• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권2호
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• pp.407-414
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• 2024

Phosphorus is an essential but non-renewable nutrient resource critical for agriculture. Luxury phosphorus uptake allows microalgae to synthesize polyphosphate and accumulate phosphorus, but, depending on the strain of algae, polyphosphate may be degraded within 4 hours of accumulation. We studied the recovery of phosphorus from wastewater through luxury uptake by an engineered strain of Synechocystis sp. with inhibited polyphosphate degradation and the effect of this engineered Synechocystis biomass on lettuce growth. First, a strain (∆phoU) lacking the phoU gene, which encodes a negative regulator of environmental phosphate concentrations, was generated to inhibit polyphosphate degradation in cells. Polyphosphate concentrations in the phoU knock-out strain were maintained for 24 h and then decreased slowly. In contrast, polyphosphate concentrations in the wild-type strain increased up to 4 h and then decreased rapidly. In addition, polyphosphate concentration in the phoU knockout strain cultured in semi-permeable membrane bioreactors with artificial wastewater medium was 2.5 times higher than that in the wild type and decreased to only 16% after 48 h. The biomass of lettuce treated with the phoU knockout strain (0.157 mg P/m²) was 38% higher than that of the lettuce treated with the control group. These results indicate that treating lettuce with this microalgal biomass can be beneficial to crop growth. These results suggest that the use of polyphosphate-accumulating microalgae as biofertilizers may alleviate the effects of a diminishing phosphorous supply. These findings can be used as a basis for additional genetic engineering to increase intracellular polyphosphate levels.

• 공업화학
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• 제26권3호
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• pp.265-269
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• 2015

Chlorella vulgaris는 녹조류로 직경 $2{\sim}10{\mu}m$의 구형 단세포식물로 단백질, 클로로필, 카로티노이드, 클로렐라 성장촉진인자(CGF)와 같은 기능성물질을 함유하고 있는 것으로 밝혀짐에 따라 영양학적 우수성이 확인되었으며, 간 기능 개선 및 면역 기능강화와 같은 기능성이 보고되고 있다. 본 연구에서, C. vulgaris에 화학적 돌연변이원인 EMS (ethyl methane sulphonate) 처리에 따른 세포 성장, 색소 및 지질 함량에 미치는 영향을 살펴보았고, 그에 따른 변이주를 확보하였다. C. vulgaris에 EMS를 처리하여 얻어진 변이주를 E14, E24로 명명하였다. 세포 성장의 경우 mutant의 성장 패턴이 Wild Type (WT) 균주의 성장 패턴과 비슷하였다. E14, E24의 클로로필 함량은 각각 99, 52% 증가하였고, 카로티노이드 함량은 E14는 7% 증가, E24의 경우 5% 감소하였다. 지질 함량의 경우 WT에 비해 E24의 경우 23% 증가하였고, E14는 12% 감소하였다. 이 결과, EMS에 의해 유도된 C. vulgaris 돌연변이주는 세포 성장은 차이를 보이지 않지만 클로로필과 카로티노이드, 지질 함량을 많이 축적하여 고부가가치 소재로 이용될 것으로 기대된다.

• 한국수산과학회지
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• 제43권4호
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• pp.362-372
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• 2010

