• ALGAE
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• 제39권3호
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• pp.129-147
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• 2024

The species complex Mesodinium rubrum / major, common red tide-forming ciliates, has been intensively studied with regards to its ecological roles in global marine ecosystems and the evolutionary aspects of its "stolen" organelles (kleptoplasty and karyoklepty). Nonetheless, the taxonomy of the species within the complex remains unclear. A new marine Mesodinium species isolated from Gomso Bay, Korea, was cultivated under mixotrophic conditions by providing Teleaulax amphioxeia, a red cryptomonad, as prey. Cells of the new isolate consisted of two portions separated by two types of polykinetids. The number of polykinetid associated with the equatorial ciliary belt was approximately 38, and each consisting of two rows of up to 18 alternating kinetosomes each. There was an equal number of cirral polykinetids, each consisting of 16 kinetosomes organized into four longitudinal rows having five, five, four, and two kinetosomes, respectively (in anti-clockwise direction). The two kinds of kinetids and their associated microtubules and fibers were structurally similar to those of M. rubrum from Denmark. However, the Korean Mesodinium species was characterized by its broad posterior portion, 20-22 tentacles, and a cytopharyngeal annulus. Molecular phylogeny based on internal transcribed spacer sequences placed the Korean isolate in clade B of the M. rubrum / major species complex, rather than in clade F representing the neotype of M. rubrum. Based on morphological, ultrastructural, and molecular data, we propose the Korean strain as a new marine Mesodinium species, M. annulatum.

• ALGAE
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• 제30권4호
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• pp.281-290
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• 2015

We explored phagotrophy of the phototrophic ciliate Mesodinium rubrum on the cyanobacterium Synechococcus. The ingestion and clearance rates of M. rubrum on Synechococcus as a function of prey concentration were measured. In addition, we calculated grazing coefficients by combining the field data on abundance of M. rubrum and co-occurring Synechococcus spp. with laboratory data on ingestion rates. The ingestion rate of M. rubrum on Synechococcus sp. linearly increased with increasing prey concentrations up to approximately 1.9 × 10⁶ cells mL^-1, to exhibit sigmoidal saturation at higher concentrations. The maximum ingestion and clearance rates of M. rubrum on Synechococcus were 2.1 cells predator^-1 h^-1 and 4.2 nL predator^-1 h^-1, respectively. The calculated grazing coefficients attributable to M. rubrum on cooccurring Synechococcus spp. reached 0.04 day^-1. M. rubrum could thus sometimes be an effective protistan grazer of Synechococcus in marine planktonic food webs. M. rubrum might also be able to form recurrent and massive blooms in diverse marine environments supported by the unique and complex mixotrophic arrays including phagotrphy on hetrotrophic bacteria and Synechococcus as well as digestion, kleptoplastidy and karyoklepty after the ingestion of cryptophyte prey.

• 한국해양학회지:바다
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• 제9권4호
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• pp.164-172
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• 2004

담수의 유입량 및 유입특성이 서로 다른 서해의 곰소만과 금강하구역에서 1999년 9월부터 2000년 12월까지 0.5-2주일 간격으로 수온, 염분, 식물플랑크톤 군집 및 Mesodinium rubrum(=Myrionecta rubra) 개체군의 변동 특성을 연구하였다. 두 해역에서 수온과 염분 환경의 차이에 의한 식물플랑크톤 군집과 M. ruburm개체군의 시계열적 변동 양상의 상이성에 대하여 비교 $.$분석하였다. 불규칙한 담수 방류에 의하여 상류 기원의 부영양물질의 유입이 많은 금강하구역에서는 곰소만에 비하여 평균 밀도가 더 높은 M. ruburm개체군이 유지됨과 동시에, M. ruburm대발생의 빈도와 규모가 더 크다는 사실이 확인되었다 또한 보다 급격한 염분 변화를 보였던 금강하구역에서는 Skeletonema costatum을 비롯한 Asterionellopsis glacialis, A. kariana, Chaetoceros debilis, Eucampia zodiacus, Paralia sulcata, Thalassiosira pacifica, T. nordenskioeldii 등의 연안성 규조류의 우점도가 곰소만에서 보다 낮았던 반면, 염분 변화에 대한 내성이 강한 M. ruburm이 높은 우점율을 나타내었다. 향후 서해 연안에 새만금방조제와 같은 인공구조물이 건설되어 불규칙한 담수 방류의 빈도와 규모가 증가할 경우, 인근 해역에는 우점 규조류 대신 M. ruburm이 우점하게 될 가능성이 있다.

