곰팡이 DNA 바코드

Fungal DNA barcoding
다음에 대한 시리즈 일부
DNA 바코드
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DNA 바코드 • 메타바코드
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곰팡이 DNA 바코딩은 특정 DNA 시퀀스의 증폭과 염기서열 분석 및 ISHAM 참조 데이터베이스 또는 BOLD([1]Bord of Life Data System)와 같은 DNA 바코드 데이터베이스에 축적된 염기서열과의 비교를 통해 생물 왕국 곰팡이의 종을 식별하는 과정이다.이 시도에서 DNA 바코딩은 같은 정도의 염기서열 변동을 가진 모든 균류에서 이상적으로 존재하는 보편적인 유전자에 의존한다.선택한 DNA 바코드 유전자의 종간 변동, 즉 종간 변동은 특정 내(종내) 변동을 초과해야 한다.[2]

곰팡이 계통학에서 근본적인 문제는 그들의 라이프사이클에 텔레모픽과 무아몰픽 단계가 존재한다는 것이다.이러한 형태들은 보통 표현형상에 있어서 현저하게 달라서 무성애너몰프와 성적 텔레모프형의 직접적인 연관성을 막는다.게다가, 곰팡이 종은 형태학이나 탄소 및 질소 이용과 같은 특징에 따라 달라질 수 있는 여러 종으로 구성될 수 있는데, 이것은 종종 다른 종으로 묘사되어 결국 긴 동의어 목록을 만들어낸다.[3]곰팡이 DNA 바코딩은 곰팡이의 무아모르픽과 텔레모픽 단계를 식별하고 연관시키는 데 도움을 줄 수 있으며, 이를 통해 혼동하는 다수의 곰팡이 이름을 줄일 수 있다.이 때문에 미생물학자들은 최초로 DNA 서열을 이용한 종차별 조사를 주도했는데,[3][4][5][6][7][8] 이는 폴 D의 동물에 대한 DNA 바코드 제안보다 최소 10년 앞선 것이다. N. Hebert와 동료들은 2003년에 "DNA 바코딩"[9][10]이라는 용어를 대중화했다.

DNA 바코드 시퀀스를 통한 곰팡이 식별의 성공은 기준 데이터베이스의 정량적(완전성) 및 정성적(식별 수준) 측면과 함께 서 있다.광범위한 분류학 범위의 곰팡이균을 다루는 데이터베이스가 없다면, 많은 식별 질의는 만족스러울 정도로 근접하게 일치하는 결과를 가져오지 못할 것이다.마찬가지로, 높은 분류학적 수준의 식별 정보로 기록을 유지하기 위한 실질적인 큐레이터 노력 없이, 참조 데이터베이스에 근접하거나 정확한 일치 항목이 있을 수 있는 경우에도 쿼리는 가장 가까운 일치 항목이 문어 또는 클래스 수준에만 식별되는 경우 유용하지 않을 것이다.[11][12]

DNA 바코드화를 위한 또 다른 중요한 전제조건은 DNA 바코드 데이터가 원래 샘플링된 시편, 이른바 바우처 시편에서 입증된 것을 명확하게 추적할 수 있는 능력이다.이는 생물학에서 흔히 볼 수 있는 새로운 세자의 설명과 함께, 분류학적 설명이 바탕이 되는 바우처 표본이 유형 표본이 되는 것이다.특정 택슨(또는 DNA 바코딩의 경우 유전적 염기서열)의 정체가 의심될 때, 원래의 표본을 재조사하여 문제를 검토하고 이상적으로 해결할 수 있다.바우처 시료는 시료를 그로부터 파생된 DNA 바코드 데이터와 명확하게 연결하는 영구 바우처 식별자를 포함하여 명확하게 라벨을 표시해야 한다.또한, 이러한 바우처 표본은 향후 참조를 위해 보존하고 침전된 표본과 관련된 연구를 용이하게 하기 위해 과학 수집품이나 허수아비와 같이 공개적으로 접근할 수 있는 저장소에 보관되어야 한다.[13]

바코드 DNA 마커

내부 전사 스페이서(ITS) – 1차 곰팡이 바코드

탠덤은 리보솜의 18S, 5.8S, 28S 서브유닛에 대한 유전적 시퀀스를 포함하는 진핵 rDNA 유전자 군집의 반복실험을 한다.ETS – 외부 전사 스페이서, ITS – 내부 전사 스페이서 1 및 2, 5' 끝에서 번호가 매겨진 NTS – 비번사 스페이서.

