서 론
효모는 대부분 오래전부터 전통발효식품 제조에 많이 이용되어 왔고, 따라서 지금까지 효모는 발효식품에서 주로 분리되어 일부가 산업적으로 이용되고 있다[1-5]. 그러나 꽃과 과일 등 온도와 습도 등의 기후변화가 심한 자연환경에 분포하고 있는 효모들의 종 다양 특성과 유용효모의 분리 및 이용 연구는 거의 실시되지 않아 이들로부터 유용 균주들을 선별하여 고부가가치의 의약 산업이나 건강기능성 식품산업 등에 응용할 필요성이 있다.
따라서 필자 등은 최근 환경부 국립생물자원관과 공동으로 자연환경에 분포하고 있는 다양한 효모들을 발굴하여 효모 종 다양성을 확립하고자 먼저 대전지역 일부 하천과 야산 등의 야생화들로부터 효모들을 분리, 동정하여 이들의 다양성[6]과 국내에서 처음 보고되는 국내 미기록 효모들의 특성을 보고하였다[7]. 대전의 계족산, 충남 홍성의 오서산 일대와 전북 정읍 백암산 등의 산악지대에서 식생하고 있는 야생화들을 수집하여 이들로부터 효모를 분리, 동정하였고[8], 이들 중 국내 미기록 효모들을 선별한 결과, 이들이 매우 독특한 균학적 특성을 갖고 있음을 보고하였다[9].
또한 우리나라 해안지대 야생화들[10]과, 경기도와 제주도 야생화들로부터 효모를 분리하여 이들로부터 항통풍성 물질생산에 관한 연구를 실시한 결과 Pseudozyma hubeiensis 228-S-1의 무세포 추출물이 19.6%의 항통풍성 xanthine oxidase 저해활성을 갖고 있음을 보고한 바 있다[11].
본 연구에서는 섬지역 서식 야생화들의 효모 종 다양성을 조사하는 연구의 일환으로 우리나라의 대표적인 섬들인 동해의 울릉도와 남해의 욕지도에 있는 야생화들로부터 효모들을 분리, 동정하고 이들의 다양성을 조사하였다.
재료 및 방법
효모의 분리 및 동정
경북 울릉도와 경남 통영의 욕지도 일대에서 2013년 봄에 개화한 꽃(화분)들을 각각을 멸균튜브에 채취한 후, 5 ml의 멸균수를 넣고 1시간 동안 진탕하여 현탁액을 얻었다. 현탁액 일부를 Min[6]의 방법에 따라 스트렙토마이신(50 μg/ml)과 앰피실린(50 μg/ml)이 들어 있는 Yeast ext- ract-peptone dextrose 한천배지에 도말하고 30oC에서 48 시간 배양한 후 형성된 효모 집락들을 분리하였다.
효모들의 동정은 26S rDNA의 D1/D2 부위의 염기서열 상동성 비교법을 이용하여 전보[6,11]와 같이 실시하였다. 이와 같이 얻은 염기서열들을 NCBI의 BLAST를 사용하여 데이터베이스에 등록되어 있는 효모들과의 분자생물학적 유연관계를 분석하여 동정하였다.
결과 및 고찰
울릉도 야생화들로부터 효모의 분리 및 동정
울릉도 나리분지 주위에서 2013년 6월 26~27일 개화한 섬말나리꽃 등 33점의 야생화들을 수집하여 이들로부터 효모들을 분리하여 동정한 결과는 Table 1과 같다. 분리된 48주의 효모들은 모두 22종으로 동정되었고 이들 중 Metschnikowia koreensis가 5주, Metschnikowia reukaufii가 5주, Pichia mexicana가 5주, Pichia scolyti가 4주, Rhodotorula glutinis가 4주, Rhodotorula graminis가 5주로서 전체 분리된 48주 효모들의 약 58.3%를 차지하였다.
경상북도 울릉군 북면 나리리 해발 406 m에 위치한 나리분지는 외륜산으로 둘러싸여 있고 연평균 강수량은 약 1480 mm, 평균기온은 12ºC이고 여름은 25ºC 내외로 육지보다 온화한 날씨를 보이는 지역이다. 이러한 특징을 가진 나리 분지에서 Pichia 속, Metschnikowia 속 및 Rhodotorula 속의 효모가 특히 많이 분리된 점은 울릉도 나리분지의 독특한 환경과 연계되어 있는 것으로 추정되고 이에 대한 추가의 연구가 요구된다.
