• 한국물환경학회지
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• 제32권1호
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• pp.52-59
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• 2016

This study investigated the occurrences and succession patterns of harmful cyanobacteria, as well as environmental factors, during a 3-year period (September 2012 to August 2015) in the upper region of the Nakdong River around Sangju weir. A total of 27 cyanobacterial taxa were observed in this study, and classified into 26 species and 1 variety belonging to 11 genera, 5 families, and 3 orders. Cell density ranged from 24 to 42,001 cells/ml, with a geometric mean of 33 cells/ml, during the survey period. The dominant orders differed depending on the survey year; order Oscillatoriales in 2013, Chroococcales in 2014 and Nostocales in 2015. An Aphanizomenon bloom occurred in June 2015 at which time the highest cell density of 36,873 cells/ml was detected in the upper region of the Nakdong River, where as the Aphanizomenon spp. cell density (190-1,704 cells/ml) had been low prior to that time. An Aphanizomenon bloom also occurred at around the same time downstream in the Young River, a major inflow branch of the Nakdong River. The Aphanizomenon cell density along the Nakdong River increased markedly after joining of the YoungRiver, indicating that the Aphanizomenon bloom in the YoungRiver caused a bloom in the Nakdong River. Meteorological and environmental parameters, such as very low precipitation, higher water temperature, pH, and TP concentration, and lower TN/TP ratio, in May and June of 2015 than in 2013 and 2014 exerted marked effects on the Aphanizomenon bloom in June 2015 in the Young River.

• 생태와환경
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• 제50권3호
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• pp.337-354
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• 2017

남조류 Aphanizomenon속 개체군은 국내외에 널리 분포하고, 독소와 이취물질을 생산함으로써 유해조류로 잘 알려져 있어 육수생태학 분야에서 많은 관심을 갖게 된 분류군 중 하나에 속한다. 본 연구는 보령호에서 동계에 수위가 급격히 강하되면서 Aphanizomenon의 출현빈도, 강도 및 기간이 커지게 되어 이에 대한 시공간적 특성을 수문기상(1998년~2017년) 육수 (2010년~2017년)학의 관점으로 상호 비교하였다. 국내에서 Aphanizomenon은 고온기에 주로 번성하였으며, 저온기에 출현은 총 5회로서 드물었다. 보령호에서 저온기(12월~2월)에 유해조류 Aphanizomenon이 관찰된 것은 2014년부터이었고, 그 후 2017년에 최대값 $2,160cells\;mL^{-1}$를 기록하였다. 그리고 $>1,000cells\;mL^{-1}$를 초과하는 기간은 약 3개월을 넘기기도 하였다. 이것은 다름 아닌 저수온기 ($<10^{\circ}C$)에 비정상적인 수위 강하와 관련성이 컸다. 동계에 수위 강하는 유해조류의 발아 및 발생을 촉진 또는 증폭시킬 수 있는 잠재적 특성을 가지고 있었다. 따라서 후속 수질 생태학적 영향(예, 조류독소 및 이취물질)도 면밀하게 고려되어야 할 필요성이 있었다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제40권3호
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• pp.144-152
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• 2016

Background: The purpose of this study is to describe the morphological characteristics of the Aphanizomenon spp. and related species from the natural samples collected in the Nakdong River of South Korea. Results: Morphological characteristics in the four species classified into the genera Aphanizomenon Morren ex Bornet et Flahault 1888 and Cuspidothrix Rajaniemi et al. 2005 were observed by light microscopy. The following four taxa were identified: Aphanizomenon flos-aquae Ralfs ex Bornet et Flahault, Aphanizomenon klebahnii Elenkin ex Pechar, Aphanizomenon skujae $Kom{\acute{a}}rkov{\acute{a}}-Legnerov{\acute{a}}$ et Cronberg, and Cuspidothrix issatschenkoi ($Usa{\check{c}}ev$) Rajaniemi et al. Aph. flos-aquae and Aph. klebahnii always formed in fascicles; the others only occurred in solitary. Aph. flos-aquae was similar to Aph. klebahnii, whereas these species differed from each other by the size and shape of fascicles, which was macroscopic in Aph. flos-aquae and microscopic in the Aph. klebahnii. One of their characteristics was that trichomes are easily disintegrating during microscopic examination. C. issatschenkoi could be clearly distinguished from other species by hair-shaped terminal cell. Its terminal cell was almost hyaline and markedly pointed. Young populations of the species without heterocytes run a risk of a misidentification. Aph. skujae was characterized by akinete. Morphological variability of akinetes from natural samples collected in the Nakdong River was rather smaller than those reported by previous study. Conclusions: C. issatschenkoi are described for the first time in the Nakdong River. In addition, Aph. klebahnii and Aph. skujae are new to South Korea.

