번데기동충하초 재배기술

		번데기 동충하초 재배기술
		기관 : 전북농업기술원
		성명 : 최인영
		전화 : 063-839-0392
	1. 동충하초의 일반특성
	Cordyceps속균은 곤충의 몸을 기주로 하여 자실체를 형성하는 곤충기생균(Entomopathogenic fungi)으로써 전세계적으로 약 200여종이 있고, 그중 우리 나라에서는 약 50여종이 보고된 바 있다.   본래 중국에서는 박쥐나방(Endoclyta excres Butler)의 유충에 발생하는 Cordyceps sinensis Sacc.를 동충하초라고 지칭하며 불로장생의 비약으로 결핵치료, 마약중독 해독, 강정 등에 이용되어 왔다. 또한 근래에는 C. militaris의 안전성이 쥐실험에서 입증되었으며, C. militaris에서 추출한 Cordycepin (3'-Deoxyadenosine)의 항세균 및 항암 효과가 임상실험에서 밝혀졌고, 곤충에 대해서는 RNA 합성저해 인자로 ectysone에 의한 용화억제 작용을 한다고 보고되었다. 최근에 Kinjo 등(1996)은 C. militaris 배양균사로부터 추출한 물질에서 생리활성과 Cordyceps sp., C. cicadae, C. ophioglossoides로부터 추출한 polysaccharides에서 항종양에 대한 치료효과가 있다고 보고하였다.   한편, 동충하초의 자실체 이용과 해충방제를 위한 동충하초의 인공배양에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 그중 자실체 형성에 대해 Pen(1995)은 쌀이나, 옥수수 곡물배지를 이용하여 C. militaris의 인공자실체 형성에 성공하였으며, 성 등(1999)도 현미와 누에번데기를 혼합한 배지에서 자실체 형성이 양호하였다고 보고하였다. 또한 Harada 등(1995)은 나비목(Lepidoptera)의 애벌레로 부터 분리한 C. militaris의 균주를 Mamestra brassicae의 번데기에 접종하여 자낭, 자낭포자 및 자낭각이 있는 자실체를 유도하였고, 자실체에 형성된 자낭포자는 해충방제용으로 사용이 가능하리라고 보고한바 있다.   동충하초 자실체 형성 조건에 대하여 Basith 등(1968)은 성숙한 자낭각 및 자낭포자가 형성된 자좌의 형성을 유도하는데, 22℃이하의 온도와 15∼90ft candles 정도의 조명도, 그리고 탄소원 및 질소원이 함유된 배지를 제시하였다. 이와 같이 동충하초의 인공배양을 위한 다양한 시험들이 수행됨으로써 실용적인 기술이 체계화되고 있다.
	그림 1. 야생 번데기 동충하초                   그림 2. 자실체의 자낭각 구조   그림 3. 자낭각 형태(SEM)                                     그림 4. 자낭 및 자낭포자   그림 5. 자낭포자 발아                                     그림 6. Phialide, Conidia   그림 7. 인공배양 자실체(곡물배지)
	2. 동충하초 재배과정
	눈꽃 동충하초 재배 과정에 준하여 종균제조, 배지제조 및 접종, 배양 및 발이와 수확등을 실시한다.
	3. 재배방법에 따른 자실체 생육상황
		가. 자실체 형성에 적합한 배양용기 및 광조건
		C. militaris의 자실체 유기 및 수량증대를 위한 배양용기로 사용한 900㎖ 유리병과 PP배양병은 균사생육에는 차이가 없었으나 생육일수 및 발이율에서는 큰 차이를 나타냈다. 자실체 생육일수는 유리병 보다 PP배양병에서 14일 단축으로 총재배일수를 기준으로 37.8% 재배일수 단축 효과를 가져왔다. 또한 발이율에서도 42.3% 높은 자실체 발이를 유기하였으며, 자실체 수량면에서도 20.7g/병 증수하였다(표 1). 이는 최등(1999)이 분생포자 세대에 자실체를 형성하는 Paecilomyces 의 인공자실체 유기와 같은 결과로 동충하초 인공배양을 위한 적정용기로는 유리배양병 보다 PP배양병이 적합한 것으로 생각된다. 수량 증수의 가장 큰 요인중의 하나는 발이율로 유리병 보다 PP배양병에서 높은 발이율을 나타냈는데, 이는 조명도 및 광의 종류와 관련된 것으로 C. militaris의 자실체 유기를 위해서는 밝은 빛이 요구되지만, 유리배양병처럼 빛이 균사체내로 직접 투과되어 발이를 유도하는 조건 보다는 PP배양병에서와 같이 빛이 산란되어 불투과 되는 조건이 C. militaris의 자실체 발이 및 생육에 적합한 것으로 생각된다.   광조건 실험에서 PP배양병에 누에번데기를 입병하고 배양완성직후 500, 1,000lux 광을 조사하였을 때, 500lux 보다 1,000lux에서 자실체 길이 및 자실체 개수가 많아 10.7g/병 증수하였다. 또한 조명도에 따른 색도는 500lux 보다 1,000 lux에서 적색(redness)을 띄었으나 황색(yellowness)은 500, 1,000lux에서 비슷한 수치를 나타냈다(표 2). 따라서 동일한 PP배양병 내에서 C. militaris의 자실체 발이 및 생육을 위한 적정조명도는 1,000lux이었으며, 1,000lux에서 자실체 색이 500lux 보다 적색을 띈 것은 cordycepin함량과도 관련된 것으로 자실체 색이 붉을수록 cordycepin함량이 높은 것으로 생각되나 cordycepin 함량에 대해서는 더욱 연구가 진행되어야 할 것으로 생각된다. 자실체 형성에 미치는 조명도와 색도에 관하여 Basith 등(1967)은 C. militaris의 자실체 발이를 위한 조명도는 3 foot-candles 이상, 성숙한 자낭각 형성을 위해서는 적어도 15∼90 ft-cd사이가 요구된다고 보고하였으며, Pacioni 등(1977)은 C. militaris의 orange-yellow 색깔은 적당한 빛과 온도, 영양조건에서 carotene에 의해 유도된다고 보고하였다.
