• 제목/요약/키워드: 미생물 군집 분석

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김치의 저온 발효 중 미생물 변화 양상 (Change of Microbial Communities in Kimchi Fermentation at Low Temperature)

  • 박정아;허건영;이정숙;오윤정;김보연;민태익;김치경;안종석
    • 미생물학회지
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    • 제39권1호
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    • pp.45-50
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    • 2003
  • 분자 생물학적 방법 인 DGGE를 이용하여 저온에서 김치가 발효되는 동안 관여하는 미생물의 다양성과 변화양상을 분석하였다. 김치를 저온 ($4^{\circ}C$)에서 발효시키는 60 일 동안 5 일 마다 시료를 채취하였으며, 채취한 김치 시료에서 genomic DNA를 추출하여 실험을 수행하였다. 김치 시료 genomic DNA로부터 16S rDNA의 V3영역을 증폭하여 DGGE를 수행한 결과에서 관찰된 amplicon들의 염기서열을 분석한 결과 저온에서 김치가 발효되는 동안 젖산균들이 주요 미생물 군집으로 나타났으며, 그 중에서도 Weissella koreensis가 발효 전 과정 동안, Lactobacillus sakei의 경우는 발효 10 일째부터, 그리고 Leuconostoc gelidurn은 발효30 일째부터 amplicon들의 농도가 진하게 나타나 이들이 저온에서 김치 발효 과정 동안의 우점종 균주들 임을 알 수 있었다.

탄소원 이용도 평가를 활용한 매립지 침출수로 오염된 지하수의 미생물 군집 특성 해석 (Characterization of Microbial Communities in a Groundwater Contaminated with Landfill Leachate using a Carbon Substrate Utilization Assay)

  • 구소연;김지영;김재수;고경석;이상돈;조경숙;고동찬
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제12권2호
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    • pp.20-26
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    • 2007
  • 매립지 침출수로 오염된 지하수의 미생물 군집특성을 31가지 탄소원을 가지는 Ecoplate를 사용하여 조사하였다. 각 기질에 대한 탄소이용도는 시료에 따라 달랐고, 2-hydroxy benzoic acid, D,L-$\alpha$-glycerol phosphate, D-malic acid는 모든 시료에서 기질로써 이용되지 못했고, D-xylose, D-galacturonic acid, L-aspargine, tween 80, L-serine는 모든 시료에서 탄소원으로 사용되었고, 나머지는 시료에 따른 차이를 보였다. AWCD에 의한 통계분석결과는 KSG1-16 > KSG1-12 > KSG1-07 > KSG-08 > KSG1-13 순인데 예상대로 비오염 지하수 시료인 KSG1-13가 가장 낮았으며, 오염 된 지하수 시료 KSG-07과 KSG1-08는 이보다 높았으나 처리수인 KSG1-16이 높은 것은 의외이었다. PCA방법에 의한 통계 분석결과는 침출수(KSG1-12) 및 오염지하수(KSG1-07, KSG1-08)와 오염되지 않은 처리수(KSG1-16) 및 비오염 지하수(KSG1-13)로 크게 둘로 유사성이 구분되었다. 그러나, 미생물의 다양성을 나타내는 Shannon index 값에 의한 분석은 시료간의 별 차이를 나타내지 않아 서로 유사하였다.

갈색퍼짐병 발병토양의 미생물 군집 분석 (Soil Microbial Community Analysis in Large Patch (Rhizoctonia solani AG2-2 IV))

