콩을 주원료로 발효하여 제조되는 조미료인 간장의 맛과 품질은 발효 중 미생물의 대사에 큰 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 개량식 간장의 초기 발효과정에서 미생물학적 특성을 분석하기 위해 본 연구원 보유 미생물을 스타터로 활용한 메주와 염수를 이용하여 간장을 제조하였으며, 5주간의 발효과정에서 발효 1주차, 3주차, 5주차 간장 시료의 16S rRNA 유전자를 정량적으로 분석하였다. 발효기간에 따른 미생물의 분포를 분석한 결과 발효 1주차 간장에서는 Halomonadaceae과 미생물이 89.83%를 차지하였으며, 3주차 간장과 5주차 간장에서는 각각 14.46%, 13.78%로 나타나 매우 유의한 수준으로 높은 것으로 나타났다. 종 수준에서 미생물 분포를 분석한 결과 발효 1주차 간장에서는 Chromohalobacter beijerinckii와 Chromohalobacter canadensis가 가장 우점하는 미생물로 나타났으나, 발효 3주차와 5주차 간장에서는 Bacillus subtilis, Pediococcus acidilactici, Enterococcus faecalis가 상대적으로 높은 비율로 우점하는 것으로 나타났다. 또한, 발효과정 중 우점 미생물의 분포 상관관계를 분석한 결과 Chromohalobacter는 Bacillus, Enterococcus와 음의 상관관계를 나타냈다. Beta-diversity 분석 결과 발효 1주차 간장의 미생물 군집은 발효 3주차, 5주차 간장의 미생물 군집과 통계적으로 유의한 수준의 차이가 있는 것으로 나타났으나, 발효 3주차 간장과 5주차 간장의 미생물 군집 사이에는 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 간장 발효기간별 바이오 마커를 분석하기 위해 선형 판별 효과 크기 분석을 수행한 결과 호염성 미생물, Bacillus 속 미생물, 유산균의 상대적인 풍부도가 발효기간에 따른 미생물 군집 구조 차이에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.
The widespread use and distribution of chloroethylene organic compounds is of serious concern owing to their carcinogenicity and toxicity to humans and wildlife. In an effort to develop active bacterial consortia that could be useful for bioremediation of chloroethylene-contaminated sites in Africa, 16 combinations of 5 dichloroethylene (DCE)-utilizing bacteria, isolated from South Africa and Nigeria, were assessed for their ability to degrade cis- and trans- DCEs as the sole carbon source. Three combinations of these isolates were able to remove up to 72% of the compounds within 7 days. Specific growth rate constants of the bacterial consortia ranged between 0.465 and $0.716\;d^{-1}$ while the degradation rate constants ranged between 0.184 and $0.205\;d^{-1}$ with $86.36{\sim}93.53\;and\;87.47{\sim}97.12%$ of the stoichiometric-expected chloride released during growth of the bacterial consortia in cis- and trans-DCE, respectively. Succession studies of the individual isolates present in the consortium revealed that the biodegradation process was initially dominated by Achromobacter xylosoxidans and subsequently by Acinetobacter sp. and Bacillus sp., respectively. The results of this study suggest that consortia of bacteria are more efficient than monocultures in the aerobic biodegradation of DCEs, degrading the compounds to levels that are up to 60% below the maximum allowable limits in drinking water.
소양호에서 fluorescent in situ hybridization 방법을 이용하여 세균군집의 계절과 수심에 따른 변화를 조사하였다. 이 방법에 사용된 oligonucleotide probe는 EUB338, ALF1b, BET42a, GAM42a 와 CF probe 였다. 조사기간중 Proteobacteria $\alpha$-group 은 0.7~32.9% 이었으며 $\beta$-group은 1.0~25.8%, $\gamma$-group은 2.4~37.1%, Cytophaga-Flavobacterium group은 4.7~23.6%의 분포를 나타내었다. 계절별로 살펴보면 규조류가 우점하는 봄펄에는 $\gamma$-group 이, 유기물의 농도가 낮고 수온이 높은 여름철에는 $\alpha$-group 이 우점하였으며, 남조류가 우점하는 가을철에 총세균수에 대한 Eubacterial group 의 비율이 크게 감소하여 특정 group의 우점현상은 나타나지 않았다. 이처럼 소양호는 계절과 수심에 따라 군집구조가 변화하였으며, 특히 세균의 군집구조는 식물플랑크톤의 천이와 밀접한 관계를 보이는 것으로 나타났다.
