작품번호 1428 제 51 회전국과학전람회 초 중 고생을위한 곰팡이학습자료제작에관한연구 출품분야학생부출품부문식물 2005. 8. 시 도 학교 ( 소속 ) 학년 ( 직위 ) 전남전남과학고 2 학년 성명 장대광 박권우 지도교사전남과학고교사배훤희 - 1 -
작품번호 1428 제 51 회전국과학전람회 초 중 고생을위한 곰팡이학습자료제작에관한연구 출품분야학생부출품부문식물 2005. 8-2 -
차 례 Ⅰ. 연구동기및목적 1 Ⅱ. 연구를위한기초조사 2 1. 곰팡이 ( 진균 ) 의정의및분류 2 2. 곰팡이학습자료관련선행연구 4 3. 선행연구결과 5 4. 연구문제도출 5 Ⅲ. 연구대상선정및기간 7 Ⅳ. 연구내용및결과 9 1. 연구대상곰팡이계통분류 9 2. 곰팡이배양학적특징 11 3. 곰팡이현미경적특징 39 4. 곰팡이분류검색표제작 54 5. 초 중 고생을위한곰팡이학습자료제작 58 Ⅴ. 결론 67 Ⅵ. 더연구하고싶은점 67 참고문헌 - 1 -
그림차례 ( 그림 1) 곰팡이문계통수 9 ( 그림 2) Saprolegnia diclina Humphrey 균총 (5일배양, PDA배지, GY배지앞, 뒷면 ) 11 ( 그림 3) Saprolegnia parasitica Colier 균총 (5일배양, PDA배지, GY배지앞, 뒷면 ) 11 ( 그림 4) Dictyuchus sterilis Colier 균총 (5일배양, PDA배지, GY배지앞, 뒷면 ) 12 ( 그림 5) P. cactorum Schroeter 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 13 ( 그림 6) P. capsici Leonian 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 13 ( 그림 7) P. citrophthora Leonian 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 13 ( 그림 8) P. cactorum에의해사과역병에걸린사과들 14 ( 그림 9) M. hiemolis Wehmer 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 14 ( 그림 10) M. racemosus Fresenius 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 15 ( 그림 11) R. japonicus Vuilemin 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 15 ( 그림 12) R. oryzae Went 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 16 ( 그림 13) S. calsbergensis E.C.Hansen 균총 (5일, 10일 ) 17 ( 그림 14) S. cerevisiae E.C.Hansen 균총 (5일, 10일 ) 17 ( 그림 15) S. kluyveri Phaff et al 균총 (5일, 10일 ) 17 ( 그림 16) N. crassa Shear 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 18 ( 그림 17) N. sitophila Shear 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 18 ( 그림 18) A. alternata von Keissler 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 19 ( 그림 19) A. gaisen Tanaka 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 20 ( 그림 20) A. mali Roberts 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 20 ( 그림 21) A. porri Ciferri 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 20 ( 그림 22) A. gaisen에의한병징 21 ( 그림 23) A. awaamori Nakazawa 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 21 ( 그림 24) A. flavus Link 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 22 ( 그림 25) A. fumigatus Fresenius 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 22 ( 그림 26) A. niger van Tieghem 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 22 ( 그림 27) A. oryzae Cohn 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 23 ( 그림 28) A. sojae Sakaguchi 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 23 ( 그림 29) Aspergillus속을이용한메주와장만드는모습 24 ( 그림 30) B. cinerea Pers 균총 ( 앞면, 뒷면 ) 25 ( 그림 31) B. cinerea에의해병든사과나무잎 ( 왼쪽 ) 과병든고추줄기 ( 가운데 ) 와열매 ( 오른쪽 ) 25 ( 그림 32) C. cladosporioides de Vries 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 26 ( 그림 33) C. gloeosporioides Penz & Sacc 균총 ( 앞면, 뒷면 ) 27-2 -
( 그림 34) C. coccodes S.Hughes 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 27 ( 그림 35) F. graminearium Schwabe 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 28 ( 그림 36) F. moniliforme J. Sheld 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 28 ( 그림 37) F. oxysporium Schltdl 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 28 ( 그림 38) F. semitectum Saccardo 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 29 ( 그림 39) F. roseum Link 균총 (1주, 2주배양, 뒷면 ) 29 ( 그림 40) F. solani Saccardo 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 29 ( 그림 41) F. oxysporium에의해병든파포장 ( 왼쪽 ) 과파 ( 오른쪽 ) 30 ( 그림 42) P. chrysogenum Thom의균총 ( 앞면과뒷면 ) 31 ( 그림 43) P. digitatum Saccardo 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 31 ( 그림 44) P. expansum Link 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 31 ( 그림 45) P. hirsutum Dierckx균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 32 ( 그림 46) P. italicum Wehmer균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 32 ( 그림 47) P. roqueforti Thom 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 32 ( 그림 48) P. griseofulvum Dierckx 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 33 ( 그림 49) P. digitatum에의한감귤녹색곰팡이병 ( 왼쪽 ) 과 P. italicum에의한감귤푸른곰팡이병의병징 ( 가운데 ) 사과푸른곰팡이병에걸려썩고있는과실 ( 오른쪽 ) 33 ( 그림 50) P. roqueforti( 왼쪽 ) 와 P. camembert에의해만들어진치즈 ( 가운데 ) 페니실린주사약 ( 오른쪽 ) 33 ( 그림 51) P. diospyri Bongini 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 34 ( 그림 52) P. mali Roberts 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 35 ( 그림 53) P. mali에의해사과줄기마름병에걸린가지 35 ( 그림 54) T. atroviride P. Karsten 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 35 ( 그림 55) T. koningii Oudemans 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 36 ( 그림 56) T. viride Persoon균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 36 ( 그림 57) Tricoderma속을이용한생물농약 36 ( 그림 58) V. inequalis Winter emend 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 37 ( 그림 59) V. nashicola S. Tanaka & S. Yamam균총-3개월배양 ( 앞면, 뒷면 ) 37 ( 그림 60) 배나무잎 ( 상 : 초기증세, 하 : 진행된모습 ) 과가지, 과일에나타난흑성병 38 ( 그림 61) 곰팡이포자모양 39 ( 그림 62) 곰팡이현미경적구조 39 ( 그림 63) M. racemosus Fresenius 분생포자경및분생포자 (200x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 40 ( 그림 64) M. hiemolis Wehmer 분생포자경및분생포자 (200x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 40 ( 그림 65) R. japonicus Vuillemin 분생포자경및분생포자 (100x)< 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 41 ( 그림 66) R. oryzae Went 분생포자경및분생포자 (40x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 41 ( 그림 67) S. cerevisiae E.C.Hansen 포자 (250x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 42 ( 그림 68) S. kluyveri Phaff et al 포자 (250x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 42-3 -
