리, 동정하였고 이들 중 국내 미기록 효모들을 선별하여 이들의 균학적 특성을 조사하였다. 세종시 불티교 밑의 물과 주변 토양들로부터 32종, 37균주의 야생 효모들을 분리, 동정하였다. 이들 중 Holtermanniella takashimae SW048 (NNIBRFG9314), Cystofilobasidium infirmominiatum SW013 (NNIBRFG9310), Mrakia cryoconite SW015(NNIBRFG9316), Pichia sporocuriosa SW085(NNIBRFG9326)와 Cryptococcus aspenensis SW008 (NNIBRFG9309) 5균주들을 국내 미기록 효모 균주들로 최종 선별하였고, 이들은 구형-난형으로 출아에 의해 영양증식을 하였다. M. cryoconite SW015 외 모두 자낭포자를 형성하였고, P. sporocuriosa SW085 와 C. aspenensis SW008 균주는 20% 포도당을 함유한 YPD 배지에서도 생육하는 내당성 야생 효모들이었다. 또한, 세종시 햇무리교의 물과 주변 토양시료에서 모두 8종 26균주의 야생 효모들을 분리, 동정하였고 이들 야생 효모들 중 Occultifur kilbournensis HB060 (NNIBRFG9317), Sampaiozyma vanillica HB014 (NNIBRFG9332), Xenoramularia neerlandica HB039 (NNIBRFG9335), Candida norvegica HB315 (NNIBRFG9306), C. melibiosicaHB316 (NNIBRFG9305), C. quercuum GB014 (NNIBRFG9307)와 C. succiphila GB015 (NNIBRFG9308) 7균주 국내 미기록 효모들로 분류되었다. O. kilbournensis HB060와 X. neerlandica HB039는 자낭포자와 의균사를 형성하지 못하였고 C. norvegica HB315는 5 % NaCl를 함유한 YPD 배지에서 생육하는 내염성을 보였다. 본 연구결과는 앞으로 금강의 야생 효모 종 다양성 확립에 귀중한 자료로 활용될 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The goal of this study was to elucidate wild yeast diversity of Geumgang midstream near Sejong metropolitan autonomous city, Korea. Thirty-seven strains of 32 species of wild yeasts were isolated from 43 water and soil samples under the Bulti bridge of Sejong city, Korea. Seven yeasts of each Candida spp. and Cryptococcus spp. were the predominant species isolated from samples near the Bulti bridge. Holtermanniella takashimae SW048 (NNIBRFG9314), Cystofilobasidium infirmominiatum SW013 (NNIBRFG9310), Mrakia cryoconite SW015 (NNIBRFG9316), Pichia sporocuriosa SW085 (NNIBRFG9326) and Cryptococcus aspenensis SW008 (NNIBRFG9309) represented novel yeast strains found in Korea for the first time. All of these previously unrecorded yeasts, except for Mrakia cryoconite SW015 had ascospores and grew well in yeast extract-peptone-dextrose (YPD), yeast extract-malt extract (YM) and potato-extrose (PD) media. Pichia sporocuriosa SW085 grew well in vitamin-free medium and Holtermanniella takashimae SW048, which was a halotolerant wild yeast, grew well YPD medium containing 5 % NaCl. Twenty-six strains representing eight species of wild yeast were isolated from 22 water and soil samples under the Haetmuri bridge of Sejong city, Korea. Candida pseudolambica (12 strains) and Aureobasidium pullulans (11 strains) were the predominant isolates from samples near the Haetmuri bridge. Occultifur kilbournensis HB060 (NNIBRFG9317), Sampaiozyma vanillica HB014 (NNIBRFG9332), Xenoramularia neerlandica HB039 (NNIBRFG9335), Candida norvegica HB315 (NNIBRFG9306), C. melibiosica HB316 (NNIBRFG9305), C. quercuum GB014 (NNIBRFG9307), and C. succiphila GB015 (NNIBRFG9308) represented novel yeast strains recorded in Korea for the first time. O. kilbournensis HB060 and X. neerlandica HB039 did not form ascospores or pseudo-mycelia. All of these previously unrecorded yeasts, except S. vanillica HB014 and X. neerlandica HB039, grew well in vitaminfree medium, and C. norvegica HB315 and C. succiphila GB015, which were halotolerant wild yeasts, which grew well in YPD medium containing 5 % NaCl.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Wild yeast species isolated from water and soil samples under the Bulti bridge in Sejong city, Korea
그림 Fig. 1. Phylogenetic tree of the unrecorded yeasts isolated from water and soil samples under the Bulti bridge in Sejong city, Korea, based on the nucleotide sequences of large subunit 26S ribosomal DNA D1/D2 region. The tree was generated by the neighbor-joining method, using MEGA7.
표 Table 2. Characteristics of the unrecorded yeasts from water and soil samples under the Bulti bridge in Sejong city, Korea
표 Table 3. Wild yeast species isolated from water and soil samples under the Haetmuri bridge in Sejong city, Korea
표 Table 4. Characteristics of the unrecorded yeasts from water and soil samples under the Haetmuri bridge in Sejong city, Korea
그림 Fig. 2. Phylogenetic tree of the unrecorded yeasts isolated from water and soil samples under the Haetmuri bridge in Sejong city, Korea, based on the nucleotide sequences of large subunit 26S ribosomal DNA D1/D2 region. The tree was generated by the neighbor-joining method, using MEGA7.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 금강의 중류-상류지역 및 그 주변환경에 분포하고 있는 야생 효모들의 종 특성을 알아보기 위하여 세종특별자치시 불티교와 햇무리교를 흐르는 금강의 물과 주변 토양들로부터 야생 효모들을 분리, 동정하였고 이들 중 국내 미기록 효모들을 선별하여 이들의 균학적 특성을 조사하였다.

