[논문]국내에 서식하는 꽃에서 분리한 야생 효모 분포 및 종 다양성

김정선; 이미란; 김재윤; 허준; 권순우; 윤봉식; 김수진

doi:10.4489/kjm.20200045

국내에 서식하는 꽃에서 분리한 야생 효모 분포 및 종 다양성
Distribution and Species Diversity of Wild Yeasts Isolated from Flowers in Korea 원문보기

한국균학회지 = The Korean journal of mycology, v.48 no.4, 2020년, pp.475 - 484

김정선 (국립농업과학원 농업미생물과) , 이미란 (국립농업과학원 농업미생물과) , 김재윤 (국립농업과학원 농업미생물과) , 허준 (국립농업과학원 농업미생물과) , 권순우 (국립농업과학원 농업미생물과) , 윤봉식 (전북대학교 환경생명자원대학 생명공학부) , 김수진 (국립농업과학원 농업미생물과)

초록
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국내에 서식하는 꽃에서 다양한 토착 효모를 분리 및 확보하고 효모의 분포 특성과 종 다양성에 관해 연구하였다. 국내 25지역에서 꽃 9종 77개체를 채집한 후 효모를 순수분리하였다. 효모 502균주의 large-subunit (LSU) rDNA 염기서열을 분석 및 상동성 비교로 각 효모의 종을 동정하였다. 분리된 효모는 총 50종으로 동정 되었고, 모든 꽃 시료로부터 Aureobasidium pullulans, A. leucospermi, Filobasidium magnum이 분리되었다. 꽃에 우점한 효모 3종을 제외하고, 효모 균주 수가 적게 분리된 종은 지역과 분리원에 따른 유의성을 확인할 수는 없었다. 본 연구를 통해 꽃으로부터 확보한 국내 토착 효모 50종은 산업적 활용을 위한 자원으로써 역할을 기대할 수 있고, 추후 효모와 기주 간의 상호작용이나 효모다양성 연구의 기초자료로써 활용될 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

Various indigenous yeasts were isolated and obtained from flowers in the Republic of Korea, and their distribution and species diversity were studied. Seventy-seven flowers were collected from 25 areas in Korea, and 502 yeast strains were isolated from these flowers. A total of 50 species were identified by comparing large subunit rDNA gene sequence homology with the type strains of yeasts. The analysis of yeast distribution showed that the dominant yeast species were Aureobasidium pullulans, A. leucospermi, and Filobasidium magnum in each region and flower samples. Except for the above three yeast species, no species of yeasts showed any meaningful distribution among the habitat regions and sources. In conclusion, 50 species of indigenous yeasts were obtained from flowers that can be used as industrial resources, and the data could be used for further research on yeast diversity and interactions between yeast and its host.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. List of fower samples from 25 regions of Korea during the year of 2018-2019.
표 Table 2. Flower-living yeasts isolated from 25 regions of Korea during the year of 2018-2019. (to be continued)
표 Table 2. Flower-living yeasts isolated from 25 regions of Korea during the year of 2018-2019.
그림 Fig. 1. Distribution and classifcation of yeasts isolated from fowers in Korea during the year of 2018-2019. (A) Classifcation of yeasts at family-level (B) Classifcation of yeasts at species-level; In (B), only the top 10 species of yeasts were shown.
그림 Fig. 2. The relationship between regions of collected samples and yeast species from flowers in Korea. (A) Distribution of yeasts species by sampling sites in Korea. The number of collected flowers are shown in pie graph. (BT) he number of yeasts species and strains isolated by region . G.g., Gyeonggi-do; C.b., Chungcheongbuk-do; C.n., Chungcheongnam-do; J.b., Jeollabuk-do; J.n., Jeollanam-do; G.b., Gyeongsangbuk-do; G.n., Gyeongsangnam-do; J.j., Jeju-si.
그림 Fig. 3. Distribution of yeasts isolated from various flowers collected in Korea. (A) Classification of yeasts at family-level. (B) Classification of yeasts at species-level. Scientific names of flowers: F.k., Forsythia koreana; P.m.S, Prunus mume S. et Z.; P.m.a., Prunus mume for. alphandii; P.c., Passiflora caerulea L; P.s., Prunus serrulata var. spontanea; R.p., Robinia pseudoacacia; R.m., Rhododendron mucronulatum; C.o., Cornus officinalis; M.k., Magnolia kobus.