( 그림 69) S. calsbergensis E.C.Hansen 포자 (250x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 42 ( 그림 70) A. alternata von Keissler 분생포자 (400x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 43 ( 그림 71) A. gaisen Tanaka 분생포자 (200x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 43 ( 그림 72) A. mali Roberts 분생포자 (400x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 43 ( 그림 73) A. porri Ciferri 균사 (200x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 44 ( 그림 74) A. oryzae Cohn 분생포자경및분생포자 (200x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 44 ( 그림 75) A. sojae Sakaguchi 분생포자 (1000x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 45 ( 그림 76) A. awamori Nakazawa 분생포자경및분생포자 (400x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 45 ( 그림 77) A. flavus Link 분생포자경및분생포자 (100x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 45 ( 그림 78) A. fumigatus Fresenius분생포자경및분생포자 (200x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 46 ( 그림 79) A. niger Tieghem분생포자경및분생포자 (400x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 46 ( 그림 80) B. cinerea Pers 균사 (400x) < 왼쪽 > 분생포자경과분생포자 < 가운데 > 스케치 < 오른쪽 > 46 ( 그림 81) C. cladosporioides de Vries 분생포자 (1000x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 47 ( 그림 82) C. gloeosporioides Penz & Sacc분생포자 (1000x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 47 ( 그림 83) C. coccodes S.Hughes 분생포자 (1000x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 47 ( 그림 84) F. solani Saccardo 분생포자 (400x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 48 ( 그림 85) F. moniliforme J. Sheld 분생포자 (1000x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 48 ( 그림 86) F. roseum Link 분생포자 (1000x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 48 ( 그림 87) F. semitectum Saccardo 분생포자 (200x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 49 ( 그림 88) F. oxysporium Schltdl 분생포자 (400x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 49 ( 그림 89) F. graminearium Schwabe 균사 < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 49 ( 그림 90) P. digitatum Saccardo 분생포자경및분생포자 (400 ) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 50 ( 그림 91) P. expansum Link 분생포자 (200 ) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 50 ( 그림 92) P. hirsutum Dierckx 분생포자 (200x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 50 ( 그림 93) P. italicum Wehmer 분생포자경및분생포자 (1000x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 51 ( 그림 94) P. roqueforti Thom분생포자 (400x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 51 ( 그림 95) T. atroviride P. Karsten 분생포자 < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 52 ( 그림 96) T. koningii Oudemans 분생포자 (1000x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 52 ( 그림 97) T. viride Persoon 분생포자 (400x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 52 ( 그림 98) V. inequalis Winter emend 분생포자경및분생포자 (200x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 53 ( 그림 99) V. nashicola S. Tanaka & S. Yamam 분생포자경및분생포자 < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 53 ( 그림 100) 도감제작예시 60 ( 그림 101) 곰팡이전자도감예시 61 ( 그림 102) 곰팡이건조영구표본예시 ( 푸른곰팡이 ) 62 ( 그림 103) 곰팡이학습용키트예시 63 ( 그림 104) 팜플렛제작예시 64 ( 그림 105) 곰팡이카드예시 66-4 -
표차례 ( 표 1) 우리나라교과서에나오는곰팡이 3 ( 표 2) 곰팡이의문특징 4 ( 표 3) 곰팡이학습자료선행연구자및연구내용 4 ( 표 4) 곰팡이도감관련선행연구자및연구내용 5 ( 표 5) 연구대상곰팡이 7 ( 표 6) 연구대상곰팡이의문에따른속분류 9 ( 표 7) 연구대상 49종곰팡이의균총색깔별출현비율 54 ( 표 8) 공기중곰팡이균총수의색깔별출현비율 55 ( 표 9) 토양속곰팡이균총종류의색깔별출현비율---------------------55-5 -
Ⅰ. 연구동기및목적 미생물은지구상곳곳에존재하며인간에게직접또는간접적으로영향을미친다. 생활주변의어디에서나존재하는미생물의하나인곰팡이에대해관심을가지게되어곰팡이를분리하고동정을하던중, 우리나라에서발행된참고할곰팡이도감이없을뿐만아니라전문가도많지않아서일반인에게는곰팡이동정이매우어렵다는것을알게되었다. 미생물중에서곰팡이는자연환경에서발견되는종류가수십만종에이르고, 기록된종이 9만여종으로아직도미기록종이계속보고되고있는상황에서우리나라에서만들어진곰팡이관련서적이극히소수일뿐만아니라도감은전혀발간된바가없어학생들의곰팡이에대한흥미를격감시키는원인이되었다. 곰팡이의일부인버섯류의도감은발행이되어학생및일반인들이활용하고있지만, 그외곰팡이종류에대한학습자료가없어우리들처럼곰팡이에흥미를가진초 중 고생및일반인을자극할수있는참고도감이전혀없다는점이매우놀라웠다. 그로인하여우리들의곰팡이에대한상식이매우낮고, 전문가들만이공부하는생물의영역으로남아있다는점이 BT시대를맞이한상황에서있을수없다고판단되었고, 학생수준으로곰팡이학습자료제작이매우어려운일이지만이미동정된균주를분양받아기르면서특징을관찰기재하면학습자료를제작할수있을것이라는전문가의격려에초 중 고학생을위한곰팡이학습자료가하루빨리간행되어야한다는생각으로이연구를시작하기로하였다. 곰팡이종류에따른배양적, 현미경적특징을기존조사와본연구를통해얻어진결과를종합하여제시하고, 연구결과물을학습자료제작에활용하고자한다. 따라서본연구의목적은 1. 초 중 고교과서및일상생활에밀접한주요곰팡이를선발하여 PDA 배양, 슬라이드배양을통해배양학적특징및현미경적특징을관찰기재한다. 2. 문헌조사를토대로선정한곰팡이의기주및균의산업적이용등에대한종별특성을파악한다. 3. 균총의색깔및형태에따른속분류검색표를제작한다. 4. 초 중 고생을위한곰팡이학습용도감및전자도감을제작한다. 5. 곰팡이건조영구표본을만들어육안으로영구관찰가능한자료를제작하여학생들의학습도구로활용할수있다. 6. 초 중 고생을위한곰팡이카드를제작하여놀이및학습도구로활용할수있고, 곰팡이팜플렛을제작한다. 7. 수업시간에활용할수있는초, 중학교용의곰팡이학습용키트를제작보급할수있다. - 1 -
1. 곰팡이 ( 진균 ) 의정의및분류 가. 곰팡이의정의 Ⅱ. 연구를위한기초조사 다. 곰팡이 ( 眞菌, fungi) 는다른생물체그룹과비교하여다음과같은주요특성을갖는 첫째, 곰팡이는세포내에핵막으로둘러싸인뚜렷한핵을가지고있는진핵생물이다. 둘째, 곰팡이는전형적으로실모양의균사 (hypha) 를형성한다. 균사는정단생장 (apicial growth) 을하며정단바로뒤에서계속분지하고그결과균사체 (mycelium) 를만든다. 셋째, 곰팡이는엽록소를갖고있지않으며독립영양생물인식물등으로부터영양 을얻어사는종속영양체다. 넷째, 곰팡이는유성생식과무성생식을하며번식수단으로서포자 (spore) 를형성한 다. 포자는전파또는휴면의기능을하며, 포자및포자형성구조는형태적특성 이다양하여곰팡이분류의가장중요한 key 가된다. 다섯째, 곰팡이는세포벽의주요한구성물질로키틴 (chitin) 을함유하고있다. 따 라서곰팡이는실모양의균사를형성하고, 세포벽에키틴을함유하며, 포자에의 해번식을하고, 종속영양을하는진핵생물이라고정의할수있다. 나. 곰팡이의동정방법 곰팡이는배지상에서관찰되는배양적특성과현미경상에서관찰되는균학적특성등형태적특성에근거하여종합적으로동정한다. 곰팡이를배지에배양할때자라는균총은고유한색깔과모양을나타내어곰팡이동정의 key로이용된다. 보통배양시간에따라배양적특성이달라지는곰팡이도있기때문에주로감자한천배지 ( * PDA) 에서자라는균총및배지색깔, 기중균사및균총가장자리모양, 균사생장속도등균총의모양을관찰하여곰팡이를동정한다. 현미경을통하여관찰되는곰팡이의균학적특성은각곰팡이의절대적인특징이기때문에가장일반적인곰팡이동정의 key로이용된다. 균사의색깔과굵기, 격벽의유무, 꺽쇠연결 (clamp connection) 의형성유무, 분지모양등균사의특징과무성포자와유성포자의모양, 색깔, 크기등포자의특징및분생포자경과각종자실체의모양, 색깔, 크기등번식체의특징을관찰하여곰팡이를동정한다. * PDA : Potato Dextrose Agar 다. 초, 중, 고교과서에나오는곰팡이 - 2 -
< 표 1> 우리나라교과서에나오는곰팡이 구분교과서명학습대상단원곰팡이명활용 초등학교 중학교 과학초등 5 학년검은빵곰팡이곰팡이특징및이용 실과초등 6 학년음식만들기 축산가공업, 치즈 과학중등 3 학년생식효모, 푸른곰팡이막걸리 기술가정중등 1 학년미래의기술 미생물 환경 환경이란무엇인가곰팡이분해자 고등학교생물 Ⅰ 인문계환경요소곰팡이분해자 고등학교 생물Ⅱ 자연계 균계 푸른곰팡이, 검은곰팡이, 접합균, 자낭균, 담자균, 털곰팡이, 빵곰팡이, 점균, 먼지곰팡이거미줄곰팡이, 붉은빵곰팡이, 진녹색곰팡이, 갈색곰팡이, 누룩곰팡이, 효모, 진균, 조균, 물곰팡이 Penicillium notatum 고등학교 생물실험 과학계 곰팡이관찰 Aspergillus niger Rhizopus nigricans 사카로미세스세레비스, 사카로미세스우바륨, 사카로미세스칼스베르겐시스, 아스페르길러스오리재, 아스페르길루스글라우쿠스, 게오트리쿰캔디덤, 푸사륨리니, 푸사륨불비게넘, 페니실륨스피눌로섬, 아스페르길루스니둘란스, 무코르씨시넬로이드스, 클로레사피레노이도사 Mucor hiemalis, Mucor rouxii, Rhizopus nigricans, 고등학교 식품미생물 농업계 식품가공과 Rhizopus delima, 미생물 Rhizopus japonicus, Neurospora sitophila, Trichoderma viride, Botrytis, Fusarium oxysporium, Alternaria Cladosporium herbarum, Aspergillus flavus, Aspergillus niger, Penicillum citrinum, Penicillum chrysogenum, Penicillium expansum, Penicillum italicum, Pencillium roqueforti, Penicillum camemberti 분류의실제 곰팡이관찰 곰팡이에의한식품생산 - 3 -
라. 곰팡이문계통및특징 곰팡이가속한분류체계인균계는영양체인균사의격벽유무, 번식체인무성포자와유성포자의형태, 크기, 색깔등에의해분류하였다. 균계는난균, 접합균, 자낭균, 담자균등으로분류하고무성세대만을나타날때불완전균으로분류하였다. 곰팡이는유성생식과무성생식을대부분함께하고있었다. Aspergillus, Penicillium등은무성포자가나타날때의학명이고, 자낭포자가나타날때의학명은따로있었다. 불완전균에속하는곰팡이종류가매우많았다. < 표 2> 곰팡이의문특징 문 주요 특징 난균문 Oomycota Oomycetes, 균사에격벽을형성하지않음, 무성생식으로유주포자를형성, 유성생식으로난포자형성 종수 1 강 112 속, 914 종 접합균문 Zygomycota Zygomycetes 와 Trichomycetes 가근을형성, 균상에격벽을형성하지않음, 무성생식으로포자낭포자, 유성생식으로접합포자형성 2 강 11 개목약 1,100 종 자낭균문 Ascomycota 불완전균문 Deuteromycota Ascomycetes Deuteromycetes 균사에격벽을 균사에격벽을 형성, 형성, 무성생식으로 유성생식단계가 분생포자경 (coni 알려져있지 diophore) 에 않은곰팡이. 분생포자 (conidi 최근에는 um), 자낭균류에포함 유성생식으로 다양한방법으로 자낭안에 8개의분생포자형성 자낭포자형성 46 목 264 과 3,200 여속 32,325 종 2,600 속 15,000 여종 담자균문 Basidomycota Teliomycetes Ustomycetes Basidiomycetes 균사에격벽을형성, 무성생식으로분생포자, 유성생식으로담자포자형성 3 강 41 목 165 과 1400 여속 29,914 여종 2. 곰팡이학습자료관련선행연구 < 표 3> 곰팡이학습자료선행연구자및연구내용 연구자연구내용비고 ( 책이름 ) 교육부 곰팡이의특징을소개하면서, 그예로검은빵곰 팡이의현미경적특징을다룸 초등학교 5 학년자연교사용지도서 교육부 교육부 생식의방법에대한소개에서, 무성생식의포자 법, 출아법등에서효모와푸른곰팡이가다루어짐. 생물의다양성을다루면서, 균계에대한개괄적 인안내로문수준의특징들을제시 중학교 3학년과학교사용지도서생물Ⅱ 교사용지도서 - 4 -
