• Weed & Turfgrass Science
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• 제5권3호
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• pp.136-143
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• 2016

본 연구에서는 캐슈넛 오일의 살조활성 특징을 파악하고, 유해조류를 보다 효과적으로 제어할 수 있는 혼합처리제를 개발하기 위하여 실시하였다. 공시된 시험 추출물중 anacardic acid 함량이 상대적으로 높은 Ana-A가 남조류 M. aeruginosa에 대한 살조활성이 가장 높았다. Ana-A는 전체적으로 녹조류보다는 남조류에 대해 더 높은 살조활성을 가지면서 폭넓은 살조활성스펙트럼을 보였다. Ana-A에 대한 남조류 종간 반응에 있어서는 Oscillatoria tenuis ($IC_{50}=0.19{\mu}g\;mL^{-1}$)가 가장 민감하였고, 녹조류 중에서는 Chlorella vulgaris가 상대적으로 가장 민감한 반응을 나타내었다($IC_{50}=4.54{\mu}g\;mL^{-1}$). Ana-A와의 혼합처리를 통해 효능이 상승되는 화합물을 탐색한 결과, MSB와 menadione은 매우 강한 상승작용을, citric acid는 약간의 상승작용을, chrysophanol, copper sulfate, quinoclamine 등은 상가적 작용의 활성을 나타내었다. 종합적으로 볼 때, anacardic acid 고함유 캐슈넛 오일은 처리량의 최적화와 상승작용을 가지는 MSB 또는 menadione과 같은 화합물과의 혼합처리를 통해 M. aeruginosa 및 O. tenuis가 발생하는 현장의 선택적 제어를 위해 환경 친화적인 살조제로서 유용하게 활용될 수 있을 것 같았다.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제17권2호
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• pp.135-140
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• 2002

넙치는 단기간 NaOCl에 대한 노출에 대해 2ppm이하에서는 육안적으로 관찰시 심각한 이상증상이 관찰되지 않았으며, 조피볼락에서는 2.5ppm까지 급성적으로 안전하였다. 넙치와 조피볼락에서의 1시간 LC$_{50}$은 각각 3.24ppm 및 7.58ppm이었다. 조피볼락을 NaOCl로 1시간 노출시키고 혈액학적 및 혈장생화학적 변수를 측정하였을 때 2ppm이상의 농도에서 glucose의 농도가 현저히 상승한 부분을 제외하고는 생화학적 변수에도 이상이 발견되지는 않았다. Glucose는 거의 모든 종류의 stress에 의해서 신속히 증가하는 변수로서 이 시험에서 발견된 증가현상도 NaOCl이 가진 냄새 또는 화학적 자극성에 의한 stress의 결과로 나타난 것으로 추정된다.

• 한국해양바이오학회지
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• 제6권1호
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• pp.17-25
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• 2014

Periodically, harmful algal blooms (HABs) have occurred, with impacts on various areas including public health, tourism, and aquatic ecosystems, especially aquacultured and caged fisheries. To prevent or manage invasions of HABs into fish farms on an emergency basis, many methods have been proposed. Frequently over the past 30 years in coastal countries, treatments of clay and clay mixed with polyaluminum chloride (PAC) and chitosan have been tested for HAB-removal effectiveness in both the laboratory and the field. In Korea, yellow loess clay (hwangto) has been dispersed using electrolytic clay dispensers, both to decrease the amount of yellow loess clay's usage in containers and enhance HAB-removal efficiency. However, this emergency method has limitations, among which is the requirement for more effective controlling agents for field applications. Thus, in this paper, we review technologies for clay-based red tides prevention and control and their limitations, and, further, introduce next-generation algicidal technologies for the emergency protection of fish farms.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권10호
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• pp.1621-1629
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• 2008

Harmful algal blooms (HABs), commonly called red tides, are caused by some toxic phytoplanktons, and have made massive economic losses as well as marine environmental disturbances. As an effective and environment-friendly strategy to control HAB outbreaks, biological methods using marine bacteria capable of killing the harmful algae or algicidal extracellular compounds from them have been given attention. A new member of the $\gamma$-Proteobacteria, Hahella chejuensis KCTC 2396, was originally isolated from the Korean seashore for its ability to secrete industrially useful polysaccharides, and was characterized to produce a red pigment. This pigment later was identified as an alkaloid compound, prodigiosin. During the past several decades, prodigiosin has been extensively studied for its medical potential as immunosuppressants and antitumor agents, owing to its antibiotic and cytotoxic activities. The lytic activity of this marvelous molecule against Cochlodinium polykrikoides cells at very low concentrations ($\sim$l ppb) was serendipitously detected, making H. chejuensis a strong candidate among the biological agents for HAB control. This review provides a brief overview of algicidal marine bacteria and their products, and describes in detail the algicidal characteristics, biosynthetic process, and genetic regulation of prodigiosin as a model among the compounds active against red-tide organisms from the biochemical and genetic viewpoints.

