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J. Mushrooms 2017 September, 15(3):129-133 http://dx.doi.org/10.14480/JM.2017.15.3.129 Print ISSN 1738-0294, Online ISSN 2288-8853
© The Korean Society of Mushroom Science
*Corresponding author E-mail : [email protected] Tel : +82-43-871-5719, Fax : + Received September 4, 2017 Revised September 12, 2017 Accepted September 20, 2017
느타리버섯 신품종 ‘흑솔’의 육성 및 특성
오민지 · 임지훈 · 신평균 · 오연이 · 장갑열 · 공원식*
국립원예특작과학원 버섯과
Characterization and breeding of a new cultivar Pleurotus ostreatus ‘Heuksol’
Min-Ji Oh, Ji-Hoon Im, Pyung-Gyun Shin, Youn-Lee Oh, Kab-Yeul Jang, and Won-Sik Kong*
Mushroom Research Division, National Institute of Horticultural & Herbal Science, RDA, Chungbuk Eumseong 27709, Korea
ABSTRACT: Oyster mushroom is a type of mushroom that is commonly cultivated and consumed in Korea. P. ostreatus ‘Suhan’ is a preferred cultivar for many mushroom farmers because it has a dark pileus and thick stipe. However, as it is very sensitive to environmental conditions, farmers consistently demand an alternative cultivar. To develop a new cultivar, the parental strains KMCC01680 (‘Suhan’) and KMCC00478 (‘Gosol’) were selected from various collected P. ostreatus strains by cultivating genetic resources. P. ostreatus ‘Heuksol’ was developed by the method of Mon-Mon crossing between monokaryotic strains derived from
‘Suhan’ and ‘Gosol’. Thirty strains of 174 crossed strains were initially selected by cultivation experiments. After bulk cultivation tests, ‘Heuksol’ was selected. The nuclear DNA profile of ‘Heuksol’ was similar to those of the parental strains, ‘Suhan’ and
‘Gosol’, when RAPD (random amplified polymorphic DNA) primers and UPF (Universal PCR Fingerprinting) 2, 3, and 4 were used. The optimum temperature for mycelial growth was 30oC for ‘Heuksol’, but medium-high temperatures were also appropriate, especially 13–20oC. The fruiting body production per bottle (1,100 mL) was approximately 140.8 g. When compared to the control strain ‘Suhan’, the thickness of the stipe of ‘Heuksol’ was greater than that of ‘Suhan’ (13.5 mm vs 9.4 mm). The pileus diameter of ‘Heuksol’ was similar to that of ‘Suhan’ and the pileus thickness of ‘Heuksol’ and ‘Suhan’ was 19.7 mm and 21.8 mm, respectively. ‘Heuksol’ had more a productive stipe number than ‘Suhan’ and the pileus of ‘Heuksol’ was dark gray, even at high temperatures. Therefore, it was suggested that this new cultivar, ‘Heuksol’, could provide an alternative to ‘Suhan’ and contribute to the profit of oyster mushroom farms.
KEYWORDS: Breeding, New cultivar ‘Heuksol’, Oyster mushroom, Pleurotus ostreatus
서 론
느타리버섯(Pleurotus ostreatus)은 분류학적으로 담자균 문(Basidiomycotina), 균심아강(Hymenomyceridae), 주름
버섯목(Agaricales), 느타리과(Pleurotaceae), 느타리속 (Pleurotus)에 속하는 백색부후균의 일종으로 전세계에 분 포하고 있으며 늦가을에 많이 발생한다. 우리나라에서 가 장 많이 재배하는 품목이며, 2013년도 생산면적과 생산량 은 각각 201ha, 66,039M/T으로 전년도에 비해 각각 5,38%, 27.02%씩 증가하였다(Oh et al, 2015; 2013 특용 작물생산실적, 2014). 세계적으로 재배되고 있는 느타리 류에는 느타리, 사철느타리, 여름느타리, 큰느타리, 노랑 느타리, 분홍느타리, 전복느타리 등이 있다(Zadrazil, 1978; Stamet, 1993).