In order to understand what leads to the appearance of harmful Chattonella algae in the Yeosu coastal waters of Korea, we measured environmental parameters every week at one station from May to November, 2006, and April to October, 2007. Four species of Chattonella appeared during the monitoring period: C. antiqua, C. globosa, C. marina and C. ovata. The range of water temperature and salinity were $15.0-27.9^{\circ}C$ and 17.6~33.0 psu, respectively, when Chattonella appeared, and their maximum cell density (4,840 cells/L) was at $27.1^{\circ}C$ and 33.0 psu. During the monitoring periods, the range of dissolved inorganic nitrogen (DIN), phosphate (DIP) and chlorophyll $\alpha$ (Chl-$\alpha$) concentrations in surface waters were $1.20-52.23\;{\mu}M$ ($8.59{\pm}8.97\;{\mu}M$), $0.03-1.56\;{\mu}M$ ($0.47{\pm}0.31\;{\mu}M$) and $0.45-31.12\;{\mu}g/L$ ($3.58{\pm}4.77\;{\mu}g/L$), respectively. Chattonella occurred at low cell density when the Chl-$\alpha$ concentration increased because of supplied nutrients, whereas their cell density increased during the periods of rapid decrease in Chl-$\alpha$. The results of growth experiments based on batch culture showed that the half saturation constant ($K_s$) of C. antiqua on ammonium (${NH_4}^-$), nitrate (${NO_3}^-$) and phosphate (${PO_4}^{2-}$) were $3.89{\mu}M$, $5.01\;{\mu}M$ and $0.63\;{\mu}M$, respectively. These Ks values are higher than those reported for diatoms and other flagellates at the DIP concentration (average $0.47{\mu}M$) of Yeosu coastal waters. Although the maximum specific growth rate (${\mu}_{max}$) of C. antiqua was lower than diatoms, it was higher than those of other flagellates. Therefore, our results indicate that the DIP level in the study area was too low to support Chattonella blooms, although Chattonella species have physiological characteristics that enable them to grow more rapidly than other flagellates when nutrient levels are higher than their $K_s$.

• 한국양식학회지
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• 제7권2호
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• pp.77-87
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• 1994

전복을 육상수조에서 사육하기 위한 먹이 개발을 위하여 육상식물 및 배합사료를 공급하여 대조구인 미역과의 성장도, 생존율 및 먹이효과에 대하여 조사한 결과 1. 배합사료, 미역, 육상식물의 순으로 성장이 빨랐으며 생존율은 큰 차이가 없었다 2. 일간섭식률은 미역과 육상식물이 비슷하였고 배합사료는 이 들의 $30\%$ 수준이었다. 사료전환효율은 미역과 육상식물에 비해 배합사료가 월등히 높았으며 치패 크기가 작을수록 높았다. 3. EFA index, ${{\sum}n9/(20:4n6+20:5n3+22:6n3}$는 건미역이 1.26, 배합사요가 3.64로서 양호 값을 나타냈으나, 깻잎의 경우 127.00으로 나타나 참전복에 유효한 지방산이 거의 없는 것으로 나타났다. 4. 전복 육상수조에서의 사육을 위한 여름철 대체 먹이로는 육상식물보다는 배합안료가 효과적이었다.

• 생명과학회지
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• 제25권5호
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• pp.568-576
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• 2015

해양 미세조류인 파블로바 비리디스는 빨리 자라며, DHA, EPA와 같은 해양생물을 키우는데 필수적인 영양요소를 축적하는 능력을 가지고 있어 어류와 새우류 치어 사육에 이용되어 왔다. 본 연구에서는 파블로바 비리디스와이 미세조류의 표면에 붙어서는 세균과의 공생적 상호작용을 연구하였다. 무균의 파블로바 비리디스 균주는 항생제 혼합액을 포함하는 액체배지에 반복 배양함으로써 얻어졌다. 무균상태는 항생제를 포함하지 않는 배지에 3번 계대배양한 후 확인하였다. 무균상태의 조류는 이 조류로부터 분리되었으며, 임의로 I1–I5로 명명한 세균과 혼합배양하면서 조류의 성장 촉진 효과를 조사하였다. 모든 세균이 파블로바 비리디스의 생장을 촉진하였으며, 그 중 I3로 명명한 세균이 5가지 세균 중 가장 효과가 좋았다. 혼합배양 상태에서 파블로바 비리디스의 세포 수는 대조구에 비하여 유의하게 많았다. I3의 16S rRNA 유전자에 대한 염기서열 분석 결과 시트로박터 종의 그것과 97%의 염기서열 상동성을 보였다. I3을 파블로바 비리디스와 혼합배양할 경우 I3의 성장도 유의하게 증가하였으며, 이것은 조류와 그 표면에 부착하여 살아가는 세균들 사이에 공생관계가 존재한다는 것을 제시한다. 미세조류와 세균과의 공생관계는 전자현미경적 관찰을 이용하여 확인하였다.

