후자린산(Fusaric acid) 생성 Fusarium 종의 신속 검출 PCR

이데레사,김소수,함현희,이수형,홍성기,류재기,Lee, Theresa,Kim, Sosoo,Busman, Mark,Proctor, Robert H.,Ham, Hyeonhui,Lee, Soohyung,Hong, Sung Kee,Ryu, Jae-Gee 한국식물병리학회 2015 식물병연구 Vol.21 No.4

후자린산은 Fusarium이 생성하는 독소로서 다른 Fusarium 독소와 함께 독성을 증진시킬 수 있다. 후자린산 독소를 특이적으로 검출하기 위해 후자린산의 생합성유전자 중 전사인자인 FUB10을 증폭하는 프라이머를 제작하였다. Fub10-f와 Fub10-r 프라이머쌍으로 PCR을 수행했을 때, F. oxysporum, F. proliferatum, F. verticillioides, F. anthophilum, F. bulbicola, F. circinatum, F. fujikuroi, F. redolens, F. sacchari, F. subglutinans, F. thapsinum에서 약 550 bp의 단일밴드가 증폭되었으며 이들은 모두 후자린산을 생성하는 것으로 알려졌다. 반면 트라이코쎄신을 생성하는 종에서는 FUB10 특이 밴드가 증폭되지 않았다. 후자린산은 푸모니신을 생성하는 종에서 함께 생성될 수 있기 때문에 FUB10 프라이머와 푸모니신 생합성유전자인 FUM1 프라이머를 이용한 multiplex PCR을 수행하였다. 그 결과 푸모니신 생성종인 F. proliferatum과 F. verticillioides에서 밴드가 모두 증폭되었으며 이는 두 가지 독소를 생성할 수 있는 종에서 동시 검출이 가능함을 시사하였다. Fusaric acid is a mycotoxin produced by species of the fungus Fusarium and can act synergistically with other Fusarium toxins. In order to develop a specific detection method for fusaric acid-producing fungus, PCR primers were designed to amplify FUB10, a transcription factor gene in fusaric acid biosynthetic gene cluster. When PCR with Fub10-f and Fub10-r was performed, a single band (~550 bp) was amplified from F. oxysporum, F. proliferatum, F. verticillioides, F. anthophilum, F. bulbicola, F. circinatum, F. fujikuroi, F. redolens, F. sacchari, F. subglutinans, and F. thapsinum, all of which were known for fusaric acid production. Whereas the FUB10 specific band was not amplified from Fusarium species known to be trichothecene producer. Because production of fusaric acid can co-occur in species that also produce fumonisin mycotoxins, we developed a multiplex PCR assay using the FUB10 primers as well as primers for the fumonisin biosynthetic gene FUM1. The assay yielded amplicons from fumonisin producers such as F. proliferatum and F. verticillioides, allowing for the simultaneous detection of species with the genetic potential to produce both types of mycotoxins.

저장 중 겉보리에 발생하는 곰팡이와 곰팡이독소 변화

함현희,백지선,이미정,이데레사,홍성기,이승돈,Ham, Hyeonheui,Baek, Jiseon,Lee, Mijeong,Lee, Theresa,Hong, Sung-Kee,Lee, Seungdon 한국식품저장유통학회 2017 한국식품저장유통학회지 Vol.24 No.6