느타리버섯의 18종 아미노산 분석 결과 감칠맛을 내는 글루탐산(Glutamic acid) 함량이 비교적 많이 함유되어 있고, 필수 아미노산 성분도 고르게 분포되어 있었다. 또 한, 항고혈압, 항혈전, 항당뇨, 항염 활성을 보이는 것으로 나타나 기능성 소재로의 활용도 기대된다(Um et al, 2010; Wasser and Weis, 1999; Yoo et al, 2010).
현재 느타리버섯 농가에서 많이 재배되는 품종은 ‘수한’,
‘흑타리’ 등이다. 버섯 시장에서는 갓 색이 진하고 대 색 이 백색인 느타리버섯을 선호하며, 시장의 요구에 따라서 갓 색이 진하면서 대가 백색인 ‘수한’계열품종의 재배가 점차 증가하고 있는 추세이다(Choi et al, 2015). ‘수한’
품종은 버섯 시장에서 형태적으로 높은 가치를 가지고 있 지만, 버섯 재배농가에서 재배가 까다롭거나 발이 및 생 육이 불균일하여 수확에 어려움을 겪고 있다(Yoo et al, 2012). 이에 ‘수한’ 계열의 품종으로 갓 색이 진하고 대 색은 백색인 형태를 가지고, ‘수한’ 보다 재배 환경에 덜 민감하여 농가에서 쉽게 재배할 수 있으며 유효개체수가 많아 수량이 높은 품종을 육성하기 위해 ‘수한’ 의 단핵균 주와 ‘고솔’ 의 단핵균주를 교배하여 ‘흑솔’ 이라는 품종 을 육성하게 되었다.
재료 및 방법
균주 및 배양
느타리버섯 신품종 ‘흑솔’은 교배모본으로 P. ostreatus 2균주 KMCC01680(Suhan, 수한)와 KMCC00478(Gosol, 고솔)을 사용했으며 대조구로는 모균주 중 하나인 ‘수한’
을 사용하였다. 두 균주는 국립원예특작과학원 인삼특작 부 버섯과에서 보관 중인 균주를 이용하였다. 균주 배양, 단포자 분리 및 발아에 사용된 배지는 감자한천배지(PDA, Potato Dextreose Agar, BD Dicfo)이다. 두 균주는 감자한 천배지에 접종하여 25oC 항온기에서 배양하였다.
단포자 분리 및 교배
단포자 분리 및 발아는 유 등(2006)의 방법에 따라 사 용하였다. ‘수한’과 ‘고솔’ 두 균주의 자실체를 갓 부분만 메스로 잘라내어 플라스틱 고깔에 멸균된 철사를 이용하 여 고정시킨 뒤 멸균된 페트리디쉬에 15~20시간 정도 거 치하여 담자포자를 채취하였다. 멸균수를 이용하여 수집 된 담자포자를 다양한 농도로 희석하고, 이 희석액을 100 µL씩 감자한천배지에 삼각유리봉을 이용하여 도말하여 빛이 차단된 25oC 항온기에서 7일간 배양하였다. 독립적 으로 발아한 포자를 멸균된 이쑤시개로 떼어내어 새로 운 감자한천배지에 옮긴 뒤 다시 25oC 항온기에서 7~10일 간 배양하였다. 배양된 균사체의 꺽쇠연결체 (clamp connection) 유무를 NIKON E800 현미경으로 관 찰하여 꺽쇠연결체가 없는 단핵균주만을 선발하여 교잡에 사용하였다.
