• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권7호
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• pp.1005-1012
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• 2020

Acid mine drainage (AMD) has been a serious environmental issue that threatens soil and aquatic ecosystems. In this study, an acid-tolerant sulfate-reducing bacterium, strain S4, was isolated from the mud of an AMD storage pond in Vietnam via enrichment in anoxic mineral medium at pH 5. Comparative analyses of sequences of the 16S rRNA gene and dsrB gene involved in sulfate reduction revealed that the isolate belonged to the genus Desulfovibrio, and is most closely related to Desulfovibrio oxamicus (with 99% homology in 16S rDNA sequence and 98% homology in dsrB gene sequence). Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) analyses of dsrB gene showed that strain S4 represented one of the two most abundant groups developed in the enrichment culture. Notably, strain S4 was capable of reducing sulfate in low pH environments (from 2 and above), and resistance to extremely high concentration of heavy metals (Fe 3,000 mg/l, Zn 100 mg/l, Cu 100 mg/l). In a batch incubation experiment in synthetic AMD with pH 3.5, strain S4 showed strong effects in facilitating growth of a neutrophilic, metal sensitive Desulfovibrio sp. strain SR4H, which was not capable of growing alone in such an environment. Thus, it is postulated that under extreme conditions such as an AMD environment, acid- and metal-tolerant sulfate-reducing bacteria (SRB)-like strain S4 would facilitate the growth of other widely distributed SRB by starting to reduce sulfate at low pH, thus increasing pH and lowering the metal concentration in the environment. Owing to such unique physiological characteristics, strain S4 shows great potential for application in sustainable remediation of AMD.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권2호
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• pp.207-218
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• 2008

The impacts of planted transgenic rice varieties on bacterial communities in paddy soils were monitored using both cultivation and molecular methods. The rice field plot consisted of eighteen subplots planted with two genetically modified (GM) rice and four non-GM rice plants in three replicates. Analysis with denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) of PCR-amplified 16S rRNA genes revealed that the bacterial community structures were quite similar to each other in a given month, suggesting that there were no significant differences in bacterial communities between GM and non-GM rice soils. The bacterial community structures appeared to be generally stable with the seasons, as shown by a slight variation of microbial population levels and DGGE banding patterns over the year. Comparison analysis of 16S rDNA clone libraries constructed from soil bacterial DNA showed that there were no significant differences between GM and non-GM soil libraries but revealed seasonal differences of phyla distribution between August and December. The composition profile of phospholipid fatty acids (PLFA) between GM and non-GM soils also was not significantly different to each other. When soil DNAs were analyzed with PCR by using primers for the bar gene, which was introduced into GM rice, positive DNA bands were found in October and December soils. However, no bar gene sequence was detected in PCR analysis with DNAs extracted from both cultured and uncultured soil bacterial fractions. The result of this study suggested that, in spite of seasonal variations of bacterial communities and persistence of the bar gene, the bacterial communities of the experimental rice field were not significantly affected by cultivation of GM rice varieties.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권5호
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• pp.952-964
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• 2005

The diesel-degrading activities of biofilms sampled from petroleum-contaminated groundwaters in urban subway drainage systems were examined in liquid cultures, and the microbial populations of the biofilms were characterized by denaturing gel gradient electrophoresis (DGGE) and 16S rDNA sequence analysis. Biofilm samples derived from two sites (19 K and 20 K) at subway Station N and Station I could degrade around $80\%$ of applied diesel within 20 and 40 days, respectively, at $15^{\circ}C$, and these results were strongly correlated with the growth patterns of the biofilms. The closest phylogenetic neighbor of a dominant component in the 19 K biofilm was Thiothrix fructosivorans strain Q ($100\%$ similarity). Four dominant strains in the 20 K biofilm were closely related to Thiothrix fructosivorans strain Q ($100\%$ similarity), Thiothrix sp. CC-5 ($100\%$ similarity), Sphaerotilus sp. IF14 ($99\%$ similarity), and Cytophaga-Flexibacter-Bacterioides (CFB) group bacterium RW262 ($98\%$ similarity). Three dominant members in the Station I biofilms were very similar to uncultured Cytophagales clone CRE-PA82 ($91\%$ similarity), Pseudomonas sp. WDL5 ($97\%$ similarity), and uncultured CFB group bacterium LCK-64 ($94\%$ similarity). The microbial components of the biofilms differed depending on the sampling site. This is the first report on the isolation of clones highly similar to Thiothrix fructosivorans and Thiothrix sp. from biofilms in petroleum-polluted groundwaters, and the first evidence that these organisms may play major roles in petroleum degradation and/or biofilm-development.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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• pp.175-178
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• 2004

