• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권5호
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• pp.564-574
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• 2022

Microbial diversity in the soil is responsive to changes in soil composition. However, the impact of soil amendments on the diversity and structure of rare and abundant sub-communities in agricultural systems is poorly understood. We investigated the effects of different Chinese herb residue (CHR) soil amendments and cropping systems on bacterial rare and abundant sub-communities. Our results showed that the bacterial diversity and structure of these sub-communities in soil had a specific distribution under the application of different soil amendments. The CHR soil amendments with high nitrogen and organic matter additives significantly increased the relative abundance and stability of rare taxa, which increased the structural and functional redundancy of soil bacterial communities. Rare and abundant sub-communities also showed different preferences in terms of bacterial community composition, as the former was enriched with Bacteroidetes while the latter had more Alphaproteobacteria and Betaproteobacteria. All applications of soil amendments significantly improved soil quality of newly created farmlands in whole maize cropping system. Rare sub-communitiy genera Niastella and Ohtaekwangia were enriched during the maize cropping process, and Nitrososphaera was enriched under the application of simple amendment group soil. Thus, Chinese medicine residue soil amendments with appropriate additives could affect soil rare and abundant sub-communities and enhance physicochemical properties. These findings suggest that applying soil composite amendments based on CHR in the field could improve soil microbial diversity, microbial redundancy, and soil fertility for sustainable agriculture on the Loess Plateau.

• Journal of Species Research
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• 제12권4호
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• pp.374-414
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• 2023

As part of a comprehensive investigation of indigenous prokaryotic species in Republic of Korea in 2022, 156 bacterial strains were isolated from diverse environmental habitats. These strains were assigned to six phyla, namely Acidobacteriota, Deinococcota, Actinomycetota, Bacillota, Bacteroidota, and Pseudomonadota. Each strain was identified based on 16S rRNA gene sequence similarity (>98.7%) and the formation of robust phylogenetic clades with their closest reported species. Among isolates, there is one species belonging to the phylum Acidobacteriota, one species belonging to the phylum Deinococcota, 28 species belonging to the phylum Actinomycetota, 19 species belonging to the phylum Bacillota, 19 species belonging to the phylum Bacteroidota, and 88 species belonging to the phylum Pseudomonadota (comprising 34 species of the class Alphaproteobacteria, 20 species of the class Betaproteobacteria, and 34 species of the class Gammaproteobacteria). Based on 16S rRNA gene sequence analysis, each strain was assigned to independent and predefined bacterial species. Since there were no published or official reports regarding these 156 isolates in Republic of Korea, they are reported as unrecorded species in Republic of Korea. The Gram stain, colony and cell morphology, basic biochemical characteristic, isolation source, and strain ID of each species are described in the species descriptions.

• Journal of Species Research
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• 제12권4호
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• pp.415-429
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• 2023

As part of a comprehensive investigation of indigenous prokaryotic species in the Republic of Korea, 37 bacterial strains belonging to 36 species were isolated from diverse environmental habitats. These strains were assigned to five phyla, namely Deinococcota, Actinomycetota, Bacillota, Bacteroidota, and Pseudomonadota. Each strain was identified based on 16S rRNA gene sequence similarity (>98.7%) and the formation of definite phylogenetic clades with their closest reported species. Among isolates, there is one species belonging to the phylum Deinococcota, five species belonging to the phylum Actinomycetota, four species belonging to the phylum Bacillota, nine species belonging to the phylum Bacteroidota, and 17 species belonging to the phylum Pseudomonadota (comprising eight species of the class Alphaproteobacteria, one species of the class Betaproteobacteria, and eight species of the class Gammaproteobacteria). Based on 16S rRNA gene sequence analysis, each strain was assigned to independent and predefined bacterial species. Since there were no published or official reports regarding these 36 species in the Republic of Korea, they have been reported as unrecorded species in the Republic of Korea. Their Gram stain, cell morphology, colony, basic biochemical characteristics, strain ID, and isolation source of each species are described in the species descriptions.

