Isolation and Characterization of Extracellular Polymeric Substances (EPS)-producing bacteria for restoration of burnt forest soils

산불토양복원을 위한 Extracellular Polymeric Substances (EPS) 생성세균의 분리, 동정 및 특성에 관한 연구

We have isolated two bacterial strains, FM-02 and AL-02, which produced EPS from forest soil for the restoration of forest fire by promoting soil aggregation. FM-02 was found to be Gram negative rod and belong to Beta Proteobacterium sp. through 16s-rDNA sequence analysis, and AL-02 was Gram positive rod and showed 81% of similarity to Zoogloea sp. through the analysis of 16s-rDNA sequence. FM-02 and AL-02 produced about 1.8g and 8.3g of EPS, respectively, per 1L of culture as dry weight. Flocculation activity (FA) was also measured in two strains. FM-02 showed 2.31 FA against active carbon, and AL-02 showed 6.21 FA against kaolin clay. From these results, we expect that AL-02 strain will be applied as a good biological material for the reduction of forest soil erosion by wild and rain after fire through promoting coagulation of soil particles.

본 연구에서는 입단화 촉진을 통한 훼손토양의 복원을 위하여 산불토양으로부터 EPS 생성균주 2종을 순수분리 하였다. EPS 생성세균인 FM-02 균주는 Gram 음성 간균으로 16s-rDNA 염기서열분석 결과, Beta Proteobacterium sp. 에 속하는 종으로 동정 되었고, AL-02 세균은 양성 간균으로 16s-rDNA 염기분석 결과 Zoogloea sp. 와 81%의 유사도를 나타내었다. 분리균주가 생산하는 EPS의 양은 건중량 측정시 FM-02 균주는 1L당 약 1.8g 의 생산율을 보였으며, AL-02의 경우 약 8.3g의 수율을 보였다. 분리균주의 토양입단에 미치는 영향을 알아보기 위해 응집활성을 측정하였으며, FM-02 세균은 active carbon에 대한 응집활성 (FA)이 2.31로 나타났고, AL-02 세균은 kaolin clay에 대한 응집활성 (FA)이 6.21로 나타났다. 이상의 결과로부터, FM-02균주는 active carbon에 대한 높은 응집활성을 고려할 때 화학응집제를 대신한 생분해성 응집활성제로의 응응 가능성을 확인하였으며, AL-02균주는 kaolin clay에 대한 고활성의 응집능과 고생산성의 EPS수율을 갖는 균주로써 훼손된 토양에서 토양입자들의 응집을 통한 입단을 촉진하여 강우에 의한 토사유출 피해를 줄이는데 도움이 될 것으로 기대된다.