곰팡이에서 내부 전사 스페이서(ITS)는 핵 게놈의 리보솜 탠덤 반복 유전자 군집 내 약 600개의 염기쌍의 긴 영역이다.부위는 5의 끝에서 리보솜 소형 서브 유닛(SSU) 또는 18S 서브 유닛에 대한 DNA 시퀀스와 3의 끝에서 대형 서브 유닛(LSU) 또는 28S 서브 유닛에 의해 측면으로 배치된다.[14][15]Internal Transcripted Spacer 자체는 ITS1과 ITS2라는 두 부분으로 구성되며, 이들 두 부분 사이에 내포된 5.8S 서브 유닛에 의해 서로 분리된다.측면 18S와 28S 서브유닛처럼 5.8S 서브유닛은 세포내 단백질 합성의 핵심 성분인 리보솜의 구조적 부분을 코딩하기 때문에 보존도가 높은 DNA 서열을 포함하고 있다.

ITS(아래 참조)의 몇 가지 장점 및 1990년대와 2000년대 초반에 축적된 종합적인 시퀀스 데이터 양 때문에, 베게로 외 연구진(2010)과 쇼치 외 연구진(2012)은 ITS 영역을 곰팡이의 유전적 식별을 위한 1차 DNA 바코드 영역으로 제안했다.[12][2]

프라이머스

18S와 28S의 보존된 측면 지역은 ITS 지역의 PCR 확장에 사용되는 프라이머의 앵커 포인트 역할을 한다.[16]게다가 보존된 자들은 5번 중첩되었다.8S 영역은 "내부" 프라이머, 즉 ITS 영역 내의 보완적 시퀀스에 부착하는 프라이머의 구성을 허용한다.화이트 외 연구진(1990)은 ITS2와 ITS3라는 이름의 이러한 내부 프라이머를 각각 18S와 28S 서브유닛의 측면 프라이머인 ITS1과 ITS4와 함께 제안했다.[16]곰팡이에서 ITS 염기서열에 거의 보편적으로 적용할 수 있기 때문에, 이 프라이머들은 오늘날에도 널리 사용되고 있다.디카리아(Basiidiomycota와 Ascomycota를 합친)에서 ITS 염기서열을 위해 특별히 최적화된 프라이머가 토주 외 연구진(2012)에 의해 제안되었다.[17]

대부분의 곰팡이에서 화이트 외 연구진(1990)이 제안한 ITS 프라이머는 PCR 증폭에 사용되는 표준 프라이머가 되었다.이러한 프라이머는 다음과 같다.[16]

장점과 단점

ITS 영역을 분자 표식기와 진균 DNA 바코드로 사용할 때의 주요 이점은 전체 리보솜 유전자 군집이 탠덤 반복(즉, 여러 개의 복사본)으로 배열된다는 것이다.[15]이를 통해 (DNA가 연령이나 다른 퇴행성 영향으로 인해 파편화되지 않은 점을 감안할 때) 작은 물질 샘플에서도 PCR 증폭과 생어 염기서열이 가능하다.[14]따라서 ITS를 증폭할 때 높은 PCR 성공률이 관측된다.그러나 이러한 성공률은 비 디카리아(현재의 파라피알레틱 무코로미코티나, 치트리디오미코타, 블라스토클라디오미코타 포함)의 65%에서 사카로미코티나와 바시디오미코타[2](푸치니오미코티나에서 매우 낮은 성공은 제외)[18]의 100%까지 곰팡이군마다 크게 다르다.더욱이, ITS 증폭을 위한 프라이머의 선택은 특정 분류학적 곰팡이 그룹에 편견을 도입할 수 있다.[19]예를 들어, "범용" ITS 프라이머는[16] 시험한 곰팡이 시료의 약 10%를 증폭시키지 못한다.[18]