제안 방법

분리 효모들의 분자유전학적 동정을 위하여 LN1 (5' GCA TAT CAA TAA GCG GAG GAA AAG 3')과 NL4 (5' GGT CCG TGT TTC AAG ACG G 3') 프라이머들을 이용하여 PCR 반응을 수행하여 26S rDNA의 D1/D2의 부위를 증폭한 후 염기서열들을 결정하였다(Cosmogenetch, Daejeon, Korea). 결정된 염기서열들을 NCBI의 BLAST (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov)를 사용하여 데이터베이스에 등록되어 있는 효모들과의 상동성을 비교한 후 분자생물학적 유연관계를 분석하여 동정하였다[10- 12].
분리 효모들의 분자유전학적 동정을 위하여 LN1 (5' GCA TAT CAA TAA GCG GAG GAA AAG 3')과 NL4 (5' GGT CCG TGT TTC AAG ACG G 3') 프라이머들을 이용하여 PCR 반응을 수행하여 26S rDNA의 D1/D2의 부위를 증폭한 후 염기서열들을 결정하였다(Cosmogenetch, Daejeon, Korea).
우리나라 금강의 물과 주변 토양에 분포하는 야생 효모들의 종 다양성을 확립하고자 세종특별자치시 불티교와 햇무리교를 흐르는 금강 중류의 물과 주변 토양에서 야생 효모들을 분리, 동정하였고 이들 중 국내 미기록 효모들을 선별하여 이들의 균학적 특성을 조사하였다. 세종시 불티교 밑의 물과 주변 토양들로부터 32종, 37균주의 야생 효모들을 분리, 동정하였다. 이들 중 Holtermanniella takashimae SW048 (NNIBRFG9314), Cystofilobasidium infirmominiatum SW013 (NNIBRFG9310), Mrakia cryoconiteSW015(NNIBRFG9316), Pichia sporocuriosaSW085(NNIBRFG9326) 와 Cryptococcus aspenensis SW008 (NNIBRFG9309) 5균주들을 국내 미기록 효모 균주들로 최종 선별하였고, 이들은 구형-난형으로 출아에 의해 영양증식을 하였다.
우리나라 금강의 물과 주변 토양에 분포하는 야생 효모들의 종 다양성을 확립하고자 세종특별자치시 불티교와 햇무리교를 흐르는 금강 중류의 물과 주변 토양에서 야생 효모들을 분리, 동정하였고 이들 중 국내 미기록 효모들을 선별하여 이들의 균학적 특성을 조사하였다. 세종시 불티교 밑의 물과 주변 토양들로부터 32종, 37균주의 야생 효모들을 분리, 동정하였다.
위와 같이 분리한 야생 효모들은 국립 생물자원관 DB와 한국 진균관련 학술자료들을 이용하여 국내 미기록효모들을 선별하고 일반 미생물 실험방법 등을 이용하여 이들의 몇 가지 균학적 특성 등을 조사하였다[9, 12].

