Isolation of Marine Bacteria Killing Red Tide Microalgae -IV. Characteristics of Algicidal Substances, Produced from Micrococcus sp. LG-5 and the Effects on Marine Organisms-

적조생물 살조세균 탐색 -IV. 살조세균 Micrococcus sp. LG-5가 생산하는 살조물질의 특성과 해양생물에 미치는 영향-

An algicidal bacterium, Micrococcus sp. LG-5 against the harmful dinoflagellate, Cochlodinium polykrikoides was isolated. The optimal conditions for the highest algicidal activity of bacterial culture filtrate showed in the range of $20{\~}30^{\circ}C$, at pH 7.0 and $3.0{\%}$ of NaCl concentration. In addition, $IC_(50)(mean of 50{\%} inhibitory concentration)$ of the culture filtrate against C. polykrikoides after incubation of 5 days was $0.482{\%}$. To investigate heat and pH stability of the culture filtrate of Micrococcus sp. LG-5, the culture filtrate ($pore size, 0.1 {\mu}m$) was heated to $121^{\circ}C for 15 min$ and adjusted pH from 2.0 to 10.0. There were no significant changes in algicidal activity by heat treatment and the pH change between pH from 5.0 to 10.0. The algicidal substances produced from Micrococcus sp. LG-5 were mainly detected in the fraction of $10,000{\~}1,000$ MWCO (molecular weight cut-off). The culture filtrate of Micrococous sp. LG-5 showed antimicrobial activity against Enterococcus faecalis, Escheiichia coli, Uebsiella pneunioniae and Vibrio altinolyticus, but did not show against Pseudomonas aeminosa, P. Buorescens, Salmonella typhi, Staphylococcus aureus, V. cholerae and V parahaemolyicus. The culture filtrate of Micrococcus sp. LG-5 was examined against 16 phytoplankton species and showed the algicidal activity against Ajexandzium tuarense, Eutreptiella Drnnastin, Gymnodinium catenatum, G. mikimotoi, G. sanguineum, eyodinium impuaicum, Heterocapsa triquetra, Heterosipa akashiwo, Prorocentrum micans and Pyraminonas sp.. However no algicidal effects of Micrococcus sp. LG-5 were observed against Chlamydomonas sp., Cylindrotheoa closterium, P. mininum, P. triestimum, Pseudonieschia sp. and Sczipuiella trochoidea. On the other hand, algicidal activity on the tested marinelivefood was not detected except for Isochrysis galbana. In addition, physiological responses of cultured olive flounder (Paralichthys oliraceus) exposed to $1 and 10{\%}$ of the culture filtrate of Micrococcus sp. LG-5 were measured. There were no clear changes in AST, GGT, creatinine, urea, total cholesterol, total protein, albumine, $Mg^(+2), Ca^(+2), Na^+, K^+, and Cl^-$. These results indicate that olive flounders were not affected when they were exposed to the culture filtrate of Micrococcus sp. LG-5.

적조생물을 살조시키는 해양세균 Microcorcus sp. LG-5가 생산하는 세포외 분비 살조물질의 최적 생성조건, 살조물질의 특성과 한외여과 분획별 살조활성 및 해양생물에 미치는 영향을 조사함으로서 자연생태 조화형, 환경 친화적 적조방제 기술개발의 기초 자료를 제공하고자 연구한 결과를 요약하면 다음과 같다. Micrococcus sp. LG-5의 살조물질 생성 최적온도는 $20{\~}30^{\circ}C$로 살조활성이 $100{\%}$였으며, 살조물질 생성 최적 pH는 7.0, 최저 염농도는 $3.0{\%}$였다. 또한 세포외 분비 살조물질의 $IC_(50)$ 값은 $0.482{\%}$였다. 세포외 분비 살조물질의 열 안정성을 실험한 결과, 열처리한 배양여과액 $1{\%}$ 첨가시 12시간 후에 $31.4{\%}$, 24시간 후 $79.7{\%}$, 36시간 후 $94.6{\%}$의 살조활성을 보였고 $5{\%}, 10{\%}$의 경우 각자 36시간, 24시간 후에 $100{\%}$ 살조되었으며, 열처리하지 않은 배양여과액을 넣었을 때와 비교해볼 때 살조력에 유의한 차이는 없었다. 이와 같이 Micrococcus sp. LG-5가 생산, 분비하는 살조물질은 열에 안정한 내열성 물질로 판단된다. 또한 대사산물의 pH 안정성은 $pH 6.0{\~}8.0$에서 거의 $100{\%}$의 살조활성을 보였으며 $pH 5.0{\~}10.0$에서 살조활성이 $85{\%}$ 이상으로 나타나 살조물질은 약산성과 알카리에서 살조활성이 안정하였다. 또한 한외여과의 결과, 분자량 $>10,000, 10,000{\~}1,000, <1,000$의 3개의 분획 모두 살조활성이 있었으며, 각 분획 모두 열에 대단히 안정하였다. 각 분획별 $IC_(50)$ 값은 분자량 1,000 이상에서 강한 살조활성이 나타났으며 분자량 1,000 이하에서는 상대적으로 낮은 살조활성을 보였다. Micrococcus sp. LG-5가 해양세균에 미치는 영향은 E. faecalis, E. coli, K. pneumoniae 및 V. alginolyticus에 대해서는 항균력을 보였으나, P. aeruginosa, P. fluorescens, S. typhi, S. aureus, V. cholerae 및 V parahaemolyticus에 대해서는 전혀 항균력을 보이지 않았다. 그리고 적조생물에 미치는 영향은 A. tamarense, E. gymnastica, G. catenatum, G. niikimotoi, G. sanguineum, G. impudicum, H. triquetra, H akashiwo, P. micans와 Pyramimonas sp.에 대해서는 살조활성을 보였으나 Chlamydomonas sp., C. closterium, P. mininum, P. triestimum, Pseudonitzschia sp.와 S. trochoidea에 대해서는 살조활성을 보이지 않았다. 즉, 적조생물에 따라 살조활성이 다양하게 나타나 종 특이성이 낮았다. 먹이생물에 미치는 영향은 1 galbana를 제외하고 실험한 모든 먹이생물에 별다른 영향이 없거나 오히려 성장을 촉진시켰고, 또한 살조세균 배양여과액을 넙치 사육수에 $10{\%}$까지 투여하였을 때 양식 넙치에 미치는 유해한 생리학적 영향은 없었다. 이상의 연구 결과 살조세균 Micrococcus sp. LG-5의 배양여과액은 조사된 적조생물을 제외한 해양세균, 치${\cdot}$자어의 먹이생물 및 양식 넙치에 유해한 영향은 미치지 않을 것으로 판단된다.