• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권10호
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• pp.1354-1367
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• 2014

In the present work, we describe a simple, cheap, and unexplored method for "green" synthesis of silver nanoparticles using cell extracts of the cyanobacterium Anabaena doliolum. An attempt was also made to test the antimicrobial and antitumor activities of the synthesized nanoparticles. Analytical techniques, namely UV-vis spectroscopy, X-ray diffraction, Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM), and TEM-selected area electron diffraction, were used to elucidate the formation and characterization of silver-cyanobacterial nanoparticles (Ag-CNPs). Results showed that the original color of the cell extract changed from reddish blue to dark brown after addition of silver nitrate solution (1 mM) within 1 h, suggesting the synthesis of Ag-CNPs. That the formation Ag-CNPs indeed occurred was also evident from the spectroscopic analysis of the reaction mixture, wherein a prominent peak at 420 nm was noted. TEM images revealed well-dispersed, spherical Ag-CNPs with a particle size in the range of 10-50 nm. The X-ray diffraction spectrum suggested a crystalline nature of the Ag-CNPs. FTIR analysis indicated the utilization of a hydroxyl (-OH) group in the formation of Ag-CNPs. Ag-CNPs exhibited strong antibacterial activity against three multidrug-resistant bacteria. Additionally, Ag-CNPs strongly affected the survival of Dalton's lymphoma and human carcinoma colo205 cells at a very low concentration. The Ag-CNPs-induced loss of survival of both cell types may be due to the induction of reactive oxygen species generation and DNA fragmentation, resulting in apoptosis. Properties exhibited by the Ag-CNP suggest that it may be used as a potential antibacterial and antitumor agent.

• 생태와환경
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• 제38권4호통권114호
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• pp.510-517
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• 2005

선형의 남조류 아나베나는 광합성과 질소고정 능이 있으며, 이는 아마도 이 남조류가 각종 육수 환경에 잘 적응하는데 큰 역할을 했다고 볼 수 있다. 작은 patS라는 유전자는 질소 고정세포의 형성을 막으며 결과적으로 질소원이 부족한 환경에서 아나베나의 죽음을 가져온다. 본 연구는 patS 유전자 주변의 DNA 염기 서열을 분석하여 codon 활용도를 알아 본 결과 patS를 제외한 다른 유전자가 존재하지 않음을 밝혔다. patS를 포함하는 세 개의 겹치는 cosmid를 찾아서 기존의 알려진 이형세포 발달 유전자를 탐색하였으나 나타나지 않았다. 질소원의 결핍에 반응하는 patS 유전자의 발현을 Northern blot 분석과 lacZ reporter 유전자 합성 실험을 통하여 각각 전사와 번역의 단계에서 알아보았다. patS 유전자의 발현은 배지로부터 질소원이 제거된 후 12시간 내에 급격히 증가하는 것으로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제34권4호통권96호
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• pp.319-326
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• 2001

대청호에서 1999년 4월부터 10월까지 25주간에 걸쳐 이화학적, 생물학적 수질과 geosmin농도를 조사하였다. Geosmin은 대부분 늦은 여름에 $1.16{\sim}5.28\;ng\;L^{-1}$의 농도로 총 5회 검출되었다. Geosmin의 가장 높은 농도는 8월 31일로 조사되었으며 phycocyanin 농도, cyanobacteria 세포수, Anabaena spiroides 세포수 등이 최고조에 달하는 시기와 일치하였다. Geosmin 농도와 환경요인과의 상관분석에 의하면 geosmin생산은 수온,pH,총용존인 그리고 A. spiroides 세포수에 의하여 크게 결정되는 것으로 보인다. Geosmin 생산은 수온 $27^{\circ}^C$, pH는 8.5, 총용존인은 $0.06\;mg\;L^{-1}$ 이상의 조건에서 나타났다. 이와 같은 조건에서 A. spiroides 세포수가 $10,000\;mL^{-1}$ 이상이면 geosmin이검출된다고 볼 수 있다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제11권5호
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• pp.382-390
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• 2006