< 표 4> 곰팡이도감관련선행연구자및연구내용 연구자연구내용비고 ( 책이름 ) 현익화외 (2005) 현익화외 (2003) 유승헌외 (2001) 이윤수외 (2001) 류화영외 (1993) 이은종외 (1989) 식물종자에서식하는곰팡이특징및포자들 에대한현미경사진을학명순으로배열하여 정리 식물검역에서의진균의중요성, 진균분류동 정의개요, 주요분류군의특성을모아정리 Illustrated Manual on Identification of Seed-borne FUNGI 식물검역진균 분류동정입문 Korean Species 한국에서채집한 Alternaria 와 Stemphylium of Alternaria 를분류학적으로정리한책 ( 영문 ) and Stemphylium 1997~2001 까지강원대와경상대에보관된한 Fusarium Species 국에서채집한 Fusarium 균주를분류학적으로 of Korea 연구농업기술연구소에서 90-93년에걸쳐 18개과수작 목에서과수작목별병을대상으로병원균사진촬 영과발생환경및방제에관한내용서술 (167 종 류의병 ) 농업기술연구소에서 90-93년에걸쳐 18개화훼 류에서화훼작목별병을대상으로병원균사진 촬영과발생환경및방제에관한내용서술 (167 종류의병 ) 과수병해 원색도감 화훼병해 원색도감 3. 선행연구결과 가. 학생들이참고할만한곰팡이학습자료로는교사용지도서뿐이다. 나. 곰팡이연구는식물병원균중심으로많이이루어져있다. 다. 교과서에실린곰팡이는현미경적구조만제시되고, 균총의모습은안내되어있지않다. 라. 초 중 고생을위한곰팡이도감및학습자료가없어곰팡이에대한체계적인학습과교육이어려운상태이다. - 5 -
4. 연구문제도출 가. 교과서에나오는곰팡이및일상생활에밀접한곰팡이를선정한다. 나. 각곰팡이를배양하면서배양학적특징및현미경적구조를조사한다. 다. 초 중 고생이곰팡이를쉽게동정할수있도록, 균총의색깔및특징에따라주요곰팡이의 17속검색표를작성한다. 라. 초 중 고학생및교사를위한곰팡이학습자료로곰팡이도감및전자도감, 곰팡이건조영구표본, 계대배양표본, 곰팡이카드, 곰팡이팜플렛를제작한다. 마. 초 중학생및교사를위한곰팡이학습용키트를제작한다. 연구대상으로곰팡이를선택한이유 미생물의종류는크게곰팡이 ( 진균 ), 세균, 바이러스로나눌수있는데, 다양성의측면에서모두비교할수없는수준으로동식물에버금가는큰그룹이다. 이들이생태계및우리인간생활에미치는영향은지대하다. 그러나미생물이라는제한점, 확대관찰하는도구를이용한다는연구상어려움때문에전문가들만이공부하는영역으로남아있었다. 그중에서곰팡이의경우는균총을우리의눈으로확인할수있으면서도흥미를가지고접근하는학생들이볼만한참고자료가전무하여곰팡이를선정하여도감을비롯한학습자료를만들어보기로하였다. < 본연구의제한점 > 초중등교과서에나오는곰팡이를포함하여곰팡이 49종으로한정하였다. 곰팡이의종류는문단계로구분하여난균문, 접합균문, 자낭균문, 담자균문, 불완전균문중담자균문 ( 버섯류 ) 을제외하였다. 곰팡이연구가균학회를중심으로이루어져, 식물병원균이많이분리동정되어있어식물병원균을포함하고, 유용한균들을포함하여균에대한거부감을줄이고친화감을증가시키도록노력하였다. 균주동정이어려워농용미생물균주보관센터 (KACC) 로부터, 이미동정된균주를분양받아연구하기로하였고, 전문가를위한자료가아니고학생및교사의곰팡이상식을제고하기위한것이다. - 6 -
Ⅲ. 연구대상선정및기간 1. 연구대상선정 초 중등교과서에나온곰팡이종류와산업적으로유용하게활용하고있는균주즉, 식품의약품제조곰팡이및실생활에많이연관된식물병원성곰팡이포함하여 49종을대상으로한다. < 표 5> 연구대상곰팡이 * KACC No 균주명관련학교급지비고 40026 Alternaria alternata von Keissler 고 식물병 40629 Alternaria gaisen Tanaka 고 식물병 40846 Alternaria mali Roberts 고 식물병 40568 Alternaria porri Ciferri 고 식물병 40242 Aspergillus oryzae Cohn 초, 중, 고 산업미생물 40072 Aspergillus sojae Sakaguchi 초, 중, 고 산업미생물 40771 Aspergillus awamori Nakazawa 초, 중, 고 산업미생물 40232 Aspergillus flavus Link 초, 중, 고 산업미생물 41016 Aspergillus fumigatus Fresenius 초, 중, 고 산업미생물 40280 Aspergillus niger van Tieghem 초, 중, 고 산업미생물 40963 Botrytis cinerea Pers 식물병 41011 Cladosporium cladosporioides de Vries 식물병 41040 Fusarium graminearium Schwabe 고 산업미생물 40386 Fusarium moniliforme J. Sheld 고 산업미생물 41636 Fusarium oxysporium Schltdl 고 식물병 41036 Fusarium semitectum Saccardo 고 식물병 41092 Fusarium solani Saccardo 고 식물병 40049 Fusarium roseum Link 고 식물병 40261 Mucor racemosus Fresenius 고 식물병 40264 Mucor hiemolis Wehmer 고 식물병 40970 Neurospora crassa Shear 고 산업미생물 40971 Neurospora sitophila Shear 고 산업미생물 - 7 -
* KACC No 균주명 관련학교급지 비고 40822 Penicillium digitatum Saccardo 중, 고 식물병 40814 Penicillium expansum Link 중, 고 식물병 41348 Penicillium hirsutum Dierckx 중, 고 식물병 40286 Penicillium italicum Wehmer 중, 고 식물병 41354 Penicillium roqueforti Thom 중, 고 산업미생물 41347 Penicillium griseofulvum Dierckx 중, 고 산업미생물 40399 Penicillium chrysogenum Thom 중, 고 산업미생물 41009 Phomopsis diospyri Bongini 식물병 40839 Phomopsis mali Roberts 식물병 40174 Phytophthora cactorum Schroeter 식물병 40157 Phytophthora capsici Leonian 식물병 40186 Phytophthora citrophthora Leonian 식물병 40536 Rhizopus japonicus Vuillemin 초, 고 산업미생물 40936 Rhizopus oryzae Went 초, 고 산업미생물 40774 Trichoderma atroviride P. Karsten 산업미생물 40542 Trichoderma koningii Oudemans 산업미생물 40882 Trichoderma viride Persoon 산업미생물 40301 Venturia inaqualis Winter emend 식물병 배연구소분양 Venturia nashicola S. Tanaka & S. Yamam 식물병 40003 Colletotrichum gloeosporioides Penz & Sacc 식물병 40011 Colletotrichum coccodes S. Hughes 식물병 30068 Saccharomyces cerevisiae E.C.Hansen 중, 고 산업미생물 30047 Saccharomyces kluyveri Phaff et al 중, 고 산업미생물 30011 Saccharomyces calsbergensis E.C.Hansen 중, 고 산업미생물 전남대분양 Saprolegnia diclina Humphrey 고 전남대분양 Saprolegnia parasitica Colier 고 전남대분양 Dictyuchus sterilis Colier 고 * 농용미생물균주자원센타보존번호 2. 연구기간 : 2004. 8. 2005. 7. - 8 -
1. 연구대상곰팡이의계통분류 가. 연구방법 Ⅳ. 연구내용및결과 - 곰팡이문의특징을이용하여계통수를제작한다. - 연구대상 49 종의곰팡이를기존문헌을통해계통분류학적으로곰팡이문에따른속분류 및문에따른종분류한다. 나. 연구결과 1) 계통수 그림 1. 곰팡이문계통수 2) 연구대상곰팡이문에따른속분류 < 표 6> 연구대상곰팡이의문에따른속분류 문 속명 난균문 Oomycota -Pytophthora -Saprolegnia -Dictyuchus 접합균문 Zygomycota -Mucor -Rhizopus 자낭균문 Ascomycota -Neurospora -Saccharomyces 불완전균문 Deuteromycota -Alternaria -Botrytis -Fusarium -Phomopsis -Trichoderma -Aspergillus -Penicillium -Venturia -Cladosporium -Colletotrochum - 9 -
. 3) 연구대상곰팡이의문에따른종분류 난균문 (Oomycota) -Dictyuchus sterilis -Saprolegnia diclina, Saprolegnia parasitica -Phytophthora cactorum, Pytophthora capsici, Pytophthora citrophthora 접합균문 (Zygomycota) -Mucor hiemolis, Mucor racemosus -Rhizopus japonicus, Rhizopus oryzae 자낭균문 (Ascomycota) -Neurospora crass, Neurospora sitophila -Saccharomyces cerevisiae E.C.Hansen, Saccharomyces kluyveri Phaff et al, Saccharomyces calsbergensis E.C.Hansen 불완전균문 (Deuteromycota) -Alternaria alternata, Alternaria gaisen, Alternaria mali, Alternaria porri *-Aspergillus awamori, Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus, Aspergilus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus sojae -Botrytis cinerea -Fusarium graminearium, Fusarium moniliforme, Fusarium oxysporum, Fusarium semitectum, Fusarium solani *-Penicillum chrysogenum, Penicillium digitatum, Penicillium expansum, Penicillium hirsumtum, Penicillium italicum, Penicillium roqueforti -Phomopsis diospyri, Phomopsis mali -Trichoderma atroviride, Trichoderma koningii, Trichoderma viride -Venturia inaqualis, Venturia nashicola -Colletotrichum gloeosporioides Penz & Sacc, Colletotrichum coccodes S. Hughes -Cladosporium cladosporioides G.A. de Vries * 파란색으로적힌학명은유성세대가알려진 ( 자낭균의다른학명이있음 ) 무성세대의학명으로불완전균임 다. 알아낸점.. 연구대상곰팡이의경우격벽이없는단세포곰팡이는난균문의 Pytophthora, Saprolegnia, Dictyuchus속, 접합균문의 Mucor, Rhizopus속으로속이많지않았고, 대부분격벽이있는곰팡이였다. 곰팡이는유성생식과무성생식을대부분함께하고있었다. Aspergillus, Penicillium등은불완전균류로분류하며, 자낭포자가나타날때의학명은따로있었다. - 10 -
