• 제목/요약/키워드: Bacterial Community

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콩 근권의 핵심 세균 군집 (Bacterial core community in soybean rhizosphere)

  • 이영미;안재형;최유미;원항연;윤정훈;송재경
    • 미생물학회지
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    • 제51권4호
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    • pp.347-354
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    • 2015
  • 콩은 우리나라와 극동아시아가 원산지로 알려져 있으나 국산 콩의 근권 세균 군집에 대한 연구는 미흡하다. 따라서 본 연구에서는 국산 재배콩을 대상으로 차세대 염기서열 분석 방법인 파이로시퀀싱 방법을 사용하여 콩 근권 세균 군집 구조를 해석하고 생육단계별 군집의 변화 및 콩 근권의 핵심 세균 군집을 구명하고자 하였다. 세균 군집 분석 결과, 근권 세균의 군집은 근권과 비근권간에 뚜렷한 차이를 보였으며, 총 21개의 문으로 구성되었다. Proteobacteria가 가장 우점(36.6-42.5%)하였고, Acidobacteria (8.6-9.4%), Bacteroidetes (6.1-10.9%), Actinobacteria (6.4-9.8%), Firmicutes (5.7-6.3%) 등의 순으로 상대풍부도가 감소하였다. 모든 생육단계에 걸쳐 콩 근권의 핵심 세균 군집에는 Proteobacteria에 속한 OTU들이 가장 많이 분포하였으며, 이들 중 Bradyrhizobium에 속한 OTU의 상대 풍부도가 가장 높았다. 본 연구결과는 콩 근권의 핵심 세균 군집은 주로 생육 촉진 기능과 유기물 순환에 관련된 OTU로 구성되어 있다는 것을 보여주었다.

남태평양에 서식하는 두 종의 해면 Hyrtios sp.와 Callyspongia sp.의 공생세균 군집의 다양성 (Bacterial Community Diversity Associated with Two Marine Sponges from the South Pacific Ocean based on 16S rDNA-DGGE analysis)

  • 박진숙
    • 미생물학회지
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    • 제46권3호
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    • pp.255-261
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    • 2010
  • 남태평양에 서식하는 두 종의 해면 Hyrtios sp. 604와 Callyspongia sp. 612로부터 16S rDNA DGGE 방법을 이용하여 공생세균 군집의 다양성을 분석하였다. DGGE band로부터 염기서열 분석 결과, Hytrios sp. 604의 공생세균은 Alphaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Acidobacteria, Actinobacteria, Chloroflexi, Cyanobacteria, Firmicutes로 나타났으며, Callyspongia sp. 612의 공생세균 그룹은 Alphaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Chloroflexi, Cyanobacteria로 나타났다. 풍부한 이차대사산물의 생산자로 보고된 Hyrtios 해면 속의 Hyrtios sp. 604는 Callyspongia sp. 612에 비해 더 다양한 공생세균 군집을 나타내었으며 주요 공생세균 군집으로 Actionobacteria가 포함되었다. 동일 지역에 서식하나 화학적 특성이 다른 두 해면 종의 세균 군집은 서로 다른 것으로 나타났다. 발견된 공생세균의 염기서열은 90% 이상이 uncultured clone들과 높은 상동성을 나타내었다.

The effect of calcium propionate on the ruminal bacterial community composition in finishing bulls

  • Yao, Qianqian;Li, Yan;Meng, Qingxiang;Zhou, Zhenming
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제30권4호
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    • pp.495-504
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    • 2017
  • Objective: Manipulating the fermentation to improve the performance of the ruminant has attracted the attention of both farmers and animal scientists. Propionate salt supplementation in the diet could disturb the concentration of propionate and total volatile fatty acids in the rumen. This study was conducted to evaluate the effect of calcium propionate supplementation on the ruminal bacterial community composition in finishing bulls. Methods: Eight finishing bulls were randomly assigned to control group (CONT) and calcium propionate supplementation (PROP) feeding group, with four head per group. The control group was fed normal the total mixed ration (TMR) finishing diet, and PROP group was fed TMR supplemented with 200 g/d calcium propionate. At the end of the 51-day feeding trial, all bulls were slaughtered and rumen fluid was collected from each of the animals. Results: Propionate supplementation had no influence the rumen fermentation parameters (p>0.05). Ruminal bacterial community composition was analyzed by sequencing of hypervariable V3 regions of the 16S rRNA gene. The most abundant phyla were the Firmicutes (60.68%) and Bacteroidetes (23.67%), followed by Tenericutes (4.95%) and TM7 (3.39%). The predominant genera included Succiniclasticum (9.43%), Butyrivibrio (3.74%), Ruminococcus (3.46%) and Prevotella (2.86%). Bacterial community composition in the two groups were highly similar, except the abundance of Tenericutes declined along with the calcium propionate supplementation (p = 0.0078). Conclusion: These data suggest that the ruminal bacterial community composition is nearly unchanged by propionate supplementation in finishing bulls.

