본 연구에서는 강한 내열성을 가지는 비병원성 Bacillus atrophaeus, Bacillus subtilis, Geobacillus stearothermophilus 포자의 열 저항성을 분석하여 레토르트 식품 제조 시 직 접적인 멸균 여부 판정에 사용 가능성을 평가하고자 하였 다. B. subtilis 포자의 D121-value는 2.9±0.1분이었으며, Zvalue는 43.0±1.4oC로 나타났다. G. stearothermophilus 포 자의 D121-value는 4.3±0.1분이었으며, Z-value는 25.0±1.6oC 로 나타났다. B. atrophaeus 포자의 D121-value는 3.7±0.1분 이었으며, Z-value는 35.8±1.4oC로 나타났다. B. subtilis, G stearothermophilus와 B. atrophaeus 포자의 D121-value는 모 두 레토르트 식품 멸균 확인에 사용되는 C. botulinum 포 자의 D121-value 보다 높은 값을 나타내었다. 이러한 결과 를 종합하여 볼 때 레토르트 식품 멸균 시 병원성 포자형 성균인 C. botulinum 대신 B. subtilis, G. stearothermophilus, B. atrophaeus 포자를 사용할 수 있을 것으로 판단된다. 또 한 기존 세균발육 실험에 소요되는 13일보다 단시간인 2- 3일에 멸균 여부를 확인할 수 있을 것으로 판단된다.

The germination characteristics of the resting cysts of Pheopolykrikos hartmannii collected from the southern coastal sediments of Korea were studied at different temperature conditions, and the morphology and phylogeny of the germlings were examined. The resting cysts of Ph. hartmannii were round and characterized by a red accumulation body and many arrow-like spines and could germinate at temperature of 10 to 30°C. High germination rates (>90%) were observed at 15 and 20°C, indicating that the resting cysts could act as seed populations for the bloom initiation of Ph. hartmannii in Korean coastal waters in early summer or early fall. The morphology of the germlings was generally consistent with the previous description, and an apical groove characterized by a fully enclosed loop was observed. Phylogenetic analysis based on large SubUnit (LSU) rRNA gene sequences revealed that the germlings shared an identical sequence with the Korean and American isolates of Ph. hartmannii and was a sister clade of Polykrikos species.

본 연구는 해중림초 주변에서의 감태 포자의 확산 특성에 알아보기 위하여 연구를 수행하였다. 이를 위해 대상해역에서의 현 장관측과 EFDC를 활용하여 수치모형실험을 실시하였다. 또한, 앞선 결과를 바탕으로 대상해역에 설치된 해중림초 중 3개종(정삼각뿔형어 초, 이중돔형어초, 날개부를가진어초)에 대하여 Flow-3D를 이용한 수치모형실험을 실시하여 실해역 흐름 재현을 통한 포자이동 방향 및 최대 이동거리를 도출하고자 하였다. 연구결과, 정삼각뿔형어초와 이중돔형어초의 경우 포자의 최대 안착지점은 북서쪽 방향으로 10 m, 서쪽방향으로 6 m로 나타났다. 날개부를가진어초의 경우 포자가 해중림초 주변 4m지점에서 최대 안착을 하였다. 이러한 결과는 해중림초 설치시 감태 포자의 확산특성을 고려하여 배치하였을 경우 포자의 이동에 따른 해조류의 부착기질로서의 기능에 대한 효과가 증대될 것 으로 판단된다.