. 불완전균에속하는곰팡이종류가 17 속 49 종중 10 속 34 종으로종이전체약 70% 를차지한다. 2. 곰팡이배양학적특징 가. 연구방법 연구대상곰팡이를 KACC( 농용미생물균주자원센터 ) 및전남대, 배연구소로부터분양받아 (49 균주 ) 멸균페이퍼디스크 (8mm) 이용하여 PDA( 감자한천배지 ) GY( 포도당효모추출배지 ) 에이식하고배양하면서균총의자라는속도, 균총앞 뒷면의색, 균총의특징을관찰기록하고, 디지털카메라 (DCR PC-115, SONY) 로촬영하였다. 곰팡이의이용및병원성에대한선행연구물분석으로결과를제시하였다. 나. 연구결과 1) Saprolegnia 속 ( 물곰팡이 ) 분류 : 균계 - 난균문 - 물곰팡이목 다루고있음. 관련교과및단원 : 고등학교생물 Ⅱ 의생물과다양성에서물곰팡이를 Saprolegnia diclina Humphrey 그림 2. Saprolegnia diclina 균총 (5 일배양, PDA 배지, GY 배지앞, 뒷면 ) 특징 : 균총이흰색및연한갈색으로자란다. Saprolegnia parasitica Colier - 11 -
그림 3. Saprolegnia parasitica 균총 (5 일배양, PDA 배지, GY 배지앞, 뒷면 ) 특징 : 균총이흰색솜모양으로빨리자라고, 금붕어 뱀장어등의담수어에기생하는병원균으로도알려져있고, 양어장이나부화장에해를줄때도있다. Saprolegnia 속 ( 물곰팡이 ) 이야기 물속에잠긴식물체에기생하여솜모양으로발육하는곰팡이로써수족 관에서흔하게발생하는균으로피부와지느러미에솜털모양의코팅을형 성한다. 이균은점점더세포속깊숙이침투하여관상어에게해를입힌 다. 특히이미쇠약해져있는관상어는이병에쉽게감염되어진다. 너무 낮은수온, 스트레스, 빈번한서로의싸움그리고나쁜수질이이러한쇠 약의원인이된다. 2) Dictyuchus 속 분류 : 균계 - 난균문 관련교과및단원 : 고등학교생물 Ⅱ 에서물곰팡이를다루고있는데비슷 한속이여서비교하기위함. Dictyuchus sterilis 그림 4. Dictyuchus sterilis 균총 (5 일배양, PDA 배지, * GY 배지앞, 뒷면 ) *GY: Glucose Yeast extract 포동당효모추출배지 Dictyuchus 속이야기 물속에서솜모양으로발육하는곰팡이이다. 3) Phytophthora 속 ( 역병균곰팡이 ) 분류 : 균계 - 난균문 - 노균 ( 이슬곰팡이 ) 목 관련교과및단원 : Phytophthora 속이구체적으로교과서에나오지는않 지만, 고등학교생물 Ⅱ 에서조균및물곰팡이등이다루어지고있음. 특히식물에 - 12 -
심한역병을일으켜주변식물에서관찰이가능함. Phytophthora cactorum Schroeter 그림 5. P. cactorum Schroeter 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총이흰색으로얇은솜같은데비늘처럼퍼진느낌이다. 3 주일이지나면배지면에물기가생긴다. 사과나무역병원인균이다. Phytophthora capsici Leonian 그림 6. P. capsici Leonian 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총이흰색으로얇은솜같이자란다. 고추역병원인균이다. Phytophthora citrophthora Leonian 그림 7. P.citrophthora Leonian 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총이흰색으로얇은솜같은데배지바닥에작은꽃잎이형성되듯이자라나 간다. 1 달정도지나면배지면에물기가생긴다. 감귤나무역병원인균이다. - 13 -
. 그림 8. P. cactorum 에의해사과역병에걸린사과들사진출처 : 사과 배의병진단과방제 Phytophthora속 ( 역병균 ) 이야기균총앞뒤면이흰색으로솜같으나비늘같은형상으로퍼져자라고균총두께가얇다. 사과나무, 고추, 감귤나무의심한역병을일으키는병원균이다. 1845년에 Phytophthora infestans라는곰팡이가아일랜드에서주식이되는식품인감자를파괴하기시작했다. 감자역병균 Phytophthora는감자속으로들어가 100만명에이르는가난한아일랜드민족이죽어갔으며 200만명이호주와신게계로이민을떠난것도바로이역병균때문이었다. 4) Mucor 속 ( 털곰팡이 ) 분류 : 균계 - 접합균문 관련교과및단원 : 고등학교생물 Ⅱ 에접합균, 조균, 먼지곰팡이털곰팡이등으로다루어지고, 식품미생물교과에서무코르속등구체적으로많이나오고있음. Mucor hiemolis Wehmer 그림 9. M. hiemolis Wehmer 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총자라는속도가매우빨라 2 일이면배양접시를가득채우며, 균총상으로 Mucor racemosus 와거의구별이어렵다. - 14 -
Mucor racemosus Fresenius 그림 10. M. racemosus Fresenius 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총자라는속도가매우빨라 2 일이면배양접시를가득채우며, 부패한과일맥아등에발생한다. 균총은회색또는회갈색이다. 설탕을전화하여상당히많은 * 주정 ( 최대 7%) 을생산, 젤라틴을빨리용해 하고, Mucor 속중에가장빨리자라는균이다. *: 알콜 Mucor속 ( 털곰팡이 ) 이야기균총자라는속도가빠르며, 가장자리없이배지가득자란다. 균총의색은거의흰색에가깝지만성숙하여감에따라회백색, 회갈색으로되어간다. 배양접시뚜껑에닿은균사들은갈색의포자를볼수있다. 균총뒷면은무색이다. 대부분사물기생을하며유기기질에잘생육한다. 5) Rhizopus 속 ( 검은빵곰팡이 ) 분류 : 균계 - 접합균문 관련교과및단원 : 초등학교 5 학년교과에서곰팡이특징을가르치는단원에서빵 곰팡이로검은빵곰팡이를가르치고, 고등학교생물 Ⅱ 생물의다양성단원에서곰팡이종류를다루 면서접합균, 조균, 먼지곰팡이털곰팡이등을가르친다. 생물실험교과에서곰팡이구조를가르치 면서 Rhizopus nigricans 이구체적으로다루어지며식품미생물교과에서식품생산에 관여하는라이조푸스속곰팡이를다양하게다루고있음. Rhizopus japonicus Vuillemin 그림 11. R. japonicus Vuilemin 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) - 15 -
특징 : 균총이 2-3일이면하얀균사로배양접시를가득채운다. 2일째부터검고고운가루가 ( 포자덩어리 ) 형성되어회색화되어간다. 전분당화력과주정발효력이강하며, 펙토라이틱효소의생산력도강하다. 또한이룰린, 수크로오스, 멜리비오스를발효한다. Rhizopus oryzae Went 그림 12. R. oryzae Went 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총이 2-3일이면균사와검은가루 ( 포자덩어리 ) 로배양접시를가득채운다. 검은고운가루 ( 포자덩어리 ) 때문에균총은검어진다. 젖산생산에사용되고, 곡자에서분리한것으로균사체는흑색아미드화합물을질소원으로하며, 전분을당화하고또한서당을발효하여주정, 푸마르산, 유당등을생산하며, 젖산제조에응용한다. 또인도네시아에선술및 temph( 콩발효식품 ) 의제조에이용한다. - 16 -
Rhizopus속 ( 검은빵곰팡이 ) 이야기균총이흰색으로매우빠른속도로자라 2-3일이면배양접시에가득채워지며전체적으로자라서배양접시뚜껑을들어올린다. 균총사이사이로검은포자가나타나전체적으로회색또는검게보인다. 당화력이강한술을제조하는데이용하거나, 여러가지효소생산에도사용하고있다. 흔히볼수있는곰팡이로봄, 여름에딸기와같은단맛이있는과실에붙으면하룻밤사이에거미줄에걸린것같이그과실의표면을덮어버린다. 저장고구마의연부병을일으키는유해균이지만푸마르산을생성하는작용이있으므로그생산에응용된다. 치료용스테로이드를제조하는데가장많이이용되는미생물중하나이며그예로 1그램당 200달러나하는코티손을빵곰팡이인리조푸스아르히주스를함께이용하여그램당 6달러까지매우빠르게하락시켰던적이있다. R. nigricans : 고구마연부병의원인 R. japonicus, R. delemar : 아밀로법에사용 6) Saccharomyces속 ( 효모 ) 분류 : 균계 - 자낭균문 관련교과및단원 : 중학교 3 학년과학에서생식의방법에서다루어지고, 고등학교생물 Ⅱ 의생물의다양성맟생물실험교과서의알콜발효및효모의관찰단원에서다루어지며식품미생물교과서에서아주많이다루어짐. Saccharomyces calsbergensis E.C.Hansen 그림 13. S. calsbergensis E.C.Hansen 균총 (5 일, 10 일 ) 특징 : 다른곰팡이와달리균총의자라는속도가느리며둔탁한크림색으로균사형태가아닌약한줄무늬가있거나약간볼록하고매끈하다.glucose, galactose, surose, mltose, raffinose 를완전히발효하고주정에비교적잘발육한다. 독일식맥주 (beer) 발효에이용하는효모 Saccharomyces cerevisiae E.C.Hansen - 17 -
그림 14. S. cerevisiae E.C.Hansen 균총 (5 일, 10 일 ) 특징 : 다른곰팡이와달리균총의자라는속도가느리며둔탁한크림색으로균사형태가아닌약한줄무늬가있거나약간볼록하고매끈하다.glucose, galactose, surose, mltose, raffinose 를 1/3 발효하며, 주정에약간발육, 티아민을합성한다. 영국식맥주 (ale) 발효에이용하는상면발효효모 Saccharomyces kluyveri Phaff et al 그림 15. S. kluyveri Phaff et al 균총 (5 일, 10 일 ) 특징 : 다른곰팡이와달리균총의자라는속도가느리며둔탁한크림색으로균사형태가아닌약한줄무늬가있거나약간볼록하고매끈하다. Saccharomyces속 ( 효모 ) 이야기다른곰팡이와달리균총의자라는속도가느리며둔탁한크림색으로균사형태가아닌약한줄무늬가있거나약간볼록하고매끈하다빵과포도주와맥주의제조자, 제빵업자, 양조없자, 포도주제조업자들은상품을만드는데효모를수세기동안이용해왔다. 이것은효모의강력한발효능력때문이다. 효모는설탕을알콜과이산화탄소로바꾸는효과적인장치인데, 제빵업자는이산화탄소를활용하여원하는빵의형태를만들고, 양조업자와포도주업자는알코올을얻는다. 7) Neurospora 속 ( 붉은빵곰팡이 ) 분류 : 균계 - 자낭균문 관련교과및단원 : 고등학교생물 Ⅱ 유전단원에서 1 유전자 1 효소설의실 - 18 -
험적재료로붉은빵곰팡이를다루고있음. Neurospora crassa Shear 그림 16. N. crassa Shear 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총이마른솜같고, 미생물유전학연구재료사용된다.. Neurospora sitophila Shear 그림 17. N. sitophila Shear 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총이마른솜같고, 담홍색빵을만들기도하며, 전분당화력과단백질분해 력이강하다. 유전연구에사용되는재료이다. 포자의색소에많은 β -carotene 을함유하고인도네시아는땅콩에이곰팡이를번식시켜땅콩을 원료로한과자를만든다. Neurospora속 ( 붉은빵곰팡이 ) 이야기균총이배지면위에건조하게말라붙은솜처럼보인다. 균총의색은연한갈색과흰색의균사가보인다. 균사의극히일부가수직으로가시처럼솟는기중균사가형성된다. 균총뒷면은무색이다. 1958년비들과테이텀은이곰팡이로인해노벨상을수상했다. 이곰팡이는분홍빛균사체를형성하여종종오래된빵조각위에아주작은붉은점으로나타나기도한다. 초파리보다훨씬덜복잡한대상으로유전자활동을연구하여유전자들간의중요한상호관계를밝혀냈다. 유전자하나에효소하나라는개념이등장해현대유전공학의탄생에결정적인역할을했다. 8) Alternaria 속 ( 검은곰팡이 ) 분류 : 균계 - 불완전균 - 19 -
관련교과및단원 : 고등학교생물Ⅱ 생물의다양성단원에서검은곰팡이로나오고, 많은식물에서질병을일으키고있어주변과수및채소에서흔하게관찰할수있음. Alternaria alternata von Keissler 그림 18. A. alternata von Keissler 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총이흰색이나연한회색으로융단처럼빠른속도로자라다가점차진한회색및검은색을띠고균총뒷면은멜라닌색소에의해검은색이주를이룬다. 사과나무, 배나무, 금어초, 무궁화등검은무늬병, 단감검은점무늬병을일으키고폴리염화비닐 (PVC), 잉크, 폴리우레탄, 플라스틱에도서식한다. Alternaria gaisen Tanaka 그림 19. A. gaisen Tanaka 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총이흰색이나연한회색으로융단처럼빠른속도로자라다가점차진한회색 및검은색을나타내고균총뒷면은멜라닌색소에의해검은색이주를이룬다. 배나무검은무늬병을일으킨다. Alternaria mali Roberts - 20 -
그림 20. A. mali Roberts 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총이흰색이나연한회색으로융단처럼빠른속도로자라다가점차진한회색 및검은색을띠고균총뒷면은멜라닌색소에의해검은색이주를이룬다. 사과나무점무늬낙엽병을일으킨다. Alternaria porri Ciferri 그림 21. A. porri Ciferri 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총이진한검은색으로균총의느낌은융단같다. 균총뒷면은멜라닌색소에 의해검은색이주를이룬다. 양파, 파검은무늬병을일으킨다. 검은무늬병배나무 검은무늬병으로터진배과일검은무늬병에걸린배나무잎 그림 22. Alternaria gaisen 에의한병징 / 출처 : 사과 배병해도감 Alternaria속 ( 검은곰팡이 ) 이야기균총이흰색이나연한회색으로융단처럼빠른속도로자라다가점차진한회색및검은색을띠고균총뒷면은멜라닌색소에의해검은색이주를이룬다. 나중에흰색의기중균사가생긴며. 균총가장자리는균사가뻣는모습이보인다. 종간에균총차이는쉽게구별이되지않으며,. 식물및동물에병을일으킴, 부비동염, 각막염, 손발톱, 피하감염을일으킴 - 21 -
