목이의 국내 재배생산 기반을 마련하기 위해 국내외의 수집균주들의 재배적 특성을 조사하여 우량 균주를 선발하고, 선발된 계통에 대한 생리적 특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 수집계통별 자실체 형태에서 갈색계통 9계통, 흑색계통 5계통, 백색계통 1계통, 털목이 1계통, 기타 2계통으로 크게 5그룹으로 분류되었다. 수량이 가장 우수한 계통은 43007균주로 98.3 g/bag이었고, 43009, 43016, 43025와 44035계통도 60 g/bag 이상이었다. 이 중에서 재배기간이 짧고 수량이 우수한 계통으로 흑색 계통 43009, 백색계통 43009, 털목이 계통 43035를 재배시험을 위한 우량균주로 선발하였다. 선발계통에 대한 균사생장을 위한 적합배지로는 43007균주는 MCM배지, 43009와 43035균주는 GPYM 배지로 나타났다. 배양온도는 43007와 43035균주가 $30^{\circ}C$, 43009균주가 $25{\sim}^{\circ}C$에서 균사생장이 우수하였다. 선발균주 별 탄소원은 43007균주는 maltose, glucsoe, fructose, 43009균주는 fructose, 43035균주는 glucose로, 균주별로 차이가 있었으며, 질소원은 선발계통 모두 peptone을 이용 시 균사생장이 우수하였다. 선발계통별 C/N율은 43007 균주는 10에서, 43009균주는 10~20에서, 43035균주는 20에서 균사생장이 빠른 것으로 나타났다.
팽이버섯균주의 분열자의 생성원인을 구명하기 위하여 균사생장시의 배지종류, 배양온도, 배양기간, pH, 및 $CO_2$ 농도별로 균사생장정도와 분열자 생성수를 조사하여 본 결과, 저온시 균사의 분화가 제대로 일어나지 않아 균사가 완전히 생장하지 못했던 경우를 제외하고는 균사생장이 불량한 조건에서 분열자의 생성은 많았으며, 최적조건에서는 분열자의 생성량이 적었다. 이핵균주로부터 유래된 분열자를 발아시켜 얻은 단핵균주의 교배형은 모두 한 가지의 교배형의 핵을 가졌으며, 모균주에 미치는 영향을 조사하기 위하여 19개의 분열자균주를 모균주와 Di-Mon교배를 실시한 결과 모균주에 비해 교배균주의 70%는 공시균주에 비하여 균사생장이 늦고 수량이 적었으며 Di-Mon 교배균주 중 한 균주는 동위효소 pattern에서도 차이를 나타내었다.
본 연구의 결과는 다음과 같다. 국내외에서 수집된 아위버섯 4균주(F-1, F-2, F-3, F-4)를 공시하여 우량 균주를 선발한 결과 균사생장이 빠르고 균사밀도가 좋은 F-2 균주를 선발하였다. 선발된 아위버섯균은 MYPA배지에서 균사생장이 가장 좋았으며, 균사생장 최적 온도는 $25{\sim}30^{\circ}C$이며 $30^{\circ}C$에서 가장 빨리 자랐다. 그리고 균사배양 최적 산도는 pH 5.0~6.0 이었다. 아위버섯균의 균사생장을 위한 최적배지조성은 탄소원에서는 다당류인 soluble starch이고 그 다음으로는 maltose였으며, 최적 탄소원인 soluble starch의 적정농도는 1%(w/w)였다. 질소원에서는 yeast extract 0.25%(w/w), malt extract 0.25%(w/w)를 혼합하였을 때 가장 빠른 생장속도를 보여주었으며, malt extract 만을 첨가하였을 때는 균사생장이 극히 부진하였다. 아위버섯균의 현미경 관찰 결과 일부 세포벽의 박벽화와 침식 현상이 관찰되었지만, 이 같은 현상이 광범위하게 관찰되지 않았다는 점에서 아위버섯균에 의한 리기다소나무재의 분해는 매우 미미한 것으로 사료된다. 아위버섯균에 의해 분해된 리기다소나무재의 편광현미경 관찰 결과 일부 세포의 S3에서 복굴절성이 감소하는 것으로 나타나 아위버섯균이 부분적으로 셀룰로스를 분해하고 있음이 관찰되었다. 그러나 이 같은 복굴절성이 소멸되는 가도관은 많지 않아 아위버섯균에 의한 리기다소나무재의 셀룰로스의 분해 역시 크지 않았음을 보여주고 있다. 아위버섯균의 졸참나무재의 분해결과 리기다소나무재에 비하여 방사조직과 축방향유세포에서 분해가 상당히 이루어졌고, 목섬유에서도 부분적으로 침식과 박벽화가 상당히 진행되었음을 알 수 있었다. Bavendam Test결과 아위버섯균은 탄닌산을 분해하여 갈색의 대사물질을 형성하여 전형적인 백색부후균의 부후형태를 나타내었다.
