효모는 자낭균류와 담자균류 및 불완전균류 등에 분포하 는 진균류로서 일부는 오래 전부터 주류 등의 전통 발효 식 품제조에 이용되어왔다[1]. 지금까지 효모는 주로 발효식품 등에서 Saccharomyces cerevisiae 등의 일부만이 분리되어 발효식품산업에 응용되고 있고 최근 이들로부터 항고혈압 활성[2] 등의 고부가가치의 건강 소재 생산 등에 관한 연구 가 보고되고 있다[3-9].
필자 등은 2012년부터 우리나라 자연 환경의 효모 종 다 양성을 확립하기 위하여 야생화들과 토양 등으로부터 약 ,900여 균주의 효모들을 분리, 동정한 결과 이들 지역간 야생화 종류에 따라 다양한 효모 종 다양성을 갖고 있음을 보고하였다[10-14]. 또한 이들의 산업적 응용을 위한 기초 연구로 이들의 항통풍성 xanthine oxidase 저해활성 등을 갖는 유용 효모들을 보고하였다[15].
위와 같이 야생효모들은 과거에는 주로 전통발효식품이 나 이들의 원료로부터 분리, 동정되었고 최근에는 필자 등 에 의해서 야생화들과 토양 등에서 분리되었다. 그러나 담 수와 바다, 해안가 등지의 분리원에서는 일부 곰팡이들이 분리, 보고되었을 뿐 효모류의 분리, 동정 보고는 없거나 매우 미흡하다[16, 17]. 따라서 본 연구에서는 담수와 바닷 물, 해변가와 이들 주변 토양의 효모 분포 특성을 조사하고 자 우선 낙동강과 영산강 일부 지역의 물과 주변 토양 등을 수집하여 야생효모들을 분리, 동정하였다. 또한 이들 가운 데 국내 미기록 효모들을 선별하여 몇 가지 특성을 조사하 였다.
경북 상주시 중동면 하상리 낙동강과 전남 나주시 다시 면 죽산리 영산강(Fig. 1)의 담수 약 5 mL와 주변 토양 2 g 내외를 멸균 스패튤라로 채취하여 멸균 튜브에 넣고, 5 mL 의 멸균수를 첨가한 후 1시간 동안 진탕하여 현탁액을 얻 었다. 담수와 토양 현탁액 일부를 전보[12]의 방법에 따라 스트렙토마이신(50 μg/mL)과 앰피실린(50 μg/mL)이 들어 있는 yeast extract peptone dextrose (YPD) 배지에 도말하 고 30oC에서 48시간 배양한 후 형성된 효모 집락들을 분 리하였다.
효모들의 동정은 5.8S rDNA를 포함하는 internal trans- cribed spacer (ITS) 부위와 26S rDNA의 D1/D2 부위의 염 기서열 상동성 비교법을 이용하여 전보[10]와 같이 실시하 였다. 이와 같이 얻은 염기서열들을 NCBI의 BLAST를 사 용하여 데이터베이스에 등록되어 있는 효모들과의 분자생 물학적 유연관계를 분석하여 동정하였다.
낙동강과 영산강 담수와 주변 토양들로부터 분리한 야생 효모들을 대상으로 국립생물자원관 DB와 RISS, PubMed 및 배재대학교 도서관 등의 한국 균학 관련 논문 자료들을 이용하여 국내에 아직까지 보고되지 않은 균주들을 확인 하여 국내 미기록 효모로 최종 선별하였다.
또한 선정된 미기록 효모들에 대하여 전보[18]의 일반 미생물 실험방법 등을 이용하여 형태학적 특징과 배양 및 주요 생리적 특성 등을 조사하였다.