인수공통 감염증의 하나인 톡소포자충의 검출을 위해서는 대부분은 ELISA 법이 사용 되고 있으나, 충체가 사멸 된 후에도 양성반응이 나타나는 등 사용에 제한이 있다. 반면 유전자 검출법은 현재 감염상태를 확인 할 수 있기 때문에 식중독 원인조사 등에 적합하다고 판단되어 이를 활용하여 본 연구를 진행하였다. 톡소포자충의 유전정보를 통해 529 repeat region의 염기서열을 얻고, 프라이머 및 TaqMan 프로브를 설계하여 real-time PCR을 이용한 검 출법을 개발하였다. 검출한계(lower limit of detection) 및 적정곡선을 확인한 결과 10 genomic DNA copy가 검출한 계로 확인되었고, 정량을 위한 곡선은 101~106 DNA copies 까지 0.999의 R2값을 나타내었다. 개발된 검출법의 증폭효 율을 비교하기 위해 B1 gene 타겟 프라이머 세트와 타입 별 검출한계를 비교한 결과, type 1, 2, 3 톡소포자충에서 같거나 더 나은 검출한계를 보였다. 또한 식품에서 주로 분리되는 식중독 세균 14종 및 원충 3종에 대해 특이도를 비교한 결과, 모두 음성으로 나타났다. 개발된 검출법을 식육검체에 적용하였을 때 type 1, 2, 3에서 모두 원활한 검출결과를 보여 증폭방해물질이 존재하지 않은 것으로 확인되었다. 본 연구를 통해 개발된 유전자검출법은 국내 유통 중인 식육에서 인수 공통감염 원충의 하나인 톡소포 자충의 감염 여부를 확인하는 사전적 모니터링의 방법으로 활용될 예정이다.

봉지재배에 적합한 버들송이 신품종을 육성하고자 유전자원을 수집하고 재배 후 자실체 특성검정으로 우수자원(5계통)을 선발하였다. 선발자원으로부터 단포자 분리 및 교잡을 통해 JBAC15-1 등 35 교잡계통을 선발하였다. 35계통 중 PDA 평판배지를 이용하여 균사생장과 균총 밀도가 우수한 7계통을 1차 선발하였다. 톱밥 봉지재배 방식을 이용하여 선발 7계통의 재배특성을 조사한 결과, 재배일수가 50일 정도로 다른 계통에 비하여 짧고, 봉지 당 수량이 160g 정도로 높으며, 발이가 안정적인 3계통(JBAC15-1 계통 등)과 갓과 대 품질이 우수한 JBAC15-5 계통 등 총 4계통을 선발하였다. 선발계통의 rDNA ITS 영역 염기서열 분석 을 통한 유전적 다형성과 기존 품종과의 대치배양을 통해 신규성을 확인하였다. 평판배지를 이용한 선발계 통의 균 배양 특성으로, 배지종류는 PDA 배지에서 전반적으로 균사생장과 밀도가 우수하였고, 배양온도는 27.5°C에서 최대 생장 후 늦어지는 경향이었으며, 배지 pH는 5~7 정도의 약산성 배지에서 균 배양이 우수하였다.

