Recently mycorrhizal research has been one of the most fast-growing research areas in modern plant science and microbiology. The application potential of mycorrhizal techniques to agriculture and forestry is enormous in view of the ubiquitous nature of mycorrhizae and known benefits of mycorrhizae to host plants. Unfortunately, very few scientists in Korea are currently involved in mycorrhizal research. When a team of American plant pathologists visited Korea in September 1982 to participate in the Korea-U.S.A. Joint Seminar on Forest Diseases and Insect Pests, they were surprised by the principal author's statement that there was no single research project on mycorrhizae sponsored by Korean government or any scientific institutions. The author initiated a few years ago a research project on the ecology of tree mycorrhizae with a foreign financial support. Major areas of interest were survey of ectomycorrhizae in relation to soil fertility, taxonomic distribution of mycorrhizae among woody plants, identification of ectomycorrhizal fungi, and growth response of woody plants to artificial inoculation. In spite of the enormous application potential of mycorrhizae to agronomic plants, the subject of mycorrhizae has not been recognized by Korean agronomists, foresters or pathologists. The purpose of this review rather written in Korean is to introduce the techniques of mycorrhizal research to Korean scientists and to urge them to participate in challenging new scientific field which might bring us a remarkable increase in crop productivity and tree growth through manipulation of this unique symbiosis. In this review, following topics were discussed in the same order: introduction; brief history of mycorrhizal research; morphology and classification of mycorrhizae; distribution of mycorrhizae in plant kingdom and in soil profile; physiology of mycorrhizae (functions, mineral nutrition, mycorrhizal formation); interaction of mycorrhizae with soil-born plant pathogens. mycorrhizae in nitrogen-fixing plants; application of mycorrhizal techniques to nursery practices (isolation, culture, inoculation, and response); prospect in the future.
인의 고정이 심한 제주도 토양에서 인 시용량을 줄이고 불용태 인의 이용율을 높일 수 있는 방법으로써 mycorrhizae의 이용 가능성을 검토하기 위하여 제주도 감귤원에서 그 분포 실태를 조사하고 mycorrhizae형성율과 토양의 이화학적 성질 및 감귤 잎의 무기양분 함량과의 관계를 분석하였다. 제주도 내 토성과 위치를 달리한 14개소의 감귤원에서 감귤 뿌리를 포함한 토양 시료를 채취하여 조사한 결과 건조 토양 100g당 $9,000{\sim}40,000$개의 mycorrhizae포자가 관찰되었으며 조사된 전 감귤원에서 mycorrhizae가 형성되어 있는 것을 확인하였다. 감귤 뿌리중의 mycorrhizae형성율은 $14{\sim}60%$로 감귤원별로 차이를 보였으며 토양 중 유효태 인의 함량이 낮을수록 mycorrhizae 형성율은 높아지는 경향이었다. Mycorrhizae 형성율이 높을수록 감귤 잎 중의 인 함량은 증가하는 경향을 보였고 통계적으로 mycorrhizae에 의한 인 흡수 증대 효과를 인정할 수 있었다. 따라서 효과적인 mycorrhizae의 이용은 제주 감귤원 토양에서 관행적으로 이루어지고 있는 과량의 인 시비를 줄일 수 있는 한 가지 방법이 될 수 있을 것으로 판단된다.
Mycorrhizae가 형성된 식물에서 인광석이 인산급원으로 이용될 수 있는 지를 검토하기 위하여 온실 실험을 수행하였다. 멸균된 제주 화산회토에 인광석과 용성인비를 100및 200 mg P/kg 수준으로 처리하고 토마토를 재배하였는데 토마토는 mycorrhizae 접종구와 비접종구를 두고 3개월간 재배한 후 식물생육과 인을 비롯한 무기영양소 흡수를 조사하였다. 용성인비 처리구에 비하여 인광석 처리구에서 생육이 현저히 저해되었는데 이는 인광석처리에 따른 토양중의 유효인산 부족 때문일 것이다. 용성인비와 인광석 200 mg P/kg 처리구에스는 mycorrhizae균의 접종에 따라 건물량이 증가하였다. Mycorrhizae 형성율과 토양중의 포자밀도는 인광석 처리구에서 낮았다. 식물체중의 인 함량은 용성인비 처리구에서 높았으며, mycorrhizae 처리 효과는 없었다. N, K, Ca, Mg 등의 함량에서도 처리별로 차이는 없었다. 이상의 결과를 볼 때, 제주 화산회토양에서 $100{\sim}200\;mg\;P/kg$ 수준의 인광석 처리로는 mycorrhizae 형성 여부에 상관없이 적정 식물생육을 위한 인 공급이 될 수 없는 것으로 판단되었다.
