Recently, active research in Korea and worldwide has begun to focus on gene function and cultivar development using gene editing tools. This research, in addition to studies on edible mushroom, aims to enhance the physical and biochemical characteristics of mushrooms for applications in materials and substance production. For these studies, efficient isolation of protoplasts from the target mushroom is critical. However, several commercial cell wall-lysing enzyme cocktails, including Novozyme234, Glucanex, and Lysing enzymes, have recently been discontinued. In this study, we aimed to identify alternative enzyme systems to replace the discontinued cell wall-lysing enzymes for stable isolation of protoplasts from Ganoderma lucidum. To select an optimal osmotic buffer, enzyme function in 0.6 and 1.2 M Sorbitol, Sucrose, Mannitol, and KCl was assessed. The effect of reaction time was also evaluated. Protoplast isolation efficiency of each alternative enzyme was tested using lysing enzymes from Trichoderma harzianum, Chimax-N, and Yatalase, either individually or in combination. This matrix of studies identified enzymes and optimal conditions that could replace the discontinued lysing enzymes.

This study investigated the microscopic characteristics and genetic relationships of Ganoderma applanatum fruiting bodies. Basidiospores were brown, ellipsoid, and had one or two large vacuoles and a double wall. The surface of basidiospores was smooth or wrinkled and most had numerous small and shallow holes. The length and width of basidiospores of Ganoderma applanatum isolates GBGA-01, GBGA-02, ASI 50167, ASI 52821, ASI 52822, ASI 52823, and ASI 53399 were on average 7.6×4.8 mm, 7.9×4.6 mm, 7.7×4.9 mm, 8.2×5.3 mm, 7.7×5.0 mm, 8.0×4.9 mm, and 7.9×4.9 mm, respectively. In contrast, the basidiospores of Ganoderma lucidum isolate ASI 7125 were 7.7×5.2 mm. Using the universal ITS1/ITS4 primer set, the ITS region of the isolates were amplified and sequenced. The ITS sequences were very closely related to G. applantum isolate GBGA-01, GBGA-02, ASI 50167, ASI 52821, ASI 52822, ASI 52823 and ASI 53399, but were not the same species. Whereas, G. lucidum isolate ASI 7125 belongs to different group.

Owing to its diverse range of bioactive compounds, Ganoderma lucidumhas garnered significant research attention for health promotion and disease prevention. Ganodermanondiol, which has a triterpenoid structure, is one of the major active compounds of G. lucidum. In the present study, the anti-inflammatory effects of ganodermanondiol were investigated to evaluate its usefulness as a functional ingredient. Ganodermanondiol (0.5–2 g/mL) significantly inhibited the production of nitric oxide (NO), the expression of the cytokines tumor necrosis factor (TNF)??and interleukin 6 (IL-6), and the expression of cyclooxygenase (COX)-2 and inducible nitric oxide synthase (iNOS) in lipopolysaccharide-induced RAW 264.7 (murine macrophage) cells. Ganodermanondiol (0.5–2 g/mL) also inhibited the phosphorylation of mitogen-activated protein kinase (MAPK) signal molecules, including p38 and c-Jun N-terminal protein kinase (JNK) in RAW 264.7 cells. Ganodermanondiol significantly inhibited the essential factors involved in the inflammatory responses of RAW 264.7 cells and would, therefore, serve as a potential prophylactic and therapeutic agent for immune-related diseases.

Ganoderma applanatum is one of the most popular medicinal mushrooms due to the various biologically active components it produces. In order to study for the possibility of artificially cultivating G. applanatum, we investigated the growth status of G. applanatum mycelium using oak sawdust bottle(850 ml). It took approximately 17~27 days for G. applanatum cultivation and 15~16 days for G. lucidum cultivation with sawdust until the mycelial growth was complete. The weight of dried fruiting bodies showed that G. applanatum GBGA-01 weighed 16.0±7.4 g, and G. lucidum ASI 7125 weighed 7.9±2.7g. The thickness of the pileus was measured as 10.6±2.6 mm for G. applanatum GBGA-01, 16.3±8.7 mm for G. applanatum ASI 52823 and 8.6±3.5 mm for G. lucidum ASI 7125. The color of Ganoderma spp. showed that L degree was 55.5±1.1 for the contex of G. applanatum GBGA-01, 47.7±2.2 for the contex of G. applanatum ASI 52823 and 39.6±2.9 for the contex of G. lucidum ASI 7125.

