Earticle

Maintaining and preserving mushroom mycelial cultures for ensuring the genetic, morphological, physiological traits and viability over time are essential elements in mushroom production. A number of different mushroom species can be preserved by many means, such as cryopreservation, freeze-drying, and placement in preservation solutions like mineral oil, distilled water, or glycerol. This study tested simple and low-cost preservation methods of the mushroom strains from various species, namely Pleurotus ostreatus, Agaricus bisporus, Cordyceps militaris. Each mycelium was cultured and preserved in different storage temperatures and methods. Temperature were differed at 4, 14, 24, 34°C at agar slants. Different storage methods were cryobial tube with sterile water, cryobial tube + 10% glycerol, agar slant of test tube, and agar slant + mineral oil at 4°C for 2 years. The mushroom cultures were better in the viability and recovery at 4°C than those of preservation at higher temperatures. Result showed that all the mushroom strains tested remained viable without any contamination under all different storage methods over two year duration of the experiment. However, all the strains studied could be best stored in sterile water with 10% glycerol for the viability.

Cordyceps sensu lato contains more than 400 entomopathogenic and mycoparasitic species. It was traditionally classified in Clavicipitaceae of Hypocreales and recently phylogenetically separated into several genera such as Cordyceps Fr. 1818 emend. G. H. Sung et al.(Cordycipitaceae Kreisel ex Sung et al.), Elaphocordyceps G. H. Sung & Spatafora and Ophiocordyceps Petch emend. G. H. Sung et al.(Ophiocordycipitaceae G. H. Sung et al.), and Metacordyceps G. H. Sung et al . and Tyrannicordyceps Kepler & Spatafora (Clavicipitaceae (Lindau) Earle ex Rogerson). Some species of Cordyceps sensu lato (e.g., C. militaris and C. pruinosa) are highly regarded as medicinal mushrooms in East Asia. Beauveria species, on the other hand, are widely used as potential biocontrol agents for insects in agriculture and forest due to their wide host range and global distribution. A recently described Beauveria species, Beauveria sungii S.A. Rehner & Humber 2011, is here shown as the anamorph of Cordyceps scarabaeicola Y. Kobayasi 1976 based on the teleomorphic material and phylogenetic analysis of the B.sungii isolate KACC 47482. In Cordyceps sensu stricto clade, Cordyceps Fr. 1818 is an older generic name than Beauveria Vuill. 1912 .Hence ,C. scarabaeicola is suggested to be adopted for B. sungii on the priority basis of both generic name and species epithet in view of the recent revision of Article 59 of the Melbourne Code (recently changed to the ‘International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plant’orICN). Based on one fungus = one name principle, all legitimate Beauveria species are also proposed to be transferred to Cordyceps. The consequences of abandonment of dual nomenclature for pleomorphic fungi are also briefly discussed with reference to Cordyceps and Beauveria.

Cordyceps bassiana (asexual stage Beauveriabassiana) is a widely distributed entomopathogenic fungus that infects hundreds of various insects. It produces a number of secondary metabolites, including insect toxins beauvericin and bassianolide and pigment tenellin. In the present study, members of NRPS and PKS-NRPS hybrid genes were predicted from whole genome sequences of eighteen different fungal species belonging to five families of Hypocreales (Cordycipitaceae, Clavicipitaceae, Ophiocordycipitaceae, Hypocreaceae and Nectriaceae) using antiSMASH ver. 1.2.2. Phylogeny using all predicted adenylation (A) domains was drawn in order to identify potential orthologous genes of beauvericin synthetase (BbBEAS) and bassianolide synthetase (BbBSLS) in Hypocreales. The orthologs were examined to understand the evolution of beauvericin and bassianolide synthetase genes. Phylogenetic tree shows grouping of A1 and A2 domains of BbBEAS, BbBSLS and enniatin synthetases in two separate clades indicating the origin of genes from fusion of two distantly related modules. Species phylogeny of C. bassiana and its allies is congruent with gene trees of BbBEAS and BbBSLS, suggesting that the gene fusion event predates the species divergence. In the inferred phylogeny, A1 domain of BbBEAS showed highest similarity with that of BbBSLS, followed by those of Fusarium equiseti enniatin synthetase and Xylariasp. bassianolide synthetase. Syntenic analysis of beauvericin gene clusters of C. bassiana and closely related species represents that C. militaris lost the BbBEAS gene in evolution. Synteny of bassianolide gene clusters shows the loss of NRPS genes encoding BbBSLS in B. pseudobassiana, Isaria tenuipes, I. farinosa and C. pruinosa. BbBEAS and 2-ketoisovalerate reductase (kivr) genes are found conserved in beauvericin and enniatin synthesizing gene clusters.