This research was carried out in order to discover acid-forming bacteria during fermentation of Makgeolli, as Makgeolli loses its commercial value due to overproduced acidic materials. In Makgeolli kept at $25^{\circ}C$, a sudden increase of acidity as well as the disappearance of yeast cells occurred at day 6, whereas the total cell count and bacterial type remained unchanged; the result implies that a succession of bacterial types, including acid forming bacteria, occurred. Two acid-forming bacteria were isolated from acidified Makgeolli and were identified as Acetobacter pasteurianus and Lactobacillus casei. When fresh and heat-treated Makgeolli were inoculated with Acetobacter pasteurianus and/or Lactobacillus casei, the greatest amount of acid was formed in Makgeolli inoculated with Acetobacter pasteurianus and Lactobacillus casei and also in Makgeolli with Acetobacter pasteurianus alone. This result indicates that Acetobacter pasteurianus is the main acidifier; furthermore, it shows the synergy effect in acid formation with Lactobacillus casei.
국내산 담수 섬모충 플랑크톤의 종조성과 계절적 변화를 조사하기 위하여 2000년 12월 15일부터 2001년 12월 6일까지 팔당호에서 표층수를 채집하였다. 출현한 분류군 중 소모류(Oligotrichs)가 53%로 출현 양이 가장 많았다. 상대적으로 높은 개체수를 보인 봄인 3월 30일($1.9\times10^4$ cells $L^{-1}$)과 4월 6일($1.85\times10^4$ cells $L^{-1}$),여름인 6월 8일($1.7\times10^4$ cells $L^{-1}$)과 7월 20일($1.9\times10^4$ cells $L^{-1}$)에 급증하였다. 우점적으로 출현한 종들은 뚜렷한 계절성을 나타내어 겨울과 봄인 저수온기에는 세포크기가 비교적 큰$(>50{\mu}m)$ Stylonychia sp1, Phascolodon vorticella, Codonella cratera가 출현하였으며 여름과 가을인 고수온기에는 세포크기가 작은$(<30{\mu}m)$ Vorticella spp., Rimostrombidium hyalinum, Halteria grandinella가 출현하였다. 세포크기가 큰 종들은 Chl-${\alpha}$와 상관성을(r=0.33, p<0.05, n=39) 나타낸 반면, 소형종인 Halteria grandinella는 bacteria와 상관성을(r=0.35, p<0.05, n=39) 나타내었다.
Bacterial diversity and the composition of individual communities during the composting process of swine and mushroom cultural wastes in a field-scale composter (Hazaka system) were examined using a PCR-based approach. The composting process was divided into six stages based on recorded temperature changes. Phylogenetic analysis of eighty 16S rRNA sequences from uncultured composting bacterial groups revealed the presence of representatives from three divisions, including plant pathogenic bacteria, high-molecule-degrading bacteria and spore-forming bacteria. The plant pathogen A. tumefaciens gradually decreased in abundance during the composting process and eventually disappeared during the thermophilic and cooling stage. A bacterium homologous to Bacillus humi first appeared at the early thermophilic stage and was established at the intermediate thermophilic, post-thermophilic, and cooling stages. It was not possible to isolate the B. humi during any of the stages using general culture techniques.
우분에 사과박을 혼합해 만든 퇴비화에서의 세균군집 특히, 질화세균의 천이를 rRNA targeted oligonucleotide probes을 사용하는 FISH(fluorescent in situ hybridization)법으로 규명하였다. 암모니아산화 세균수는 $3,3{\sim}13.4{\times}10^6cells/g$ dw의 범위에서 변화하였으며 퇴비화 26일 후에 그 최고치를 나타냈다. 반면에 아질산 산화세균은 $6.0{\sim}17.2{\times}10^6cells/g$ dw의 범위에서 변화하면서 퇴비화 7일 후에 그 최고치를 보였다. 암모니아산화세균수가 아질산산화세균수 보다 크게 나타나는 경향과 최고치를 나타내는 시점이 이들 세균군의 진정세균에 대한 비율을 측정했을 때에도 동일하였다. 암모니아산화 세균수가 아질산산화세균수보다 늦게 늦게 그 최고치를 나타내는 것은 휘발성의 암모니아가스가 퇴비화과정 초기에 고갈되었기 때문일 가능성이 크다. 아울러 본 연구결과는 FISH법이 생장이 더딘 질화세균의 검출에 유용한 도구임을 시사해 준다.