Recently, with the increasing global demand for Ganoderma lucidum as a material for functional beverages, varieties with enhanced functionality are needed. As part of this effort, 10 strains were selected from a collection of 160 G. lucidum strains, based on their quantity and fruiting body characteristics. These included four strains collected in Korea, three in Japan, and three of unknown origin. Approximately 44% of the 1,290 hybrid strains were secured. After two rounds of bag cultivation in oak sawdust, three strains (G-20-4, G-20-5, and G-20-7) were ultimately selected for single-timbered cultivation. Among these, G-20-4 demonstrated the earliest harvesting with a large size and a bright cap. Additionally, this strain exhibited the highest levels of total glucan, β-glucan, total triterpenoid, total polyphenol, and total flavonoid content.

High-income mushroom crops require complex farming. Therefore, we conducted a test to identify the optimum temperature for the production of antler-shaped Ganoderma lucidum using the King Oyster mushroom cultivation facility. T-N showed 0.28% of oak sawdust and 2.2% of nutritional source. The pH of oak sawdust was 6.0, indicating weak acidity, and that of rice steel was 6.6, indicating neutrality in nutrition source. Study on the quality characteristics of mushrooms showed that the number of days at 25°C were 5~6 and those at 30°C were 3~5; the representative length at 25°C was 57.5 mm and that at 30°C was 92.2 mm; the biological weight at 25 °C was 43 g, which was greater than that at 30°C.

한약재로 사용되는 더덕과 도라지에 표고의 유용성분을 함유한 소재를 개발하고자 더덕표고균사발효물(FCLM)과 더덕도라지균사발효물(FPLM)을 제조하였다. 두 가지 발효물의 일반성분, 유리당, 유기산, β-glucan, ergothioneine, ergosterol, vitamin D2 함량 및 3T3-L1 지방전구세포의 분화에 미치는 영향을 연구하였다. 일반성분 분석결과, FCLM에서 조섬유와 조지방함량이 FPLM에 비하여 높게 나타났으며, FPLM은 조단백질과 가용성무질소물의 함량 이 FCLM에 비하여 높게 나타났다. 유리당은 FCLM과 FPLM 모두 arabinose, glucose, sucrose 3종이 검출되었으며, 총 유리당 함량은 FPLM에서 높게 나타났다. 유기 산 함량은 발효 전 더덕과 도라지에 비하여 발효 후 FCLM과 FPLM에서 낮게 나타났다. β-Glucan 함량은 FCLM과 FPLM 두 발효물에서 대조구로 사용한 표고보다 높은 함량을 보였다. 항산화 물질로 알려진 ergothioneine의 함량은 FCLM이 FPLM보다 높게 나타났다. Ergosterol 함량은 대조구로 사용한 표고에서 가장 높게 나타났으며, 발효물들은 비슷한 함량을 나타내었다. Vitamin D2는 발효물들에서만 검출되었으며, FPLM (0.58±0.01 mg%)가 FCLM (0.47±0.01 mg%)보다 높은 함량을 보였다. 더덕과 도라지 표고균사발효물인 FCLM과 FPLM는 3T3-L1 지방전구세포에 대하여 발효 전 더덕과 도라지에 비하여 높은 수준의 세포 생존율을 나타내었다. 또한 FCLM과 FPLM은 3T3-L1 지방전구세포 분화를 발효 전 더덕과 도라지에 비하여 높은 수준으로 억제하여, 비만 억제 효과 가 있는 것으로 기대된다.