본 연구는 곰팡이독소에 안전한 보리 저장법을 수립하기 위해 다양한 저장환경 중 겉보리에 발생하는 곰팡이와 곰팡이독소를 측정하였다. 두 지역에서 수집한 겉보리를 상온 창고 2곳, 저온창고, $15^{\circ}C/65%$ 항온항습실 및 종자저장고에 6개월간 저장하면서 장소별 온도, 상대습도 및 곡물수분함량을 측정하였으며 0, 1, 3 및 6개월 후 겉보리에 오염된 곰팡이와 곰팡이독소를 조사하였다. 저장 중 보리에 오염된 주요 곰팡이 속은 Fusarium, Epicoccum, Alternaria 및 Drechslera 이었다. 상온창고는 저장 후기로 갈수록 Fusarium 과 Alternaria 속 곰팡이가 큰 폭으로 감소한 반면 Drechslera는 증가하였다. 저온창고, 항온항습실 및 종자저장고에서는 Fusarium 오염립의 감소폭이 적었고 저장 6개월 후에도 2.5 log CFU/g 이상이 검출되었다. 니발레놀 오염은 한 시료에서 저장 0-3개월 간 비슷한 수준을 유지하다가 6개월 후 증가하였으며, 저장소 간 차이는 나타나지 않았다. 따라서 겉보리 저장 중 니발레놀 오염 예방을 위해 저장 기간을 6개월 미만으로 줄이는 것이 효율적일 것으로 보인다. To establish good storage practices for hulled barley against mycotoxin contamination, we measured occurrence of fungi and mycotoxin in hulled barley grains under various storage conditions. Hulled barley grains collected from two places were stored in five different warehouses: 1) two without temperature control, 2) one with temperature controlled at $12^{\circ}C$, 3) a chamber set at $15^{\circ}C/65%$ relative humidity, and 4) one seed storage set at $10^{\circ}C$. The samples were stored for six month with temperature and relative humidity monitored regularly. Every stored samples were retrieved after 0, 1, 3, and 6 month to investigate fungal and mycotoxin contamination. From the stored grains, Fusarium, Epicoccum, Alternaria, and Drechslera spp. were frequently detected. In the warehouses without temperature control, Fusarium and Alternaria spp. constantly decreased, whereas Drechslera spp. increased along with storage period. In the other warehouses with temperature controlled, Fusarium spp. decreased slowly and more than 2.5 log CFU/g of Fusarium spp. were detected after 6 month storage. The level of nivalenol was maintained during 0-3 month but increased after 6 month storage. There was no difference in the nivalenol levels between the warehouses. Therefore reducing storage period less than 6 months could be more effective to control nivalenol contamination in hulled barley grains.

국내산 생강의 데옥시니발레놀과 니발레놀 발생 및 저감화 저장조건

이미정(Mi Jeong Lee),임수빈(Soo Bin Lim),최정혜(Jung-Hye Choi),김점순(Jeomsoon Kim),이데레사(Theresa Lee),장자영(Ja Yeong Jang) 한국식품저장유통학회 2021 한국식품저장유통학회지 Vol.28 No.7

보문 : 수확기 벼 이삭에서 분리된 진균독소 생성 Fusarium armeniacum의 다양성

홍성기 ( Sungkee Hong ),이수형 ( Soohyung Lee ),이데레사 ( Theresa Lee ),함현희 ( Hyeonheui Ham ),문혜연 ( Hyeyeon Mun ),최효원 ( Hyowon Choi ),손승완 ( Seungwan Son ),류재기 ( Jaegee Ryu ) 한국균학회 2015 韓國菌學會誌 Vol.43 No.3

2010년부터 2015년까지 전국 8도에 있는 벼 포장에서 수확기에 총 509개의 이삭시료가 채집되었다. 시료당 105개의 벼 종실이 potato dextrose agar (PDA) 배지에 처리되었고 6,658개의 Fusarium 균주가 분리되었다. EF-1α 유전자의 염기서열을 기초로, 분리된 Fusarium 중 67균주를 Fusarium armeniacum으로 동정하였고, 형태적, 배양적 특성을 확인하였다. F. armeniacum은 분생포자 크기, 균총 색,및 EF-1α 염기서열에서 균주간에 상당한 차이가 있었다.액체크로마토크래피-질량분석기를 사용하여 potato sucrose agar (PSA) 배지에서 T-2와 HT-2 독소생성능력을 결정하였던 바 F. armeniacum 24균주 중 21균주가 T-2와 HT-2 독소를 모두 생성하였으며, 독소생성 수준은 균주간에 다양하였다. 이러한 결과는 한국산 F. armeniacum 균주들이 형태적, 배양적, 유전적 및 독소학적 성질에서 다양성을 갖는다는 것을 보여준다. A total of 509 rice panicle samples were collected at harvest time from fields in 8 provinces from 2010 to 2014. One hundred five grains per sample were plated on potato dextrose agar and 6,658 Fusarium isolates were obtained; among them, 67 were identified as Fusarium armeniacum by sequencing the translation elongation factor 1α (EF-1α) and confirmed by their morphological and cultural characteristics. Considerable variation in conidial size, colony color and EF-1α sequences was observed among the fungal isolates. The ability of 24 F. armeniacum isolates to produce T-2 and HT-2 toxin in potato sucrose agar was determined using liquid chromatography-mass spectrometry. Twenty one isolates produced T-2 and HT-2 toxin, resulting in varying toxin levels among the isolates. The results show that Korean isolates of F. armeniacum have diversity with respect to morphological, cultural, genetic, and toxigenic properties.