Effect of Nitrogen-Load Condition on Hydrogen Production and Bacterial Community in Continuous Anaerobic Hydrogen Fermentation Process

  • Kawagoshi, Yasunori;Nakao, Masaharu;Hino, Naoe;Iwasa, Tomonori;Furukawa, Kenji
    • 한국습지학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.123-131
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    • 2007
  • Effect of nitrogen-load condition on hydrogen ($H_2$) production and bacterial community in a continuous anaerobic hydrogen fermentation were investigated. The slight $H_2$ production on extremely low nitrogen-load condition (C/N ratio: 180) at the start-up period. The highest $H_2$ production was obtained when the C/N ratio was 36, the $H_2$ production yield ($mol-H_2/mol-glucose$) reached to 1.7, and it was indicated that Clostridium pasteurianum mainly contributed to the $H_2$ production. The $H_2$ production was decreased on both the lower (C/N: 72) and higher (C/N: 18) nitrogen-load conditions. The excess nitrogen-load was not always suitable for the hydrogen production. The fluctuation of $H_2$ production seemed to be caused by a change in the bacterial community according to the nitrogen-load condition, while a recovery of $H_2$ productivity was possible by a control of nitrogen-load condition through the bacterial community change. When the nitrogen-load condition was not suitable for hydrogen production, the lactic acid concentration was increased and also lactic acid bacteria were definitely detected, which suggested that the competition between hydrogen fermentator and lactic acid producer was occurred. These results demonstrated that the nitrogen-load condition affect on the $H_2$ productivity through the change of bacterial community in anaerobic hydrogen fermentation.

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DGGE를 이용한 동굴 생태계 세균 군집 구조 분석 (Analysis of Bacterial Community Structure in Gossi Cave by Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE))

  • 조홍범;정순오;최용근
    • 환경생물
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    • 제22권1호
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    • pp.213-219
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    • 2004
  • 동굴 내 정점별 세균 군집 구조를 분석하기 위하여 PCf amplified 16S rDNA denaturing gradient gel electrophoresis(DGGE)를 적용하였다. DGGE는 동일한 분자량을 갖는 dsDNA band라고 할지라도, 각각의 염기서열 차이에 따라 전기영동 상에서 고유한 band양상을 나타낼 수 있다. eubacteria의 16S rDNA V3region을 증폭하기 위해 GC341F와 PRUN518r을 primer로 사용하여 지하수내에 미생물 군집의 다양성과 유사성을 분석하였다. DGGE band 양상을 통해 동굴내의 세균 군집 구조는 외부 환경에 비해 상대적으로 종다양성이 낮으며 동굴내 에서 특이적으로 서식하는 종이 있음을 확인하였다. 또한 유기 영양물질의 공급이 제한되어 있는 동굴에서 구아노가 주요 유기 영양물질의 공급원으로서 큰 영향을 미치고 있는 것으로 파악되었다. DGGE 상의 일부 band의 염기서열분석 결과 Pseudomonas sp. NZ060과 Pseudomonas pseudoalcaligenes, uncultured Variovorax sp., soil bacterium NS7로 동정되었다.

Effects of Ensiling Fermentation and Aerobic Deterioration on the Bacterial Community in Italian Ryegrass, Guinea Grass, and Whole-crop Maize Silages Stored at High Moisture Content

