KR20220069342A

KR20220069342A - 재배기간 단축 병재배 가능 표고버섯 균주 bl48(kacc93342p)

Info

Publication number: KR20220069342A
Application number: KR1020200156368A
Authority: KR
Inventors: 김민근; 심순애; 김아영; 권진혁; 장영호; 최달연
Original assignee: 경상남도
Priority date: 2020-11-20
Filing date: 2020-11-20
Publication date: 2022-05-27
Also published as: KR102479468B1

Abstract

본 발명은 신규한 재배기간 단축 병재배 가능 표고버섯 균주 BL48(KACC93342P) 및 이에서 유래한 자실체에 관한 것이다. 본 발명에 따른 균주 BL48(KACC93342P)는 기존의 표고버섯과는 생리적 특성과 형태가 상이한 신균주로서 고온고압에서 살균가능한 P.P재질의 병 용기에서도 재배할 수 있으며 재배기간이 현저히 단축되어지는 특징을 가지고 있어 종균접종 이후 60내외 수준에서 수확이 가능하여 갓색이 밝고 갓표면에 무색의 인피가 잘 발달되어 상품성이 우수하다.

Description

재배기간 단축 병재배 가능 표고버섯 균주 BL48(KACC93342P) {Lentinula edodes BL48(KACC93342P) strain with short cultivation period adapted to bottle cultivation}

본 발명은 재배기간이 단축된 병재배 가능 표고버섯 균주 BL48(KACC93342P)와 이에서 유래한 자실체(버섯)에 관한 것이다.

일반적으로 표고(Lentinula edodes)는 담자균문(Basidomycota), 구멍장이버섯과(Polyporaceae) 잣버섯속(Lentinus), 송이과(Tricholomataceae) 표고속(Lentinula)에 속하는 버섯으로 한국을 비롯하여 중국, 대만, 일본 등 동북아시아지역에서 주로 생산, 소비되고 있다. 참나무류 그루터기에서 발생되는 백색 부후균으로 목질을 분해할 수 있는 리그린 분해효소를 생산하는 것으로 보고되었으며(Field et al., 1993), 식용 및 약용으로 널리 이용되어져 오고 있다. 표고버섯은 Lentinan에 의한 항종양 작용(Suzuki and Oshima, 1976) 과 Eritadenine에 의한 혈중 콜레스테롤 저하 작용(Jong and Birmingham, 1993), 면역조절(Yap and Ng, 2001), 심장혈관의 혈당저하(Enman et al., 2007), 간 기능개선(Akamatsu et al., 2004), 항바이러스(Takehara et al., 1979)등 많은 약리작용이 보고되었다.

1920년 후반부터 시작된 표고버섯 재배는 참나무를 이용한 원목재배방식으로 이루어져 왔으며 대한산림조합연합회에서 우량종균을 육성 보급하면서 본격적으로 시작되었다 (Lee et al., 1994; Jang et al., 2012). 2017년 기준 국내 표고버섯 생산량은 23,983톤으로 이중 95.5%가 생표고 버섯 형태로 생산되고 있으며(Korea Forest Service, 2018), 재배규모는 참나무류를 이용한 노지 원목재배가 16,814천본(27.9%), 하우스를 이용한 시설 원목재배가 21,057천본(37.1%), 참나무류 톱밥을 이용한 시설 톱밥 봉지재배가 22,340천봉(34.9%)을 차지하고 있다 (Statistics Korea, 2015). 표고 톱밥 봉지재배는 1990년대 중반부터 시작되었으나 재배기술 미확립으로 널리 보급되지 못하다가 2000년대 초반부터 점차 재배가 늘어나게 되었다(Ko et al., 2009). 표고 톱밥재배는 원목가격 상승, 농촌 인구의 고령화, 버섯가격 하락에 따른 수익성악화 등으로 원목재배에 대한 병행 또는 대체 가능한 재배방법으로 높은 관심을 받고 있다. 톱밥 봉지재배를 위한 배지는 중국으로부터 많이 수입되고 있으며 2015년 36,285톤에서 2017년 39,874톤, 2019년 42,702톤으로 지속적으로 증가되고 있는 실정이다.

