사상균

사상균(filamentous fungi)은 토양에서 많이 발견되는 다세포 진핵 생물로 생태계에서 중요한 역할을 합니다. 곰팡이는 실험실에서 분리, 정량화 및 검사할 수 있습니다.

곰팡이는 지표 토양에 풍부하며 영양 순환과 유기물 및 오염 물질의 분해에 중요한 역할을 합니다. 자신의 음식을 합성할 수 없기 때문에 그들은 종속영양성으로 분류되며 호기성이므로 산소가 필요합니다.

곰팡이를 배양하기 위해 토양 샘플을 알려진 농도로 멸균수로 희석한 다음 한천 플레이트에 도금하고 배양합니다. 그런 다음 생성된 곰팡이 군체를 계산하고 식별할 수 있습니다.

이 비디오는 사상균의 분리, 정량화 및 식별의 원리를 보여줍니다.

토양에는 일반적으로 그램 당 수백만 개의 곰팡이가 포함되어 있습니다. 따라서 연속 희석액은 일반적으로 분석을 위한 토양 샘플을 준비하는 데 사용됩니다. 주어진 양의 토양이 분산 용액에 첨가됩니다. 현탁액의 부분 표본은 현탁액이 개별 진균 군체가 자랄 수 있을 만큼 충분히 희석될 때까지 직렬로 완충 용액으로 옮겨집니다.

그런 다음 이러한 희석액을 한천 배지에 도말하고 배양합니다. 일단 그들이 눈에 보이는 곰팡이 군체를 형성하면, 그들은 셀 수 있습니다. 각 곰팡이 군집은 단일 유기체에서 파생된 것으로 가정하기 때문에 군체 형성 단위(Colony Forming Units, CFU)라는 용어는 건조한 토양 그램당 계산된 유기체의 수를 표현하는 데 사용됩니다.

대부분의 곰팡이는 식물 성장의 주요 모드인 길고 분기 구조인 균사로 자랍니다. 균사의 응집체는 균사체(mycelium)라고 합니다. 곰팡이는 단세포 유기체로 존재할 수도 있으며 효모가 잘 알려진 예입니다.

곰팡이 번식은 여러 가지 방법 중 하나로 발생할 수 있습니다. 균사를 생산하는 곰팡이는 균사를 단편화하거나 씨앗과 같은 포자가 있는 줄기에서 무성생식을 할 수 있습니다. 단세포 곰팡이는 싹을 틔우는 것에 의해 무성생식을 할 수 있습니다.

곰팡이는 또한 유성 생식을 할 수 있습니다. 이것은 무성 생식보다 덜 일반적이며 일반적으로 불리한 환경 조건에 대한 반응으로 발생합니다. 균사를 생산하는 곰팡이에서는 서로 다른 곰팡이 균주에서 온 두 개의 생식 균사가 융합하여 접합자를 만들 수 있습니다. 단세포 곰팡이에서는 반대 균주의 두 세포가 융합됩니다.

비옥 한 토양은 일반적으로 건조 중량 1 그램 당 106 개의 곰팡이 "번식"범위를 포함합니다. Propagules는 곰팡이 포자, 균사 또는 균사 조각입니다. 배양 가능한 플레이트 계수를 사용하는 것은 곰팡이 함량을 설명하기 위한 빠르고 저렴하며 재현 가능한 기술입니다. 그러나 모든 유기체가 배지 플레이트에서 배양하는 것은 아니라는 사실로 인해 결과가 왜곡될 수 있습니다.

스트렙토마이신(streptomycin)과 같은 항생제가 함유된 로즈-벵골 한천 플레이트는 일반적으로 곰팡이 배양에 사용됩니다. 대부분의 토양에는 박테리아가 곰팡이보다 훨씬 더 많기 때문에 이상적인 곰팡이 배지는 곰팡이가 생존할 수 있도록 하면서 박테리아 성장에 반대하는 것을 선택합니다. 로즈 벵골 염료는 대부분의 박테리아의 성장을 억제하고 곰팡이 군집의 크기를 줄입니다. 이것은 이상적이며 곰팡이 플레이트의 과잉 증식을 방지하고 박테리아를 통제합니다.

이제 사상균 배양의 원리에 익숙해졌으므로 실험실에서 이것이 어떻게 수행되는지 살펴보겠습니다.

토양 샘플이 수집되면 분석을 위해 실험실로 가져옵니다. 먼저 토양의 수분 함량을 계산합니다. 탈이온수를 첨가하여 수분 함량을 15%로 높입니다.