리보솜 유전자 군집의 탠덤 반복은 몇몇 곰팡이 그룹의 ITS 복사본에서 관찰된 유의미한 세포 내 시퀀스 이질성의 문제를 야기한다.[20][21][22]Sanger 시퀀싱에서, 이것은 서로 다른 길이의 ITS 시퀀스 읽기를 유발하여 결과적으로 크로마토그래프를 읽을 수 없게 만들 수 있다.더욱이, 상당한 양의 인델을 초래할 수 있는 ITS 영역의 비코딩적 특성 때문에, 더 큰 규모의 혈전학적 분석을 위해 고도로 분산된 종으로부터 ITS 시퀀스를 일관되게 맞추는 것은 불가능하다.[9][14]초기 PCR 증폭 ITS 시퀀스의 분자 복제를 통해 세포 내 시퀀스 이질성의 정도를 보다 상세히 조사할 수 있으며, 이어서 클론의 시퀀스를 분석할 수 있다.초기 PCR 증폭의 이 절차, 그리고 증폭기의 복제와 최종적으로 복제된 PCR 제품의 염기서열은 환경 샘플의 DNA 메타코딩에 대한 ITS 시퀀스를 얻는 가장 일반적인 접근법이며, 이 접근방식은 다양한 균종이 동시에 존재할 수 있다.그러나 복제 후 시퀀싱의 이러한 접근방식은 DNA 바코드 지원 식별에 사용되는 참조 라이브러리를 구성하는 ITS 시퀀스에 대해서는 거의 수행되지 않았으며, 따라서 잠재적으로 많은 샘플에서 기존의 ITS 시퀀스 변동을 과소평가할 수 있다.[23]

곰팡이균군 내(종내) ITS 변동성의 가중 산술 평균은 2.51%이다.그러나 이러한 변동성은 예를 들어 Tube melanosporum(n=179)에서 0.19%를 초과하는 Serpula lacrymans(n=93 표본)에서 Rhizoctonia solani(n=608)에서 15.72%까지, 또는 심지어 Pisolisus tinctorius(n=113)에서 24.75%까지 다양할 수 있다.따라서 특정 내 ITS 변동성이 높은 경우, 3% 시퀀스 변동성(특정 내 변동에 대한 표준 상한 값)의 임계값을 적용하면 실제 표본에 존재하는 것보다 운영 분류 단위(OTU) 즉, 투입 종에 대한 추정치가 더 높아진다.[24]의학적으로 관련된 곰팡이 종의 경우 ITS 가변성이 2.5%라는 보다 엄격한 문턱값으로 모든 종의 약 75%만이 종 수준으로 정확하게 식별될 수 있다.[1]

반면에 형태학적으로 잘 정의되어 있지만 진화적으로 젊은 종 콤플렉스나 형제종은 ITS 시퀀스의 몇 가지 뉴클레오티드에서만 (전혀) 다를 수 있다.따라서 이러한 종 쌍이나 복합체를 식별하기 위해 ITS 바코드 데이터에 의존하는 것만으로 실제 다양성을 모호하게 할 수 있으며, 형태학적 및 생태학적 특징 조사 및/또는 추가 진단 유전자 표지의 비교를 수반하지 않는 경우 잘못된 식별을 초래할 수 있다.[18][23][25][26]일부 세자의 경우, ITS(또는 ITS2 부분)는 예를 들어 아스페르길루스, 클래도스포륨, 후사륨 및 페니실륨에서 나타난 것처럼 진균 DNA 바코드로 충분히 가변적이지 않다.[27][28][29][30]특정 간(종간 간) 변동성과 특정 내(종간) 변동성을 구분하는 ITS 변동성의 보편적으로 적용할 수 있는 임계값을 정의하려는 노력은 헛된 것으로 남아 있다.[24]

그럼에도 불구하고 ITS 영역과의 정확한 종 식별 확률은 디카리아에서 높으며, 특히 ITS1 부분이라도 종을 식별하기에 충분한 경우가 많은 바시디오미코타에서도 그러하다.[31]단, 그 차별력은 부분적으로 DNA 유도 RNA 중합효소 II 서브유닛 RPB1의 그것(아래 참조)으로 대체된다.[2]

일차 곰팡이 DNA 바코드로서의 ITS'의 단점 때문에, 두 번째 DNA 바코드 마커의 확립의 필요성이 표현되었다.[9]핵ITS뿐만 아니라 플라스티알 유전자가 DNA 바코드를 위해 종종 결합하여 사용되는 식물들의 상황과 [18][32][33]유사하게 추가적인 DNA 바코드로 기능할 수 있는 다른 유전자 표지를 확립하기 위한 여러 시도가 있었다.[34]