• 한국환경과학회지
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• 제17권4호
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• pp.439-449
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• 2008

Algicidal bacterium was isolated from sea water during the declining period of Cochlodinium polykrikoides blooms and this bacterium had a significant algicidal activity against C. polykrikoides. In this study, algicidal bacterium was identified on the basis of biochemical and chemotaxonomic characteristics, and analysis of 16S rDNA sequences. The algicidal bacterium showed 98.6% homology with Micrococcus luteus ATCC $381^T$. Therefore, this bacterium was designated Micrococcus luteus SY-13. The optimal culture conditions of the algicidal bacterium was $25^{\circ}C$, initial pH 8.0, and 3.0% NaCl concentration. M. luteus SY-13 is assumed to produce secondary metabolites which have algicidal activity. When 10% culture filtrate of this strain was applied to C. polykrikoides ($1.0\;{\times}\;10^4\;cells/ml$) cultures, over 98% of C, polykrikoides cells were destroyed within 6 hours. The culture filtrate of M. luteus SY-13 exhibited similar algicidal activity after heat-treatment at $121^{\circ}C$ for 15 min. While algicidal activity remained in filtrates with pH adjusted to 8.0, loss of algicidal activity occurred when the pHs of filtrates were adjusted to over 9.0 or heat-treated at $121{\times}180^{\circ}C$ for 1 hour. M. luteus SY-13 showed significant algicidal activities against C. polykrikoides (98.9%) and a wide algicidal range against various harmful algal bloom (HAB) species. However, there was no algicidal effect on diatom and marine livefood organisms except Isocrysis galbana. These results suggest that M. luteus SY-13 could be a candidate for use in the control of HABs.

• Ocean and Polar Research
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• 제34권2호
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• pp.125-135
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• 2012

To evaluate the algicidal impact of a newly developed algicide thiazolidinedione derivative, TD49, on dinophyceae Akashiwo sanguinea in aquatic ecosystems, tentative culture experiments for the target species were conducted in small (SS), middle (MS), and large scale (LS) culture vessels. When TD49 was introduced at the final concentration of $2{\mu}M$ in SS and MS, as well as $1{\mu}M$ in LS, the abundance of A. sanguinea decreased significantly in all the treatments. On the other hand, total phytoplankton abundance, except A. sanguinea in the TD49 treatments, gradually increased with culture time, which implies that a cell destruction of A. sanguinea by TD49 is a major cause of the population growth by other phytoplankton species. Also, A. sanguinea was easily destroyed, which was likely to be a source of extracellular substances. In particular, a pH decrease was significant in the treatments than in the control, which indicates that the water in the treatments has been acidified, due to an increase in the heterotrophic metabolisms of bacteria and degradation of A. sanguinea cells. Our results indicate that the TD49 substance is the potential agents for the control of A. sanguinea in the enclosed and eutrophic water bodies.

• 한국습지학회지
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• 제7권3호
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• pp.67-73
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• 2005

본 연구에서는 하수처리장 방류수를 하천 유지용수로 활용하고 있는 인공하천내 부착조류의 발생억제 또는 증식 조류의 제거를 위한 처리방법을 연구하였다. 실험결과, 60ppm의 염소처리로 90% 정도의 chlorophyll-a 제거효과를 얻을 수 있었으며, LC50은 0.8ppm 정도로 나타났다. 또한 조류생성방지제를 이용한 조류생성억제 실험결과 20일 경과 후에도 조류가 생성되지 않았다. 결론적으로, 염소제는 수생태계에 대한 영향을 주지 않는 범위내에서는 이미 대량 증식된 조류의 사멸효과는 거의 없었으며, 조류생성방지제의 경우 조류생성을 억제하는 기능은 확인 할 수 있었으나 현장에서 직접 적용하는 방안들이 지속적으로 연구되어야 할 것으로 판단된다.

• 미생물학회지
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• 제51권1호
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• pp.7-13
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• 2015