표고버섯 봉지재배의 활성화는 참나무를 이용한 원목재배 중심의 표고버섯 연구에서 톱밥 봉지재배에 관한 연구가 진행될 수 있는 기회를 제공 하였다. 대표적으로 표고버섯 톱밥 봉지재배를 위한 적합 배지조성, 적합 생육환경 조건 구명, 품종육성 등이 이에 해당된다. 표고버섯의 생활환(life cycle)은 자실체의 주름내 담자기에서 담자포자(단핵)가 형성되고, 이것이 발아하여 단핵균사가 되며, 핵형이 맞는 단핵균사끼리 융합하여 교배 또는 교잡이 이루어지 이핵균사가 된다. 한세포에 핵이 두 개 존재하는 이핵균사는 균사생장에 필요한 영양원이 공급되면 균사가 생장하게 되고, 균사생장이 이루어지고 나면 온도, 습도, 광 등의 물리적 환경조건에 영향을 받아 원기, 발아, 자실체형성의 과정으로 이어지게 된다. 자살체(버섯)가 만들어지고 일정기간 성장이 이루어지고 나면 갓 하부에 만들어진 주름에 담자기가 형성되어 단핵의 담자포자가 형성된다. 표고버섯의 육종과정은 먼저 유전자원의 특성을 파악하고, 원하는 형질을 가진 모균주를 선발한 후, 단핵의 담자포자를 채취하여 이를 인공적으로 교잡 또는 교배를 통해 정해진 환경에서 인위적으로 재배하여 재배자가 희망하는 형질의 계통을 선발하고 계통명을 명명함으로서 완료된다.

2020년 기준으로 국립 산림품종관리센터 홈페이지에 게시되어 있는 자료에 의하면 표고버섯의 품종보호출원은 70건이며, 이중 품종보호권등록이 완료 된 것은 36건에 이른다. 그러나 이들 품종들은 모두 원목재배 또는 톱밥배지이용 봉지재배를 위한 것에 해당된다. 원목재배는 버섯발생을 위하여 표고버섯 종균접종 후 1년 정도의 균사배양 및 원목관리가 요구되며, 톱밥 봉지재배의 경우 종균접종 후 90-100일 정도의 종균배양(암배양, 명배양 포함)기간과 버섯 발생을 위한 비닐제거, 침수 등의 과정이 필요하다. 이러한 과정들은 많은 노동력이 요구되며 대량생산을 위해 필수적인 자동화 작업이 어려운 단점이 있다. 이에 본 발명자는 상기의 문제점을 해결하고자 표고버섯 단포자간 교잡육종을 통해 새송이버섯, 팽이버섯, 느타리버섯, 만가닥버섯 등의 재배에서 이용되는 고압살균 가능 병형태의 용기에서 재배가 가능하면서 재배기간이 단축된 신규한 표고버섯 균주를 육성, 선발하여 본 발명을 완성하게 되었다.

종래특허기술의 일례로서, 등록특허공보 등록번호 10-1035898호에는 신균주 표고버섯[Lentinula edodes (Berk.) Pegler] GNA01(기탁번호 : KCCM11135P)가 공개되어 있다.

또한, 등록특허공보 등록번호 10-1470951호에는 내습성이 우수한 표고버섯 추출 분말의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 표고버섯 추출 분말이 공개되어 있다.

그러나 상기 종래기술들은 재배기간이 길어 병속에서 생육하기가 어렵고 규모화 및 자동화가 곤란하여 버섯농가의 생산원가 및 농가경영비가 비싸지는 단점이 있었다.