9) Aspergillus 속 ( 누룩곰팡이 ) 분류 : 균계- 불완전균문 관련교과및단원 : 초등학교 6학년실과교과, 음식만들기와관련되고, 고등학교생물Ⅱ 생물의다양성단원에서누룩곰팡이및식품미생물교과의식품생산균주로 Aspergillus oryzae를포함하여아스퍼질러스속의종이많이다루어지고있음. Aspergilus awamori Nakazawa 그림 23. A. awaamori Nakazawa 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 거의검은색이며, 균총가장자리균사는노란빛을나타낸다. 아밀라아제, 글루코아밀라아제의생산력이강하며, 전분당화용으로이용하는균주가있다. 메주제조시사용한다. Aspergillus flavus Link 그림 24. A. flavus Link 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총은청록색으로, 맹독성과발암성을보이는균주가있으며아플라톡신을생산하기도한다. Aspergillus fumigatus Fresenius - 22 -
그림 25. A. fumigatus Fresenius 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총은청록색및회색이섞여있으며, 식물에잘번식하고특히곡류에번식하여피해를준다. * 고지산, ** 퓨미가틴을생산한다. * : A. oryae, flavus, fumigatus등에의해합성된항균물질 * *: A. fumigatus 에의해합성된그램양성균에유효한선항균물질 Aspergillus niger van Tieghem 그림 26. A. niger van Tieghem 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총의색은검은색으로흑국균이라불리고, 주방냉장고및비행기알미늄샤시에서도발견, 아밀라아제, 글루코아밀라제, 인버타제, 프로테아제등의분비력이강하여전분액화및당화용으로사용하는중요균주가알려져있다. 또한, 고지산, 옥살산, 글루코닉산, 시트르산등의생산력이있는균주가알려져있다. 젤라틴을용해하여혐기적으로주정을소량생산한다. 수목, 과실, 맥아및공기중에존재하는매우흔한곰팡이다. Aspergillus oryzae Cohn 그림 27. A. oryzae Cohn 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) - 23 -
특징 : 균사체는처음에백색포자를만들고더자라면황록색, 황갈색으로된다. 황국균이라불리고곡류에주로서식한다. 메주만들때사용하고일본정주, 약주, 소주등양조에도사용한다. 효소생산력이강하여아밀라아제, 셀룰라아제, 리파아제, 카탈라아제등여러가지효소를생산한다. 리보플라빈생산성이강한균주도알려져있다. Aspergillus sojae Sakaguchi 그림 28. A. sojae Sakaguchi 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균사체는처음에백색으로나타나고더자라면검은색포자가많이만들어져 서균총이검게보인다. 곡류에주로서식, 메주제조에사용 Aspergillus속 ( 누룩곰팡이 ) 이야기균총의생장속도가빠르며, 동심원상을이루며자라는모습을관찰하기가쉽다. 검은색, 청록색, 연두색, 녹색, 갈색, 노란색등포자의색이다양하고, 포자가루가조립질로눈에쉽게보인다. 아스퍼질러스종에따라독특한균총색이있어다른속보다구별이쉬우나정확한종은동정은할수없다. 쌀누룩이나보리누룩을만드는데쓰인다. 누룩곰팡이를대표하는누룩곰팡이속에는 50여종이알려져있다. 그중에서도쌀의녹말을당화하는좁은뜻의누룩곰팡이 (A. oryzae), 강력한효소를지니는것으로유명한검은곰팡이 (A. niger) 등은유용한균이지만 A. fumigatus 등은널리토양속에서분리되는곰팡이로종종새에게, 드물게는인체의내장에들어가서병을일으키기도한다. 1917년 J.N.currie는이곰팡이로구연산을만드는방법을발견하였다. 이로써감귤과수원에서구연산을독점생산하던이탈리아는독점체제의종지부를찍게되었다. 이곰팡이는글루콜산을만드는데글루콜산염칼슘, 글루콜산염철등우수한칼슘및빈혈치료제로이용된다. 비타민 B 12, 녹말분해효소, 페인트나접착제, 섬유나표면코팅에들어가 - 24 -
고이타콘산제조에도사용된다. 인간에게도움을주는곰팡이일꾼중가장유용한미생물로남아있다. -효소나유기산생산 (A. oryzae : 황국균, 효소생산, 누룩이나메주에사용 A. sojae : 간장양조에사용 ) -균독소생산 (A. flavus 아플라톡식생산 ) 그림 29. Aspergillus 속을이용한메주와장만드는모습 10) Botrytis 속 ( 잿빛곰팡이 ) 분류 : 균계 - 불완전균문 관련교과및단원 : 교과서에서는다루어지고있지않으나 40 여종의주변 채소및관상용식물에서질병을일으키고있어주변에서흔하게관찰이가능함. Botrytis cinerea Pers 그림 30. B. cinerea Pers 균총 ( 앞면, 뒷면 ) 특징 : 균총은회색이고균핵을잘형성한다. 사과나무, 배나무, 포도나무, 복숭아 나무, 감나무, 대추나무, 참다래, 감귤나무, 자두나무, 양앵두나무, 무화과나 무, 호두나무, 파, 양파, 거베라, 과꽃, 국화, 군자란, 글라디올러스, 금어 - 25 -
초, 모란, 몬스테라, 백합, 붓꽃, 수국, 식나무, 아이비, 안개꽃, 작약, 장미, 제라늄, 치자나무, 카네이션, 팔손이, 패랭이꽃, 팬지, 폐츄니아, 협죽도, 거베라, 과꽃, 국화, 군자란, 글라디올러스, 금어초, 모란, 몬스테라, 백합, 붓꽃, 수국, 식나무, 아이비, 안개꽃, 작약, 장미, 제라늄, 치자나무, 카네이션, 팔손이, 패랭이꽃, 팬지, 폐츄니아, 협죽도등많은식물에서잿빛곰팡이병원인균이되고있다. 방제 그림 31. B.cinerea 에의해병든사과나무잎 ( 왼쪽 ) 과병든고추줄기 ( 가운데 ) 와 열매 ( 오른쪽 )/ 출처 : 사과배병해도감과조미채소병해충발생생태및 Botrytis속 ( 잿빛곰팡이 ) 이야기 Botrytis는일종의양면의칼을가지고있는재미있는곰팡이다. Botrytis는일반적으로설탕을와인공정때인위적으로첨가시키지않은와인제조등자연적으로달콤한와인을만드는데중요한역할을담당한다. 하지만 Botrytis가습한지역에서, 특히검은포도에발균하였을때는포도를회색으로변질시키면서색깔과향에치명적인손실을준다. 대부분에현대의포도주생산자들이기계수확에의존하기때문에병든포도와건강한포도에믹스는곧품질의저하로이어지기때문이다. 11) Cladosporium 속 분류 : 균계 - 불완전균문 관련교과및단원 : 교과서에서는다루어지고있지않으나흔히공기중에서 분리되므로, 빵에도피는등주변에서흔하게관찰이가능함. - 26 -
Cladosporium cladosporioides de Vries 그림 32. C. cladosporioides de Vries 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총은어두운검은색이고습한곡류에서발생하여암록색의반점을생기게 한다. 플라스틱, 주방냉장고, 잉크, 회화, 폴리우레탄에서도발견된다. Cladosporium속이야기융단모양, 분말상, 올리브색으로뒷면은검정색이다. 공기중에가장많이존재하므로흔히오염균으로분리되나, 드물게사람에게감염예가보고되고있다. 진균성결막염과알러지를일으키는원인균이다. 12) Colletotrichum 속 ( 탄저병균 ) 분류 : 균계 - 불완전균문 관련교과및단원 : 교과서에서는다루어지고있지않으나고추등식물에 서심한탄저병원인균이다. Colletotrichum gloeosporioides Penz & Sacc 그림 33. C. gloeosporioides Penz & Sacc 균총 ( 앞면, 뒷면 ) 특징 : 연한살색의균총에뒷면균총의색에서붉은색동심원이나타난다. 사과나무 - 27 -
배나무, 포도나무, 복숭아나무, 감나무, 대추나무, 참다래, 감귤나무, 유자나무, 매실나무, 양앵두나무, 밤나무, 관음죽, 데코라고무나무, 드라세나, 문주란, 아레카야자, 양난, 은빛담쟁이덩굴, 장미, 켄티아야자등탄저병원인균이다. Colletotrichum coccodes S. Hughes 그림 34. C. coccodes S. Hughes 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 배양초기에회색으로자라다가점점검은색으로표면이고운융단같다. 고추탄저병의원인균이다. Colletotrichum속 ( 탄저병균 ) 이야기식물탄저병원인균으로균총의앞면은검고, 회색이나뒷면의색은종에따라크게차이가있음. 13) Fusarium 속 ( 붉은곰팡이 ) 분류 : 균계- 불완전균문 관련교과및단원 : 고등학교생물Ⅱ, 생물의다양성단원에서붉은곰팡이로다루어지고있으며, 공기중토양에서흔하게분리됨. Fusarium graminearium Schwabe 그림 35. F. graminearium Schwabe 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 하얀솜같으면서도연한보랏빛, 갈색, 붉은색을나타내며균총의뒷면은진 - 28 -
한붉은색이다. Fusarium moniliforme J. Sheld 그림 36.F. moniliforme J. Sheld 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 하얀솜같으면서도연한보랏빛을나타내고균총의두께가매우얇다. Fusarium oxysporium Schltdl 그림 37. F. oxysporium Schltdl 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 하얀솜같으면서도연한보랏빛을나타낸다. 시들음병이나썩음병의원인균으로고추시들음병, 마늘마른썩음병, 파시들음병, 양파시들음병, 인삼뿌리썩음병, 거베라, 백합, 선인장, 안개꽃, 양란, 패랭이꽃, 과꽃, 카네이션, 글라디올러스등에서병을일으키는원인균이다. Fusarium semitectum Saccardo 그림 38. F. semitectum Saccardo 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 연한갈색솜같은균총을만들며, 거베라, 백합, 선인장, 안개꽃, 양란, 패 랭이꽃, 과꽃, 카네이션, 글라디올러스에서병을일으키고, 플라스틱, 실 - 29 -
리콘웨어, 폴리우레탄에서도발견되고있다. Fusarium roseum Link 그림 39. F. roseum Link 균총 (1주, 2주배양, 뒷면 ) 특징 : 하얀솜처럼자라다가보랏빛을점점띠게되며아스파라거스, 국화, 수박, 참외, 호박, 카네이션, 딸기, 치자나무, 콩, 목화, 환삼덩굴, 고구마, 토마토, 사과, 박하, 강낭콩, 가문비나무, 소나무, 완두, 플라타너스, 복숭아, 가지, 토끼풀, 밀, 튤립, 옥수수등을기주로삼는다. Fusarium solani Saccardo 그림 40. F. solani Saccardo 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 깨끗한하얀솜같은균총을형성하고, 주방냉장고, 고추시들음병이나인삼 뿌리썩음병의원인균이고비행기알미늄샤시에서도발견된다. 그림 41. F. oxysporium 에의해병든파포장 ( 왼쪽 ) 과파 ( 오른쪽 ) 출처 : 조미채소병해충발생생태및방제 - 30 -
Fusarium속 ( 붉은곰팡이 ) 이야기균총이거의무색으로연한보라색, 연한노란색, 연한붉은색으로보이지만, 균총뒷면을진한붉은색, 검은색을나타내기도한다. 균총이배양접시에솜처럼가득채워자라는종도있고, 균총이매우얇아거의배지면위에붙어있는종도있다. 각종식물에서다양한식물병을일으키는식물병원균이되는곰팡이이며 Aspergillus 속처럼균독소 (mycotoxin) 을생성하여동물이나사람에서조갑진균증, 각막염, 복막염등의다양한국소감염을일으킨다. 1991년임페리얼화학회사는 Fusarium graminearum을키우기위해 200만파운드를들여생산공장을건설하였고, 식물성단백질을생산하는데이용된다. 동물성지방혹은콜레스테롤이없어지극히매력적이다. 혈액내의지방감소뿐만아니라미각을자극한다. -균독소생산 (Fusarium solani : 푸모니신생산 ) 14) Penicillium 속 ( 푸른곰팡이, 진녹색곰팡이 ) 분류 : 균계 - 불완전균문 관련교과및단원 : 초등학교 6 학년실과, 음식만들기단원에서치즈를 만드는데관여하는곰팡이며, 중학교과학 3 학년교과에서생식의방법으로포자에 의한무성생식에서페니실린을언급하고있으며고등학교생물 Ⅱ, 생물의다양성 단원에서진녹색곰팡이, 푸른곰팡이등으로다루어지며, 생물실험교과에서 Penicillium notatum 으로, 식품미생물교과에서치즈생산및식품생산관련균주로 많이가르치고있음. Penicillium chrysogenum Thom 그림 42. P. chrysogenum Thom 의균총 ( 앞면과뒷면 ) 특징 : 균총색은회록색으로균총가장자리에흰색의균사가많이보인다. 균총뒷면은연한갈색이고, 페니실린및노테틴이라는항생물질을생산하는균주의대표종이다. - 31 -