In the present study, the genetic diversity of 69 Ganoderma species from various regions was determined by different molecular markers, including the internal transcribed spacer (ITS) rRNA, a partial β-tubulin gene, and mitochondrial small-subunit ribosomal (SSU) rDNA gene as well as randomly amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis. The size of the ITS rDNA regions and mitochondrial SSU rDNA gene from different Ganoderma species varied from 625 to 673 bp and 656 to 2,040bp, respectively, and those of the partial β-tubulin gene sequence were 419 bp. Phylogenetic analysis based on the ITS region, the partial β-tubulin gene, and the mitochondrial SSU rDNA gene reveal that Ganoderma species are largely divided into two groups. Interestingly, most of the Ganoderma lucidum strains could be classified into 1 group, while other Ganoderma species divided into several groups (4 or 5 groups) in phylogenetic tree. One fragment unique to G. lucidum was selected from the RAPD profile and then sequenced. One primer pair (designated as KGS-F and KGS-R) based on this specific fragment was designed to amplify a 559 bp DNA fragment within the sequenced region. A single band with the expected size of 559 bp was observed from G. lucidum, except for G. lucidum strains from China, Canada, and Taiwan. This specific marker for G. lucidum from RAPD analysis, also supported by the phylogenetic analysis of the ITS, partial β-tubulin gene, and mitochondrial SSU rDNA sequences, will be useful for the PCR-based identification of G. lucidum in research applications as well as in the market.

The Monokaryotic isolates of two strains collected from two different strains 'SH' and 'MS of P. ostreatus were used to estimate the compatibility of matings. They were crossed in all combinations and dikaryon formation was assayed by the presence of clamp connections. All 134 dikaryotic F1 hybrids were obtained out of 144 monokaryotic crosses derived from two parent strains. The growth and density of the F1 hybrid mycelia differed considerably and the morphological characteristics of mycelial colony of F1 hybrids varied from cottony, feathery, puffy to streak. When the 12 monokaryons of 'SH' crossed with 12 monokaryons of 'MS', 122 strains were capable of normal fruiting and 12 were not fruited among 134 strains tested indicating 91% success rate. The reason for failure of fruiting body formation in 12 combinations may be not because of the incompatibility of mating types but unfavorable environmental condition for fruiting initiation and development. The pileus of F1 hybrids were varied with funnel 68.0%, hemispherical 25.4%, plane 6.6% in the shape and gray 59.8%, blue 35.3%, white 3.3%, brown 1.6% in the color.

