• 제목/요약/키워드: 16S rDNA pyrosequencing

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Use of Terminal Restriction Length Polymorphism (T-RFLP) Analysis to Evaluate Uncultivable Microbial Community Structure of Soil

  • Chauhan, Puneet Singh;Shagol, Charlotte C.;Yim, Woo-Jong;Tipayno, Sherlyn C.;Kim, Chang-Gi;Sa, Tong-Min
    • 한국토양비료학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.127-145
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    • 2011
  • Various environmental ecosystems are valuable sources for microbial ecology studies, and their analyses using recently developed molecular ecological approaches have drawn significant attention within the scientific community. Changes in the microbial community structures due to various anthropogenic activities can be evaluated by various culture-independent methods e.g. ARISA, DGGE, SSCP, T-RFLP, clone library, pyrosequencing, etc. Direct amplification of total community DNA and amplification of most conserved region (16S rRNA) are common initial steps, followed by either fingerprinting or sequencing analysis. Fingerprinting methods are relatively quicker than sequencing analysis in evaluating the changes in the microbial community. Being an efficient, sensitive and time- and cost effective method, T-RFLP is regularly used by many researchers to access the microbial diversity. Among various fingerprinting methods T-RFLP became an important tool in studying the microbial community structure because of its sensitivity and reproducibility. In this present review, we will discuss the important developments in T-RFLP methodology to distinguish the total microbial diversity and community composition in the various ecosystems.

454 Pyrosequencing Analysis of Bacterial Diversity Revealed by a Comparative Study of Soils from Mining Subsidence and Reclamation Areas

  • Li, Yuanyuan;Chen, Longqian;Wen, Hongyu;Zhou, Tianjian;Zhang, Ting;Gao, Xiali
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제24권3호
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    • pp.313-323
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    • 2014
  • Significant alteration in the microbial community can occur across reclamation areas suffering subsidence from mining. A reclamation site undergoing fertilization practices and an adjacent coal-excavated subsidence site (sites A and B, respectively) were examined to characterize the bacterial diversity using 454 high-throughput 16S rDNA sequencing. The dominant taxonomic groups in both the sites were Proteobacteria, Acidobacteria, Bacteroidetes, Betaproteobacteria, Actinobacteria, Gammaproteobacteria, Alphaproteobacteria, Deltaproteobacteria, Chloroflexi, and Firmicutes. However, the bacterial communities' abundance, diversity, and composition differed significantly between the sites. Site A presented higher bacterial diversity and more complex community structures than site B. The majority of sequences related to Proteobacteria, Gemmatimonadetes, Chloroflexi, Nitrospirae, Firmicutes, Betaproteobacteria, Deltaproteobacteria, and Anaerolineae were from site A; whereas those related to Actinobacteria, Planctomycetes, Bacteroidetes, Verrucomicrobia, Gammaproteobacteria, Nitriliruptoria, Alphaproteobacteria, and Phycisphaerae originated from site B. The distribution of some bacterial groups and subgroups in the two sites correlated with soil properties and vegetation due to reclamation practice. Site A exhibited enriched bacterial community, soil organic matter (SOM), and total nitrogen (TN), suggesting the presence of relatively diverse microorganisms. SOM and TN were important factors shaping the underlying microbial communities. Furthermore, the specific plant functional group (legumes) was also an important factor influencing soil microbial community composition. Thus, the effectiveness of 454 pyrosequencing in analyzing soil bacterial diversity was validated and an association between land ecological system restoration, mostly mediated by microbial communities, and an improvement in soil properties in coal-mining reclamation areas was suggested.

