| 초록 |
국내 자생 생물자원의 환경적 응용을 위한 자원 생물로서의 역량 평가를 목적으로 하는 본 연구를 통해, 국내 자생 균류 자원을 확보하였고 그에 대한 환경적 응용방안을 모색하였다. 총 120점의 자생 균류를 확보하였으며 균류 자원 중 2종은 신종으로, 13종은 국내 미기록종으로 보고하였다. 환경적 응용 방안으로는 바이오에탄올 생산을 위한 당화효소의 생산, 유기오염물질 분해를 위한 , 유용 이차대사산물 생산을 마련하였고, 그에 대한 평가가 이뤄졌다. 자생 균류가 생산하는 Total cellulase, CMCase, β-glucosidase, β-xylosidase의 활성 측정 결과, Trichoderma harzianum KUC1716이 가장 높은 섬유소분해효소 활성을 나타내었다. Response surface methodology (RSM)를 적용하여 최적조건 (1.85% cellulose, 0.48% soy peptone, 0.1% Thiamine HCl)을 확립하였으며, 최적조건에서 생산된 섬유소분해효소를 이용한 당화결과 보리짚, Empty fruit bunch, 억새, 볏짚에서 각각 85%, 72%, 67%, 87%의 당화효율을 보였으며 이는 대조군으로 설정한 Celluclast 1.5L과 Novozyme 188을 섞은 상업용 효소보다 뛰어난 효율이었다. 87%의 당화율을 보인 실험군을 Saccharomyces cerevisiae를 이용한 에탄올 생산량과 시간당 생산효율은 각각 17.64 g/L, 1.47 g/Lh 로 높은 에탄올 생산효율을 보였다. 유기오염물질 분해를 위해 RBBR 분해능, PAHs 저항성, PAHs 분해능을 평가한 결과 Phanerochaete sp. KUC10564와 T. versicolor KUC10621의 phenanthrene 분해율은 33.9%와 31.4%로, 비교 균주인 P. chrysosporium KCTC6293의 분해율인 34.0%에 비견할만한 분해능을 보였다. Phanerochaete sp. KUC10605는 70.6%라는 매우 높은 분해율을 보였는데, 이는 비교 균주의 분해율보다 두 배 이상 높은 수치이다. 이러한 결과는 PAHs를 비롯한 난분해성 오염물질들의 생물학적 분해에 있어 매우 높은 잠재력을 가지고 있음을 암시한다. 자생 균류가 생산하는 유용 이차대사산물 탐색을 수행하였다. 120점의 자생균주 추출물을 이용하여 생리 활성 연구를 진행한 결과, 총 14점의 균주가 선발되었다. 문헌조사를 통해 물질정보가 알려지지 않은 균주인 Arthrinium saccharicola와 Leucogyrophana mollusca를 대상균주로 하여 대량배양을 실시하였다. L. molluscas는 최적조건 탐색결과 PDA에서 30일 배양한 균주의 조추출물의 활성이 가장 높은 것으로 나타났으며, A. saccharicola의 경우 PDA에서 7일 배양하여 조추출물 1245 mg을 회수하였다. 최종적으로 분리된 물질 중 7-dechlorogriseofulvin과 Nolichexanthone은 A. saccharicola에서 최초로 분리된 물질이다. 본 연구의 결과, 국내 자생 생물자원을 다량 확보하고 각 자원의 환경적 활용에 대한 라이브러리를 구축하였다. 이는 국내 자생균류를 이용한 다양한 산업(생물학적 방제 산업, 바이오 에너지 산업, 오염물질 분해 분야 등)의 기초가 되며, 외래 균주의 수입을 절감할 수 있다. 위 연구 결과를 바탕으로 균주의 탐색과 작용 기작 규명에만 그치지 않고 효율적인 생산 공정과 함께 발전시킨다면 화학 약품 등에 의한 방제 패러다임을 바꾸고 환경 보전에 이바지 할 수 있을 것으로 판단한다. 생물자원의 산업적 활용을 위해서는 선발된 균주의 효소 또는 이차대사산물의 생산 및 기능을 증진시키는 분자생물학적 개량이 요구되므로, 추후 연구에서는 생물자원의 유용 유전자원을 확보하는 연구가 필요하다. (출처 : 연구결과 요약문 4p) |
