Earticle

NGS data was yielded by using Illumina Hiseq platform. The short reads were filtered by quality score and read length were mapped against the reference genome (KACC42780). Genome-wide reanalyzed data of Flammulina strains were compared against the reference genome to establish a genome-wide single nucleotide polymorphism (SNP). The rate of mapping differences between the strains reflected in the strain variation in its result. The genome-wide SNPs distribution divided into types of homozygous SNP and heterozygous SNP moreover all of the strains demonstrated a wide variation in all of the regions. In the further study of topological relationship between the collected strains, phylogenetic tree was separated into 3 major groups. Group I contained F. velutipes var. related strains of ASI 4062, 4148, 4195. Group Ⅱ contained strains that were different species of ASI 4188 F. elastica, ASI 4190 F. fennae, and ASI 4194 F. rossica. The other 19 strains F. velutipes were classified as a single group. Polymorphic SNPs of F. velutipes strains representing the phylogenetic segregation of whiteand brown-fruiting body forming groups were compared. As previously reported, white gene expression is recessive to brown in fruiting body color gene expression. The white strains produced 131,874 SNPs to be aa type and homozygous from of SNP. 407,947 SNPs were detected as AA, Aa type from the brown-fruiting body of SNP. We constructed a SNP matrix with 8 white strains and 12 brown strains. To develop the molecular marker related in to fruiting body color and geographical origin, we isolated 240 SNPs from the white-and brown-fruiting body forming. To determine the chromosome relationship on polymorphic SNP between Korea and Japan strains producing white-fruiting body, we analyzed that the Korea white strains detected 185,695 SNPs and the Japan white strains produced 263,811 SNPs. Using the constructed SNP matrix with 3 Korea white strains and 3 Japan white strains, the experiment generated 475 SNPs of phylogenetic SNPs from Korea and Japan white-fruiting body. As a result, we regarded as they are potentially related to the white color. White and brown color and origin specific SNPs could be used as an identification marker for selection of F. veluipes strains in the breeding program.

Pleurotus eryngii has recently become a major cultivated mushroom; it uses tetrapolar heterothallism as a part of its reproductive process. Sexual development progresses only when the A and B mating types are compatible. Such mating incompatibility occasionally limits the efficiency of breeding programs in which crossing within loci-shared strains or backcrossing strategies are employed. Therefore, understanding the mating system in edible mushroom fungi will help provide a short cut in the development of new strains. We isolated and identified pheromone and receptor genes in the B3 locus of P. eryngii and performed a functional analysis of the genes in the mating process by transformation. A genomic DNA library was constructed to map the entire mating-type locus. The B3 locus was found to contain four pheromone precursor genes and four receptor genes. Remarkably, receptor PESTE3.3.1 has just 34 amino acid residues in its C-terminal cytoplasmic region; therefore, it seems likely to be a receptor-like gene. Real-time quantitative RT-PCR (real-time qRT-PCR) revealed that most pheromone and receptor genes showed significantly higher expression in monokaryotic cells than dikaryotic cells. The pheromone genes PEphb3.1 and PEphb3.3 and the receptor gene PESTE3.3.1 were transformed into P5 (A3B4). The transformants were mated with a tester strain (A4B4), and the progeny showed clamp connections and a normal fruiting body.

Oyster mushroom is one of mushrooms that are cultivated and consumed a lot in Korea. P. ostreatus 'ASI 2504(Suhan)' is a preferable cultivar to mushroom farmers because it has a dark pileus and a thick stipe. But it is very sensitive to environmental conditions, so farmers demand an alternative cultivar of ‘Suhan’ continuously. To develop a new cultivar, parental strains ‘ASI 2504(Suhan)’ and ‘ASI 0665(Heuktari)’ were selected from P. ostreatus’s various collected strains according to morphological characteristics. P. ostreatus ‘Soltari’ was developed by the method of Di-Mono crossing between dikaryotic strain ‘Suhan’ and monokaryotic strain derived from ‘Heuktari’. Analysis of the mitochondrial genetic characteristics was performed for primary selection in 100 crossed strains. The mitochondrial DNA profile of ‘Soltari’ was same as that of ‘Heuktari’, when mitochondrial DNA primer MtPo1 was used. And a nuclear DNA profile of ‘Soltari’ was similar as those of the parental strains, ‘Suhan’ and ‘Heuktari’, when RAPD(Random Amplified Polymorphic DNA) primer URP 1, 3 were used. The optimum temperature for mycelial growth was 30°C for ‘Soltari’. ‘Soltari’ was appropriate for middle high temperature to grow, especially 13~18°C. Fruiting body production per bottle (1,100mL) was about 158.6g. When compared to the control strain ‘Suhan’, the stipe’s length and thickness of ‘Soltari’ were similar to those of ’Suhan’. But the pileus diameter of ‘Soltari’ was a little shorter than that of ‘Suhan’, the former was 42.72mm, while the latter was 51.33mm. And the pileus thickness of ‘Soltari’ and ‘Suhan’ were 18.18mm and 25.46mm, respectively. ‘Soltari’ was more resistant at high CO2 concentration than ‘Suhan’ and the color of pileus of ‘Soltari’ was kept dark gray at high temperature. Therefore, it is suggested that this new cultivar ‘Soltari’ be an alternative of ‘Suhan’ and contribute to energy saving effect in oyster mushroom farms.

