Abstract
To investigate the effects of elevated $CO_2$ on the denitrifying bacterial community structure in a wetland soil, dynamics of bacterial community structure was explored in an artificial wetland ecosystem with one of three plant species (T. latifolia, S. lacustris, and 1. effusus) under two levels of $CO_2$(370 ppm or 740 ppm) after 110day incubation. For the analysis of bacterial community structure, functional genes such as nitrite reductase genes (nirS) were PCR-amplified followed by cloning of PCR products and screening by restriction fragment length polymorphism (RFLP). nirS gene fragments were amplified in all analyzed soil samples. Species richness estimated by the number of distinct phylotypes were 83 and 95 in the ambient $CO_2$ treatment and the elevated treatment, respectively. Two phylotypes (type 1 and type 2) were dominant in both of the treatments. Elevated $CO_2$ treatment increased species richness of denitrifying as well as changed a large proportion of denitrifier phylotypes compared to those of the ambient treatment. Overall, the data in this study suggested that the denitrifying communities in the wetland soil are diverse and that the richness of denitrifying bacterial community might be affected by elevated $CO_2$ treatment.
이산화탄소 농도의 증가가 습지토양의 탈질세균 군집구조에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 자연농도 (370 ppm)와 고농도 (740 ppm)의 이산화탄소조건의 습지생태계를 조성하여 110일 이상 배양한 후 토양 내 미생물 군집구조의 변화양상을 관찰하였다. 미생물 군집군조 분석은 탈질과정에 관여하는 효소중하나인 nitrite reductase의 유전자인 nirS 유전자를 대상으로 polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) 분석기법을 이용하여 수행하였다. PCR 결과 모든 토양시료에서 nirS 유전자가 검출되었고, RFLP분석을 통해 자연농도의 이산화탄소조건에서 83개, 고농도 조건에서 95개의 phylotype을 획득하여 조성된 습지토양에서 탈질과정이 광범위하게 일어날 수 있음을 확인할 수 있었다. 두 경우 모두 두 종류 (type 1과 type 2)의 phylotype의 우점하고 있었고, 고농도 조건의 탈질세균 군집의 풍부도가 저농도 조건에 비해 더 높고, phylotype의 종류가 현저하게 변화되는 경향을 확인하였다. 본 연구결과는 습지토양의 탈질세균 군집이 매우 다양한 종류로 이루어져 있고, 이산화탄소의 증가에도 큰 영향을 받지 않는 상당히 안정적인 우점 개체군이 존재하고 있는 반면, 전체 phylotype의 약 60％는 이산화탄소 증가에 따라 민감하게 변화함을 보여주었다.