AI 본문요약
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문제 정의

국내에 서식하는 꽃에서 다양한 토착 효모를 분리및확보하고효모의분포특성과종다양성에 관해 연구하였다. 국내 25 지역에서 꽃 9종 77개체를 채집한 후 효모를 순수분리하였다.
magnum 효모 3종이 우점하는 것을 확인하였고, 다양한 효모 종의 지역별 및 분리 원별 차이를 살펴봄으로써 효모와 기주 간의 상호작용이나 효모 다양성 연구에 기초 자료로 구축하였다. 또한 국내 토착 효모 50종을 확보 함으로써 효모의 산업적 응용 분야를 위한 귀중한자원으로활용하고자한다.
본 연구는 국내에 분포하는 꽃을 분리 원으로 하여 지역별, 분리 원별 효모의 다양성과 분포 특성에 관한 기초 자료를 확보하고, 국내에서 서식하고 있는 다양한 토착 효모 종을 수집하고자 하였다.
본 연구에서는 국내에 서식하는 꽃에 A. pullulans, A. leucospermi, F. magnum 효모 3종이 우점하는 것을 확인하였고, 다양한 효모 종의 지역별 및 분리 원별 차이를 살펴봄으로써 효모와 기주 간의 상호작용이나 효모 다양성 연구에 기초 자료로 구축하였다. 또한 국내 토착 효모 50종을 확보 함으로써 효모의 산업적 응용 분야를 위한 귀중한자원으로활용하고자한다.

제안 방법

국내 25개 시·군(경기 1, 충북 2, 충남 8, 전북 5, 전남 4, 경북 3, 경남 1, 제주 1)에서 2018년부터 2년간 꽃 9종(n=77)을 채집하여 효모 502 균주를 분리하였다. 분리된 효모의 LSU rDNA gene D1/D2 영역 염기서열을 분석하여 기존에 알려진 효모 표준 균주 염기서열과 상동성을 비교하여 동정하였다. 그 결과 자낭균으로는 363 균주(strain)가 3목(order), 9과(family), 26종(species)으로, 담자균으 로는 139균주가 5목, 8과, 24종으로 동정 되었다(Table 1, 2).
효모 염기서열 분석 및 분자 계통학적 분석

분리된 효모의 large-subunit (LSU) rDNA gene의 D1/D2 영역 염기서열은 ㈜마크로젠(Macrogen, Seoul, Korea)의 염기서열 분석 의뢰를 통해 확보하였다. 프라이머는 NL1 (5�-GCATATCAATAAG CGGAGGAAAAG-3'), NL4 (5�-GGTCCGTGTTTCAAGACGG-3′)을사용하여양방향분석하였다
채취된 꽃은 멸균된 0.85% sodium chloride buffer에 희석하여 항생제(chloramphenicol 17 mg/L과 propionic acid 1.25 g/L)가 첨가된 5종 배지; MEA (malt extract agar), DG18 (dichloran-glycerol agar), DRBC (dichloran rose bengal chloramphenicol agar), YMA(yeast malt extract agar), GPYA(glucosepeptone-yeast extract agar)에 각각 희석평판하고 3차 계대배양을 실시하여 효모 균주를 순수분리하였다.
분석은 maximum likelihood statistical method (ML) 과 bootstrap method (n=1,000)을 설정값으로 수행하였다. 표준 균주 염기서열은 NCBI blast (https://blast.ncbi.nlm.nihg.gov/Blast.cgi)의 데이터베이스를 참고하였고, 상 동성 비교는 DNAMAN 7.0 (Lynnon Co., Quebec, Canada) software로 수행하였다.
분리된 효모의 large-subunit (LSU) rDNA gene의 D1/D2 영역 염기서열은 ㈜마크로젠(Macrogen, Seoul, Korea)의 염기서열 분석 의뢰를 통해 확보하였다. 프라이머는 NL1 (5�-GCATATCAATAAG CGGAGGAAAAG-3'), NL4 (5�-GGTCCGTGTTTCAAGACGG-3′)을사용하여양방향분석하였다
국내 25 지역에서 꽃 9종 77개체를 채집한 후 효모를 순수분리하였다. 효모 502 균주의 large-subunit (LSU) rDNA 염기서열을분석및상동성비교로각효모의종을동정하였다. 분리된 효모는 총 50종으로 동정 되었고, 모든 꽃 시료로부터Aureobasidium pullulans, A.

