• 미생물학회지
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• 제52권1호
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• pp.40-48
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• 2016

본 연구는 식물성플랑크톤의 대량증식 조절과 관련된 해양성 살조능이 있는 박테리아의 분리와 유해조류에 대한 분리 균주의 살조능 특성에 주로 초점을 맞추고 있다. 해수 표면에서 자연적으로 발생하는 유해조류번성(HAB)은 전세계적으로 많은 환경문제를 일으키고 있다. 본 연구에서는 유해조류 성장을 억제하는 능력을 가진 40개의 박테리아 균주를 마산만, 진해만, 돌섬, 거제도, 통영 앞바다에서 분리하였다. 분리된 균주들은 다양한 유해조류인 Cochlodinium polykrikoides, Chattonella marina, Skeletonema costatum, Heterosigma akashiwo, Heterocapsa triquetra, Prorocentrum minimum, Scrippsiella trochoidea에 대한 살조특성을 추가로 조사하였다. 살조균주의 선별은 이중층 아가배지와 현미경 계수법을 이용하여 진행하였고 Pseudomonas, Vibrio, Bacillus, Pseudoalteromonas, Ruegeria, Joostella, Marinomonas, Stakelama, Porphyrobacter, Albirhodobacter의 속들에 속하는 균주들이었다. 가장 중요한 유해조류인 Co. polykrikoides에 대한 가장 강력한 살조능은 10% 배양상등액으로 6시간 처리했을 때 94%를 보이는 균주였다. 이 연구를 통해 살조효과를 보이는 새로운 속으로 Marinomonas sp. M Jin 1-8, Stakelama sp. ZB Yeonmyeong 1-11 & 1-13, Porphyrobacter sp. M Yeonmyeong 2-22, Albirhodobacter sp. 6-R Jin 6-1를 새롭게 찾았다. 결론적으로 이들 해양박테리아를 이용하면 식물성플랑크톤 번성을 제어하는데 중요한 역할을 할 것으로 예상된다.

• ALGAE
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• 제32권4호
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• pp.285-308
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• 2017

Cochlodinium polykrikoides red tides have caused great economic losses in the aquaculture industry in many countries. To investigate the roles of metazooplankton in red tide dynamics of C. polykrikoides in the South Sea of Korea, the abundance of metazooplankton was measured at 60 stations over 1- or 2-week intervals from May to November 2014. In addition, the grazing impacts of dominant metazooplankton on red tide species and their potential heterotrophic protistan grazers were estimated by combining field data on the abundance of red tide species, heterotrophic protist grazers, and dominant metazooplankton with data obtained from the literature concerning ingestion rates of the grazers on red tide species and heterotrophic protists. The mean abundance of total metazooplankton at each sampling time during the study was 297-1,119 individuals $m^{-3}$. The abundance of total metazooplankton was significantly positively correlated with that of phototrophic dinoflagellates (p < 0.01), but it was not significantly correlated with water temperature, salinity, and the abundance of diatoms, euglenophytes, cryptophytes, heterotrophic dinoflagellates, tintinnid ciliates, and naked ciliates (p > 0.1). Thus, dinoflagellate red tides may support high abundance of total metazooplankton. Copepods dominated metazooplankton assemblages at all sampling times except from Jul 11 to Aug 6 when cladocerans and hydrozoans dominated. The calculated maximum grazing coefficients attributable to calanoid copepods on C. polykrikoides and Prorocentrum spp. were 0.018 and $0.029d^{-1}$, respectively. Therefore, calanoid copepods may not control populations of C. polykrikoides or Prorocentrum spp. Furthermore, the maximum grazing coefficients attributable to calanoid copepods on the heterotrophic dinoflagellates Polykrikos spp. and Gyrodinium spp., which were grazers on C. polykrikoides and Prorocentrum spp., respectively, were 0.008 and $0.047d^{-1}$, respectively. Therefore, calanoid copepods may not reduce grazing impact by these heterotrophic dinoflagellate grazers on populations of the red tide dinoflagellates.