Penicillium digitatum Saccardo 그림 43. P. digitatum Saccardo 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총이청록색으로매우고운입자상이며바닥에매우얇게자란다. 감귤초록 곰팡이병을유발한다. Penicillium expansum Link 그림 44. P. expansum Link 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총은동심원으로처음에녹색-청록색이나점차회녹색이되며, 끝내갈색이된다. 균총은고운가루로되어있고바닥에얇게퍼져자란다. 젤라틴을천천히용해한다. 저장중인사과배의무름병을일으킨다. 사과푸른곰팡이병을일으킨다. Penicillium hirsutum Dierckx. 그림 45. P. hirsutum Dierckx 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총은동심원으로처음에청록색으로 Penicillium expansum 과거의같으나 - 32 -
균총의처음색이그대로유지되며, 균총은고운가루로되어있고바닥에얇 게퍼져자란다마늘푸른곰팡이병의원인균이다. Penicillium italicum Wehmer. 그림 46. P. italicum Wehmer 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 청록색균총은동심원으로균총의처음색이그대로유지되며, 균총은고운 가루로되어있고바닥에얇게퍼져자란다. Penicillium 속의다른종들과 구별이거의어렵다. 감귤의푸른곰팡이병원인균이다. Penicillium roqueforti Thom 그림 47. P. roqueforti Thom 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총은융단느낌이고, 별모양을나타낸다. 균총색은청록색나중에는암록색 으로된다. 균총은고운가루로되어있고바닥에얇게퍼져자란다. roquefort 치즈. 숙성에중요한. 균이며퇴비에도존재한다. Penicillium griseofulvum Dierckx 그림 48. P. griseofulvum Dierckx 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총색은흰색으로균총면이고르지못하다. 다른종들과구별이쉽지만다른속 - 33 -
으로판단하기쉽다. 다른 Penicillium 종보다균총이두껍다. 균총이딱딱한 느낌을준다. 피부병곰팡이에대한항생물질인그리세오풀빈을생산하는곰팡이 다. 그림 49. P. digitatum 에의한감귤녹생곰팡이병 ( 왼쪽 ) 과 P. italicum 에의한감귤. 푸른곰팡이병의병징 ( 가운데 ) 사과푸른곰팡이병에걸려썩고있는과실 ( 오른쪽 ) 그림 50. P. roqueforti ( 왼쪽 ) 와 P. camembert 에의해만들어진치즈 ( 가운치즈 ( 가운데 ) 페니실린주사약 ( 오른쪽 ) 데 ) 페 - 34 -
Penicillium 속 ( 푸른곰팡이, 진녹색곰팡이 ) 이야기페니실리움은항생제페니실린을생산하는곰팡이로널리알려져있다. 이것을알렉산더플레밍이이곰팡이로오염된배양접시를발견하고하워드플로리아에른스트카인이이곰팡이로항생제를개발해오기오래전부터, 이미인류복지의큰공헌자였다. 오랫동안다양한종의페니실리움이세계최고급치즈를제공해왔기때문이다. 전세계에널리분포하고치즈표면에는곰팡이, 효모, 세균등이 1 그램당 100 억마리정도씩살고있다. 균총이전체적으로연한쑥색에서진한쑥색및청록색계열이나흰색, 갈색, 홍갈색의균총도있다. 균총가장자리는흰색균사에의해깔끔한원형을이룬다. 균총면은고은카페트형상인데, 고운포자가루가융단처럼형성된다. 동심원상으로자라는모습을관찰하기가쉽고아스퍼질러스보다포자가루가더적으며, 균총의두께가얇다. 일반가정에서도흔히볼수있으며, 약 150 여종이있다. 이속중에는옥살산, 시트르산, 글루코산, 및특수색소를생산하는등항생물질인페니실린을생산하는것이유명하다. P. notatum 이나 P. chrysogenum 등의종은페니실린이라는항생물질을특히잘생성하므로이것으로의약품을만들고있다. 또, 톡시카리움 (P. toxxicarium) 이나이슬란디쿰 (P. islandicum) 은인축에유독한물질을생성하는것으로알려져있어동물사료에서문제가된다. 대표적인것만도 150 종이상이알려져있다. 붓모양의분생포자에서페니실리움이라는이름유래, P. rouqueforti, P. camemberti : 프랑스치즈숙성에관여 1928 년플레밍이발견하였고, 1940 년에치료용주사제가등장하였다. P. notatum 이나 P. chrysogenum 의액체배양또는합성법으로얻을수있다. 15) Phomopsis 속 분류 : 균계 - 불완전균문 관련교과및단원 : 교과서에서는다루어지고있지않으나 40 여종의주변채소및관상용식물에서질병을일으키고있어주변에서흔하게관찰이가능함. Phomopsis diospyri Bongini 그림 51. P. diospyri Bongini 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총이흰색으로 1 주일이면배양접시에가득차게자라고균총표면이건조하다. 2 주일정도지나며검은색의큰균핵덩어리가나타나고, 감나무줄기마름병 - 35 -
의원인균이다. Phomopsis mali Roberts 그림 52. P. mali Roberts 균총 (1주, 2주, 3주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총이흰색으로얇은솜같은데꽃잎처럼퍼진느낌이다. 3주일이지나면배지면에물기가생기고 4주정도지나면검은색의큰균핵덩어리가나타난다. 사과나무줄기마름병의원인균이다. 그림 53. P. mali 에의해사과줄기마름병에걸린가지 / 출처 : 사과, 배의병 Phomopsis 속이야기 균총이흰색으로커다란장미꽃잎처럼자라나간다. 3 주이상배양하면검은 균핵덩어리가출현한다. 사과나무감나무등식물에치명적인줄기마름병의 원인균이다. 16) Trichoderma 속 분류 : 균계 - 불완전균문 관련교과및단원 : 교과서에서는다루어지고있지않으나항생연고제나항생물질생산으로인하여생물농약제조원균으로많이발견되고있음. Trichoderma atroviride P. Karsten - 36 -
. 그림 54. T. atroviride P. Karsten 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총이하얗게솜처럼자라고, 군데군데녹색덩어리가생겨균총면이고르지못하고약간두툼하다. Fusarium 속, Sclerotinia 속의식물병원균에대한제어능력이보고되고있다. Trichoderma koningii Oudemans 그림 55. T. koningii Oudemans 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총이전체적으로하얗게 ( 노란색, 연두색섞임 ) 솜처럼자라고, 군데군데쑥덩어리가생겨균총면이고르지못하고약간두툼하다. Trichoderma viride Persoon 그림 56. T. viride Persoon 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총이진한녹색으로배지바닥에밀착되어매우얇게자라고, 그위로흰색의균사가생겨회색화되어가며균총면이고르지못하다. 폴리염화비닐 (PVC), 잉크, 동양화, 주방냉장고, 실리콘웨어등에서발견된다는보고가있다. 그림 57. Tricoderma 속을이용한생물농약 - 37 -
Tricoderma속이야기다량의효소 (cellulase) 를분비함으로써섬유질분해능력이우수하고산성과고온을좋아하므로온실등에서쌀겨나볏짚등의영양원에균액과목초액등을살포하면간단히증식된다. 이 Trichoderma는균사용해효소를분비하여병원균의세포벽을용해하고생장억제물질을분비하여병원균생장을억제하고, 생리활성물질을분비하여작물생육을촉진시킨다. 1988년영국에서는 Trichoderma가탄소없이도증식한다고실험결과를발표했다. 생물농약이라는것은목표물을공격하는미생물의효율이상의것과방제농약의유효시간및자연상태에서의양상과지속성이모두적합한곰팡이가바로 Trichoderma속이여서친환경적생물농약에사용되고있다. 균총이처음에하얗고, 거의무색으로자라다가점차균총위로녹색과노란색계열의포자덩어리가불균일하게나타나균총면이고르지못한것이일반적인특징이다. 17) Venturia 속 분류 : 균계 - 불완전균문 관련교과및단원 : 교과서에서는다루어지고있지않으나배및사과과수 원에심한병유발로화학농약살포의주원인이되고있음. Venturia inequalis Winter emend 그림 58. V. inequalis Winter emend 균총 (1 주, 2 주, 3 주배양, 뒷면 ) 특징 : 균총이검은색으로카페트느낌은주며 1 주일에균총크기가 1 cm도자라지못한다. 사과검은별무늬병의원인균이다. Venturia nashicola S. Tanaka & S. Yamam - 38 -
그림 59. V. nashicola S. Tanaka & S. Yamam 균총 -3 개월배양 ( 앞면, 뒷면 ) 특징 : 균총이검은색으로카페트느낌은주며 1 주일에균총크기가 1 cm도자라지못한 다. 배검은별무늬병의원인균이다. 그림 60. 배나무잎 ( 상 : 초기증세, 하 : 진행된모습 ) 과가지, 과일에나타난흑성병 Venturia 속이야기 균총은검은색으로카페트느낌을주지만자라는속도가매우느리다. 사 과나무와배나무등과수나무에검은별무늬병을일으키는원인균이다. 다. 알아낸점 균총의배양학적특징 ( 색깔, 포자형성유무, 표면구조등 ) 이배양기간에따라달라졌다. 같은속일경우배양학적인특징이매우유사하였다. 곰팡이마다서식하는기주가달랐다. 균총 (colony) 이배지접시가장자리까지자라는데대부분 1~2 주일정도걸렸으며, Rhizopus 속이가장빨리자라고, Venturia 속은 3개월이지나도배지접시를채우지못했다. 배양접시뚜껑까지가득채워자라는종류는 Rhizopus, Mucor, Fusarium 속등이있었다. Alternaria 속은균총이검은색으로식물에병을일으키는균이대부분이었다. Aspergillus 속은포자가루가곱지만페니실린보다균총이더두껍고, 대체로식품에관련된균주 - 39 -
및효소생산균주가많았다. Fusarium 속은무색의솜같은균총으로대체적으로배양접시뚜껑까지가득채워자라고연한보랏빛연한노랑색붉은색등이나타난다 Penicillium 속은균총이진한녹색계열이대부분이며, 항생제를만들뿐만아니라식물에병을일으키기도하였다. Rhizopus 속과 Mucor 속은균총모습이매우비슷하였다. Botrytis cinerea 는식물의기주범위가매우넓었다. 3. 곰팡이현미경적특징 가. 연구방법 멸균된홀슬라이드에감자한천배지 1 1 1 mm조각을넣고, KACC( 농용미생물센터 ) 로부터분양받은 49균주를멸균백금이로접종한다. 멸균샤레에멸균여과지를넣어멸균수로물을스프레이한후, 위에서만든슬라이드를넣고봉한후, 배양기 (DS-310S) 에넣고, 28, 40 % 수분조건에서 4주배양한후해부현미경 (ZEISS stemi SV 11로 66 촬영 ) 과광학현미경 (Olympus BX 51) 관찰을통한현미경적구조특징기재및촬영 (Digital Camera KY-F1030 로 100, 200, 400, 1000 ) 을하였다. 나. 곰팡이의현미경적구조주요용어도해 - 40 -
그림 61. 곰팡이포자모양 그림 62. 곰팡이현미경적구조 다. 연구결과 1) Saprolegnia 속감자한천배지상에서포자형성을유도하지못하여포자를관찰하지못함 2) Dityucus 속감자한천배지상에서포자형성을유도하지못하여포자를관찰하지못함 3) Phytophthora 속감자한천배지상에서포자형성을유도하지못하여포자를관찰하지못함 4) Mucor 속 Mucor racemosus Fresenius - 41 -
그림 63. M. racemosus Fresenius 분생포자경및분생포자 (200x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Mucor hiemolis Wehmer 그림 64. M. hiemolis Wehmer 분생포자경및분생포자 (200x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 균사에격막이없으며, 포자낭포자를형성한다. 포자낭병의맨끝의중축이팽대하여중축으로되고포자낭속에들어있다. 이중축은구형, 난형, 반구형, 원주형등이있다. 포자낭은벽이얇으며, 성숙하며개열하여내부의포자낭포자가방사된다. 포자낭병의분지유무및그방법, 길이와지름, 포자낭의빛깔과그크기, 포자낭벽의성질, 중축의크기와형상, 접합포자및후막포자형성의유무와그것의특징으로분류를한다. 5) Rhizopus 속 Rhizopus japonicus Vuillemin - 42 -