내생포자는 다양한 스트레스에 매우 내성이 강하기 때문에 이를 효과적으로 제어하는 것은 매우 중요하다. 가열 처리로 포자를 제어할 수 있지만 이러한 열 공정은 식품의 텍스처와 색의 변화, 향기 성분의 손실, 영양성분의 파괴 등 품질 저하를 야기한다. 따라서 비가열 살균 기술인 광펄스(Intense Pulsed Light)를 통해 식품의 품질은 유지하면서 효과적으로 식품의 안정성을 증진시킬 수 있다. 광펄스 살균은 고전압 발생 장치를 통해서 제논 램프에 의해 200-1100nm 범위의 넓은 파장을 가진 빛을 아주 짧은 시간 안에 펄스의 형태로 가하여 식품 표면에 존재하는 미생물을 사멸시키는 기술이다. 본 연구에서는 광펄스 살균 기술을 이용하여 Bacillus subtilis 포자의 저감화 효과를 800 V에서 1400V까지 200 V 간격에서 최대 90초까지 처리한 후 평판계수법을 이용하여 확인하였다. Bacillus subtilis 포자의 사멸 정도는 전압이 증가할수록 처리시간이 길어질수록 높아지는 경향을 보였다. 800 V와 1200 V에서 50초간 처리한 결과 5.7, 6.1 log 정도의 사멸을 보였으며 1400 V에서는 50초 처리 만에 7 log 사멸을 나타내며 완전 사멸에 도달하였다. 포자는 생존 적절한 환경이 주어지면 영양세포로 발아, 성장을 하므로 이러한 기간 동안 광펄스에 대한 민감도 변화를 모니터링하는 것이 중요하다. 따라서 최대 6시간까지 배양하면서 포자의 발아 정도를 포자염색법을 통해 광학현미경으로 확인하고 이를 광펄스 처리하여 광펄스에 대한 민감도 변화를 비교, 분석하였다. 800, 1000, 1200 V 세 가지 조건 모두 배양 시작 후 1시간까지는 광펄스 저항성이 일시적으로 증가하다가 이후에는 점차 저항성이 감소함을 확인하였다. 6시간까지 배양시킨 포자의 발아, 성장 단계 파악을 위하여 600 nm에서 optical density를 측정하였으며 그 결과, 80분까지는 발아가 일어나며 그 기간 중 1시간 까지는 초기 발아단계로 판단되었다. 초기 발아 단계에서 가장 주요한 내부 물질의 변화는 바로 포자 내의 디피콜린산의 유출로 디피콜린산은 자외선의 민감도를 부여하는 물질로 알려져 있다. 본 연구에서도 포자 안에 축적되어 있던 디피콜린산이 유출되면서 광펄스에 대한 저항성이 발아 초기에 약간 증가한 것으로 판단된다. 따라서 본 연구를 통해 포자의 발아, 성장 단계와 광펄스 민감도의 변화 간의 관계를 파악하여 광펄스 살균 기술의 포자 저감화 가능성을 확인하였다.

대형녹조류인 Ulva pertusa는 전 세계 연안에 서식하는 저서성 종으로 대발생 또는 인공구조물에 착생되어 경제적, 사회적인 측면에서 문제를 야기시키고 있다. 착생생물을 제어하기 위해 신방오제인 ziram, diruon, zinc pyrithione (ZnPT), copper pyrithione(CuPT), DBNPA, triclosan 등이 방오도료로 사용 중이나, 대형 및 미세조류를 이용한 신방오 제들의 방오능 검증과 기초적인 연구자료가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 초기 우점착생종인 구멍갈파래의 포자를 이용하여 방오제의 효능을 검증하고 생체막 형성의 우점종인 미세조류 Nitzschia pungens를 이용한 방오능을 검증하였다. 구멍갈파래포자의 운동성 검증에서 ziram과 ZnPT는 diuron, CuPT, DBNPA, triclosan보다 50% 높은 운동성 억제를 나타내었고 착생 검증에서는 ziram이 가장 낮은 착생률 1%로 나타났으며 CuPT는 100 ㎍/L의 농도에서 다른 대조군에 비해 80%의 성장율 억제를 보였다. 본 연구의 결과로 신방오제의 방오능을 검증하여 향후 방오능 검증에 기초자료가 될 것으로 사료된다.

Akinete germination may be a starting point of some akinete-producing cyanobacterial blooms in eutrophic freshwater systems. This study examined germinability of akinete of a cyanobacterium Anabaena circinalis isolated from the sediment of the North Han River (Cheongpyung Dam), Korea, under several environmental factors such as temperature (5∼25℃), light (0∼100μmol photons m-2 s-1), nutrients (nitrogen and phosphorus) and pH (5~12). The high germination rate appeared at high temperature: >55% at 25℃, followed by 15% at 15℃, 10℃ and 10% at 5℃. Low light intensity was favorable for akinete germination. Over 45% of germination occurred at low light intensities (5, 15 and 30μmol photons m-2 s-1), while less than 10% of germination occurred at both 50 and 100μmol photons m-2 s-1. No germination occurred in the dark condition. Akinete germination rate increased with nutrient (phosphorus and nitrogen) enrichment, and nitrogen addition showed greater effect on the germination compared to phosphorus addition. Akinetes germinated well at neutral or slightly alkaline pH condition (pH 7 and pH 8: >55%), but no germination was observed at pH 11~12. The present study demonstrates some favorable ambient conditions of Anabaena circinalis germination, which could provide useful information to study the germination conditions of other Anabaena species or akinete-forming algae and predict its bloom in eutrophic freshwaters.

