• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제23권2호
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• pp.137-143
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• 2013

The diversity and distribution of methanogenic archaea in a four-compartment anaerobic baffled reactor (ABR) treating sugar refinery wastewater were investigated by polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE). At an organic loading rate of 5.33 kg $COD/m^3{\cdot}day$, the ABR could perform steadily with the mean chemical oxygen demand (COD) removal of 94.8% and the specific $CH_4$ yield of 0.21 l/g $COD_{removed}$. The $CH_4$ content in the biogas was increased along the compartments, whereas the percentage of $H_2$ was decreased, indicating the distribution characteristics of the methanogens occurred longitudinally down the ABR. A high phylogenetic and ecological diversity of methanogens was found in the ABR, and all the detected methanogens were classified into six groups, including Methanomicrobiales, Methanosarcinales, Methanobacteriales, Crenarchaeota, Arc I, and Unidentified. Among the methanogenic population, the acid-tolerant hydrogenotrophic methanogens including Methanoregula and Methanosphaerula dominated the first two compartments. In the last two compartments, the dominant methanogenic population was Methanosaeta, which was the major acetate oxidizer under methanogenic conditions and could promote the formation of granular sludge. The distribution of the hydrogenotrophic (acid-tolerant) and acetotrophic methanogens in sequence along the compartments allowed the ABR to perform more efficiently and steadily.

• 대한환경공학회지
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• 제35권8호
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• pp.571-578
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• 2013

본 연구에서는 음폐수를 이용 낮은 유기물 부하율에서 소화조 내부 pH 조절 유무에 따른 소화조 운전의 바이오가스 발생량 및 미생물 군집도 변화에 대한 비교 분석했다. 그 결과, 내부 pH를 조절하지 않은 반응조는 pH, Free ammonia, Volatile fatty acid의 증가에 의한 반응조 안정성이 떨어짐에도 불구하고 내부 pH 조절 반응조와 비슷한 바이오가스 전환율을 보였다. 이는 미생물 군집도 분석 결과에 따르면 외부환경에 대한 내성이 강한 Methanosarcina sp.의 우점에 의해 반응조의 안정성을 유지할 수 있었던 것으로 나타났다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제41권9호
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• pp.235-245
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• 2017

Background: Loading of excess nutrient via bioremediation of polluted sediment to overlying water could trigger anoxia and eutrophication in coastal area. The aim of this research was to understand the changes of overlying water features such as dissolved oxygen (DO); pH; oxidation reduction potential (ORP); $chlorophyll-{\alpha}$ ($Chl-{\alpha}$); and nitrogen nutrients ammonia ($N-NH_4{^+}$), nitrate ($N-NO_3{^-}$), and nitrite ($N-NO_2^-$) when the sediment was not treated (control) and treated by calcium peroxide for 5 weeks. Methods: The water samples were analyzed for measuring physical and chemical properties along with the sediment analyzed by polymerase chain reaction (PCR) including denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) for identifying the phylogenetic affiliation of microbial communities. Results: Results showed that due to the addition of calcium peroxide in sediment, the overlying water exposed the rise of dissolve oxygen, pH, and ORP than control. Among the nitrogen nutrients, ammonia inhibition was higher in calcium peroxide treatment than control but in case of nitrate inhibition, it was reversed than control. $Chlorophyll-{\alpha}$ was declined in treatment column water by 30% where it was 20% in control column water. Actibacter and Salegentibacter group were detectable in the calcium-peroxide-treated sediment; in contrary, no detectable community ware found in control sediment. Both phylogenetic groups are closely related to marine microflora. Conclusions: This study emphasizes the importance of calcium peroxide as an oxygen release material. Interaction with peroxide proved to be enhancing the formation of microbial community that are beneficial for biodegradation and spontaneity of nutrient attenuation into overlying water.