Little study has been published specifically addressing the dynamics of nitrate reducing bacteria (NBR) during the bioremediation of nitrate-contaminated aquifer. In our previous study we successfully quantified fumarate-enhanced microbial nitrate reduction rate in a nitrate-contaminated aquifer by using a series of single-well push-pull tests (PPTs). In this study we analyzed the suspended population during PPTs. To monitor changes in the microbial community, PCR amplification of 16S rDNA genes and denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) were used to study the dynamics of the bacterial community in detail. Before the stimulation of NBR, the dominant DGGE bands obtained by PCR were affiliated with V-Proteobacteria consisting of Acinetobacter spp. and Pseudomonas fluorescens. However, as NBR biostimulation proceeded, the dominant patterns of DGGE bands changed, and they were affiliated with Azoarcus denitrificans Td-3 and Flavobacterium xanthum. Azoarcus denitrificans Td-3 is known to completely reduce nitrate to nitrogen gas. The series of single-well push-pull tests in this study should prove useful for conducting rapid, low-cost feasibility assessments for in situ denitrification and provide important information about which microorganisms play a key role in bioremediation of a nitrate contaminated aquifer.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제29권6호
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• pp.551-558
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• 2006

우리나라 산림의 대표적 인 침엽수인 소나무(Pinus densiflora) 생육 토양의 미생물 군집에 미치는 $CO_2$와 납의 영향을 파악하기 위해, 군집 수준 기질 이용도를 평가하는 CLPP (community level rhysiological profiles) 방법과 165 rDNA PCR-denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) 방법을 활용하여 토양 미생물군집 특성을 조사하였다. 납 오염 토양(500 mg/kg-soil)과 비오염 토양에 2년생 소나무를 식재한 후, $CO_2$ 농도를 380 ppmv 혹은 760 ppmv으로 조절한 배양기에서 3개월간 생육시킨 후 6종류의 토앙 시료의 미생물 군집을 비교 분석하였다. 3개월 후 비오염 토양(CA-3M vs EA-3M)의 기질 이용도는 $CO_2$에 의해 크게 영향을 받지 않았으나, 납오염 토양(OB-3M vs EB-3M)의 경우에는 $CO_2$를 760 ppmv로 높인 토양 시료(EB-3M)의 기질 이용도가 높았다. 각 시료간의 기질 이용도를 이용하여 PCA를 수행한 결과, 각 토양시료의 미생물 군집은 납의 존재 유무에 따라 그룹화 되었다. 비오염 토양(CA-3M vs EA-3M))사이의 DGGE fingerprint 유사성은 56.3%, 납 오염 토양(CB-3M vs EB-3M) 사이의 DGGE fingerprint 유사성은 71.4%였다. 동일 $CO_2$ 농도 시료인 CA-3M과 CB-3M사이의 유사성은 53.3%, EA-3M과 EB-3M사이의 유사성은 35.8%이었다. 이러한 결과는 소나무를 식재한 토양의 세균 군집 구조는 $CO_2$ 농도보다는 납 오염 여부에 의해 더 민감하게 특성화됨을 의미한다.