  • 이정한;민규영;전창욱;최수민;한정지;심규열;곽연식
    • Weed & Turfgrass Science
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    • 제4권2호
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    • pp.124-128
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    • 2015
  • 갈색퍼짐병은 토양 병원성균으로 Rhizoctonia solani AG2-2 IV가 원인균이다. 한국잔디나 버뮤다글라스와 같은 난지형 잔디에 가장 중요한 병으로 알려져 있다. 본 연구는 갈색퍼짐병 발병토양의 미생물 군집 분석으로 생물적 방제제로 이용할 근거자료를 수집하기 위하여 실시하였다. 갈색 퍼짐병의 중심부(CLC)와 가장자리(CLE), 건전부(CLH)에서 채취한 근권부 토양의 미생물 군집(bacterial composition)을 Metagenomics 데이터 분석으로 Phylum 수준에서 조사한 결과 미생물상은 Proteobacteria, Acidobacteria, Chloroflexi, Firmicutes, Planctomycetes, Gemmatimonadetes, Nitrospira, Cyanobactria, Verrucomicrobia, Bacteroidetes 등의 순으로 분포 경향은 모두 유사하게 나타났다. 이에 반해 Actinobacteria의 경우 중심부에서 9.28%, 가장자리에서 10.84%로 건전부에서의 16%에 비하여 5~6% 정도 높은 비율로 분포하는 결과가 나타났다. Phylum 수준에서 중복되는 미생물의 종류를 조사한 결과 전체적으로 중심부에서는 총 6,948 OTUs가 분포하였으며 가장자리와 건전부에서는 각각 6,505와 5,537 OTUs 분포하는 것으로 나타났다. Actinobacteria의 경우 중심부의 총 OTUs는 615였으며 가장자리와 건전부는 709와 891 OTUs로 나타났다. 또한 모두 중복되는 OTUs도 382로 높게 나타났으나 서로 중복되지 않는 OTUs는 건전부에서 286으로 중심부와 가장자리가 91과 126 OTUs인 것에 비하여 2~3배 이상으로 월등히 높게 나타났다.

세균군집의 구조분석을 통한 장기간 농약사용이 토양생태계에 미치는 영향 평가 (Evaluating the Impacts of Long-Term Use of Agricultural Chemicals on a Soil Ecosystem by Structural Analysis of Bacterial Community)

  • 윤병준;김성현;이동헌;오계헌;강형일
    • 미생물학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.260-266
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    • 2003
  • 본 연구는 장기간 동안 지속적인 농약의 사용이 토양생태계에 미치는 영향을 세균군집의 구조분석을 통하여 그 관련성을 평가하고, 이에 대한 기초 자료를 얻고자 수행하였다. 30년 이상 매년 수시로 농약을 사용하여온 제주지역의 한 감귤원 토양과 비농지 토양에 존재하는 세균군집을 16S rRNA clonal library로부터 얻은 각 100 개 클론의 유전자 염기서열을 기초로 하여 비교 분석한 결과 지속적으로 농약을 사용해온 감귤원 토양에서는 3개의 아문(Proteobacteria $\alpha$, $\gamma$, $\delta$)을 포함하는 Proteobacteria를 비롯한 5개 문 18개의 속 그룹에 포함되는 세균군집의 구조를 보였고, 농약을 사용하지 않은 비농지 토양에서는 4개의 아문(Proteobacteria $\alpha$, $\beta$, $\gamma$, $\delta$)을 포함하는 Proteobacteria를 비롯한 12개 문, 44개의 속 그룹에 포함되는 군집구조를 나타냈다. 감귤원 토양에서 가장 많은 분포를 보인 세균은 Proteobacteria g group에 속하는 것으로 전체 clone의 56%로 상당한 우점현상을 나타내었고, Acidobacteria group에 속하는 균이 25%, Firmicutes group, 5%, Planctomycetes group, 2%, Proteobacteria $\alpha$$\delta$ group이 각 1%, Cyanobacteria group, 1% 등의 순서로 우점현상을 보였다. 반면, 비농지 토양에서는 Acidobacteria group에 속하는 균이 14%, Planctomycetes group, 13%, Proteobacteria $\alpha$, $\gamma$, $\delta$ group이 각각 10%, 9%, 9%, Firmicutes group, 8%, Verrucomicrobia group, 8%, Actinobacteria group, 6%, Proteobacteria $\gamma$ group, 3%, Bacteroidetes group, 3%, Gemmatimonadetes group, 3%, Cyanobacteria group이 1% 등의 순서로 장기간 농약을 사용해 온 토양에 비하여 훨씬 다양한 미생물군집의 분포빈도를 나타냈다. 이러한 결과는 지속적인 비료 및 농약의 사용이 토양생태계를 구성하는 세균군집의 다양성을 크게 감소시키거나 또는 특정 미생물을 소멸 시킬 수 있음을 제시해 주었다.