Armillaria속에는 수목병을 일으키는 종도 있고, 천마와 공생관계를 이루는 종도 있는 것으로 알려 져 있다. Armillaria gallica 가 Gastrodia elata와 공생관계에 있다는 것이 발견되면서, A.gallica는 연구적 중요한 가치를 가지게 되었다. 또한 천마는 그 약용적 가치로 재배수요가 늘고 있지만, 점차 인공재배시 생산량 감소로 인해 재배농가에서 어려움을 겪고 있다. 천마 인공재배를 성공적으로 이 끌기 위한 가장 큰 방법은 자마(어린 천마)가 A.gallica균을 접종한 참나무를 생육에 필요한 영양분 으로 이용하는 것이다. 현재 품종으로 개발된 천마균 1호는 오래 전에 개발되어 현재의 기후조건에 안정하지 않아, 우리 는 새로운 A.gallica계통의 품종을 육성하고자 한다. 그리하여 2012년에 1차적으로 83균주의 계통분 류 실험을 하였으며, 이번 2013년에는 1차 실험에서 누락된 한국자생균주를 비롯하여 인천대학교 버섯균주은행에서 분양받은 7균주를 더 추가하여 균주 선발에 있어 빠짐이 없도록 하였다. 이번 실 험에서 주목할 점은 A.gallica균을 3년 넘게 수집하여 계속하여 배양을 하던 중 균주에서 특이한 사 항이 발견된 데에 있다. 보통 A.gallica균은 검은색의 균사속이 뿌리처럼 굵게 자라는 것이 일반적 인데 반해, TC-4, TC-11, TC-12에서 오염된 것이 아닌 흰 색의 균사가 발생했다는 점이었다. 계대 를 반복하여 실험한 결과 오염된 부분이 아니라는 것이 밝혀졌고, 각 균주에서 검은 부분과 흰 부 분을 분리하여 실험을 하였다. (이하 검은 부분(B), 흰 부분(W) 표시) 그 결과 홍릉천마균(10042)은 천마균 1호와 큰 차이점이 있는 것으로 밝혀졌다. 현재까지 진행된 실험에서는 TC-4(W), TC-12(W)만 진행되어 ITS 결과를 보면 TC-4과 TC-12번의 결과가 다른 균주와 다른 종으로 판명된 듯 보이지만 RAPD 실험에서 보면 다시 동일한 균주인 것으로 보인다. 따르서 이번 결과를 통해 역시 처음에 예상한대로 검은 부분과 흰 부분간의 차이가 있는 것으로 예 상되어지면, 이에 대한 분석은 추후에 더 진행할 계획이다. 결과를 토대로 결론을 예상해보면 홍릉 천마균은 Armillaria속의 다른 종일 것이고, 나머지 수집균주들은 A.gallica일 것이다. 또한 흰색으로 관찰되는 TC-4, TC-11,TD-12는 A.gallica에 속하지만 정확히 A.gallica로 분류되지는 않는 2차적인 균일 것이라는 예측을 해본다.

틈새 버섯 소비시장을 겨냥하여 선호도가 높은 야생 식용버섯의 인공재배법을 확립하고자, 자주 방망이버섯속 균주를 수집하여 균사 생육특성을 조사하였고 또한 유연관계를 분석하였다. 시험균주는 모두 18균주(Lepista sordida 6, Lepista nuda 12)로 농촌진흥청 농업유전자원정보센 터에서 분양받아 사용하였다. 온도별 균사 생장은 PDA 배지를 사용하여 ∅8.5cm 샤레에서 15℃, 20℃, 25℃, 30℃에서 각각 12일간 배양 후 조사하였다. 배지 종류별 균사 생장은 배양 온도 25℃ 조건하에 배지 종류를 PDA, MCM, CDA, MEM, YM 5종을 사용하여 ∅8.5cm 샤레에서 각각 12일 간 배양 후 조사하였다. 유연관계는 UFPF-PCR법으로 UFPF4, UFPF7 2개의 프라이머를 사용하여 분석하였다. 시험균주 18종 중 Lepista sordida 3균주, Lepista nuda 8균주 등 총 11개 균주가 자주방망이버섯 속의 전형적인 균총색인 보라색을 띠었다. 온도별 균사 생육은 전반적으로 25℃에서 양호하였으나, LS-05와 LN-06은 15～30℃ 범위에서 균사 생장이 빠르고 활력도 좋았다. 배지 종류별 균사 생육은 전반적으로 PDA와 YM 배지에서 양호한 편이었고, CDA 배지에서는 균사 활력이 매우 떨어졌다. 균주별로는 LS-01, LS-05, LN-05, LN-06 등 4균주의 균사 생육이 양호한 편이었다. 이들 수집균 주의 PCR 분석 결과, 크게 5개의 그룹으로 나누어졌다.