Various microorganisms were isolated from the surface waters and sediments of eutrophic lakes and reservoirs in Korea to enable an investigation of bacteria having algal lytic activities against Anabaena flos-aquae when water blooming occurs and to study enzyme profiles of algal lytic bacteria. Two bacterial strains, AFK-07 and AFK-13, were cultured, characterized and identified as Acinetobacter johnsonii and Sinorhizobium sp., respectively. The A. johnsonii AFK-07 exhibited a high level of degradatory activities against A. flos-aquae, and produced alginase, caseinase, lipase, fucodian hydrolase, and laminarinase. Moreover, many kinds of glycosidase, such as ${\beta}-galactosidase,\;{\beta}-glucosidase,\;{\beta}-glucosaminidase,\;and\; {\beta}-xylosidase$, which hydrolyzed ${\beta}-O-glycosidic$ bonds, were found in cell-free extracts of A. johnsonii AFK-07. Other glycosidases such as ${\alpha}-galactosidase,\;{\alpha}-N-Ac-galactosidase,\;{\alpha}-mannosidase,\; and\;{\alpha}-L-fucosidase$, which cleave ${\alpha}-O-glycosidic$ bonds, were not identified in AFK-07. In the Sinorhizobium sp. AFK-13, the enzymes alginase, amylase, proteinase (caseinase and gelatinase), carboxymethyl-cellulase (CMCase), laminarinase, and lipase were notable. No glycosidase was produced in the AFK-13 strain. Therefore, the enzyme system of A. johnsonii AFK-07 had a more complex mechanism in place to degrade the cyanobacteria cell walls than did the enzyme system of Sinorhizobium sp. AFK-13. The polysaccharides or the peptidoglycans of A. flos-aquae may be hydrolyzed and metabolized to a range of easily utilized monosaccharides or other low molecular weight organic substances by strain AFK-07 of. A. johnsonii, while the products of polysaccharide degradation or peptidoglycans were more likely to be utilized by Sinorhizobium sp. AFK-13. These bacterial interactions may offer an alternative effective approach to controlling the water choking effects of summer blooms affecting our lakes and reservoirs.

• 생태와환경
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• 제33권3호통권91호
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• pp.206-212
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• 2000

남조류 분리균주들은 주어진 배양조건에 따라서 특징적인 세포모양이 결핍되거나 형태가 변형되기 쉽기 때문에, 형태학적으로 종을 정확하게 구분하기 어렵다. 형태학적 지표대신에 단일 혹은 조합된 반복염기를 프라이머로 이용한 repetitive oligonucleotides-primed PCR (ROP-PCR)을 수행하여 담수계 오염을 일으키는 독성 남조류 Anabaena와 Oscillatoria 속의 구성원들의 DNA 밴드양상을 구별하였다. 그람음성 세균에 빈번하게 분포한 것으로 알려진 ERIC및 REP 반복염기, 남조류의 게놈으로부터 파생된 STRRIA와 LTRR 반복염기, 그리고 진핵생물의 반복염기를 이용하여 수행한 ROP-PCR은 남조류 분리균주들의 특이적이고 반복적인 DNA 지문 및 뚜렷한 유전형을 동정하게 하였다. 분리균주의 그룹분석은 ROP-PCR에 이용된 프라이머에 따라서 유의성있는 차이를 나타내었다.

• 생태와환경
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• 제41권2호
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• pp.264-274
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• 2008

영천호를 대상으로 2007년 3월부터 12월까지 남조류 발생현황, 환경요인, 남조류 독소인 microcystins의 생성 농도를 조사 분석하였다. HPLC 분석방법으로 영천호의 계절별 microcystins 농도를 분석한 결과, 각 요인에 따라 뚜렷한 증감패턴을 나타냈다. 계절적 인 우점종이 Anabaena sp.에서 M. aeruginosa로 바뀌면서 microcystins 생성량이 현저하게 증가하는 현상이 관찰되었고, 주요 출현종 중 M. aeruginosa 밀도와 microcystins 농도 간의 상관성이 가장 높은 것으로 나타났으며, M. aeruginosa 균주들의 높은 독소 생성율을 고려할 때, M. aeruginosa가 남조류 독소인 microcystins 생성에 가장 기여도가 높은 것으로 확인되었다. Microcystins와 환경요인들 간의 상관성 분석결과, 조사된 6개 항목(수온, pH, 전도도, 총인, 총질소, 용존 규소) 중 수온과는 약 $20^{\circ}C$ 이상의 수온범위에서 역의 상관성이 있는 것으로 확인되었다.