변환 연신율 1α(TEF1α) – 2차 곰팡이 바코드

변환연장인자 1α는 유카리오틱연장인자 1 복합체의 일부로서, 유전자 발현의 번역 과정에서 폴리펩타이드의 아미노산 체인의 연장을 용이하게 하는 것이 주된 기능이다.[35]

Styelow 외 연구진(2015)은 여러 가지 중에서도 곰팡이 DNA 바코딩을 위한 잠재적 유전자 표식으로서 TEF1α 유전자를 조사했다.변환연장계수 1α에 대한 TEF1α 유전자 부호는 일반적으로 느린 돌연변이율을 갖는 것으로 간주되며, 따라서 유기체 그룹의 계통유전 역사에서 더 깊은 깊숙한 곳에 있는 나이든 분열을 조사하는데 일반적으로 더 적합하다.그럼에도 불구하고 저자들은 TEF1α가 변이율이 더 높은 염기서열 영역을 특징으로 하기 때문에 곰팡이에서 DNA 바코드 마커를 추가할 가능성이 가장 높다고 결론짓는다.[18]이후, ISHAM 데이터베이스를 형성하기 위해 곰팡이 ITS DNA[1] 바코드를 위해 이전에 존재하던 ISHAM-ITS 데이터베이스와 품질 제어 참조 데이터베이스가 구축되고 병합되었다.[36]

TEF1α는 텍사스에서 온 칸타렐루스의 새로운 종을 식별하고 형태학적으로 유사한 종과 구별하는데 성공적으로 사용되었다.[37]그러나 오크로코니스(Ochroconis)와 베루코니스(Sympoventuriusia, Venturiales)의 제네랄에서는 마커가 모든 종을 구별할 수 있는 것은 아니다.[38]TEF1α는 칸타렐루스[39](Cantharellus)와 엔토모병 유발 보베리아의 경우와 같이 속 수준의 계통생성 분석에도 사용되었고,[40] 조기 발현하는 진균 라인의 계통생성에도 사용되었다.[41]

프라이머스

TEF1α primers used in the broad-scale screening of the performance of DNA barcode gene candidates of Stielow et al. (2015) were the forward primer EF1-983F with the sequence 5'-GCYCCYGGHCAYCGTGAYTTYAT-3', and the reverse primer EF1-1567R with the sequence 5'-ACHGTRCCRATACCACCRATCTT-3'.[40]또한 다수의 새 프라이머가 개발되었으며 프라이머 쌍은 굵은 글씨로 되어 있어 88%[18]의 높은 평균 증폭 성공률을 보였다.

Primers used for the investigation of Rhizophydiales and especially Batrachochytrium dendrobatidis, a pathogen of amphibia, are the forward primer tef1F with the nucleotide sequence 5'-TACAARTGYGGTGGTATYGACA-3', and the reverse primer tef1R with the sequence 5'-ACNGACTTGACYTCAGTRGT-3'.[42]These primers also successfully amplified the majority of Cantharellus species investigated by Buyck et al. (2014), with the exception of a few species for which more specific primers were developed: the forward primer tef-1Fcanth with the sequence 5'-AGCATGGGTDCTYGACAAG-3', and the reverse primer tef-1Rcanth with the sequence 5'-CCAATYTTRTAYACATCYTGAG-3'.[39]

LSU 리보솜 RNA의 D1/D2 영역

D1/D2 영역은 핵 대형 서브 유닛(28S) 리보솜 RNA의 일부로서, 따라서 내부 전사 스페이서(ITS)와 동일한 리보솜 탠덤 반복 유전자 클러스터에 위치한다.그러나 비코딩 ITS 시퀀스와는 달리 D1/D2 도메인에는 코딩 시퀀스가 포함되어 있다.약 600개의 염기쌍을 가진 그것은 ITS와 거의 동일한 뉴클레오티드 염기서열 길이인데,[43] 이것은 증폭과 염기서열을 다소 단순하게 만들며, 특히 효모에 대해 방대한 양의 D1/D2 염기서열 데이터를 축적하게 한 장점이다.[3][7][43]

