커뮤니티 > 미생물이야기



미생물이야기 Subdivision Basidiomycotina : 버섯곰팡이
2013-08-07 14:49:50
이엠생명과학연구원

Subdivision Basidiomycotina : 버섯곰팡이

 

 

모든 버섯곰팡이들은 바루(basidium)를 만든다. 바루는 핵의 융합(karyogamy)과 감수분열(meiosis)이 일어나는 곳이다. 즉, 유성생식의 핵심과정이 일어나는 곳이다. 감수분열이 끝나면, 4개의 바루씨(basidiospore)가 바루의 바깥 표면에 형성된다. 대부분의 버섯곰팡이에서, 바루는 거대한 바루열매(=버섯) 안에 만들어진다. 버섯곰팡이는 아람곰팡이에서 진화되었다고 생각되고 있으며, 버섯곰팡이와 아람곰팡이는 많은 측면에서 매우 유사하다. '바루'라는 말의 원래 뜻은 대접 같은 그릇이다.

경제적으로, 버섯곰팡이는 인간에게 매우 중요한 곰팡이다. 농작물에게 큰 피해를 주는 녹병이나 깜부기병이 버섯곰팡이에 의해 야기되며, 바루열매 즉 버섯은 음식으로서 매우 중요하다. 버섯곰팡이의 생태적인 역할로는, 나무의 분해를 들 수 있다.

일배체의 핵(haploid nucleus)을 갖고있는 바루씨(basidiospore)는 일배체의 팡이체를 만든다. 세로벽이 매우 잘 발달되어 있어서, 각 세포(팡이실 조각)는 보통 한 개의 핵만을 가지고 있다. 이러한 상태는 일핵체(monokaryon)라고 불린다. 유전적으로 궁합이 맞는 두 다른 일핵체가 만나게 되면, 팡이체가 합쳐지고, 상호적인 핵의 이동이 일어나서, 이핵체(dikaryon)가 만들어 진다. 이핵체는, 자라면서 계속 이핵체의 상태를 유지한다. 버섯곰팡이는, 일생의 대부분을 이핵체의 상태로 보낸다. 따라서, 버섯도 이핵체의 팡이실로 이루어져 있다.

대부분의 생물체들에서 일배체 세포(즉 생식세포)들이 합쳐지게 되면, 세포질의 합쳐짐이 일어나자마자 곧 핵들이 합쳐져서 이배체 세포를 형성한다. 그러나 아람곰팡이에서도 그랬듯이 버섯곰팡이에서도, 일배체의 세포들이 합쳐지게 되면 이핵체의 상태로 남아있게 된다. 즉, 핵의 융합은 없이 세포질의 융합만 일어나게 된다.

버섯곰팡이는 반달연결체(clamp connection)라는 특별한 구조를 만들면서, 이핵체의 상태를 계속 유지한다. 이핵체의 세포가 분열을 시작할 무렵에, 두개의 핵 사이에서 짧은 가지가 뻗어 나오고, 두개의 핵이 동시에 분열을 시작한다. 방추사 하나는 팡이실의 축과 평행하게 만들어지며, 다른 방추사는 기울어져 있다. 새로 만들어진 핵 한 개가 짧은 가지로 이동하면, 가지의 끝은 구부러져서 팡이실과 합쳐진다. 가지의 밑 부분과 기존의 팡이실에 세로벽이 만들어져, 두개의 이핵체 세포가 만들어진다.

이핵체의 팡이실은 바루(basidium) 와 버섯(basidiocarp)을 형성한다. 바루의 형성과정은 모든 버섯곰팡이에서 동일하다. 이핵체의 두핵(A)이 합쳐져서 이배체의 핵(diploid nucleus, B)이 만들어지고, 이배체의 핵은 감수분열을 한다(C, D). 대부분의 경우에, 바루 한개당 4개의 핵이 만들어진다. 바루의 표면에 작은 돌기들이 만들어지고(E), 핵들이 돌기로 이동한다(F). 이 돌기들은, 작은 꼭지 위에 붙어있는 바루씨가 된다. 바루씨들은, 강하게 능동적으로 방출되어진다.

바루곰팡이의 세로벽은 매우 특이한 구조를 가지고 있다. 세로벽의 가운데에는 구멍이 있으며, 구멍 주변의 세로벽은 부풀어 있다. 세로벽의 구멍은 세로벽 모자(septal pore cap)에 의해 둘러싸여 있다. 세포질이나 세포내 소기관들은, 세로벽의 구멍을 통하여 이동할 수 있다. 세로벽의 복잡한 구조는, 물질의 통과를 조절하기 위하여 발달되었다고 생각할 수 있다.

바루곰팡이는 바루열매 (버섯)의 형성여부와 바루의 구조에 따라 크게 구분된다.

Class Teliomycetes

Teliomycetes는 녹병곰팡이(rust)이라고 불리는 Uredinales와 깜부기병곰팡이(smut)이라고 불리는 Ustilaginales의 두 order로 이루어져 있다. 이들은, 이핵체와 바루를 형성하지만, 버섯을 만들지는 않으며, 농작물에 심각한 피해를 주는 곰팡이들이 많이 포함되어 있다.

