담수식물 근계로부터 분리된 Pseudomonas cepacia KH410 균주에 대한 납, 구리, 카드뮴의 영향

Effects of Lead, Copper and Cadmium on Pseudomonas cepacia KH410 Isolated from Freshwater Plant Root

  • 김영희 (동의대학교 미생물학과)
  • 발행 : 2002.03.01

초록

담수식물 수초의 근계 에 부착하는 미생물의 자정력을 탐색하기 위하여 분리된 세균인 Pseudomonas cepacia KH410 을 대상으로 중금속인 납과 구리, 카드뮴이온에 대한 영향을 조사하였다. 이 균의 최적 배지로 Nutrient기본배지를 사용하였고 최대 균체 생산을 위하여 yeast extract, soytone을 각각 1%씩 첨가하였고, NaCl은 0.5%, 초기 pH는 7.0 그리고 배양은 $28^{\circ}C$에서 24 시간 진탕 배양하였다. 이러한 배양 조건하에서 얻어진 최대 균체는 2.72 g DCW/ι-medium이었다. 각각의 100 mg/ι중금속 첨가에 따른 균체 생산은 납은 1.98 g/ι, 구리는 1.58g/ι, 카드뮴은 0.2 g/ι로 세가지 중금속 첨가에 따른 균체 생산이 낮아졌으며 중금속별로 균체 생산량에 차이를 나타내었다. 균의 생육에 영향을 미치는 각각의 중금속 농도를 비교하여 본 결과 최저생육저지농도 (MIC)가 납은 1.3 mM, 구리는 0.8 mM, 카드윰은 0.4 mM로써 카드윰이 균체에 미치는 영향이 가장 높게 나타났다. 동일 농도인 100 mg/ι용액 내에서의 세가지 중금속에 대한 균체의 변화는 균체끼리의 응집 현상이 광학현미경하에서 1 일에서 4 일 사이에 관찰되었고 전자현미경하에서는 각각의 중금속을 10분 노출시킨 후부터 세포벽 쪽으로 이온들이 이동되는 것이 관찰되었고 2 시간 후에는 세포외피, 원형질분리 및 세포내부로 침적된 양상이 각각 다르게 나타났으며 균체의 손상은 카드뮴이 가장 높았고 그 정도는 카드뮴>구리>납의 순이었다.

키워드

cadmium;copper;heavy metal;lead;Pseudomons cepacia KH410

참고문헌

  1. 한국환경과학회지 v.7 울산지역에서 자생하는 갈대, 부들, 갈풀을 이용한 reed-bed의 생활하수 정화능력연구 심우섭;한인섭
  2. Can. J. Microbiol. v.30 Metal binding by the peptidoglycan sacculus of Escherichia coli K-12 Hoyle, B.;T.J. Beveridge https://doi.org/10.1139/m84-031
  3. Appl. Environ. Microbiol. v.55 Bacterial sorption of heavy metals Mullen, M.D.;D.C. Wolf;F.G. Ferris;T.J. Beveridge;C.A. Flemming;G.W. Bailey
  4. Appl. Microbiol. Biotechnol. v.51 Microbial heavy-metal resistance Nies, S.H. https://doi.org/10.1007/s002530051457
  5. Appl. Environ. Microbiol. v.47 Uptake of metal ions by Rhizopus arrhizus biomass Tobin, J.M.;D.G. Cooper;R.J. Neufeld
  6. Biotechnol. Prog. v.11 Biosorption of heavy metals Volesky, B.;Z.R. Holan https://doi.org/10.1021/bp00033a001
  7. Proc. Biochem. v.31 Fully competitive biosorption of chromium (Ⅵ) and iron (Ⅲ) ions from binary metal mixtures by R. arrhizus: Use of the competitive Langmuir model Sag, Y.;T. Kutsal https://doi.org/10.1016/S0032-9592(96)00003-9
  8. J. Gen. Microbiol. v.130 Cadmium accumulation by a Citrobacter sp. Lynne, E.M.;A.C.R. Dean
  9. Kor. J. Appl. Microbiol. Bioeng. v.9 Cultural conditions of heavy metal-ion tolerant microorganisms and accumulation of heavy metal-ion into the cells Yu, T.S.;H.I. Song
  10. Microbiol. v.39 Microbial metal transformations Gadd, G.
  11. 한국미생물학회지 v.33 수계 생태계에서의 세균군집구조의 분자생물학적 분석 이동훈;김상종
  12. Can. J. Gen. Microbiol. v.22 Cation exchange in cell walls of gram-positive bacteria Marquis, R.E.;K. Mayzel;E.L. Carstensen https://doi.org/10.1139/m76-142
  13. Biochem. Soc.Trans. v.26 Heavy metal resistance genes and proteins in bacteria and their application Brown, N.L.;J.R. Lloyd;K. Jakeman;J.L. Hobman;I. Bontidean;B. Mattiassont;E. Croregt https://doi.org/10.1042/bst026s218
  14. Can. J. Earth Sci. v.22 Metal fixation by bacterial cell walls Beveridge, T.J.;W.S. Fyfe https://doi.org/10.1139/e85-204
  15. Proc. Natl. Acad. Sci. v.37 Some preliminary observations on the nitrogen-utilizing microorganisms on the roots of water hyacinth Dunigan, E.P.
  16. Appl. Environ. Microbiol. v.46 Binding of metallic ions to the outer membrane of Escherichia coli. Hoyle, B.;T.J. Beveridge
  17. Kor. J. Appl. Microbiol. Biotechnol. v.20 Serratia marcescens strain P 성장에 미치는 중금속 내성 유관희;이호용
  18. Appl. Environ. Microbiol. v.60 Uptake of zinc in Pseudomonas sp. strain UDG26 Mago, R.;S. Srivastava
  19. J. Environ. Qual. v.14 Nutrient removal potential of selected aquatic macrophytes Reddy, K.R.;D.E. Busk https://doi.org/10.2134/jeq1985.00472425001400040001x
  20. 한국환경과학회지 v.9 납 이온의 생물흡착에 따른 미생물들의 변화 김동석;서정호;송승구
  21. J. Korean Environ. Sci. Soc. v.7 Removal of lead by Arthrobacter sp. Ahn, K.H.;K.H. Suh
  22. Can. J. Analytical Sci. Spect. v.42 Biotransformation of cadmium species by microorganism Panichev, N.A.;A.O. Diakov;K.V. Kvitko
  23. 생명과학회지 v.9 담수식물 뿌리로부터 세균의 분리 김영희
  24. 한국환경과학회지 v.4 Saccharomyces uvarum에 의한 중금속 생체 흡착에 관한 연구 안갑환;서근학
  25. Bioresource Technol. v.65 Effects of heavy metals on Pseudomonas aeruginosa and Bacillus thuringiensis Hassen, A.;N. Saidi;M. Cherif;A. Boudabous https://doi.org/10.1016/S0960-8524(98)00011-X
  26. Bioresource Technol. v.61 Heavy metal biosorption sites in Aspergillus niger Kapoor, A;T. Viraraghavan https://doi.org/10.1016/S0960-8524(97)00055-2
  27. Appl. Environ. Microbiol. v.65 Enhanced bioaccumulation of heavy metal ions by bacterial cells due to surface display of short metal binding peptides Kotrba, P.;L. Doleckova;V.D. Lorenzo;T. Ruml