서 론
효모는 주로 자낭포자를 형성하는 자낭균류와 담자포자를 형성하는 담자균류 및 포자를 형성하지 않는 불완전균류에 속하며 대부분이 비병원성 균들이다. 이들의 일부는 오래 전부터 주류와 장류 등의 전통 발효 식품제조에 이용되고 있다[1].
최근 진핵 생물의 유전자 발현을 위한 분자생물학적 연구에서 host로서 매우 중요하게 이용되고 있을 뿐만 아니라 혈관신생억제물질[2], 항고혈압성 안지오텐신 전환효소 저해물질[3, 4], 혈전용해 활성물질[5], 항치매성 β-secretase저해물질[6]과 acetylcholinesterase 저해물질[7], 미백성 tyrosinase 저해물질[8], 효모 핵산물질의 생리기능성[9] 핵산물질 등 고부가가치의 건강 소재 생산 균주로서 효모에 관한 연구가 진행되고 있다.
한편, 지금까지 효모는 주로 발효식품 등에서 분리되어Saccharomyces cerevisiae 등의 일부만이 발효식품산업에 응용되고 있다. 최근 필자 등은 우리나라 자연 환경의 효모 종 다양성을 확립하고 나아가 국내외 미기록이나 신종 효모를 발굴하기 위하여 야생화에서 1850균주의 효모들을 분리 동 정하였고 43균주의 미기록 효모들을 발굴하여 보고하였다.[10-19]. 또한 이들 가운데 비병원성 효모들을 선별하여 항통풍성 xanthine oxidase 저해활성을 보고하였다[20].
본 연구에서는 토양 중의 효모 분포 특성을 조사하기 위해 우선 대전광역시와 충청남도 12개 지역의 산 인근 밭토양을 수집하여 야생효모들을 분리, 동정하였다.
재료 및 방법
효모의 분리 및 동정
대전광역시를 포함하는 충청남도 12개 지역(Fig. 1)의산 인근의 밭 표층 2 cm 이하 토양 2 g 내외를 멸균 스패튤라로 채취하여 멸균튜브에 넣고, 5 mL의 멸균수를 첨가한 후 1시간 동안 진탕하여 현탁액을 얻었다. 현탁액 일부를 Min 등[10]의 방법에 따라 스트렙토마이신(50 μg/mL)과 앰피실린(50 μg/mL)이 들어 있는 yeast extract-peptonedextrose 한천배지에 도말하고 30oC에서 48시간 배양한 후 형성된 효모 집락을 분리하였다.
효모의 동정은 5.8S rDNA를 포함하는 internal transcribed spacer (ITS) 부위와 26S rDNA의 D1/D2 부위의 염기서열 상동성 비교법을 이용하여 전보[10]와 같이 실시하였다. 이와 같이 얻은 염기서열들을 NCBI의 BLAST를 사용하여 데이터베이스에 등록되어 있는 효모들과의 분자생물학적 유연관계를 분석하여 동정하였다. 또한 본 연구를 통해 얻은 효모의 염기서열 정보들은 BankIt을 통해 NCBI의 GenBank에 등록하였다(KU316697-KU316793).
결과 및 고찰
대전광역시와 충청남도 밭 토양으로부터 효모의 분리 및 동정
대전광역시와 공주시, 금산군, 천안시, 아산시, 논산시등 충청남도 동부지역 토양 38점을 수집하고 효모를 분리하여 동정한 결과는 Table 1과 같다. 38개의 시료에서 모두 70주 49종의 효모를 분리, 동정하였고 이들 중Trichosporon속이 15균주,Cryptococcus 속이 13균주로 가장 많았고 금산군 진악산 주위 토양에서 분리한 Trichosporon asahii와 논산시 관록사 주위 토양에서 Debaryomyces hansenii가 각각 5주씩 단일종으로 가장 많이 분리되었다.
충청남도 부여군과 보령시, 예산군, 홍성군, 당진시, 태안군 등 서부지역 토양 23점 시료에서 효모를 분리 동정한 결과(Table 1) 다른 지역과 특이하게 분리균주 27주 17종 중에서 Cryptococcus podzolicus가 10균주로 전체의 약 40%를 차지하였고 Rhodotorula mucilaginosa도 3균주가 분리되었다.
대전광역시와 충청남도 밭 토양 중의 효모의 분포특성
위와 같이 대전광역시를 포함하는 충청남도 전 지역의 토양에서 분리된 효모들의 phylogenetic tree는 Fig. 2와 같고 이들의 분포특성을 종합한 결과는 Table 2와 같다. C.podzolicus 11균주를 포함한 Cryptococcus spp.가 총 25균주(26%)로 가장 많았고 T.asahii를 포함하는 Trichosporon spp.가 16균주(16%), D. hansenii 6균주를 포함하는 Debaryomyces spp.가 9균주(약 9%)순으로 많이 분포하고 있었다.
또한 대전광역시를 포함하는 충청남도 동부지역 토양에서는 T. asahii 5주를 포함하는 Trichosporon 속 균이 15주로 가장 많이 분리되었고 당진시 등의 서부지역에서는 C.podzolicus를 포함하는 Cryptococcus속 균이 12주로 가장 많이 분리, 동정되었다(Table 2, Fig. 3). 또한 이들 충청남도 동부와 서부지역에서는 C. podzolicus를 포함하는 6종 의 야생효모들이 공통적으로 분리되었다.
이와 같이 충청남도 동부지역과 서부지역 토양의 효모종 분포특성 차이가 있는 것은 이들 지역 토양의 물리화학적 성질과 시료 채취 당시 동부지역(5~6월)과 서부지역(7~8월)의 평균 온도와 습도 차이가 있기 때문으로 보인다.
Table 1. Yeasts species isolated from soils of fields of Chungchengnam-do including Daejeon metropolitan city, Korea
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Table 2. Ranking of yeasts isolated from soil in Daejeon metropolitan city and Chungchengnam-do, Korea
적 요
우리나라 토양에서 효모 종 분포특성을 조사하기 위해먼저 대전광역시를 포함하는 충청남도 전 지역의 밭 토양 61점을 2015년 6월부터 8월까지 수집하여97균주 20종의 야생효모들을 분리하였고, polymerase chain reaction(PCR)을 통해 internal transcribed spacer (ITS) 부위와 26S rDNA의 D1/D2 부위의 염기서열 상동성 비교법을 이용하여 종을 동정하였다. 이들 가운데 Cryptococcus podzolicus가11균주를 포함하는Cryptococcus 속 균이 전체분리 균주 중 16균주(16%)로 가장 많이 분리되었고, 다음으로 Debaryomyces hansenii와 Trichorsporon asahii도 각각 6주씩 분리되었다.