Anti-melanogenesis and skin anti-wrinkle effects of methanol (ME) and hot water (HE) extracts from the fruiting bodies of Ganoderma applanatum were investigated in this study. The total phenolic contents of the ME and HE of the mushroom were 11.68 and 3.15 μg GAEs/mg, respectively, whereas the total flavonoid contents of the ME and HE were 21.82 and 2.69 μg QEs/mg, respectively. The survival rate of B16-F10 murine melanoma cells treated with 750 μg ME and HE were 83.46% and 85.54%, respectively, thereby suggesting that mushroom extracts were slightly cytotoxic at the tested concentration. The in vitro tyrosinase inhibition by ME (83.15%) and HE (83.44%) was significantly lower than that of kojic acid (99.61%), the positive control, at 2.0 mg/mL. Although the inhibition of cellular melanin synthesis in B16-F10 melanoma cells by 2.0 mg/mL of ME (50.24%) and HE (51.24%) was lower than that of arbutin (64.84%), the inhibition by both ME and HE was higher than 50%. Collagenase inhibition by HE was comparable to 2.0 mg/mL epigallocatechin (EGCG), the positive control; however, elastase inhibition by ME and HE was lower than that of EGCG at the concentration tested. The results showed that the fruiting bodies of G. applanatum had good anti-tyrosinase, good anti-collagenase, and moderate anti-elastase activities, which might be useful for developing novel skin-whitening and anti-wrinkle agents.

염증은 외부 자극으로부터 보호하는 중요한 면역반응이다(Jeong et al., 2012). 그러나 NO 및 inflammatory cytokine과 같은 염증 매개 인자의 과도한 생성은 비정상적인 염증 반응을 초래할 수 있다(Paradise et al., 2010). 염증 매개 인자의 생성과 염증 신호 전달을 조절하는 중요한 역할을 하는 대식세포는 LPS 자극에 의해 NF-κB가 활성화 되어 inflammatory cytokine 등의 염증 매개 인자들이 분비가 증가되며 염증 반응을 심화시킨다(Lee et al., 2012). 본 연구에서는 영지버섯균 발효 꾸지뽕나무 가지 톱밥 추출물을 이용하여 LPS로 염증을 유도한 Raw264.7세포에서 염증 관련 인자들의 생성 및 발현에 미치는 영향을 분석하여 항염증 효과를 확인하였다. NO는 염증에서 중요한 역할을 하며 대식세포의 염증 반응 조절 평가시 대표적인 지표로 사용되며 iNOS에 의해 생성이 유도되며 PGE2는 염증 매개 인자로 inflammatory cytokine 생성에 관여하며 COX-2에 의해 생성이 유도된다 (Paradise et al., 2010; Posadas et al., 2000). 발효추출물 이 RAW264.7세포에서 세포독성 없이 NO의 생성과 PGE2의 생성을 감소시켰으며 이 결과는 발효 추출물 처리에 의해 iNOS와 COX-2의 발현이 감소한 것과 일치하 였다. 또한 염증 반응을 조절하는 대표적인 inflammatory cytokine으로 알려진 IL-1β, TNF-α의 생성이 감소되었다. 따라서 발효추출물은 NO, PGE2, inflammatory cytokines 생성을 감소시켜 항염증 효과를 나타낸다고 볼 수 있다. NF-κB는 iNOS, COX-2 및 inflammatory cytokine의 발현을 조절하는 전사인자로 IκB와의 결합에 의해 NF-κB의 핵 내 이동이 억제되며 불활성화상태로 존재한다. LPS 자극에 의해 IκB가 인산화 및 분해되면 NF-κB가 활성화 되어 핵 내로 이동하여 염증성 매개인자들의 발현을 유도 하고, 염증성 질환 뿐만 아니라 다양한 질환을 유발시키는 것으로 알려져 있다 (Kawai and Akira, 2006; Ghosh and Ksarin, 2002). 본 연구에서는 LPS에 의해 자극된 RAW264.7 세포에서 IκB의 분해 및 NF-κB의 전이가 발 효추출물에 의해 감소됨을 확인하였으며 발효추출물에 의한 iNOS, COX-2 및 inflammatory cytokine 감소는 NF- κB 활성화 감소에 의해 조절되는 것으로 사료된다. 이러한 결과들을 통해서 발효추출물이 NF-kB 활성화 억제를 통해 염증 매개 인자들의 생성 및 발현을 감소시킴으로서 염증 반응 억제 효과를 나타냄을 확인하여, 염증 관련 질환에 대해 예방 및 개선을 위한 항염증 기능성 소재로 사용될 수 있음을 시사한다.

