Airborne Fungi in Wooden Cultural Heritages in Korea: Diversity and their Discoloration Characteristics
- 주제(키워드) Airborne fungi , Wooden cultural heritage , Discoloration
- 발행기관 고려대학교 대학원
- 지도교수 김규혁
- 발행년도 2015
- 학위수여년월 2015. 2
- 학위구분 석사
- 학과 일반대학원 환경생태공학과
- 세부전공 생물재료공학 전공
- 원문페이지 74 p
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/korea/000000057827
- 본문언어 영어
- 제출원본 000045828304
초록/요약
Korea has a plenty of wooden cultural heritages (WCHs) which should be preserved among the many cultural properties. However, WCHs have gone through biodeterioration by various fungal attacks for centuries past and biodeterioration is causing one of the significant problems for preservation of WCHs. To prevent these damages, the fungal diversity of the WCHs and its influences should be investigated. This research was conducted to investigate the diversity of airborne fungi from three WCHs and seasons and to assess the effect of fungal discoloration on wood in the different temperature and humidity conditions. In Korea, some WCHs are open to public, but the others are close for preservation. This study selected three different sampling sites, Young Hwa Dang (YHD; open) and Ju Ham Nu (JHN; close) in Changdeokgung Palace Complex located in Seoul and Unbong hyanggyo (UH; close) in Namwon. The airborne fungi were isolated twice in the spring (March) and summer (August) seasons using gravity settling culture plate method and identified by using the morphological methods and molecular techniques. As a result, it is interesting to note that there were differences in fungal diversity depending on geographical location, climatic conditions and open or closed environment. First, in the open and closed states, in spring, a total of 671 fungal isolates including 20 genera, 25 species were collected in YHD and 125 isolates including 19 genera, 25 species were isolated in JHN. In summer, 175 isolates including 11 genera, 12 species and 66 isolates including 12 genera, 13 species were collected in YHD and JHN, respectively. The fungal isolates in open were more than closed WCHs, but the diversity of fungi was almost same. While, to compare the geographical difference, in UH, 180 isolates including 13 genera, 15 species were recovered in spring season and 58 isolates including 14 genera 17 species were isolated in summer. There was no significant difference in the fungal isolates, but the fungal diversity was different from the environmental factors. Finally, from the seasonal variation, fungal diversity in spring was richer than in summer, because dusty and windy weather in spring was suitable to release and flow the fungal spores. In summer, there were a significant number of basidiomycetes as they might prefer high temperature and humidity conditions for their spore germination. Wood discoloration test by ascomycetes was performed using Japanese red pine. Among all fungi, five ascomycetes, Aureobasidium pullulans, Coniochaeta velutina, Cladosporium cladosporioides, Discosia artocreas and Graphiopsis chlorocephala showed a high intensity level, so they are selected as targets to prevent. Additionally, their discoloration ability was assessed in different temperature (20, 25, and 30℃) and humidity conditions (75, 80, 85, 90, and 95%). The discoloration ability was activated at a high level of humidity such as 95% and 100% compared to below 90%. However, it is important to note that C. cladosporioides and A. pullulans can grow in the 75% of humidity condition. As a result, humidity plays an important role in discoloration of WCHs and the guides for prevention of WCHs are needed in summer which is high humidity condition. In this study, discoloration characteristics of fungi from WHCs are depending on environmental factors in terms of relative humidity and temperature. The present results can give professional information to protect Korean WCHs.