국내에서 분리한 신규 P linteus KACC93057P의 자실체의 형태적 특성을 육안적 으로 관찰한 결과 대가없이 기주부착형으로 자실체표면은 단단한 목질형태 (hardy woody) 로 동심원으로 윤층대 (zonate)와 홈을 형성하고 담갈색을 띠고 있었다. 자실체 뒷면 테두리는 진황색, 내부는 담황갈색을 띠며 현미경 미세구조를 관찰한 결과 관공은 원형또는 각진형이며, 관공구는 5-7 per mm크기로 나타났다. hyphal system은 2분지형이며 포자는 $4.5-6{\times}4-5{\mu}m$크기로 난형또는 유구형 담갈색을 띠어 P linteus와 유사한 특성을 보였다. YGMA배지상에서 KACC93057P는 $25-30^{\circ}C$가 최적온도로 균사체 성장률이 장수상황과 고려상황에 비하여 10-25% 높았으며 균사밀도가 다른 균주보다 현저히 높게 나타났다. ITS-rDNA염기서열비교결과 96% 이상의 상동성으로 I. lonicericola, I. linteus, I. baumii와 근연관계를 형성 하였다.
This study was performed to get the basic information concerned to the optimum culture condition of Inonotus obliquus. Several solid media, PDA, MEA and Czapek-Dox, and three liquid media were adopted for the in vitro cultivation. Some main features of the fungal morphological characteristics under cultivation conditions were observed and described. Preliminary results showed that appearance of the mycelial mat, hyphal size and substrate pigmentation differed according to the media. The PDA medium was the most favorable substrate for the growth on solid culture, followed by MEA and Czapek-Dox media. Concerned to the addition of amino acids, 5 amino acids, such as alanine, alginine, isoleucine, leucine and threonine, enhanced to the mycelial growth. Isoleucine was shown the best fungal growth. An important morphological hyphal structure for the fungus, the setae, was found in abundance and diverse its shape and size. In liquid culture, fresh potato broth was the best growth stimulant of the fungus, followed by Malt extract and potato broth. Addition of yeast extract to the liquid media had improved the biomass, but not laccase production.
An antifungal Pseudomonas stutzeri YPL-1 produced extracellular chitinase and .betha.-1, 3-glucanase that were key enzymes in the decomposition of fungal hyphal walls. These lytic extracellular enzymes markedly inhibited mycelial growth of the phytopathogenic fungus Fusarium solani. A chitinase from P. stutzeri YPL-1 inhibited fungal mycelial growth by 87%, whereas a .betha.-1, 3-glucanase from the bacterium inhibited growth by 53%. Furthermore, co-operative action of the enzymes synergistically inhibited 95% of the fungal growth. The lytic enzymes caused absnormal swelling and retreating on the fungal hyphal walls in a dual cultures. Scanning electron microscopy clearly showed hyphal degradation of F. solani in the regions interacting with P. stutzeri YPL-1. In an in vivo pot test, P. stutzeri YPL-1 proved to have biocontrol ability as a powerful agent in controlling plant disease. Planting of kidney bean (Phaseolus vulgaris L.) seedlings with the bacterial suspension in F. solani-infested soil significantly suppressed the development of fusarial root-rot. The characteristics of a crude preparation of .betha.-1, 3-glucanase produced from P. stutzeri YPL-1 were investigated. The bacterium detected after 2 hr of incubation. The enzyme had optimum temperature and pH of 40.deg.C and pH 5.5, respectively. The enzyme was stable in the pH range of 4.5 to 7.0 and at temperatures below 40.deg.C, with a half-life of 40 min at 60.deg.C.
