[스크랩] 곰팡이기르기

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1. 분 류

[P-02-01] 떡에 핀 곰팡이

곰팡이는 버섯을 형성하는 자낭균의 일부와 담자균을 제외한 진균식물의 총칭이다. 균류(菌類, fungi)는 땅의 표면 또는 땅속이나 물 속에까지 널리 분포하고 있으며, 현재 약 10만 종이 알려져 있다. 또한 분류군의 특징이 뚜렷하지 않거나 생활사가 밝혀져 있지 않는 종도 있다. 균의 분류는 주로 유성생활사가 밝혀졌는지 여부에 따라 접합균문(Zygomycota), 자낭균문(Ascomycota), 담자균문(Basidiomycota), 불완전균문(Deutromycota)의 4개 그룹으로 분류된다. 종속영양 생물인 곰팡이는 세균과 함께 생태계의 분해자로써 물질순환에 중요한 역할을 담당하고 있다. 어떤 종은 음식의 부패와 관계하는 반면 어떤 종은 치즈, 면제품, 빵, 술등을 제조하는데 이용될 뿐 아니라 항생물질 등의 의약품 개발에 이용되고 있다. 여기서는 냉장고 속의 오래된 빵조각에서 흔히 관찰될 수 있는 검은빵곰팡이(Rhizopus stolonifer, A bread mold)를 중심으로 소개한다. 검은빵곰팡이의 분류체계는 다음과 같다.

2. 형태와 생활사

가. 검은빵곰팡이(Rhizopus stolonifer)는 수평균사인 포복경(stolon)을 형성하는데 포복경은 음식물 표면을 따라가면서 뿌리처럼 생긴 헛뿌리(rhizod)를 음식물 속으로 깊숙이 들여보낸다[P-02-03, 04].

나. 빵 위에 핀 곰팡이는 엉클어져 자란 솜털 같은 균사 위에 수직으로 자란 포자낭병이 있고 포자낭병 끝에 포자낭이 달린다[P-02-03].

다. 포자낭에서는 유사분열을 통한 수많은 반수체 포자들이 만들어지며, 바람에 의해 이동된 포자는 적당한 습도와 영양조건에서 발아하여 균사체를 형성한다.

라. 곰팡이는 암수의 뚜렷한 구별이 없기 때문에 +, -의 교배형으로 표시하는데 서로 다른 교배형을 같은 배지에서 배양하면 곤봉상의 균사가 양쪽에서 생긴다.

마. 이 교배형의 균사는 서로 접촉하여 배우자낭을 형성하며, 배우자낭에서 핵융합이 일어나 이배체가 되면 주위에 두꺼운 포자벽을 갖추어 접합포자가 된다[P-02-04].

[P-02-02]균사형태

바. 좋은 조건이 되면 포자내에 감수분열이 일어나 반수체 핵이 형성된 후 발아하여 균사가 나타나고, 포자낭이 형성된다. 포자낭내의 반수체 포자는 좋은 조건에서 발아하여 새로운 균사체가 된다[F-02-01].

[F-02-01] 붉은빵곰팡이(R. stolonifer)의 생활사

                      (Alexopoulos et al., 1996)

[P-02-04] 배우자낭

[P-02-03] 헛뿌리

<http://botit.botany.wisc.edu:16080/images/130/Fungi/Zygomycota_Images/Rhizopus_Images/>

3. 채     집

가. 곰팡이는 며칠동안 방치된 떡, 빵, 감자 등의 식품이나 구두와 같은 피혁제품에 생기는 것이 있으며, 자연에서는 공기, 물, 흙 속 등 유기물이 있는 곳은 어디든지 있다.

나. 식품을 부패시키는 곰팡이는 4～5종 이상이 함께 서식하고 있는 경우가 대부분이므로 젖은 빵조각이나 과일(사과 또는 오렌지)을 페트리접시나 큰그릇에 넣고 얼마동안 방치한 다음 뚜껑이 덮어 어두운 곳에 두면 여러 종류의 곰팡이를 배양할 수 있다.

다. 검은빵곰팡이(R. stolonifer)는 빵을 습기가 있는 상태에서 일주일 정도 방치하면 이 곰팡이의 포자낭을 관찰할 수 있다. 또한 더 시간이 지나면 누룩곰팡이나 푸른곰팡이가 나타나기 시작한다.

라. 치즈를 종형의 그릇이나 축축한 용기에 넣어두면 푸른곰팡이가 나타날 것이다. 이 종류는 신맛이 나는 과일에서도 자라는 것을 관찰할 수 있다. 이들 중 관찰을 원하는 곰팡이만을 분리하여 순수배양 한다.