본 발명의 목적은 기존의 표고버섯이 고온 고압에서 살균 가능한 용기(병)재배에서 정상적으로 생육하지 못하는 것을 기존 재배보다 기간이 단축되어 생육가능하게 하는 것으로, 종균을 접종한 후 처음으로 표고버섯을 수확하는 재배기간이 원목재배(510일 내외), 톱밥배지를 이용한 봉지재배(100-120일 내외)보다 상당히 많이 단축(60일 이내)되었으며 발이소요일수를 포함 수확소요기간이 짧고, 갓색은 중간갈색을 보이면서 갓 표면에 표고버섯의 주요특징인 인피가 많이 형성되는 신규한 표고버섯 균주를 제공하는 것에 있다. 아울러 상기의 신규한 표고버섯 균주로부터 형성된 자실체(버섯)를 제공하는 것 역시 본 발명의 목적에 해당된다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 제 1 양태로서 신규한 재배기간 단축의 병 용기 재배가능 표고버섯 균주 BL48(KACC93342P)을 제공한다. 상기 균주는 2020년 9월 17일자로 농촌진흥청 국립농업과학원 농업유전자원센터(KACC)에 기탁되었다(기탁번호: KACC93342P). 본 발명의 다른 양태로 상기 표고버섯균주 BL48(KACC93342P)로부터 유래한 표고버섯 자실체를 제공한다.

본 발명의 병 용기 재배가능 표고버섯균주는 기존의 표고버섯균주와는 다른 유전적, 표현형적 차이를 보이는 신품종으로 병 용기 재배에서 버섯발생 및 생육이 양호하고, 재배기간이 짧으며, 갓색이 밝은 중간갈색이고 갓 표면에 표고버섯 특징인 인피가 형성되어 상품성이 우수한 특징이 있다. 본 발명을 통해 육성된 균주를 버섯 생산에 이용할 경우 규모화 및 자동화가 가능하여 버섯농가의 생산원가 및 농가경영비가 절감될 것으로 판단되며 국내 표고버섯 소비시장 활성화와 해외 수출시장 개척에 있어 높은 생산 경쟁력을 가짐으로서 국가적으로 매우 유용한 자산이 되는 현저한 효과가 있다.

도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 표고버섯 균주 BL48(KACC93342P)의 자실체 모습을 찍은 사진이다. 도 3은 고온 고압에서 살균가능한 병 용기에서 발생된 자실체 전경을 찍은 사진이다.
도 4는 본 발명에 따른 표고버섯 균주 BL48(KACC93342P)와 기존 품종간의 대치배양의 모습과 대치배양한 품종이 서로 다르다는 사실을 보여주는 대치선이 형성됨을 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 표고버섯 균주 BL48(KACC93342P)와 기존 품종간의 핵산수준에서의 차이를 보이기 위한 핵산증폭법(PCR) 방법에 의한 유전자 증폭산물의 다형성을 나타낸 것이다.

본발명은 신균주 표고버섯 BL48(기탁번호 : KACC93342P)인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 신균주로 형성된 표고버섯자실체에 관한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 표고버섯 자실체의 갓직경과 대의 두께의 비율은 1.5인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 갓의 색의 명도는 46.8로 밝은 갈색인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 신균주 표고버섯은 살균된 병에서 재배되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하되, 하기의 실시예가 본 발명의 보호범위를 한정되는 것은 아니다.

(1) 표고버섯 시험균주 및 배양

본 실험에 사용한 육종 모균주는 KNR3039와 KNR3050은 경상남도농업기술원 생명공학담당에서 수집한 것을 보관한 것이다. 대조품종으로는 톱밥배지를 이용한 봉지재배에서 많이 재배되는 참아람, 산조701호를 사용하였다. 감자한천배지(Potato Dextrose Agar)를 사용하여 25℃에서 배양하여 실험에 사용하였고, 필요시 4℃에 저장하였다. 장기보존을 위하여 균사가 만연한 PDA배지를 1×1㎝로 잘라서 살균 미네럴오일에 넣어 4℃에 보관하였다.