• 생태와환경
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• 제37권2호통권107호
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• pp.241-247
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• 2004

부영양 호수로부터 살조 세균을 분리하고 동정한 결과 Anabaena cylindrica NIES-19를 유릴 탄소원으로 이용하는 double layer방법으로 15종의 살조세균을 분리하였으며 높은 살조 활성을 나타내는 4종의 살조세균 AK-05, AK-07, AK-13 그리고 AK-28을 선별하여 살조 능력을 비교하였다. 이들 중에 AK-05가 가장 높은 살조 활성을 나타내었으며 이를 16S rDNA염기서열을 분석한결과 Acidovorax temperans와 99.5%의 유사성을 나타내어 Acidovorax temperans AK-05로 명명하였다. A. temperans AK-05의 배양 여액을 A. cylindrica NIES-19에 뚜렷한 살조 활성을 나타내었으며, 이것의 살조 활성 능력을 분석한 결과 살조 활성에 관여하는 주요 물질은 non-protein이며 열에 안정적이었다. 이러한 살조 활성 능력은 알칼리 조건과 25${\sim}$$30^{\circ}C$에서 가장 높게 나타냈다. 따라서 이와 같은 특성은 일반적으로 알칼리 조건을 야기하는 Cyanobacteria에 의한 water blooms이 발생하는 호수에 적용하는데 매우 유리할 것으로 여겨진다.

• 한국물환경학회지
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• 제40권1호
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• pp.1-10
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• 2024

Algal blooms occur seasonally in the eutrophicated rivers or reservoirs, and some harmful cyanobacteria species produce toxic substances, which are directly or indirectly harmful to the ecosystem and terrestrial animals. So, the monitoring and control of harmful cyanobacteria occurrence and toxins residual in the aquasystem are important to preserve the water environment and secure public health. In this study, the four harmful cyanobacteria occurrences and toxic substance concentrations of two agricultural reservoirs in the southern part of Gyeonggi Province were investigated from August to October 2022. Among four harmful cyanobacteria (Microcystis sp., Anabaena sp., Oscillatoria sp., Aphanizomenon sp.), three kinds of cyanobacteria except Oscillatoria sp. were observed, and Microcystis sp. was the dominant cyanobacteria except for Anabaena sp. dominant result of a sample collected on October at reservoir B. The cell density of cyanobacteria was influenced by season and weather due to the length of daytime and concentrations of organic carbon and nitrogen. Three kinds of microcystin and anatoxin-a were quantitatively analyzed as total (in the cell body and water) and extracellular (in water) concentrations. The maximum total concentrations of anatoxin-a, microcystin-LR, microcystin-RR, and microcystin-YR were 0.1291 ㎍/L, 0.2776 ㎍/L, 0.3721 ㎍/L, and 0.0306 ㎍/L, respectively, in reservoir A and 0.3274 ㎍/L, 0.1495 ㎍/L, 0.2037 ㎍/L, and 0.0153 ㎍/L, respectively, in reservoir B.

• 생태와환경
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• 제47권4호
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• pp.350-357
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• 2014