교잡 및 교잡계통 자실체 특성 검정
감자한천배지에 ‘수한’의 단핵균주와 ‘고솔’의 단핵균주 를 1-2 cm 간격으로 대치배양하여 2균주가 접합된 부위 를 NIKON E800 현미경으로 꺽쇠연결체 형성 유무를 관 찰하여 꺽쇠연결체가 형성된 것을 교잡계통으로 선발하여
특성 검정에 사용하였다. 교잡계통의 접종원을 만들기 위 해 250 mL 삼각플라스크에 포플러톱밥, 미강을 80:20(%, v/v) 수준으로 배지수분 약 65%로 혼합한 톱밥배지를 150~180 mL정도 넣어주고 실리스토퍼로 닫아준 뒤 121oC에서 40분간 살균하였다. 살균된 삼각플라스크를 냉 각시킨 후 클린벤치 내에서 감자한천배지에 자란 균사체 를 1×2 cm 크기로 잘라내어 2~3조각 넣어주고 25oC 배 양실에서 3주간 배양하였다. 재배시험을 위한 배지는 포 플러톱밥, 비트펄프, 면실피를 60:20:20(%, v/v) 수준으로 혼합하고 배지수분을 65%로 조정한 뒤 1,100 mL PP병 에 입병한 후 121oC에서 90분간 고압살균하였다. 살균이 완료된 배지는 냉각실에서 12시간 정도 냉각 후 클린벤치 내에서 3주간 배양된 삼각플라스크의 접종원을 잘게 부숴 주어 1병 당 25 g씩 접종해주었다. 배양온도 23oC, 습도 65%의 조건에서 25±5일간 배양 후 균긁기를 실시하였고 생육실로 이동하여 실내온도 20oC, 상대습도 96% 에서 빛을 조사하면서 발이를 유도하였다. 발이 후에는 생육이 진행될수록 실내온도를 조금씩 낮춰주어 20~12oC 범위 내에서 생육시켰으며, 상대습도는 90~95% 수준을 유지시 켰다. 7~10일 후 자실체를 수확하여 병 당 무게를 측정하 고 자실체 형태적 특성은 신품종 심사를 위한 작물별 특 성조사요령에 의거 조사하였다(국립종자원, 2000).
DNA 다형성 분석
교잡계통의 DNA 다형성 분석을 위해 국립원예특작과 학원 버섯과에서 수집보존중인 모균주와 교잡주를 페트리 디쉬 내 감자한천배지에 셀로판필름을 깔고 5x5 mm 균 사절편을 중간에 접종하여 10~15일 정도 배양하였다. 셀 로판필름 위에 형성된 균사체를 일회용 cell scraper(SPL) 로 긁어 1.5 mL tube에 넣고 -70oC에서 48시간 동결건조 시킨 후 균사체를 곱게 갈아 주었다. 적당량의 균사체를 1.5 mL tube에 옮기고 Magextractor-Plant Genome kit (Toyobo)를 이용하여 DNA를 추출하였다. DNA 다형성 분석을 위해 사용된 RAPD primer는 Universal PCR Fingerprinting kit(JK Biotech.Ltd)를 사용하였으며, Genet Bio의 Prime Taq Premix(2X) 10 µL 에 genomic DNA 50 ng 1 µL, primer 100 ng 1 µL, 멸균수 8 µL를 첨가하여 총합 20 µL로 맞춰주었다. 중합효소연쇄반응 (PCR, Polymerase Chain Reaction)은 GeneAmp PCR Systems 9700(Applied Biosciences)을 이용하여 94oC에 서 4분간 DNA를 변성시킨 후 94oC에서 1분 간 DNA의 결합을 끊어 단일 가닥으로 분리시킨 후, 55oC에서 1분 간 DNA에 primer가 결합하여, 72oC에서 2분 간 DNA를 합성시키는 과정을 총 35 cycles 실시하였으며 최종 DNA합성은 72oC에서 10분으로 하였다. 증폭된 PCR 산 물은 Qiaxcel DNA High Resolution Kit 1200(Qiagen)을 이용하여 QIAxcel Advanced로 DNA 밴드를 확인하였다.
결과 및 고찰
육성경위
느타리버섯 흑솔은 ‘고솔’과 ‘수한’을 단포자 교배하여 2016년 육성한 품종으로 그 육성 경위를 소개하고자 한다.