• 한국물환경학회지
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• 제33권5호
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• pp.538-545
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• 2017

The purpose of this study is to investigate growth response and toxigenicity under various temperature and nutritional conditions, in order to understand the physioecological characteristics of Aphanizomenon flos-aquae, which is a bloom-forming cyanobacterium in the Nakdong River. The strain was inoculated into media under combinations of four temperatures (4, 12, 21, $30^{\circ}C$) and three nutrients (modified CB medium, P-depleted CB medium, N-depleted CB medium) for 28 days. The algae-inhibition tests were performed to assess the potential allelopathic effects of the strains' filtrates on the growth of four algae strains (Microcystis aeruginosa, Aulacoseria ambigua f. spiralis, Aphanizomenon flos-aquae, Scenedesmus obliquus). Toxin production of a strain was measured by Enzyme-Linked ImmunoSolbent Assay (ELISA). The optimal growth temperature (Topt) of strains was $19.9^{\circ}C$ ($18.3-21.2^{\circ}C$), and the temperature range for growth was from $-0.3^{\circ}C$ to $34.3^{\circ}C$. Specific growth rate (${\mu}$) in modified CB medium varied from 0.10 to $0.16day^{-1}$, and the maximum growth rate (${\mu}_{max}$) was $0.17day^{-1}$. Although growth curves under N-existed and N-depleted conditions were almost the same, growth under N-depleted condition was relatively slowed (${\mu}=0.09$ to $0.14day^{-1}$), with a decreased maximum cell density. However, growth under the P-depleted condition was restricted for all temperatures, Two stains of Aphanizomenon flos-aquae were confirmed as not producing toxins, because saxitoxin and cylindrospermopsin were not detected by ELISA. The exudates or filtrates from the Aphanizomenon flos-aquae (DGUC003) resulted in significant inhibition of algal growth on the Aulacoseira ambigua f. spiralis (DGUD001) and Aphanizomenon flos-aquae (DGUC001) (p < 0.01).

• ALGAE
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• 제18권3호
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• pp.233-238
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• 2003

Cyanobacteria were dominant from June to September in the Nakdong River and the Hoedong Reservoir. Microcystis aeruginosa was dominant from June to September; Anabaena flos-aquae from June to August and Aphanizomenon flos-aquae from July to August. Cyanobacterial neurotoxins, Anatoxin-a and saxitoxin were analyzed by electrospray ionization-mass spectrometry with strains of Aphanizomenon flos-aquae NIES-81 and Anabaena flosaquae NIER-10002. Anatoxin-a was not detected from the cultured Anabaena flos-aquae nor from the wild samples. Low levels of saxitoxin were detected in the cultured Aphanizomenon flos-aquae however, those of field samples were below the detection limit.

• ALGAE
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• 제20권4호
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• pp.333-343
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• 2005

Spatial and temporal variations of environmental factors and phytoplankton community were investigated in the three stations of Andong Reservoir in 1997 and 2003. The changes of physico-chemical water quality and phytoplanktonic biomass were higher in 2003 than that of 1997, due to rainfall difference. The concentration of total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) in the reservoir decreased, but total nitrogen fell relatively more between them. TN/TP ratio decreased from 109 to 90 showing no change at the downstream but a big decrease at the midand upstream. Predominant phylum of phytoplankton in Andong Reservoir were six genus that composed to Anabaena, Aphanizomenon and Microcystis of Cyanophyceae, Cosmarium and Scenedesmus of Chlorophyceae and Synedra of Bacillariophyceae, respectively. Among the observed phytoplankton, diatom Synedra occured as the maximum amount of 3,400 cells mL$^{-1}$ even at the above 30°C. Green algae Scenedesmus observed along with Microcystis. It seemed to be compete with Microcystis during the high water temperature period. Although trophic state of Andong Reservoir was decreased, the standing crops of phytoplankton were increased. Moreover bluegreen algae, Aphanizomenon and Microcystis in the region of upstream to midstream and diatom, Synedra in the region of midstream to downstream were increased until to reach the algal bloom, respectively. It seemed necessary to attention the changes of blue-green algae Aphanizomenon, that has an ability of nitrogen fixation.

• 생태와환경
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• 제50권1호
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• pp.137-147
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• 2017