Hydrotrope-combined copper (HCC)는 구리의 용존성을 유지하기 위해 황산구리와 친수성 작용기를 결합시켜 제조한 구리 이온($Cu^{2+}$) 기반의 조류생장 억제제이다. 본 연구는 부영양성 담수에 분포하는 대표적인 남조세균 Microcystis aeruginosa에 대한 HCC의 생장 저해효과를 평가하였다. 이를 위하여 M. aeruginosa의 접종 농도 또는 생장배지인 BG-11의 희석 정도를 달리하면서 구리 이온 농도 기준 $5.5-550{\mu}g/L$의 범위에서 HCC를 첨가하고 생장저해효과를 chlorophyll-a 농도의 변화로 측정하였다. HCC는 M. aeruginosa의 생장을 현저히 저해하였으며 특히 1/4로 희석한 BG-11 액체배지에서는 구리 이온의 농도로 환산했을 때 $5.5{\mu}g/L$가 되는 HCC 첨가만으로도 생장을 완전히 억제하는 것으로 나타났다. HCC의 첨가로 인해 세포로부터 microcystin-LR 독소가 용출되는지 확인한 실험에서 HCC는 M. aeruginosa의 생장을 억제하는 유효 농도뿐만 아니라 그 이상의 농도($550{\mu}g/L$)에서도 독소를 용출시키지 않는 것으로 확인되었다. 한편 물벼룩(Daphnia magna)에 대한 HCC의 급성독성시험에서 50% 유영저해를 일으킨 시료에 함유된 구리의 농도는 약 0.30 mg/L로서 생장억제 유효농도를 훨씬 상회하였다. 추가로 HCC의 돌연변이원성과 유전독성을 평가하기 위해서 수행한 Ames test 및 SOS ChromoTest에서도 HCC는 M. aeruginosa의 생장억제 유효농도를 상회하는 농도 수준에서도 독성물질로 작용하지 않는 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 기존 구리 기반 조류생장 억제제의 한계를 개선한 HCC가 상습적으로 조류 대번식이 발생하는 수계에서 사전 또는 사후처리제로서 비교적 안전하고 유용하게 쓰일 수 있을 것으로 기대된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권1호
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• pp.22-34
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• 2016

유해 남조류 Microcystis와 Dolichospermum의 친환경적인 제어를 위해 생물유래 물질을 기반으로 한 Naphthoquinone(NQ) 계열의 녹조제어 물질을 개발하였다. NQ의 기본구조를 바탕으로 치환기 ($R_n$)를 변화시켜 총 92종의 NQ 유도체를 합성 확보하였고, 대상 남조류 Microcystis와 Dolichospermum에 대하여 농도별 살조효과를 평가하여 $1{\mu}M$의 농도에서 80% 이상의 제어가 가능한 NQ 화합물을 각각 22종을 선정하였다. 그 중에서, NQ 40 물질은 최적 적용 농도인 $1{\mu}M$에서 Microcystis와 Dolichospermum 종에 각각 99.6%과 100%의 높은 제어효과가 관찰되었다. NQ 40 물질 ($1{\mu}M$)은 규조류 Stephanodiscus, Cyclotella와 와편모조류 Peridinium에는 살조효과가 없었으며, 대상 유해 남조류 Microcystis와 Dolichospermum에만 선택적으로 작용하였다. 또한, NQ 40 물질의 급성독성을 평가 결과, Selenastrum capricornutum, Daphnia magna 및 Danio rario 종에 대하여 $EC_{50}$/$LC_{50}$ 값이 각각 3.2, 14.5 및 $15.7{\mu}M$로 측정되었다. 더불어, D. magna를 이용한 만성독성 평가 결과, NQ 40 물질 $1{\mu}M$에서 생존, 성장, 번식에 대한 영향은 없었다. 따라서, 최종 선정된 NQ 40 물질을 현장에서 $1{\mu}M$로 적용한다면, 다른 수생생물에 미치는 영향 없이 대상 조류인 Microcystis와 Dolichospermum 종만 선택적으로 제어 가능한 친환경적인 살조물질로 사용될 것으로 판단된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제7권1호
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• pp.72-81
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• 2020

저온수기 규조 Stephanodiscus sp.에 의한 녹조 현상은 빈번하게 일어나며, 이로 인한 수자원의 질적 변화와 정수과정에 많은 경제적 손실을 주고 있다. 선행연구를 통해 Stephanodiscus sp. 종의 친환경적 제어를 위해 개발된 생물유래 물질인 naphthoquinone (NQ) 유도체의 현장조건에서 살조효과 입증을 위해 서낙동강 수변에 5 ton 규모 mesocosm을 설치하여 현장조건에서의 살조효과와 비생물학적, 생물학적 요인을 모니터링 하였다. NQ 4-6 물질을 처리한 결과, 대상 조류인 Stephanodiscus sp.의 세포밀도가 실험 초기 5 × 10³ cells mL¹에서 급격하게 감소하여 실험 종료시인 10일차에는 0.2 × 10³ cells mL¹으로 세포 대부분이 사멸되어, 81%의 높은 살조효과가 관찰되었다. 또한, NQ 4-6 물질 접종 후 식물플랑크톤을 제외한 물리·화학적요인(수온, 용존 산소, pH, 전기전도도, 영양염)과 생물요인 (박테리아, HNFs, 섬모충, 동물플랑크톤)에 영향을 미치지 않았으며, 대조구와 처리구에서 유사한 경향이 관찰되었다. 즉, NQ 4-6 물질의 현장 적용은 규조 Stephanodiscus sp. 종의 선택적 제어뿐만 아니라, 수생 생물의 서식처와 먹이 공급을 원활하게 함으로써 건강한 수 생태계를 형성하는데 큰 역할을 할 것으로 판단된다.