  • Li, Yanbing;Nishino, Naoki
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제26권9호
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    • pp.1304-1312
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    • 2013
  • The effects of storage period and aerobic deterioration on the bacterial community were examined in Italian ryegrass (IR), guinea grass (GG), and whole-crop maize (WM) silages. Direct-cut forages were stored in a laboratory silo for 3, 7, 14, 28, 56, and 120 d without any additives; live counts, content of fermentation products, and characteristics of the bacterial community were determined. 2,3-Butanediol, acetic acid, and lactic acid were the dominant fermentation products in the IR, GG, and WM silages, respectively. The acetic acid content increased as a result of prolonged ensiling, regardless of the type of silage crop, and the changes were distinctively visible from the beginning of GG ensiling. Pantoea agglomerans, Rahnella aquatilis, and Enterobacter sp. were the major bacteria in the IR silage, indicating that alcoholic fermentation may be due to the activity of enterobacteria. Staphylococcus sciuri and Bacillus pumilus were detected when IR silage was spoiled, whereas between aerobically stable and unstable silages, no differences were seen in the bacterial community at silo opening. Lactococcus lactis was a representative bacterium, although acetic acid was the major fermentation product in the GG silage. Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis, and Morganella morganii were suggested to be associated with the increase in acetic acid due to prolonged storage. Enterobacter cloacae appeared when the GG silage was spoiled. In the WM silage, no distinctive changes due to prolonged ensiling were seen in the bacterial community. Throughout the ensiling, Weissella paramesenteroides, Weissella confusa, and Klebsiella pneumoniae were present in addition to L. plantarum, L. brevis, and L. lactis. Upon deterioration, Acetobacter pasteurianus, Klebsiella variicola, Enterobacter hormaechei, and Bacillus gibsonii were detected. These results demonstrate the diverse bacterial community that evolves during ensiling and aerobic spoilage of IR, GG, and WM silages.

비소오염토양에서 반복적인 Redox 환경 변화가 토양 미생물 군집과 비소 및 철의 순환에 미치는 영향 (Effect of Repetitive Redox Transitions to Soil Bacterial Community and its Potential Impact on the Cycles of Iron and Arsenic)

  • 박수진;김상현;정현용;장선우;문희선;남경필
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제25권1호
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    • pp.25-36
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    • 2020
  • In a redox transition zone, geochemical reactions are facilitated by active bacteria that mediate reactions involving electrons, and arsenic (As) and iron (Fe) cycles are the major electron transfer reactions occurring at such a site. In this study, the effect of repetitive redox changes on soil bacterial community in As-contaminated soil was investigated. The results revealed that bacterial community changed actively in response to redox changes, and bacterial diversity gradually decreased as the cycle repeated. Proportion of strict aerobes and anaerobes decreased, while microaerophilic species such as Azospirillum oryzae group became the predominant species, accounting for 72.7% of the total counts after four weeks of incubation. Bacterial species capable of reducing Fe or As (e.g., Clostridium, Desulfitobacterium) belonging to diverse phylogenetic groups were detected. Indices representing richness (i.e., Chao 1) and phylogenetic diversity decreased from 1,868 and 1,926 to 848 and 1,121, respectively. Principle component analysis suggests that repetitive redox fluctuation, rather than oxic or anoxic status itself, is an important factor in determining the change of soil bacterial community, which in turn affects the cycling of As and Fe in redox transition zones.

Predicted functional analysis of rumen microbiota suggested the underlying mechanisms of the postpartum subacute ruminal acidosis in Holstein cows

  • Yoshiyuki Tsuchiya;Ena Chiba;Atsushi Kimura;Kenji Kawashima;Toshiya Hasunuma;Shiro Kushibiki;Yo-Han Kim;Shigeru Sato
    • Journal of Veterinary Science
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    • 제24권2호
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    • pp.27.1-27.15
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    • 2023
  • Background: The relationships between the postpartum subacute ruminal acidosis (SARA) occurrence and predicted bacterial functions during the periparturient period are still not clear in Holstein cows. Objectives: The present study was performed to investigate the alterations of rumen fermentation, bacterial community structure, and predicted bacterial functional pathways in Holstein cows. Methods: Holstein cows were divided into the SARA (n = 6) or non-SARA (n = 4) groups, depending on whether they developed SARA during the first 2 weeks after parturition. Reticulo-ruminal pH was measured continuously during the study period. Reticulo-ruminal fluid samples were collected 3 weeks prepartum, and 2 and 6 weeks postpartum, and blood samples were collected 3 weeks before, 0, 2, 4 and 6 weeks postpartum. Results: The postpartum decline in 7-day mean reticulo-ruminal pH was more severe and longer-lasting in the SARA group compared with the non-SARA group. Changes in predicted functional pathways were identified in the SARA group. A significant upregulation of pathway "PWY-6383" associated with Mycobacteriaceae species was identified at 3 weeks after parturition in the SARA group. Significantly identified pathways involved in denitrification (DENITRIFICATION-PWY and PWY-7084), detoxification of reactive oxygen and nitrogen species (PWY1G-0), and starch degradation (PWY-622) in the SARA group were downregulated. Conclusions: The postpartum SARA occurrence is likely related to the predicted functions of rumen bacterial community rather than the alterations of rumen fermentation or fluid bacterial community structure. Therefore, our result suggests the underlying mechanisms, namely functional adaptation of bacterial community, causing postpartum SARA in Holstein cows during the periparturient period.