기저핵산 효모의 분자 식별에 관해서는 D1/D2(또는 ITS)를 단독으로 사용할 수 있다.[43]그러나 Fall 등.(2000) 및 스콜세티 외(2002) D1/D2와 ITS 영역의 결합 분석을 권고하며,[3][43] 이 관행은 나중에 아스코와 기저부근균 효모의 새로운 세자를 설명하기 위해 필요한 표준 정보가 되었다.[14]초기에 갈라지는 진균선을 식별하려고 시도할 때, 서로 다른 유전자 표지의 식별 성능을 비교한 Schoch 외 연구진(2012년)은 리보솜 RNA의 큰 서브 유닛(소형 서브 유닛뿐만 아니라)이 ITS나 RPB1보다 더 잘 수행된다는 것을 보여주었다.[2]

프라이머스

For basidiomycetous yeasts, the forward primer F63 with the sequence 5'-GCATATCAATAAGCGGAGGAAAAG-3', and the reverse primer LR3 with the sequence 5'-GGTCCGTGTTTCAAGACGG-3' have been successfully used for PCR amplification of the D1/D23 domain.[3]칸디다와 같은 유사 효모의 D1/D2 영역은 전방 프라이머 NL-1(F63과 동일)과 역 프라이머 NL-4(LR3과 동일)[6]로 증폭될 수 있다.

RNA 중합효소 II 하위단위 RPB1

사카로마이오스의 진핵 RNA-폴리메라아제 II,[44] RPB1 서브 유닛은 빨간색으로 채색된다.기타 하위 유니트: RPB3 – 주황색, RPB11 – 노란색, RPB2 – 밀, RPB6 – 핑크, 나머지 7개 하위 유니트는 회색이다.

RNA 중합효소 II 소단위 RPB1은 RNA 중합효소 II 중 가장 큰 소단위다.사카로마이오스 세레비시아에는 RPO21 유전자에 의해 암호화된다.[45]RPB1의 PCR 증폭 성공은 아스코미코타의 70-80%에서 초기 균열 라인 분리 시 14%에 이르는 매우 의존적이다.[2]RPB1은 초기 분리 선 외에도 모든 균류 그룹에서 종 식별 비율이 높다.종족이 풍부한 페지조미코티나에서는 ITS를 능가하기도 한다.[2]

네 개의 유전자의 식별 성능을 비교한 연구에서 RPB1은 분석에서 두 개의 유전자를 결합할 때 가장 효과적인 유전자 중 하나였다: ITS 또는 큰 단위 리보솜 RNA와의 결합 분석은 가장 높은 식별 성공을 거두었다.[2]

다른 연구들 또한 RNA 중합효소 II의 두 번째로 큰 소단위인 RPB2를 캔타렐루스속[39] 종들 간의 계통유전 관계를 연구하거나 진균 왕국에서 초기 분만선 사이의 관계를 조명하는 계통유전학 연구에 사용했다.[41]

프라이머스

Primers successfully amplifying RPB1 especially in Ascomycota are the forward primer RPB1-Af with the sequence 5'-GARTGYCCDGGDCAYTTYGG-3', and the reverse primer RPB1-Ac-RPB1-Cr with the sequence 5'-CCNGCDATNTCRTTRTCCATRTA-3'.[2]

리보솜 RNA 유전자의 유전자간 스페이서(IGS)

IGS(Intergenic Spacer)는 이 탠덤 반복 내에 위치한 내부 변환 Spacer(ITS)와는 반대로 핵 게놈에서 리보솜 유전자 군집의 개별 탠덤 반복 사이의 비코딩 DNA 영역이다.

IGS는 크산토필로마이시스 덴드러허우스의[46] 변종 분화뿐만 아니라 정신생식종인 Mrakia(Cystofilobasidiales)의 종 구별에도 성공적으로 사용되어 왔다.[47]이러한 결과 때문에, IGS는 밀접하게 연관된 종의 추가 분화(D1/D2 및 ITS와 함께)와 바지디오메테 효모에서 한 종 내의 균주까지 유전자 표지로 추천되었다.[3]