단일 박테리오파지를 이용한 볏짚 유래 Bacillus cereus free 스타터 컬쳐의 개발 (The Use of the Pathogen-specific Bacteriophage BCP8-2 to Develop a Rice Straw-derived Bacillus cereus-free Starter Culture)

  • 나디카 반다라;정서진;정도연;김광표
    • 한국식품과학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.115-120
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    • 2014
  • 본 연구는 목적은 단일 박테리오파지를 이용하여 볏짚으로부터 B. cereus가 제거된 스타터 컬쳐를 개발하는 것이다. 다양한 배지 가운데 5% 콩 갈은 물(GB)이 볏짚 미생물의 증식과 박테리오파지 BCP8-2의 활성에 적합한 배지로 선정되었다. GB를 이용하여 다양한 볏짚 샘플과 BCP8-2를 함께 처리한 결과 모든 샘플들에서 총균수는 $10^9$ CFU/mL 수준으로 동일하였고, B. cereus의 경우 BCP8-2를 처리하지 않은 샘플에서 $10^7$ CFU/mL까지 증식하였고, 박테리오파지 처리군에서는 검출되지 않음을 확인하였다. 샘플에 존재하는 미생물 군집을 16S rDNA 염기서열을 바탕으로 한 DGGE와 pyrosequencing을 통해 분석한 결과 BCP8-2 처리군과 미처리군 사이에 매우 유사한 미생물 군집을 확인하였고, 더 나아가 계대 배양에 따른 미생물 군집이 안정적으로 유지됨을 확인했다. 이러한 결과들은 볏짚 등에서 특정 박테리오파지를 이용하여 특정 유해균을 제거한 컬쳐의 개발이 가능함을 보여주는 것이고, 안전한 전통장류의 생산에 기여할 것이다.

해양 원형 규조류 Cyclotella meneghiniana 성장 연관 미생물 군집구조 분석: 배양단계에 따른 증거 (Associated Bacterial Community Structures with the Growth of the Marine Centric Diatom Cyclotella meneghiniana: Evidence in Culture Stages)

  • 최원지;박범수;곽야옥;기장서
    • Ocean and Polar Research
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    • 제39권4호
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    • pp.245-255
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    • 2017
  • There are a number of pieces of evidences that suggest a link between marine diatoms and microorganisms, but knowledge about related microbial communities is greatly lacking. The present study investigated the microbial community structures related to the growth of the marine diatom Cyclotella meneghiniana. We collected free-living bacteria (FLB) and particle-associated bacteria (PAB) at each growth stage (e.g., lag, exponential, stationary and death) of the diatom, and analyzed their bacterial 16S rDNA using pyrosequencing. Metagenomics analysis showed that community structures of FLB and PAB differed considerably with the progress of growth stages. FLB showed higher diversity than PAB, but variation in the different growth stages of C. meneghiniana was more evident in PAB. The proportion of the genus Hoeflea, belonging to the order Rhizobiales, was dominant in both FLB and PAB, and it gradually increased with the growth of C. meneghiniana. However, Enhydrobacter clade tended to considerably decrease in PAB. In addition, Marinobacter decreased steadily in FLB, but first increased and then decreased in PAB. These results suggest that Hoeflea, Enhydrobacter, and Marinobacter may be closely related to the growth of diatom C. meneghiniana.

Bt 벼의 토양미생물상 영향 비교평가 (Assessment of Microbial Community in Paddy Soils Cultivated with Bt and Nakdong Rice)

  • 손수인;안병옥;지희연;조병관;조민석;신공식
    • 한국토양비료학회지
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    • 제45권5호
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    • pp.829-835
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    • 2012
  • 경제적 및 농업적 장점은 유전자 변형 작물 재배면적의 증가를 가져왔다. 그러나 유전자 변형 작물의 상업적 재배전에 유전자 변형 작물의 인간건강 및 환경에 미칠 잠재적 위해성에 대한 면밀한 검토가 필수적이다. 본 연구에서는 Bt벼의 토양미생물 군집에 미치는 영향을 조사하였다. 토양화학성분을 분석한 결과, Bt벼와 낙동벼 근권토양 간 화학성분의 유의성 있는 차이는 없는 것으로 조사되었다. 재배전, 재배초기, 최고분얼기의 토양미생물 군집밀도를 조사했을 때 Bt벼 근권토양의 세균, 방선균, 진균 군집밀도는 낙동벼와 유사한 수준으로 나타났다. 시기별 DGGE 분석결과 Bt 벼 근권토양 전체미생물상은 낙동벼와 차이가 없는 것으로 조사되었다. Pyrosequencing을 통한 Bt벼와 낙동벼의 미생물 군집조성을 조사한 결과 주요 미생물상 분포에 있어서도 매우 유사한 양상을 나타내었다. 위의 결과들을 종합해볼때 Bt 재배에 따른 토양미생물상에 미치는 영향은 미미한 것으로 사료된다. 수확 후 벼 잔존물이 토양환경에 미치는 영향에 대해서는 좀 더 연구가 진행되어야 할 것이다.

