송이산의 방치, 기주식물의 질병, 산불, 기후변화 등 다양한 원인에 의해 국내외 송이 생산량이 감소하고 있어 송이균의 생태적 특성을 이용한 인공재배 기술 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 송이 접종묘 생산에 적합한 균주를 선발하기 위해 무균 배양병 내에서 소나무 유묘와 송이균 간의 외생균근 합성을 시도하였다. 송이 균근 형성률은 총 19개 균주 중 5개 균주(NIFoS 421, 434, 1681, 1984, 2001)가 80% 이상을 나타냈다. 7개 송이 균주(NIFoS 434, 441, 561, 562, 1016, 1807, 1812)는 평균 3.0 이하의 S/R ratio를 나타내었고, 소나무 유묘 지상부의 생물량이 지하부보다 2.0~4.8배 정도 높았다. 8개 균주(NIFoS 441, 561, 562, 1016, 1807, 1812, 1984, 2001)는 유묘의 지상부 부피 생장에, 3개 균주(NIFoS 441, 562, 1812)는 균근을 형성하면서 지하부 부피 생장을 돕는 것을 알 수 있었다. 결론적으로 시험균을 접종한 지 6개월 후, 총 19개 시험균 중 4 균주 (NIFoS 434, 561, 1984, 2001)는 타 균주들에 비해 송이균의 균근 형성력과 소나무 유묘 생장력이 우수한 것으로 나타나 송이 접종묘 제작에 있어 이들의 활용이 기대된다.
송이버섯을 인공재배하기 위하여 송이 근권토양의 미생물을 활용하여 본 실험을 진행하였다. 본 실험은 송이의 자실체가 나오기 전인 7월의 토양으로부터 세균을 확보하여 진행되었으며 총 4점의 세균에 대해 송이 균사체 생장촉진을 확인하였다. 확보된 세균들, Y22_B06, Y22_B11, Y22_B18, Y22_B22는 각각 송이 균사의 면적을 각각 154.67%, 125.91%, 134.06%, 158.28%로 생장시키는 것으로 확인되었다. 또한 해당 균들에 대한 동정도 이뤄졌으며 각각 Mic. paraoxydans, Pae. castaneae, Per. frigoritolerans, Per. butanolivorans 로 확인되었으며, 이중 Paenibacillus 속을 제외하고는 송이 균사체 생장촉진 사례가 보고되지 않았다. 본 실험의 결과를 동일한 실험조건인 기존 사례(Oh et al., 2018a)와 비교하였으며, Pae. latus에 의한 230%의 송이 균사 생장촉진의 사례 등과 비교하면 그 생장촉진능은 떨어진다고 볼 수 있다. 또한 세균 자체에 의한 항진균성이 낮아 송이 근권토양에서 진균과의 경쟁에서 우위에 있다고 보기 힘들다. 그러나 송이 균사체에 대해 유의미한 생장촉진을 이끌어냈기에 본 실험의 세균 4점은 송이 생장 촉진에 대한 유효성이 있다고 판단되며 해당 세균을 이용한 배양액을 직접적으로 송이 균사체 혹은 송이 자실체에 적용하였을 경우 송이 생장에 긍정적인 영향을 끼칠 것으로 기대되며 이에 대한 추가적인 실험이 진행되어야 할 필요가 있다.
In order to optimize the extract condition and improve physiological activity of the extract form Tricholoma matsutake, experiments related to extraction methods, totale yield, content of total soluble polysaccharide, SOD-like activity, total polyphenol amount, and volatile flavor compound and the others were carried out, results were obtained as following: Compare with traditional hydrothermal extraction method (Hot water extraction : HWEW), it illustrates that the low temperature extraction method which combines a supersonic waves and microwave (Supersonic microwave extraction : SMEW) causes of increasing the total yield, total soluble polysaccharide. As to the anti-oxident effect, SMEW method leds to increasing of the SOD-like activity, total polyphenol amount as well. Also, cytotoxic effect and growth inhibitory effect against cancer cell line are much higher in SMEW method than HWEW method, especially SMEW5 extracts treated by supersonic 15 min. and microwave 120W, 3 min. and 2 times. The main volatile flavor compound and infinitesimal volatile flavor compound both increase significantly by SMEW method. It is concluded the main components of the volatile flavor compounds extracted from Tricholoma matsutake are 1-octen-3-0l, Methyl cinnamate, 2-octeno1 et al. alcohol typies. Consequently, SMEW5 method is considered as the most effective one for anti-oxidant and is prior to any other methods. And the optimun conditions of this method are : supersonic waves (supersonic, 25KHz, 50W) 15 minutes, microwave spectroscopy (microwave, 2,450MHz, 120W) 3 minutes, and every treatment is performed once followed twice repeats.
