상업적 대량재배에서 느타리버섯의 가장 큰 문제는 세균성 갈반병의 발생이다. 이 연구는 박테리오파지를 사용하여 친환경적으로 갈반병 세균을 통제하는 방법을 연구하였다. 파지는 특이적으로 숙주균에 작용하여 병원성이 없는 숙주균을 효과적으로 제거하거나, 숙주균이 파지에 대해 저항성을 가질 수 있는 특성을 가지고 있다. 따라서 한 숙주균에 대해 파지의 사멸효과를 갖는 두 가지 이상의 파지를 혼합 처리한다면 저항성 균의 피해를 효과적으로 예방할 수 있다. 파지 저항성 획득 과정에서 균주의 특성 변화를 확인하기 위해 생화학적 대사의 변화, 용혈활성 및 갈반형성능을 평가하였다. 파지 저항성을 획득한 균주들은 유전적인 특성이 동일한 \( P1\alpha \) 균주임에도 불구하고 각기 다른 변화가 관찰되었다. 이로부터 생화학적 대사특성과 파지 저항성 사이에 일정한 상관성이 없음을 알 수 있었다. 그러나 \( HK5R \)과 같은 파지 저항성 균주는 용혈활성 및 버섯함몰 활성이 기존 균주와 비교하여 약해지거나 사라지며, 갈반형성능도 약해지는 것을 확인하였다.
<h1>고 찰</h1> <p>느타리버섯의 상업적 대량재배에서 가장 문제가 되는 것은 세균성갈반병의 발생이고, 본 연구는 박테리오파지를 이용하여 친환경적으로 갈반병 세균을 제어할 수 있는 방안을 강구하는 일환으로 수행되었다. 세균성갈반병은 P. tolaasii 균주가 분비하는 펩티드인 tolaasim에 의해서 버섯세포가 파괴되어 나타나는 병징으로, 이를 분비하는 병원성세균을 박테리오파지를 이용하여 사면시키면 근원적인 갈반병의 억제가 가능할 것이라는 파지테라피 방법이다. 느타리버섯 재배농가에서 세균성갈반병 유발균주인 P. toluasii 균과 이를 제어하는 독성파시(virulent phage)를 분리하고, 효과적인 파지테라피 방안을 선행연구를 통하여 마련하였다. 병원성 세균인 갈반병균의 특성과 파지를 이용한 파지테라피의 효과는 입증하였으나(Yun 등, 2013), 파지의 특성이나 파지테라피의 단점인 파지저항성 균주에 관련된 연구가 추가적으로 요구되었다. 파지는 숙주균에 매우 특이적으로 작용하여 저항성이 없는 병원성 숙주균을 효과적으로 사멸시키거나, 숙주균이 파지에 대하여 저항성을 가질 수 있기 때문에 한 숙주균에 대하여 사멸효과를 갖은 2가지 이상의 파지를 선정하여 혼합처리 한다면 저항성균의 피해를 효과적으로 막을 수 있을 것이다 (David 등, 2011).</p> <p>파지저항성 균주는 파지민감성 균주가 파지의 세균침투 기작을 저해하는 능력의 획득으로 나타난다(Labrie 등, 2010). 파지저항성 능력은 숙주균이 다양한 파지흡착 기작을 저해하거나, 파지유전자의 유입을 막거나, 파지유전자를 절단하여 무력화시키기나, 파지유전자의 작용을 억제하는 등의 능력을 갖게 됨으로써 나타난다. 파지저항성 균주는 파지테라피 시에 종종 발생하여 파지혼합액의 효과를 무력화시킬 수 있으므로 파지저항성 균주의 병원특성의 조사가 필요하다. 파지가 용균반을 생성하였을 때, 일부 균주의 경우 투명한 용균반 내부에서 볼투명한 균주성장반이나 콜로니를 발견하였다. 용균반 내부에서 성장하는 균주는 숙주균에 파지를 처리하였을 때 저항성을 획득하여 나타났거나, 아니면 파지가 특이적으로 사용하지 못하는 다른 균주의 오염에 의해서 나타났을 것이다. 새로이 나타난 균주의 \( 16 \mathrm{~S} \) rRNA 유전자 염기서열을 분석하고 계통수 분석을 수행하였을 때, 기존의 숙주균과 파지저항성 균주로 분리된 균주가 같게 분류되어 새로이 나타난 균주는 숙주균이 파지저항성을 획득한 것임을 확인하였다.</p> <p>이렇게 얻어진 파지저항성 균주는 동일한 파지에 의해 사멸되지 않았다. 그러므로 파지에 대한 저항성 획득 과정 중 균주의 특성에 어떠한 변화가 있었는지 확인하기 위하여 생화학적 대사의 변화, 세포독성을 평가하는 용혈활성과 갈반형성능의 변화를 즉정하였다. 파지저항성을 획득한 균주들은 유전적인 특성이 같은 \( \mathrm{P} 1 \alpha \) 균주임에도 불구하고 각각 다른 변화가 관찰되어 생화학적 대사특성과 파지 저항성 사이에는 일정한 상관성이 없다는 결론을 얻었다. 그러나, 이러한 파지저항성 균주 중 \( \mathrm{HK} 5 \mathrm{R} \)은 용혈활성과 버섯함몰 활성을 기존의 균주와 비교하였을 때, 세포독성이 약해지거나 사라져 직혈구 파괴가 이루어지지 않았고, 갈반형성이 약해지는 것을 확인하였다. 이는 P. tolaasii \( \mathrm{HK} 5 \) 균주가 파지 \( \phi \mathrm{HK} 5 \)의 자국에 의해 저항성을 획득할 때, 세포독성 물질을 분비하지 못하는 비병원성 균주로 변이 된 것으로 보인다(Simon 등, 2010; Julie 등, 2013). 이것은 HK23 균주에서도 유사하게 관측되어 파지저항성 획득과 세포독성 감소 사이에 상관관계를 분자수준에서 조사하여 밝혀냄으로써 숙주균 특성에서의 파지테라피 문제점을 이해하여야 이 방법의 효율을 높일 수 있을 것이다.</p>