• 한국미생물·생명공학회지
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• 제41권3호
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• pp.292-299
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• 2013

본 연구에서는 분자생물학적 기법인 PCR-DGGE를 사용하여 친환경 농법을 적용한 고추경작지에서 서식하는 진균의 군집 변화를 분석하고자 하였다. 먼저 토양으로부터 추출한 DNA는 DGGE 분석을 위해 진균의 universal primer인 ITS 1/4 primer set를 사용하여 nested-PCR을 수행하였으며, 증폭된 산물을 사용하여 DGGE를 수행한 결과 진균의 군집을 나타내는 band의 수는 고추 정식 전에는 3-4개에 불과했으나 고추를 정식한 후에는 전체 처리구에서 평균 15개로 조사되어 작물의 정식이 진균의 밀도 및 다양성을 증가시키는 것으로 확인되었다. 처리구 별로는 윤작과 컨소시엄 미생물제제를 동시에 적용한 고추 경작지에서 band 수가 18개로 나타나 가장 많은 것으로 조사되었다. 반면에 연작지의 화학농약 처리구에서는 band의 수가 14개로 나타나 처리구 중에서 진균의 다양성이 가장 낮은 것으로 확인되었다. 또한 식물에 질병을 일으키는 주요 병원성 진균의 DNA를 marker로 사용하여 각 처리구 별로 패턴을 비교한 결과, 연작지에서 모잘록병을 일으키는 R. solani AG-1 (IB)이 존재함을 확인할 수 있었다. 또한 염기서열 분석을 통해 우점종을 조사한 결과, 고추 정식 전에는 Paraphaeosphaeria quadriseptata, 정식 후에는 Mortierella chlamydospora, Cucurbitaria berberidis 및 Chaetomium globosum 종이 우점하고 있는 것으로 확인되었다. 처리구 간의 유사성 분석에서는 연작지의 컨소시엄 미생물제제 처리구와 윤작지의 컨소시엄 미생물제제 처리구가 유사한 것으로 나타났으며, 화학농약 처리구 역시 경작체계가 다름에도 불구하고 유사성이 있는 것으로 확인되었다.

• 산업식품공학
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• 제15권4호
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• pp.370-375
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• 2011

현재 식중독 미생물의 검사에 전통적인 배지법이 다수를 차지하고 있으나 PCR이나 면역 분석법과 같은 신속 검출 법들의 사용이 증가하는 추세이다. 그러나 대개 speciesspecific 프라이머를 이용한 PCR에 의한 DNA 증폭산물을 전기영동을 통해 확인하는 방법을 사용하고 있는데 이는 각종 균주에 대해 각기 다른 프라이머를 사용하여야하는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 본 연구에서 는 여러 가지 균주를 동시에 신속하게 검지할 수 있도록 PCR-DGGE 기술을 연구하게 되었다. 그 결과 6종(S. typhimurium, P. fluorescens, B. cereus, S. aureus, E. coli, L. monoytogenes)의 유해 미생물을 선정하였고 DGGE 상에서 확실한 분리능을 보여 유해미생물의 인공마커로 사용할 수 있음을 보였다. 또한 실제 PCR-DGGE 기법을 사용하기 위하여 채소에서의 유해미생물 검출 감도를 확인한 결과 B. cereus를 제외한 5종(S. typhimurium, P. fluorescens, S. aureus, E. coli, L. monoytogenes)의 균들은 모두 $10^1$ CFU/g까지 검출할 수 있었고 B. cereus는 $10^3$ CFU/g이상 채소에 존재할 때 검출할 수 있었다. 또한 균질화 방법에 따라서 식물 DNA와 유해 미생물 간의 경쟁적 증폭현상이 일어남도 확인할 수 있었다. 이로써 본 연구에서는 유해 미생물의 검지, 인공마커의 제조, 식물 DNA와 유해미생물간의 경쟁적 증폭 현상 방지책과 유해미생물의 검출 감도 확인 및 염기서열을 통한 동정을 통해 PCR-DGGE가 식품에서 유해 미생물의 신속 검지 방법으로써 활용할 수 있을 것으로 사료된다. 향후 국내 식품소비 패턴이 유기농 채소의 수요와 공급이 날로 증대 되고 있기 때문에 PCR-DGGE 기법이 유기농 채소들의 식중독 균에 대한 database를 구축하여 안전성을 확보하는데 기여할 수 있다고 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제22권2호
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• pp.232-238
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• 2012