UHPLC를 이용한 볏짚 사일리지와 동계사료작물의 오크라톡신과 제랄레논 분석법 최적화

함현희,문혜연,이경아,이수형,홍성기,이데레사,류재기,Ham, Hyeonheui,Mun, Hye Yeon,Lee, Kyung Ah,Lee, Soohyung,Hong, Sung Kee,Lee, Theresa,Ryu, Jae-Gee 한국초지조사료학회 2016 한국초지조사료학회지 Vol.36 No.4

조사료에서 오크라톡신 A (OTA) 및 제랄레논(ZEA)의 단성분 분석법을 최적화하기 위하여 곰팡이 독소에 오염되지 않은 볏짚 사일리지, 이탈리안 라이그라스, 청보리, 호밀을 대상으로 각 시료 별로 OTA는 50, 250, $5,000{\mu}g/kg$, ZEA는 300, 1,500, $3,000{\mu}g/kg$의 농도로 스파이킹하고 면역친화성 컬럼을 이용하여 독소를 정제한 후 UHPLC-FLD를 이용하여 분석하였다. 분석 결과 표준용액의 검량선은 OTA가 결정계수 0.9999, ZEA가 0.9995로 높은 직선성을 나타냈으며, 검출 및 정량한계는 OTA가 각각 $0.1{\mu}g/kg$, $0.3{\mu}g/kg$, ZEA는 각각 $5{\mu}g/kg$, $16.7{\mu}g/kg$을 나타냈다. 유효성 및 정밀성 검정결과 OTA는 볏짚이 회수율 84.23~95.33%, 상대표준편차 (RSD) 2.59~4.77%, 이탈리안 라이그라스는 회수율 79.02~95%, RSD 0.86~5.83%, 청보리는 회수율 74.93~97%, RSD 0.85~9.19%, 호밀은 회수율 77.99~96.67%, RSD 0.33~6.26%를 나타냈으며, ZEA는 볏짚이 회수율 109.6~114.22%, RSD 0.67~7.15%, 이탈리안 라이그라스는 회수율 98.01~109.44%, RSD 1.65~4.81%, 청보리는 회수율 98~113.53%, RSD 0.25~5.85%, 호밀은 회수율 90.44~108.56%, RSD 2.5~4.66%를 나타내어 유럽연합에서 제시한 기준을 만족하였다. 따라서 본 연구에서 제시한 분석법은 국내의 볏짚 등 조사료 4종에서 OTA와 ZEA의 분석에 활용할 수 있음을 시사하였다. The objective of this study was to optimize analytical methods for ochratoxin A (OTA) and zearalenone (ZEA) in rice straw silage and winter forage crops using ultra-high performance liquid chromatography (UHPLC). Samples free of mycotoxins were spiked with $50{\mu}g/kg$, $250{\mu}g/kg$, or $500{\mu}g/kg$ of OTA and $300{\mu}g/kg$, $1500{\mu}g/kg$, or $3000{\mu}g/kg$ of ZEA. OTA and ZEA were extracted by acetonitrile and cleaned-up using an immunoaffinity column. They were then subjected to analysis with UHPLC equipped with a fluorescence detector. The correlation coefficients of calibration curves showed high linearity ($R^2{\geq_-}0.9999$ for OTA and $R^2{\geq_-}0.9995$ for ZEA). The limit of detection and quantification were $0.1{\mu}g/kg$ and $0.3{\mu}g/kg$, respectively, for OTA and $5{\mu}g/kg$ and $16.7{\mu}g/kg$, respectively, for ZEA. The recovery and relative standard deviation (RSD) of OTA were as follows: rice straw = 84.23~95.33%, 2.59~4.77%; Italian ryegrass = 79.02~95%, 0.86~5.83%; barley = 74.93~97%, 0.85~9.19%; rye = 77.99~96.67%, 0.33~6.26%. The recovery and RSD of ZEA were: rice straw = 109.6~114.22%, 0.67~7.15%; Italian ryegrass = 98.01~109.44%, 1.65~4.81%; barley = 98~113.53%, 0.25~5.85%; rye = 90.44~108.56%, 2.5~4.66%. They both satisfied the standards of European Commission criteria (EC 401-2006) for quantitative analysis. These results showed that the optimized methods could be used for mycotoxin analysis of forages.

