• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제20권12호
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• pp.1717-1723
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• 2010

The integrated fixed-film activated sludge (IFAS) system is a variation of the activated sludge wastewater treatment process, in which hybrid suspended and attached biomass is used to treat wastewater. Although the function and performance of the IFAS system are well studied, little is known about its microbial community structure. In this study, the composition and diversity of the bacterial community of suspended and attached biomass samples were investigated in a full-scale IFAS system using a high-throughput pyrosequencing technology. Distinct bacterial community compositions were examined for each sample and appeared to be important for its features different from conventional activated sludge processes. The abundant bacterial groups were Betaproteobacteria (59.3%), Gammaproteobacteria (8.1%), Bacteroidetes (5.2%), Alphaproteobacteria (3.9%), and Actinobacteria (3.2%) in the suspended sample, whereas Actinobacteria (14.6%), Firmicutes (13.6%), Bacteroidetes (11.6%), Betaproteobacteria (9.9%), Gammaproteobacteria (9.25%), and Alphaproteobacteria (7.4%) were major bacterial groups in the attached sample. Regarding the diversity, totals of 3,034 and 1,451 operational taxonomic units were identified at the 3% cutoff for the suspended and attached samples, respectively. Rank abundance and community analyses demonstrated that most of the diversity was originated from rare species in the samples. Taken together, the information obtained in this study will be a base for further studies relating to the microbial community structure and function of the IFAS system.

• 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.

• 미생물학회지
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• 제53권4호
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• pp.309-315
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• 2017

호산성미생물은 pH가 낮은 환경에서 살아가는 미생물로서 산화, 환원 반응을 통하여, 금속을 포함한 물질들의 순환에 영향을 미친다. 본 연구에서는, 국내의 폐광산 및 제주 곶자왈 지역의 산성토양으로부터 배양을 통해 50여 종 이상의 미생물을 분리하였으며, 분자계통학적 분석을 통하여 최종, Gammaproteobacteria 강에 속하는 미생물 6종, Actinobacteria 강에 속하는 미생물 5종, Betaproteobacteria 강에 속하는 미생물 4종, Alphaproteobacteria 강에 속하는 미생물 2종, Bacilli 강에 속하는 미생물 2종을 얻을 수 있었다. 이들은 공통적으로 낮은 pH의 조건에서 살아가는 미생물임을 확인 할 수 있었다. 본 연구를 통하여 확보한 산성토양내의 미생물들의 생리적 특징은 앞으로의 다양한 국내 미생물 자원의 활용에 기초적인 지식을 제공할 것으로 기대된다.

• 한국식품과학회지
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• 제53권3호
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• pp.334-343
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• 2021

본 연구에서는 16S rRNA 염기서열 분석을 통하여 시설재배 오이 내 상재균총 군집 특성을 분석하였으며, 수확 시기 및 지역에 따른 상재균총에 대한 정보를 제공하였다. 상재균총 다양성 분석(α-diversity)의 경우 5월 시료에서 더 높은 수치의 Observed OTUs와 Chao1 index가 나타났다. PCoA (β-diversity)분석을 통해서 수확 시기에 따른 상재균총의 차이가 존재함을 확인하였다. Phylum 수준에서는 Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria가 우점하였고, class 수준에서는 Gammaproteobacteria, Bacilli, Alphaproteobacteria, Actinobacteria가 주로 존재하였다. Genus 수준에서는 시기적인 요인이 주로 상재균총에 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있었으며, 일부 지역적 요인의 영향도 관찰 되었다. 5월 시료에서는 Aureimonas, Escherichia, Microbacterium이 11월 시료에서는 Enterococcus, Pseudomonas, Rhizobium이 더 높은 비율을 차지하였다. 이외에도, Acinetobacter, Aerococcus, Aureimonas, Enterobacter, Enterococcus, Escherichia, Pantoea, Pseudomonas, Staphylococcus와 같이 잠재적인 위험성을 가지는 genus가 존재함을 확인하였다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제13권2호
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• pp.308-320
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• 2022