4. 배     양

Rhizopus속에 속하는 대부분의 종은 30℃, 중간정도 빛에서 가장 잘 배양된다.  무성포자에의한 무성생식이 흔하지만 접합에 의한 유성생식 포자 형성이 관찰될 수도 있다. 유성생식기관의 관찰을 위해 접합체는 +와 -계통이 필요하다. +계통을 한천배지한쪽에 접종하고 -계통을 반대쪽에 접종하면 접합포자가 형성된다. 배지는 오얏한천배지나 감자배지가 보통 이용된다.

[P-02-05] 배지에서 자란 곰팡이

가. 배지의 제작 및 배양

배지는 시약용으로 판매되는 DIFCO사의 PDA(potato dextrose agar)분말을 사용하면 간편하나 직접 감자를 이용하여 PDA 배지를 만들 수 있다.

1) 먼저 얇게 썬 감자 200g을 1ℓ의 증류수에 넣어 100℃에서 20～30분간 가열하여 우려낸 액체를 3～4겹의 거즈로 여과하고, 증발된 물을 보충하기 위해 증류수로 1ℓ로 보정 한다.

2) 녹말 또는 시판용 포도당과 한천(agar)을 각각 20g씩 넣는다.

3) 전자레인지 또는 가열기를 이용하여 한번 끓여내어 내용물이 잘 섞이도록 준비한다.

4) 준비된 배지는 고압멸균기를 이용하여 121℃에서 15분 동안 멸균한다.

5) 멸균되어 시판되고 있는 것 또는 미리 멸균해둔 페트리디접시에 적당량씩 부어 굳힌다.

6) 한천(agar)을 사용할 때 멸균 전 pH를 6.8～7.0으로 맞추어야 잘 굳는다. 굳어진 배지는 곰팡이의 채집 및 순수배양에 사용된다.

7) 곰팡이 접종 후 페트리접시는 파라필름 또는 주방용 랩을 이용하여 밀봉 후 25℃ 항온기 또는 실온에서 배양한다. 

나. 실험실에서 곰팡이의 유지

배양된 곰팡이는 다음 관찰을 위하여 실험실에서 유지 및 보관될 수 있다.

1) 곰팡이가 배양된 배지를 화염 멸균한 메스로 가로세로 0.5cm 정도로 잘라낸다.

2) 그 절편을 미리 만들어 놓은 10%글리세롤이 첨가된 슬랜트배지에 넣어 하루정도 배양한다. 슬랜트배지 제작은 세균 부분에 기록되어 있다. 

3) 오염된 것은 제외하고 순수 분리된 것만을 냉장실에 보관한다.

4) 이 방법을 통하여 몇 달 정도의 균주 유지가 가능하다. 오랜 기간 동안의 유지를 위하여는 일정기간 마다 계대배양하여 유지하는 것이 필요하다. 

다. 곰팡이의 슬라이드 배양법

1) 미리 PDA배지를 페트리 접시에 고정시켜 제작해 놓는다.

2) 유리 페트리 접시 안에 그림[P-02-06]과 같이 여과지를 깔고 그 위에 멸균된 U자형 유리관을 놓는다.

3) 깨끗한 슬라이드 글라스와 커버글라스를 거름종이에 싸서 페트리접시와 함께 멸균한다.

4) 미리 만들어 놓은 페트리 접시상의 배지를 사방 5mm가 되게 잘라서 멸균된 슬라이드 글라스 중앙에 놓는다.

5) 백금이로 관찰하고자 하는 곰팡이의 포자를 한천조각의 네 벽면에 [F-02-02]와 같이 접종하고 멸균된 커버글라스를 한천조각 위에 얹고 멸균된 증류수로 페트리 접시 바닥에 깐 여과지를 적신 다음 페트리접시의 뚜껑을 덮고 실온에서 2～3일간 배양한다.

[P-02-06]곰팡이의 슬라이드 배양

6) 균사체가 형성되면 커버글라스 및 슬라이드 글라스를 한천조각에서 조심스럽게 떼어내고 락토페놀코튼블루 염색액을 1～2방울 떨어뜨려 새로운 커버글라스를 덮어 관찰한다.

5. 곰팡이를 이용한 수업

가. 작은 생물(초등학교): 곰팡이의 서식환경을 조사하고 사람과의 관계를 지도한다.

나. 꽃이 피지 않는 식물의 생활(중학교) 무성생식의 방법 이해

다. 생식(고등학교) 곰팡이의 생식 방법 이해

라. 생물의 다양성(고등학교): 곰팡이의 분류 및 생활사 지도