• 농약과학회지
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• 제20권4호
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• pp.349-354
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• 2016

트리아졸계 살균제는 세계적으로 사용량이 가장 많은 살균제 중 하나로 토양 반감기가 상대적으로 길다. 본 연구에서는 전국 과수원 토양으로부터 트리아졸계 살균제 테부코나졸, 플루퀸코나졸, 디페노코나졸을 분해할 수 있는 세균의 순수 분리를 시도하였다. 농화배양 과정에서 세 종의 살균제 중 디페노코나졸만이 100% 분해되었으며 이 배양액에서 디페노코나졸을 분해하는 세균 균주들을 순수분리하였다. rep-PCR 밴드 패턴 비교를 통해 이 균주들은 모두 동일 균주임을 확인하였으며 이 중 C8-2 균주만을 이후 연구에 사용하였다. 이 균주는 16S rRNA 유전자 염기서열에 기반하여 Sphingomonas 속 C8-2 균주로 동정되었으며 최소배지에서 100 mg/L의 디페노코나졸을 24시간 내에 분자량 296의 물질로 전환하였다. 이 분해산물은 토양 세균 및 곰팡이에 대한 저해 효과가 디페노코나졸에 비해 현저히 감소하여 향후 토양 및 농작물의 디페노코나졸 무독화에 C8-2 균주를 사용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 생명과학회지
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• 제21권3호
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• pp.444-450
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• 2011

퍼클로레이트($ClO_4^-$)는 지표수 및 토양/지하수에서 검출되는 오염물이다. 독립영양방식의 퍼클로레이트-환원세균(PRB)은 기체 수소(H2)를 전자공여체로 사용하여 $ClO_4^-$를 제거한다. 철이 부식되면 $H_2$를 생성할 수 있음에 착안하여 본 연구에서는 하수처리장에서 쉽게 구할 수 있는 활성슬러지를 식종하여 영가철(ZVI)을 이용한 독립 영양방식의 $ClO_4^-$ 제거 가능성을 조사하였다. 회분반응실험을 통해 활성슬러지미생물이 ZVI가 존재할 때 $ClO_4^-$를 분해할 수 있음을 알 수 있었으며, 또한 이러한 $ClO_4^-$의 생분해는 $ClO_4^-$가 분해됨에 따라 생성되는 $Cl^-$의 몰 농도를 통해 확인 할 수 있었다. 독립영양방식의 $ClO_4^-$ 제거공정에 사용된 철 입자의 표면에 간균형태의 미생물들이 존재한다는 것을 주사전자현미경을 통해 관찰하였다. 그래서 철 입자가 생물막을 형성하기 위한 담체로서도 작용할 수 있다는 것을 알 수 있었다. ZVI가 첨가된 $ClO_4^-$ 분해성 농화배양으로부터 채취한 생물막의 미생물군집조성은 접종균으로 사용된 활성슬러지의 그것과는 다름이 DGGE 분석 결과 나타났다. DGGE band 중에서 생물막의 주요밴드는 Clostridia 강과 가장 관련이 있는 것으로 나타났다.

• 미생물학회지
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• 제45권4호
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• pp.354-361
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• 2009

본 연구의 목표는 생물담체(biocarrier)에 의한 생물접종기술(bioaugmentation)을 개발하여 원유로 오염된 해양저질의 정화에 활용하고자 하는 것이다. 몇 군데의 원유로 오염된 해안으로부터 수 가지의 분해미생물군집을 농화배양하여 평가한 결과 기능적으로 상이한 2가지의 미생물군집을 분리하였다. 이들 미생물군집을 혼합 배양한 경우 Alcanivorax sp.가 우점종을 이루는 것으로 나타났으며, 이 군집과 대나무활성탄 등을 이용하여 미생물제제(MA-2)를 제조하여 사질의 원유오염 해안토양에 처리할 경우 5주 후 산소발생제의 존재하에 90% 이상의 TPH 분해력을 나타내었다. 또한 점질의 토양도 미생물제제(MA-1)를 처리할 경우 5주 후 71% 정도의 분해율을 나타냈다. 이는 분리된 토착미생물군집을 활용하여 오염토양의 처리에 효과적으로 활용할 수 있음을 의미한다. 한편 계면활성제의 고농도의 처리는 분해미생물의 작용을 억제하므로 적절한 농도의 확인이 필요하며 점토질의 토양의 정화를 위해서는 적절한 통기를 시키는 방법(산소발생제 투여, 기계적 aeration 등)의 활용이 요구된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권3호
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• pp.49-55
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• 2004