Effects of Cover Plants on Soil Microbial Community in a Organic Pear Orchard

  • Oh, Young-Ju;Sohn, Soo-In;Song, Yang-Ik;Kang, Seok-Boem;Choi, Jin-Ho
    • 한국토양비료학회지
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    • 제47권1호
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    • pp.28-35
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    • 2014
  • Due to recent interest of the consumers on safe farm products and the government's political support for eco-friendly agriculture, organic fruit production has been growing continuously. This research was conducted in order to study the effect of cover plants on soil microbial community on cover plants and establish an organic fruit cultivation method through choosing optimal cover plant. As a result of investigating soil microbial population density, the bacterial density in soil showed an increasing trend in June compared to April, and there was a decreasing trend in bacterial density of the soil in August compared to June. The density of actinomycetes in soil increased around 1.6 times in June compared to April when the soil was covered with hairy vetch. The increase of filamentous fungus in crimson clover group was 6.1 times higher in June compared to April and in hairy vetch group, the increase was 4.9 times higher in June compared to April. As a result of analyzing DNA extracted from the soil categorized by different types of cover plants using DGGE method, soil collected from April had higher number of bands detected from different locations according to different types of cover plants. Diversity of the bands from the soil collected from August showed higher range of reduction. As a result of analyzing soil microbial community by different period and the types of cover plants using Pyrosequencing method, microbes were detected in the order of Proteobacteria, Acidobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Chloroflexi, and Firmicutes. Distribution rate of Firmicutes increased in the soil collected in August compared to June and this was shown in all types of cover plants by twice the amount.

우리나라 전통 발효유 타락의 미생물 균총 분석 (Microbial Community Analysis of Tarak, a Fermented Milk Product)

  • 임구상;이경수;장혜진;정진경;임지영;전태훈;한영숙;오세욱
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제42권7호
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    • pp.1109-1114
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    • 2013
  • 본 연구에서는 전통발효유인 타락 제조의 표준화 및 체계화를 위한 기초정보를 확보하고자 본타락과 타락에 대하여 pyrosequencing을 통하여 미생물 균총을 분석하였다. 미생물 균총 분석결과 원핵세균의 경우 phylum 수준에서는 타락과 본타락에서 다소 차이가 있었으며 Firmicutes가 군집의 대다수를 차지하였다. 그러나 genus 수준에서는 본타락과 타락의 차이가 크게 나타났으며 본타락의 경우 Lactobacillus와 Leuconostoc 속이 군집의 90% 이상을 차지하는 것으로 나타났으며 타락의 경우 Lactococcus 속이 60% 이상을 차지하는 것으로 나타났다. Species 수준에서는 차이가 더욱 크게 나타나서 본타락의 경우 Leuconostoc citreum이 미생물 군집 비율의 40% 이상으로 나타나 우점균이었으며 이밖에도 Lactobacillus 속의 균주들이 다수를 차지하는 것으로 나타난 것에 비하여 타락에서는 Lactococcus lactis가 60% 이상을 차지하여 우점균으로 나타났다. 진핵생물은 phylum 수준에서는 타락과 본타락 모두 Ascomycota가 군집의 다수를 차지하였으나 genus 수준에서는 본 타락의 Saccharomyces 속이 군집의 85% 이상을 차지한 것에 비하여 타락에서는 Issatchenkia 속이 98% 이상을 차지하였다. Species 수준에서는 본타락의 경우 Saccharomyces cerevisiae가 82%를 차지하였으나 타락에서는 Pichia kudriavzevii가 미생물 군집의 95%를 차지하는 우점균으로 나타났다. 관능검사 결과, 본타락보다 타락이 외관과 조직감에서 유의적으로 우수한 것으로 나타났고 단맛은 유의적 차이는 없으나 약간 증가하는 것으로 나타났으며 신맛은 유의적으로 감소하는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 통하여 미생물 군집에 의해 발효식품의 맛과 향이 영향을 받으며 따라서 일정한 품질을 가지는 타락을 제조하기 위해서는 우선적으로 발효에 관여하는 미생물 균총에 대한 고려가 중요하다.