남조류는 겨울철에 휴면포자의 형태로 퇴적층에서 존재하다가 적합한 환경조건이 되었을 때 다시 영양세포로 전환된다. 이렇게 전환된 영양세포는 성장에 적합한 환경이 되었을 때 대량증식 하게 되어 수체 내에서 우점한다. 이전까지의 국내 대부분의 연구는 수체 내 영양세포의 변동과 환경인자와의 관계 또는 영양세포에 대한 생리생태적 연구부분에 국한되었다. 하지만, 휴면포자에서 영양세포로 진행되는 부분에 대한 연구가 조류대량증식의 궁극적인 기작이 되므로 휴면포자에 대한 연구는 조류의 생활사를 이해하는 데에도 매우 중요하다. 또한 다른 조류들간의 변동 및 천이의 연구를 위해서도 필수적이다.

천마버섯의 품종육성을 위하여 자연 상태에서 발생한 천마버섯 자실체로부터 담자포자를 채취하여 버섯완전배지에서 발아하였다. 담자포자 채취량은 많았으며, 발아율은 높은 편으로 느타리와 유사하 였다. 발아한 담자포자를 배양하여 균사생장 속도, 균총형태, 균핵 형성 정도에 따라 20가지로 구분 하였다. 구분한 담자포자에 대한 RAPD로 DNA 다형성을 조사하여 이들의 패턴을 분석하였다. 양 상이 다른 것을 선발하여 교잡 모본으로 이용하기 위해 다양한 primer를 사용하여 스크린 하였다. 일부 primer에서 다소 패턴이 조금 다른 균주가 나타났으나 크게 뚜렷하지는 않았다. 앞으로 좀 더 많은 primer로 패턴이 뚜렷하게 구분되는 균주 선발이 요구된다. 단포자분리주의 DNA 패턴이 차이 가 나는 것은 단포자분리주의 핵의 수나 염색체 수가 다르기 때문일 것으로 사료된다.

살균제 저항성 Bacillus cereus 분리주의 포자에 살균제와 열을 가해 그 병합효과를 비교하였다. 사용된 B. cereus 균주는 차아염소계 처리 후 분리한 균주(S-BC-50, S-BC-52), 과산화수소 처리 후 분리한 균주(S-BC-23, S-BC-48), acetic acid 처리 후 분리한 균주(S-BC-54, S-BC-56)와 표준균주 B. cereus KCTC1661을 사용하였다. B. cereus 분리주의 포자를 다음 조건으로 처리하였다; i) 0.56% 과산화수소수(HP), ii) 3% acetic acid(AA), iii) 80oC 열처리(H80), iv) 90o 열처리(H90), v) HP+H80, vi) HP+H90, vii) AA+H80, viii) AA+H90. 포자를 HP와 AA 처리에 노출시킨 결과 포자가 감소하지 않았지만, H80과 H90 처리에서는 1~2 log CFU/mL가 감소하였다(P<0.05). 병합처리(HP+H80, HP+H90, AA+H80, AA+H90)에 포자를 적용시킨 경우, 포자수가 3-6 log CFU/mL 감소 하였지만, AA+H80과 AA+H90은 AA만 처리했을 때보다 오히려 포자 제어가 감소했다. 따라서 HP와 열처리를 병합했을 때는 B. cereus 포자를 불활성화하기에 효과적이지만, AA의 경우 B. cereus 포자가 열처리에 대한 저항성을 증가시키는 것으로 사료된다.