본 연구에서는 국내외에서 수집한 영지 유전자원에 대한 평가를 위하여 균주별 생육특성을 분석하였고, 영지의 항산화 활성과 관련이 있는 생리활성 성분, 베타글루칸 함량, 필수 및 비필수 아미노산 성분, 단당류, 이당류 및 당알콜 등의 당 성분 함량을 분석하였다. 14종의 영지 중 갓의 크기, 수확량 등을 고려하여 생육특성이 우수한 균주는 KMCC02960 (G. meredithae), KMCC02932 (G. tropicum)이었다. 14종의 영지 70% 에탄올 추출물 1 mg/ ml 농도에서의 DPPH 라디컬 소거능은 53.1% ~ 79.4%를 나타냈으며, 그 중에서 KMCC02932 (G. tropicum) 균주 가 가장 높은 소거활성을 나타냈으며, 아질산염 소거능은 영지1호인 KMCC02824 (G. lucidum)와 KMCC02852 (G. neo-japonicum)가 각각 69.5%와 63.2%로 높은 소거 활성을 보였다. 총 폴리페놀의 함량은 영지1호인 KMCC02824 (G. lucidum)와 KMCC02852 (G. neojaponicum) 가 각각 38.0 mg GAE/g와 37.8 mg GAE/g로 다른 균주에 비하여 높은 함량치를 보였다. 14종의 영지 중에서 높은 베타글루칸 함유량을 보이는 균주는 32.95% 의 KMCC02852 (G. neo-japonicum)와, 33.43%의 KMCC03018 (G. lingzhi)이었다. 4종류의 단당류와 2종류의 이당류, 4종류의 당알콜류 분석결과, 모든 성분이 검출된 영지 균주는 KMCC02996 (G. weberianum)과 KMCC03018 (G. lingzhi)이었으며, 총 아미노산과 총 필수아미노산 함량이 높은 균주는 KMCC02932 (G. tropicum)로 티로신(Tyr), 페닐알라닌(Phe) 성분함량이 높게 검출되었으며, 균주별로 성분함량 차이가 있었으나 시스테인(Cys), 티로 신(Tyr), 페닐알라닌(Phe) 성분이 다른 성분에 비하여 높게 검출되었다. 위와 같은 결과를 바탕으로 우수 유전자원을 선발하는데 기초자료로서의 활용도가 높으리라 기대 되며, 추후 영지 고유의 유용성분인 가노데릭산(ganoderic acid) 등의 분석을 통하여 기능성 소재에 관한 연구를 진행하려 한다.

The purpose of this study was to observe the effects of the polysaccharide (GLP) obtained from the liquid cultured Ganoderma lucidum on the lipidperoxidation in a rat liver microsome and hepatotoxicity in the primary cultured rat hepatocytes. It is well known that the polysaccharide of Ganoderma lucidum exhibits hepatoprotective activity, antitumor activity etc., which many suggest a relationship to lipidperoxidation. The effect of GLP on CCl4- and galactosamineintoxicated cytotoxicity in the primary cultured rat hepatocytes were reduced the GPT value. In order to the estimate the effects of anti-lipidperoxidation of the polysaccharide, enzymatic and nonenzymatic reaction assays were performed, in vitro, in the rat liver microsome. An enzymatic lipidperoxidation reaction by ADP＋FeCl3＋NADPH and CCl4＋NADPH, GLP (1 mg/mL) inhibited 77.4% and 39.4%, respectively, and the nonenzymatic reaction displayed a 97.4% strongly inhibition. In the enzymatic and nonenzymatic inducers treated with GLP, the formation of malondialdehyde (MDA) progressively decreased by raising the GLP concentration. These results suggest that the anti-lipidperoxidation and radical scavenging activity of GLP may play an important part in the liver protection action.