Differentiation of Pleurotus eryngii is laborious and time-consuming tasks especially in mycelial status. For development of a method for differentiation of P. eryngii cultivars, simple sequence repeats (SSR) from whole genomic DNA sequence analysis was used for genotyping and two multiplex-SSR primer sets were developed. These SSR primer sets were employed to distinguish 12 cultivars and strains. Five polymorphic markers were selected based on the genotypes. PCR with the each primer produced one to four distinct bands ranging in size from 200 to 300 bp. Polymorphism information content (PIC) values of the five markers were in range of 0.6627 to 0.6848 with an average of 0.6775. Unweighted pair-group method with arithmetic mean clustering analysis based on genetic distances using five SSR markers classified 12 cultivars into 2 clusters. Cluster I and II comprised of 4 and 8 cultivars, respectively. Two multiplex sets, Multi-1 (SSR312 and SSR366) and Multi-2 (SSR178 and SSR277) completely discriminated 12 cultivar and strains with 21 allele with a PIC value of 0.9090. These results might be useful to provide an efficient method for the identification of P. eryngii cultivars with separate PCR reactions. (This work was supported by a grant from the Golded Seed Project (213003-04-3-SBY20), MIFAFF, Republic of Korea.]

국내 주요 식용 버섯 중 하나인 양송이(Agaricus bisporus)는 국내 품종의 희소성으로 인해 생산량 및 수출 량이 제한적인 실정이다. 이에 따라 새로운 품종의 개발이 절실히 요구되고 있다. 그러나 신품종 육성에 요구되는 형질특성 연구는 아직 미진한 실정이다. 본 연구에서는 육안으로 형질이 뚜렷한 버섯의 색을 대 상으로 기초적인 유전 정보를 얻기 위하여 서로 색이 다른 두 품종 (갈색, ASI1146 strain 과 백색, ASI1337 strain)에 대하여 RNA-seq 분석과 real-time RT-PCR 을 실시하여 유전자 발현을 비교하였다. RNA-seq 결과를 통해, 갈색 품종의 polyphenol oxidase 1, 2, 3 및 prephenate dehydrogenase gene 발현이 더 높았음을 알 수 있었다. Real-time RT-PCR 결과 또한 갈색 양송이에서 polyphenol oxidase 2, 4, tyrosinase 및 prephenate dehydrogenase gene의 발현이 높았다. 이러한 결과는polyphenol oxidase, tyrosinase, prephenate dehydrogenase gene이 양송이의 색 형성에 관련된 marker gene 후보군으로 활용될 가능성을 시사하였다.

‘용아’는 2015년 전남농업기술원에서 육성한 목이 품종으로 2009년 JNM21008과 JNM21013의 단포자를 분리 한 후 2010년 단포자 교배하였다. 2011년 1차 우수계통 선발을 거쳐 2011년부터 2014년까지 특성 및 생산력 검정을 실시한 결과 갓 모양은 파도형으로 흑갈색이며 연락맥은 갈회색을 띠는 흑목이를 최종 선발하였으며 2015년 품종보호출원하였다(출원번호 2015-18). ‘용아’의 재배적 특성, 수량성, 자실체 특성은 다음과 같다. 출 원품종의 배양기간은 대조품종보다 더 빠르며 초발이 소요일수 또한 10일로 대조품종 15일 정도 더 빨랐다. 자실체 색은 대조품종보다 더 진한 흑색을 띠며 더 큰 편이며 수량성도 우수하였다. 흑목이 특유의 부드러움 과 진한 흑색이 생목이의 상품성을 높여줄 것으로 판단되어 직무육성 품종으로 선정하였다. 톱밥 봉지재배시 자실체 특성으로 갓색은 흑갈색으로 기호성이 높으며 유효경수는 13개/0.9㎏로 많았고 갓 장경 9.7cm, 단경 5.6cm로 갓 크기는 큰 경향이었다. 배양기간은 20°C에서 40일~50일이며 발이 및 생육기간은 23일로 기존품 종보다 더 짧은 편이며 수량은 0.9㎏ 봉지당 291g이었다. 교배모본 및 대조구와의 대치선이 형성되었으며 RAPD을 이용한 유전적 다형성 검정 결과 모균주와 유의적 구별성을 보였다.