선충절대기생세균(Pasteuria penetrans)이 감염되어 있는 온실토양을 이용하여 세균의 내생포자가 땅콩뿌리혹선충(Meloidogyne arenaria) 유충 표면에 부착하는데 대한 온도의 영향에 대해 시험하였다. 갓 부화된 뿌리혹선충 2령충(J2)을 페트리디쉬 내의 토양에 접종한 후 20℃, 25℃, 30℃, 35℃에서 7일간 처리하였다. 모든 온도에서 내생포자의 J2 부착률은 모두 100%로 나타났으나 J2당 내생포자 부착수는 25℃에서 28.3개로 가장 많았으며 30℃, 20℃ 및 35℃에서 각각 J2 당 20.2, 18.6 및 13.6개로 낮아졌다. J2를 접종하기 전에 세균이 있는 토양을 온도 별로 10일간 전처리하였을 때 내생포자 부착률은 실온에서의 60%에 비해 -30℃, 4℃, 40℃, 50℃ 및 100℃에서 각각 25.0, 31.7, 8.3, 5.0 및 0%로 현저하게 낮아졌다. J2 당 내생포자 부착수도 실온에서의 5.3개에 비해 -30℃, 4℃, 40℃, 50℃ 및 100℃에서 각각 3.5, 4.3, 1, 1, 0개로 적었다. P. penetrans 세균의 내생포자를 뿌리혹선충 종별로 J2에 부착 시험한 결과 땅콩뿌리혹선충에서는 100%였으나 당근뿌리혹선충(M. hapla)과 고구마뿌리혹선충(M. incognita)에서는 모두 0%로 본 균주는 뿌리혹선충 종에 대해 기주선호성을 가진 것으로 나타났다.

본 연구에서는 우단일엽(Pyrrosia linearifolia)의 전 엽체 및 포자체의 생활환을 이용한 주년 대량번식체계의 기초를 제공하기 위하여 전엽체 증식 및 포자체를 이용한 식물체 재생에 미치는 기내 환경요소를 구명하였다. 전엽 체 증식은 2MS배지에서 가장 왕성하였다. 질소급원 또한 첨가량이 많아질수록 증식율과 생육이 우수하였으며, 120mM 첨가구에서 생육이 가장 왕성하였다. 전엽체 증 식에 가장 적합한 sucrose의 첨가농도는 3%였다. IAA, NAA, BA 및 kinetin을 5~20 μM정도 첨가하는 것은 전엽체의 생육을 촉진하였으나, 2iP는 전엽체의 생육을 억제하였다. 액체배지에서는 전엽체의 생육이 억제되었 으나, 진탕배양했을 때에는 고체배지와 증식량이 유사하 였으며, 생식기관 또한 정상적으로 형성되었다. 포자체의 엽신과 근경의 절편을 다져서 배양한 결과, 근경 절편 에서만 포자체가 재생되었다. 곱게 다진 근경의 절편은 1/8MS배지에서 포자체 재생이 가장 왕성하였으나, 재 생된 포자체의 생육은 1/2MS배지에서 가장 우수하였다. 1/8MS배지에서 포자체 재생 및 생육을 촉진시킬 수 있는 적정 sucrose의 첨가 농도는 1%이며, NaH2PO4를 50~ 100mg·L−1 첨가하는 것은 균질배양한 근경의 절편에서 포자체가 형성되는 것을 촉진하였다.