Seo, Jong Beom;Choi, Ah Hyeon;Rusaati, Butoto Imani wa;Kang, Jun Won
농업과학연구
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제48권3호
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pp.493-503
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2021
Tricholoma matsutake (Pinus mushroom, PM) is one of the most valued ectomycorrhizal fungi in Asia because it is an expensive forest product with a unique flavor and taste. Therefore, many studies have tried to successfully cultivate Tricholoma matsutake artificially in Korea and other countries. However, its physiological and ecological characteristics are still unknown. Thus, we need to understand the diversity and clusters of microorganisms related to Tricholoma matsutake and to identify their core microorganisms related to their growth and production. In this study, we obtained an average of 11,661 fragments from three pine mushrooms with metagenome (an assemblage of genes of all microorganisms in the natural world) analysis from a pine forest located in Pohang, Gyeongsang-Bukdo. Of these, the valid reads were on average 5,073 per sample available for analysis, and the average length of a read was 456 bp. There were an average of 33.3 phyla in the metagenome analysis. Firmicutes phylum made up on an average 46% of the phyla and was dominant among the phyla. The next dominant phylum was Proteobacteria at 27% followed by Bacteroidetes at 17%, Actinobacteria at 5% and Verrucomicrobia at 2%. The Proteobacteria phylum consisted of the γ-proteobacteria class at 54% followed by β-proteobacteria at 37%, α-proteobacteria at 6%, δ-proteobacteria at 2% and ζ-proteobacteria at 0%. The metagenome consisted of the Ruminococcaceae family at 17% followed by Pseudomonadaceae at 13%, Burkholderiaceae at 7%, Bacteroidaceae at 7%, Lachnospiraceae at 7% and Clostridiaceae at 6%.
본 연구실에서는 송이의 인공재배 조건 확립을 목표로 세균을 활용한 생장촉진 유도실험을 진행하였으며, 봉화에서 확보한 7 점의 세균에 의한 송이 균사체의 생장촉진 결과를 확인하였다. 생장촉진 효과가 가장 높았던 3 점의 세균 B22_7_B06, B22_7_B07, B22_7_B08은 Paenibacillus 속으로 확인되었다. 그러나 이러한 배양된 송이 균사체의 생장면적 측정 이외에 다양한 방식을 통한 균사체 생장결과 확인 기준이 필요한 실정이며, 이에 향후 확보된 세균들이 모두 그람 양성균인 것에 착안하여 각 세균들로부터 대사산물을 추출한 후 (Eltokhy et al., 2021), 추출한 대사산물을 활용하여 송이 균사체의 세포외 효소활성 변화 정도를 측정하여 보다 체계적인 송이 균사체 생장촉진 데이터를 확보하고자 한다. 더불어 미생물에 의한 송이 균사체 생장촉진 사례 데이터를 지속적으로 축적하여 송이 종류에 따른 미생물의 생장촉진 효과의 다양성을 확보하고 확보된 촉진균으로 부터 추출한 물질이 함유된 영양 배지를 활용하여 송이 인공재배를 위한 생태모방에 기여하고자 한다.
가송이(Tricholoma bakamatsutake)는 송이(Tricholoma matsutake)의 근연종으로 식용 가능한 외생균근성 버섯 중의 하나이다. 본 연구는 우리나라 신갈나무림에서 수집한 가송이 균주들의 생리학적 특성에 관한 최초의 보고로, 자실체의 조직으로부터 순수 분리한 균주를 대상으로 다양한 조건(배지, 온도, 질소원)에서 이들의 배양 특성을 조사하였다. 대부분의 균주들은 PDA 배지, 20 또는 $25^{\circ}C$의 배양온도에서 균 생장력이 높았으며, 시험균 중 2균주는 그들의 균사생장에 질산염보다 암모늄 형태의 무기질소원을 더 선호하였다. 가송이는 근연종인 송이와 최적배양 조건이 유사하기는 하나, 균사생장 속도가 송이보다 더 느림을 알 수 있었다. 가송이의 모든 균주들은 carboxymethylcellulose 배지 상에서 cellulase 활성을 나타냈다. 또한 가송이 2균주는 소나무 실생묘에 이들 균을 접종한 지 3 또는 8개월 후 균근을 각각 형성하였으며, 균을 접종하지 않은 묘목보다 균을 접종한 묘목의 생체량이 더 큰 것으로 조사되었다.