염화에틸렌 화합물에 오염된 토양으로부터 고농도 (150mg/L)의 PCE를 cis-DCE까지 탈염소화하는 혼합미생물 농화 배양계 LYF-1을 구축하였다. LYF-1은 효모추출물, 펩톤, 포름산, 아세트산, 락트산, 피루브산, 시트르산, 석신산, 글루코오스, 수크로오스, 에탄올 등을 전자공여체로 이용하여 PCE를 탈염소화할 수 있었다. 한편, PCE를 대신할 수 있는 전자 수용체에 의한 PCE 탈염소화에 미치는 영향을 살펴본 결과, NO$_3$$^{-}$와 NO$_2$$^{-}$는 PCE의 탈염소화반응을 완전히 저해하였으나, S$_2$O$_3$$^{-2}$ , SO$_3$$^{-2}$ 및 SO$_4$$^{-2}$ 는 PCE의 탈염소화반응에 그다지 큰 영향을 미치지 않았다. LYF-1 혼합미생물을 혐기성 고정생물막 반응기내의 세라믹 메디아에 부착하고, PCE의 유입부하율 변화에 따른 처리 효율을 조사한 결과, PCE의 부하율 0.13-0.78 $\mu$moles/L/hr의 범위 내에서 99% 이상의 PCE 탈염소화 효율을 보였으며, PCE 탈염소화 반응의 최종산물은 cis-DCE이었다.

• KSBB Journal
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• 제18권3호
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• pp.174-179
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• 2003

폐광지역으로부터 quinoline (2,3-benzopyridine)을 유일한 탄소원, 질소원, 그리고 에너지원으로 이용하는 세균 NFQ-1을 농화 배양기법을 통하여 분리하였다. 분리된 세균은 그람음성의 간균으로서 BIOLOG 시험을 통하여 Pseudomonas nitroreducens로 동정되었으며, 본 연구에서는 Pseudomonas sp. NFQ-1으로 명명하였다. Quinoline의 분해는 호기적 조건하의 B-배지에서 Pseudomonas sp. NFQ-1를 이용하여 실시되었다. 균주 NFQ-1 세균은 2.5 mM quinoline을 9시간 이내 완전히 분해하였다. 배양기간 동안 quinoline 분해의 중간대사산물인 2-hydroxyquinoline이 일시적으로 생성되었다가 배양기간 후반부에 사라졌다. 배양의 초기 pH 8.0은 6.8로 감소하다가 배양이 진행됨에 따라 7.0이 되었다. 대상 기질로서 quinoline의 농도가 증가함에 따라 생장곡선에서 유도기가 길어졌으며, 고농도의 quinoline (＞15 mM)은 주어진 조건에서 균주의 생장과 quinoline의 분해를 억제하였다. 부가 질소원으로 7.6 mM $(\textrm{NH}_{4})_{2}\textrm{SO}_{4}$의 첨가조건하에서 Pseudomonas sp. NFQ-1은 2-hydroxyquinoline, p-coumaric acid, benzoic acid, p-cresol, p-hydroxybenzoate, protocatechuic acid, catechol 등의 다양한 화합물을 이용할 수 있었으나 일부 화합물들 (예, 6-hydroxyquinoline, 8-hydroxyquinoline, coumarin, indoline, pyridine, lepidine, quinaldine, 4-bydroxycournarin, benzene, salicylic acid, phenol, phthalate)은 탄소원으로 이용되지 못하였다. euinoline의 분해경로를 규명하기 위하여 catechol dioxygenases의 specific activity를 결정하였다. 그 값은 catechol 1,2-dioxygenase에서 약 184.7 U/mg, 그리고 catechol 1,2-dioxygenase에서 약 33.19 U/mg이었다. 그 결과 균주 NFQ-1은 quinoline를 분해하기 위하여 주로 ortho-분해경로를, 그리고 부분적으로 meta-분해경로를 이용하는 것을 보여주었다.