대상 데이터

세종특별자치시 금남면 도담리 불티교와 세종특별자치시 연기면 세종리 햇무리교로 흐르는 금강 중류의 물과 주변 토양들을 2018년 3월과 5월에 총 65점을 채취하여 멸균 튜브에 넣고, 5 mL의 멸균수를 첨가한 후 2시간 동안 진탕하였다. 이들 현탁액 일부를 스트렙토마이신(100 µg/mL)과 앰피실린(100µg/mL)이 들어 있는 YPD (yeast extract-peptone-dextrose) 한천배지에 도말하고, 30℃ 에서 48시간 배양한 후 형성된 효모 집락들을 분리하였다[12].
세종시 불티교 밑의 물과 주변 토양들로부터 32종, 37균주의 야생 효모들을 분리, 동정하였다. 이들 중 Holtermanniella takashimae SW048 (NNIBRFG9314), Cystofilobasidium infirmominiatum SW013 (NNIBRFG9310), Mrakia cryoconiteSW015(NNIBRFG9316), Pichia sporocuriosaSW085(NNIBRFG9326) 와 Cryptococcus aspenensis SW008 (NNIBRFG9309) 5균주들을 국내 미기록 효모 균주들로 최종 선별하였고, 이들은 구형-난형으로 출아에 의해 영양증식을 하였다. M.

이론/모형

Phylogenetic tree of the unrecorded yeasts isolated from water and soil samples under the Haetmuri bridge in Sejong city, Korea, based on the nucleotide sequences of large subunit 26S ribosomal DNA D1/D2 region. The tree was generated by the neighbor-joining method, using MEGA7.