차세대 염기서열 분석법을 이용한 전통 된장과 청국장의 미생물 분포 분석 (Comparison of Microbial Community Compositions between Doenjang and Cheonggukjang Using Next Generation Sequencing)

  • 하광수;김진원;신수진;정수지;양희종;정도연
    • 생명과학회지
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    • 제31권10호
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    • pp.922-928
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    • 2021
  • 본 연구는 우리나라 전통 장류인 된장과 청국장의 미생물 분포와 시료간의 미생물학적 차이에 대해 차세대 염기서열 분석법(NGS)을 이용하여 분석하였다. α-diversity 분석 결과 된장에서 종 추정치와 풍부도가 통계학적으로 유의한 수준으로 높은 것으로 나타났다. 세균 분포를 분석한 결과 문 수준에서 Firmicutes가 된장에서 97.02%, 청국장에서 99.67%를 차지하여 공통적으로 가장 우점하는 것으로 나타났으며, 속 수준에서는 된장과 청국장에서 Bacillus가 각각 71.70%, 59.87%를 차지하여 가장 우점하는 것으로 확인되었다. 된장과 청국장의 미생물 분포에 차이가 있는지 분석하기 위해 PERMANOVA 분석을 수행한 결과 된장과 청국장의 미생물 분포에 통계학적으로 유의한 수준으로 차이가 나는 것으로 나타났다. 각 된장과 청국장 미생물 군집을 대표하는 biomarker를 분석하기 위해 LEfSe분석을 수행한 결과 된장에서 Bacillus subtilis, Tetragenococcus halophilus, Clostridium arbusti가 상대적으로 많이 분포하였으며, 청국장에서는 Bacillus thermoamylovorans, Enterococcus faecium, Lactobacillus sakei가 상대적으로 많이 분포하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 콩을 주원료로 하는 우리나라 대표 전통장류인 된장과 청국장의 시료별 유사성과 차이점에 대한 미생물 분포를 정의하고 전통장류의 생화학적, 생리학적 특성과 미생물 분포의 상관관계를 규명하기 위한 기초 연구자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

몽골 훕스굴 호수 수층에서 유기물질 분해세균의 분포 (Distribution of Bacterial Decomposers in Lake Khuvsgul, Mongolia)

  • 정유정;정다운;김주영;조영근;임정한;이홍금;안태석
    • 미생물학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.119-125
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    • 2009
  • 동토지대 거대 담수호에 서식하는 종속영양세균 군집의 생태학적 기능을 파악하기 위하여, 몽골 북부의 동토지대 경계에 위치한 스굴 호수에서, 전체 세균군집의 구조와 유기물질을 분해할 수 있는 미생물 군집의 구조를 수심별로 비교 분석하였다. 환경인자 분석결과, 수심 5~10 m 사이에서 thermocline과 chemocline이 관찰되었다. Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE)로 전체 세균군집의 구조를 수심별로 비교한 결과 0~5 m 사이에서 군집구조의 변화가 컸고, 10 m 이상에서는 Acidovorax facilis를 위주로 비교적 안정된 군집을 형성하였다. $10^{\circ}C$에서 고분자 유기물 분해 활성도(protease, cellulase, amylase, lipase)가 높은 균주들을 탐색하여 23개 균주를 선별하였다. 표층수로부터 Acidovorax defluvii와 Sphingobacterium faecium이 분리되었는데 cellulase 활성이 높았다. 수심2 m, 5 m 및 10 m 이상의 시료에서 분리된 세균군집은 각각, Flavobacterium succinicans, Mycoplana bullata, A. facilis가 우점하였다. F. succinicans는 높은 protease 활성을 보였고, 수심 5 m의 M. bullata는 protease와 cellulase 활성이 있었지만, 상대적으로 약한 활성을 보였다. 수심10 m의 A. facilis 균주들은 cellulase 또는 lipase를 서로 배타적으로 발현하였다. 온도별 성장속도를 분석한 결과 표층(0~5m) 세균들은 기회성 호냉성 세균이었고, 심층($\geq$10m)에서 분리된 균주들은 $10^{\circ}C$ 이하에서 성장률이 낮았다. 심층의 저온 빈영양 상태 때문에 심층 세균들간의 경쟁에서 빠른 저온 성장이 요구되지 않고, 상층의 경우 육상 또는 식물 플랑크톤으로부터 영양물질이 공급되므로 저온에서 빠른 성장 속도를 보이는 세균들이 상층에 주로 분포하는 것으로 해석되었다. 따라서 스굴 호수수층에서 관찰된 세균군집의 종 분포와 물질분해 작용의 성층화는, 한냉대 빈영양 담수 호수에서 분해자 군집들의 생태학적 기능이 0~10 m 수심의 표층에 집중됨을 시사하였다.