대상 데이터

2018년에서 2019년까지 경기도 수원, 충청북도 청주, 진천, 충청남도 아산, 보령, 부여, 당진, 공주, 논산, 서천, 서산, 전라북도 김제, 군산, 익산, 전주, 완주, 전라남도 구례, 광양, 순천, 여수, 경상북도 울진, 의성, 영덕, 경상남도 하동, 제주도, 25 지역에서 꽃 9종(n=77)을 채취하였다. 9종의 꽃은 개나리(Forsythia koreana) 17개체, 매화(Prunus mume S.
Table 2. Flower-living yeasts isolated from 25 regions of Korea during the year of 2018-2019. (to be continued)
국내에 서식하는 꽃에서 다양한 토착 효모를 분리및확보하고효모의분포특성과종다양성에 관해 연구하였다. 국내 25 지역에서 꽃 9종 77개체를 채집한 후 효모를 순수분리하였다. 효모 502 균주의 large-subunit (LSU) rDNA 염기서열을분석및상동성비교로각효모의종을동정하였다.
국내 25개 시·군(경기 1, 충북 2, 충남 8, 전북 5, 전남 4, 경북 3, 경남 1, 제주 1)에서 2018년부터 2년간 꽃 9종(n=77)을 채집하여 효모 502 균주를 분리하였다. 분리된 효모의 LSU rDNA gene D1/D2 영역 염기서열을 분석하여 기존에 알려진 효모 표준 균주 염기서열과 상동성을 비교하여 동정하였다.

이론/모형

0 software를 사용하였다[11]. 분석은 maximum likelihood statistical method (ML) 과 bootstrap method (n=1,000)을 설정값으로 수행하였다. 표준 균주 염기서열은 NCBI blast (https://blast.

성능/효과

꽃 종류에 따른 효모 종(species)의 분포를 살펴보면, 분리 원으로 사용된 모든 꽃에서 효모가 분리되었고 꽃 1종에서 효모는 최대 6종까지 분리할 수 있었다. 17 시료로 가장 많이 채집된 개나리 (Forsythia koreana)로 부 터 25종의 효모를 분리할 수 있었고, 지역적 분포에서 나타난 결과와 같이 모든 시료에서 A. pullulans, A. leucospermi, F. magnum 가 분리되었고 채집된 시료가 다양할수록다 양한 효모를 확보할 수 있었다(Fig. 3). 주요한 3종 효모를 제외하고는 분리 원에 따라 효모 종은 각 기 다른 분포를 보였고, 대부분의 경우 꽃에 따른 효모 종 분포 유의성은 확인할 수 없었고 추후 연구를 통해 더 많은 샘플링과 더 많은 지역에서의 연구가 필요한 것으로 사료된다.
2018년에서 2019년까지 경기도 수원, 충청북도 청주, 진천, 충청남도 아산, 보령, 부여, 당진, 공주, 논산, 서천, 서산, 전라북도 김제, 군산, 익산, 전주, 완주, 전라남도 구례, 광양, 순천, 여수, 경상북도 울진, 의성, 영덕, 경상남도 하동, 제주도, 25 지역에서 꽃 9종(n=77)을 채취하였다. 9종의 꽃은 개나리(Forsythia koreana) 17개체, 매화(Prunus mume S. et Z.) 14개체, 홍매화(Prunus mume for. alphandii) 3개체, 황매화(Passiflora caerulea L.) 2개체, 벚꽃(Prunus serrulata var. spontanea) 8개체, 아 카시아(Robinia pseudoacacia) 9개체, 진달래(Rhododendron mucronulatum) 7개체, 산수유(Cornus officinalis) 7개체, 목련(Magnolia kobus) 8개체가 각각의 지역에서 채집되었다(Table 1).
분리된 효모의 LSU rDNA gene D1/D2 영역 염기서열을 분석하여 기존에 알려진 효모 표준 균주 염기서열과 상동성을 비교하여 동정하였다. 그 결과 자낭균으로는 363 균주(strain)가 3목(order), 9과(family), 26종(species)으로, 담자균으 로는 139균주가 5목, 8과, 24종으로 동정 되었다(Table 1, 2).
채집 지역에 따라 효모의 분포 특성을 살펴보면, 꽃이 많이 채집된 지역인 충청남도와 전라남도 지역에서 각각 24종 139 균주와 24종 167 균주가 분리되었다. 모든 지역에서 A. pullulans와 A. leucospermi가 분리되었으며, F. magnume 꽃이 적게 채집된 경기도와 제주도를 제외하고 모든 지역에서 분리되었다. 효모 3종 A.
효모 502 균주의 large-subunit (LSU) rDNA 염기서열을분석및상동성비교로각효모의종을동정하였다. 분리된 효모는 총 50종으로 동정 되었고, 모든 꽃 시료로부터Aureobasidium pullulans, A. leucospermi, Filobasidium magnum이분리되었다. 꽃에 우점한 효모 3종을 제외하고, 효모 균주 수가 적게 분리된 종은 지역과 분리 원에 따른 유의성을 확인할 수는없었다.
총 502 균주의 효모 중에서 자낭균 Saccotheciaceae family에 속하는 Aureobasidium pullulans (173균주)과 A. leucospermi (86 균주)가 가장 많이 분리되었고, 담자균 Filobasidiaceae family의 Filobasidium magnum (36균주)이 다음 순위로 분리되었다(Fig. 1). 가장 발생 빈도가 높은 A.