The high internal resistance (R_int) that develops across the sediment microbial fuel cells (SMFC) limits their power production (~4/10 mW m^-2) that can be recovered from an initial oil-contaminated sediment (OCS). In the anolyte, R_int is related to poor biodegradation activity, quality and quantity of contaminant content in the sediment and anode material. While on the catholyte, R_int depends on the properties of the catholyte, the oxygen reduction reaction (ORR), and the cathode material. In this work, the main factors limiting the power output of the SMFC have been minimized. The power output of the SMFC was increased (47 times from its initial value, ~4 mW m^-2) minimizing the SMFC R_int (28 times from its initial value, 5000 ohms), following the main modifications. Anolyte: the initial OCS was amended with several amounts of gasoline and kerosene. The best anaerobic microbial activity of indigenous populations was better adapted (without more culture media) to 3 g of kerosene. Catholyte: ORR was catalyzed in birnessite/carbon fabric (CF)-cathode at pH 2, 0.8M Na₂SO₄. At the class level, the main microbial groups (Gammaproteobacteria, Coriobacteriia, Actinobacteria, Alphaproteobacteria) with electroactive members were found at C-anode and were associated with the high-power densities obtained. Gasoline is more difficult to biodegrade than kerosene. However, in both cases, SMFC biodegradation activity and power output are increased when ORR is performed on birnessite/CF in 0.8 M Na₂SO₄ at pH 2. The work discussed here can focus on bioremediation (in heavy OCS) or energy production in future work.

• Journal of Microbiology
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• 제45권6호
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• pp.479-484
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• 2007

Bacterial communities at 10 cm, 100 cm, and 200 cm depths in a 100-year-old lead-zinc tailing heap were evaluated by constructing 16S rRNA gene libraries. In total, 98 operational taxonomic units (OTUs) were identified from 193 clones at a 3% sequence difference level. The OTU number and species richness decreased with the depth. Species composition was significantly different between the three libraries. Fifty-seven percent of the examined clones were Acidobacteria and 27% belonged to Proteobacteria. Other sequences included Chloroflexi, Firmicutes, Chlamydiae, Actinobacteria, Gemmatimonadetes, Nitrospira, and three unclassified OTUs. Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Firmicutes, and Actinobacteria were mainly distributed in the rhizosphere of naturally colonizing plants; however, Deltaproteobacteria, Acidobacteria, and Chloroflexi tended to inhabit the deeper tailings (below the 100 cm-depth).

• 미생물학회지
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• 제50권2호
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• pp.119-127
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• 2014

남극 로스해의 퇴적물로부터 배양을 통해 분리한 균주의 분류 및 생리학적 특성 분석을 수행하였다. 분리 세균 63균주의 16S rRNA 유전자 염기서열을 이용한 계통분류학적 분석 결과, 이들은 Actinobacteria, Bacteroidetes, Alphaproteobacteria 및 Gammaproteobacteria 내의 21개의 파일로타입(phylotypes)에 속하였다. 98.65% 염기서열 유사도를 기준으로, 약 49%의 균주가 잠재적으로 신종 또는 신속 후보인 것으로 나타났다. 분리된 균주 중, 각각 46%, 25% 및 32%의 균주가 세포외 단백질분해효소, 지질분해효소 및 외부다당체 생성에 대한 활성을 나타냈다. 43개의 균주는 최소 1개의 세포외 분비 물질을 생산하였고, 이들 중 21개 균주는 최소 2개의 세포외 단백질분해효소, 지질분해효소 또는/및 세포외다당체를 생성하였다. 이러한 결과는 남극 로스해 퇴적물 내의 배양된 세균 군집이 해당 환경에서 탄소와 질소와 관련된 유기물질의 가수분해에 영향을 미치고 있다는 것을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제28권8호
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• pp.955-961
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• 2018