(2) 단포자 채취 및 교배

표고버섯 수집균주에 대하여 계통별로 자실체를 발생시켜 갓이 완전히 개열되기 전에 수확하여 공기의 흐름이 없는 무균상(크린벤치)에서 멸균된 페트리디쉬 위에 자실체의 주름이 아래로 향하도록 두어 48시간 동안 정치하여 자실체 주름부위로부터 단포자가 낙하되도록 하였다. 페트리디쉬에 낙하되어진 단포자는 살균 3차증류수를 이용하여 회수하고 회수된 원액에 대하여 순차적 희석방법을 이용하여 PDA배지위에 도말하여 25℃에 7-10일간 배양하면서 발아되는 단핵균사를 채취하였다. 각 모본과 부본계통에서 나온 단포자를 각각 20개씩 무작위로 선택하고 PDA배지에 접종하여 배양 한 뒤 살균된 메를 이용하여 1×1㎝(가로×세로)로 잘라서 페트디쉬의 중앙부분에 서로 맞닿도록 치상한 후 25℃에 배양하였다. 이후 마주보는 두 단핵균주의 균사가 충분히 자라면 버섯 균사가 자라지 못한 배지 가장자리 부분을 잘라내었다(반달자르기). 배지를 자른 배지는 다시 25℃ 항온기에 2-3일 정도 배양하면 버섯균사가 배지가 잘려나간 페트디쉬바닥으로 자라도록 기다린 뒤 현미경을 이용하여 200-400배에서 버섯균사를 관찰하면서 꺽쇄연결(clamp connection)의 형성여부를 확인하였다. 현미경을 통해 관찰된 결과는 교배표에 기입하고 교배된 균사가 서로 간에 정상적인 균사 융합이 진행되었는지를 확인하였다. 꺽쇄연결(clamp connection)이 형성된 균사는 살균된 메를 이용하여 1×1㎝(가로×세로)로 잘라 새로운 PDA배지로 옮겨 25℃ 항온기에서 배양하였다.

(3) 배양 및 생육 조사

표고버섯 재배를 위한 배지는 톱밥배지와 첨가제를 사용하여 잘 배합한 뒤 수분을 65% 내외로 맞추고 잘 혼합하여 85cc P.P(polypropylene) 병에 550g 씩 담아서 배지 가운데 부분을 타공하였다. 배지가 담겨진 병은 스팀 살균솥을 이용하여 121℃, 100분간 고압 살균하여 사용하였다. 살균이 완료된 배지는 냉각실에 20℃내외로 식힌 다음 버섯종균을 접종하였다. 종균 접종은 PDA배지에 미리 접종하여 배양이 완료된 균사을 살균된 메스를 이용하여 1×1㎝(가로×세로)로 잘라 배지표면 3곳에 조심스럽게 치상하는 방법으로 접종하였다. 종균이 접종된 배지는 온도 25℃, 상대습도 65%, CO2 2,000ppm이하로 맞춘 배양실에서 배양하였다. 버섯 생육을 위한 생육실의 크기는 바닥면적 21.0㎡ 체적은 79.0㎥이고, 환기를 위하여 동력환기팬은 1/4마력 시로코팬을 균상열의 중앙에 각 1대 설치하였고, 흡입구는 복도쪽에 가로 50.5㎝×세로 70.5㎝ 의 환기창을 균상별로 하나씩 설치하였다. 배양 완료 후 버섯 발생은 생육실로 이동한 뒤 온도 16℃, 습도 95-96%수준에서 버섯 발생을 유도하였다. CO₂조건은 버섯이 발이 될 때까지 800ppm이하, 발이가 완료되면 최대 1,000ppm이하로 맞추어 생육환경을 조성하였다. 조도는 100-200 lux를 전 생육기간 동안 유지하였다. 자실체는 갓 하부가 대부위에서 떨어져 갓 전체가 완전히 개열되기 전에 수확되었으며 품질평가는 표고버섯 품질특성조사 요령을 참고하여 대와 갓의 특성을 조사하였다.