• 환경영향평가
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• 제30권1호
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• pp.35-48
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• 2021

본 연구에서는 예산군에 위치한 질산성 질소 오염 지하수 부지를 대상으로 오염지하수의 지중정화현장 적용성 평가를 수행하고자, 영가철/바이오 환경정화소재를 이용한 Injected PRB(Permeable Reactive Barrier)와 관측정을 현장 오염지하수부지에 적용하고 주요 정화지표에 대한 변화를 모니터링하였다. 질산성질소, 아질산성질소, 암모니아성질소, 철 이온, TOC, 탁도 등의 항목 등을 조사하고 미생물 분석을 실시하여 지중정화기술의 현장 적용성을 평가하였다. 연구대상 부지는 농경지역으로 북쪽 경계는 하천이 서쪽에서 동쪽으로 흐르며 하천 경계를 형성하고 남쪽은 불투수 경계로 이루어져 있다. 질산성질소는 전반적으로 지하수 흐름과 유사하게 하천으로 흐르는 것으로 분석되었다. 모델링 결과, 약 3년에서 5년정도 경과 후 안정 상태로 도달하는 것으로 판단되었다. 이는 추가적인 오염원 유입이 없는 현재 상태만 고려한 것으로 지속적 오염이 유입된다면 오염범위 및 안정화 기간이 증가할 수 있다. 모니터링 결과, PRB설치 전, 후 철 이온, TOC, 탁도 값이 큰 차이를 보이지 않아 PRB의 음용수 관정 영향은 없는 것으로 판단되어 해당 지중정화기술의 지중 주입 적합성을 확인하였다. 질산성질소는 PRB 설치 42일 차까지 5 mg/L보다 낮은 농도가 유지되었으나 84일 차부터 PRB 내부의 질산성질소 제거 유효 기간이 끝나 원래의 농도를 회복하였다. PRB 설치 후 아질산성 질소와 암모니아성 질소의 검출은 PRB에 의한 질산성 질소의 환원에 의한 감소를 보여주었으며, 미생물 분석 결과 종 다양성이 증가하고 탈질 미생물을 포함하고 있는 Betaproteobacteria Class 군집이 크게 증가한 결과는 질산성 질소가 생물학적 환원작용에 의한 정화 가능성도 보여주었다.

• 생명과학회지
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• 제28권8호
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• pp.955-961
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• 2018

불가사리를 이용하여 다양한 생리활성에 대한 연구가 많이 진행되었지만, 다른 천연물 연구에 비해 불가사리로 부터 분리한 미생물에 대한 연구는 부족하다. 이에 본 연구에서는 제주도에서 채집한 극피동물인 빨강불가사리(Certonardoa semiregularis)의 내장으로부터 Marine Agar와 R2A를 이용하여 총 103개의 균주를 분리하여 세균군집에 대해 조사하였다. 분리된 균주들은 16S rRNA유전자를 이용하여 염기서열을 분석 및 동정하였다. 그 결과 주요 계통군은 Proteobacteria (Alpha-proteobacteria 24%, Beta-proteobacteria 4%, Gamma-proteobacteria 65%) 93%, Bacteroidetes 4%, Actinobacteria 2%, Firmicutes 1%로 4개의 문이 확인되었고, 7개의 강(Actinobacteria, Flavobacteria, Bacilli, Sphingobacteria, Alpha-proteobacteria, Beta-proteobacteria, Gamma-proteobacteria), 15개의 목, 19개의 과, 24속이 관찰되었다. 또한 계통 분석 결과 2개의 균주(Lysobacter sp., Pedobacter sp.)가 각각 97.55%, 97.58%로 상동성이 98% 이하로 나타나 새로운 속 또는 종으로 분류될 가능성이 있다고 여겨지며, 표준 균주와 함께 신종 후보 균주에 대한 생화학적, 형태학적 등의 추가적인 신종실험을 향후 진행해야 할 것으로 사료 된다.

