실험실 싱크대 표면에서 분리된 신종 Verrucostoma dankookensis의 생리학적·생화학적 및 유전학적 특성 연구

국문 초록 (Abstract)

Bionectriaceae는 자낭균문 Hypocreales에 속하는 균류로서 토양, 살아 있는 식물과 그 잔재물, 절지류 기반 미세환경, 그리고 실내의 표면과 공기 등 다양한 환경에서 발견된다. 일부 속에서는 자낭각 구조의 미세한 차이, 무성세대(분생포자) 생성의 변동성, ITS나 rpb1 등 분자마커 간 계통적 불일치가 보고되어 분류학적으로 속·종 수준의 분류 경계가 모호한 경우가 많다. 이러한 형태적, 분자적 복잡성 때문에 새로운 종의 발견은 과 전체의 다양성 이해와 분류 기준을 명확히 하는데 기여한다. 특히 실내 미세환경에서 분리된 Hypocreales 신종은 보고 사례가 극히 드물어 실내 생태계 내 균류 다양성과 잠재적 역할을 이해하는 데 중요한 자료가 된다. 본 연구는 단국대학교의 한 실험실 싱크대 표면에서 분리된 균류의 분류학적 위치를 규명하고 신종 여부를 평가하고자 수행되었다. 분자 동정을 위해 분리균주(DUCC25431)의 리보좀 ITS 영역과 LSU rDNA 그리고 rpb1, rpb2, act1, tef-1α유전자 등의 염기서열은 PCR을 이용하여 증폭히고 sequencing 하여 결정하였다. 결정된 염기서열을 이용하여 분자계통분석을 수행하였다. 계통분석 결과 분리균주는 Bionectriaceae 분류군 내의 Verrucostoma 속 내에서 독립적인 단일 분지군(monophyletic clade)을 형성하고 기존 종들과 뚜렷하게 구분되는 유전적 거리를 나타내었다. 형태 및 생리적 특성을 조사하기 위해 PDA, MEA, CYA YPDA, CMA, WA 등 영양 조성이 다른 배지에서 균사의 생장, 색, 표면조직, 분지 패턴 등 형태적 특성을 비교하였다. pH 4 ~ 10 범위의 조건에서 균사 생장을 조사하였다. 또한 CMC, skim milk 등 세포외효소 활성 평가용 배지를 사용하여 셀룰로즈, 전분, 단백질 분해 활성 특성을 조사하였다. 광학현미경을 이용하여 미세구조의 형태를 조사한 결과, 분리 균주는 보고된Verrucostoma 종들과 비교하여 자낭각의 구조, 자낭포자의 크기 범위에서 차이를 보였고 일부 조건에서는 분생포자 생성량에 유의미한 차이를 나타내었다. 자낭포자 및 분생포자 유래 단포자 분리 균주의 경우 균총의 색상, 표면조직 분화, 생장 속도 면에서 차이가 있는 다양한 colony morphotype이 발현되어 높은 형태적 변화를 보였다, 일부 배지에서는 thick-walled hyphae 또는 chlamydospore-like 구조를 형성하였다. 이상의 형태적, 생리학, 분자생물학적 특성 조사 결과를 종합하여 본 연구에서 분리된 균주(DUCC25431)은 신종(new species)으로 사료되었다. 해당 분리 균을 단국대학교에서 분리된 어원을 적용하여 Verrucostoma dankookensis sp. nov. 로 제안하고자 한다. 이는 국내외적으로 실내 환경에서 최초로 보고된 Bionectriaceae 과에 속하는 신종이다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• Ⅱ. 재료 및 방법 3
• 2.1 균주 분리 및 보존 3
• 2.2 분자적 동정 5
• 2.3.1 DNA 추출 5
• 2.3.2 PCR 증폭 5
• 2.3.3 PCR 산물 정제 및 시퀀싱 6
• 2.3.4 염기서열 분석 및 유사도 검색 6
• 2.3.5 계통분석 7
• 2.3 형태적 동정 12
• 2.2.1 해부현미경 관찰 12
• 2.2.2 광학현미경 관찰 12
• 2.2.3 미세구조 측정 13
• 2.4 단포자 분리 14
• 2.5 다양한 환경 조건에서의 생리·형태 반응 조사 15
• 2.5.1 배지 조성에 따른 생장 및 형태 특성 조사 15
• 2.5.2 pH에 따른 생장 특성 조사 16
• 2.5.3 기질 분해능 평가 17
• Ⅲ. 결과 18
• 3.1 분자적 동정 18
• 3.2 형태적 동정 26
• 3.3 단포자 분리에 따른 형태적 차이 38
• 3.3.1 자낭포자 기반 단포자 분리 균주의 형태 38
• 3.3.2 분생포자 기반 단포자 분리 균주의 형태 43
• 3.4 다양한 환경 조건에서의 생장 특성 46
• 3.4.1 배지 종류에 따른 균총 형태 및 생장 특성 46
• 3.4.2 pH 조건별 생장 특성 49
• 3.4.3 기질 분해능 평가 52
• Ⅳ. 고찰 55
• 참고문헌 58
• 영문요약 61
• 부 록 63