Analysis of Bacterial Community Structure Using FISH in the Juam Reservoir

Bacterial community structure in the Juam Reservoir was analysed using fluorescent in situ hybridization (FISH) technique from April 2005 to January 2006. Total bacterial numbers varied in the range of 1.58 ${\sim}\;2.73{\times}\;10^6\;cells\;mL^{-1}$ proportional to the concentration of chi-a and had the minimal value in January. The ratios of ${\alpha}\;{\cdot}\;{\beta}\;{\cdot}\;{\gamma}$-subclass proteobacteria and Cytophaga-Flavobacterium (CF) group to total bacteria ranged from 45.1% to 77.5%, and the ratios of ${\alpha}\;{\cdot}\;{\beta}\;{\cdot}\;{\gamma}$-subclasses to total bacteria in June and September with the concentration of chi-a measured were lower than those ratios in April and January. It suggests that enriched growth of Microcystis aeruginosa may inhibit the metabolic activlty of ${\alpha}\;{\cdot}\;{\beta}\;{\cdot}\;{\gamma}$-subclass proteobacteria. However, the ratio of CF group bacteria represented no large change depending on algal bloom. In terms of nitrifying bacteria, the numbers of ammonia-oxidizing bacteria ranged from 9.9 ${\times}\;10^4\;to\;25.5\;{\times}10^4\;cells\;mL^{-1}$ with sharp fluctuation whereas those of nitrite-oxidizing bacteria varied in 8.7${\sim}9.8{\times}10^4\;cells\;mL^{-1}$ without noticeable change except the maximal value of $20.3{\times}10^4\;cells\;mL^{-1}$ in January maybe due to the high DO.

FISH법으로 분석한 주암호의 세균군집구조

빈영양호에서 부영양호로 전이과정에 있는 주암호에서 물질순환과 에너지흐름에 지대한 역할을 담당하는 세균 군집구조를 분석하기 위해 수계에 주로 존재하는 ${\alpha}\;{\cdot}\;{\beta}\;{\cdot}\;{\gamma}$-subclass proteobacteria와 Cytophaga-Flavobacterium (CF) group 세균군, 그리고 질소순환에 관여하는 질화세균을 FISH법으로 2005년 4일부터 2006년 1월까지 4회에 걸쳐 검출하였다. 총세균수는 엽록소-a농도가 높을 때 많이 검출되었고 엽록소-a농도가 낮을 때는 감소하는 경향을 보였다. 수계에 존재하는 물질순환에 관여하는 세균들의 동태를 파악하는데 속(genus)수준의 세균군이 아닌 그룹별세균, 즉 ${\alpha}\;{\cdot}\;{\beta}\;{\cdot}\;{\gamma}$-subclass proteobacteria와 Cytophaga-Flavobacterium (CF) group 세균군을 동정하여 정량화하면 특정 세균군들에 관한 세부적인 정보는 얻을 수 없지만 해당수계의 거시적인 자정작용 정도를 파악할 수 있는 정보를 얻을 수 있다. 그 변화양상을 보면 빈영양 상태의 호수에서 주종을 이루는 ${\alpha}\;{\cdot}\;{\beta}$-subclass proteobacteria이 4월에 가장 많이 검출되었고 남세균 등조류의 번식이 왕성했던 6${\sim}$9월에 감소하는 양상을 나타냈는데 이는 이 시기에 우점하던 남세균, M. aeruginosa이 생성하는 독성물질이 이들 세균의 물질대사를 저해하기 때문으로 생각된다. 또한 분해가 용이한 저분자 유기물을 이용해 빨리 성장하며 배지로 분리배양이 가능한 대부분의 종속영양세균(heterotrohs)을 포함하는 ${\gamma}$-subclass proteobacteria도 조류의 번식이 왕성하던 6${\sim}$9월보다는 4월과 1월에 높은 비율로 검출되었는데 이는 이시기에 주암호에 존재하는 유기물의 분해 및 자정작용에기인하는 것으로 사료된다. 반면 CF group세균군은 1월을 제외하고는 거의 유사한 비율로 관찰되었다. 아울러 질화순환에 관여하는 질화세균도 동절기에 증가하는 양상을 보였으며 이때 수계의 높은 DO가 그들의 활성에 주요인으로 작용하는 것으로 사료된다.