This study examined changes of rumen fermentation, ruminal bacteria biodiversity and abundance caused by nitrate addition with Ion Torrent sequencing and real-time polymerase chain reaction. Three rumen-fistulated steers were fed diets supplemented with 0%, 1%, and 2% nitrate (dry matter %) in succession. Nitrate supplementation linearly increased total volatile fatty acids and acetate concentration obviously (p = 0.02; p = 0.02; p<0.01), butyrate and isovalerate concentration numerically (p = 0.07). The alpha (p>0.05) and beta biodiversityof ruminal bacteria were not affected by nitrate. Nitrate increased typical efficient cellulolytic bacteria species (Ruminococcus flavefaciens, Ruminococcus ablus, and Fibrobacter succinogenes) (p<0.01; p = 0.06; p = 0.02). Ruminobactr, Sphaerochaeta, CF231, and BF311 genus were increased by 1% nitrate. Campylobacter fetus, Selenomonas ruminantium, and Mannheimia succiniciproducens were core nitrate reducing bacteria in steers and their abundance increased linearly along with nitrate addition level (p<0.01; p = 0.02; p = 0.04). Potential nitrate reducers in the rumen, Campylobacter genus and Cyanobacteria phyla were significantly increased by nitrate (p<0.01; p = 0.01).To the best of our knowledge, this was the first detailed view of changes in ruminal microbiota by nitrate. This finding would provide useful information on nitrate utilization and nitrate reducer exploration in the rumen.
러시아 바이칼호에서 해빙기에 부유세균과 aggregates에 부착한 세균의 군집구조를 FISH (fluorescent in situ hybridization)방법으로 0 m부터 250 m수심에서 비교 분석하였다. 조사대상은 Eubacteria에 속하는 세균과 class Proteobacteria에 속하는 세균 중 $\alpha$-, $\beta$-, $\gamma$ -group과 Cytophaga-Flavobacterium group,그리고 Planctomycetales였다. 부유세균의 수는 $0.2{\times}10^6\cells{\cdot}ml^-1 to 3.2{\times}10^6 \cells{\cdot}ml^-1$범위였으며, 수심이 깊어질수록 감소하였다. Aggregate에 부착한 세균은 부유세균과 반대로 수심이 깊어질수록 증가하였고, 개체수의 범위는 0.4~$3.3{\times}10^4$$cells{\cdot}ml^-1$ 이였다. 총세균수에 대한 Eubacteria 수의 비율은 부유세균의 경우 52.3~74.1%, aggregates에 부착한 세균은 39.6~66.7%로 부유세균보다 부착세균에서 그 비율이 낮았으며, 세균의 군집구조 분석 결과에서도 부유세균과 aggregates애 부착한 세균의 군집구조가 다른 양상으로 나타났다. 특히 두 세균의 군집구조는 식물플랑크톤이 밀집해 있는 25 m 수심에서 급격히 변화하여 식물플랑크톤이 부유세균과 부착세균의 군집의 변화에 밀접한 관련이 있는 것으로 확인되었다, Aggregates에 부착한 세균 군집은 수심에 따라 매우 특이한 변화 양상을 나타내었다. $\beta$-proteobacteria group은 수심이 깊어지면서 그 비율이 높아져, 100m에서는 $\beta$-group이 총세균수는 51.8%를 차지하였으나, 250m에서는 $\gamma$-group이 43.8%를 차지하여, 급격하게 우점 group이 변화하였다. 그러나, 부유세균에서는 전혀 다른 군집 구조를 이루고 있었다. 이러한 결과에서 aggregates에 부착한 세균은 부유세균과는 다른 다양성을 이루고, 다른 천이과정을 거치는 것으로 확인되었다.
Investigations were carried out to observe the seasonal succession of phytoplankton, and viable counts of bacteria from the mid to lower reaches of Nakdong Fiver. An intensive monitoring was conducted from May to December 1999 biweekly at 6 sites in a main channel and 3 tributaries. Although there are several sites with high nutrient loading from the basin, all of study sites showed mesotrophic states owing to high discharge(June~September). Relatively low algal biomass and CFUs(mean of chi. a, $12.3{\pm}$11.5 $\mu\textrm{g}${\el}l$, CFUs : 1.8${\times}10^7$) were observed during the rainy season. The diatom population was dominant(over 85% of total community) year-long with peaks(Stephanodiscus hantzchii) in the fall and winter. Dominance of blue-green algal groups during the summer was not observed in the summer. Microorganisms peaked in the summer and fall(June~September), affected mainly by the inputs of phytoplankton and nutrients. Biomass of phytoplankton and CFU counts were higher in the Kumho River than other tributaries and main channel.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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