Ecological Characteristics of Actinomycetes from Mercury and Chrome Polluted Soil

수은, 6가크롬 오염토양으로부터 분리된 방선균군의 생태학적 특성

Ecological characteristics of microbial populations inhabiting heavy metal polluted soil were investigated. The samples were collected from 293 sites around an factory and industry at Gyeoungsangbuk-do. We measured the contents of seven heavy metal elements (Cd, Cu, As, Hg, Pb, $Cr^{6+}$, CN), seven sites have been seriously contaminated by mercury and chrome. A quantitative evaluation of microbial populations in mercury and chrome contaminated soil was examined by using plate count method. Bacterial numbers in polluted soil samples ranged from $7.4X10^5\;to\;9.3X10^7\;cfu\;g^{-1}$, about $10\sim100$ fold less than the count for the unpolluted soil. Moulds were not detected in chrome polluted soil. The log values of actinomycetes of each contaminated soil samples were log ranged from 6.18 to 7.52. The ratio of actinomycetes was similar to unpolluted soil. The investigation showed actinomycetes to be the major microbial population inhabiting the mercury and chrome polluted soil. Thirty-one isolates among the total isolates were examined for antibacterial activity. These isolates were identified based on a phylogenetic analysis using 16S rRNA gene nucleotide sequences, they were categorized in three major phylogenetic groups, belong to the Streptomyces (6 strains), Saccharopolyspora (3 strains), Nocardiodes (1 strain). On the phylogenetic tree, the clade consisting of five isolates were distantly related to all of the established Streptomycetes genera, indicating the possibility as members of new species.

경상북도내의 금속광산, 공장 및 공업지역의 토양의 오염도를 조사하고 중금속 오염토양 중에 분포하는 미생물 flora의 정량적 평가를 위하여 청정지역인 독도토양과 비교한 결과, 일반세균의 경우 $10\sim100$배 낮은 분포율을 나타내었으며, 6가크롬 오염토양 중 곰팡이는 거의 검출되지 많았다. 방선균은 수은 오염토양의 경우 $6.7X10^5\sim7.5X10^7\;cfu\;g^{-1}$, 6가크롬 오염토양 내 방선균 수는 $4.8X10^4\sim5.0X10^5\;cfu\;g^{-1}$이 측정되어 대조구 토양 내 방선균 분포와 비슷한 높은 분포율을 나타내었다. 수은 오염토양 시료를 $HgCl_2$ 50ppm과 100ppm을 각각 첨가한 배지에 접종하여 방선균수를 측정한 결과 대조구 토양에 비해 10배 이상의 높은 수를 확인하였다. 수은 및 6가크롬의 오염토양으로부터 분리된 방선균 150 균주에 대해 항균력을 검토한 결과 31균주가 양성반응을 나타내었다. 이들 방선균 중 강한 항균활성을 나타낼 10균주를 선발하여 계통학적 특성을 검토한 결과 Streptomyces 속, Saccharopolyspora 속, 그리고 Nocardioides 속에 속하는 3개의 계통군으로 분류되었다. 이들 분리균주중에는 기지 미생물종과 97% 이하의 낮은 상동성을 나타내는 신규미생물도 다수 포함되어 있었다. 이상의 결과로부터, 본 연구에서 조사된 수은 및 6가크롬 오염토양내 중금속 내성 및 항균활성을 갖는 방선균이 높게 분포해 있음이 확인되어, 난분해성 화합물을 포함한 다양한 구조의 유해 독성물질의 정균작용으로 인한 중금속 오염토양 내 환경의 복원이 효율적으로 이루어 질 수 있을 것으로 기대되었다.