• ALGAE
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• 제32권3호
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• pp.199-222
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• 2017

Occurrence of Cochlodinium polykrikoides red tides have resulted in considerable economic losses in the aquaculture industry in many countries, and thus predicting the process of C. polykrikoides red tides is a critical step toward minimizing those losses. Models predicting red tide dynamics define mortality due to predation as one of the most important parameters. To investigate the roles of heterotrophic protists in red tide dynamics in the South Sea of Korea, the abundances of heterotrophic dinoflagellates (HTDs), tintinnid ciliates (TCs), and naked ciliates (NCs) were measured over one- or two-week intervals from May to Nov 2014. In addition, the grazing impacts of dominant heterotrophic protists on each red tide species were estimated by combining field data on red tide species abundances and dominant heterotrophic protist grazers with data obtained from the literature concerning ingestion rates of the grazers on red tide species. The abundances of HTDs, TCs, and NCs over the course of this study were high during or after red tides, with maximum abundances of 82, 49, and $35cells\;mL^{-1}$, respectively. In general, the dominant heterotrophic protists differed when different species caused red tides. The HTDs Polykrikos spp. and NCs were abundant during or after C. polykrikoides red tides. The mean and maximum calculated grazing coefficients of Polykrikos spp. and NCs on populations of co-occurring C. polykrikoides were $1.63d^{-1}$ and $12.92d^{-1}$, respectively. Moreover, during or after red tides dominated by the phototrophic dinoflagellates Prorocentrum donghaiense, Ceratium furca, and Alexandrium fraterculus, which formed serial red tides prior to the occurrence of C. polykrikoides red tides, the HTDs Gyrodinium spp., Polykrikos spp., and Gyrodinium spp., respectively were abundant. The maximum calculated grazing coefficients attributable to dominant heterotrophic protists on co-occurring P. donghaiense, C. furca, and A. fraterculus were 13.12, 4.13, and $2.00d^{-1}$, respectively. Thus, heterotrophic protists may sometimes have considerable potential grazing impacts on populations of these four red tide species in the study area.

• 한국수산과학회지
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• 제34권5호
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• pp.445-456
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• 2001

우리나라 남해안에서 매년 유해 편모조류인 Cochlodinium polykrikoides 적조가 발생하고 있으며 많은 수산피해를 일으키고 있다. 본 연구는 본 종에 대한 적조발생기구를 구명하는데 있어 생물학적인 기초를 확립하기 위해 실시되었다. 실험실 배양실험을 통해 물리 화학적 환경요인에 대한 C. polykrikoides의 성장을 조사하였고, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 해양에서 발생하는 C. polykrikoides 자연군집의 동역학중에서 물리$\cdot$화학적 환경요인의 상대적인 중요성을 평가하기 위해 수온, 염분, pH, 조도 조건별로 무균배양을 통한 본 종의 성장을 조사하였다. 그 결과는 $25^{\circ}C,\;40\%_{\circ}$, pH 7.5, 7,500 lux에서 가장 성장률이 높았다. 그리고, $19\~28^{\circ}C$에서도 성장이 잘 이루어져 광온성(eurythermal) 종으로 확인되었으며, 발생해역의 염분 범위인$30\~35\%$의 환경조건을 만족하는, 즉 내만의 저염분 보다는 외양의 고염분 환경에서 발생하여 성장하는 종으로 확인되었고, 광염성 (euryhaline) 종이다. 그리고, 높은 일사량을 요구하며 현장해역의 pH 범위에서 성장이 원활히 이루어졌다. 무기태 영양염인 질소원으로 질산질소와 암모니아질소를, 인원으로 인산인을 이용하여 C. polykrikoides의 영양염에 대한 성장실험을 하였다. 그 결과, C. polykrikoides의 영양요구량은 질산질소, 암모니아질소, 인산인에 대해 각각 $40, 50, 5{\mu}M$이었고, 성장에 의한 반포화상수 (Ks)값은 각각 $2.10,\;1.03,\;0.57{\mu}M$로 확인되었다. 이러한 결과로부터 C. polykrikoides는 타와편모조류에서 보고된Ks 값보다 대체적으로 낮았고, 빈영양성 (oligotrophic) 종은 아니며, 부영양성 (eutrophic) 종에 해당하지만 암모니아질소 Ks 값은 뚜영양성 종보다 낮은 값을 가지는 것으로 나타났다. 이것은 C. polykrikoides 적조는 내만의 부영양화된 해역보다는 부영양상태가 높아지고 있는 해역에서 발생할 가능성이 매우 높은 것을 나타낸다. 또한, C. polykrikoides는 질산질소보다 암모니아질소를 성장시 보다 유효한 영양염으로 선택하여 소비하였다 이것은 암모니아질소가 타 영양염보다 성장에 보다 중요한 요인으로 작용하며, C. polykrikoides 적조는 해양에서 증가한 암모니아질소 농도와 연관되는 것으로 나타났다.