피복작물이 유기 사과과원 토양미생물상에 미치는 영향 (Effects of Cover Plants on Soil Microbial Community in Organic Apple Orchards)

  • 오영주;강석범;송양익;최진호;백원기
    • 한국토양비료학회지
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    • 제45권5호
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    • pp.822-828
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    • 2012
  • 최근에 소비자들의 안전 농산물에 대한 관심과 정부의 정책적인 친환경농업에 대한 지원으로 유기 과수 재배는 지속적으로 발전되어 왔다. 본 연구는 피복 작물별 유기 사과과원의 토양 화학성 및 시기별 토양미생물에 대한 비교분석을 통해 피복작물의 토양미생물상 영향을 구명하고 유기농법에 의한 과수재배법을 확립하고자 수행되었다. 피복작물은 벼과 작물인 호밀, 청보리와 콩과 작물인 레드클로버와 헤어리베치를 대상으로 하였다. 사과과원에서 피복처리에 의한 토양화학성분 변화는 자연초생구에 비하여 큰 차이를 보이지 않았으며 피복작물 처리간에도 유의성 있는 차이를 나타내지 않았다. 토양 pH는 7.8~8.1 범위로서 유기 배 과원 관행과원의 pH에 비해 상당히 높은 것으로 조사되었다. 유효인산은 자연초생시험구와 피복작물 시험구간 유의성있는 차이는 없었다. 유기물 함량은 자연초생구와 벼과 피복작물간에 유의성 있는 차이는 없었으나, 콩과 피복작물과 비교했을 때 자연초생구에 비해 콩과 피복작물의 유기물 함량이 적은 것으로 조사되었다. 치환성 양이온인 칼륨함량에서 호밀과 레드클로버 시험구는 자연초생구에 비해 다소 낮은 것으로 조사되었고, 헤어리베치의 경우 자연초생구에 비해 높은 것으로 조사되었다. 칼슘 함량은 자연초생구에 비해 피복작물들에서 다소 낮은 것으로 나타났으며, 마그네슘 함량은 청보리와 헤어리베치에서 자연초생구에 비해 낮은 것으로 조사되었다. 토양미생물 군집밀도 조사결과 8월 토양에서 자연초생구에 비해 호밀과 레드클로버 시험구의 세균 군집밀도가 다소 높은 것으로 분석되었으며 방선균 군집밀도는 자연초생구와 비교해서 청보리가 약간 높은 것으로 나타났다. 진균 군집밀도도 8월 토양에서 자연초생구에 비해 헤어리베치 시험구의 군집밀도가 약간 높은 것으로 조사되었다. Pyrosequencing을 통해 처리구별 배양균 및 비 배양균의 군집조성을 비교한 결과 청보리로 피복한 사과과원 토양의 방선균 분포비율이 다른 토양에 비해 2배 이상 높은 것으로 조사되었다. 본 연구는 피복작물에 따른 토양미생물상 영향을 조사한 것으로서 사과과원의 효과적인 유기물 분해와 양분공급을 위한 피복작물 선정의 기초자료로서 활용될 수 있을 것이다.