석회암(石灰岩)지대의 두 지점(地點)에서 채집(採集)한 103종(種)(41과(科))의 식물뿌리 표본(標本) 중에서 9종(種)(95.1%)에서 VA mycorrhizae가 발견되었다. 그 밖의 5종(種)에서는 균근(菌根)구조를 발견하지 못했다. 그 종(種)들은 다음과 같은 과(科)에 속하는 것들이다 : Equisetaceae, Davalliaceae, Amaranthaceae, Ericaceae. 이것과 비교하기 위하여 석회암(石灰岩)지역이 아닌 두 지점(地點)에서 채집(採集)한 124종(種)(51과(科))의 표본(標本) 중에서 99종(種)이 VA mycorrhizae였다. 25종(種)은 Nonmycorrhiza였으며 그들은 다음과 같은 16과(科)에 속하는 것이었다 : Equisetaceae, Pteridacaea, Davalliaceae, Cyperaceae, Commelinaceae, Polygonaceae, Chenopodiaceae, Phytolaceaceae, Amaranthaceae, Aizoaceae, Portulacaceae, Caryophyllaceae, Fumariaceae, Cruciferae, Ericaceae and Rubiaceae.
Newly sprouted American ginseng (Panax quinquefolium L.) seedlings were transplanted to forest pots with mycorrhizae-infested soil and grown in screenhouse for 2 years. Growth patterns, mortality rate and fresh root weight were investigated. Plants in VAM soil had lower mortality rales than control. In soils infested with two species of mycorrhizal fungi (Glomu deseyicola, frappe, Bloss and Merge and G. intraradices, Schenck and Smith), 28-35% of plants produced 3-prongs in the second season and significantly increased fresh root weight by 41 to 43%.
내생균근 포자를 많이 포함하는 토양을 이용하여, 내생균근과 식물의 성장 및 인산함량에 따른 내생균근의 뿌리 침입의 관계를 살펴 보았다. 사용된 수수의 경우 인산함량과 내생균근의 형성은 인산함량에 따라 이루어지지 않았으나, 내생균근 형성과 식물의 성장은 서로 비례하는 것으로 나타났다. 대두에서 내생균근의 침입은 첨가한 인산함량에 반비례하게 나타났다. 이러한 결과로 인산함량은 식물뿌리에 내생균근의 침입 여부와 지대한 관계가 있는 것으로 나타났다. 또한 식물 자체는 주변 환경에 따른 내생균근의 침입과 성장을 조절하는 것으로 고려되고 있다.
공생균근은 식물 뿌리에 의한 인산 등 무기염류의 흡수를 촉진시키지만 토양의 인산 농도 가 너무 낮거나 높으면 공생균근 형성이 억제되는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 화산회토양에서 감귤 뿌리의 공생균근 형성에 적합한 유효인산 수준을 구명하기 위하여 수행하였다. 중과석을 인 공급원으로 하여 인산 시용량을 $0-1000mg\;kg^{-1}$으로 달리한 토양에서 공생균근균 접종과 비접종 처리로 나누어 탱자 유묘를 화분에 심어 유리온실에서 5개월 동안 재배하였다. 탱자 유묘의 공생균근 형성율은 인산 무시용구(유효인산 함량 $0.73mg\;kg^{-1}$)에서 33%이었는데, $50mg\;kg^{-1}$ 시용구(유효인산 함량 $2.6mg\;kg^{-1}$)에서 43%로 증가되었지만 $200mg\;kg^{-1}$ 시용구(유효인산 함량 $8.3mg\;kg^{-1}$)에서는 34%로 무시용구와 비슷하였고 그 이상 인산 시용량이 증가함에 따라 형성율은 오히려 감소하였다. 공생균근균의 접종으로 초장, 생체중 및 건물중 등으로 측정된 탱자 유묘의 생장은 비접종 처리구와 비교하여 모든 인산 처리 수준에서 증가되었으며, 그 증가량은 공생균근 형성율에 비례하였다. 그리고 탱자 유묘의 인산을 비롯한 무기양분 흡수량도 모든 인산 처리 수준에서 공생균근 형성율과 높은 정의 상관관계를 보였다.
뽕나무에 VA mycorrhizae의 1종인 Glomus mosseae, Mosse and frappe를 접종하여 소독을 하지 않은 토양에 심어 6월간 재배한 결과를 요약하면 다음과 같다. 가. VA mycorrhizae 접종 뽕나무는 전체 조장은 15%, 조경은 19%, 뽕잎량은 30%가 더 많았다. 나. VA mycorrhizae접종 뽕나무의 뽕잎 성분은 질소는 12%, 인산은 10%, CaO는 10%가 더 많았고 $K_2$O는 차이가 없었으며 MgO는 20%가 더 많았다. 다. VA mycorrhizae접종 뽕나무 뿌리는 질소는 20%가 더 적었고 인산은 21%가 더 많았다.
Hong, Ji Won;Suh, Hyoungmin;Kim, Oh Hong;Lee, Nam Sook
Mycobiology
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제43권4호
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pp.475-480
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2015
A fungal internal transcribed spacer region was used to identify the mycorrhizae of Cymbidium kanran. The family Russulaceae was found to be the most frequently occurring group in both root and soil samples. In phylogenetic analyses, the majority of the Russulaceae clones were clustered with Russula brevipes and R. cyanoxantha. Therefore, C. kanran may form symbiotic relationships with the genus Russula.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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