(4) 재배기간이 짧고 병재배가 가능한 신규한 표고버섯 균주의 선발

상기의 재배실험을 통하여 병재배에세 발생된 자실체를 대상으로 갓색도, 갓직경, 대직경, 무게, 품질, 수확소요일수를 측정하였다. 색도는 색차계(Minolta, Japan)를 사용하여 갓 윗부분을 3번 측정하여 L(명도) 값으로 표시하였다. 표고버섯은 수확 시 갓 색이 밝고 갓 표면에 인피가 잘 발달된 것이 좋은 것에 해당된다. 또한 생육소요일수는 짧을수록 생산자에게 유리하다. 이러한 기준을 바탕으로 선발된 자실체들의 특성을 분석한 뒤 가장 적합한 계통인 BL48(KACC93342P)을 선발 하였다.

(5) 신규한 재배기단 단축 병재배 가능 표고버섯 균주 BL48(KACC93342P)의 특성

신규한 재배기단 단축 병재배 가능 표고버섯 균주 BL48(KACC93342P)에서 유래한 자실체의 대 길이는 34.9㎜, 대 두께는 8.5㎜, 갓 직경은 41.1㎜, 갓 두께는 12.8mm이며 갓직경과 대의 두께의 비율은 1.5수준이었고 갓색의 명도는 46.8로 밝은 갈색을 지니고 있었다. 850cc P.P용기 한 병에서 발생된 자실체 개체수는 평균 5.7개로 안정적인 발생특성을 보여 주었으며 한 병당 수확되는 수확량은 최대 122g(/850cc P.P병)까지도 수확인 가능하였으나 평균적인 수확량은 74.0g(/850cc P.P병) 수준이었다. 표고버섯 재배기간과 관련하여 배양이후 생육실로 옮긴 뒤 수확되는데 까지 걸리는 수확소요일수는 10.6일로 전체 재배기간은 60.6일(배양기간 50일 + 생육기간10.6일)이 소요되었다. 이러한 결과는 기존의 원목재배(510일 내외)나 톱밥배지를 이용한 재배(100-120일 내외)방식보다 현저히 단축되어진 재배기간으로 병재배 방식을 이용하여 생산되는 새송이버섯(평균 58-60일)과 유사한 재배기간에 해당되어 표고버섯 병재배방식을 기존 버섯재배 농가에 쉽게 적용할 수 있을 것으로 사료된다. 기존 품종인 참아람, 산조701호 균주와 신규한 재배기간 단축 병재배 가능 표고버섯 균주 BL48(KACC93342P)로 부터 유래한 자실체의 특성은 표1에 나타내었다. 그러나 표 1에서 보듯이 참아람과 산조701호의 경우 신규한 표고버섯 균주 BL48 재배방식과 동일하게 적용하였을 때 배양은 잘 되었으나 자실체 발생이 전혀 이루어지지 못하는 특성을 보여주었다. 본 발명인 신규한 재배기간 단축 병재배 가능 표고버섯 균주 BL48(KACC93342P)로 부터 유래한 자실체는 도 1, 도 2와 도 3에 나타내었다.

구분	대 길이 (mm)	대 두께 (mm)	갓 직경 (mm)	갓 두께 (mm)	유효^*경수(개)	개체 무게(g/개)	수확량(g/병)	색도			발이소요일수 (일)	수확소요일수(일)
구분	대 길이 (mm)	대 두께 (mm)	갓 직경 (mm)	갓 두께 (mm)	유효^*경수(개)	개체 무게(g/개)	수확량(g/병)	L	a	b	발이소요일수 (일)	수확소요일수(일)
BL48	34.9	8.5	41.1	12.8	5.7	15.3	74.0	46.8	13.9	25.0	4.3	10.6
참아람	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
산조701호	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