Since the first Korean button mushroom ‘Sae-Ah’ developed in 2010, most farmers had wanted to cultivate a new variety. A new variety, ‘SaeJeong’, was developed in 2011, but this variety was difficult to cultivate in mushroom farm. To solve the variety problem, a new variety ‘Sae-do’ was developed in 2012. The variety, ‘Sad-do’, was made by crossing hetrokaryon A175 and homokaryon ASI1346-15 selected by genetic analysis. The heterokaryon A175 is crossed line between ASI1038-211 and ASI1346-20. The mycelium of ‘Saedo’ on CDA (compost dextrose agar) grew well at 25°C. The optimum pin-heading temperature of it was 13-15°C and optimum growing temperature was 13-20°C. Earliness (days required from casing to first harvesting) was 2 days shorter than control ‘Saejeong’. Even though the diameter of mature cap and the length of stipe were shorter than a control, the individual weight of fruiting body was heavier because of thick pileus and stipe. Therefore, the yield was increased by 1.89 times than control and the hardness of pileus was stronger. The field experiment of ‘Saedo’ variety has been started since 2013. Most farmers evaluated that the variety has good compost colonization and cap shape, and high yield in harvesting. For that reason, ‘Saedo’ has occupied half of the of distribution rate of Korean varieties. Also distribution rate of Korean varieties was increased from 26.1% in 2014 to 37% in 2015.

산느타리는 봄부터 가을에 걸쳐 활엽수의 죽은 나무 또는 떨어진 가지에 군생하거나 단생하는 백색부후균으 로서 일본, 유럽, 북반구일대 등에 분포하고, 한국에서는 한라산, 지리산 등에 분포한다. 갓은 반원형이고 갓 지름은 2~8cm, 자실체는 작고 살은 얇으며 균모의 색은 연한 회색 또는 갈색인데 나중에 백색 또는 연한 황 색으로 된다. 주름살은 백색에서 크림색 또는 레몬색으로 되고 밀생하거나 약간 성기며, 대의 길이는 0.5~1.5cm이고 굵기는 4~7mm로 때로는 없는 것도 있다. 포자는 6~10×3~4μm로 원기둥 모양이고 무늬는 회 색, 분홍색, 연한 회색이다. 산느타리는 맛과 향이 좋고, 씹는 질감이 뛰어나며, 항염증, 항콜레스테롤, 항고지 혈증의 기능성을 가지고 있다. 국내 육성품종으로서는 호산, 강산, 향산, 화산 등 4종이 육성되어 있으나 발 이가 균일하지 못하거나 수량성이 낮은 단점이 있다. 본 연구에서는 수확소요일수가 빠르고 수량성이 높으 며, 갓색이 흑갈색인 ‘자산’ 품종을 육성하였다. ‘자산’ 품종은 수확소요일수가 26일로 대조품종 ‘호산’에 비 해 3일 빠르고 수량에 있어서는 1,100ml병당 128.6g으로 ‘호산’ 품종에 비해 13% 많았으며 갓색에 있어서는 ‘호산’ L:40.7, ‘자산’ L:34.9로 신품종 ‘자산’이 더 진하게 나타났다.

버섯 생산시설의 자동화와 규모화로 재배면적은 감소하나 생산량은 꾸준한 증가 추세이고 느타리, 큰 느타리, 팽이버섯 중심으로 특정품목에 편중 재배되고 있는 시점에 농가소득을 창출할 수 있는 새로운 유망버섯 발굴이 요구되고 있다. 따라서 전북농업기술원은 봉지재배에 적합한 버들송이 신품종을 육성 하고자 유전자원을 수집하고 유전적 다형성 분석과 자실체 특성평가를 한 결과는 다음과 같다. 수집균 주 43종의 5.8s rDNA의 ITS 영역의 총 염기수는 667~712bp 수준이었고, 염기서열 분석에 의한 계통분 류는 총 3그룹으로 분류되었다. 수집 유전자원 간 5.8s rDNA의 ITS 영역 상동성은 90~100% 수준이었는 데 97% 이상이 41 계통이었고 90% 상동성은 JB08030 등 2계통으로 평가되었으며, Agrocybe cylindracea (JB08001 등 24계통)등 3종류로 분류되었다. 특이사항은 백색의 자실체 특성을 가진 JB08018 계통이 갈 색 자실체 특성인 JB08010 등 다른 계통들과 rDNA 유사도에 있어서 100%의 유사도로 분석되었다. 이 는 자실체 갓 색깔을 결정하는 유전자의 위치는 5.8s rDNA 밖에 위치할 것으로 판단된다. 수집 유전자 원의 유전적 다양성과 자실체 품질특성(재배일수, 갓 색, 다수성)을 기준으로 단포자 교잡육종을 실시 하기 위해 JB08010 등 5계통을 선발하였고 교잡육종을 수행하였다.