We have used bulked segregant analysis to screen the strain-specific DNA marker associated thermophilic strain of Pleurotus eryngii. Bulked genomic DNAs of Pleurotus eryngii were amplified by randomly amplified polymorphic DNA (RAPD) using OP-A, OP-B, OP-L, OP-P, OP-R and OP-S primers to screen the strain-specific DNA marker. A unique DNA fragment of 500 bp was amplified with OP-A11 primer from the psychrophilic strain and sequenced. A sequence characterized amplified region (SCAR) marker was designed on the basis of the determined sequence and named as OP-A11-1. The PCR analysis with the OP-A11-1 primer showed that this SCAR marker clearly distinguish the psychrophilic strains from the control strains.

Flammulina velutipes is a popular edible basidiomycete mushroom found in East Asia and is commonly known as winter mushroom. Mushroom development showing dramatic morphological changes by different environmental factors is scientifically and commercially interesting. We have sequenced the 35.6-megabase pair genome of F. velutipes KACC42780 using a next generation sequencing (NGS) approach. Then, HiSeq2000 sequencing system was used for comparing gene expression of F. velutipes genome at three different developmental stages (mycelium, primordium, and fruit body). Ninety one percents (10,116 genes) of the 10,999 predicted genes are expressed in at least one developmental stage. In addition, analysis of expressed genes in three different developmental stages showed that only 0.25–1.5% (28–165) of the total expressed genes (10,013) were uniquely expressed in a single developmental stage, whereas 83.6% (9,198) was shared in all stages.

여름양송이(Agiricus bitorquis)는 Agaricus속에 속하는 버섯으로 일반적으로 양송이가 13∼16℃에 서 발생되는 것과 달리 25±1℃에서 자라는 고온성버섯이다. 우리나라에서는 버섯 발이가 일반적인 양송이와 달리 적고, 재배주기가 길어서 일손이 부족한 소규모농가에서 일부 재배를 하고 있다. 하 지만 대부분의 농가에서는 재배주기이 긴 이유로 재배를 회피하고 있다. 이에 따라 재배주기가 짧 은 양송이 품종을 개발을 위한 단핵균주 및 교잡균주를 확보하기 위해 실험을 실시하였다. 여름양 송이균주 ASI 1151와 ASI 1349를 확보하여 각각 100개 이상의 단포자를 수집하였다. 단포자들의 균사생장속도 및 형태를 각각 파악하였고, RAPD(Random Amplified Polymorphic DNA)를 실시하 여 단핵균주를 확인할 수 있는 OPA2 프라이머를 선발하였고, 이를 이용하여 ASI 1151균주 128개 단포자에서 28개, ASI 1349균주 100개 단포자에서 27개 단핵균주를 선발하였다. 이를 각각 mono-mono로 교잡하여 교잡균주를 선발하고, 우수계통을 선발하기위해 선발된 교잡균주의 균사생 장속도 및 형태를 조사하였다.

We have used bulked segregant analysis to screen the strain-specific DNA marker associated psychrophilic strain of Pleurotus eryngii. Bulked genomic DNAs of Pleurotus eryngii were amplified by randomly amplified polymorphic DNA (RAPD) using OP-A, OP-B, OP-L, OP-P, OP-R and OP-S primers to screen the strain-specific DNA marker. A unique DNA fragment of 490 bp was amplified with OP-L18 primer from the psychrophilic strain and sequenced. A sequence characterized amplified region (SCAR) marker was designed on the basis of the determined sequence and named as OP-L18-1. The PCR analysis with the OP-L18-1 primer showed that this SCAR marker clearly distinguish the psychrophilic strains from the control strains.