그림 65. R. japonicus Vuillemin 분생포자경및분생포자 (100x)< 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Rhizopus oryzae Went 그림 66. R. oryzae Went 분생포자경및분생포자 (40x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 균사에격막이없으며, 수cm에달하는포복지를가지고있다. 포복지에가근을형성한다. 포복지를뻗게하여속히번식하고, 여기에 1개또는여러개의포자낭병을형성한다. 균사는기질의표면을덮고신장하여마치양딸기등의기는줄기와같이여러곳의기질에헛뿌리를내리면서가지치기를많이한다. 헛뿌리가있는곳에서몇개의균사가공중에곧게서고, 그끝에구형의자루가생겨그것이포자낭이된다. 포자는구형으로암갈색이며그수는많다. 부비강염, 폐렴을일으키는병원균이다. 6) Saccharomyces 속 Saccharomyces cerevisiae E.C.Hansen - 43 -
그림 67. S. cerevisiae E.C.Hansen 포자 (250x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Saccharomyces kluyveri Phaff et al 그림 68. S. kluyveri Phaff et al 포자 (250x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Saccharomyces calsbergensis E.C.Hansen 그림 69. S. calsbergensis E.C.Hansen 포자 (250x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 분생포자는구형, 타원형, 난형, 레몬형, 원통형등이있고무성생식인출아법 이나이분법을한다. 7) Neurospora 속 감자한천배지상에서포자형성을유도하지못하여포자를관찰하지못함 8) Alternaria 속 Alternaria alternata von Keissler - 44 -
그림 70. A. alternata von Keissler 분생포자 (400x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Alternaria gaisen Tanaka 그림 71. A. gaisen Tanaka 분생포자 (200x),< 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Alternaria mali Roberts 그림 72. A. mali Roberts 분생포자 (400x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Alternaria porri Ciferri - 45 -
그림 73. A. porri Ciferri 균사 (200x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 분생포자는분생자경의정단에서부터연쇄상으로형성된다. 분생포자에는곤봉형여러개의횡격막과 1-2개의종격막이있고, 연갈색이며크기는매우다양하다. 분생포자의크기는최고 150 2-6μm다. 분생포자의형태는계란형, 타원형, 역곤봉형, 역서양배형등다양하다. 분생포자는표면이작은돌기로장식되어있다. 분생자경은연한갈색으로분생자경은단독혹은 1-3개의격벽을가진다. 9) Aspergillus 속 ( 국균 ) Aspergillus oryzae Cohn 그림 74. A. oryzae Cohn 분생포자경및분생포자 (200x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Aspergillus sojae Sakaguchi - 46 -
그림 75. A. sojae Sakaguchi 분생포자 (1000x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Aspergilus awamori Nakazawa 그림 76. A. awamori Nakazawa 분생포자경및분생포자 (400x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Aspergillus flavus Link 그림 77. A. flavus Link 분생포자경및분생포자 (100x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Aspergillus fumigatus Fresenius - 47 -
그림 78. A. fumigatus Fresenius 분생포자경및분생포자 (200x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Aspergillus niger van Tieghem 그림 79. A. niger Tieghem 분생포자경및분생포자 (400x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 균사에는격막이있으며, 다소두텁게발달한병족세포에서거의수직으로분생포자병이분지하고그맨끝에팽대한구낭이있다. 구낭의모습은구형, 방사형, 곤봉형, 원추형등이있다. 구낭의크기및모양은종에따라다르다. 10) Botrytis 속 Botrytis cinerea Pers 그림 80. B. cinerea Pers 균사 (400x) < 왼쪽 > 분생포자경과분생포자 < 가운데 > 스케치 < 오른쪽 > 분생자경갈색, 격막있으며분생포자는무색, 타원형내지난형이다. - 48 -
11) Cladosporium 속 Cladosporium cladosporioides de Vries 그림 81. C. cladosporioides de Vries 분생포자 (1000x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 분생포자는난형내지방추형으로격막이 0~2 개가있다. 12) Colletotrichum 속 Colletotrichum gloeosporioides Penz & Sacc 그림 82. C. gloeosporioides Penz & Sacc 분생포자 (1000x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Colletotrichum coccodes S. Hughes 그림 83. C. coccodes S. Hughes 분생포자 (1000x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 분생포자는무색단세포로서타원형또는원통형이며중앙부에둥근핵상이보인다. - 49 -
13) Fusarium 속 Fusarium solani Saccardo 그림 84. F. solani Saccardo 분생포자 (400x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Fusarium moniliforme J. Sheld 그림 85. F. moniliforme J. Sheld 분생포자 (1000x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Fusarium roseum Link 그림 86. F. roseum Link 분생포자 (1000x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > - 50 -
Fusarium semitectum Saccardo 그림 87. F. semitectum Saccardo 분생포자 (200x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Fusarium oxysporium Schltdl 그림 88. F. oxysporium Schltdl 분생포자 (400x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Fusarium graminearium Schwabe 그림 89. F. graminearium Schwabe 균사 < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > - 51 -
분생포자병은여러번분지하여정단에각각한개의분생포자를만든다. 분생포자는다세포성긴방추형또는반달형또는낫모양이고횡벽으로여러개의방으로구획되어있다. 자낭균류의무성세대이며유성세대를 Nectria속이다. 대부분의종들이소형, 대형분생포자를지닌다. 14) Penicillium 속 Penicillium digitatum Saccardo 쪽 > 그림 90. P. digitatum Saccardo 분생포자경및분생포자 (400 ) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른 Penicillium expansum Link 그림 91.P. expansum Link 분생포자 (200 ) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Penicillium hirsutum Dierckx - 52 -
. 그림 92. P. hirsutum Dierckx 분생포자 (200x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Penicillium italicum Wehmer. 그림 93. P. italicum Wehmer 분생포자경및분생포자 (1000x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Penicillium roqueforti Thom. 그림 94. P. roqueforti Thom 분생포자 (400x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 분생자병끝에포자형성세포가빗자루모양으로배열하여추상체를형성하고분생자가사슬모양으로착생. 추상체가분기하지않는것을단륜생 (monoverticilla), 분기하며 2단으로된것을쌍륜생 (biverticilla) 라하고, 좌우대칭인것을 symmetrica, 대칭이아닌것을 asymmetrica라한다. 15) Phomopsis 속 감자한천배지에서포자형성을유도하지못하여포자를관찰하지못함 - 53 -
16) Trichoderma 속 Trichoderma atroviride P. Karsten 그림 95. T. atroviride P. Karsten 분생포자 < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Trichoderma koningii Oudemans 그림 96. T. koningii Oudemans 분생포자 (1000x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Trichoderma viride Persoon 그림 97. T. viride Persoon 분생포자 (400x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > - 54 -
분생포자형성세포가돌려나고분생포자는구형이다. 분생포자는원통형, 타원 형, 도란형, 유구형등이고옅은녹색이다. 17) Venturia 속 Venturia inequalis Winter emend 그림 98. V. inequalis Winter emend 분생포자경및분생포자 (200x) < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > Venturia nashicola S. Tanaka & S. Yamam 그림 99. V. nashicola S. Tanaka & S. Yamam 분생포자경및분생포자 < 왼쪽 >, 스케치 < 오른쪽 > 분생포자는황록색을띠며난형또는끝이뾰족한난형이다. 라. 알아낸점 현미경으로관찰한곰팡이의영양체인균사와번식체인포자는곰팡이의종류에따라서형태와크기가다양하였다. 같은속의곰팡이의경우현미경적구조의공통적인점을찾을수있었다. Altanaria 속은 3-15 개의사슬모양으로이어진곤봉형분생포자를형성하였고, 분생포자에는횡격벽과종격벽이특징적이었는데, 종간의구별은매우어려웠다. - 55 -
Fusarium 속은낫모양의대형분생포자와간상의소형분생포자가형성하였고, 대형분생포자의크기및모양, 소형분생포자의유무에따라종을구별할수있었다. Penicillium 속은분생포자형성세포가빗자루모양위쪽에있으며, 중간세포, 포자형성세포, 포자의모양과크기가달랐다. Trichoderma 속은포자형성세포가돌려난다. 균사에격벽이없는접합균류인 Mucor 속과 Rhizopus 속의차이점은포복지의유무로 Rhizopus 속은포복지가있었다. PDA 배지배양에서 Saprolegnia속, Dityucus속, Phytophthora속, Neurospora속, Ph omopsis속은포자를형성하지않았다. PDA 배양방법으로관찰되는포자는대부분무성포자로, 유성포자를형성하는환경은다른것으로생각되었다. 자낭균문의자낭포자를직접관찰하지못했다. 흰색을띈곰팡이의경우포자가형성이잘안되어분류동정을할수없었다 4. 곰팡이분류검색표제작 가. 제작방법 균총의색깔에따른속검색표만들기연구대상및공기중, 토양중곰팡이를감자한천배지에배양하여균총색의출현비율을조사한후주요속의균총앞뒤면의색과균총표면의특징에따라 Penicillium, Aspe rgillus, Fusarium, Alternaria, Trichoderma 등 17속을분류하는검색표를만든다. 제작한검색표를고등학생으로하여, 활용케하고학습자료로서의유용성을 조사한다. 나. 제작결과 1) 균총의색깔비율 < 표 7> 연구대상 49 종곰팡이의균총색깔별출현비율 - 56 -