우리나라 버섯산업은 자동화, 대량생산시스템이 구축되면서 급속하게 성장하여 2010년의 경우에 재배면적 353ha에서 생산량 20만 톤 그리고 생산액으로 8,860억 원을 달성하였다. 수출도 2만 2,000톤을 하여 약 5,000 만 달러로 최고에 다다랐다. 그러나 2010년을 정점으로 해서 소비량이 줄어들고 수출이 둔화되어 버섯산업 전체가 지금 현재 정체상태에 있는 상황이다. 정체된 이 버섯산업을 극복하고 새로운 버섯산업의 성장 동력 을 창출하기 위해서 기존의 5대 버섯(느타리, 새송이, 팽이, 양송이, 표고) 외에 새로운 품종을 개발해서 부가 가치가 높고 수출 활성화를 도모할 수 있는 시장 맞춤형 버섯품종을 개발하였다. 육성 경위를 살펴보면 2013 년에 품종출원한 아위느타리 ‘비산1호’와 국내외 수집된 백령느타리 20균주에 대한 자실체 특성을 조사하여 2개의 우수균주를 선발하였다. 2014년 우수균주 가운데 수량성이 뛰어난 아위느타리 ASI 0629(‘비산1호’)와 백령느타리 ASI 0663(‘백령20’)의 단포자를 분리하여 Mon-Mon 교배법으로 교잡하였다. 2014년 200여개의 교 잡주 중에서 자실체 형태는 백령느타리를 띠면서 아위느타리의 미토콘드리아 DNA를 가진 세포질전환 종간 교잡주 8계통을 선발하였다. 2015년 생산력 검정시험을 통해 저온처리없이 백령느타리 형태를 띠는 고품질 우량계통 KiMB-Plft-15-81를 선발하여 그 우수성이 인정되어 2015년 주요 농작물 직무육성신품종선정위원회 에 상정하여 아위x백령 느타리 신품종 ‘백황’으로 명명하여 품종보호 출원하였다.

양송이(Agaricus bisporus)는 국내에서 5번째로 많이 생산되며 2014년 약11,493톤이 생산되었다. 본 연구에서 는 inter-simple sequence repeat (ISSR)마커를 사용하여 국내 수집균주와 상업품종간의 유전적 다양성을 분석 하였다. 이를 위해 우선, 다양한 ISSR마커 중 종내 비교 분석이 가능한 마커를 선발하였다. 분석한 마커는 ISSR 808, ISSR 810, ISSR 811, ISSR 834, ISSR 835, ISSR 842, ISSR 807, ISSR 809, ISSR 836, ISSR 841, ISSR P3, ISSR P8, ISSR P22, ISSR P30, ISSR P17, ISSR P38, ISSR P39 총 17종이였고 이들 중 효율적인 품 종구분을 위한 마커를 선발하기 위하여 총 186종의 양송이버섯 수집균주 ASI 1110, 1114, 1115, 1238, 1246, 1365, 1366, 1369 등 8종을 선발하여 수행하였다. 그 결과 ISSR P31, ISSR P38, ISSR P39 마커에서 종별 구분 이 가능한 다양한 밴드가 나타났다. 이를 바탕으로 선발된 3종의 마커를 이용하여 국내 수집균주와 ‘새아’, ‘호감’ 등의 상업품종 39균주를 UPGMA 프로그램을 통하여 유연관계를 분석하였다. 국내 수집균주와 상업품 종간의 계통도를 분석한 결과, 국내 수집균주와 상업품종들이 다른 그룹을 형성하는 것을 확인하였다. 이 결 과를 근거로 국내 수집균주 ASI 1011, 1013 등 모본으로 다양한 국내 양송이 품종을 육성하는 자료로 사용될 것이라 기대된다.