불가사리를 이용하여 다양한 생리활성에 대한 연구가 많이 진행되었지만, 다른 천연물 연구에 비해 불가사리로 부터 분리한 미생물에 대한 연구는 부족하다. 이에 본 연구에서는 제주도에서 채집한 극피동물인 빨강불가사리(Certonardoa semiregularis)의 내장으로부터 Marine Agar와 R2A를 이용하여 총 103개의 균주를 분리하여 세균군집에 대해 조사하였다. 분리된 균주들은 16S rRNA유전자를 이용하여 염기서열을 분석 및 동정하였다. 그 결과 주요 계통군은 Proteobacteria (Alpha-proteobacteria 24%, Beta-proteobacteria 4%, Gamma-proteobacteria 65%) 93%, Bacteroidetes 4%, Actinobacteria 2%, Firmicutes 1%로 4개의 문이 확인되었고, 7개의 강(Actinobacteria, Flavobacteria, Bacilli, Sphingobacteria, Alpha-proteobacteria, Beta-proteobacteria, Gamma-proteobacteria), 15개의 목, 19개의 과, 24속이 관찰되었다. 또한 계통 분석 결과 2개의 균주(Lysobacter sp., Pedobacter sp.)가 각각 97.55%, 97.58%로 상동성이 98% 이하로 나타나 새로운 속 또는 종으로 분류될 가능성이 있다고 여겨지며, 표준 균주와 함께 신종 후보 균주에 대한 생화학적, 형태학적 등의 추가적인 신종실험을 향후 진행해야 할 것으로 사료 된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권6호
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• pp.1100-1107
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• 2012

화학비료의 장기 시용이 벼 내생 세균 군집에 미치는 영향을 조사하기 위해서 국립농업과학원의 장기 비료 연용 포장에서 재배한 벼 뿌리의 내생균의 군집을 파이로시퀀싱 기법으로 분석하였다. 3요소구 (APK)와 무비구 (NF) 시료에서 직접 DNA를 추출하여 세균에 특이적인 barcode PCR을 수행한 후 454 파이로시퀀싱을 하였다. 두 시료 (3요소구, 무비구)에서 1,900개의 염기서열을 얻었으며, 각각 177개와 72개의 OTU로 분류하였다. 두 시료는 22개의 OTU를 공유하였으며, 이들 OTU는 두 시료에서 모두 우점하였다. 특히 Pseudomonas속에 속하는 OTU의 비율이 매우 높았다. 문 (phylum) 수준에서 우점하는 내생균은 두 시료 모두 Gammaproteobacteria, Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Actinobacteria 등 이었다. 처리구별로 계산한 다양성 지수는 3요소구 시료에서 더 높았다. 본 연구를 통해 장기간 비료 시용은 식물체내 존재하는 내생균 군집 구조에 영향을 주며, 벼 뿌리의 내생 세균의 군집 다양성을 증가시키는 것을 알 수 있었다.

• 한국환경기술학회지
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• 제19권6호
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• pp.550-555
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• 2018

국제 해사기구 (IMO)에서 MARPOL 73/78은 조문과 여섯 개의 부속서로 구성되어 있다. Annex IV는 선박의 하수를 규제한다. 2012년 제 64회 결의안에서 선박에서 배출되는 하수 중 영양염류를 제거하도록 규제하였다. 2014년 해양수산부의 지원으로 영양염류를 제거 할 수 있는 대용량 폐수처리 장치를 개발하였다. Sequence Batch Reactor (SBR)와 Membrane Bio Reactor (MBR)를 결합한 새로운 공정이 개발되었다. 현존하는 SBR 공정의 사이클에서는 침전을 제외하고 통기 및 교반만을 사용하였고, 상기 막은 처리 된 물을 배출 시키는데 사용하였다. 본 연구에서는 MACROGEN 사의 NGS 분석 기술을 이용하여 Bench 규모 폐수처리 설비를 이용한 하수처리장 원수를 처리하기 위한 최적 운전조건에서 폭기조 내 미생물의 우점종을 분석하였다. 그 결과 Bacteroidetes는 호기성 박테리아의 27.1 %를 차지했으며 Gammaproteobacteria는 혐기성 박테리아의 16.8 %를 차지하였다. Operational taxonomic unit ratio에 Others 항목이 차지하는 비율도 상당하다고 볼 수 있는데 기존의 오수처리를 위해 필요했던 미생물 외에 아직 NCBI (National center for Biotechnology Information)에 등록되지 않은 미생물일 가능성이 있어 추후 연구가 필요하다고 판단된다.