Order Uredinales; 녹병 곰팡이

이들은, 절대적 기생생물로, 고사리에서 속씨식물 까지 수많은 종류의 식물에 기생한다. 팡이체는 주인 식물의 세포 안이나 세포 사이에서 자라며, 다량의 홀씨가 주인 식물의 표면에 만들어진다. 녹병 곰팡이들은, 여러 종류의 홀씨를 만들며, 다섯 가지의 홀씨를 만드는 것도 있다. 어떤 종류들은 두 가지의 주인 식물을 필요로 한다.

Puccinia graminis의 생활사-- Puccinia graminis는, 밀에 기생하는 곰팡이로, 매우 복잡한 생활사를 갖고 있다. 봄에 만들어지는 바루씨(A)는, Berberis vulgaris란 식물만을 공격할 수 있다. 바루씨에서 만들어진 일핵체의 팡이실은(B), 식물의 나뭇잎에서 자라며(C), 나뭇잎의 윗 표면에 spermogonia(D), 나뭇잎의 밑부분에 aecia라 불리는 홀씨집을 만든다. 성숙한 aecia에 의해 만들어진 이핵체의 aeciospore(I)는 저절로 떨어져서 바람에 의해 퍼진다.

aeciospore는 Berberis를 공격할 수 없으며, 오직 밀만을 공격한다. aeciospore는 밀에서 자라서(J), 이핵체의 팡이실을 만든다(K). 팡이체가 밀에서 자라면, 며칠 안에 uredia(L)와 uredospore(M)가 만들어진다. 여름 내내 매우 많은 양이 만들어지는 uredospore는, 계속 새로운 밀을 공격하기 때문에, 병을 퍼뜨리는 주범이다. uredospore는 녹슨 쇠의 붉은 빛을 띠고 있기 때문에, 감염되어 있는 식물 부위도 녹의 색을 띠고 있다.

여름이 끝날 무렵에, teliospore가 uredinia 안에 만들어지다가, 곧 telia(O) 안에 만들어진다. teliospore는 세포벽이 매우 두꺼운 홀씨로, 핵이 두개인 두개의 세포로 이루어져 있다(P). teliospore는 들에서 겨울을 난다. 봄이 되면, 각 세포의 두핵이 합쳐져서(Q), 이배체의 핵이 만들어진다. 이배체의 핵은 바루로 이동하여 감수분열을 한다(R). 감수분열이 끝나면, 바루는 세개의 세로벽에 의하여 네개의 세포로 나뉘어 진다. 각 세포는 한개의 바루씨를 만든다(A).

Order Ustilaginales

깜부기병을 일으키는 곰팡이들이 이 집단에 속한다. 이 곰팡이들은, 숯덩어리 같은 검은 홀씨 덩어리를 만들기 때문에, 깜부기(smut)라고 불린다. 절대 기생 생물인 이들은, 주로 식물의 꽃부분을 공격한다. 검은 덩어리를 이루는 홀씨는 teliospore 라고 불린다. teliospore에 있는 두 핵은 합쳐져서 이배체의 핵이 되며, 바루와 바루씨를 형성한다.

Class Hymenomycetes ; 열린 버섯곰팡이

버섯(바루열매)을 만드는 곰팡이들은 두개의 class로 나뉘어진다. 바루씨가 버섯의 바깥쪽에 노출되어 있는 종류들은 Hymenomycetes로 분류되며, 바루씨가 버섯 안에 갇혀있는 종류들은 Gasteromycetes로 분류된다. 열린 버섯곰팡이들은, 버섯에 바루층(hymenium)을 형성한다. 이들은 바루의 형태에 따라 더 잘게 나뉜다.

Subclass Phragmobasidiomycetidae : 조각바루곰팡이

이들의 바루는 세로벽으로 나뉘어져 있기 때문에, phragmo란 이름이 붙었다. 목이(目耳)버섯과 같이 쫄깃쫄깃한 버섯들이 이 집단에 속하며, 미국인들은 jelly fungi라고 부른다.

Tremellales에 속하는 곰팡이에서는, 바루의 세로벽이 세로 방향으로 형성되어 있다. 시장에서 팔리는 목이버섯중에서, 작은 것들이 이 집단에 속하는 곰팡이다. 이들은 주로 나무에서 자란다.

Auriculariales에 속하는 곰팡이에서는, 바루의 세로벽이 가로 방향으로 형성되어 있다. 시장에서 팔리는 목이버섯중에서, 주름이 적고 커다란 것들이 이 집단에 속하는 곰팡이다. 이들은 주로 나무에서 자란다.

Septobasidiales는 곤충과 공생을 하는 곰팡이들이다. 바루씨는, 곤충의 몸 위에서 싺을 터서, 팡이실을 곤충의 몸 안으로 침투시킨다. 이 곤충들은 식물로부터 영양분을 얻기 때문에 식물의 표면에 붙어 살아간다. 곤충이 특정한 식물에 자리를 잡으면, 곰팡이가 팡이실 덩어리로 곤충의 표면을 덮어버린다. 곤충은 살아가면서 곰팡이에게 영양분을 공급하고, 곰팡이는 해로운 생물과 어려운 환경조건으로부터 곤충을 보호한다.




대전광역시 유성구 문지동 KAIST문지캠퍼스강의동L605호 대표이사:(원장)서범구 사업자번호:314-86-01479
전화번호:1800-0250 팩스번호:07074559748 관리자이메일:puom9@naver.com
이엠생명과학연구원. All Rights Reserved