성능/효과

이들 중 Holtermanniella takashimae SW048 (NNIBRFG9314), Cystofilobasidium infirmominiatum SW013 (NNIBRFG9310), Mrakia cryoconiteSW015(NNIBRFG9316), Pichia sporocuriosaSW085(NNIBRFG9326) 와 Cryptococcus aspenensis SW008 (NNIBRFG9309) 5균주들을 국내 미기록 효모 균주들로 최종 선별하였고, 이들은 구형-난형으로 출아에 의해 영양증식을 하였다. M. cryoconite SW015 외 모두 자낭포자를 형성하였고, P. sporocuriosa SW085 와 C. aspenensis SW008 균주는 20% 포도당을 함유한 YPD 배지에서도 생육하는 내당성 야생 효모들이었다. 또한, 세종시 햇무리교의 물과 주변 토양시료에서 모두 8종 26균주의 야생 효모들을 분리, 동정하였고 이들 야생 효모들 중 Occultifur kilbournensis HB060 (NNIBRFG9317), Sampaiozyma vanillica HB014 (NNIBRFG9332), Xenoramularia neerlandica HB039 (NNIBRFG9335), Candida norvegicaHB315 (NNIBRFG9306), C.
succiphila GB015 (NNIBRFG9308) 7균주 국내 미기록 효모들로 분류되었다. O. kilbournensis HB060와 X. neerlandica HB039는 자낭포자와 의균사를 형성하지 못하였고 C. norvegica HB315는 5 % NaCl를 함유한 YPD 배지에서 생육하는 내염성을 보였다. 본 연구결과는 앞으로 금강의 야생 효모 종 다양성 확립에 귀중한 자료로 활용될 것이다.
금강 중류지역인 공주시에서 상류 쪽으로 약 5 Km 떨어진 세종특별자치시 장군면 도담리 산림박물관입구 불티교(N36.439595, E127.227345) 밑을 흐르는 금강의 물과 주변 토양 43점에서 야생 효모들을 분리, 동정한 결과 Table 1과 같이 모두 종 37균주의 야생 효모들을 동정하였다.
takashimae SW048외 4균주는 YPD배지와 YM, PD 배지에서 잘 생육하였다. 또한, P. sporocuriosa SW085 와 C. aspenensis SW 008 균주는 20 % 포도당을 함유한 YPD 배지에서도 생육하는 내당성 야생 효모들이었고 H. takashimae SW048 균주는 비타민이 없는 YPD 배지에서는 생육하지 못하였으나 5 % NaCl를 함유한 YPD 배지에서 생육이 왕성한 호염성 효모이었다.
aspenensis SW008 균주는 20% 포도당을 함유한 YPD 배지에서도 생육하는 내당성 야생 효모들이었다. 또한, 세종시 햇무리교의 물과 주변 토양시료에서 모두 8종 26균주의 야생 효모들을 분리, 동정하였고 이들 야생 효모들 중 Occultifur kilbournensis HB060 (NNIBRFG9317), Sampaiozyma vanillica HB014 (NNIBRFG9332), Xenoramularia neerlandica HB039 (NNIBRFG9335), Candida norvegicaHB315 (NNIBRFG9306), C. melibiosicaHB316 (NNIBRFG9305), C. quercuum GB014 (NNIBRFG9307)와 C. succiphila GB015 (NNIBRFG9308) 7균주 국내 미기록 효모들로 분류되었다. O.
세종특별자치시 금남면 반곡리 햇무리교(GPS 위치: N; 36.498649, E;127.299875)를 흐르는 금강의 물과 주변 토양 22점에서 야생 효모들을 분리, 동정한 결과 Table 3과 같이 모두 8종 26균주의 야생 효모들을 분리, 동정하였다.
1과 같다. 이들 세포의 형태는 구형-난형으로 출아에 의해 영양증식을 하였고, M. cryoconiteSW015 외 모두 자낭포자를 형성하는 유포자 효모들이었으며 H. takashimae SW048외 4균주는 YPD배지와 YM, PD 배지에서 잘 생육하였다. 또한, P.
이들 중 Candida pseudolambica 12균주와 Aureobasidium pullulans 11 균주가 주로 분리되었고 Candida 속 균과 Cryptococcus 속 균들이 8종중 7종으로 대부분을 차지하였다.
이들 중 Candida tropicalis 2주를 포함하는 Candida속균과 Cryptococcus podzolicus 2주를 포함하는 Cryptococcus속균들이 각각 7주씩 가장 많이 분리, 동정되었고 적은 시료임에도 불구하고 Occultifur kilbournensis HB 060등의 Occultifur 속균들과, Sampaiozyma 속균, Xenoramularia 속균 등 전보[1-7]의 야생화들에서 분리되지 않은 다양한 야생효모들이 분리되었다.
kilbournensis HB060 등5균주들이 비타민을 첨가하지 않은 YPD 배지에서도 생육하였다. 특히 C. succiphila GB015는 20% 포도당을 함유한 YPD 배지에서도 잘 생육하는 내당성 효모이었고 C. norvegica HB315와 C. succiphila GB015는 5% NaCl을 함유한 YPD 배지에서 잘 생육하는 호염성을 보였다.
한편, 위와 같이 금강 중류 세종시 불티교 밑에서 채취한 물과 주변토양에서 분리한 야생효모들 중 Holtermanniella takashimae SW048 (NNIBRFG9314), Cystofilobasidium infirmominiatum SW013 (NNIBRFG9310), MrakiacryoconiteSW015(NNIBRFG9316), PichiasporocuriosaSW085(NNIBRFG9326)와 Cryptococcus aspenensis SW 008 (NNIBRFG9309) 5균주들이 국내 미기록 효모 균주들로 최종 선별하였다.
한편, 위와 같이 금강 중류 세종시 햇무리교 물과 주변토양에서 분리한 야생효모들 중 Occultifur kilbournensis HB060 (NNIBRFG9317), Sampaiozyma vanillica HB014 (NNIBRFG9332), Xenoramularia neerlandica HB039 (NNIBRFG9335), Candida norvegica HB315 (NNIBRFG9306), C. melibiosica HB316 (NNIBRFG9305), C. quercuum GB014 (NNIBRFG9307)와 C. succiphila GB015 (NNIBRFG9308) 7균주들이 국내 미기록 효모 균주들로 최종 선별하였다.