• 한국환경생태학회지
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• 제31권1호
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• pp.88-92
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• 2017

본 연구는 방사무늬김(Pyropia yezoensis) 사상체의 생장에 대한 단색광의 영향을 연구하기 위해 blue light(480 nm), green light(550 nm), yellow light(600 nm) and red light(730 nm)에서 방사무늬김(P. yezonesis)의 유리 사상체를 배양한 후 colony 직경, chlorphyll a 함량, 각포자낭 형성률을 측정하여 생장특성을 비교 분석하였다. 그 결과, colony 직경과 chlorophyll a 함량이 480(blue light) nm에서 각각 $2,472.6{\pm}27.0{\mu}m$ and $1.55{\pm}0.03mg\;g.dw^{-1}$로 최대값이 나타났고 각포자낭 형성률 역시 $37.87{\pm}1.08%$로 blue light에서 최대값으로 확인되었다. 따라서 blue light는 다른 단색광(green, yellow, red light)에 비해 김 사상체의 성장 및 성숙을 촉진하는 데에 효과적으로 작용하며, 본 연구결과는 향후 김의 실내 양식 기술 개발에 활용될 수 있을 것이라 사료된다.

• 생태와환경
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• 제42권1호
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• pp.75-84
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• 2009

여러 가지 은나노물질(SNPs)의 M. aeruginosa 생장에 대한 영향을 실내, 외 실험을 통해 조사하였다. 제조된 4가지 SNPs는 농도 $200mg\;L^-1$, 입자크기 $20{\sim}40nm$, 갈색 Ag로서의 수용액이었으며 이 용액들을 각각 실험에 사용하였다. SNPs는 unicellular M. aeruginosa에 대하여 0.01, $0.1mg\;L^-1$의 첨가농도에서 각각 99.4%, 99.9%의 조류 생장억제 효과를 나타냈으며, colonial M. aeruginosa에 대하여는 여러 가지 농도 중 $1mg\;L^-1$의 농도에서 가장 높은 생장억제 효과(98.5%)를 나타냈다. 더욱이 부영양화한 현장에서 SNPs를 첨가한 enclosure 실험을 통해 M. aeruginosa에 대한 선택적 제어 가능성이 시사되었다. 본 연구를 통해서 향후 SNPs를 더욱 보완하면 M. aeruginosa를 비롯한 유해 남조의 선택적 제어에 좀더 효과적일 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권3호
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• pp.206-213
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• 2014

영양염류인 질소와 인은 부영양화된 호소에 조류 발생의 주요원인 물질로 알려져 있다. 호소의 부영양화를 억제하기 위해서는 호소에 존재하는 영양염류 뿐 아니라 저니층에서 용출되는 것을 동시에 제거에 해야 한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 3가의 란탄이온에 암모니아성질소($NH_4{^+}-N$)에 대한 흡착능이 있는 제올라이트를 지지체로 이를 결합하여 호소수내에 용존되어 있는 영양염류 제거뿐만 아니라 퇴적층에서 용출되는 인을 지속적으로 흡착하는 복합체를 개발하여 조류의 성장을 억제하고자 하였다. 실험결과 란탄복합체의 흡착 특성을 평가하였을 때 $PO_4{^{3-}}-P$과 $NH_4{^+}-N$의 제거능력이 우수한 것을 확인할 수 있었으며, 이를 호소수에 적용시켰을때 Chl-a와 탁도가 시간에 따라 감소하는 경향을 나타냈다. 이러한 결과로 볼 때 본 연구에서 제작된 란탄복합체가 호소수에서 조류 억제 효과가 뛰어나다고 판단된다. 또한, 호소수에 란탄 복합체를 적용한 경우를 표준 48시간 급성 독성법으로 독성을 측정한 결과, 독성에 대한 영향이 관찰되지 않았다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제40권1호
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• pp.55-65
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• 2016

