• 한국환경과학회지
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• 제25권4호
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• pp.473-481
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• 2016

We examined the effects of ocean acidification (OA) and eutrophication on the physiology of a red alga, Gracilariopsis chorda, using specimens collected at Wando Island, Korea, in July of 2015. The samples were transported to a laboratory and placed on growth media for treatments involving low or high levels of ammonium ($4{\mu}M$ or $60{\mu}M\;NH_4{^+}$) and low or high pH(7.5 or 8.2). The control treatment used filtered seawater (pH 8.2 and $4{\mu}M\;NH_4{^+}$). All experiments were conducted at $20^{\circ}C$ and under a lighting intensity of $80{\mu}mol\;photons\;m^{-2}\;s^{-1}$, with or without an injection of $CO_2$ (pH 7.5). In addition, we calculated rates of respiration under darkness, at a pH of 7.5 and $60{\mu}M\;NH_4{^+}$. Fluctuations in pH as well as the evolution of photosynthetic oxygen and $NH_4{^+}$ uptake rates were monitored for 6 h. The greatest increase in pH levels, from 7.50 to 8.65, occurred in response to $60{\mu}M\;NH_4{^+}$, whereas the largest decrease, from 7.50 to 7.42, was associated with elevated respiration rates. At a pH of 7.5, rates of oxygen evolution were higher (236% saturation) for samples treated with $60{\mu}M\;NH_4{^+}$ than for the control (121% saturation). Ammonium uptake was highest at pH 7.5 and $60{\mu}M\;NH_4{^+}$, with a rate of $0.526{\pm}0.002{\mu}mol\;g^{-1}\;FW\;h^{-1}$, followed in order by the treatments of $pH\;8.2/60{\mu}\;NH_4{^+}$, $pH\;7.5/4{\mu}M\;NH_4{^+}$, and the control ($pH\;8.2/4{\mu}M\;NH_4{^+}$). We speculated that the rates of photosynthesis and $NH_4{^+}$ uptake could be enhanced at a higher ammonium concentration and lower pH because $CO_2$ concentrations were increased through greater photosynthetic activity. Therefore, these findings suggest that the physiology of G. chorda populations can be improved by the interaction of optimized $CO_2$ concentrations and an adequate supply of essential nutrients such as ammonium.

• 한국수산과학회지
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• 제46권5호
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• pp.607-618
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• 2013

Marine macroalgal community structures and characteristics of ocean environmental factors were examined seasonally at four sites in Jeju Island, Korea, from March to November 2012. A total of 71 macroalgal species were identified, including 9 green, 7 brown, and 55 red algae. Peyssonnelia capensis occurred at all study sites and in all seasons. The average annual biomass of seaweed was 991.84 g wet $wt/m^2$, with seasonal variations from 543.80 g in autumn to 1,284.17 $g/m^2$ in summer. A green alga, Codium coactum, was the dominant species, occupying 21.31% (211.39 $g/m^2$) of the total algal biomass in Jeju Island. Subdominant species were Ecklonia cava and Lithophyllum okamurae, comprising 20.85% (206.75 $g/m^2$) and 19.64% (194.75 $g/m^2$), respectively, of the total algal biomass in Jeju Island. The vertical distribution of subtidal seaweeds was represented by L. okamurae at 5 m depth, C. coactum at 10 m depth, E. cava at 5-10 m depth and P. capensis at the 20 m depth level. In the present study, crustose coralline algae, which predominated on barren ground, were subdominant species at all study sites. Community indices varied between 0.51-0.63 for dominance index (DI), 5.53-8.14 for richness index (R), 0.51-0.63 for evenness index (J'), and 2.04-2.32 for diversity index (H'). On the basis of seaweed biomass and community indices, Sinchang was the best preserved coastal area, showing maximal values in biomass, and evenness- and diversity-indices, and minimal value in the dominance index, representing stable environmental conditions. In contrast, the Onpyung and Topyeong sites, located near tourist venues such as Udo and Seogwipo were relatively poor habitats based on community indices and biomass. The present results could imply that climate changes alter seaweed community structure, and long-term monitoring of the study sites is required.

