Nitrate Uptake by Soil Microorganism, Bacillus sp. GS2

토양미생물 Bacillus sp. GS2에 의한 질산이온 흡수

Over-application of nitrogen fertilizer keeps increasing the salinity in the soils of greenhouse in domestic agriculture. In order to remove the excess amounts of soil nitrate, soil microorganisms which have high capacity of nitrate uptake were isolated from the upland soils and their nitrate uptake activities were measured. Strain GS2 was able to remove 50 mM nitrate within 12 h. After sequence comparison analysis of 16S rRNA gene, the strain was identified and named as Bacillus sp. GS2. When the growth and nitrate uptake activities were measured, maximal values were obtained at $30-40^{\circ}C$ and $37^{\circ}C$, respectively; however, both were optimal at pH 6-8. In the media containing 50 mM nitrate, Bacillus sp. GS2 removed 43 mM nitrate which is corresponding to 86% removal. Similar amounts of nitrate removal were observed at the nitrate concentrations up to 300 mM, showing a saturation in nitrate uptake at concentrations above 50 mM. These results imply that Bacillus sp. GS2 can be a good candidate for the microbial remediation of accumulated environmental nitrate because of its excellent growth and nitrate uptake activity.

국내 시설농업에서 질소비료의 과다사용은 토양에 염류집적을 유발하고 있다. 토양중 축적된 질산이온을 제거하기 위하여 질산이온 흡수능이 뛰어난 토양미생물을 밭토양으로부터 분리하고, 질산이온 흡수 특성을 조사하였다. 분리한 GS2 50 mM 농도의 질산이온을 12시간 이내에 제거하였다. 이 균주는 16S rRNA 유전자의 염기서열을 분석하여 Bacillus sp. GS2로 분리동정하였다. 이 균주의 성장과 질산이온 흡수의 성을 조사하였을 때, 각각 $30-40^{\circ}C$와 $37^{\circ}C$에서 최대치를 보였으며, 두 가지 모두 pH 6-8 범위가 최적의 조건임을 확인하였다. Bacillus sp. GS2 균주는 50 mM 질산이온을 포함하는 배지에서 배양하였을 때, 43 mM의 농도를 감소시켜 약 86%의 질산이온 흡수를 보였으며, 300 mM 까지의 농도범위에서 유사한 질산이온 제거 능력을 보여, 질산이온 흡수활성이 50 mM 이상에서 포화됨을 확인하였다. 이러한 결과는 Bacillus sp. GS2 균주의 우수한 균주성장과 질산이온 흡수능을 보여주는 것으로, 이 균주는 환경중 질산이온 제거에 유용한 균주로 이용될 수 있을 것이다.