Fern, Lee Li;Abidin, Aisamuddin Ardi Zainal;Yusof, Zetty Norhana Balia
Journal of Plant Biotechnology
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제44권4호
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pp.462-471
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2017
Thiamine pyrophosphate (TPP), the active form of thiamine is a cofactor for enzymes involved in central metabolism pathways. However, it is also known to have a role as a stress signaling molecule in response to environmental changes. Anabaena sp. and N. oculata are microorganisms which are abundantly found in Malaysia's freshwater and marine ecosystem. However, not much studies have been done especially in regards to thiamine biosynthesis. This work aimed to amplify of gene transcripts coding for thiamine biosynthesis enzymes besides looking at the expression of thiamine biosynthesis genes upon stress application. Various stress inducers were applied to the cultures and RNA was extracted at different time points. The first two genes, ThiC and ThiG/Thi4 encoding enzymes of the pyrimidine and thiazole branch respectively in the thiamine biosynthesis pathway were identified and amplified. The expression of the genes were analysed via RT-PCR and the intensity of bands were analysed using ImageJ software. The results showed up to 4-fold increase in the expression of ThiC and ThiG gene transcript as compared to control sample in Anabaena sp. ThiC gene in N. oculata showed an expression of 6-fold higher as compared to control sample. In conclusion, stresses induced the expression of the gene coding for one of the most important enzymes in thiamine biosynthesis pathway. This is an agreement with the hypothesis that overexpression of thiamine is crucial in assisting plants to combat abiotic stresses.
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.
Aspergillus sp. HCLF-4가 생성하는 세균 세포벽 분해효소의 특성을 규명하였다. 본 세포벽 분해 효소는 Anabaena cylindrica 세포벽 분해능을 보였다. 이 세포벽 분해 효소는 Aspergillus sp. HCLF-4를 기질성분으로 0.05% heat killed Micrococcus luteus가 포함된 PDB 배지에 키웠을 때 생성되는 inducible enzyme으로 분자량은 약 14.3 kDa 이었다. 본 세포벽 분해효소는 pH 3.0-4.0, 온도 $30^{\circ}C$ 조건에서 최고의 활성을 보였고 $Mg^{2+}$와, $Mn^{2+}$의 2가 이온에서 분해 효소의 활성이 촉진되었다. 반면, 1가 양이온 $Na^{+}$와 $Li^{+}$, 2강 양이온 $Ca^{2+}$와 $Cu^{2+}$, 3가 양이온 $Fe^{3+}$에서는 활성이 억제되었으며 EDTA와 PMSF 또한 분해 효소의 활성을 억제 시켰다. 이 효소는 N-acetylmuramyl-L-amidase 또는 endopeptidase와 같은 활성을 보였다.
하수슬러지의 퇴비화를 촉진할 수 있는 방안을 검토하기 위하여 2월 및 8월에 하수슬러지를 채취하여 생균수를 측정한 결과 하수종말처리장에서의 폐수처리시 유입수량 변동, 양이온성 polyacrylamide의 사용량 및 기후 변동을 포함하는 여러 조건의 변화에 따라 미생물 종과 미생물수의 변동이 많았으며, 미소후생동물의 종류 및 활동성도 계절에 따른 차이가 있었다. 양이온성 polyacrylamide가 미생물 생육에 미치는 영향을 조사한 결과 양이온성 polyacrylamide의 농도가 0.8% 이상일 때는 모든 균주의 생육이 저해되었으나 0.2% 이하에서는 균 생육에 지장을 초래하지 않았다. 하수슬러지의 퇴비화 과정중에 관여하는 미생물의 균종과 균수를 조사하고자 하였으나 미생물의 생태적 생리적 특성과 퇴비화의 일정한 상관관계를 도출할 수는 없었다. 그러나 유기물 함량과 bulking agent로 톱밥을 투여하였을 경우 미생물의 균종과 균수의 증가가 관찰되었다. 하수종말처리장의 폭기조 투입직전 활성슬러지, 폭기조내 활성슬러지, 하수슬러지와 bulking agent로 톱밥을 혼합처리하여 관찰한 결과 Fragilaria sp., Proales sp., Vorticella sp., Schizothrix sp., Anabaena sp., Zoothaminium sp., Epstylis sp., Arcella sp., Balantidium sp., Actinophrys sp., Synedra sp., Euglypha sp., Ulothrix sp., Anacystis sp., 및 Clostium sp. 등의 다양한 미소 후생동물이 관찰되었다. 특히 전기간에 걸쳐 Fragilaria sp., Proales sp., Vorticella sp. 몇 Schizothrix sp.가 관찰되었다. 슬러지 내에 존재하는 세균, 효모, 방선균, 곰팡이, 미세조류, 원생동물 및 하등동물은 하수슬러지의 퇴비화 또는 감량화 과정 중에 존재하여 공극의 확보와 같은 물리적인 퇴비화 촉진과 생물학적 분해작용에 의한 퇴비화 촉진 효과를 얻을 수 있을 것이다.