• 산업식품공학
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• 제15권4호
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• pp.370-375
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• 2011

현재 식중독 미생물의 검사에 전통적인 배지법이 다수를 차지하고 있으나 PCR이나 면역 분석법과 같은 신속 검출 법들의 사용이 증가하는 추세이다. 그러나 대개 speciesspecific 프라이머를 이용한 PCR에 의한 DNA 증폭산물을 전기영동을 통해 확인하는 방법을 사용하고 있는데 이는 각종 균주에 대해 각기 다른 프라이머를 사용하여야하는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 본 연구에서 는 여러 가지 균주를 동시에 신속하게 검지할 수 있도록 PCR-DGGE 기술을 연구하게 되었다. 그 결과 6종(S. typhimurium, P. fluorescens, B. cereus, S. aureus, E. coli, L. monoytogenes)의 유해 미생물을 선정하였고 DGGE 상에서 확실한 분리능을 보여 유해미생물의 인공마커로 사용할 수 있음을 보였다. 또한 실제 PCR-DGGE 기법을 사용하기 위하여 채소에서의 유해미생물 검출 감도를 확인한 결과 B. cereus를 제외한 5종(S. typhimurium, P. fluorescens, S. aureus, E. coli, L. monoytogenes)의 균들은 모두 $10^1$ CFU/g까지 검출할 수 있었고 B. cereus는 $10^3$ CFU/g이상 채소에 존재할 때 검출할 수 있었다. 또한 균질화 방법에 따라서 식물 DNA와 유해 미생물 간의 경쟁적 증폭현상이 일어남도 확인할 수 있었다. 이로써 본 연구에서는 유해 미생물의 검지, 인공마커의 제조, 식물 DNA와 유해미생물간의 경쟁적 증폭 현상 방지책과 유해미생물의 검출 감도 확인 및 염기서열을 통한 동정을 통해 PCR-DGGE가 식품에서 유해 미생물의 신속 검지 방법으로써 활용할 수 있을 것으로 사료된다. 향후 국내 식품소비 패턴이 유기농 채소의 수요와 공급이 날로 증대 되고 있기 때문에 PCR-DGGE 기법이 유기농 채소들의 식중독 균에 대한 database를 구축하여 안전성을 확보하는데 기여할 수 있다고 생각된다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제28권1호
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• pp.50-57
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• 2015

This study was conducted to investigate the effect of soybean meal (SM) and soluble starch (SS) on biogenic amine production and microbial diversity using in vitro ruminal fermentation. Treatments comprised of incubation of 2 g of mixture (expressed as 10 parts) containing different ratios of SM to SS as: 0:0, 10:0, 7:3, 5:5, 3:7, or 0:10. In vitro ruminal fermentation parameters were determined at 0, 12, 24, and 48 h of incubation while the biogenic amine and microbial diversity were determined at 48 h of incubation. Treatment with highest proportion of SM had higher (p<0.05) gas production than those with higher proportions of SS. Samples with higher proportion of SS resulted in lower pH than those with higher proportion of SM after 48 h of incubation. The largest change in $NH_3$-N concentration from 0 to 48 h was observed on all SM while the smallest was observed on exclusive SS. Similarly, exclusive SS had the lowest $NH_3$-N concentration among all groups after 24 h of incubation. Increasing methane ($CH_4$) concentrations were observed with time, and $CH_4$ concentrations were higher (p<0.05) with greater proportions of SM than SS. Balanced proportion of SM and SS had the highest (p<0.05) total volatile fatty acid (TVFA) while propionate was found highest in higher proportion of SS. Moreover, biogenic amine (BA) was higher (p<0.05) in samples containing greater proportions of SM. Histamines, amine index and total amines were highest in exclusive SM followed in sequence mixtures with increasing proportion of SS (and lowered proportion of SM) at 48 h of incubation. Nine dominant bands were identified by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) and their identity ranged from 87% to 100% which were mostly isolated from rumen and feces. Bands R2 (uncultured bacterium clone RB-5E1) and R4 (uncultured rumen bacterium clone L7A_C10) bands were found in samples with higher proportions of SM while R3 (uncultured Firmicutes bacterium clone NI_52), R7 (Selenomonas sp. MCB2), R8 (Selenomonas ruminantium gene) and R9 (Selenomonas ruminantium strain LongY6) were found in samples with higher proportions of SS. Different feed ratios affect rumen fermentation in terms of pH, $NH_3$-N, $CH_4$, BA, volatile fatty acid and other metabolite concentrations and microbial diversity. Balanced protein and carbohydrate ratios are needed for rumen fermentation.