새싹삼의 곰팡이 발생과 독소생성능

최장남,김소수,최정혜,백슬기,박진주,장자영,현정은,김세리,김점순,이데레사,Choi, Jang Nam,Kim, So soo,Choi, Jung-Hye,Baek, Seul Gi,Park, Jin Ju,Jang, Ja Yeong,Hyun, Jeong-Eun,Kim, Se-Ri,Kim, Jeom-Soon,Lee, Theresa 한국식품위생안전성학회 2021 한국식품위생안전성학회지 Vol.36 No.5

새싹삼의 곰팡이 발생을 조사하기 위해 18점의 유통중인 새싹삼을 수집하여 곰팡이 발생빈도를 분석하였다. 전체 시료의 총 곰팡이 발생빈도는 평균 113.3-174.1%였고 Penicillium spp.의 발생빈도가 가장 높았다. 곰팡이 발생빈도는 이끼가 잎, 줄기, 뿌리보다 유의하게 높았다. 잎과 줄기에서는 Penicillium spp.이, 뿌리에서는 Fusarium spp.의 발생이 높았으며 각각의 우점종은 P. olsonii와 F. oxysporum으로 동정되었다. 계통발생학적 분석을 통해 Fusarium spp.은 총 9개 종, Aspergillus spp.은 A. westerdijkiae와 A. favus, Penicillium spp.은 총 11개 종이 동정되었다. 곰팡이독소 생성 종으로 알려진 25균주의 독소형을 PCR로 검정한 결과 19점의 균주에서 각 독소형이 확인되었다. 이 중 A. flavus 2점과 A. westerdijkiae 11점이 aflatoxin과 ochratoxin A을 각각 생성하였고 일부 균주는 높은 독소생성능을 보였다. 이 결과는 새싹삼 생산에 있어 곰팡이 발생에 대한 지속적인 모니터링 및 관리방안이 필요함을 시사하였다. In order to investigate frequency of fungal contamination in ginseng sprout, we collected 18 types of retail ginseng sprouts and analyzed them. Overall frequency of fungal contamination ranged from 113.3 to 174.1% with the highest occurrence of Penicillium spp. Fungal detection rate was significantly higher in moss than in stem, leaf and root of ginseng sprout. Penicillium spp. occurred in leaf and stem with the highest incidence and Fusarium spp., in root. Among Penicillium spp. and Fusarium spp., P. olsonii and F. oxysporum were dominant, respectively. Nine Fusarium species, Aspergillus westerdijkiae, Aspergillus flavus, and 11 Penicillium species were identified by phylogenetic analysis. PCR screening of mycotoxigenic potential revealed that 19 out of 25 isolates tested were positive for respective mycotoxin biosynthetic gene. Two 2 A. flavus and 11 A. westerdijkiae isolates produced varying amount of aflatoxin or ochratoxin A in czapek yeast extract brothsome of which showed high levels of mycotoxin production. These results suggests a need for continuous monitoring and management program to control fungal contamination in the ginseng sprout production chain.

보리 도정이 Fusarium 곰팡이독소 저감에 미치는 효과

백슬기,이미정,나주영,임수빈,최정혜,최장남,장자영,양정욱,이데레사,Seul Gi Baek,Mi-Jeong Lee,Ju-Young Nah,Soo Bin Yim,Jung-Hye Choi,Jang Nam Choi,Ja Yeong Jang,Jung-Wook Yang,Theresa Lee 한국식물병리학회 2023 식물병연구 Vol.29 No.4

곡류의 도정은 곰팡이독소의 분포에 영향을 줄 수 있다. 보리에서의 도정효과를 조사하기 위해 트리코테씬과 제랄레논 독소에 오염된 겉보리 7점과 쌀보리 4점을 일반적으로 사용하는 도정 비율에 따라 도정하였다. 두 종류의 보리는 데옥시니발레놀과 아세틸 유도체(98.1-2,197.8 ㎍/kg), 니발레놀과 아세틸 유도체(468.5-3,965.1 ㎍/kg), 제랄레논(4.1-274.2 ㎍/kg) 등에 동시에 오염되어 있었다. 겉보리를 67%로 도정한 결과 데옥시니발레놀은 90.9%, 니발레놀은 87.7%, 제랄레논은 93.2%가 각각 감소하였다. 70%로 도정한 쌀보리의 경우는 데옥시니발레놀 88.6%, 니발레놀 80.2%, 제랄레논 70.1%이 각각 감소하였다. 두 보리 모두 데옥시니발레놀과 니발레놀의 아세틸 유도체는 100% 감소하였다. 그러나 보리겨는 도정 전 보리에 비해 곰팡이독소가 크게 증가하였다. 겉보리의 겨에서는 데옥시니발레놀, 니발레놀, 제랄레논이 각각 평균 357%, 252%, 169% 증가하였다. 이와 유사하게 쌀보리의 겨에서는 데옥시니발레놀, 니발레놀, 제랄레논이 각각 337%, 239%, 554% 증가하였다. 이러한 결과는 보리 낟알의 외피에 존재하는 곰팡이독소가 도정 과정을 통해 효과적으로 제거될 수 있음을 나타낸다. 그러나 도정을 통해 곰팡이독소가 낟알에서 겨로 집적됨에 따라 보리겨를 인축에 활용하기 위해서는 사전에 독소의 오염 수준을 확인할 필요가 있음을 보여준다. Milling can affect the distribution of mycotoxins in small grains. To investigate the effects on barley, seven hulled barley and three naked barley samples naturally contaminated with trichothecenes and zearalenone were obtained and milled at commonly used rates. Both barleys were simultaneously contaminated with deoxynivalenol and its acetyl derivatives (98.1-2,197.8 ㎍/kg), nivalenol and its acetyl derivative (468.5-3,965.1 ㎍/kg), and zearalenone (4.1-274.2 ㎍/kg). Milling hulled barleys at a rate of 67% reduced the mycotoxins in the grain by 90.9% for deoxynivalenol, 87.7% for nivalenol, and 93.2% for zearalenone. The reduction in naked barleys (milled at a rate of 70%) was slightly lower than in hulled barleys, with 88.6% for deoxynivalenol, 80.2% for nivalenol, and 70.1% for zearalenone. In both barleys, the acetyl derivatives of deoxynivalenol and nivalenol were reduced by 100%. However, barley bran had significantly higher mycotoxin concentrations than the pre-milled grains: bran from hulled barley had a 357% increase in deoxynivalenol, 252% increase in nivalenol, and 169% increase in zearalenone. Similarly, bran from naked barley had a 337% increase in deoxynivalenol, 239% increase in nivalenol, and 554% increase in zearalenone. These results show that mycotoxins present in the outer layers of barley grain can be effectively removed through the milling process. As milling redistributes mycotoxins from the grain into the bran, however, it shows that advance monitoring of barley bran is recommended when using barley bran for human or animal consumption.

