Enhancement of the germination efficiency of Gastrodia elata seeds using a new Mycena species

This study investigated the in vitro symbiotic seed germination of the achlorophyllous orchid, Gastrodia elata, using a new Mycena species. A leaf-disc ($2{\times}2cm$) of Quercus accutissima was inoculated with either of the two fungal species, NIFOS101 (NCBI accession number KY449288) or KFRI1212 (HQ662845), following which it was placed on water agar medium, prior to sowing seeds of G. elata. After 20 days of symbiotic culture, NIFOS101 and KFRI1212 germinated 94% and 70% of G. elata seeds, respectively, although the initiation of protocorm development was induced much earlier by KFRI 1212 than by NIFOS101. Furthermore, the NIFOS101 mycelia grew much faster than KFRI 1212 at all temperatures tested. A phylogenetic analysis using the internal transcribed spacer (ITS) sequences showed that NIFOS101 belonged to a clade with M. purpureofusca, which completely differed from the clade with KFRI1212. This study not only identified a new fungal species, NIFOS101, which improved the rate of symbiotic seed germination up to 94% as compared to KFRI1212 (70%), but also revealed that G. elata required a broad taxonomic range of fungi for its symbiotic germination.

신규 애주름버섯 NIFOS101을 이용한 천마 종자의 발아효율 증진

천마는 광합성 기능이 퇴화된 난과식물로 독립적인 생육이 불가능하다. 생장 단계에 따라 애주름버섯균(Mycena)과 뽕나무버섯균(Amillaria mellea)을 이용하여 유성증식법으로 생산한다. 본 연구에서는 신규 발아균주인 NIFOS101과 기존의 KFRI1212를 이용하여 천마종자의 발아효율과 원구경의 생장을 비교하였다. 두 균주를 낙엽미강배지에 접종한 후 천마 종자가 파종된 WA배지에 옮겨 배양하였다. 그 결과 NIFOS101과 KFRI1212를 이용한 발아율은 각각 94%와 70%이었으며, NIFOS101을 이용할 경우 KFRI1212에 비하여 원구경의 발달이 빠른 것으로 확인되었다. 또한 배양온도에 따른 균사의 생장력을 비교한 결과 NIFOS101이 KFRI1212 보다 균사의 생장이 빠른 것을 확인하였다. ITS 영역의 염기서열을 비교한 결과 애주름버섯속에서 NIFOS101은 붉은둘레애주름버섯과 유연관계가 높은 반면에 KFRI1212와는 유연관계가 낮은 것으로 나타났다. 본 연구에서는 천마의 신규 발아균으로 NIFOS101을 동정하고 천마의 기내 발아율 증진과 원구경의 생장 증진을 확인함으로서 향후 천마의 생산성을 높이는데 도움이 될 것으로 판단된다.