• 미생물학회지
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• 제51권1호
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• pp.31-38
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• 2015

2012년 2월 남태평양 미크로네시아 축(Chuuk)에서 채집한 두 종의 해양해면 Cinachyrella sp.와 Plakortis sp.의 공생세균의 군집구조를 PCR-DGGE 방법을 사용하여 조사하였다. Cinachyrella sp.와 Plakortis sp. 해면의 total genomic DNA에서 16S rRNA gene-V3 부분을 증폭하여 DGGE를 수행하였으며, 두 종의 해면에서 서로 다른 밴드 패턴이 나타났다. DGGE밴드로부터 16S rRNA gene의 부분 염기서열을 분석한 결과, 알려진 균주의 염기서열들과 87-100%의 유사도를 나타내었다. Cinachyrella sp.의 공생세균 군집구조는 Actinobacteria, Bacteroidetes, Chloroflexi, 그리고 Proteobacteria (Alpha-, Gamma-, Delta-), 6강으로 구성되었다. Plakortis sp.의 공생세균 군집구조는 Actinobacteria, Chloroflexi, Firmicutes, Spirochaetes 그리고 Proteobacteria (Alpha-, Gamma-, Delta-), 7강으로 구성되었다. 두 종의 해면에서 Actinobacteria, Chloroflexi와 Proteobacteria가 공통적으로 존재하였으나 주요 세균군집은 서로 다른 것으로 나타났다. 즉 Cinachyrella sp.의 경우 Proteobacteria가, Plakortis sp.의 경우, Chloroflexi가 주요 세균 군집이었다. 동일지역에서 채집한 서로 다른 두 종의 해면은 각각 다른 공생세균 군집구조를 나타내어 해면 종에 따른 숙주 특이적 분포를 보이는 것으로 나타났다.

• 한국환경농학회지
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• 제29권3호
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• pp.293-299
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• 2010

본 연구의 목적은 Bt 배추의 토양미생물 군집에 미치는 영향을 조사하기 위한 것이다. 토양미생물 조사에 앞서 토양 화학성분을 분석한 결과, Bt 배추와 일반품종 배추 근권토양간 화학성분의 유의성 있는 차이는 없는 것으로 조사되었다. 생육 최대 성숙기의 토양미생물 군집밀도를 조사했을 때 Bt 배추 근권토양의 미생물 군집밀도 범위가 일반 배추 근권토양의 미생물 군집밀도 범위내에 속하는 것으로 나타났다. 월별 DGGE 분석결과 일반품종 배추 근권토양 미생물 군집에 비해 Bt 배추 근권토양 미생물 군집의 변이는 없었다. 형질전환 벡터 유래 유전자부위를 이용하여 유전자의 수평이동성을 조사했을 때 Bt 근권토양 유래 DNA에서는 벡터 유래 유전자가 검출되지 않았다.

• 한국식품과학회지
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• 제46권1호
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• pp.115-120
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• 2014

본 연구는 목적은 단일 박테리오파지를 이용하여 볏짚으로부터 B. cereus가 제거된 스타터 컬쳐를 개발하는 것이다. 다양한 배지 가운데 5% 콩 갈은 물(GB)이 볏짚 미생물의 증식과 박테리오파지 BCP8-2의 활성에 적합한 배지로 선정되었다. GB를 이용하여 다양한 볏짚 샘플과 BCP8-2를 함께 처리한 결과 모든 샘플들에서 총균수는 $10^9$ CFU/mL 수준으로 동일하였고, B. cereus의 경우 BCP8-2를 처리하지 않은 샘플에서 $10^7$ CFU/mL까지 증식하였고, 박테리오파지 처리군에서는 검출되지 않음을 확인하였다. 샘플에 존재하는 미생물 군집을 16S rDNA 염기서열을 바탕으로 한 DGGE와 pyrosequencing을 통해 분석한 결과 BCP8-2 처리군과 미처리군 사이에 매우 유사한 미생물 군집을 확인하였고, 더 나아가 계대 배양에 따른 미생물 군집이 안정적으로 유지됨을 확인했다. 이러한 결과들은 볏짚 등에서 특정 박테리오파지를 이용하여 특정 유해균을 제거한 컬쳐의 개발이 가능함을 보여주는 것이고, 안전한 전통장류의 생산에 기여할 것이다.