양송이(Agaricus bisporus)는 세계에서 가장 많이 재배되고 있는 버섯으로 유럽 등 130여 개국에서 즐겨 먹고 있는 가장 대중적인 버섯이다. 양송이는 느타리, 팽이, 큰느타리등의 버섯과 달리 자웅동주형으로 꺽쇠연결체가 없어 교잡 유무를 확인할 수 없다. 지금까지 대부분의 육종은 단포자를 분리하여 자실체특성을 검정하여 우량주를 선발하는 방법으로 모본과의 구별성과 오랜 시간을 요구한다. 본 연구에서는 양송이 육종효율을 높이기 위해 양송이 단포자에서 RAPD방법을 통해 737 등 2균주에서 Homokaryon을 선발하였으며 각각의 Homokaryon 끼리 단포자교잡을 실시하였다. 총 350균주를 교잡하였으며, 자실체 특성 검정을 통하여 이 중 우수교잡주 A304등 4균주를 선발하였다. 이들 교잡주의 균사배양 최적온도는 23~28℃이며, 버섯발생온도는 21~25℃, 자실체 생육온도는 23~25℃로 중고온성 특성을 보였으며 자실체 발생형태는 다발성으로 유효경수가 많고 대가 두꺼우며 짧은 편이다. 특히, A304는 버섯의 색택이 순백색으로 경도가 단단하여 품종으로서의 가능성도 보였다. 선발된 4균주와 2개의 모균주 그리고 보급종인 양송이505호를 DNA를 추출한 후 PCR을 통해 DNA profile을 분석한 결과, 밴드상의 차이점을 확인할 수 있었다. 본연구에서 선발된 모본들은 양송이 육종 연구에 유용한 자원으로 이용될 수 있길 기대한다.

양송이 신품종 육성을 위해 갈색종 CM071201 균주에서 161개의 단포자 균주를 분리하여 배양 및 생육 특성을 조사 한 결과는 다음과 같았다. 균사생장은 67%가 양호(45㎜이 상), 보통 27%(20~45㎜), 느림 26%(20㎜ 이하)이었다. 균 사색택은 흰색 76%, 베이지색 32%, 갈색 7% 이었다. 균사 밀도는 양호 38%(+++), 보통 48%(++), 낮음 14%(+)이 었다. 단포자 균주의 생육 특성을 검토하기 위해 127개의 곡 립 종균을 만들어 상자 재배한 결과 113개의 균주에서 자실 체를 얻을 수 있었으며, 자실체의 색택은 대부분 갈색이었지 만 2개의 균주는 크림종 이었다. 상자 재배시 수량이 양호한 16계통을 1차 선발하였고, 2차 균상 재배시 모균주 보다 수 량이 양호한 CM071201-S058 등 5계통을 선발하였다.

양송이는 느타리 등 대부분의 버섯이 4극성의 자웅이주성 이어서 교잡이 용이하고 또한 교잡의 유무가 가능하나 양송 이는 성양식이 2차 자웅동주성으로 육종이 쉽지가 않다. 느 타리처럼 담자기에포자가 4개가 형성되는 경우는 5% 이내 로 극히 드물다. 더욱이 클램프 커넥션이 형성되지 않기 때문 에 Homokaryon 포자를 분리하더라도 교잡유무를 확인하기 가 어렵다. 본 연구는 국내 고유 양송이 품종을 개발하고자 다포자 임 의교잡법 등 기존의 양송이 육종 방법을 사용하지 않고 느타 리처럼 단포자 교잡법에의한 육종을 시도하여 그 결과를 보 고하고자 한다. 단포자 교잡을 실시하기 위하여 국내에서 재 배되고 있는 양송이 품종들의 단포자를 100개 이상 순수분 리하여 각각의 DNA를 추출하였다. 추출된 DNA는 RAPD 방법을 통해 밴드양상을 살펴보았다. 이들 중 특이밴드를 관 찰하여 Homokaryon으로 추정되는 단포자를 선발하였다. 선 발된 단포자들은 주관적 조합에의해 교잡을 실시하였다. 교 잡 후 그 교잡 유무를 확인하기 위하여 모본과 단포자, 교잡 주를 동시에 RAPD를 수행하여 밴드양상의 차이를 확인하였 다. 완전히 다형성이 차이나는 교잡주는 자실체 발생을 유도 하여 자실체의 형태적 특성을 살펴 최종적으로 우수 교잡주 를 선발하였다. 다소 많은 시간과 인력이 투입되었으나 양송이의 homokaryon을 확보한 것은 목적육종과 안정적인 품종을 개 발하기 위한 소중한 자원이라고 판단되며 보다 효율적인 양 송이 품종 개발이 기대된다.