• 한국양식학회지
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• 제17권2호
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• pp.115-121
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• 2004

최근, 곰소만에서 채집한 시료로부터 최초의 온대역산 광합성 섬모류 Mesodinium rubrum MR-MAL01 배양체를 분리ㆍ배양하였다. 이 섬모류를 이용하여 이매패류의 섭식실험을 수행한 결과, 비단가리비와 바지락과 같은 이매패류가 섬모류를 직접 섭식 하였음을 확인하였는데, 개체 당 최대 섭식률은 비단가리비 9,590 cells $min^{-1}$, 바지락 23,200 cells $min^{-1}$으로 나타났다. 또한 비단가리비의 소화관에서 완전한 M. rubrum세포를 확인하지 못했으나, 파괴된 세포로 생각되는 작은 입자들을 관찰하였다. 바지락 치패에 섬모류인 M. rubrum과 미소조류인 Isochrysis galbana (KMCC H-2)를 공급하면서 28일 동안 사육한 결과, 작은 치패 그룹(각장 0.46 mm)에서는 I. galbana를 공급한 실험구가 좋은 성장을 보였던 반면, 큰 치패 그룹(각장 0.84 mm)에서는 M. rubrum을 공급한 실험구가 I. galbana를 공급한 실험구에 비해 성장이 좋았다. 따라서 이 광합성 섬모류는 이매패류의 치패 및 모패와 입이 작은 자어의 먹이생물, rotifer의 영양강화제 및 어류의 천연 착색제로도 활용할 수 있는 잠재력이 있어 해양 생물공학적 활용을 위한 생물재료로서 개발 가능성을 제안한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제8권1호
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• pp.29-34
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• 2003

한국 서해의 곰소만에서 분리한 온대 해역 산 초유의 M. rubrum MR-MAL01 배양체가 확보되어, M. rubrum의 입자성 먹이 섭식 현상이 보고되었다. 100$\mu$mo1 photons m$^{-2}$ s$^{-1}$의 고광도(HL) 및 10 $\mu$mo1 photons m$^{-2}$ s$^{-1}$의 저광도(LL)에서 광 적응된 미동정 은편모조류 종주 CR-MAL01를 섭식한 M. rubrum의 HL및 LL적응 배양체의 흡광스펙트림을 분석하였다. LL에 적응된 은편모조류를 섭식하고 LL에 적응한 M. rubrum은 섭식 이전의 먹이 세포 흡광특성인 542nm부근의 황갈색 파장 범위에서 뚜렷한 흡광피크를 나타낸 반면, HL에 적응된 은편모조류를 섭식하고 HL에 적응한 M. rubrum은 이러한 흡광 피크를 보이지 않았다. 이는 M. rubrum세포가 자연환경에서 먹이로서 은편모조류 세포를 섭식하기 이전 이들의 광 적응 상태가 섭식 이후 M. rubrum의 광이용 효율 및 광흡수 특성 등을 결정짓는 주요 요인이 될 가능성을 시사한다. 본 연구 결과에 따라 예상되는 해양 미소생물 생태계 내에서 이들 섭식자 및 먹이생물 종의 역할에 대하여 논의하였다.

• ALGAE
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• 제29권2호
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• pp.153-163
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• 2014

Mesodinium rubrum is a cosmopolitan ciliate that often causes red tides. Predation by heterotrophic protists is a critical factor that affects the population dynamics of red tide species. However, there have been few studies on protistan predators feeding on M. rubrum. To investigate heterotrophic protists grazing on M. rubrum, we tested whether the heterotrophic dinoflagellates Gyrodiniellum shiwhaense, Gyrodinium dominans, Gyrodinium spirale, Luciella masanensis, Oblea rotunda, Oxyrrhis marina, Pfiesteria piscicida, Polykrikos kofoidii, Protoperidinium bipes, and Stoeckeria algicida, and the ciliate Strombidium sp. preyed on M. rubrum. G. dominans, L. masanensis, O. rotunda, P. kofoidii, and Strombidium sp. preyed on M. rubrum. However, only G. dominans had a positive growth feeding on M. rubrum. The growth and ingestion rates of G. dominans on M. rubrum increased rapidly with increasing mean prey concentration < $321ngCmL^{-1}$, but became saturated or slowly at higher concentrations. The maximum growth rate of G. dominans on M. rubrum was $0.48d^{-1}$, while the maximum ingestion rate was 0.55 ng C $predator^{-1}d^{-1}$. The grazing coefficients by G. dominans on populations of M. rubrum were up to $0.236h^{-1}$. Thus, G. dominans may sometimes have a considerable grazing impact on populations of M. rubrum.