• International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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• 제47권1호
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• pp.1-11
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• 2023

The Indian golden muga silkworm, Antheraea assamensis Helfer is an economically important wild silkworm endemic to Northeastern part of India. In recent years, climate change has posed a threat to muga silk production due to the requirement that larvae be reared outdoors. Since the muga silkworm larvae are exposed to the vagaries of nature, the changing climate has increased the incidence of microbial diseases in the rearing fields. Accurate diagnosis of the disease causing pathogens and its associated epidemiology are prerequisites to manage the diseases in the rearing field. Although conventional microbial culturing methods are widely used to identify pathogenic bacteria, they would not provide meaningful information on a wide variety of silkworm pathogens. The information on use of molecular diagnostic tools in detection of microbial pathogens of wild silk moths is very limited. A wide range of molecular and immunodiagnostic techniques including denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE), random amplified polymorphism (RAPD), 16S rRNA/ITSA gene sequencing, multiplex polymerase chain reaction (M-PCR), fluorescence in situ hybridization (FISH), immunofluorescence, and repetitive-element PCR (Rep-PCR), have been used for detecting and characterizing the pathogens of insects with economic significance. Nevertheless, the application of these molecular tools for detecting and typing entomopathogens in surveillance studies of muga silkworm rearing is very limited. Here, we discuss the possible application of these molecular techniques, their advantages and major limitations. These methods show promise in better management of diseases in muga ecosystem.

• 한국환경농학회지
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• 제32권2호
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• pp.95-101
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• 2013

본 연구는 Protox 제초제내성 벼 재배가 토양 미생물에 미치는 영향과 수평적 유전자 이동성을 알아보기 위해 수행되었다. 생육단계별 토양 미생물 군집밀도의 경우 제초제내성 벼를 재배한 근권 토양 미생물 군집밀도가 비 형질전환 벼의 근권 토양과 유사하여 제초제저항성 벼 재배가 근권 토양 미생물에 미치는 영향은 비슷할 것으로 추정되었다. 근권 토양의 우점 미생물 분포 양상을 분석한 결과, Proteobacteria, Firmicutes와 Actinobacteria 순으로 나타났으며 우점종과 점유율은 거의 유사하였다. 근권 토양 DNA에 대한 DGGE 분석 결과, 제초제내성 벼와 비 형질전환 벼의 근권 토양 미생물 군집의 profile 변화는 나타나지 않았다. 제초제내성 벼 재배에 따른 토양 화학성을 분석한 결과, 비 형질전환 벼의 근권 토양간 화학성은 차이가 없는 것으로 나타났다. 제초제 내성 벼에 도입된 유전자군을 대상으로 근권 토양 DNA에 대한 PCR 분석 결과, 도입 유전자의 잔존성이 길지 않아 수평적 유전자 이동성은 희박할 것으로 추정되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권2호
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• pp.207-218
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• 2008

The impacts of planted transgenic rice varieties on bacterial communities in paddy soils were monitored using both cultivation and molecular methods. The rice field plot consisted of eighteen subplots planted with two genetically modified (GM) rice and four non-GM rice plants in three replicates. Analysis with denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) of PCR-amplified 16S rRNA genes revealed that the bacterial community structures were quite similar to each other in a given month, suggesting that there were no significant differences in bacterial communities between GM and non-GM rice soils. The bacterial community structures appeared to be generally stable with the seasons, as shown by a slight variation of microbial population levels and DGGE banding patterns over the year. Comparison analysis of 16S rDNA clone libraries constructed from soil bacterial DNA showed that there were no significant differences between GM and non-GM soil libraries but revealed seasonal differences of phyla distribution between August and December. The composition profile of phospholipid fatty acids (PLFA) between GM and non-GM soils also was not significantly different to each other. When soil DNAs were analyzed with PCR by using primers for the bar gene, which was introduced into GM rice, positive DNA bands were found in October and December soils. However, no bar gene sequence was detected in PCR analysis with DNAs extracted from both cultured and uncultured soil bacterial fractions. The result of this study suggested that, in spite of seasonal variations of bacterial communities and persistence of the bar gene, the bacterial communities of the experimental rice field were not significantly affected by cultivation of GM rice varieties.