• 미생물학회지
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• 제42권1호
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• pp.26-33
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• 2006

생물학적 질소 제거(Biological nitrogen removal; BNR) 시스템의 효율적인 처리 공정을 이재하기 위하여 질산화 반응조 내 세균 군집 구조를 16S rRNA 유전자의 PCR 및 terminal restriction fragment length polymorphism (T-RELP)방법을 이용하여 분석하였다. 본 연구에서 사용한 BNR 시스템은 국내에서 비교적 많이 적용되고 있는 부상여재를 이용한 고도처리 시스템, Nutrient Removal Laboratory 시스템, 반추기법을 이용한 영양염류 처리 Sequencing Batch Reactor (SBR)시스템이었고, 실험 결과 모든 시료에서 암모니아 산화 세균과 $\beta-proteobacteria$에 해당되는 말단 단편을 확인할 수 있었다. 암모니아 산화세균 군집에서 유래된 말단 단편의 염기서열을 분석한 결과 SBR공정에서는 Nitrosomonas와 Nitrosolobus에 속하는 군집 이 우점종임을 확인할 수 있었다. 그러나 다른 두 공정들에서는 $\beta-proteobacteria$에 속하는 미배양 균주와 Cardococcus australiensis와 염기서열 유사도가 높은 군집이 우점하였다. 또한, 암모니아산화 세균군집을 분석한 결과, SBR 공정이 암모니아 산화세균의 농화 배양에 가장 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 결과는 각 BNR 시스템에 동일한 폐수가 유입되었음에도 불구하고 서로 다른 세균 군집 구조를 형성하고 있음을 의미한다.

• 미생물학회지
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• 제40권4호
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• pp.313-319
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• 2004

울산석유화학공단과 인접한 지역(선암)및 농촌지역(대암)의 산림토양에서 내산성 종속영양세균 및 나프탈렌분해세균의 분포와 특성을 조사하였다. 토양 pH의 평균은 선암과 대암에서 각각 3.8과 4.6으로 측정되었다. 종속영양세균과 나프탈렌분해세균을 최확수치(MPN)법으로 계수하였으며, 선암의 경우 pH 7.0과 pH 4.0에서 생장하는 종속영양세균 수의 중앙간은 각각 $5.3{\times}10^7\;3.3{\times}10^7$ MPN/dried Soil g이었고, 나프탈렌분해세균 수의 중앙간은 pH 7.0과 4.0에서 각각 $5.6{\times}10^4$ 와 $4.0{\times}10^5$ MPN/dried soil g이었다. 대암에서 측정한 종속영양세균수의 중앙간은 두 pH 모두 선암에서보다 많았으나 나프탈렌분해세균의 농도는 선암이 대암보다 높았다. MPN시험관과 농화배양으로부터 17개의 나프탈렌분해세균을 분리하였으며, 이들은 Sphingomonas paucimobilis, Brevundimonas vesicularis, Burkholderia cepacia, Ralstonia pickettii, Pseudomonas fluorescens, Chryseomonas luteola 등으로 동정되었다. 분리한 17개 균주 중 6개는, 최소배지에서의 나프탈렌분해 활성이 PH 7.0에 비해 PH 4.0에서 더 높았으나 영양배지에 접종하였을 때의 생장정도는 pH 4.0이 pH 7.0보다 더 크지 않았다. 배지의 pH가 분리한 세균의 세포막 지방산 조성을 변화시켜 나프탈렌분해 활성에 영향을 주는 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제29권11호
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• pp.1294-1303
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• 2019

퍼클로레이트는 물에 용해도가 높고 안정되어 잔류하는 음이온성 오염물이다. 이 오염물은 토양/지하수는 물론 지표수, 먹는물, 식품, 어류, 농작물에도 검출이 되었다. 퍼클로레이트는 갑상선에 요오드가 흡수되는 것을 방해함으로써 대사조절에 중요한 갑상선 호르몬 생산을 감소시키는 것으로 알려졌다. 오염된 환경으로부터 퍼클로레이트를 제거하기 위한 다양한 기술이 개발되었으나 미생물에 의한 생분해가 가장 환경 친화적이고 경제적인 것으로 알려졌다. 그러나 염수와 같은 염이 있는 환경에서의 퍼클로레이트 생분해에 대한 정보는 비교적 제한적이다. 본 논문에서는 미생물을 이용한 염수의 퍼클로레이트 제거와 이와 관련된 미생물에 대해 기술하였다. 대부분 염수의 퍼클로레이트 생분해 연구는 acetate와 같은 유기물을 전자공여체로 사용하는 종속영양방식으로 이루어졌으며 폐재생액(염수) 내의 퍼클로레이트 처리에 중점을 두었다. 폐재생액은 퍼클로레이트로 오염된 지하수를 정화하는데 주로 사용되는 이온교환법에서 발생한다. 내염성 미생물을 농화배양하여 식종한 생물반응기를 통해 최고 10% NaCl 농도에서도 퍼클로레이트의 연속제거가 가능한 것으로 보고되었으나 장기적으로 안정적인 제거는 제시되지 않았다. 염수 내의 퍼클로레이트 제거에 사용된 생물반응기에는 주로 ${\beta}$-와 ${\gamma}$-Proteobacteria가 우세한 것으로 나타났다. 본 논문에서 기술한 이러한 정보는 생물공학기술 개발을 위해 염수의 퍼클로레이트 생분해에 대한 이해를 하는데 도움을 줄 것이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권2호
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• pp.225-238
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• 2021