송이 균환의 생장을 알아보기 위하여 1) 균환 선단의 1년간($1999{\sim}2000$) 생장 길이 측정과 2) 2000년의 균환선단을 기점으로 $1997{\sim}2000$년 송이 발생위치간의 거리를 측정하였다. 65년생 소나무림에서 송이 균환 선단은 1년간 평균 11.3cm 생장하였고 ($1999{\sim}2000$), 연도별 ($1997{\sim}2000$) 송이 자실체 발생위치는 연평균 11.3cm 이동하였다. 또한 송이 균환 선단에서 송이 버섯간 거리는 2000년 경우에는 균환선단 안쪽 13.8cm에서 발생하였다. 따라서 당년의 송이 발생위치는 1년 전에 땅속의 송이균사들이 생장하였던 곳임을 알 수 있었다. 송이는 송이 균환의 보호 차원에서 송이 버섯발생 위치에서 50cm 떨어진 밖에서 채취하는 것이 바람직할 것으로 생각되었다.
송이 균환을 균환통과부, 자실체발생부, 활성균환부, 균환전진예정부로 나누어 근계 동태를 조사하였다. 균환내에서 상층수관의 70%를 점유하는 소나무의 뿌리가 전체 뿌리량의 약 60% 내외, 살아있는 뿌리 중 87%를 점유하고 있었다. 세근 함량조사에서는 다른 뿌리의 세근이 평균 13%를 차지한 것에 비하여 소나무 세근의 비율이 평균 45%로 나타나 상대적으로 소나무 세근의 비율이 높았다. 소나무의 뿌리량은 특히, 자실체발생부와 활성균환부에서 전체 뿌리의 약 70% 내외를 차지하고 있어, 이두 부위에서는 소나무 뿌리가 송이 균환과 밀접한 관련이 있는 것으로 생각되었다. 활성균환부에서의 소나무 세근의 비율이 평균 60.7% (1,087mg/100g soil)로 다른 부분에 비하여 약 2배를 나타내었는데, 이것은 활성균환부에서 소나무 세근이 활발한 성장을 할 수 있으며 송이 균환의 발달에 따른 균근의 형성으로 인하여 세근 발달이 촉진된 결과로 생각된다. 또한 이 부위는 소나무 세근의 함량이 소나무 중근의 함량보다 3배에서 5배 정도 많은 것으로 나타나 송이 균환부는 소나무 뿌리의 생장이 왕성한 곳에 위치함을 알 수 있었다.
송이(Tricholoma matsutake)는 인공재배가 불가한 임산물로 노동 이외의 투입 요소가 적은 반면 가격이 높아 산촌 주민의 수익 증대에 큰 역할을 해왔다. 이러한 송이의 특성은 과도한 채취로 이어져 송이 자원의 고갈이 염려되는 상황이다. 송이의 지속 가능한 생산 전략을 제시하기 위하여 송이채취업의 생산함수와 송이의 성장함수를 추정하였다. 두 함수 추정에 필요한 정보의 제약을 고려하여 최대 엔트로피기법을 활용하였다. 2005년부터 2011년까지 송이의 생산량과 노동 투입량만으로 송이채취업의 생산함수와 송이의 성장함수를 도출한 것이다. 연구 결과, 송이 생산량은 노동 투입보다 자원량에 영향을 더 받았으며, 노동투입 부문에서는 송이채취업을 전업으로 하는 임가의 생산에 대한 노동 탄력성이 송이채취업을 겸업으로 하는 경우보다 컸다. 송이채취업의 생산함수와 송이의 생장함수를 이용하여 송이의 지속가능한 최적 생산 조건을 도출하였는데, 최근 7년의 실제 송이 생산은 지속가능한 최적 생산수준을 만족하지 못하는 것으로 나타났다. 따라서 송이 생산이 지속 가능한 최대 수준까지 도달할 수 있는 송이 자원량이 되도록 지금의 송이 생산을 억제하는 것이 필요하다.
In order to find out nutritional effects of Korean edible mushrooms on the multiplication of tissue cells, the alcohol extracts and acid bydrolysates of eleven species of mushrooms were added to Earle's ESS. A comparison of the respective multiplications of HeLa cells in this solution and in control solution of TC=199. Yielded the following result: The alcohol extracts and acid hydrolysates of a Coprinus comatur, Agaricus campestris, Agaricus bisporus, Lentinus edodes, Tricholoma matsutake, Pleurotus ostretus, Ramaria botrytis and Pholiota nameko influenced favorably the maintenance of the normal form and monolayer of HeLa cells. The growth curves of HeLa cells in the cultures containing, respectively, the alcohol extracts and acid hydrolysates of these eight mushrooms showed that five species, i.e., Coprinus comatus, Agaricus compestris, Agaricus bisporus, Lentinus edodes and Tricholoma matsutake effected an excellent multiplication and that the other three species were less effective than those five species. As to the effects on the cell multiplication, no marked difference was observed between the alcohol extracts and the acid hydrolysates of the mushrooms tested.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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