• KSBB Journal
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• 제20권6호
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• pp.431-437
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• 2005

1. 고온 CSTR은 비교적 짧은 start-up 기간과 높은 $H_2$ 수율을 나타내었다. $H_2$ 생산속도와 $H_2$ 수율의 안정화를 근거로 판단컨대 start-up 기간은 30일 이내이었으며, 최고 $H_2$ 수율은 2.4 mol $H_2/mol$ glucose이었다. 2. 비교적 긴 HRT와 침전조를 이용한 biomass의 재순환에도 불구하고, 유입 포도당의 농도가 낮아 biomass 농도는 다른 중온 반응기에서 보고된 것에 비해 낮은 편이었다. 3. 운전 초기에 $CH_4$이 발생하였으나 8일 이후부터는 pH를 1.0 이하로 유지하였더니 14일 이후로는 거의 검출되지 않는 것으로 봐서 메탄생성균이 식종균에 남아 있더라도 반응기 운전조건을 통해 $CH_4$ 발생을 억제할 수 있었다. 4. 식종 미생물과 반응기로부터 취한 시료의 DGGE band 패튼이 다른 것으로 보아 고온 CSTR 조건에서 식종된 미생물 군집의 조성이 변화하였음을 알 수 있었다. 5. DGGE 분석결과 초기 43일간의 운전기간 동안에 관찰된 미생물 군집조성은 동적인 변화를 나타내었다. 약 14일부터는 biogas 조성이 거의 일정하였으나 미생물 군집은 동적 변화를 나타내었다. F. gondwanens와 T. Thermoanaerobacterium과 계통발생학적으로 가장 연관이 있는 개체군들이 운전 21일과 41일째에 각각 우점으로 나타났다. 6. 본 연구에서 식종 슬러지를 열처리하는데 사용한 조건은 메탄생성균을 완전히 제거하는데 불충분하다는 것은 운전 초기에 $CH_4$이 biogas에서 검출되었고, 식종 슬러지와 반응기로부터 취한 시료에서 메탄생성균이 가지는 mcrA 유전자가 PCR로 증폭되었으므로 알 수 있었다. 7. 메탄생성균의 주요 목에 특이적인 primers를 사용하여 PCR을 실시한 결과 식종슬러지에 있는 메탄생성균들은 주로 Methanosarcinales와 Methanomicrobiales 목에 속하였으며, $CH_4$이 발생했던 때의 반응기에 있는 메탄생성균들은 주로 Methanobacteriales 목에 해당되는 것으로 나타났다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제40권1호
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• pp.28-37
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• 2016

Background: Panax ginseng cannot be cultivated on the same land consecutively for an extended period, and the underlying mechanism regarding microorganisms is still being explored. Methods: Polymerase chain reaction and denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) and BIO-LOG methods were used to evaluate the microbial genetic and functional diversity associated with the P. ginseng rhizosphere soil in various cultivation ages and modes. Results: The analysis of microbial diversity using PCR-DGGE showed that microbial communities were significantly variable in composition, of which six bacterial phyla and seven fungal classes were detected in P. ginseng soil. Among them, Proteobacteria and Hypocreales dominated. Fusarium oxysporum, a soilborne pathogen, was found in all P. ginseng soil samples except R0. The results from functional diversity suggested that the microbial metabolic diversity of fallow soil abandoned in 2003was the maximum and transplanted soil was higher than direct-seeding soil and the forest soil uncultivated P. ginseng, whereas the increase in cultivation ages in the same mode led to decreases in microbial diversity in P. ginseng soil. Carbohydrates, amino acids, and polymers were the main carbon sources utilized. Furthermore, the microbial diversity index and multivariate comparisons indicated that the augmentation of P. ginseng cultivation ages resulted in decreased bacterial diversity and increased fungal diversity, whereas microbial diversity was improved strikingly in transplanted soil and fallow soil abandoned for at least one decade. Conclusion: The key factors for discontinuous P. ginseng cultivation were the lack of balance in rhizosphere microbial communities and the outbreak of soilborne diseases caused by the accumulation of its root exudates.