• 미생물학회지
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• 제47권1호
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• pp.56-65
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• 2011

돼지 도축폐수를 처리하는 Rotating Activated Bacillus Contactors (RABC) 공정의 세균군집 특성을 파악하기 위하여 그람양성세균수와 총세균수를 계수하여 기존 고도폐수처리공정인 A2O (Anaerobic-Anoxic-Oxic) 공정과 비교하였다. RABC 공정의 생물막 세균군집구조는 비배양기법인 16S rDNA 염기서열결정법을 이용하여 분석하였다. RABC 공정의 총세균수에 대한 그람양성세균수 비율은 생물막(32%)에 비해 최종포기조(1282%) 및 반송슬러지(958%)에서 현저히 증가한 반면, A2O 공정의 그람양성세균수 비율은 호기조(40%)와 반송슬러지(49%) 모두에서 상대적으로 훨씬 낮았다. 총 9개 문에 해당하는 92개의 클론이 검출되었으며, 이 가운데 최우점 집단은 Proteobacteria (64.1%)와 Actinobacteria (18.4)%로서 이들 2개 문이 전체의 82.5%를 차지하였다. 3번째로 많이 검출된 것은 내생포자형성세균집단이 속하는 Firmicutes (5.4%) 문이었다. 소량 검출된 나머지 6개 문은 Bacteroidetes (3.3%), Chlorobi (2.2%), Nitrospirae (1.1%), Chlorofleix (1.1%), Acidobacteria (1.1%), Fusobacteria (1.1%)의 순이었다. Proteobacteria 문 중에서는 Betaproteobacteria 강 34.8%, Alphaproteobacteria 강 26.1%로서 대부분을 차지하였고, Gammaproteobacteria 강은 3.2%이었다. 내생포자형성세균집단의 비율은 모두 19.4%로서, Firmicutes 문 5.4%와 Actinobacteria 문의 Intrasporangiaceae과 14.0%이었다. 질화세균 및 탈질세균과 관련된 클론 비율 6.5%, 인축적세균과 관련된 클론 비율 5.4%를 기록함으로써 무기영양소 및 악취 제거능력을 가진 세균집단이 RABC 생물막에 많이 서식하고 있음이 확인되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권6호
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• pp.1100-1107
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• 2012

화학비료의 장기 시용이 벼 내생 세균 군집에 미치는 영향을 조사하기 위해서 국립농업과학원의 장기 비료 연용 포장에서 재배한 벼 뿌리의 내생균의 군집을 파이로시퀀싱 기법으로 분석하였다. 3요소구 (APK)와 무비구 (NF) 시료에서 직접 DNA를 추출하여 세균에 특이적인 barcode PCR을 수행한 후 454 파이로시퀀싱을 하였다. 두 시료 (3요소구, 무비구)에서 1,900개의 염기서열을 얻었으며, 각각 177개와 72개의 OTU로 분류하였다. 두 시료는 22개의 OTU를 공유하였으며, 이들 OTU는 두 시료에서 모두 우점하였다. 특히 Pseudomonas속에 속하는 OTU의 비율이 매우 높았다. 문 (phylum) 수준에서 우점하는 내생균은 두 시료 모두 Gammaproteobacteria, Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Actinobacteria 등 이었다. 처리구별로 계산한 다양성 지수는 3요소구 시료에서 더 높았다. 본 연구를 통해 장기간 비료 시용은 식물체내 존재하는 내생균 군집 구조에 영향을 주며, 벼 뿌리의 내생 세균의 군집 다양성을 증가시키는 것을 알 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제46권2호
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• pp.127-134
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• 2018