독소 생성 분류군의 정의는 분리균주에 의해서 동정되고, 단일배양에 의한 독소 생성 여부 및 유전적 검토가 확인된 분류군을 의미한다. 이러한 관점에서 Aphanizomenon flos-aquae의 독소 생성능은 세계적으로 아직 논쟁의 여지가 있다. 본 연구는 낙동강에서 분리한 Aphanizomenon flos-aquae (DGUC001, DGUC003)을 대상으로 16S rRNA 염기서열을 이용하여 계통학적 위치를 확인하고, 남세균독소인 saxitoxin (STX)과 cylindrospermopsin (CYN)의 잠재적 생성능력을 유전자 수준에서 검토하였다. 연구에 사용된 균주는 2016년 8월과 2016년 10월에 낙동강 본류구간의 하천수에서 분리되었다. 계통학적 분석에는 16S rRNA가 사용되었으며, 독소 생성 유전자는 CYN과 STX 생합성에 관여하는 cyrA, cyrJ, sxtA, sxtI 유전자가 선택되었다. 분리된 균주 DGUC001과 DGUC003은 육안으로 관찰 가능한 크기의 다발(fascicles)을 형성하였으며, 세포사(trichome)가 병렬 형태로 나열되고, 세포사의 양쪽 끝에 위치한 말단 세포(terminal cell)가 거의 투명하거나 긴 끈 형태의 세포질을 가지고 있었다. 또한, 두 개의 균주는 98.4%의 유전적 유사도를 나타내어 동일종으로 판단되었고, 유전자 은행에서 선별한 Cluster I의 Aph. flos-aquae strains과도 계통수에서 66~82%의 bootstrap value의 지지도로 단일 cluster에 포함되었다. 확보된 두 개 균주의 유전자 정보는 유전자은행 NCBI에 등록되었으며, KY327795, KY327796의 Accession no.를 부여받았다. 한편, 세포독소 CYN의 생합성에 관여하는 유전자 cyrA와 cyrJ는 두 개 균주 모두에서 확인되지 않았다. STX의 생합성을 담당하는 유전자 중 sxtA 유전자는 두 개의 균주에서 확보되었으며, 독소생합성 과정의 분자생물학적 지표 역할을 하는 sxtI 유전자는 발견되지 않았다. 따라서 낙동강 현장시료에서 분리된 두 개의 균주는 형태학적 및 계통분류학적으로 동일종인 Aphanizomenon flos-aquae Ralfs ex Bornet et Flahault 1888로 동정되었으며, 두 개의 균주는 CYN과 STX의 잠재적인 독소 비생성 균주로 확인되었다. 이 결과를 통하여 Aph. flos-aquae가 독소 생성 분류군으로 분류되는 것에 대한 보다 면밀한 검토가 필요할 것으로 판단되었다.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제28권2호
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• pp.188-193
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• 2013

Aphanizomenon flos-aquae는 시아노박테리아 일종이며 anatoxin-a, saxitoxin, neosaxitoxin 등의 독소를 생산할 수 있어 국내에서는 식품원료로 사용이 금지되어있다. 전통적으로 시아노박테리아는 사상체 넓이, 세포 크기, 분열방법, 세포형태, 가스주머니의 존재유무 등의 형태학적 특징에 의한 분류가 가능하다. 그러나 가스주머니 혹은 무성포자와 같은 특징은 주변 환경 또는 생장조건에 따라 차이가 있으며 경우에 따라 소실되기도 한다. 따라서 PCR에 의한 Aph. flos-aquae를 함유하는 기능식품을 검출할 수 있는 분석법을 개발하였다. 프라이머를 설계하기 위하여 유전자은행(www.ncbi.nlm.nih.gov)에 등록되어있는 Aph. flos-aquae, 스피루리나의 16S rRNA 염기서열을 이용하였으며, 비교 및 분석에는 BioEdit ver. 7.0.9.0 프로그램을 사용하였다. 최종적으로 클로렐라, 스피루리나, 녹차, 시금치로부터 Aph. flos-aquae를 검출할 수 있는 AFA-F1/AFA-R1(363 bp) 프라이머를 최종 선정하였다. 그리고 상기 프라이머는 Aph. flos-aquae가 각각 1% 함유 되도록 제조된 클로렐라, 스피루리나 제품에서 모두 혼입여부의 확인이 가능함을 확인하였다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제5권1호
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• pp.1-7
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• 2002

The effects of floating islands on the changes in phytoplankton community structure were investigated in a small artificial pond. The floating islands planted with various emergent macrophytes covered 35% of total water surface area of the pond. Total 17 genera and 25 species of phytoplankton were found in the pond, of which Dinophyceae was 1 genera and 1 species, Cyanophyceae 1 genera and 1 species, Bacillariophyceae 6 genera and 8 species, and Chlorophyceae 9 genera and 15 species. Dominant phytoplanktons under floating islands were changed from Aphanizomenon sp. as a Cyanophyceae to Golenkinia radiata, Kirchneriella contorta and Micractinium pusillum as a Chlorophyceae for 56 days after the construction of floating islands on July 24, 2001. The changes of dominant phytoplanktons of the control without floating islands were similar to those under floating islands in July and August, but Aphanizomenon sp. was rapidly increased in the control sites in September. About 99% of the cell number of Aphanizomenon sp. was disappeared for a month after construction of floating islands. Species diversity of phytoplankton under the floating islands of Iris pseudoacorus was higher than those of other macrophytes as well as the control without floating islands. The cell numbers of Cyanophyceae and Chlorophyceae were fewer under the floating islands of I. pseudoacorus than those of other macrophytes. Our results showed that the floating islands could be a useful eco-technique for the control of water bloom by Cyanophyceae and Chlorophyceae in a pond ecosystem.

• 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.