국내에서 참부채버섯(Panellus serotinus)으로 수집한 8균주의 internal transcribed spacer 영역 염기서열을 이용하여 계통분석을 실시한 결과 참부채버섯이 아닌 Panellus edulis로 나타났다. Universal Fungal PCR Fingerprinting (UFPF) 분석결과 P. edulis 8균주는 크게 두 그룹으로 나눠졌다. 우리나라 산림에 서식하는 8개 균주의 배양특성을 이해하기 위해 균사의 성장과 효소 활성에 대한 기초특성 연구를 수행했다. 모든 균주는 21일 동안 3종류 배지를 사용하여 배양하였고 생장이 적합한 배지는 malt extract agar (MEA), Sabouraud dextrose agar (SDA) 배지보다 potato dextrose agar (PDA)로, 빠른 균사 생장 및 균사 밀도를 보였다. P. edulis 균주의 균사 생육 조건은 PDA에서는 $20^{\circ}C$, potato dextrose broth (PDB)에서는 $25^{\circ}C$가 선발되었으며, 균사생장에 적합한 수소이온 농도가 PDB는 pH 5~8로 이때 균사생장이 영향을 받지 않았다. 두 균주(NIFoS 2792, 2804)는 PDA의 균사 생장 및 밀도를 기준으로 우수한 균주로 선정되었다. 모든 균주는 셀룰라아제와 라카아제 활성을 나타내었고 NIFoS 2407과 2805는 다른 균주보다 높은 효소 활성을 보였다. 그 중에서도 라카아제 활성은 NIFoS 2387이었고 모든 균주는 셀룰라아제를 생산하였다. 톱밥 종류별 시험에서 상수리나무와 신갈나무에서 균사생장속도가 다른 톱밥에서보다 좋았고 균사 밀도도 가장 양호하였다. 버섯의 톱밥재배는 $23^{\circ}C$에서 균 접종 후 80~85일간 배양하였고, 원기형성 온도는 $17{\sim}18^{\circ}C$에서 10~11일간, 자실체 생육은 15~20일간 수행하였다. 버섯 재배 결과, 배양기간과 수량 면에서 NIFoS 2804, NIFoS 3993 균주가 가장 양호한 균주로 선발되었다. 이러한 결과는 추후 P. edulis의 인공재배를 하는데 유용한 정보로 활용 될 수 있을 것이다.
송이균의 환경조건에 따른 생장특성을 구명하고자 송이균을 고체매질을 이용하여 배양하였다. 고체매질에서의 송이균의 생장량은 에르고스테롤 함량을 분석하여 비교하였다. 송이균의 배양에 적합한 고체매질은 펄라이트와 마사토로 나타났으며 곡물 영양분으로는 보리가 우수하였다. 적정화된 고체배지에서 송이균의 생장은 송이균의 접종 후 2주부터 급격히 생장하였으며 8주 경에 최고의 생장량을 나타냈다. 송이균 배양에 적합한 수분함량은 30~70%였으며 부엽토 첨가(10%)가 생장에 더욱 양호하였다. 이러한 결과는 송이산지에서 토양유기물이 적절히 있고 토양수분이 높을 때에 송이균의 생장이 왕성할 것으로 추정할 수 있다. 고체배지에서 송이균사체를 접종 후 2주부터 급격히 생장하였으며 8주 경에 최고의 생장량을 나타냈다. 이러한 고체매질은 앞으로 송이 균사체의 생리연구에 이용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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