금정산성 막걸리$^{(R)}$는 전통적인 수제누룩과 쌀로부터 발효된 한국의 전통적인 술이다. 본 연구에서는 막걸리 발효기간 동안 세균과 진균의 다양성을 특성화하기 위해 16S와 28S rRNA 유전자를 목적으로 하는 PCRDenaturing Gradient Gel Electrophoresis (PCR-DGGE) 분석을 수행하였다. 막걸리 발효기간 동안 PCR-DGGE profile에서 검출된 세균은 16S rRNA 유전자 서열에 기초한 동정결과 Lactobacillus spp. (L. curvatus, L. kisonensis, L. plantarum, L. sakei 및 L. gasseri), Pediococcus spp. (P. acidilactici, P. parvulus, P. agglomerans및 P. pentosaceus), Pantoea spp. (P. agglomerans 및 P. ananatis) 그리고 Citrobacter freundii로 총 12종이었으며, 배양2일 이후 L. curvatus가 주된 우점 종을 형성하였다. 반면 PCR-DGGE profile에서 검출된 진균은 28S rRNA 유전자 서열에 기초한 동정결과 Pichia kudriavzevii, Saccharomyces cerevisiae, Asidia idahoensis, Kluyveromyces marxianus, Saccharomycopsis fibuligera 및 Torulaspora delbrueckii로 6종이었으며 주된 우점 진균은 배양0일에서 2일에 P. kudriavzevii에서 배양 3일에서 6일에 S. cerevisiae로 전환되었다. 결과적으로 PCR-DGGE분석은 막걸리발효기간 동안 미생물의 구조와 다양성을 이해하는 데 유용한 도구임을 보여주었다.

• 상하수도학회지
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• 제20권3호
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• pp.461-467
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• 2006

The seasonal change in attached algae and microbial community structure at sedimentation basin of water treatment plant was investigated by using quinone profiles and denaturing gel gradient electrophoresis (DGGE). The photosynthetic bacteria and algae contains PQ-9 and VK-1 as major quinone are major component of the total quinone fraction in attached algae and microorganisms on sedimentation basin trough. The microorganisms containing menaquinones appear to be sensitivity to the change in temperature than those containing ubiquinones. The plot of the mole fraction of dominant quinone species ($f_d$) to the DQ values showed higher sensitivity to the seasonal change in the microbial community structure. The results indicated that quinone and DGGE are useful tool for the evaluation of the changes in the microbial community structure.

• Journal of Microbiology
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• 제41권2호
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• pp.157-160
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• 2003

To estimate genetic relationships within the genus Rhizopus, genetic variations in 20 strains were investigated by DGGE and PCR-RFLP of rDNA ITS region (ITSI, ITS2,5.8S). The size of the amplified products showed the interspecific polymorphisms, 650 bp,700 bp, and 900 bp. The DGGE approach allowed the separation of PCR amplicons of the same length according to their sequence variations. When the rDNA ITS region was digested with six restriction enzymes, 20 strains were classified into five RFLP haplotypes. The range of similarity between the 20 strains by PCR-RFLP was 42.3-100%. Based on the results of DGGE aud PCR-RFLP, the 20 strains were divided into four groups, R. oryzae, R. stolonifer, R. microsporus and R. homothallicus. Further study of R. homothallicus is required.

