메타게놈을 이용한 일천궁(Cnidium officinale) 내생미생물의 다양성 분석

최아현*, 부토토, 서종범, 강준원

(경북대학교 임학과)

Analysis of Endophytic Bacterial Diversity in Cnidium officinale using Metagenomic Approach

Ah-Hyeon Choi*, Butoto Imani Wa Russsati, Jong-Beom Seo, Jun-Won Kang

(Department of Forestry, Kyungpook National University)

초록: 내생균(Endophyte)은 기주인 식물체 내에서 질병을 일으키지 않고 공생하는 균이다. 이들은 기주식물의 환경 스트레스에 대한 저항성을 높여, 식물의 생존 및 성장에 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 천궁(Cnidium officinale)은 화장품, 기능성식품, 원료의약품 등 산업소재로 소요가 크게 증가하고 있는 약용식물이다. 그러나 기후변화로 인한 고온현상으로 생육이 부진하고, 재배지 면적이 크게 줄어들고 있는 실정이다. 따라서 천궁의 생산량을 안정시킬 수 있는 방법이 요구되며, 이를 위해 천궁 내생균에 관한 연구가 수행될 필요가 있다. 본 연구는 천궁의 내생균 다양성 분석을 통하여 생육과 관련된 핵심 내생균을 밝혀내는 것을 목적으로 한다. 16S rRNA 유전자의 염기서열 분석을 통해 내생균 군집을 파악한 결과, 문 수준에서 Firmicutes 44.36%가 가장 높게 나타났으며, 다음으로 Proteobacteria 18.21%, Bacteroidetes 14.14%, Actinobacteria 12.84% 순으로 우점하는 것으로 나타났다. 또한 과 수준에서 Lachnospiraceae 25.88%가 가장 높게 나타났으며, Ruminococcaceae 10.13%, Prevotellaceae 6.61%, Moraxellaceae 5.7% 순으로 우점하는 것으로 나타났다.

Abstract: Endophytes are bacteria that do not cause disease in the host plant. They are known to help plants survive and grow by increasing their resistance to environmental stress. Cnidium officinale is an industrial material for cosmetics, functional foods, and active pharmaceutical ingredient. Also it is a medicinal plant with a significant increase in demand. However, due to the high temperature caused by climate change, growth is sluggish and the area of cultivated land is greatly decreasing. Therefore, a method to stabilize the production of Cnidium officinale is required. To this end, research on endophytes needs to be carried out. The purpose of this study is to identify key endogenous bacteria related to growth through the analysis of endogenous diversity in Cnidium officinale. A sequencing analysis of 16S rRNA genes showed that Firmicutes 44.36% was the highest at the phylum level, followed by Proteobacteria 18.21%, Bacteroidets 14.14%, and Actinobacteria 12.84%. In addition, at the family level, Lachnospiraceae 25.88% was the highest, followed by Ruminococcaceae 10.13%, Prevotellaceae 6.61% and Moraxellaceae 5.7%.

Keyword: Cnidium officinale, Endophyte, Metagenome

사사: 이 성과는 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임(No. 2020R1F1A1054290).