기타유전자표지

시토크롬 c 산화효소 소단위 I(COI) 유전자는 페니실륨(Ascomycota) 종의 DNA 바코딩에서 ITS를 능가하며, 종별 바코드는 ITS의 경우 조사된 종의 66%에 비해 25%에 이른다.더욱이 β-Tubulin A(BenA) 유전자의 한 부분은 COI와 ITS에 비해 페니실륨 종을 구별하는데 있어 더 높은 분류학적 분해능을 보인다.[48]그러나 밀접한 관련이 있는 아스페르길루스 니제르 콤플렉스에서는 COI가 종차별을 하기에 충분히 가변적이지 않다.[49]후사륨에서 COI는 많은 경우에 파라로그를 표시하며, 동음이의 사본은 종을 구별하기에 충분히 가변적이지 않다.[50]

COI는 또한 인트론의 존재로 인해 푸치니알레스 주문의 기저부근균 녹을 식별하는데 서툴다.인트론의 장애를 극복한 경우에도 ITS와 LSU rRNA(28S)가 DNA 바코드 마커로 COI를 능가한다.[51]소분할 아가리코미코티나에서는 복수의 프라이머 조합에도 불구하고 COI의 경우 PCR 증폭 성공률이 저조했다.성공적으로 시퀀싱된 COI 샘플에는 후사륨에 대해 보고된 바와 같이 인트론 및 가능한 파라로그 카피도 포함되었다.[50][52]아가리쿠스 비스포르스는 최대 19개의 인트론을 함유하고 있는 것으로 밝혀져 이 종의 COI 유전자가 2만9902개로 가장 오래 기록되었다.[53]COI 염기서열 분석의 상당한 문제점 외에도 COI와 ITS는 일반적으로 기저귀근균 버섯을 구별하는데 있어서 동등하게 우수한 성과를 낸다.[52]

Topoisomerase I(TOP1)은 단백질 데이터를 기반으로 Lewis et al.(2011)에 의해 추가 DNA 바코드 후보물질로 조사되었으며, 개발된 범용 프라이머 쌍은[32] Steelow et al. (2015)에 의해 실제 샘플에 대해 후속적으로 시험되었다.The forward primer TOP1_501-F with the sequence 5'-TGTAAAACGACGGCCAGT-ACGAT-ACTGCCAAGGTTTTCCGTACHTACAACGC-3' (where the first section marks the universal M13 forward primer tail, the second part consisting of ACGAT a spacer, and the third part the actual primer) and reverse the primer TOP1_501-R with 5'-CAGGAAACAGCTATGA-CCCAGTCCTCGTCAACWGACTTRATRGCCA-3' (범용 M13 리버스 프라이머 꼬리를 표시하는 첫 번째 섹션, 실제 TOP1 리버스 프라이머 부분)는 약 800개의 베이스 쌍의 파편을 증폭시킨다.[18]

TOP1은 1차 ITS 바코드의 성능이 떨어지는 후사륨과 페니실륨 – 제네라의 종을 구별할 수 있는 아스코미세테스의 유망한 DNA 바코드 후보 마커로 밝혀졌다.그러나 푸치니오미코티나(ITS PCR 성공이 저조한 곳)를 제외한 조기 분만 곰팡이 라인과 기저부근균에서 TOP1 유니버설 프라이머와의 부실한 증폭 성공이 관찰된다.[18]

TOP1과 마찬가지로, PGK는 루이스 외(2011년)와 스티로 외(2015년)가 잠재적 추가 곰팡이 DNA 바코드로 조사한 유전자 표지자 중 하나였다.다수의 범용 프라이머가 개발되었는데, [32]PGK533 프라이머 쌍은 약 1,000개의 염기쌍 파편을 증폭시켜 바시디오미세트를 제외한 대부분의 균류에서 가장 성공적이었다.PGK는 TOP1과 마찬가지로 페니실리움, 후사륨과 같은 아스코미테 제네라의 종 분화에서 ITS보다 우수하며, PGK와 TOP1 모두 TEF1α와 같이 이들 제네라의 밀접하게 연관된 종을 구별하는데 있어서 TEF1α만큼의 성능을 발휘한다.[18]

적용들

식품안전

한 시민 과학 프로젝트는 상업적으로 판매되는 건조 버섯의 라벨 표시와 이러한 버섯의 DNA 바코드 결과 사이의 일치점을 조사했다.모든 샘플은 라벨이 올바르게 표시되어 있는 것으로 밝혀졌다.그러나 ITS 시퀀스 비교에 사용된 3개의 데이터베이스가 일부 샘플에서 서로 다른 식별 결과를 제공했기 때문에, 장애물은 식별 수준 측면에서 ITS 참조 데이터베이스의 신뢰성이 떨어진다는 것이었다.[54][55]