• ALGAE
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• 제30권1호
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• pp.59-66
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• 2015

The growth and hole formation of Ulva australis were examined at seven coastal areas of Korea between July and August, 2013. Animal species and weight growing on the Ulva fronds were estimated at Haseom, Pohang, and Woedo. The effects of wave exposure on the morphological features and residential animals of Ulva fronds were investigated at wave-exposed and sheltered sites of Seongsan on October 19, 2013. U. australis had different frond areas ($82-665cm^2$), hole areas ($2.5-6.3cm^2$), and hole numbers (9.8-41.3 holes) at the seven sites. Within $0.1m^2$ of Ulva frond, hole areas ranged from 0.37 to $5.94cm^2$, and between 4.9 and 36.2 holes were observed. Fourteen residential animal species were observed at the three evaluated sites, 75.0 (Haseom) to 408.7 individuals $100g^{-1}$ Ulva (Pohang) per site. The dominant residential species at each site differed with Amphithoe sp. at Haseom, Monodonta spp. at Pohang, and Pagurus sp. at Woedo. The growth (frond area, wet weight) and hole number of Ulva fronds, and the number of residential animals were significantly greater in samples collected from the sheltered shore than the wave-exposed shore of Seongsan. The present results showed U. australis grew well at sheltered shores and had more holes on the fronds due to abundance of residential animals. The dominant residential animals (crabs, gammaridea, and snails) were similar in the Ulva populations of sheltered and wave-exposed shores, but greater species diversity was observed at the exposed shore (18 species ver. 11 species). In conclusion, U. australis is a keystone species providing habitat to various invertebrates and frond holes are positively correlated to the number of residential animals.

• 생태와환경
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• 제36권1호통권102호
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• pp.1-8
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• 2003

동물플랑크톤 배양여과액 내의 분비물질 (info-chemi-cals)에 의해 유도되는 Microcystis aeruginosa의 성장, 군체형성과 독소생성량의 변화를 관찰하였다. 성체까지 자란 동물플랑크톤 Daphnia magna Straus와 Moina macrocopa Straus의 배양 여과액 (ZCMF)을 비교적 낮은 독소를 생성하는 M. aeruginosa배지에 첨가해준 후, ZCMF의 농도에 따른 성장시기별 세포밀도의 변화를 관찰한 결과, 지수성장기 (7일 이후)부터, ZCMF농도가 높아짐에 따라 세포밀도의 감소가 관찰되었다. 또한,20% ZCMF를 M. aeruginosa배지에 첨가해준 후, 군체형성 변화 및 microcystin 생성량의 변화를 관찰한 결과, 동물플랑크톤 처리군에서 2${\sim}$4일 째까지 군체당 세포수 및 평균 입자체적의 증가 현상이 관찰되었으며, 이 현상은 Moina 처리군보다는 Daphnia-처리군에서 더 뚜렷하게 관찰되었다. Microcystin 생성량의 경우 동물플랑크톤 처리군에서 4일째 최고값을 보여주었으며, 이후 감소하는 경향을 보였다. 특히, Daphnia 처리군에서는 4일째최고 $70.5{\pm}16.8\;{\mu}g/g$-dry cell까지 검출되었다. M. aeruginosa의 성장형의 변화, 군체형성과 microcystin 생성현상은 동물플랑크톤의 분비 화학물질을 매개로 한 M. aeruginosa의 방어수단으로 생각되며, 이러한 기작은 수생 생태계 내에서 피${\cdot}$포식자간의 상호관계를 설명할 수 있는 한 현상으로 생각된다.

• 생태와환경
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• 제47권4호
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• pp.342-349
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• 2014

