태안반도에 자생하는 해안식물인 해국(Aster sphathulifolius Maxim.), 갯개미취(Aster tripolium L.), 갈대(Phragmites australis), 갯꾸러미풀(Puccinellia nipponica Ohwi) 의 뿌리로부터 총 42주의 내생진균이 분리되었다. 그리고 분리된 내생진균의 ITS지역의 염기서열을 이용하여 동정한 결과 모두 자낭균문에 속하며, 8종류의 목(Botryosphaeriales, Capnodiales, Diaporthales, Dothideales, Eurotiales, Helotiales, Hypocreales, and Pleosporales)과 13종류의 속(Alternaria, Aureobasidium, Cadophora, Cladosporium, Davidiella, Diaporthe, Fusarium, Gibberella, Macrophomina, Metarhizium, Neosartorya, Penicillium, and Phoma)으로 분류되었으며, Eurotiales목의 Penicillium속의 분포비율이 가장 높게 존재하였다. Shannon 다양성지수를 비교한 결과 4종의 해안식물 중 갯개미취에서 분리한 내생진균의 다양성이 가장 높게 확인되었다.
새로운 항진균성물질을 분리할 목적으로 지의류은행에서 107종의 지의류 내생 곰팡이를 분양받아 이들의 항진균성 활성을 조사하였다. Candida albicans를 이용한 항진균 활성검사에서 2종류의 지의류 내생 곰팡이 EL123과 EL156을 최종적으로 선별하였다. 이들은 MYA 배지와 EMM 배지에서 공통적으로 높은 곰팡이 성장저해능을 보였다. 지의류 내생 곰팡이의 5.8S rRNA를 포함하고 있는 internal transcribed spacer 부분을 PCR 증폭 후 nucleotide sequence 분석 및 NCBI Blast 분석 결과 EL123 (JF714250)은 Thielavia microspora와 염기서열이 95%의 유사도를 보였고, EL156 (JF714251)은 Cryptosporiopsis diversispora와 99%의 유사도를 보였으며, 2종 모두 자낭균류(ascomycetes)에 속하였다. 형태적 특성으로는 EL123은 가지 친 형태의 균사가 관찰되었고, EL156은 직선형의 균사가 관찰되었으며, EL156이 EL123보다 액체배양 중에 많은 양의 항진균성 물질을 생성하였다.
대표적인 담수습지인 경상남도 창원시 주남저수지와 동판저수지에서 우점하는 수생식물종인 자라풀 및 생이가래를 채집하였다. 주남저수지의 자생식물 뿌리에서 19균주와 동판저수지의 자생식물 뿌리에서 9균주를 순수분리 하였다. 이들 내생균류들의 internal transcribed spacer (ITS) 영역 염기서열을 분석하여 계통수를 작성한 결과 분리된 28균주는 주남저수지의 경우 11속, 동판저수지의 경우 5속에 속하는 것으로 확인되었으며, 두 습지에서 모두 13속의 내생균류가 분리되었다. 이들 중 담수습지별로 공통적으로 분리된 균주는 Fusarium, Phoma 및Talaromyces속으로 확인되었다. 담수습지 및 식물종별 내생균류의 다양성을 분석하였을 때 각각 상이한 지수를 보였으며, 그들 중 환경생태학적으로 중요한 위치를 차지하는 생이가래가 높은 지수를 나타내었다.
접합내생균근 균(AMF)이 있는 토양을 이용하여 여러 종류의 비료를 주면서 식물을 재배하여, AMF포자 증식에 대하여 관찰하였다. 식물뿌리에서 AM화된 뿌리는 여러가지 형태가 현미경 관찰을 통하여 확인되었으며, 정상적인 Vesicles, Arbuscles 및 sporulation 과정도 관찰되었으며, 꽃송이와 같은 특수한 형태도 관찰되었다. 포자증식에 있어서의 80일간의 관찰과 뿌리염색을 통한 뿌리감염도의 관찰결과, 40일 주기로 포자의 생산에 증감이 주기적으로 일어나는 것을 관찰하였다. 비료를 첨가한 토양에서 수수, 파, 고추 및 차풀의 순으로 포자 증식에 좋은식물로 나타났으며, 그 포자 증식이 조건에 따라 다양하게 나타났다. 비료의 첨가에서는 인산이 없는 비료에서 포자증식이 크게 일어났으며, 21-17-17 비료에서는 포자증식 적었다. 식물별로 본다면, 수수, 고추, 파등의 순으로 포자증식이 많이 되었다.