2015년 유전자원 특성평가를 통해 모본 ‘수한’과 ‘고솔’을 선발하여 3월까지 단포자를 분리하여 교잡에 사용할 단핵 균주를 각 20개씩 선발하였다. 후에 각 단핵균주 간 400 조합의 교잡을 수행하였고 현미경으로 꺾쇠연결체 유무를 확인하여 교잡주 총 174점을 선발하였다. 1차 재배시험을 통해 다발성이 좋고 수량이 높은 우수계통을 30계통 선발 하였고, 지속적인 재배시험을 통해 그 중 3계통을 선발하 였다. 2016년도에 우수 3계통의 확대재배시험을 통해 대 조구 ‘수한’보다 고수량이며 자실체 형태적 특성이 우수 한 계통 ‘Po2015-139’를 최종 선발하였다. 이 계통을 확 대재배 및 생산력 검정시험을 통해 2016년도 농작물 직무 육성 신품종 선정심의회에 상정하여 통과되어 ‘흑솔’로 명명하였다(Fig 1).
고유특성
균사 생장 적온은 25~30oC이며 버섯 원기형성 및 발생 온도는 12~20oC이다. 갓 색깔은 진한흑회색이며 유효경 수가 많고 수량이 높아 병재배에 알맞은 특성을 가지고 있다(Table 1). 갓의 직경은 37.7 mm로 ‘수한’과 비슷한 값을 나타내었고 갓 두께는 19.7 mm로 다소 얇았다. 대 굵기 13.5 mm로 ‘수한’ 9.4 mm보다 굵었으며 대길이는 비슷하였다(Table 2, Fig. 2).
가변특성
모균주 ‘수한’, ‘고솔’과 ‘흑솔’을 감자한천배지(PDA) 에 일정한 크기로 균사체를 계대하여 20oC, 25oC, 30oC 에서 각각 7일 간 균사를 배양한 결과 30oC에서 균사생 장이 가장 양호하였고 모균주에서도 동일한 결과를 나 타내었다. 균사생장속도는 25oC에서는 두 모균주보다 우수한 결과를 보였고 30oC에서는 ‘수한’보다는 균사생 장이 양호하였으나 ‘고솔’보다는 다소 더디게 생장하였 다(Table 3).
Fig. 1.The pedigree of a new cultivar P. ostreatus ‘Heuksol’
Table 1. Phenotypic characteristics of a new cultivar ‘Heuksol’
Cultivar
Optimum temperature for
Color of pileus Shape of pileus mycelial growth(oC) primordia formation &
development(oC)
Heuksol 25~30 12~20 Blackish-gray hemisphere
Suhan 25~30 12~18 gray hemisphere
Table 2. Morphological characteristics of fruit body of a new cultivar ‘Heuksol’
Cultivar Pileus(mm) Stipe(mm) Individual
weight(g)
Number of productive stipes
Diameter Thickness Length Thickness
Heuksol 37.7 19.7 72.7 13.5 12.2 30.5
Suhan 38.6 21.8 72.1 9.4 10.6 24.6
Fig. 2.Morphology of fruiting body of a new cultivar
‘Heuksol’. Upper: hybrid Heuksol(Po2015-139), Lower: Suhan
DNA 다형성 분석
신품종 ‘흑솔’을 모균주 ‘수한’, ‘고솔’과 구분하기 위해 DNA 다형성을 분석하였다. 균사체로부터 DNA를 분리한 후 UPF primer 3종류를 이용하여 신품종 ‘흑솔’과 모균 주에 대한 DNA profile을 분석한 결과 양친의 DNA 밴드 를 모두 갖고 있으며, 두 모균주와의 구별성도 확인되었 다(Fig. 3).