본 연구는 최근 북한강 수계에서 번성하고 있는 Anabaena strain의 16S rDNA 염기서열을 이용한 종 수준의 동정과 geosmin 합성 유전자의 탐침을 통해 이취미 물질의 잠재 생산능력을 분석하였다. 현장(경기도 양평군 조암면 삼봉리 수역)에서 분리 배양한 Anabaena는 직선형과 나선형 두 가지의 형태적 변이를 보였다. 이들은 세포의 크기와 사상체에서 형태적 차이를 나타냈으며, A. circinalis 및 A. crassa와 유사한 형태적 특징들을 보여주었다. 그러나 16S rDNA 계통수 및 유연관계를 분석한 결과, 직선형과 나선형 모두 동일한 A. circinalis 종으로 확인되었다(98%~100%의 유전적 유사도). 또한 직선형과 나선형 strain 모두에서 geosmin을 합성하는 유전자 구간이 발견되어, 북한강 수계에 존재하는 Anabaena circinalis는 종의 형태적 변이에 관계없이 geosmin을 생산할 수 있음을 보여주었다. 본 연구의 결과는 유전자 수준에서 A. circinalis의 geosmin 생산에 대한 직접적인 증거를 제공하는 국내 최초의 보고로서 북한강 수계에서 geosmin 증가의 원인종 확인 및 관리에 중요한 자료를 제공한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제4권3호
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• pp.237-245
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• 1999

다시마 포자체에서 일어나는 광합성의 계절변화를 이해하기 위해, 1996년 2월부터 7월까지 동남해안에 양성한 엽체들의 광합성과 호흡률을 현장과 일정한 수온 및 영양염 조건으로 실험실에서 매월 측정하였다. 현장에서 측정한 P-I 매개변수는 계절적으로 변화하였다. 광합성력($P_{max}$)은 3월에 6.64 mg $O_2{\cdot}gdw^{-1}{\cdot}h^{-1}$로 최대였고, 이후 지속적으로 감소하였다. 광합성 효율(${\alpha}$)은 0.026~0.106의 범위였고, 광합성력과 유사한 시간변화를 보였다. 호흡률의 시간변화는 광합성력의 변화와 유의한 상관을 가지지 않았다. 호흡률은 0.25~0.83 mg $O_2{\cdot}gdw^{-1}{\cdot}h^{-1}$의 범위였다. 현장에서 측정한 광합성력은 중량의 상대성장률과 높은 상관을 지니고 있어, 광합성력이 증가함에 따라 체내에서 축적되는 물질의 양 또한 증가함을 알수 있었다. 현장과 실험실에서 측정한 광합성력을 비교한 결과, 2월내 현장에서의 광합성력이 낮았던 것은 이 기간 중 낮은 수온에 의한 영향 때문이었고, 3월 이후에 광합성력이 점진적으로 감소하는 것은 엽체의 연령증가에 따라 엽체의 두께가 증가하였기 때문이었다.4월에 측정한 엽체의 크기별 광합성력은 엽체의 두께와 광합성률간에는 음의 상관이 있다는 것을 나타내었다.

• 한국수산과학회지
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• 제48권1호
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• pp.96-103
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• 2015

The effects of $CO_2$ concentration, nutrient levels, and irradiance on the growth of germlings and juveniles, and on the photosynthesis of adults were examined in a green tide alga, Ulva australis. We used a factorial experimental design with two $CO_2$ concentrations (380 and 750 ppm), two nutrient levels (control and PES medium), and two irradiance levels (50 and $100{\mu}mol$ photons $m^{-2}s^{-1}$). Germlings grew best ($664.15{\pm}61.45{\mu}m$ in length) under conditions of 750 ppm, PES, and $100{\mu}mol$ photons $m^{-2}s^{-1}$ after 10 days in culture. Relative growth rates (RGR) of the juveniles were greatest (4.41% $day^{-1}$) under conditions of 750 ppm, PES, and $50{\mu}mol$ photons $m^{-2}s^{-1}$ after 5 days in culture. Photosynthetic efficiency ($F_v/F_m$) of the adult discs was $0.73{\pm}0.05$ before the experiment and reached a maximum ($0.83{\pm}0.01$) under conditions of 750 ppm, control, and $50{\mu}mol$ photons $m^{-2}s^{-1}$ after 5 days in culture. Growth (germlings and juveniles) and photosynthesis (adult discs) of Ulva australis increased when $CO_2$ levels were 750 ppm. Additionally, the optimal irradiance for growth and photosynthesis differed among stages, wherein germlings grew best at $100{\mu}mol$ photons $m^{-2}s^{-1}$, juveniles grew best at $50{\mu}mol$ photons $m^{-2}s^{-1}$, and adults photosynthesized most at $50{\mu}mol$ photons $m^{-2}s^{-1}$. The performance of Ulva australis at all examined life stages was enhanced under the PES nutrient treatment. In conclusion, the physiological responses of U. australis to varying $CO_2$, nutrient, and irradiance levels differed slightly among life stages. However, growth and photosynthesis always increased with elevated $CO_2$ and nutrient concentrations. These results indicate that U. australis green tide blooms might occur more frequently in coastal areas if $CO_2$ and nutrient concentrations increase.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제41권3호
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• pp.372-378
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• 2013