남극 해양에서 생물막 생성 초기 단계의 세균 군집 구조 변화 (Succession of bacterial community structure during the early stage of biofilm development in the Antarctic marine environment)

  • 이영미;조경희;황규인;김은혜;김민철;홍순규;이홍금
    • 미생물학회지
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    • 제52권1호
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    • pp.49-58
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    • 2016
  • 부유 세균의 군집과 구별되는 생물막내 세균 군집은 다양한 수생태계에서 중요한 생태학적 역할을 수행한다. 자연계에서 생물막이 생태학적으로 중요함에도 불구하고, 남극 해양 환경에서 생물막 형성 과정 동안의 세균 군집 구조와 그들의 변화에 대한 연구는 수행되지 않았다. 본 연구에서, 남극 해양 환경에서 생물막 형성 초기 단계에서의 세균 군집 구조 변화를 16S rRNA 유전자의 pyrosequencing을 통해 수행하였다. 생물막내 전반적인 세균 군집은 주변의 해수의 군집과 매우 달랐다. 전체 세균 군집의 78.8%에서 88.3%를 차지한 Gammaproteobacteria와 Bacteroidetes의 상대적 풍부도는 생물막의 형성에 따라 급격하게 변하였다. Gammaproteobacteria는 생물막 형성 진행에 따라 증가하다가 (4일째에 75.7%), 7일째에 46.1%로 감소하였다. 반면, Bacteroidetes는 초기에서 중기로 갈수록 감소하다가 다시 증가하는 양상을 보이며, Gammaproteobacteria와 반대의 변화 양상을 나타내었다. 생물막 형성의 초기 과정에 우점 하는 OTU (>1%)들의 변화 양상은 시기에 따라 뚜렷한 차이를 보였다. Gammaproteobacteria에 속하는 종의 경우, 4일째까지 증가한 반면, 첫째날 가장 우점 하였던 문인 Bacteroidetes에 속하는 종은 4일째까지 감소한 후, 다시 증가하는 양상을 보였다. 흥미롭게, Pseudoalteromonas prydzensis가 67.4%를 차지하며 우점 하였는데, 이는 생물막 형성에 이 종이 중요한 역할을 수행함을 시사하는 것으로 보인다.

토양세균군집과 산양삼 생육특성 간의 상관관계 연구 (Study on the correlation between the soil bacterial community and growth characteristics of wild-simulated ginseng(Panax ginseng C.A. Meyer))

  • 김기윤;엄유리;정대희;김현준;김만조;전권석
    • 환경생물
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    • 제37권3호
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    • pp.380-388
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    • 2019
  • 본 연구는 전국 임의의 산양삼 재배지를 선정하여 재배지 내의 토양 특성 및 토양세균군집을 분석하고, 토양 이화학적 특성, 토양세균군집 및 산양삼 생육특성 간의 상관관계를 구명하기 위하여 수행되었다. 토양세균군집 분석은 pyrosequencing analysis (Illumina platform)를 이용하였고, 토양세균군집과 생육특성 간의 상관관계는 Spearman's rank correlation을 이용하여 분석하였다. 8개 산양삼 재배지로부터 분리한 토양세균군집은 2개의 군집으로 군집화를 이루는 것을 확인하였다. 모든 토양샘플에서 Proteobacteria와 Alphaproteobacteria가 각각 35.4%, 24.4%로 가장 높은 상대적 빈도수를 보였다. 산양삼의 생육은 토양 pH가 낮고 Acidobacteria의 상대적 빈도수가 높은 토양에서 증가하였으며, Acidobacteriia (class)와 Koribacteraceae (family)의 상대적 빈도수는 산양삼의 생육과 유의적인 정의 상관관계를 보이는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 토양세균군집과 산양삼 생육 간의 상관관계를 구명하는 중요한 자료가 될 것으로 생각되고, 나아가 산양삼 재배 이전에 산양삼의 생육에 유용한 토양세균군집을 확인할 수 있다면 산양삼 재배적지를 선정하는데 도움을 줄 수 있을 것이다. 또한 토양이화학성과 더불어 임상 및 주변식생에 따른 토양세균군집과 산양삼 생육특성에 대한 상관관계 연구를 추가로 수행한다면 보다 명확한 정보를 대한 제공할 수 있을 것으로 사료된다.