		표 1. 배양병 종류에 따른 자실체 생육상황 배양병종류 (900㎖) 배양일수 (일) 생육일수 (일) 발이율 (%) 자 실 체 길이 (mm) 수 (no.) 수 량 (g/btl.) 유리병 PP배양병 11 11 40 26 45.3 87.6 45.0 83.6 36.4 37.5 14.8 b 35.5 a 주 : 1) 균사배양 온도 ; 25±1℃, 자실체 형성온도 ; 19±1℃, 조명도 ; 1,000lux.       2) 자실체 형성용 배지 ; 누에 번데기
		표 2. 자실체 형성에 적합한 조명도 및 색도 조명도 (lux) 자 실 체 색 도 길 이 (mm) 수 (개) 수 량 (g/btl.) L a b    500 1,000 52.3 90.0 20.3 35.0 12.5 b 23.2 a 63.43 56.13   3.25 12.16 15.89 14.31 주) 균사배양 온도 ; 25±1℃, 자실체 형성온도 ; 19±1℃, 배양배지 ; 누에번데기
		나. 자실체 형성에 적합한 배지선발
		인공 자실체 유기 및 생육에 적합한 배지를 선발하고자 누에번데기와 쌀보리, 현미, 옥수수, 밀 등의 곡물을 배지로 사용하였을 때, 각 배지별 배양일수 차이는 배지 알갱이의 크기와 비례하여 배양일수가 달랐다. 즉 알갱이가 큰 누에번데기에서 가장 빨랐으며, 옥수수와 밀 그리고 현미, 쌀보리 순으로 배양일수에 차이를 나타냈다. 발이율에서는 각 처리별로 50∼85% 수준이었으며, 자실체 수량면에서는 쌀보리, 밀 과 현미, 누에번데기와 옥수수 순으로 수량 차이를 보였다(표3). 따라서 C. militaris 인공자실체 형성에 적합한 염가의 배지는 쌀보리, 밀과 현미 등의 곡물배지로 생각된다. 이는 C. militaris의 자실체 발이에 곡물배지내의 탄소원 성분이 영향을 미친 원인과 곡물배지는 누에번데기배지 보다 공극이 조밀하여 배지내 수분을 생육후기 까지 유지함으로 자실체 수량이 증가한 것으로 생각된다. 이와 같이 곡물배지를 이용한 인공자실체 형성에 관하여 Pen(1995)은 쌀과 옥수수 등의 곡물 배지를 사용하여 인공자실체 형성을 유도하였으며, 성 등(1999)도 현미, 알락미 등에 번데기를 첨가한 배지에서 우수한 자실체가 형성되었다고 보고하였다. 또한, 곡물배지 등은 누에번데기에 비해 곤충기생균의 자실체 대량 생산을 위한 적절한 방법으로 생각되나 누에번데기와 곡물배지에서 형성된 자실체 사이의 생리활성물질의 기능에 대해서는 더 많은 연구가 있어야 할 것으로 생각된다.
		표 3. 배양배지 종류별 자실체 생육 배지종류 배양일수 (일) 생육일수 (일) 발이율 (%) 자 실 체 길 이 (mm) 수 (개) 수 량 (g/btl.) 누에번데기 쌀 보 리 현 미 옥 수 수 밀 11 15 14 13 13 26 28 28 29 30 65.4 85.0 76.5 50.0 60.0 98.0 92.1 91.5 77.5 89.5 62.0 70.8 35.0 13.8 71.8 17.5 c 40.6 a 27.0 b 11.1 c 33.0 b 주) 균상배양 온도 ; 25±1℃, 자실체 형성온도 ; 19±1℃, 조명도 ; 1,000lux.
		다. 종균 계대배양 횟수에 따른 생육
		C. militaris 원균을 PDA 배지에 계대배양 한 횟수별로 자실체 발이 및 생육상황을 조사하였다. 원균에서 1회 이식한 균주로 종균을 제조하였을 때 발이율은 93.2% 이었으나 3회이상 계대배양 할 경우 14.1%로 매우 저조한 발이율을 보였으며, 수량면에서도 발이율 저하로 낮은 수량을 가져왔다(그림 1). 분생포자 세대에 자실체를 형성하는 Paecilomyces의 경우 동충하초 인공배양을 위해 액체종균 제조에 사용된 균주는 계대배양 횟수별로 자실체 발이 및 생육에 차이가 없었으 나 C. militaris는 계대배양 횟수에 따라 자실체 발이 및 생육저하를 가져왔다. 낮은 발이율에 대한 요인중의 하나는 계대배양에 따른 균사노화와 관련된 것으로 생각되기 때문에 효율적인 자실체 생산을 위해서는 C. militaris의 균주를 연속하여 계대배양 하여 종균을 제조하는 방법은 적절하지 못한 것으로 생각되며, 종균제조에 사용되는 종균은 원균이나 자실체 및 인공자실체가 발이된 기주에서 균을 분리한 후 다음 접종원으로 사용해야 될 것으로 생각된다.
		그림 8. 계대배양 횟수별 자실체 수량 및 발이율