• 한국어병학회지
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• 제16권3호
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• pp.193-201
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• 2003

Mastoparan B (MPB)는 벌독으로부터 정제된 양친매성 $\alpha$-helical 구조를 취하면서 14개의 아미노산 잔기로 구성된 염기성 항균성 펩타이드로서 여러가지 생물막과 작용한다. 본 연구에서는 우리 나라 연안의 적조 (HABs, harmful algal blooms)를 일으키는 4종의 적조생물 (Alexandrium tamarense, Chattonella marina, Cochlodinium polykrikoides 및 Gymnodinium catenatum)에 대한 MPB의 살조효과를 조사하였다. MPB의 4종의 적조생물에 대한 살조효과는 31.3 $\mu{g}$/mL부터 500 $\mu{g}$/mL에서 세포의 lysis 또는 ecdysis와 같은 형태로 현미경으로 관찰할 수 있었다. 또한 MPB는 C. marina 및 C. polykrikorides에 대해서 A. tamarense와 G. catenatum보다 더욱 강한 살조효과를 나타내었다. 이러한 MPB의 HABs에 대한 살조효과연구는 새로운 살조물질을 개발하기 위한 자료가 될 것으로 생각된다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2006년도 추계 학술발표회 발표논문집
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• pp.285-289
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• 2006

In screening of algicidal bacteria, we isolated a marine bacterium which had potent algicidal effects on harmful algal bloom (HAB) species. This organism was identified as a strain very close to Bacillus subtilisby 16S rRNA gene sequencing. This bacterium, Bacillus sp. SY-1, produces very active algicidal compounds against the harmful dinoflagellate Cochlodinium polykrikoides. We isolated three algicidal compounds (MS 1056, 1070, 1084) and identified them by amino acid analyses, fast atom bombardment mass spectrometry (FAB-MS), infrared spectroscopy (IR), $^1H$, $^{13}C$, and extensive two-dimensional nuclear magnetic resonance (2D NMR) techniques including $^1H-^{15}N$ HMBC analysis. One of them, MS 1056, contains a b-amino acid residue with an alkyl side chain of $C_{15}$. MS 1056, 1070, and 1084 showed algicidal activities against C. polykrikoides with an $LC_{50}$ (6 hrs) of 2.3, 0.8, $0.6\;{\mu}g/ml$, respectively. These compounds also showed significant algicidal activities against other harmful dinoflagellates and raphidophytes. In contrast, MS 1084 showed no significant growth inhibition against various organisms coexisting with HAB species in natural environments, including bacteria, eukaryotic microalgae, and cyanobacteria, although it inhibited growth of some fungi and yeasts. These observations imply that algicidal bacterium Bacillus sp. SY-1 and its algicidal compounds could play an important role in regulating the onset and development of HABs in the natural environments.

• 대한원격탐사학회지
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• 제32권6호
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• pp.673-679
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• 2016

본 연구에서는 Geostationary Ocean Color Imager (GOCI)의 수출광량(Water-leaving radiance) 자료와 흡광계수(Absorption Coefficients) 자료를 이용하여 한국 남해에 발생한 Cochlodinium polykrikoides 적조를 탐지하는 방법을 제안한다. C. polykrikoides의 분광스펙트럼을 분석하여, 412 nm에서 555 nm구간 파장대의 수출광 및 흡광 특성을 확인하였고 이를 이용하여 적조지수를 개발하였다. 본 연구에서 제안한 탐지기법은 광학적으로 복잡한 남해에서 발생한 적조를 탐지하였으며, 이러한 결과를 바탕으로 향후 적조 방재에 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국어병학회지
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• 제17권2호
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• pp.123-130
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• 2004

꿀벌 (Apis mellifera)의 lymph 액으로부터 정제된 항균성 펩타이드인, Apidaecin Ⅰb는 18개의 아미노산 잔기로 구성된 염기성 non-helical 펩타이드이다. 본 연구에서는 우리나라 연안의 적조 (HABs, harmful algal blooms)를 일으키는 4종의 적조생물 (Alexandrium tamarense, Chattonella marina, Cochlodinium polykrikoides 및 Gymnodinium catenatum)에 대한 Apidaecin Ⅰb의 살조효과를 조사하였다. Apidaecin Ⅰb의 4종의 적조생물에 대한 살조효과는 12.5$\mu{g}/mL$부터 50$\mu{g}/mL$에서 세포의 lysis 또는 ecdysis와 같은 형태로 현미경으로 관찰할 수 있었다. 또한 Apidaecin Ⅰb는 C. marina에 대해서 A. tamarense, C. polykrikorides 및 G. catenatum보다 더욱 강한 살조효과를 나타내었다. 이러한 HABs에 대한 Apidaecin Ⅰb의 살조효과 연구는 새로운 살조물질을 개발하기 위한 자료가 될 것으로 생각된다.