본 연구에서는 해조류인 Umbraulva japonica의 표면에서 79개의 세균을 분리하였다. 16s rRNA 유전자 분석 결과, 주요 계통군은 Proteobacteria (74.69%), Actinobacteria (2.53%), Fimicute (2.53%), Bacteroidetes (20.25%)로 4개의 문(Phylum)이 관찰되었고, 7개의 강(Class), 13개의 목(Order), 17개의 과(Family), 31개의 속(Genus)을 확인하였다. 계통학적 분석 결과 3개의 균주가 표준균주와 97% 이하의 유사성을 보여 신속 또는 신종으로 보고될 가능성이 있다고 여겨지며, 향후 표준균주들과 함께 추가적인 신종 실험이 수행되어야 할 것으로 사료된다. 분리된 79 균주를 이용하여 인체 및 어류 병원균을 대상으로 항균 활성을 확인하였다. UJT7, UJT20, UJR17의 균체 현탁액이 Vibrio vulnificus에 대하여 항균 활성을 나타냈으며 UJR17의 균체 현탁액은 V. vulnificus와 Streptococcus parauberis에 항균 활성능이 있음을 확인하였다. UJT7은 Bacillus sp., UJT20과 UJR17은 Pseudomonas sp.로 확인되었으며 다양한 활용을 위한 추가적인 실험을 수행한 후 유익하게 이용 될 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국환경농학회지
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• 제39권1호
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• pp.65-74
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• 2020

BACKGROUND: Soil carbon sequestration has been investigated for a long time because of its potential to mitigate the greenhouse effect. No- or reduced tillage, crop rotations, or cover crops have been investigated and practiced to sequester carbon in soils but the roles of soil biota, particularly microorganisms, have been mostly ignored although they affect the amount and stability of soil organic matters. METHODS AND RESULTS: In this study we analyzed the organic matter and microbial community in organically cultivated corn field soils where no-tillage (NT) or conventional tillage (CT) had been practiced for about three years. The amounts of organic matter and recalcitrant carbon pool were 18.3 g/kg dry soil and 4.1 g C/kg dry soil, respectively in NT soils, while they were 12.4 and 2.5, respectively in CT soils. The amounts of RNA and DNA, and the copy numbers of bacterial 16S rRNA genes and fungal ITS sequences were higher in NT soils than in CT soils. No-tillage treatment increased the diversities of soil bacterial and fungal communities and clearly shifted the bacterial and fungal community structures. In NT soils the relative abundances of bacterial phyla known as copiotrophs, Betaproteobacteria and Bacteroidetes, increased while those known as oligotrophs, Acidobacteria and Verrucomicrobia, decreased compared to CT soils. The relative abundance of a fungal phylum, Glomeromycota, whose members are known as arbuscular mycorrhizal fungi, was about two time higher in NT soils than in CT soils, suggesting that the higher amount of organic matter in NT soils is related to its abundance. CONCLUSION: This study shows that no-tillage treatment greatly affects soil microbial abundance and community structure, which may affect the amount and stability of soil organic matter.

• 생명과학회지
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• 제25권3호
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• pp.323-328
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• 2015

본 연구에서는 울릉도 성인봉지역의 근권 토양시료로부터 세균군집의 다양성을 조사하였다. 파이로시퀀싱에 의한 16S rRNA 유전자의 염기서열 분석결과 총 1,613개 OTUs를 확인했다. 세균 군집 조사결과 문 수준에서 Proteobacteria문이 42.29%, Acidobacteria문이 26.30%, 그리고 Actinobacteria문이 6.89%로 전체세균의 81.47%를 차지하였다. 강 수준에서는 α-proteobacteria강이 36.07%로 우점하고 있었으며, Acidobacteria_c강이 10.65% 차 우점하였다. 과 수준에서는 Bradyrhizobiaceae과가 22.83%로 우점하고 있었으며, Acidobacteriaceae과가 10.62%으로차 우점하고 있었다. 울릉도와 독도는 환경적으로 유사하지만 울릉도에서의 식물상이 보다 다양하고 개체수가 훨씬 많기 때문에 우점하고 있는 세균의 비율은 높은 차이를 보였지만 비우점 세균들이 차지하는 비율은 다양하게 나타났다. 울릉도와 독도의 세균군집의 다양성 차이는 환경요인에 의한 영향보다 지리적인 위치와 더 관련이 있으며 또한 식생의 유형에 따라 세균 군집의 다양성 영향을 미치는 것으로 보인다.