내생균근 균이 포함된 토양을 이용하여 4종류의 식물인 수수, 돌콩, 차풀 및 참깨를 재배하여, arbucular mycorrhizae의 감염도 및 포자 증식을 조사 하였다. 감염율의 변화는 계속하여 50일까지 증가하고 있는 반면에 포자생성은 30일 이후에 증가율이 감소하는 것이 관찰되었다. 이로써, AM 감염도는 포자생성과 상관관계를 갖지 않은 것으로 나타났다. 또한, 다양한 지역의 토양을 포트배양하여 포자의 증식을 조사하였으며, 다음과 같은 결과를 얻었다. 다양한 토양을 이용하여 포트배양한 결과 많은 양의 새로운 포자를 얻을 수 있었으며, 82개 토양 중 43개 토양에서 포자의 증식이 관찰되었으며 4속 15종의 포자가 동정되었다. 포트배양한 토양의 pH를 조사한 결과 pH에 따라 포자의 생성이 일정한 경향을 보였으며, 대체로 낮은 pH에서 많은 포자 증식을 관찰하였다.
식물 내생균 Bacillus sp. CY22는 식물병원균 Rhizoctonia solani, Fusarium oxysporum 및 Phythium ultimum에 대해 강한 항균력을 나타내었다. 일반적으로 많은 Bacillus속 균주들은 iturin, fengycin, mycosubtulin과 같은 항균 물질을 분비한다. 본 연구에서는 식물내생균 Bacillus sp. CY22의 배양액으로부터 항균물질을 분리, 정제하였으며 MALDI-TOF mass로 분자량을 확인하였다. MALDI-TOF mass spectrum분석 결과 분리된 항균물질은 Bacillus 속 균주가 생성하는 항균물질로서 잘 알려져 있는 iturin의 분자량과 거의 일치하였으며, m/z 1043.4, 1057.4, 1071.4에서 molecular ion peak를 나타내었다. 이들은 각각 m/z 14차이를 가진 iturin의 isoform으로 추정되며 이 것은 iturin을 구성하고 있는 지방산의 탄소수 차이로 생각되며 m/z 1065.4, 1079.4 peak는 sodium adduct로서 추정된다. 또한 항균물질 iturin을 생성하는데 관여하는 transacylase 유전자를 크로닝하여 ita22 유전자로 명명하고, 그 특성으로 ita22 유전자는 400 개의 아미노산을 인지하는 1,200 bp의 open reading frame (ORF)을 가지며, 아미노산의 상동성을 조사한 결과 Bacillus subtilis 168의 FenF (BAB69697)와 가장 유사하였다.
부안갯벌에서 채집된 염생식물 칠면초와 해홍나물의 뿌리로부터 84종의 내생진균을 분리 및 동정하였다. 염생식물 샘플은 칠면초와 해홍나물이 부안갯벌로부터 분리되었다. 모든 내생진균류들은 ITS1, 5.8s와 ITS2를 포함하는 ITS영역의 서열에 의해 분석되었다. 내생진균류들은 Pleosporales (45%), Eurotiales (27%), Incertae sedis (11%), Dothideales (6%), Capnodiales (5%), Hypocreales (5%), 및 Agaricales (1%)에 해당하는 것을 확인하였다. 내생진균류는 자낭균문과 담자균문의 Alternaria속, Ascomycota속, Aspergillus속, Aureobasidium속, Cladosporium속, Eupenicillium속, Fusarium속, Gibberella속, Hocrea속, Lewia속, Macrophoma속, Penicillium속, Peyronellaea속, Phoma속, Pleospora속, Pleosporales속, Pseudeurotium속, Schizophyllum속, 그리고 Talaromyces속이 포함되는 것을 확인하였다. 그리고 alternaria (21%)와 Penicillium (13%)이 우점종인 것을 확인하였다. 본 연구에서는 칠면초와 해홍나물로부터 내생진균을 분리한 결과 Pleosporales 목과 Eurotiales 목의 Alternaria (21%)와 Penicillium (13%)이 가장 많이 분포하는 것으로 나타났다.