• 한국수산과학회지
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• 제32권4호
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• pp.452-457
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• 1999

적조 현상이 나타난 남해안 연안의 뻘로부터 Cochlodinium polykrikoides에 대한 살조능을 가지는 살조 세균 KY1을 분리하였다. 분리된 살조 세균 KY1이 살조능을 나타내는 최적 조건은 $30^{\circ}C$, 염농도 $3\%$, pH 5 이상의 중성으로 확인되었으며, 약 8 시간의 배양에서 대수 증식의 최대 성장률을 보였으며, 이후 사멸기 까지 배양 시간 24 시간 경과 후부터 높은 살조능을 나타내었다. 살조능은 대수증식기에서 정지기로 넘어갈 때, 큰 폭으로 증가하였다. 그리고, 사멸기에서는 최대 $100\%$에 달하는 살조능을 나타내었다. 이는 살조 세균이 분해되면서 균체내에 존재하는 살조물질을 분비하는 것으로 간주된다. 또한 배양 상등액의 양을 증가시켰을 때, 1 시간 이내에 $40{\mu}{\ell}$/ml의 농도에서 $100\%$의 살조능을 볼 수 있었다. $Zn^{2+}$의 첨가로 살조능의 현저한 증가를 확인 할 수 있었으며, 이로부터 살조물질은 C. polykrikoides의 세포벽 성분인 mannan을 분해하는 $\alpha$-mannosidase일 가능성을 보였다.

• 한국수산과학회지
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• 제33권4호
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• pp.331-338
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• 2000

최근 남해안 적조의 주요 원인생물인 C. polykrikoides를 살조 시키는 해양세균을 마산만의 적조발생 해역에서 분리, 동정하고 살조범위를 조사하였다. 분리 균주 중 살조활성이 우수한 Micrococcus sp. LG-5의 성장 특성과 살조효과에 대해 조사하여 해양 미생물을 이용한 자연생태 조화형, 환경 친화적 적조방제 기술 개발의 기초 자료를 제공하고자 연구한 결과를 요약하면 다음과 같다. 살조세균 Micrococcus sp. LG-5의 최적 성장조건은 $25^{\circ}C, NaCl 3.0{\%}, pH 7.0$이었으며, C. polykrikoides ($1.2{\times}10^4 cells/ml$)에 대한 Micrococcus sp. LG-5의 성장단계에 따른 배양여과액의 살조활성은 대수증식기 후기 및 정지기에 강하였다 대수증식기에는 C. polyklikoides를 $100{\%}$, 정지기에는 $82{\~}92{\%}$, 대수증식기 중기에는 $40{\~}80{\%}$, 유도기에는 $5{\%}$ 이하의 살조활성을 보여 Micrococcus sp. LG-5는 유도기를 거쳐 대수증식기에 살조물질을 활발히 생산하는 것으로 밝혀졌다. 또한 $0.4{\mu}m$의 cell culture insert를 삽입한 2조배양계를 이용하여 Micrococcus sp. LG-5의 살조유형을 조사한 결과, Micrococcus sp. LG-5는 $0.4{\mu}m filter$에 의해 C. polykirkoides와 격리된 상태에서도 C. polykirkoides를 살조시켜, 세포외로 물질을 분비하여 살조시키는 살조물질 분비형으로 밝혀졌다. 또한 Micrococcus sp. LG-5의 배양여과액의 최종농도가 $5{\%}, 10{\%}$가 되도록 첨가한 경우, C. polykrikoides의 개체수는 급격히 감소하여 3시간 경과 후에 centrol에 비해 각각 $30{\%}$와 $85{\%}$정도가 살조되었으며, $1{\%}$의 경우, 30시간 후에 $90{\%}$ 이상 살조되었다. 즉, Micrococcus sp. LG-5의 배양여과액의 양에 비례하여 살조효과가 증가하는 경향을 보였으며, 배양여과액 중에 C. polykrikoides를 사멸시키는 살조물질이 존재함을 알 수가 있었다.