느타리버섯은 자웅이주성으로 4극성 교배형을 갖는다. 이러한 특징 때문에 품종 개발에 있어서 많 은 노력과 시간을 필요로 하고 있다. 육종방법은 보편적으로 단핵균주를 이용한 교잡방법 (Mon-Mon)과 Di-Mon법을 이용하고 있으나 최근에는 교잡효율이 높은 Di-Mon 법을 느타리버섯 의 육성에 많이 이용되고 있다. 또한 느타리버섯에서 육종효율 증진방안으로 미토콘드리아 마커를 개발하여 품종구분에도 이용하고 있다. 본 실험에서는 세포질전환 균주를 만들기위해 이러한 분자 마커와 Di-Mon 교배법으로 세포질전환균주를 만들었다. 우성 먼저 느타리버섯 수한3호와 흑변이체 의 교잡종인 ‘다굴’의 이핵균주에 수한1호의 단핵균주와 교잡하여 220여개의 교잡주를 얻었다. 여기 에 1차로 미토콘드리아 microsatellite DNA 마커 (MtPO1)를 이용하여 단핵균주 수한1호의 미토콘 드리아 밴드를 형성하는 교잡주 86개를 획득하였다. 이 중에서 URP 프라이머를 이용하여 ‘다굴’의 2핵균주 핵 DNA 패턴을 가진 16교잡주를 선발하였다. 선발된 16 교잡주의 자실체 특성을 조사하 였다. 이러한 방법은 많은 교잡주를 가지고 특성 검정하였던 것을 적은 교잡주를 가지고 대량으로 빠르게 검정할 수 있다.

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.

Nosema disease caused by microsporidia which belongs to fungi is a major cause of honey production loss and is worldwide in distribution. The most common method of nosema disease controlling is the application of the fumagillin. It is an antibiotic derived from the fungus Aspergillus fumigates. It has been used for many years to treat microsporidiosis caused by Nosema in honeybees. However, Fumagillin does not kill Nosema spores, and has rapidly deteriorating potency after application, resulting in only partial and temporary anti-Nosema effect, since new bees emerge constantly in a colony, and re-application is required several times a year. Also it is no longer practised for the associated risk of honey contamination. In this study we compare the effect in spore reduction of Cordyceps militaris extract(CMX) and of fumagillin. Three weekly administrations of CMX showed a noticeable decrease in the number of spores infecting the honey bee intestines, without negative effects for adults and comb health. Therefore this product could play an important role in prevention and reduction of nosema disease without risks of honey with antibiotics.

Recent years, shiitake cultivation using sawdust medium is increasing in Korea. The cultivation is performed in mainly greenhouses. One of major concerns in shiitake cultivation is the contamination of molds which cause damages and spoil the cultivation medium and/or inhibit the growth of shiitake mycelia in the medium. Although the harmful effects of molds are boradly recognized, there is no mush data on the source of molds contamination. This study was undertaken to check what fungi exist in indoor air of vinyl greenhouse used for shiitake cultivation. During last seven months period, we sampled air in two different vinyl greenhouses located in Cheongyang-gun, and Jangheung-gun, respectively. temperature and humidity average of a vinyl greenhouse located in Cheongyang-gun was 23.2℃ and 52.3% during spring season, and 26.3℃ and 79.1% during summer season. While, temperature and humidity average of vinyl a greenhouse located in Jangheung-gun was 21.4℃ and 61.7% during spring season and 32.8℃ and 70.9% during summer season. Seven mold species were isolated during spring season and six species during summer season from indoor air of the vinyl greenhouse located in Cheongyang-gun from season. In Janheung-gun greenhouse, seven species were isolated during spring season and four species during summer season. During the two investigated seasons, Trichoderma harzianum was dominant species in the two vinyl greenhouse air.

Lentinula edodes is known by oak mushroom. It has been favored as delicious and nutritious food and the low-calorie food with a high nutritional value. It is also functional food since it contains a material well-known for its medicinal benefits. Since the growth and quality of oak mushrooms are sensitively affected by environmental conditions, an adequate environmental control is very essential to improve the yield and quality under protected cultivation. The main objectives of the study were to investigate cultural characteristics of mycelial growth and in vitro fruiting of Lentinula edodes. The optimum culture media for mycelial growth of L. edodes were PDA and MYA. Similarly, optimum temperature was 25℃. Malt extract(2%) and yeast extract(0.2%) were optimum carbon and nitrogen sources. Optimal culture period was 110~120 days in sawdust medium. Among different five log types, highest mycelial growth and fruiting productivity were observed in Quercus variabilis sawdust(20.9%).