자실체 수량성 및 재배상 유의점
자실체 수량성은 수차례 병 재배를 통해 검정하였다. 초 기 수량 검정에서 174개의 교잡주를 조사하였는데 모균 주 ‘수한’과 ‘고솔’에 비해 교잡주의 자실체 수량이 더 높 은 것과 더 낮은 것이 다양하게 나타났다. 이 중 수량이 더 높은 균주들을 30계통 선발하였고 반복적인 재배실험 을 통해 다발형성이 잘되며 유효경수가 많고 갓 색이 우 수한 계통을 선발하여 ‘Po2015-139’을 선발하여 ‘흑솔’
품종으로 육성하였다. ‘흑솔’의 병 당 수량은 140.8 g, 대 조구 ‘수한’의 수량은 122.3 g으로 나타났으나 T 검정 결 과 5% 수준에서 유의성이 없음이 판단되어 수량이 비슷 함을 알 수 있었다(Table 4). ‘흑솔’은 갓과 대의 형태적 품질이 좋아 병재배 및 봉지재배에 알맞으며 재배법은 기 존 느타리버섯 병재배, 봉지재배법에 준한다. 버섯발생 온 도는 13~20oC로 중고온성 품종이며 생육 시 온도가 10oC 이하의 저온으로 떨어지면 자실체 대의 굵기가 짧고 굵어 져 수량이 감소하므로 이를 유의해야 한다.
적 요
느타리버섯은 한국에서 많이 재배되고 소비되는 버섯 중 하나이다. 새로운 품종을 육성하기 위해 느타리버섯의 다 양한 유전자원의 형태적 특성 평가를 통해 ‘KMCC01680 (수한)’과 ‘KMCC00478(고솔)’을 모균주로 선발하였으며 단핵균주 간 교잡을 하여 174개의 교잡주 중 재배시험을 통해 30계통이 1차 선발되었고 대량 재배시험을 통해 ‘흑 솔’이 최종 선발되었다.
RAPD 프라이머인 UPF 프라이머를 사용하여 ‘흑솔’과 두 모균주의 핵 DNA profile을 분석했을 때, 두 모균주와 유사한 패턴을 보였다. ‘흑솔’의 균사생장의 최적온도는 30oC였다. ‘흑솔’의 생육온도는 13~20oC로 중고온성 품종 으로 분류되며 병 당 수량은 140.8 g 이었다. 대조구 ‘수 한’과 비교했을 때, 대 굵기는 13.5 mm로 ‘수한’ 9.4 mm 보다 굵었고, 갓의 직경은 ‘수한’과 비슷하였다. 또한 ‘흑 솔’과 ‘수한’의 갓 두께는 각각 19.7 mm, 21.8 mm였다.
‘흑솔’은 ‘수한’보다 유효경수가 더 많았고 갓 색이 다소 높은 온도에서도 진한 흑회색을 유지하였다. 그러므로, 신 품종 ‘흑솔’은 ‘수한’을 대체할 수 있으며 농가의 소득에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
감사의 말씀
이 연구는 농촌진흥청 국립원예특작과학원 기본과제 (PJ0101602017)에서 수행한 연구 결과로 연구비 지원에 감사드립니다.
References
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TenSpeed Press.
Choi JI, Lee YH, HA TM, J DH, Chi JH, Shin PG. 2015.
Characteristics of new mid-high temperature adaptable oyster Table 3. Mycelial colony growth on the different temparautre
Cutivar Mycelial colony growth(mm diam/7days, PDA)
20oC 25oC 30oC
Heuksol 29.0±1.4 49.5±12.0 54.0±2.8
Suhan 22.8±7.3 23.3±2.6 54.3±8.4
Gosol 33.5±2.1 40.0±4.7 72.5±1.9
Fig. 3. PCR fingerprinting of a new cultivar ‘Heuksol’ using primer UPF 2, 3 and 4. 3kb DNA ladder, A: Suhan, B:
Gosol, C: Heuksol
Table 4. Fruiting body yield of a new cultivar ‘Heuksol’
Cultivar Fruiting yield(g/1100mL) 3 repeated experiment average
Heuksol
131.7
140.8NS±13.4*
134.5 156.2
Suhan
115.2
122.3NS±13.6*
113.7 138.0
*T 검정 결과 5% 수준에서 유의성이 없음
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Yoo YB, Kim IY, Kong WS, Jang KY, Oh SJ, Jhune CS. 2006.
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