에르고치오네인은 균류, 즉 곰팡이에서만 생합성 되는 물질로서 활성산소 제거, 항산화 또는 항염증, 노화 억 제에 효과가 있으며, 2010년에 미국에서 항노화 크림류 TOP 10에 들면서 미백효과와 주름개선 화장품으로도 인기가 높다. 이러한 버섯의 기능성을 강화하여 소비자가 선호하는 버섯 품종을 개발함으로써 내수증대를 통 해서 새로운 시장을 창출하고자 2010년에 수량이 많은 아위느타리 계통과 버섯 형태형성이 잘되는 계통을 교잡하여 소정의 육성 절차를 거쳐서 2015년에 육성하였다. 육성경위를 보면 2009년 보존중인 아위느타리 41 균주에 대한 자실체 특성을 조사하여 8개의 우수균주를 선발하였다. 2010년 우수균주 가운데 수량성 뛰어난 ASI 2803과 형태형성이 좋은 ASI 2798의 단포자를 분리하여 Di-Mon 교배법으로 교잡하였다. 2011년 20개의 교잡주 중에서 회백색을 띄며 형태가 좋은 우량계통 9균주를 선발하였다. 2011~2013 3년간 생산력 검정시험 을 거쳐 고품질 우량계통을 선발하여 2014~2015년간 항산화물질 에르고치오네인을 분석하여 수량 및 형태 형성 그리고 에르고치오네인 함량이 높은 GW10-50을 선발하여 그 우수성이 인정되어 2015년 주요 농작물 직무육성신품종선정위원회에 상정하여 아위느타리 신품종 ‘에르고’로 명명하여 2016년에 품종보호 출원하였 다. 이러한 '에르고'의 특성을 보면 그 주 특성이 항산화 성분인 에르고치오네인 함량이 기존에 가장 높다고 알려진 노랑느타리에 비해 높아 식용뿐만 아니라 가공용으로도 인기가 있으며, 식의약 소재 등으로 널리 이 용가능하리라 판단된다.

양송이는 대표적인 식용버섯으로서 전 세계적으로 생산량이 가장 많은 버섯이다. 국내에서도 1960년대부터 충남 부여를 중심으로 대규모 재배가 시작되었으며, 최근에는 외식산업 확대로 수요가 증가하고 있다. 유럽 등 외국에서는 주로 밀짚을 주재료인 탄소원으로 사용하고 마분, 계분을 질소원 사용하여 재배하는데 국내는 주재료로 볏짚을 주 탄소원으로 사용하는데 물성과 환경적인 요인에 따라 품질이 일정하지 않아 버섯생산에 큰 영향이 있다. 그 외에도 옥수수대, 솜 등 다양한 농업부산물을 사용하는데 물성 상 톱밥은 사용하기 어려 웠다. 본 연구에서는 안정적인 재배환경을 위해서는 대체배지의 개발이 필요하며 톱밥을 탄소원으로 사용할 수 있는 가능성을 검토하였다. 톱밥을 배지로 사용하기 위해서는 충분히 발효시켜 퇴비화과정을 거처야 한다. 적합한 퇴비화 과정은 1차발효공정과 2차발효공정의 두 단계로 진행할 수 있는데 1차발효공정은 실외에서 주기적으로 뒤집어주며 호기성 조건으로 진행하며, 2차발효공정은 발효실에서 55~65°C를 3일 이상 유지 시켜 준다. 질소원인 계분은 톱밥과 같이 발효시켜 균일성을 높인 후 발효톱밥과 혼합하여 균일한 배지를 배 합 후 양송이배지로 사용하였다. 시험결과 톱밥배지에서도 양송이가 정상적으로 발생ㆍ성장함을 확인하여 향후 톱밥을 이용한 양송이 재배의 가능성을 기대한다.

표고 톱밥재배용 우량 품종을 육성하기 위해 생산성 높고 형태적 특성이 우수한 ‘산조704호’와 ‘산조707호’ 를 모균주로 선발하였다. 이들 모균주들로부터 채집된 담자포자를 발아시켜 모균주별로 20개씩 단핵균주를 선발하여 교배조합을 실시하였다. 이들 중 60개 교배균주를 선발하고 톱밥재배 자실체 특성검정을 통해 생 산성 및 형태적 특성이 우수한 균주를 최종 선발하여 ‘산조711호’라 명명하였다. 신품종 ‘산조711호’의 균사 생장 적온은 25°C이었고, 버섯 발생온도 범위는 13~25°C로 중고온성이며, 버섯발생 및 생육은 17~22°C내외 에서 가장 좋았다. 갓형태는 평반구형이며 버섯의 육질이 단단하고 모균주에 비해 갓두께가 16mm로 두꺼우 며 갓직경과 대길이를 비교한 대길이 비율은 1.3으로 갓에 비해 대가 짧고 굵은 형태적으로 매우 우수한 특 성을 보였다.