경남지역 논 토양 토성에 따른 미생물 군집 변화 (Impacts of Soil Texture on Microbial Community from Paddy Soils in Gyeongnam Province)

  • 이영한;안병구;이성태;신민아;김은석;송원두;손연규
    • 한국토양비료학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.1176-1180
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    • 2011
  • 경남지역 논 토양의 미사질양토 11개소, 사양토 4개소, 양토 5개소를 선정하여 FAME 분석기법을 적용하여 미생물군집을 분석하였다. 곰팡이 지방산 함량은 양토가 $76nmol\;g^{-1}$로서 사양토 $45nmol\;g^{-1}$에 비해 유의적으로 많았다 (p<0.05). 토양 양이온 치환용량은 미사질양토가 $14.7cmol_c\;kg^{-1}$으로 사양토 $11.8cmol_c\;kg^{-1}$보다 유의적으로 높았다(p<0.05). cy19:0과 18:$1{\omega}7c$ 비율은 미사질양토가 0.77로 사양토 0.47 보다 유의적으로 높았다 (p<0.05). 방선균 군집은 양토가 1.34%로 사양토의 0.92%에 비해 유의적으로 많았다 (p<0.05).

혐기성 암모늄 산화 반응기 내 붉은색 입상슬러지의 미생물 군집구조 분석 (Analysis on the Microbial Community Structure of Red Granule in the Anaerobic Ammonium Oxidation Reactor)

  • 배효관;박경순;정윤철;정진영
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권10호
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    • pp.1055-1064
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    • 2006
  • 본 연구소에서는 혐기성 입상슬러지를 충진한 UASB 반응기와 탄소섬유를 충진한 배양기를 조합하여 아주 느린 성장특성을 가진 혐기성 암모늄 산화균의 배양을 시도하였다. 연속배양 180일 이후, 유입질소부하가 0.6 kg $N/m^3-d$였을 때, 평균 질소전환율은 0.54 kg $N/m^3-d$로 나타났다. 검은 혐기성 입상슬러지는 연속배양시간이 지남에 따라 갈색과 붉은 색으로 변화되었으며, anammox 반응기는 붉은색 입상슬러지가 많을수록 높은 활성도를 나타내었다. 따라서, 붉은색 입상슬러지를 채취하여 분자생물학적 방법을 이용하여 미생물 군집구조를 분석하였다. 클로닝 및 계통분류학적 분지도 작성 결과, anammox UASB 반응조의 붉은색 입상슬러지에서 발견된 미생물 종류는 anammox 미생물과 더불어 문단위의 4가지 다른 미생물, Proteobacteria, Acidobacteria, Chlorobi와 Chloroflexi로 나타났다. Anammox UASB 반응조내의 붉은색 입상슬러지에서는 clone의 개수를 기준으로 anammox 미생물이 약 25%가 존재하였고 $\beta$-proteobacteria가 우점하고 있는 양상을 보여주었으며, 본 연구의 클로닝 정보와 AMX368 FISH 탐침자를 이용해 in silico 실험을 수행한 결과 AMX368과 정확히 들어맞는 anammox 미생물 clone 하나와 하나의 염기서열이 변이를 일으킨 11개의 anammox 미생물 clone을 확인할 수 있었다. 사상균 형태의 Chloroflexi는 혐기조건 입상 슬러지의 형성과 관련이 있는 것으로 판단되었다. FISH 수행결과, anammox 미생물은 붉은색 입상 슬러지에 우점하고 있는 것으로 나타났다.