낙동강과 영산강 담수와 주변 토양으로부터 효모의 분리 및 동정
먼저 경북 상주시 중동면 하상리 낙동강의 담수와 주변 토양 등 10점을 수집하여 이들로부터 효모들을 분리하여 동정한 결과는 Table 1과 같다. 10점의 시료에서 모두 5주 3종의 효모들을 분리, 동정하였고 이들 중 Aureobasidium pullulans 균이 3주로 가장 많았고 Candida sp.와 torula minuta 각각 1종씩 분리되었다
또한, 전남 나주시 다시면 죽산리 영산강의 담수와 주변 토양 15점 시료로부터 효모를 분리 동정한 결과Cryptococ- cus bestiolae가 3균주, Lachancea thermotolerans가 2주 등 4종 10균주의 야생효모들이 분리되었다(Table 1).
이와 같이 필자 등이 야생화에서 분리한 효모 균주들 [10-13] 보다 담수와 주변 토양에서 효모가 아주 적게 분리 된 것은 일반적으로 미생물들이 생육할 수 있는 최저 수분 활성도(Aw)가 세균은 0.94~0.99인데 비해서 효모는 0.88~ 0.94로 낮은 점[19], 물과 토양에는 대체로 탄소원이 적은 점 등의 환경요인에 의한 것으로 추정된다.
국내 미기록 효모들의 선별 및 특성
위와 같이 낙동강과 영산강 담수와 주변 토양에서 분리, 동정한 15주의 야생 효모들 중 아직까지 국내에 보고되지 않은 효모들을 선별한 결과 Candida ghanaensis JSF0127 와 Meira geulakonigii JSF0130를 국내 미기록균들로 최종 선별하였다.
이들 국내 미기록 효모 균주들의 phylogenetic tree는 Fig. 2와 같고 이들의 형태적 특징을 조사한 결과는 Table 2와 같다. 두 균 모두 출아법으로 영양증식을 하였고 포자 를 형성하였으며 Meira geulakonigii JSF0130은 의균사를 형성하였다.
Fig. 2
Phylogenetic tree of two unrecorded yeasts, Candida ghanaensis JSF0127 and Meira geulakonigii JSF0130, isolated from freshwater and soils of Nakdong and Yeongsan rivers based on the nucleotide sequences of large subunit 26S rDNA. The tree was generated by the neighbor-joining method, using MEGA7.
또한 미기록 효모균주 모두 potatoes dextrose 배지와 YPD 배지, yeast extract malt extract (YM) 배지 등에서 잘 생육하였고, 10% glucose를 함유한 YPD 배지에서 잘 생육 하였으며 특히 두 효모 모두 5% NaCl을 함유한 YPD 배지 에서 생육하는 내염성 효모들이었다.
위와 같이 선별한 국내 미기록 효모들에 대한 외국 학술 지 발표 내용은 매우 미흡하여 Kurtzman [20]이 인도의Ghana에 있는 토양에서 Candida ghanaensis를 처음으로 분리, 동정하여 보고하였다. 또한 Meira geulakonigii는 Ya suda 등[21]이 일본 배 미숙과에 병을 일으키는 새로운 효모 유사 진균으로 분리하여 이들의 형태적, 생리적 특성 등을 조사하여 보고한 바 있다.
적요
우리나라 주요 강 담수와 주변 토양 중의 야생효모 분포 특성을 조사하고자 먼저 낙동강과 영산강 일부지역의 담수 와 주변 토양 25점을 수집하여 15균주 9종의 야생효모들을 PCR을 이용한 ITS 부위와 26S rDNA의 D1/D2 부위의 염 기서열 상동성 비교법을 이용하여 동정하였다. 이들 가운 데 Aureobasidium pullulans와 Cryptococcus besiolae가 각 각 3균주로 가장 많이 분리되었고, Lachancea thermotoler- ans와 Wickerhamomyces anomalus도 각각 2주씩 분리되었 다. 특히 Candida ghanaensis와 Meira geulakonigii는 국내 처음 보고되는 미기록 균주들로서 포자를 형성하였고, YPD 배지와 potatoes dextrose 배지 등에서 잘 생육하는 특성을 갖고 있었다. 또한 두 미기록 효모들은 5% NaCl을 함유한 YPD 배지에서 생육하는 내염성 효모들이었다