• 미생물학회지
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• 제39권1호
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• pp.45-50
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• 2003

분자 생물학적 방법 인 DGGE를 이용하여 저온에서 김치가 발효되는 동안 관여하는 미생물의 다양성과 변화양상을 분석하였다. 김치를 저온 ($4^{\circ}C$)에서 발효시키는 60 일 동안 5 일 마다 시료를 채취하였으며, 채취한 김치 시료에서 genomic DNA를 추출하여 실험을 수행하였다. 김치 시료 genomic DNA로부터 16S rDNA의 V3영역을 증폭하여 DGGE를 수행한 결과에서 관찰된 amplicon들의 염기서열을 분석한 결과 저온에서 김치가 발효되는 동안 젖산균들이 주요 미생물 군집으로 나타났으며, 그 중에서도 Weissella koreensis가 발효 전 과정 동안, Lactobacillus sakei의 경우는 발효 10 일째부터, 그리고 Leuconostoc gelidurn은 발효30 일째부터 amplicon들의 농도가 진하게 나타나 이들이 저온에서 김치 발효 과정 동안의 우점종 균주들 임을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권8호
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• pp.533-540
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• 2012

BAC 공정 운전초기부터 부착 박테리아들의 생체량이 정상상태(steady-state)에 도달한 이후까지 $BDOC_{total/rapid/slow}$ 제거율의 변화와 DGGE와 ATP 분석을 통하여 부착 박테리아들의 군집과 생체량을 평가하였다. 용존 유기물질 제거율 평가에 따른 BAC 공정의 정상상태 도달 여부 평가결과를 보면 DOC의 경우 운전 bed volume 27,500 부근에서 BAC 공정이 정상상태에 도달하였고, $BDOC_{rapid}$와 $BDOC_{total/slow}$의 경우는 각각 운전 bed volume 15,000 부근과 32,000 부근에서 정상상태에 도달하였다. BAC 공정의 운전기간 증가에 따른 HPC 및 ATP 농도 분석을 통한 부착 박테리아들의 생체량 평가결과 bed volume 22,500 이후로 거의 일정한 생체량을 유지하였으며, 이 때 HPC와 ATP 농도는 각각 $3.3{\times}10^8$ cells/g 및 $2.14{\mu}g/g$ 정도로 나타났다. DGGE를 이용하여 운전기간 증가에 따른 BAC 부착 박테리아들의 군집분석 결과 운전초기(bed volume 8,916)의 경우 분석가능한 DGGE band 개수가 5개였으나 운전기간 증가에 따라 분석가능한 DGGE band 개수는 최대 11개로 증가하였다. 또한, DGGE를 이용한 박테리아 군집분석 결과 BAC 운전기간의 증가에 따라 다양한 박테리아 그룹들이 존재하였고, Pseudomonas fluorescens, Acinetobacteria와 유사한 uncultured bacterium, uncultured Novosphingobium sp. 및 Flavobacterium frigidarium은 운전초기 단계부터 지속적으로 부착 박테리아 군집을 형성하였고, 전체적으로 Proteobacteria 그룹이 비교적 높은 비율로 우점하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제39권4호
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• pp.374-381
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• 2011

미생물과의 상호작용을 통하여 토양의 특성을 변화시킬 수 있는 지렁이 Eisenia fetida의 장내미생물 군집을 조사하기 위하여, 배양방법과 비배양방법인 DGGE와 pyrosequencing을 이용하여 8주와 16주 사육 지렁이의 장내미생물 군집을 분석하였다. 배양방법에서는 L. fusiformis(51%), B. cereus(30%), E. aerogenes(21%), 그리고 L. sphaericus (15%) 등이 우점미생물로 확인되었다. DGGE 분석에서는 B. cereus(15.1%), Enterobacter sp.(13.6%), uncultured bacterium (13.1%), 그리고 B. stearothermophilus(7.8%)가 우점미생물로 확인되었다. Pyrosequencing 분석에서는 Microbacterium soli(26%), B. cereus(10%), M. esteraromaticum(6%), 그리고 Frigoribacterium sp.(6%)가 우점미생물로 확인되었다. 그외에도 Aeromonas sp., Pseudomonas sp., Borrelia sp., Cellulosimicrobium sp., Klebsiella sp., and Leifsonia sp. 등의 미생물도 확인이 되었으며, 비배양 방법을 이용한 장내 미생물 군집 조사는 배양이 불가능한 미생물을 확인할 수 있을 뿐만 아니라 더 다양한 미생물 군집도 확인할 수 있었다.