후속연구

norvegica HB315는 5 % NaCl를 함유한 YPD 배지에서 생육하는 내염성을 보였다. 본 연구결과는 앞으로 금강의 야생 효모 종 다양성 확립에 귀중한 자료로 활용될 것이다.
지금까지 금강 중류를 비롯한 전 금강유역에서의 미생물 특히 효모 종 다양성에 대한 연구는 전보[15]의 공주시 주변 금강에서 분리, 동정 후 두 번째 금강 상류 방향으로 시도된 것으로 본 연구에서도 병원성 효모들로 알려진 Cryptococcus 속 균들과 Candida 속 균들이 각각 4종씩 분리되었으나 이들은 비병원성 효모들이었다. 비록 시료 수가 적었지만 이러한 결과들은 아직까지 금강 중류 지역이 비교적 깨끗하게 유지되고 있음을 의미하는 것으로 사료되었고, 앞으로 순차적으로 금강 상류에 대한 야생 효모 종 발굴 연구를 지속적으로 실시하여 금강 야생 효모들의 종 다양성을 확립하고 국내 미기록 효모들을 발굴하며 나아가 환경 보존 상태 등에 대하여도 고찰하여 보고할 계획이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	X. neerlandica는 어떤 작물의 수확량을 떨어뜨리는가?	X. neerlandica는 보리와 딸기 등의 수확량을 떨어뜨리는 식물 병원성 효모로 Ramularia속에서 재분류, 동정[23] 되었고. C.
	C. infirmominiatum는 무엇을 생산하는가?	takashimae는 Wuczkowski등[16]에 의하여 흰목이강 효모로 재분류, 동정되었고 C. infirmominiatum는 저온환경에서 분리된 효모로 pectinase를 생산하는 것으로 보고되었다[17]. M.
	우리나라 금강의 물과 주변 토양에 분포하는 야생 효모들의 종 다양성을 확립하고자 세종특별자치시 불티교와 햇무리교를 흐르는 금강 중류의 물과 주변 토양에서 야생 효모들을 분리, 동정하였고 이들 중 국내 미기록 효모들을 선별하여 이들의 균학적 특성을 조사한 결과는?	우리나라 금강의 물과 주변 토양에 분포하는 야생 효모들의 종 다양성을 확립하고자 세종특별자치시 불티교와 햇무리교를 흐르는 금강 중류의 물과 주변 토양에서 야생 효모들을 분리, 동정하였고 이들 중 국내 미기록 효모들을 선별하여 이들의 균학적 특성을 조사하였다. 세종시 불티교 밑의 물과 주변 토양들로부터 32종, 37균주의 야생 효모들을 분리, 동정하였다. 이들 중 Holtermanniella takashimae SW048 (NNIBRFG9314), Cystofilobasidium infirmominiatum SW013 (NNIBRFG9310), Mrakia cryoconiteSW015(NNIBRFG9316), Pichia sporocuriosaSW085(NNIBRFG9326) 와 Cryptococcus aspenensis SW008 (NNIBRFG9309) 5균주들을 국내 미기록 효모 균주들로 최종 선별하였고, 이들은 구형-난형으로 출아에 의해 영양증식을 하였다. M. cryoconite SW015 외 모두 자낭포자를 형성하였고, P. sporocuriosa SW085 와 C. aspenensis SW008 균주는 20% 포도당을 함유한 YPD 배지에서도 생육하는 내당성 야생 효모들이었다. 또한, 세종시 햇무리교의 물과 주변 토양시료에서 모두 8종 26균주의 야생 효모들을 분리, 동정하였고 이들 야생 효모들 중 Occultifur kilbournensis HB060 (NNIBRFG9317), Sampaiozyma vanillica HB014 (NNIBRFG9332), Xenoramularia neerlandica HB039 (NNIBRFG9335), Candida norvegicaHB315 (NNIBRFG9306), C. melibiosicaHB316 (NNIBRFG9305), C. quercuum GB014 (NNIBRFG9307)와 C. succiphila GB015 (NNIBRFG9308) 7균주 국내 미기록 효모들로 분류되었다. O. kilbournensis HB060와 X. neerlandica HB039는 자낭포자와 의균사를 형성하지 못하였고 C. norvegica HB315는 5 % NaCl를 함유한 YPD 배지에서 생육하는 내염성을 보였다. 본 연구결과는 앞으로 금강의 야생 효모 종 다양성 확립에 귀중한 자료로 활용될 것이다.

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Hubenova Y, Georgiev D, Mitov M. Enhanced phytate dephosphorylation by using Candida melibiosica yeast-based biofuel cell. Biotechnol Lett 2014;36:1993-7.

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Suzuki M, Nakase T. A phylogenetic study of ubiquinone-7 species of the genus Candida based on 18S ribosomal DNA sequence divergence. J Gen Appl Microbiol 2002;48:55-65.

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Stambuk BU, Franden MA, Singh A, Zhang M. D-Xylose transport by Candida succiphila and Kluyveromyces marxianus. Appl Biochem Biotechnol 2003;105:255-63.

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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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