Growth Suppression of Microcystis aeruginosa by Pseudomonas aeruginosa AJ1

Pseudomonas aeruginosa AJ1에 의한 Microcystis aeruginosa의 성장제어

Among total 176 strains with antialgal effects isolated from So-ok stream in Korea, Pseudomonas aeruginosa AJ1 showed the highest removal efficiency for an algal species Microcystis aeruginosa (clear zone of diameter 50.0 mm on algal lawn after 20 days). The algal growth was suppressed even when the supernatant of AJ1 culture was applied, suggesting that extracellular substances are responsible for its antialgal activity. The removal activity of AJ1 was optimal under the following condition: pH 8, $30^{\circ}C$, and mannitol as a carbon source. The antialgal activity of AJ1 appeared to be dependent of the growth phase of M. aeruginosa, i.e., the highest at the early phase, but not its own phase. As expected, the algicidal effect was improved as the amount of the treated supernatant was increased; the highest removal efficiency (80.3%) was achieved when 40 ml/L of the supernatant was used. Interestingly, however, the removal rate was opposite. The highest removal rate ($8.2{\mu}g$ chl-a/ml supernatant/day) was achieved when low concentration (10 ml/L) was applied. These results suggest that P. aeruginosa AJ1 is a promising biological agent to control the problematic algal bloom.

대청호의 한 지류인 소옥천으로부터 고효율 조류억제 세균을 분리하기 위하여 176균주를 분리 스크린하였으며, 이 중 AJ1이 가장 높은 조류성장억제능을 나타내었다(지름 50.0 mm 성장억제환). 조류성장억제능이 높았던 AJ1 균주 동정을 위하여 형태학적, 생리 생화학적, 16S rRNA gene sequence 분석, 지방산 분석을 수행하였으며 그 결과, Pseudomonas aeruginosa 로 판별되었다. AJ1 배양액을 원심분리한 후 상등액을 조류배양액에 첨가 시, 상등액에 의한 조류성장억제능이 나타남에 따라 세포 외 물질 분비에 의한 것을 확인할 수 있었다. 가장 높은 조류성장억 제능[60.2(${\pm}$1.3)%]은 탄소원으로 mannitol을 사용하고, 온도 $30^{\circ}C$, pH 8에서 배양할 때 보였다. 또한, AJ1 균주의 배양기간 및 투여시기에 따른 조류성장억제능 평가 결과, 조류 성장 초기 단계에 조류성장억제균을 투여하였을 때 조류성장억제능이 높게 나타났고, 균주의 배양기간에 따른 조류성장억제능은 연관성이 나타나지 않았다. 상등액 접종량에 따른 조류성장억제능은 상등액의 접종량이 높아질수록 M. aeruginosa의 제거량은 증가하였으며, 고농도(40ml/L)로 적용하였을 때 80.3(${\pm}$8.6)%의 가장 높은 M. aeruginosa 제거효율을 보여주었다. 제거 속도의 경우 상등액 접종량이 낮아질수록 M. aeruginosa 제거율이 높아지는 경향을 확인하였으며, 저농도(10 ml/L)로 적용시 $8.2{\mu}g$ chl-a/supernatant ml/day로 가장 높게 나타났다. 본 연구 결과, AJ1 균주의 현장 적용 시 M. aeruginosa의 제어에 효율적일 것으로 사료된다.