• 환경생물
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• 제24권4호
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• pp.307-313
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• 2006

2004년 9월과 11월, 2005년 1월, 5월 및 8월의 총 5회에 걸쳐 대한민국 통영연안의 1개 정점에서 표층해수를 계절별로 채취하여 해양세균 군집을 분석하였다. 선택배지에서 순수분리하여 VITEK Microbe ID system으로 동정한 배양법과 16S rRNA PCR-DGGE로 분석한 결과를 상호비교하였다. 배양법에 의한 각 계절별 해양세균 군집의 종조성은 2004년 9월은 5종, 11월은 5종, 2005년 1월은 4종, 5월은 6종 및 8월은 10종으로 조사되었고, Pseudomonas fluorescens와 Acinetobacter lwoffii는 계절과 관계없이 모두 검출되었으며, 그 외에 Pseudomonas stutzeri, Sphingomonas paucimobilis 및 Burkholderia mallei 등이 동정되었다. 16S rRNA PCR-DGGE에 의한 군집분석 결과는 2004년 9월은 10개체군, 11월은 11개체군, 2005년 1월은 6개체군, 5월은 9개체군 및 8월에는 13개체군이 조사되었고, Acinetobacter lwoffii, Burkholderia mallei, Pseudomonas fluoresence, Actinobacillus ureae, Burkholderia sp., Pseudomonas stutzeri, Roseobacter sp., Vibrio parahaemolyticus, Sphingomonas paucimobilis 및 Rugeria algocolus 등이 동정되었다. 이로부터 해양세균 군집의 분포특성을 파악하는 데는 16S rRNA PCR-DGGE가 배양법보다 더 효율적임이 판명되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권7호
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• pp.752-756
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• 2006

최근 수계의 총질소(T-N) 규제가 강화되면서 기존 BAF 공정의 개선을 위해 독립적인 무산소조가 추가로 도입되었다. 본 연구에 사용된 공정은 유기물과 질산화 중심으로 개발 된 기술인 $Biobead^{(R)}$공법으로 상용화된 상향류의 BAF공정의 하나이다. 독립적인 무산소조의 도입의 타당성을 검토하기 위해 분자생물학적 방법의 하나인 PCR-DGGE기법이 수행되었다. 두 가지 type의 nitrite reductase genes를 통해 진행되었는데, nirS로 암호화된 cytocrome $cd_1$ nitrite reductase gene과 nirK로 암호화된 Cu를 함유한 nitrite reductase gene이다. 이러한 탈질 기능유전자를 이용하여 PCR-DGGE를 통해 탈질 목적으로 순화된 독립적인 무산소조의 탈질미생물의 군집을 해석하였다. PCR 증폭결과, 탈질을 수행하는 무산소조 내에서는 nirS와 nirK유전자 가운데 nirS유전자만 검출되었고, DGGE 분석결과, 최초 식종원으로 이용된 활성슬러지에서는 상대적으로 많은 band들이 검출되는 반면, 무산소조 내에서는 운전일수와 nitrate 부하량이 증가할수록 단일 band로 우점화 하는 경향을 나타내었다. DGGE band에 대한 염기서열 분석결과, 식종 슬러지의 경우 다양한 uncultured bacteria가 나타났으나, nitrate 제거율이 높은 안정화된 무산소조에서는 alcaligenes faecalis 등 특정 탈질미생물이 우점화 되는 것으로 확인되었다. 결론적으로 이러한 탈질미생물 군집특성을 가지는 무산소조의 도입은 96%이상의 안정적인 탈질을 가능하게 하였으며, BAF 공정 개선을 위한 독립적인 무산소조의 도입은 적절한 것으로 판단되었다.