소비용 버섯의 정확한 라벨 표시는 건조 버섯, 균사체 가루, 식이 보조 캡슐의 DNA 바코딩에 ITS 영역을 사용한 라자 외 연구진(2016)이 조사하기도 했다.33개 샘플 중 30%만이 이항균 곰팡이 이름을 정확하게 라벨에 표시했다.또 다른 30%에서는 속명(속명)이 맞았지만, 종명(種名)은 일치하지 않았고, 제품 라벨에 표기된 이항명(異항명)의 속명조차 획득한 ITS 바코드의 결과와 일치하는 경우가 15%에 달했다.표본의 나머지 25%에 대해서는 ITS 시퀀스를 얻을 수 없었다.[56]

샹 외 연구진(2013년)은 ITS 시퀀스를 사용하여 상업적으로 가치가 높은 애벌레 균 Ophiocordyceps sinensis와 그 위조 버전(O. nutans,[57] O. Robertsiii, Cordyceps cicada, C. gunniais, Ligularia hodgsoniii)을 종 수준으로 신뢰할 수 있음을 보여주었다.

병원성 곰팡이

Vi Hoang 외 연구진(2019)의 연구는 1차(ITS) 바코드 마커와 2차(TEF1α) 바코드 마커를 모두 사용하여 병원성 곰팡이의 식별 정확도에 초점을 맞췄다.그들의 결과는 디우티나(칸디나의[58] 분리)와 피치아에서 종 식별은 ITS나 TEF1α 둘 중 하나와 둘의 조합으로 간단하다는 것을 보여준다.가장 흔한 5종의 병원성 칸디다종(C.알비칸스, C. 더블리넨시스, C.파라필로스) 중 3종이 포함된 로데로마이제스 조립체에서 ITS는 밀접하게 연관된 종의 칸디다 파라필로스 복합체의 일부인 칸디다정교화와 C.파라필로스균을 구분하지 못했다.[59]반면에, TEF1α는 모든 조사된 종인 Lodderomyces 쇄골의 식별을 허용했다.유사한 결과가 Scedosporium 종에 대해 얻어졌는데, 이는 침습성 질병에 의한 국소화 범위가 넓기 때문이라고 한다.ITS는 S. apiospermum과 S. boydii를 구별할 수 없는 반면, TEF1α를 사용하면 이 속성의 모든 조사 종을 정확하게 식별할 수 있었다.따라서 이 연구는 곰팡이 종 식별을 위해 두 개 이상의 DNA 바코드 마커를 적용하는 것의 유용성을 강조한다.[60]

문화재 보존

곰팡이 DNA 바코딩이 종이문서 보존의 주요 관심사인 폭싱 현상 조사에 성공적으로 적용됐다.Sequeira et al. (2019) sequenced ITS from foxing stains and found Chaetomium globosum, Ch. murorum, Ch. nigricolor, Chaetomium sp., Eurotium rubrum, Myxotrichum deflexum, Penicillium chrysogenum, P. citrinum, P. commune, Penicillium sp. and Stachybotrys chartarum to inhabit the investigated paper stains.[61]

또 다른 연구는 유네스코 세계문화유산인 코임브라대학의 일부인 코임브라 구 성당에서 생물발생제 역할을 하는 곰팡이를 조사했다.Illumina 차세대 염기서열 분석 기법뿐만 아니라 클래식 생거로 10개 검체의 ITS 바코드를 염기서열 분석하여 49종의 곰팡이를 확인했다.Aspergillus versicolor, Cladosporium cladosporioides, C. sphaerospermum, C. tenuissimum, Epicoccum nigrum, Parengyodontium album, Penicillium brevicompactum, P. crustosum, P. glabrum, Talaromyces amestolkiae and T. stollii were the most common species isolated from the samples.[62]

문화유산에 관한 또 다른 연구는 ITS 마커의 ITS2 하위 영역을 이용하여 폴라 레고가 그린 캔버스 그림의 곰팡이 다양성을 조사했다.총 13종의 균류 중 117종의 오투(OTU) 387종이 관찰되었다.[63]

참고 항목

참조

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