• ALGAE
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• 제32권1호
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• pp.47-55
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• 2017

We explored feeding by the mixotrophic ciliate Mesodinium rubrum, heterotrophic nanoflagellates (HNFs), and small ciliates (<$30{\mu}m$ in cell length) on natural populations of heterotrophic bacteria in Masan Bay, Keum River Estuary, and in the coastal waters of the Saemankeum area, Korea when M. rubrum red tides occurred. We also measured ingestion rates of M. rubrum on cultured heterotrophic bacteria as a function of bacterial concentration in the laboratory. The ingestion rates of M. rubrum on natural populations of heterotrophic bacteria (2.3-16.8 bacteria $grazer^{-1}h^{-1}$) were comparable to or lower than those of co-occurring HNFs (10.7-41.7 bacteria $grazer^{-1}h^{-1}$), but much lower than those of co-occurring small ciliates (76.0-462.2 bacteria $grazer^{-1}h^{-1}$). However, the maximum grazing coefficient of M. rubrum ($0.245d^{-1}$) on natural populations of heterotrophic bacteria was much higher than that of small ciliates ($0.089d^{-1}}$), and slightly higher than that of HNFs ($0.204d^{-1}$). With increasing bacterial concentrations, ingestion rates of M. rubrum on cultured heterotrophic bacteria continuously increased, but became saturated at higher prey concentrations over $1-5{\times}10^6cells\;mL^{-1}$. The maximum ingestion rate of M. rubrum on cultured heterotrophic bacteria was 34.4 bacteria $grazer^{-1}h^{-1}$. Based on the present study, it is suggested that M. rubrum may be an important grazer of heterotrophic bacteria and sometimes have considerable grazing impact on natural populations of heterotrophic bacteria.

• 한국해양학회지:바다
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• 제20권3호
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• pp.151-157
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• 2015

실내 배양체를 이용한 최근의 연구들은 혼합영양성 와편모류 Dinophysis와 종속영양성 와편모류 Oxyphysis oxytoxoides가 둘 다 혼합영양성 섬모류인 Mesodinium rubrum을 먹이생물로 이용하여 잘 성장한다는 점을 보고한 바 있다. 본 연구는 자연 생태계에서 포식자인 D. acuminata 및 O. oxytoxoides와 그들의 먹이인 M. rubrum사이의 상호작용을 연구할 목적으로 2011년 7월말부터 8월말까지 한 달간에 걸쳐 마산만의 한 고정 정점에서 하루 2회씩 개체군 변동을 모니터링 하였다. 본 연구동안 염분은 강수량이 높게 나타난 시기에 최소 5까지 급격하게 낮아지다가 강수량이 감소하는 8월말로 갈수록 약 28까지 점차적으로 증가하는 경향을 나타냈고, 수온은 8월 20일까지는 평균적으로 $26.5^{\circ}C$를 유지하였으나, 이후에는 평균 $21^{\circ}C$를 유지하였다. M. rubrum은 연구기간 동안 지속적으로 출현하였으나 그 변동 폭($13-492\;cells\;mL^{-1}$)이 매우 컸다. D. acuminata와 O. oxytoxoides의 개체수는 각각 $n.d.-19,833\;cells\;L^{-1}$와 $n.d.-100,333\;cells\;L^{-1}$의 범위를 나타냈다. 전반적으로 D. acuminata와 먹이생물인 M. rubrum의 개체수 출현 양상은 시간차를 두고 서로 밀접한 관계를 보이기도 하였으나, M. rubrum이 높은 밀도로 출현함에도 불구하고 D. acuminata의 대번식이 일어나지 않는 경우가 존재하였는데, 이러한 이유는 극심한 염분의 변화 및 포식 등의 결과로 판단된다. 한편, O. oxytoxoides는 M. rubrum이 지속적으로 출현함에도 불구하고 $19-24^{\circ}C$의 수온 범위에서만 출현한 결과로 볼 때, 먹이생물의 부족보다는 수온 등의 환경요인이 O. oxytoxoides의 밀도 변화에 큰 영향을 미쳤을 것으로 판단된다.