Table 1. Yeasts species isolated from wild flowers collected in Ulleungdo, Gyeongsangbuk-do, Korea
Table 1. Continued
욕지도 야생화들로부터 효모 분리 및 동정
경상남도 통영 앞바다에 위치하고 있는 욕지도의 천황산(해발392 m) 주위에 2013년 5월17~18일 개화한 쑥갓꽃 등 36점의 야생화들로부터 위와 같이 효모들을 분리하여 동정한 결과는 Table 2와 같다. 분리된 60주의 효모들은 모두 25종으로 동정되었으며 특히 Metschnikowia reukaufii가 13주로 가장 많았고 Rhodotorula mucilaginosa도 10주가 분리되었다. Rhodotorula 속균이 7종 21균주가 분리되어 가장 많았고, 다른 지역에서와는 달리 CCryptococcus 속균이 7종, 12균주가 분리되었다.
울릉도와 욕지도의 야생화로부터 분리된 효모의 종 분포 특성
동쪽과 남쪽으로 매우 다른 위치에 있는 두 섬들의 야생화들로부터 분리된 효모들의 분포양상은 Fig. 1과 같이 두 섬에서 공통으로 분리된 균들은 CCryptococcus albidus 외 6종이었고 이들 중 Rhodotorula 속균이 3종류로 가장 많았다. 또한 울릉도 야생화에서만 분리된 효모는 Candida in termedia 등 15종으로 Pichia 속균이 3종, Candida 속균과 Metschnikowia 속균이 각각 2종씩 분포하고 있었다. 욕지도 야생화에서만 분리된 효모는 Candida albicans등 18종이었고 CCryptococcus 속균이 5종으로 가장 많았고 Candida 속균과 Rhodotonula 속균이 각각 4종류씩 분포하고 있었다.
비록 자연 환경의 효모 종 다양특성에는 많은 요인들이 관여하겠지만 채집 장소가 다른 두 섬의 야생화 채집 시 온도(27ºC 내외)와 채집시기(울릉도: 6월 26~27일, 욕지도: 5월 17~18일) 및 연평균 강수량(1485 mm와 1398 mm)과 습도, 바람 등의 환경요인의 차이 등도 일부 두 섬지역의 효모의 종 다양 특성에 영향을 주고 있는 것으로 추정되었다. 특히 욕지도에서 Candida albicans와 CCryptococcus 속균들이 많이 분리된 있는 점은 이들 기후 환경 요인 외에 거주민과 관광객 등의 생활환경 등 다양한 원인이 있을 것으로 사료된다.
또한, 위와 같이 두 섬의 야산등지에서는 주로 Candida 속균과 CCryptococcus 속균이 많이 분리된 것에 비하여 대전 계족산 야생화들에서는 주로 Rhodotorula 속균이 많이 분포하였고[8], 충남 홍성의 오서산과 전북 정읍의 백암산 야생화들에는 CCryptococcus flavescens균과 Sporobolomyces ruberrimus균[8], 제주도 송악산과 성산일출봉 야생화들에서는 Pseudozyma aphidis와 Sporobolomyces ruberrimus 등이 많이 분리[11]되었다는 필자 등의 보고와 같이 자연계에 존재하는 효모의 분포양상은 지역의 환경 요인에 의해서 절대적으로 좌우되는 것으로 사료되었다.
적 요
경상북도 울릉도와 경상남도 욕지도의 야생화들에 분포하고 있는 효모 종 다양특성을 알아보고자 이들로부터 효모를 분리하고 분자생물학적인 26S rDNA의 D1/D2 영역 염기서열을 확인, 비교하여 동정하였다. 울릉도 야생화들에서는 22종 48균주, 욕지도에서 야생화들로부터는 25종 60균주 효모들을 분리, 동정하였다. 두 섬에서 분리한 효모들 중 CCryptococcus albidus, CCryptococcus laurentii, Metschnikowia reukafii, Pichia scolyti, Rhodotorula glutinis, Rho-dotorula graminis and Rhodotorula mucilaginosa 등 7종이 공통으로 분리되었고 나머지 33종이 두 섬에서 특이적으로 분리