귀리 흑변 종자에서 분리된 Pyrenophora avenae의 특성

최정혜 ( Jung-hye Choi ),김점순 ( Jeomsoon Kim ),함현희 ( Hyeonheui Ham ),이데레사 ( Theresa Lee ),나주영 ( Ju-young Nah ),최효원 ( Hyo-won Choi ),이영기 ( Young Kee Lee ),홍성기 ( Sung Kee Hong ) 한국균학회 2018 韓國菌學會誌 Vol.46 No.4

In January 2017, discolored black oat seeds were found in the storage depot of a farmhouse in Jeongeup. Pyrenophora sp. was detected in 45% of the oat seeds surveyed. All Pyrenophora isolates obtained from the seeds were identified as Pyrenophora avenae based on the sequences of internal transcribed spacer (ITS) rDNA regions and glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GPDH) gene and validated by morphological and cultural characterization. A phylogenetic tree constructed using the ITS and GPDH sequences showed that the Korean isolates of P. avenae comprise of four genetically distinct groups. Pathogenicity test validated that the fungus is an infectious agent responsible for discolored black seeds and leaf blotch in oat plants. This is the first study report that P. avenae causes leaf blotch disease of oat in Korea.

기획특집 : 미생물학적 안전관리 R&D를 통한 GAP 농산물 공급확대

류재기 ( Jae Gee Ryu ),김황용 ( Hwang Yong Kim ),김세리 ( Se Ri Kim ),이데레사 ( Theresa Lee ),정규석 ( Ku Suk Jung ),김원일 ( Won Il Kim ) 한국식품위생안전성학회 2013 Safe Food Vol.8 No.4

저장 땅콩에서 분리된 Aspergillus flavus의 다양성 및 독소생성능

최정혜 ( Jung-hye Choi ),나주영 ( Ju-young Nah ),이미정 ( Mi-jeong Lee ),임수빈 ( Su-bin Lim ),이데레사 ( Theresa Lee ),김점순 ( Jeomsoon Kim ) 한국균학회 2021 韓國菌學會誌 Vol.49 No.3

Peanuts in storage were estimated for mycotoxigenic fungi and mycotoxins. Peanut samples collected from storages in Gochang were mainly contaminated with Fusarium (17.2±28.0%), Penicillium (12.4±28.0%), and Aspergillus (8.0±7.6%). Other genera, including Talaromyces, Rhizopus, Rhizoctonia, Trichocladium, Clonostachys, Mucor, Chaetomium, Trametes, Epicoccum, and Humicola, were also found. Although aflatoxins were not detected in the peanut samples, 29 strains of Aspergillus flavus were identified using molecular marker genes. Among them, 17 selected isolates produced aflatoxins in solid culture media ranging from 0.61-187.82 μg/kg. All of them could produce both aflatoxin B₁ and B₂ and some (n=5) produced additional G₁, G₂, or both. This study is the first report that A. flavus stains obtained from Korean stored peanut are aflatoxigenic.