more초록/요약
한국은 다양한 문화재 중에서도 보존 가치가 높은 목조 건축물을 많이 보유하고 있다. 하지만 목조 문화재는 장기간 외부에 노출되어 있기 때문에 주변 환경 요인에 따라 다양한 열화가 발생하게 된다. 그 중에서도 균류에 의한 생물학적 열화는 목조문화재가 피해갈 수 없는 주요 문제점으로 목조 건축 문화재의 보존에 문제가 되는 주요 원인 중에 하나이다. 이러한 목조 문화재의 생물학적 피해를 방지하기 위해서는 목조 건축 문화재에 서식하고 있는 균주들의 다양성 정보를 확보하고 이들의 가해 특징을 이해해야 한다. 따라서 본 연구에서는 목조 건축 문화재 실내 공기 중 진균류의 다양성에 대해 조사하였으며, 이들이 서로 다른 온도 및 습도 조건에서 목재에 어떠한 영향을 미치는지 목재 변색 실험을 통해 평가하였다. 국내에서 목조문화재의 일부는 개방 환경에서 관리되고 있으며, 이들을 제외한 나머지는 외부의 출입을 불허한 상태로 비개방 환경조건에서 보존하고 있다. 이에 따른 실내 공기 중 진균류의 다양성을 살펴보기 위하여 서울 창덕궁내 위치한 영화당(개방)과 주합루(비개방), 전라북도 남원의 운봉향교(비개방)를 대상지로 선정하였다. 각각의 조사 대상지에서 부유하고 있는 진균류는 배지 노출법을 이용하여 봄(5월)과 여름(8월)에 걸쳐 두 차례 수집하였다. 수집된 균주는 순수 분리하여 형태학적 특성 및 분자생물학적 특성을 비교?분석하여 동정하였다. 그 결과, 조사 대상지 3곳에서 분리된 미생물은 개방 환경 여부, 지역, 계절에 따라 상이하게 나타났다. 먼저 개방과 비개방 환경에서의 진균류 다양성을 살펴보면 봄에 창덕궁 영화당에서 총 20속 24종 671점과 주합루에서 총 20속 25종 122점이 분리되었으며, 여름에는 영화당에서 총 11속 12종 175점과 주합루에서 12속 13종 66점 분리되어 개방 환경에서 비개방 환경보다 공기 중에 더 많은 농도의 부유균이 존재하는 점을 확인할 수 있다. 특히 비개방 환경일지라도 진균류의 다양성은 외부 공기 흐름과 밀접한 관계가 있기 때문에 개방 환경에서 발견되는 진균류의 다양성과 크게 차이가 없고, 개체수에서만 현저한 차이를 보이는 것으로 나타났다. 지역적인 차이에 따른 비교를 위해 주합루와 운봉향교를 비교하면 봄에 운봉향교에서 총 13속 15종 168점, 여름에 14속 17종 57점의 미생물이 분리되어 개체수에서는 비슷한 양상을 보이지만, 지리적 조건 차이에서 기인되는 기후조건이 상이하기 때문에 이에 따라 발생하는 진균류의 다양성이 확연한 차이를 보여주었다. 마지막으로, 계절에 따른 진균류의 다양성에서는 모든 조사 대상지에서 봄에 분리된 균의 다양성이 높게 나타났으며, 이는 강한 바람과 황사에 의해 높게 나타난 것으로 보인다. 반면에 여름에는 상대적으로 다양성이 낮아졌지만, 장마철 강우와 그에 따른 높은 습도가 유지되어 담자균 포자의 발아가 활발해져 분리된 담자균의 개체수가 증가했다. 다음으로 목조 건축 문화재로부터 분리한 균주의 목재 변색 능력을 살펴보기 위하여 소나무에 대한 변색 실험을 실시하였으며, 분리된 전체 자낭균류 중에서 19종만이 목재를 변색시켰다. 그 중에서도 5종의 자낭균, Aureobasidium pullulans, Coniochaeta velutina, Cladosporium cladosporioides, Discosia artocreas and Graphiopsis chlorocephala는 변색 정도가 가장 높게 나타나 목조 건축 문화재의 변색 방제 대상으로 선정되었다. 특히 이와 같은 변색균들은 온·습도에 따라 활성이 상이하기 때문에 이에 따라 목재 변색 정도에 영향을 끼친다. 이를 평가하기 위해 3개의 온도 조건 (20, 25, 30℃)과 5개의 습도 조건(75, 80, 85, 90, 95, 100%)을 선택하여 소나무의 변색실험을 수행하였다. 대상 균주의 변색 능력은 90% 이하의 습도 조건과 비교했을 때, 95%와 100%에서 높게 나타났다. 하지만 C. cladosporioides와 A. pullulans의 경우, 75%와 같은 낮은 습도 조건에서도 초기 생장 단계를 보임에 따라 습도가 높아지는 여름에 목재의 심각한 변색이 우려되기 때문에 이를 방지할 수 있는 방안이 제시되어야 할 것으로 사료된다. 한편, C. velutina를 제외한 다른 균들은 모든 온도 조건에서 각각 비슷한 양상을 보였기에 온도에 따른 변색 차이는 없었다. 따라서 본 실험에서는 목조 건축 문화재로부터 분리한 균주의 변색 능력은 환경적 요인 중에서도 습도에 영향을 많이 받는 것으로 판단되며 위의 정보는 목재 문화재를 보존하기 위한 실질적인 대책을 마련하는데 기여할 것으로 사료된다.
more목차
TABLE OF CONTENTS
Page
ABSTRACT i
국문요약문 ⅳ
TABLE OF CONTENTS ⅶ
LIST OF FIGURES ⅸ
LIST OF TABLES ⅹ
1. General Introduction 1
1.1. Introduction 1
1.2. Fungal biodeterioration in wooden cultural heritages 4
1.3. The interaction between climatic conditions and biodeterioration 7
1.4. Objectives of study 9
2. Materials and Methods 10
2.1. Selection of wooden cultural heritages 10
2.2. Fungal isolation and identification 14
2.3. Wood discoloration test 16
2.4. Influence of humidity and temperature on fungal discoloration 18
3. Results and Discussion 20
3.1. Fungal diversity in wooden cultural heritages 20
3.2. Wood discoloration characteristics 29
3.3. Effect of humidity and temperature on fungal discoloration 33
4. Conclusions 41
5. Literature Cited 43
Appendix 50