가시오가피의 첨가는 영지버섯 균사체를 이용한 분비 단백질 라카아제 및 셀룰라아제의 생산량을 효율적으로 증가시켰다. 영지버섯 균사체의 생장률 측정에서 가시오가피의 첨가는 영지버섯 균사의 생장률이 톱밥에 비해 절반 수준에 밖에 못미치는 결과를 나타내었다. 반면에 영지버섯 균사의 분비 단백질인 라카아제와 셀룰라아제의 양을 증가시키는데 톱밥에 비해 큰 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 가시오가피가 첨가된 배양액에서의 라카아제 활성은 톱밥이 첨가된 배양액에서보다 영지 1호, 영지 2호 및 녹각 영지에서 0.61~2.37배 증가하였고, 이 중에서도 영지 2호는 0.947 U/min으로 라카아제 활성이 가장 높게 평가되었다. 셀룰라아제 활성 평가에서는 가시오가피가 첨가된 배양액에서의 셀룰라아제 활성은 톱밥이 첨가된 배양액에서보다 영지 1호, 영지 2호 및 녹각 영지에서 1.77~2.81배 증가하였고, 이 중에서도 영지 1호 및 영지 2호에 비해 녹각 영지에서 0.172 U/min으로 셀룰라아제 활성이 가장 높게 평가되었다. 따라서 가시오가피의 첨가가 영지버섯 균사의 분비 단백질 생산을 증가시키는데 유용한 소재로 사료된다.

최근 소득이 증가하고 건강에 관심이 증가함에 따라 단순한 미용 화장품보다 여러 가지 기능성을 가진 화장품에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 각종 천연물에 대하여 항산화, 항염 및 미백 등의 활성을 검증하는 다양한 연구가 진행되고 있으며, 본 연구에서도 천연물의 활성과 더불어 다양한 약리작용이 있는 영지버섯 균사체와의 발효에 의한 시너지 효과를 규명하고자 하였다. 인진쑥 영지균사발효 추출물의 DPPH radical 소거 활성은 영지버섯 균사추출물과 유사하게 농도 의존적으로 증가하는 것이 확인되었으나, 저농도의 인진쑥 추출물 보다는 다소 감소하는 것이 확인되었다. 인진쑥 영지균사발효 추출물의 RAW 264.7 세포의 NO 생성 억제활성을 통한 항염활성 평가에 앞서 세포 생존율을 평가한 결과, 흥미롭게도 인진쑥 추출물은 150 μg/mL의 농도부터 RAW 264.7 세포에 대한 생존율을 유의적으로 크게 감소시켰으나, 영지 균사 발효 시 세포 생존율이 크게 증가하는 것이 확인되었다. 영지 균사 발효 시 인진쑥의 독성이 크게 감소하는 것이 확인되었다. 또한 인진쑥 추출물 25 μg/mL의 처리는 동일 농도의 인진쑥 영지버섯 균사발효 추출보다 오히려 유의적인 수준에서 RAW 264.7 세포의 NO생성을 억제하는 것이 확인되었다. 그러나 인진쑥 영지버섯 균사발효는 인진쑥 추출물 자체의 RAW 264.7 세포에 대한 독성을 저감하는 효과가 있어 이로 인해 더욱 높은 농도의 영지버섯 균사발효 추출물 처리를 가능할 것으로 사료된다. 영지 균사 발효에 의한 미백 기능성 소재 발굴이라는 본 연구의 취지에 부합하는 결과가 인진쑥 영지균사발효 추출물 처리구에서 확인되었으며, 200 μg/mL 농도에서는 양성 대조군인 arbutin 보다 약 3.66배의 활성을 보였다. 이러한 결과는 향후 인진쑥 영지균사발효 추출물이 tyrosinase활성을 억제하는 기능성 소재로서의 활용가능성이 크다는 것을 의미하는 것이다.