월동 녹비작물 재배가 시설 토양과 무경운 유기재배 고추의 균근균 포자밀도 및 감염에 미치는 영향을 구명하고자 시험을 수행한 결과 월동 녹비작물 재배 토양의 기주작물별 균근균 활성 포자수는 대조구 보다 높은 경향을 보였다. 그리고 기주 작물별 균근균 활성 포자의 밀도는 보리와 완두콩이 호밀, 헤어리베치, 쇠별꽃 보다 높은 경향이었다. 녹비작물 재배 토양에 고추를 무경운 정식하여 재배한 토양의 AMF 포자 밀도는 대조구와 녹비작물 종류 간에 유의적인 차이가 인정되지 않았다. 그리고 녹비작물 재배 토양의 AMF 밀도보다 후 작물로 고추를 재배한 토양의 AMF밀도는 감소되었으나, AMF 밀도의 균일도는 증가되었다. 한편 보리 녹비작물을 예취하여 제거한 토양의 AMF포자 밀도는 제거하지 않은 토양에 비하여 현저한 증가를 보였다. 녹비작물 재배 토양 균근균의 기주작물별 포자 형태와 크기는 유의적인 차이가 없었으며, 녹비작물 재배 후작물로 고추를 재배한 토양에서 분리된 AMF포자 형태와 크기도 동일하였다. 녹비 작물별로 뿌리의 내생 균근균 감염율이 쇠별꽃, 호밀과 헤어리베치는 낮은 경향이었으나, 보리 녹비의 감염율은 유의성 있게 높았다. 고추 뿌리 내의 AMF 감염율은 녹비작물의 종류에 크게 영향을 받지 않았으나, 보리 녹비를 예취하여 제거한 처리의 감염율은 보리 녹비작물을 전량 토양에 투입한 처리 보다 높았다. 녹비작물 뿌리와 고추 뿌리의 내생 균근균의 주요 감염구조는 뿌리의 내부균사(Internal hyphae)로 균사간의 Network가 매우 발달되었다. 그리고 녹비작물과 고추 뿌리에서 Arbuscule이 형성되었으며, 근권 토양의 AMF포자밀도와 고추 뿌리 감염율의 상관관계도 파악할 수 없었다.
우리나라 9개 지역의 81개 토양을 채취하였다. 채취된 각각의 토양은 Arbuscular균근 균의 증식을 위한 포트배양의 접종원으로 사용되었고 5속 22종의 AM균이 배양되었다. 이들 중에서 2속 5종은 한국미기록종으로 기재되었다 ; A. morrowiae, A. rugosa, A. longula, Gl. fecundinatum, Gl. formosarum. 또한 Glomu속의 3종은 동정되지 못하였으며, 잘 못 기재된 Glomus clarum을 재기재하였다.
수생식물 샘플은 낙동강과 금호강이 만나는 달성습지에서 자라풀을 채집하였다. 자라풀의 뿌리에서 내생균류를 분리하고 형태가 다른 균주를 관찰하여 최종적으로 16개 균주를 선발하였다. 내생균류의 배양여과액은 식물생장촉진활성 검정을 위하여 난장이벼에 처리하여 스크리닝하였으며, HD1008 균주가 식물생장촉진활성이 가장 높은 것으로 확인되었다. HD1008 균주의 배양여과액을 HPLC와 GC/MS-SIM을 이용하여 분석하였고, HD1008 균주가 식물호르몬인 지베렐린 $GA_1$ (1.2 ng/100 mL)과 $GA_4$ (5 ng/100 mL) 를 생산하는 것을 정량분석을 통하여 확인하였다. 또한, HD1008균주의 beta-tubulin 유전자 염기서열을 이용하여 동정에 이용하였으며, 분자적인 방법과 형태적인 방법으로 관찰하였을 때, 지베렐린을 생산하는 새로운 P. trzebinskii로 동정되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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