• 한국환경농학회지
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• 제30권4호
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• pp.466-472
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• 2011

본 연구는 국내에서 개발된 형질전환 콩 재배 시 토양 미생물 군집에 미치는 영향과 수평적 유전자 이동 여부를 알아보기 위해 수행되었다. 성숙기 토양의 미생물 군집밀도의 경우 형질전환 콩 근권 토양 미생물 군집밀도가 비 형질전환 콩 근권 토양과 유사하여 형질전환 콩 재배가 근권 토양 미생물에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 근권 토양의 우점 미생물 분포 양상 분석 결과, Proteobacteria, Firmicutes와 Actinobacteria 순으로 나타났으며 점유율은 다소 차이를 보였으나 우점종은 거의 유사하였다. 근권 토양 DNA에 대한 DGGE 분석 결과, 형질전환 콩과 비 형질전환 콩의 근권 토양 미생물 군집의 변화는 보이지 않았다. 형질전환 콩 재배에 따른 토양의 화학성을 분석한 결과, 형질전환 콩과 비 형질전환 콩의 근권 미생물상의 명확한 차이가 나타날 정도로 토양간 화학성의 차이는 크지 않았다. 형질전환 작물에 도입된 유전자군을 대상으로 식물체와 근권 토양 DNA에 대한 PCR 분석을 수행한 결과 수평적 유전자 이동성은 일어나지 않은 것으로 추정되었다.

• 생명과학회지
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• 제31권1호
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• pp.10-16
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• 2021

건강에 대한 관심 증대와 1인 가구 증가라는 사회구조적인 변화로 이용하기 편리한 농산물에 대한 소비가 증가하고 있다. 대부분의 신선 농산물은 가열하지 않고 섭취하는 경우가 많기 때문에 식품 매개 병원체에 쉽게 노출될 수 있어 세계적으로 과채류가 원인인 식중독 사고의 보고가 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 신선 농산물의 미생물학적 품질을 평가하고 식중독균 검출 방법을 비교 분석하고자 하였다. 신선 농산물 중 채소류 129건을 구입하여 배양기반 방법으로 식중독균을 분석한 결과, non-pathogenic Escherichia coli (3.9%), Bacillus cereus (31.8%), Clostridium perfringens (5.4%), Yersinia enterocolitica (0.8%), enterohemorrhagic E. coli (0.8%)가 검출되었다. 이러한 식중독균의 분석에는 증균 배양과정이 중요하게 작용을 하며 균주의 순수 분리 및 확인 동정에까지 상대적으로 많은 시간과 노력이 요구된다. 따라서 증균 배양의 과정 없이 식중독균을 신속하게 검출 할 수 있는 PCR-DGGE를 수행하여 배양 기반의 분석법과 비교하였다. 비병원성 대장균은 배양 기반 방법에서 검출되지 않았음에도 PCR-DGGE에서는 검출된 경우가 2건이 있었다. 본 연구에서 사용한 대장균 정량 분석방법은 시료를 10배 희석한 후 배양하는 과정에서 시료의 손실 가능성과 검출 한계가 높은 단점으로 PCR-DGGE가 균종의 확인에 더욱 용이할 것으로 보였다. 저위해성 식중독균은 배양 기반 방법보다 PCR-DGGE에서 검출 한계가 높은 것으로 보였다. 고위해성 식중독균은 배양 기반 방법보다 PCR-DGGE (10 CFU/g)에서 검출 한계가 낮아 균종 확인과 검출에 용이하다고 판단되었고 이를 통해 채소류에서 고위해성 식중독균의 잠재적 위험성을 확인하였다. 본 연구의 결과는 신선 농산물의 미생물 위해 평가와 기준 설정을 위한 기초 자료로 활용될 수 있으며 신선 농산물 관련 식중독균 검출 방법의 개선과 식중독 발생 예방에 기여할 것으로 기대한다.