침전지 구조물에서의 조류 부착현상은 4월말에서부터 10월초까지 나타났고, 침전지 청소 7일 후부터 부착조류가 관찰되었으며, 운전기간이 경과할수록 부착조류의 양은 점진적으로 증가하였다. 부착 조류 종들은 남조류인 Oscillatoria sp.와 Phormidium sp., 규조류 인 Synedra sp., 녹조류인 Mougeotia sp.와 Oedogonium sp.가 관찰되었으며, 부유성 규조류인 Stephanodiscus sp.도 부착조류의 군집에서 자주 관찰되었다. 침전지 월류 조류 종들은 규조류인 Cymbella sp., Navicula sp., Synedra sp.와 Stephanodiscus sp.가 관찰되었고, 녹조류의 경우는 Mougeotia sp.와 Cosmarium sp., 남조류는 Anabaena sp.가 관찰되었다. 황산동의 투입효과를 살펴보기 위해 침전지 트러프의 단위 면적당($cm^2$) 부착조류의 농도를 조사한 결과, 황산동을 투입한 침전지의 경우는 침전지 청소 후 14일과 28일 경과 후에 단위 면적당 부착조류의 농도가 각각 $4{\mu}g/L/cm^2$와 $19{\mu}g/L/cm^2$로 나타나 조류 부착현상이 매우 더디게 진행된 반면, 황산동을 투입하지 않은 침전지의 경우는 침전지 청소 후 14일과 28일 경과 후의 부착조류 농도가 각각 $59{\mu}g/L/cm^2$와 $147{\mu}g/L/cm^2$로 나타나 시간의 경과에 따라 다양한 부착조류가 부착하여 성장하였다. 공업용수 처리수의 수질에 미치는 영향을 조사하기 위하여 공업용수도용 배수지의 침전물을 분석한 결과, 적갈색의 미세한 침전물들에서 규조류의 파편들이 검출되었으며, 녹조류와 남조류의 경우는 분해되어 침전물의 유기물 성분으로 존재하면서 산화철과 결합하여 침전물을 형성하였다.
본 연구는 2001년 9, 10, 11월에 2주 간격으로 6개 정점에서 한강 하류 수욕6개 정점(팔당대교-행주대교)에서 식물플랑크톤 군집과 수지로한경(수온, 염분도, pH, DO, BOD, SS, TN, TP, $NO_{3}-N$, $NH_{4}-N$, $PO_{4}-P$)을 조사하였다. 수온은 7,8월에 $24~27^{\circ}C$ 로 높았으며, BOD의 평균 농도는 정점 1과 2에서 각각 1.26mg/l, i.39mg/l이었고, 정점 3~6에서 3.52~4.01mg/l이었다. $NO_{3}-N$은 정점 1에서 6까지 평균 1.36~1.98mg/l의 범위였고, $PO_{4}-P$의 평균 농도는 BOD, $NO_{3}-N$와 마찬가지로 하류오 향할수록 높아져 정점 6에서 정점 1의 39배였다. TN은 평균 1.74~6.89mg/l, TP는 0.03~0.42mg/l의 범위였다. 한강하류의 수질은 강우에 영향이 크며, 탄천의 영향을 받는 정점 3(영동대교)에서 급격히 나빠져 성산대교까지 유지되다가 안양천의 영향을 받는 행주대교에서 최고조로 악화되는 거으로 파악되었다. 식물플랑크톤 현존량은 6월 4일 평균 $5.81\times10^{6}cells/l$로 감소하였다가 7월 13일 $28.53\times10^{6}cells/l$로 증가하였다. 7월 28일과 8월 11일에 각각 $3.07~8.34\times10^{6}cells/l$로 감소하였다가 8월25일 $24.47\times10^{6}cells/l$로 다시 증가하여 조사기간 중 항시 대발생이 유지되고 있었다. 본 수역에서 우점종은, 6월에 전 조사정점에서 Aulacoseria granulata와 Aulacoseria granulata var. angustussima, 7월에는 Aulacoseria granulata var. angustussima와 Stephanodiscus hantzschii f. tenuis와 남조류인 Anabaena sp., Oscillatoria sp.가 우점을 하였다. 8월에는 남조류인 Anabaena sp. Microcystic sp. Osillatoria sp.가 높은 비율로 우점하였다. 여름철 식물플랑크톤 대발생에 영향은 수온과 직산염이 중요하였으나, 부유물질 크게 기여하지 못하였다.
Kim, Young-Geel;Myung, Geum-Og;Yih, Won-Ho;Shin, Yoon-Keun
ALGAE
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제19권2호
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pp.145-148
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2004
As a result of the 2-year monthly monitoring of the phytoplankton community at 3 stations in Mankyeong Estuary, Korea, we learned that cyan bacterial species of the genus Anabaena occurred at most sampling points with huge salinity differences (0.1-32.5 psu). We isolated several clones of Anabaena spp. from the monitoring stations, and screen out two euryhaline and nitrogen-fixing Anabaena clones, CB-MAL21 and CB-MAL22. The two clones were grown under various environmental gradients such as temperature (20, 30, 35 and 40$^{\circ}C$), salinity (0, 2, 5, 15 and 30psu), and $PO_4^{3-}$-P concentration (0, 1.6, 8.0, 40 and 200 ${\mu}M$M). Growth of CB-MAL21 and CB-MAL22 was measured by daily monitoring of chlorophyll fluorescence from each experimental culture for more than three serial transfers. Both the two experimental clones did not grow at 0psu. Maximal growth rates of the two clones were markedly reduced at lower $PO_4^{3-}$-P concentrations showing negligible growth at 0 and 1.6 ${\mu}M$M. However, growth of CB-MAL21 was not affected by low $NO_3^--$ concentration in culture media, showing the nitrogen-fixing ability. Maximum biomass yields of the two clones decreased dramatically at 35 and 40$^{\circ}C$. Optimal growth conditions for the two experimental clones were determined to be 20-30$^{\circ}C$, 40 ${\mu}M$M $PO_4^{3-}$-P, and wide salinity range from 5.0 to over 30psu. Best growth of CB-MAL21 was shown at (20$^{\circ}C$-15psu), which is less saline and cooler condition than those (i.e., 30$^{\circ}C$-30psu) for the best growth of CB-MAL22. The euryhaline and nitrogen-fixing CB-MAL21 strain thus can be a candidate laboratory culture for the future cyan bacterial marine biotechnology in temperate coastal waters.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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