*: 850cc 용기 1병에서 발생된 표고버섯 개체수

표 1. 기존품종(산조701, 참아람)과 신규한 재배기단 단축 병재배 가능 표고버섯 BL48 비교

(6) 고유성 검사

육성된 계통의 고유성을 검사하기 위하여 참아람, 산조701호와 신규한 재배기간 단축 병재배 가능 표고버섯 균주 BL48(KACC93342P)를 가로 세로 1×1㎝ 크기로 잘라서 PDA 배지위에 각각 2-3 ㎝ 떨어진 위치에 옮겨서 25℃에 서로의 균사가 자라서 접촉면이 커질 때까지 배양하여 저해선(대치선)이 생기는지 관찰하였다. 핵산지문법을 이용한 고유성검사에서는, 참아람, 산조701호와 신규한 재배기간 단축 병재배 가능 표고버섯 균주 BL48(KACC93342P)의 gDNA를 DNeasy plant mini kit(Qiagen, 미국)을 이용하여 추출하였고, PCR Premix 키트를 이용하였고, premix 키트에 게놈 DNA 10 ng 4 ㎕, 프라이머 1pmol 5 ㎕, DDW 11 ㎕를 첨가하였다. 이때 프라이머는 #8001 primer 2(바이오니아, 한국)를 사용하였고, PCR 증폭반응은 Eppendorf proS(독일)를 사용하였고, 반응을 위하여 95℃에서 5분간 1 사이클, 그리고 94℃에서 1분, 37℃에서 1분, 72℃에서 2분간으로 총 45회를 실시하였으며, 최종 DNA의 합성은 72℃에서 10분으로 하였다. 그 결과물을 1.2 % Agarose에 로딩하고 SafeView Classic으로 염색하여 DNA의 다형성을 관찰하였다. 상기 방법을 통하여 기존품종인 참아람, 산조701호와 신규한 재배기간 단축 병재배 가능 표고버섯 균주 BL48(KACC93342P)의 대치배양에서 저해선(대치선)이 생김을 확인할 수 있어서 두 품종은 다른 품종인 것으로 판별되었다(도 4). 기존 품종인 산조701호, 참아람과 본 시험에서 육성된 신규한 재배기간 단축 병재배 가능 표고버섯 균주 BL48(KACC93342P)의 DNA 패턴을 비교한 결과 2군데서 서로 다른 양상의 유전적 차이를 나타내어 완전히 다른 품종에 해당함을 확인할 수 있었다(도 5).

상기의 결과로써 본 발명의 방법으로 신규한 재배기간 단축 병재배 가능 표고버섯 균주 BL48(KACC93342P)는 고온 고압에서 살균가능한 병용기에서 재배기간이 단축되면서도 생육이 양호하여 기존의 병버섯 재배농가에 적용 할 경우 새로운 소득원 창출뿐만 아니라 여러 가지 산업적 소재로서의 활용이 가능하게 될 것이다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 이는 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

그러므로 본 발명의 실질적인 범위는 상술된 실시예에 의해 한정되어져서는 안되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 청구범위와 균등한 구성에 의해 정해져야 함은 당연하다.

기탁기관명 : 농업유전자원센터(KACC)

수탁번호 : KACCKACC93342P

수탁일자 : 20200917

<110> Gyeongsangnam-do Agricultural Research & Extension Services <120> Lentinula edodes BL48(KACC93342P) strain with short cultivation period adapted to bottle cultivation <130> 00-000000 <160> 1 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 10 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PCR Forward primer to detect the differentiation of Lentinula edodes strains, Primer sequence (#8001) <400> 1 caggcccttc 10

Claims

신균주 표고버섯 BL48(기탁번호 : KACC93342P)
제 1 항의 신균주로 형성된 표고버섯자실체
제2항에 있어서, 상기 표고버섯 자실체의 갓직경과 대의 두께의 비율은 1.5인 것을 특징으로 하는 신균주 표고버섯 BL48
제3항에 있어서, 상기 갓의 색의 명도는 46.8로 밝은 갈색인 것을 특징으로 하는 신균주 표고버섯 BL48
제1항에 있어서, 상기 신균주 표고버섯은 살균된 병에서 재배되는 것을 특징으로 하는 신균주 표고버섯 BL48