옥수수(Zea mays)와 톨페스큐(Festuca arundinacea) 근권 토양을 접종원으로 사용하여 농화배양을 통해 CH₄ 산화컨소시움과 N₂O 환원 컨소시움을 얻었다. Illumina MiSeq 염기서열 분석법으로 접종원과 컨소시움의 세균 군집 특성을 비교하였고, 컨소시움의 CH₄ 산화와 N₂O 환원 활성에 미치는 뿌리삼출물의 영향을 규명하였다. 접종원이 다름에도 불구하고 옥수수와 톨페스큐 유래 CH₄ 산화 컨소시움 사이의 유사성이 높았고, 2종의 N₂O 환원 컨소시움도 서로 유사성이 높았다. 2종의 CH₄ 산화 컨소시움에서 우점도가 높은 metanotrophs는 Methylosarcina, Methylococcus 및 Methylocystis이었다. 2 종의 N₂O 환원 컨소시움에서 대표적인 N₂O 환원 세균은 Cloacibacterium, Azonexus 및 Klebsiella이었다. 옥수수 근권 유래 N₂O 환원 컨소시움의 N₂O 환원 속도는 옥수수 뿌리삼출물 첨가에 의해 1.6배, 톨페스큐 유래 컨소시움의 N₂O 환원 속도는 톨페스큐 뿌리삼출물 첨가에 의해 2.7배 향상되었다. 그러나 CH₄ 산화 컨소시움의 활성은 뿌리삼출물 첨가에 의해 향상되지 않았다. 본 연구의 옥수수 및 톨페스큐 근권 유래 CH₄ 산화 및 N₂O 환원 컨소시움은 유류 오염 정화과정에서 non-CO₂ 온실가스배출을 저감하는데 활용 가능하다.

• 생명과학회지
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• 제21권10호
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• pp.1473-1480
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• 2011

퍼클로레이트($ClO_4^-$)는 지표수 및 토양/지하수에서 검출되는 오염물이다. 미생물은 퍼클로레이트를 무해한 최종산물로 환원시킬 수 있으므로 퍼클로레이트제거는 미생물을 이용한 방법이 가장 적절한 것으로 알려졌다. 미생물이 퍼클로레이트를 환원시키기 위해서는 전자 공여체가 필요하다. 퍼클로레이트를 환원하기 위한 기존의 기술들은 전자 공여체로서 유기물을 사용하는 종속영양방식의 퍼클로레이트환원세균을 사용한다. 그래서 종속영양 방식으로 퍼클로레이트를 연속 제거하기 위해서는 지속적으로 유기물을 공급해야 하므로 처리비용이 많이 든다. 본 연구에서는 원소 황 입자와 활성 슬러지를 이용하여 독립영양방식의 퍼클로레이트제거가능성을 조사하였다. 입자상 황은 비교적 값이 저렴하고 활성 슬러지는 하수처리장으로부터 쉽게 구할 수 있는 장점이 있다. 회분배양 실험결과 활성 슬러지 미생물은 전자 공여체로서 황 입자가 존재할 때 퍼클로레이트를 제거할 수 있다는 것이 증명되었다. 이러한 퍼클로레이트 분해는 퍼클로레이트가 분해됨에 따라 생성되는 Cl-의 몰 농도를 통해 검증할 수 있었다. 독립영양방식의 $ClO_4^-$ 제거공정에 사용된 황 입자의 표면에 간균 형태의 미생물들이 존재한다는 것을 주사전자현미경을 통해 관찰하였다. 그래서 황 입자가 생물막을 형성하기 위한 담체로도 작용할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 황입자가 첨가된 $ClO_4^-$ 분해성 농화 배양으로부터 채취한 생물막의 미생물군집조성은 접종균으로 사용된 활성 슬러지의 그것과는 다름이 DGGE 분석결과 나타났다.