균총색구분 흰색계열 녹색계열 검은색계열기타색계열 합계 종수 18 11 12 7 49 비율 (%) 37% 22% 25% 15% 100 25 15 22 37 < 표 8> 공기중곰팡이균총수의색깔별출현비율 균총색흰색계열녹색계열검은색계열기타색계열합계구분균총수 (10배 28 30 60 14 132 양접시 /30분) 비율 21 23 45 11 100 45 11 21 23 < 표 9> 토양속곰팡이균총종류의색깔별출현비율 균총색구분 흰색계열 녹색계열 검은색계열 기타색계열 합계 종수 15 13 7 7 42 비율 36 30 17 17 100 17 17 30 36 2) 균총의색깔에따른주요 17 속검색표만들기 1-a 균총이전체적으로유색계열로진하다. 2 2-a 균총의포자가루가눈으로보인다. 3 3-a 진한녹색계열의균총이바닥면에거의붙어있거나포자가루층이매우얇다. Penicillium 3-b 녹색계열의균총표면이약간두텁고, 균총면이고르지못하며덩어리가있다. Trichoderma 3-c 균총이검은색, 선명한녹색, 노란색계열로균총표면이두텁고균일하다. Aspergillus 2-a 균총의포자가루가눈으로잘보이지않고, 카페트느낌이며검은색이다. 4 4-a 검은반점을형성한다. Cladosporium 4-a 검은반점을형성하지않는다. 5 5-a 균총이매우느리게자란다. Venturia - 57 -
5-b 균총이검은색에서진한회색으로변한다. Alternaria 5-c 균총이검고느낌이고운카페트와같다. Colletotrichum 1-b 균총이전체적으로무색 ( 흰색 ) 계열이다. 6 6-a 균총의자라는속도가매우빠르며배양접시에솜털이가득메워진다. 7 7-a 배양접시에그득찬흰색균사사이검은색의점모양의포자덩어리가눈에보인다. Rhizopus 7-b 배양접시에그득찬흰색균사사이갈색의점모양의포자덩어리가눈에보인다. Mucor 6-b 균총이초기에흰색계통으로꽃잎모양의균총모습을나타난다. 8 8-a 꽃잎모양의균총모습이계속유지된다. Phytophthora 8-b 꽃잎모양의균총위가건조해지면서 1-5mm 정도의검은혹덩어리가나타난다. Phomopsis 6-c 흰색의균총사이에밝은다른색 ( 연한보랏빛, 연한갈색, 연한붉은색 ) 이보인다. Fusarium 6-d 흰색의균총이먼지색으로바뀌며바닥에붙어가시모양의솜보푸라기가생긴다. Neurospora 6-e 솜처럼흰색의보푸라기가배지면얇게덮여있다. 9 9-a 균사의밀도가크고전체적으로보푸라기가생긴다. Saprolegnia 9-b 보푸라기가균사가장자리에만대개형성된다. Dictyucus 6-f 균총의색이회색이고균핵을잘형성한다. Botrytis 1-c 균총이둔탁한크림색으로약간볼록하고매끈하다 Saccharomyces 사용시주의점 : 균총특징에따른곰팡이의동정은확신할수는없다. 약 90% 정도의신뢰성을가지며정확한동정을위해현미경관찰을통해분생자경의모양및크기, 메튤레의모양및크기, 피알라이드의모양및크기, 포자의모양및크기, 구낭의모양및크기등을측정해야한다. - 58 -
3) 색깔에따른곰팡이주요 17 속검색도 - 59 -
4) 주요 17속검색표적용결과 -전남과학고 2학년학생 70명을대상으로, 연구에사용한곰팡이중 26종을선정하여위검색표와함께제공하고속을동정하게해본결과 88.7% 의정확한동정률을나타내어검색표로서의기능을할수있었다. 다. 알아낸점 균총의색깔에따라곰팡이를분류하는검색표를제작하였다. * 곰팡이균총의색깔및균총특징에의해곰팡이의속을 90% 정확도로동정할수있었다. * 감자한천배지, 28 에서배양조건임 4. 초 중 고생을위한곰팡이학습자료제작 - 선정한곰팡이 49 종의균주, 균총및현미경적사진을학습자료로활용하기위해초ㆍ중ㆍ고 생을위한곰팡이도감, 전자곰팡이도감, 곰팡이슬라이드, 곰팡이배양, 곰팡이배양체건조 표본, 곰팡이카드, 곰팡이팜플렛을제작하였다. 가. 곰팡이도감 1) 제작이유학생들이참고할만한곰팡이관련책자들이매우부족하였으며교과서에실린곰팡이는현미경적구조만제시되어있고실제우리들이눈으로볼수있는균총의모습은나타나있지않아서곰팡이에대하여자세히알기힘들기때문에학생들이손쉽게곰팡이에대하여알수있도록균총과현미경적사진, 그리고산업적이용및병해에대한내용을한눈에볼수있도록만들게되었다. 2) 제작방법가. 곰팡이의계통학적분류순서로만들었다. 나. 균총의사진을 1주, 2주, 3주동안배양한균의앞면모습을찍고한달후균총의뒷면사진도찍어특징을기록하였다. 다. 홀슬라이드배양을하여한달후현미경사진을찍고현미경적특성등을기재하였다. 라. 기주특성사진을모아제시하였다. 마. 초중고교과서활용을기재하였다. - 60 -
3) 제작예시 Fusarium oxysporium 그림 18. Fusarium oxysporium 기주서식및균총, Fusarium oxysporium 균총, 분생포자경및분생포자. 배양학적관찰특징 : 균총이전체적으로하얗지만연한보라색이중심부분에서 나타난다. 잘자라는균총은균사가수직으로햇살모양으로자라오른다. 균총뒷면은 무색이다. 현미경적관찰특징 : 대형분생포자는초승달모양으로 3-5 개의격막이있으며크기는 - 61 -
27-60μm 3-5μm이고 소형분생포자는타원형으로1-2개의세포3-5μm이며, 소형분생포자는타원형으로 1-2개의세포로되어있으며, 크기는 5-12 2.2-3.5μm 기주및서식지 : 거베라, 백합, 선인장, 안개꽃, 양란, 패랭이꽃과꽃, 카네이션, 글라디올러스 서식지역 : 세계어디서나서식 [ 양란 ( 심비디움 )] 시들음병 ( 萎凋病 ) [ 안개꽃 ] 시들음병 ( 萎凋病 ) 화분에서발생된증상지상부의증상지하부의증상 관련교과및단원 : 고등학교생물 Ⅱ- 붉은빵곰팡이 그림 100. 도감제작예시 4) 자료의유용성 나. 전자곰팡이도감 1) 제작이유곰팡이관련자료들을수집하고곰팡이도감을제작하여본결과요즘학생들은책을읽는것보다는컴퓨터를하는것을더좋아하기때문에각곰팡이별배양학적및현미경적사진들을넣고각각의특징들을손쉽게알수있도록 Visual Basic 6.0을이용하여곰팡이전자도감을제작하게되었다. 2) 제작방법가. 프로그램 (Visual Basic 6.0) 을이용한전자곰팡이도감을제작하였다. 나. 아이콘제작프로그램 (MicroArt) 와홈페이지제작프로그램 (Namo Webeditor 5.0), 이미지편집프로그램 (Adobe Photoshop 7.0) 을이용하여전자도감제작에필요한자료들을만들었다. 다. 이제까지찍은배지앞, 뒷면사진, 해부현미경, 전자현미경사진및기타병충해, 기타 - 62 -
곰팡이스캔자료들을분류하였다. 3) 제작예시 그림 101. 곰팡이전자도감예시 - 63 -
4) 자료의유용성 다. 셀로판을이용한곰팡이배양체건조표본제작 1) 제작이유배지배양을했을때곰팡이는몇달정도밖에지나지않아죽어버린다. 계대배양된곰팡이또한 1 년정도밖에보존할수없어생활환경에서분리동정된균주보존및학생용학습자료로활용이어려웠다. 2) 제작방법가. 크기가 6 6cm 인셀로판지를준비한다. 나. 가 에서준비한셀로판지를 70% 에탄올에 2~3 시간담가살균한다. ( 주의멸균수사 용 ) 다. 나 의셀로판지를멸균핀셋으로 1 장씩들어멸균수로 2~3 회흔들어서헹군후, 물을 흘러보낸후 PDA 배지표면에잘접착시킨다. ( 주의기포제거 ) 라. 1~2 일정도무균작업대안에방치하여오염여부를확인하고셀로판에배지성분이흡수되도록한 다. 마. 셀로판위에곰팡이를접종하고, 적정온도에서배양한다. 바. 적당하게균총이자라면셀로판을떼어내어목공본드로하드보드에접착시킨다. ( 주의 셀로판이약간느슨하게접착시킴 ) 사. 충분히마르면균총의라벨을작성한후, 유산지로싼후, 지퍼백에넣어보관한다. 3) 제작결과 그림 102. 곰팡이건조영구표본예시 ( 푸른곰팡이 ) 4) 자료의유용성 - 64 -
곰팡이를원래모습으로영구히보존하여보여주는학습자료로서의가치가크다. 균주를보존할수있다. 생물자원을보존할수있다. 라. 초 중학교학생교사를위한곰팡이학습용키트 1) 제작이유 초등학교교과서에서다루어지는곰팡이는검은빵곰팡이로 Rhizopus 속이지만, 실제로빵을공기중에노출시켜곰팡이를길러보면전혀다른곰팡이들인푸른곰팡이나흰곰팡이가자라나게된다. 따라서교과서및교사용지도서, 참고서내용을실제로가르칠수없으므로초등학교학생및선생님을당황하게하는단원이어서수업및학습목표에도달할수있는순순분리된검은빵곰팡이 (Rhizopus 속 ) 의키트를필요로하였다. 중학교 2학년과학에서다루어지는곰팡이는생식의단원에서포자번식으로푸른곰팡이가다루어지고있는데, 공기중에배지를노출시켜곰팡이를배양하면, 다양한곰팡이의출현으로푸른곰팡이구별이쉽지가않다. 그래서수업및클럽활동에활용할수있는순순분리된푸른곰팡이 (P enicillium) 의키트를필요로하였다. 2) 제작키트예시 ( 초등학교용 ) 그림 103. 곰팡이학습용키트예시 3) 곰팡이학습용키트의유용성 초등학교 5학년자연교과서에서다루어지는검은빵곰팡이 (Rhizopus) 속에대한학습및수업을쉽게배우고, 가르칠수있다. 중학교 2학년과학교과서에서다루어지는푸른곰팡이 (Penicillium) 의포자에대한학습및수업을쉽게배우고가르칠수있다. 마. 초 중 고생을위한곰팡이팜플렛 - 65 -
1) 제작이유 과학실이나과학관등의장소에서곰팡이게시자료를찾을수가없고, 휴대용곰팡이학습 자료가없어서한눈에곰팡이의정보를초 중 고생에게제공하고자하였다. 2) 제작방법 일상생활에많이발견되는곰팡이의순서로만들었다. 균총의사진을 1주, 3주동안배양한균의앞면모습을찍어특징을기록하였다. 홀슬라이드배양을하여, 한달후현미경사진을찍고현미경적특성등을기재하였다. 위내용에관한사진자료를 1장의종이에나타내었다. 3) 팜플렛제작결과 ( 팜플렛일부분예시 ) 그림 104. 팜플렛제작예시 5) 곰팡이팜플렛자료의유용성 - 66 -
1 장의종이자료에주요곰팡이 17 속종이표현되어한꺼번에곰팡이정보를제공할수있다. 교실이나, 자연학습장, 과학관등에크게출력하여곰팡이자료를게시함으로써학생및일반인에 게곰팡이의정보를제공할수있다. 바. 학생을위한곰팡이학습용카드 1) 제작이유곰팡이에대한내용을빠른시간내에알기쉽도록하기위한방법을생각하던중카드를이용하여곰팡이에대한정보를얻을수있도록하기위한학습용곰팡이카드를제작하게되었다. 난이도별로곰팡이한글이름또는영문이름, 학명이쓰여진카드들을제작하고이에따른학습을쉽게할수있도록제작하였다. 2) 제작방법가. 1 단계 - 카드의앞면에는균총사진을, 뒷면에는균주이름 ( 한글명칭 ) 을넣는다. 나. 2 단계 - 카드의앞면에는균총사진을, 뒷면에는균주이름을넣는다. ( 예페니실리움 ) 다. 3 단계 - 2 단계와같은방식으로만들되, 영어이름을첨가한다. 라. 4 단계 - 1 단계와같은방식으로만들되, 한글명칭을삭제하고영어로속명을표기한다. 마. 5 단계 - 지금까지는속명을적은것이였지만, 이단계는학명으로표기하고균의쓰임 새를첨가한다. 바. 6 단계 - 카드앞면에균총사진과현미경적사진을, 뒷면에는학명을영어로표기한다. 사. 7 단계 - 앞면에만균총사진을넣는다. 이단계는최종적으로곰팡이이름을테스트하 는단계이다. ( 균총사진은 1 주, 2 주, 3 주동안감자한천배지에서배양된모습을차례로나타내었다.) 3) 제작결과 ( 예시 ) - 67 -
Aspergillus oryzae 그림 105. 곰팡이카드예시 4) 활용결과 초등학생의활용결과주변의곰팡이에많은관심을가질수있고, 20여종의곰팡이를쉽게알수있게되었다. 중학생의활용결과 1시간수업에 20여종의곰팡이를쉽게알수있게되었다. 고등학생의활용결과 1시간수업에 20여종의곰팡이를쉽게알수있게되었다. 초, 중, 고학생들이곰팡이에대한거부감이줄고친근감을느끼며, 곰팡이탐구에관심을갖게되었다. - 68 -
Ⅴ. 결론 1. 문헌조사를통해초중고교과서관련곰팡이를 49 종선정하여곰팡이가속한분류체계 를조사한결과난균, 접합균, 자낭균, 불완전균이있었고, 대부분유성세대가아직나타 나지않은불완전균류였다. 2. 곰팡이종류에따라균총의배양학적특징 ( 색깔, 포자형성유무, 표면구조등 ) 이달랐다. 같은속일경우배양학적인특징이매우유사하여균총을통해속을구별할수있었고, 곰팡이균총의색깔및균총특징에의해학생들이활용할수있는 17속의곰팡이검색표를제작하였으며제작한곰팡이검색표의유용성을평가한결과곰팡이의속을 90% 정확도로동정할수있었다. 3. 현미경으로관찰한곰팡이의영양체인균사와번식체인포자는곰팡이의종류에따라서형태와크기가다양하였는데, 속별로공통적인점을찾을수있었다. 곰팡이는유성생식과무성생식을대부분함께하고있었지만, 감자한천배지에서포자를형성하지않는곰팡이가있었고유성포자는전혀관찰하지못하였다. 4. 선정된 49 종의배양학적, 현미경적, 문헌적조사및계통수, 제작된곰팡이속검색표 를토대로초 중 고생을위한곰팡이도감을제작하였고, 제작된도감을토대로 visual basic 6.0 을이용하여곰팡이전자도감을제작하였다. 5. 초 중학교학생및교사를위한수업용, CA 용곰팡이학습용키트를제작하였고, 보 급할수있으며, 곰팡이건조영구표본을 40 종 120 점, 곰팡이현미경관찰용슬라이드를 40 종 200 점제작하여생물자원의보존및곰팡이관찰용자료로활용할수있다. 6. 교실및과학관등에게시하거나휴대용으로곰팡이팜플렛을제작하였으 며, 곰팡이학습용놀이도구인카드를단계별로제작, 활용할수있다. Ⅵ. 더연구하고싶은점 곰팡이의종류가매우많은데, 그종류들을모두분리, 배양하여균총의모습과 현미경적구조를만나보고싶다. 이를토대로주변곰팡이가거의다실린곰팡이 도감을만들고싶다. - 69 -
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