느타리버섯(Oyster mushroom)은 한국인이 먹는 가장 대표적인 버섯이라 할 수 있으며, 균상재배, 봉지재배, 병재배 등 다양한 방법으로 전국에서 재배되고 있다. 특히, 최근에는 가장 기계화된 방식 인 병재배방법을 이용한 느타리버섯의 생산이 급격히 증가하고 있다. 병재배용 느타리버섯을 생산 하기 위해 기본재료와 영양원을 혼합하여 배지를 구성하고 있으며, 주로 사용되는 재료로는 톱밥, 비트펄프, 면실피, 케이폭박 등의 부산물이 이용되고 있다. 국내 버섯생산용 배지는 대부분 수입되 어 공급되고 있으며, 배지수급현황은 배지의 단가가 상승하거나 공급이 중단되는 등의 이유로 불안 정한 실정이다. 버섯산업이 지속적인 성장하기 위해서는 버섯생산을 위한 배지의 재료가 다양하게 발굴되어야 하며, 안정적으로 공급되어야 할 것이다. 또한 다양한 배지를 선발하여 버섯재배에 이용 가능한지 조사되어야 한다. 새로운 버섯생산용 배지재료를 선발하기 위해서는 버섯배지재료로 사용 하기에 적합한 물리성과 이화학성을 가져야 하며, 재료의 단가가 저렴하며, 생산량이 풍부해 공급이 안정적이어야 한다. 본 실험에서는 버섯의 안정적 생산을 위해 경제성이 우수한 것으로 판단되는 팜부산물을 버섯 생 산용 배지재료로 이용가능성을 확인하기 위해 느타리버섯 병재배시험을 실시하였다. 시험재료인 팜 부산물은 식물성 기름인 팜오일을 추출하기 위해 팜나무(Palm tree)에서 열매를 짜고 남는 부산물 로 정의할 수 있다. 오일을 추출하는 과정에서 팜부산물은 나무조직이 찢어진 거친조직, 분말 등으 로 형태로 발생되며, 바로 이용하거나 펠렛형태로 가공하여 이용이 가능하다. 팜부산물의 이화학성 을 분석한 결과, T-N은 0.8∼2.6%정도로 버섯생산용 기본재료와 영양원으로 이용가능할 것으로 판 단되었다. 시험은 경상북도농업기술원 버섯연구실에서 수행되었으며, 느타리버섯 수한, 김제 품종을 이용하였 다. 처리구별 배지구성은 위에서 제시한 기존 재료에 대비하여 팜부산물을 펠렛형태로 0, 50, 100% 혼합하여 구성하였으며, 버섯재배방법은 일반적인 느타리버섯 병재배에 준하여 온도, 습도, 환기 등 을 관리하여 수행하였다. 팜부산물을 기존 재료와 혼합하거나 대체하여 배지를 구성한 후 느타리버 섯 재배를 시험을 수행한 결과는 다음과 같았다. 처리구별 균사밀도는 모든 처리구에서 균일(+++) 이상으로 배양이 잘 되었으며, 균사생장속도는 기존 재료보다 팜부산물 첨가구에서 조금 우수하거 나 비슷한 양상을 보였다. 버섯생산량은 비트펄프를 대체하여 팜부산물 펠렛(6mm) 50% 처리한 시 험구(톱밥50:비트펄프15:팜부산물펫렛15:면실박20)에서 대조구(톱밥50:비트펄프30:면실박20)보다 수 한 은 14%, 김제는 25%증수되는 것으로 조사되었다. 팜부산물펠렛(230∼250원/kg, 2013)은 비트펄프 (460∼490원/kg)보다 수입가가 50%정도 저렴하기 때문에 대체재료로서 이점과 생산비절감이 가능 할 것으로 판단된다.