실규모 하수처리 생물반응기에서 발견되는 암모니아산화균 군집조성 및 특징 (Characterization and Composition of Ammonia-Oxidizing Bacterial Community in Full- Scale Wastewater Treatment Bioreactors)

  • 박희등
    • 미생물학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.112-118
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    • 2009
  • 질소제거 하수고도처리공정에서 암모니아산화균은 질소제거에 핵심 역할을 하는 독립영양세균이다. 하수처리 생물반응기에는 다양한 암모니아산화균이 서식하며 군집조성도 시간에 따라 변화한다. 본 연구에서는 생물반응기의 운전인자 및 환경조건이 암모니아산화균 군집구조의 조성과 다양성에 영향을 미친다는 가설을 설정하였다. 이 가설을 검증하기 위해 질산화 반응이 활발한 포항, Palo Alto, Nine Springs, Marshall 하수처리장 활성슬러지 생물반응기로부터 암모니아산화균의 ammonia monooxygenase subunit A 유전자 clone library를 제작하였다. 하수처리 생물반응기에는 Nitrosomonas europaea, N. oligotropha, N.-like, Nitrosospira lineage에 속하는 암모니아산화균이 주로 발견되었으며, N. communis, N. marina, N. cryotolerans lineage에 속하는 암모니아산화균은 주종을 이루지 못했다. 암모니아산화균 군집조성은 하수처리장별로 차이를 보였는데, 포항, Palo Alto, Marshall 하수처리장에서는 N. oligotropha lineage에 속하는 암모니아산화균이 가장 빈번히 발견되었고, Nine Springs 하수처리장에서는 N. europaea lineage에 속하는 암모니아산화균이 주종을 이루었다. 한편, 암모니아산화균 군집조성과 생물반응기 운전인자(HRT, SRT, MLSS) 및 환경조건(온도, pH, COD, $NH_3$, $NO_3{^-}$)의 연관성은 다변수 통계분석법인 Redundancy Analysis 방법을 이용하여 분석하였다. 그 결과, 생물반응조의 COD와 $NO_3{^-}$ 농도가 하수처리 생물반응기에서 암모니아산화균 군집구조를 결정하는 통계학적으로 유의한 변수로 나타났다.

남매지에서 Eubacteria 군집구조의 계절적 변화와 그에 영향을 미치는 환경요인 (Seasonal Variation of Eubacterial Community Structure and Their Structure Affecting Environmental Parameters in Reservoir)

  • 이희순;박정원;김미경;이영옥
    • 미생물학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.31-37
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    • 2002
  • 경북 경산시 에 위치한 남매지 에서 세균군집 의 구조를 fluorescent in situ hybridization(FISH) 방법을 이용하여 분석하였고 아울러 세균군집크기에 영향을 주는 환경요인을 측정하여 그 상관성을 파악하고자 하였다. 담수계에 우점하는 것으로 알려진 proteobacteria($\alpha$.$\beta$.$\gamma$-subclasses)와 글Cytophaga-Flavobacterium (CF) group에 속하는 진정세균군의 연중변화를 정점별로 측정하였다. 총세균수에 대한 각 세균군집 비율은 정점간의 큰 차이 없이 $\alpha$-subclass가 4.0~29.2%,$\beta$-subclass가 1.7~25.8%, $\gamma$-subclass가 1.8~12.8%를, 그리고 CF group은 4.9~36.3%의 군집 비율을 나타냈다. 온도,SS, pH, DOC,질산염, 조류 현존량 등 환경요인과 세균군집 간의 상관관계를 분석한 결과, 총세균수는 수온, DOC,55, eubacteria는 DOC, 녹조류 현존량, $\gamma$-subclass 세균군은 DOC, CF group세 균은 녹조류 현존량과 양의 상관성을 나타낸 반면 $\beta$-subclass는 남세균 . 총 조류 현존량과 음의 상관성을 나타냈다.