Background: In this article, it was analyzed how snow melting affects the assembly of lichen and moss communities in a small area of the coastal region of Barton Peninsula, which is in maritime Antarctic. In the small area, even though there is a huge gap of difference of the environment between the snow-filled area and snow-melt one, the latter did not have distinctive environmental gradients. Results: Depending on the snow melting time, coverage and species diversity of lichens and mosses tend to increase remarkably. For species with significant changes depending on the snow-covered period, there are Andreaea regularis, crustose lichens, Placopsis contortuplicata, Usnea aurantiaco-atra, and snow algae. In this area, the process of vegetation assembly process has shown the directional development in the order of snow algae${\rightarrow}$crustose, lichen sub-formation${\rightarrow}$fruticose lichen, moss cushion sub-formation (Andreaea sociation)${\rightarrow}$fruticose lichen, and moss cushion sub-formation (Usnea sociation), according to the order of snow melting. These directional development stages are shown in gradual change in small area with the snow melting phenomena. However, in the snow-free area, where water is sufficiently supplied, it is expected that moss carpet sub-formation (Sanionia sociation) will be developed. Vegetation development in the small area with the snow melting phenomena, depending on differences of resistance on snow kill and moisture settled by species in according to the time of snow melting, tolerance model to form community is followed. Conclusions: The research results explain the development of vegetation in the Antarctic tundra and its spatial distribution according to the period for growth of lichens and mosses in the summer time by differences of snow melting in the small area. In the future, if research for the community development process in a large scale will be done, it will be helpful to figure out temporal and spatial dynamic of vegetation in the Antarctic tundra where snow and glaciers melt rapidly due to climatic warming.

• 한국식품영양학회지
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• 제13권4호
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• pp.334-341
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• 2000

해조류에서 생합성되는 3급 함황화합물인 DMPT를 창자파래로부터 추출하기 위하여 시료의 상태, 용매 의 극성, 초음파 처리, boiling 및 autoclaving 처리에 의한 추출조건을 검토하였다. 용매추출, 초음파 처리후 용매추출, 열수추출 및 가압 열수추출법을 이용하여 창자파래로부터 DMPT를 추출한 결과, 초음파 처리후 가압 열수처리한 경우가 가장 효과적이었고, 다음으로는 초음파 처리후 열수 처리하는 방법이었다. 창자파래로부터 DMPT를 추출 해내는 최적조건으로 분말시료에 물과 acetone (2:1, v/v)의 혼합용매를 15배량 가하여 초음파 처리 후 121$^{\circ}C$에서 60분간 autoclaving하는 방법으로서, 이 때 추출된 DMPT 함량은 시료 g당 311.200ng이었다. 창자파래에서 추출한 DMPT 수용액을 조제하여 온도별로 저장시킬 때 DMPT 분해에 의한 DMS의 발생량은 저장온도에 비례하여 증가되었지만 저온에서는 매우 낮은 분해율을 나타내었다. DMPT 1mg을 저장하였을 때의 잔존율은 6$0^{\circ}C$ 저장의 경우78.5%로 고온에서는 다소 불안정하였으나 $0^{\circ}C$에서는 DMPT의 잔존율이 99.8%로 매우 높게 나타났다. 창자파래에서 추출한 DMPT 수용액을 3$0^{\circ}C$에서 방치하였을 때 pH가 5 이하의 산성영역에서는 DM-PT의 분해가 거의 일어나지 않았으나 pH가 올라감에 따라서 분해가 서서히 일어나기 시작하여 pH 9.5에 이르러서는 DMS의 양이 급속하게 증가하였다.