• 한국환경과학회지
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• 제20권9호
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• pp.1087-1093
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• 2011

The mixotrophic marine ciliate Mesodinium rubrum possesses a highly modified algal endosymbiont as a nutrition source for the species. Accordingly, we assumed that the species can reflect the ecotoxicity on marine producer (as phytoplankton) and consumer (as zooplankton) both. A series of experiments were conducted to identify the potential of the species as a standard test species for marine ecotoxicological study. The comparison of species sensitivity on reference toxic materials was made using potassium dichromate for phytoplankton and copper chloride for zooplankton. The ciliate revealed the highest sensitivity on both reference materials among the seven test species including phytoplankton, benthic copepod and rotifer species. The toxicity end point of the species was 72hr-$EC_{50}$=1.52 mg/L (as potassium dichromate) estimated by population growth inhibition (PGI), which is more sensitive than the most sensitive phytoplankton Skeletonema costatum (72hr-$EC_{50}$=3.05 mg/L). As comparison to rotifer, it also revealed higher sensitivity on copper chloride; 72hr-$EC_{50}$=0.38 mg/L for ciliate and 48hr-$EC_{50}$=0.48 mg/L for rotifer. Also, the elutriate toxicity test of various ocean disposal wastes were conducted to identify the potential of ciliate toxicity test application using industrial waste sludges. The toxicity of leather processing waste sludge was highest on the ciliate, followed by dyeing waste sludge and dye production waste sludge as an increasing order of toxicity. 72h-$EC_{50}$ of ciliate PGI test was 1.83% and that of S. costatum 3.84% for leather waste sludge which showed highest toxicity. The toxicity test results also revealed that the highest sensitivity was observed on ciliate species on ocean disposed sludge wastes. Also, ciliate toxicity test well discriminated the degree of toxicity between sludge sources; 72h-$EC_{50}$ values were 1.83% for leather processing waste sludge, 16.75% for dye production waste sludge and 27.75% for textile production waste sludge. Even the laboratory culture methods of the species were not generally established yet, the species has high potential as the standard test species for marine toxicity test in terms of the dual reflection of phyto- and zooplankton toxicity from single test, sensitivity and test replicability.

• 환경생물
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• 제34권4호
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• pp.292-303
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• 2016

제주 해안선의 19개 항만을 대상으로 2016년 6월 제주 천해역의 해황과 식물플랑크톤 군집의 차이를 파악하였다. 결과 수온은 $17.6{\sim}20.7^{\circ}C$, 염분은 26.19~32.33 psu, Chl-a 농도는 $0.76{\sim}7.13{\mu}g\;L^{-1}$ 그리고 탁도는 0.51~14.49 FTU의 범위에서 변동하였다. 식물플랑크톤 군집도 출현이 확인된 종은 35속 51종으로 단조롭고, 분류군별로는 규조류가 56.8%, 와편모조류가 27.4%를 차지하였다. 그러나 정점별 출현종은 5~22종으로 염분에 의해 지배되었다. 세포밀도 $2.9{\sim}185.9cells\;mL^{-1}$로 변화하여, 환경인자 및 식물플랑크톤 군집 모두 해역별 차이가 큰 특징을 보였다. 우점종은 전체로는 Navicula spp., Strphanopyxis turris, Eutreptiella gymnastica, Mesodinium rubrum이 5% 이상의 우점율을 보이지만, 해역 별로는 전체와는 다른 양상으로 우점종에서도 많은 차이를 보였다. 그리고 주성분분석에 의한 제주해안선 주변해역의 식물플랑크톤 군집에서 Chl-a 농도는 규조류보다 식물성 편모조류에 의해 지배되었고, 규조류는 염분에 크게 지배되지 않지만, 출현종 및 식물성 편모조류는 염분과 밀접한 관련성을 보였다. 즉 이러한 결과는 이른 여름 제주 해안선 주변해역의 식물플랑크톤 군집은 쓰시마난류, 양자강희석수 등 대형 수괴보다도 육지부의 기온, 강수량 등의 기상인자와 함께 해안으로 직접 유입되는 지하수에 의해 기초생산이 지배되는 것을 시사하는 것으로 판단되었다.