국내 상수원을 대상으로 시행하고 있는 조류경보제는 남조류 발생 현황을 취 정수장 등 물관리 기관에 전파하여 대응조치를 유도하는 제도로 신속하고 정확한 남조류 계수를 필요로 한다. 따라서 조류경보제 발령 기준 대상 남조류인 Anabaena, Aphanizomenon, Microcystis, Oscillatoria 속의 군체 크기와 세포수의 상관관계를 조사하고 회귀식을 도출하여 군체 크기로 세포수를 계산할 수 있는 방법을 알아보고자 하였다. 2013년 8월부터 10월까지 남조류가 과다증식한 시기에 한강(팔당호), 낙동강(달성보, 창녕함안보) 및 금강(고복저수지)의 대표지점에서 남조류 시료를 채집하였으며, 조류경보제 발령 기준 대상 남조류 속의 종별 군체 크기와 세포수의 상관 관계를 조사하여 종 및 속별 회귀식을 산정하였다. 남조류의 속별 상관분석 결과는 사상형인 Anabaena와 Aphanizomenon의 $r^2$값이 0.93 이상으로 높은 상관성을 보였으며 구형의 Microcystis는 0.76의 상관계수 값을 나타냈다. 종 별 상관분석 결과 사상형 남조류 Anabaena crassa, Aphanizomenon flos-aquae, A. issatschenkoi, Oscillatoria curviceps, O. mougeotii는 $r^2$값이 0.89~0.96의 범위로 높은 상관성을 나타냈으며, 구형인 Microcystis aeruginosa, M. wessenbergii, M. viridis는 0.76~0.88의 상관계수 값을 나타냈다. 다른 속에 비해 상대적으로 Microcystis의 상관성이 낮게 나타난 이유는 동일한 종, 동일한 크기의 군체라도 Microcystis strain에 따라 점액질 내의 세포 밀집 정도와 세포 크기에 차이가 있기 때문이다. 본 연구 결과 도출한 회귀식을 이용하여 군체 크기 측정값을 세포수로 환산하는 방법이 기존의 세포 계수법과 비교할 때 신속하고 간편할 것으로 보인다. 향후 남조류 종별 더 정확한 회귀식을 도출하기 위해서는 많은 시료수 확보와 더불어 다른 종들에 대한 조사 연구가 진행되어야 할 것이다.

• 생태와환경
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• 제33권2호통권90호
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• pp.128-135
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• 2000

수화의 소멸과정에서 수계에 분포하는 세균의 역할을 확인하기 위하여 대청호의 주요 정점에서 환경요인과 종속영양세균 군집, Anabaena cylindrica 생장억제세균의 수층별 연중 변화를 조사하였다. 평균수심은 정점 1에서 25.5m, 정점 2에서 15.0m, 정점 3에서는 12.3m였다. 모든 정점에서 수층별 온도는 하절기를 중심으로 하는 온대지방 수계에서의 전형적인 변화를 나타내었다. 용존산소량은 하절기에 불규칙하게 변화하긴 했지만 수온과 비교적 반비례적인 양상으로 변화하였다. 대체적으로 모든 정점에서 5월 초순까지 점차 감소하던 용존산소량은 이후에는 급격한 변화를 나타내다가 9월 중순 이후에는 점차 증가하는 양상을 보였으며, 특히 이러한 변화양상은 표층에서 더욱 뚜렷하였다. 용존산소량이 불규칙적으로 큰 변화를 보이는 하절기에는 다른 수층에 비하여 표층에서 용존산소량이 매우 높았다. 표층에서의 클로로필 a농도는 하절기에 변동폭이 크게 나타났으며, 용존산소량이 높은 시기에 비교적 높은 수치를 나타내었다. 종속영양세균의 분포도는 모든 수층에서 봄부터 가을까지는 대체로 높게 유지되다가 수온이 급격히 하락하는 9월 이후에는 매우 낮은 개체군 크기를 보였다. 특히 모든 표층에서 이러한 변화는 두르러졌다. Anabaena cylindrica 생장억제세균은 6월 이전에는 거의 분포하지 않다가 7월에 분포도가 큰 폭으로 증가하였고, 이후부터는 정점별로 상이한 분포 변화를 보였다. 모든 정점에서 A. cylindrica생장억제세균의 분포값이 높았던 7월과 10월에는 표층보다는 중층과 하층에서 더 많은 생장억제세균이 검출되었는데, 이러한 결과는 숙주인 A. cylindrica의 활력이 상대적으로 떨어질 때 억제세균의 활성이 높아지는 것을 암시한다. 이상의 결과로부터 자연수계에서 세균은 남조세균 분포에 대한 조절자로서의 역할을 하며, 특히 남조세균의 활력이 떨어질 때 그 역할이 더욱 두드러진다는 사실을 알 수 있었다.