후속연구

꽃에 우점한 효모 3종을 제외하고, 효모 균주 수가 적게 분리된 종은 지역과 분리 원에 따른 유의성을 확인할 수는없었다. 본연구를 통해 꽃으로부터 확보 한국 내 토착 효모 50종은 산업적 활용을 위한 자원으로써 역할을 기대할 수 있고, 추후 효모와 기주 간의 상호작용이나 효모다 양성연구의 기초자료로써 활용될수있을것이다.
pullulans가 분포한다고 보고한 바 있다[5,8]. 이는 본 연구에서 보여준 효모 종의 분포와 일부 차이를 보였기 때문에 국내외 효모의 지역적 분포 차이로 해석할 수도 있으나, 꽃의 표면에 많이 분포하는 Aureobasidium 속이 많이 분리되었는가 또는 적게 분리되었는가의 차이는 분리원 으로 꽃의 어느 부위(꽃잎, 꽃받침, 꽃잎 표면 또는 내부, 화분, 꿀 등)를 사용하는가에 또는 어떤 분리 방법을 사용했는가 등의 방법적 차이에 의한것도함께고려하여판단해야할것이다.
3). 주요한 3종 효모를 제외하고는 분리 원에 따라 효모 종은 각 기 다른 분포를 보였고, 대부분의 경우 꽃에 따른 효모 종 분포 유의성은 확인할 수 없었고 추후 연구를 통해 더 많은 샘플링과 더 많은 지역에서의 연구가 필요한 것으로 사료된다. 하지만 세계 여러 지역에서의 꽃과 효모의 광범위적 지역 분포 특성과 같은 많은 데이터베이스가 요구되는 연구를 위한 기초자료로써 활용될 수 있을 것으로기대한다[5].
주요한 3종 효모를 제외하고는 분리 원에 따라 효모 종은 각 기 다른 분포를 보였고, 대부분의 경우 꽃에 따른 효모 종 분포 유의성은 확인할 수 없었고 추후 연구를 통해 더 많은 샘플링과 더 많은 지역에서의 연구가 필요한 것으로 사료된다. 하지만 세계 여러 지역에서의 꽃과 효모의 광범위적 지역 분포 특성과 같은 많은 데이터베이스가 요구되는 연구를 위한 기초자료로써 활용될 수 있을 것으로기대한다[5].

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표제어: PCR

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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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