환경 스트레스에 따른 화경버섯 균사체의 생물발광 변화 및

관련 유전자 서열 분석

박미정*, 이효림, 유림

(국립산림과학원 산림생명유전자원연구부 산림소득자원연구과)

Changes in Bioluminescence of Omphalotus japonicus Mycelia

via Environmental Stresses and

Partial Sequence Analysis of the Related Genes

Mi-Jeong Park*, Hyorim Lee, Rhim Ryoo

(Division of Special Forest Products, Department of Forest Bioresources,

National Institute of Forest Science)

요약: 생물발광은 생물체 내에서 빛이 방출되는 현상을 말한다. 이 현상은 다양한 생물 종에서 나타남이 알려져 있으며, 균류에서는 현재까지 약 80여 종에서 생물발광이 보고되었다. 한국에 자생하는 대표적인 생물발광 버섯으로는 화경버섯(Omphalotus japonicus)이 있다. 본 연구에서는 화경버섯 균사의 생물발광에 대해 조사하였다. 고체 배지에서 자란 화경버섯 균사체의 가장자리 부근에서 중심부에 비해 높은 발광이 관찰되었다. 또한 균사 표면에 상처를 내자 해당 부위에서 강한 생물발광이 관찰되었다. 다음으로 극단적인 온도 스트레스에 의한 생물발광의 변화에 대해서도 살펴보았다. 그 결과, 외부 자극에 의한 상처 스트레스와 달리 고온이나 저온 스트레스에 의해 균사의 생물발광이 억제됨을 확인하였다. 끝으로 균류의 생물발광에 필수적인 효소로 알려진 히스피딘수산화효소(hispidin-3-hydroxylase)와 루시페라아제(luciferase)의 카르복시 말단 아미노산 서열을 밝혀내고, 다른 균류에서 알려진 서열과 비교하였다.

Abstract: Bioluminescence refers to the production and emission of light in living organisms. It is widely observed in marine vertebrates and invertebrates, as well as in some microorganisms and fungi. To date, approximately 80 species of fungi have been reported to be luminous. One such example is Omphalotus japonicus, which is a representative luminous fungus found in Korea. In this study, we examined the bioluminescence of Omphalotus japonicus mycelia. Light emission was detected at the edges of mycelia grown on solid agar medium. Notably, the intensity of bioluminescence was found to be significantly enhanced following wound induction. We also investigated the effects of extreme temperatures on bioluminescence. Unlike mechanical damage, high and low temperatures repressed the light emission from mycelia. We also revealed the C-terminal regions of two enzymes, hispidin-3-hydroxylase and luciferase, which are pivotal  in the fungal bioluminescent pathway.

Keywords: Bioluminescence, Omphalotus japonicus, Luciferase, Environmental stress

사사: 본 연구는 산림청의 “독버섯의 분류학적 재검토 및 유형별 생리생태학적 특성과 약리물질 탐색 연구(KNA 1-3-2, 19-5)” 과제에 대한 지원으로 이루어진 것임.