부산 송정 연안에서 분해중인 해조류로부터 알긴산 분해 미생물을 분리 동정하고 미생물의 생육 조건 및 미생물이 생성한 조효소의 알긴산 분해 특성을 확인하였다. Ulva pertusa로부터 분리한 알긴산 분해균을 동정한 결과, Shewanella oneidensis strain로 확인되었으며, S. oneidensis PKA 1008 명명하였다. S. oneidensis PKA 1008의 최적 생육 조건을 확인한 결과, pH 9, 2% NaCl, $30^{\circ}C$ 및 배양 24시간인 것으로 확인되었다. 또한 S. oneidensis PKA 1008 유래 알긴산 분해 조효소는 pH 9, $30^{\circ}C$에서 분해 활성이 최대이며, 3.5% 알긴산(working concentration)에서 1시간 반응 시 1.001 g/l의 환원당을 생성하는 것으로 확인되었다.

• 유기물자원화
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• 제9권1호
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• pp.73-78
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• 2001

미세조류와 광반응기를 이용한 생물학적 이산화탄소 고정화 방법은 이산화탄소를 경제적으로 제거할 수 있는 방법으로 널리 알려져 있다. 그러나, 미세조류의 종류에 따라서 원활한 성장을 위한 환경 조건 및 성장특성이 상이하기 때문에, 배양하고자하는 미세조류의 성장에 영향을주는 운전 조건을 평가하는 것이 중요하다. 본 실험에 사용된 Euglena gracilis Z는 산성 조건에서도 잘 성장하여 오염의 가능성이 적고, 고농도 이산화탄소(10-20%)에 대한 내성이 강한 것으로 알려져 있다. 또한, 단백질 함량이 풍부하고 세포벽이 얇아 대량 배양시 사료로서의 이용 가치가 높다. 연속식 광반응 배양기를 이용하여 운전을 실시한 결과 $CO_2$ 농도 10%, HRT 4일에서 최종 세포수 $3.57{\times}10^6/m{\ell}$의 높은 성장률을 얻었다 또한 광도에 따라 성장이 증가하는 것을 알 수 있었으며, 이러한 결과를 통해 연속식 및 반연속식 배양에서의 성장 특성을 비교 평가하였다.

• 생태와환경
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• 제43권2호
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• pp.221-231
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• 2010

국내에서 널리 분포하여 쉽게 구할 수 있는 천연재료인 상수리나무, 밤나무, 녹차, 황토, 맥반석, 제올라이트와 혼합물 등 7가지 물질의 남조와 녹조류 성장 억제능을 파악하기 위하여, 단순 추출법을 이용하여 얻은 각 물질을 농도별(1, 5, 10 mg $L^{-1}$)로 배양조류에 처리하고 각 조류의 성장 특성을 조사하였다. 분리형 남조 Microcystis aeruginosa, 군체형 M. aeruginosa 등은 저농도의 상수리나무, 밤나무, 제오라이트에 의해서 60% 이상의 높은 조류억제능을 보였으며, 녹조 Scenedesmus quadricauda는 녹차, 상수리나무에서 50% 이하의 억제능을 보였으며, 제오라이트에서는 65% 이상 성장이 억제되었다. 녹차를 포함한 대부분의 물질에서 낮은 농도인 1 mg $L^{-1}$에서 녹조 Chlorella vulgaris의 성장을 촉진하였으며, 황토는 S. quadricauda 성장을 촉진하였다. 따라서 부영양호수에서 흔히 발생되는 남조발생 억제에는 상수리나무, 밤나무, 제올라이트가 적합할 것으로 판단되었으며, 녹차, 황토나 맥반석 등은 녹조류 대량배양이나 배지로서 이용 가능성이 높다고 사료되었다.