용기를 플라스틱 랩으로 덮고 고무 밴드로 고정하여 증발을 제한합니다. 통기를 허용하기 위해 필름에 여러 번 구멍을 뚫습니다.

토양 샘플과 용기의 무게를 측정하고 기록합니다. 자연적으로 발생하는 곰팡이가 자랄 수 있도록 실온에서 일주일 동안 배양합니다.

토양 샘플과 용기의 무게를 다시 측정하고 무게를 기록합니다. 일주일 동안의 수분 손실로 인한 체중 감소를 계산합니다. 토양에 물을 추가하여 무게를 원래 값으로 되돌립니다.

증류수 10mL에 촉촉한 흙 95g을 넣고 잘 섞는다. 이것은 10g의 토양의 부피가 약 10mL이기 때문에 10-5 희석입니다. 이 원액의 물을 사용하여 1mL를 9mL 블랭크에 연속 희석하여 4회 수행합니다.

다음으로, 8개의 멸균 Rose-Bengal-streptomycin 한천 플레이트를 수집합니다. 두 개의 플레이트에 희석 튜브 10-2에서 0.1mL를 추가하고 에탄올-화염 멸균 유리 스프레더를 사용하여 한천 표면에 펴 바릅니다. 0.1mL의 양이 도금되기 때문에 유효 희석액이 10-3이 됩니다.

이 플레이트를 실온의 어두운 캐비닛에서 일주일 동안 배양하십시오.

일주일 후, 각 플레이트에 있는 개별 군체를 세십시오. 10-20개의 곰팡이 군집이 있는 플레이트를 세어야 합니다. 판 또는 식민지의 구별되는 특징을 기록하고 설명하십시오.

깨끗한 유리 현미경 슬라이드를 가져와서 락토페놀 마운팅 유체 한 방울을 중앙에 떨어뜨립니다. 오염을 방지하기 위해 집게를 사용하여 약 3cm 길이의 투명한 셀로판 테이프 스트립을 자릅니다. 필요한 경우 절개 바늘을 사용하여 집게에서 테이프를 제거합니다.

테이프의 접착면을 포자 형성 곰팡이 군집의 표면에 바르고 과도한 압력을 피하도록 주의하십시오. 다음으로, 포자 샘플이 있는 테이프의 접착면을 유리 슬라이드의 장착 유체에 적용합니다. 매끄럽고 평평한 도구로 테이프를 부드럽게 문질러 기포를 제거합니다.

고출력 대물렌즈 아래에 있는 테이프 마운트를 검사합니다.

곰팡이는 자실체와 포자를 현미경으로 검사하여 식별할 수 있습니다. 곰팡이 식별 키는 이 프로세스를 지원할 수 있습니다. 관찰되는 일반적인 곰팡이 유형에는 Penicillium과 Aspergillus가 있습니다.

플레이트를 사용하여 박테리아 계수와 동일한 기술을 사용하여 곰팡이를 열거 할 수 있습니다.

곰팡이를 식별하고 배양하는 것은 다양한 과학적 응용 분야에 유용합니다.

펄프 및 제지 생산 시설과 같은 산업은 바이오펄프화(biopulping)로 알려진 기술을 통해 펄프 제조 과정에서 목재를 분해하기 위해 필라멘트 곰팡이를 사용할 수 있습니다. 백색썩음병과 같은 곰팡이는 목재 칩을 효율적으로 분해하여 화학적 또는 기계적 펄프화의 사용 필요성을 감소시킬 수 있습니다.

곰팡이는 특정 유형의 생분해성 플라스틱을 포함한 다른 물질을 분해하는 데에도 사용할 수 있습니다. 이는 생분해성 뿌리 덮개 필름을 사용하여 원치 않는 식물 성장에 대한 임시 장벽을 만들 수 있는 농업 또는 원예 응용 분야에 유용할 수 있습니다.

곰팡이는 또한 20세기에 의학에 혁명을 일으킨 화합물인 항생제의 생산자이며 오늘날에도 감염의 최전선에서 방어하고 있습니다. 널리 사용되는 항생제인 페니실린은 일반적인 사상균인 페니실리움 루벤스(Penicillium rubens)에서 분리되었습니다. 오늘날까지 사상균은 여전히 분리되어 새로운 항생제를 찾기 위해 연구되고 있습니다.

당신은 방금 사상균에 대한 JoVE의 소개를 보았습니다. 이제 토양에서 사상균을 배양하는 방법, 정량화하는 방법, 토양에서 흔히 발견되는 곰팡이 유형을 식별하는 방법을 이해해야 합니다. 시청해 주셔서 감사합니다!