One hundred and fifty four micro algal strains, newly isolated from nationwide freshwaters in Korea, were screened for their anticancer, ant diabetic, and antibiotic activities. The micro algal strains were cultured with different nutritional conditions that were divided into 4 groups as follows; a normal Allen medium, nitrogen (N)-limited medium, phosphorus (P)-limited medium, and N and P-limited medium. Algal biomass was extracted with a mixture of acetone:H₂O (1:1, v:v) and the extracts were used for the screening of bioactive materials. Anticancer, ant diabetic, and antibiotic materials were screened by the methods of vaccinia Hl-related protein tyrosine phosphates (VHR DS-PTPase) inhibition, protein tyrosine phosphates 1B (PTP1B) inhibition, and paper disk. The inhibition activity of VHR DS-PTPase was observed in 18 strains, having a maximum 79% inhibition from Anabaena affinis and the inhibition activity of PTP1B was observed in 9 strains, having a maximum 97% from Sphaerocystis schroeteri. Microcystis aeruginosa incubated in an N and P-limited medium showed antibiotic activity in 8 species out of 13 pathogenic bacteria. As a whole, it seemed that the stressed condition such as N and/or P limitation increased the production of bioactive materials in micro algae.
Although green algae of the genus Closterium are considered ideal models for testing toxicity in aquatic ecosystems, little data about the effects of toxicity on these algal species is currently available. Here, Closterium ehrenbergii was used to assess the acute toxicity of copper (Cu). The median effective concentration ($EC_{50}$) of copper sulfate based on a dose response curve was $0.202mg\;L^{-1}$, and reductions in photosynthetic efficiency ($F_v/F_m$ ratio) of cells were observed in cultures exposed to Cu for 6 h, with efficiency significantly reduced after 48 h (p < 0.01). In addition, production of reactive oxygen species significantly increased over time (p < 0.01), leading to damage to intracellular organelles. Our results indicate that Cu induces oxidative stress in cellular metabolic processes and causes severe physiological damage within C. ehrenbergii cells, and even cell death; moreover, they clearly suggest that C. ehrenbergii represents a potentially powerful test model for use in aquatic toxicity assessments.
Zygnema is a conjugating filamentous green algal genus that is distributed in a broad range of freshwater habitats, from sea level to alpine summits. Although more than 150 species have been described worldwide, their taxonomy remains unclear, probably owing to their relatively simple morphology. We investigated the detailed morphology of Korean Zygnema species, combined with analysis of the plastid psbA gene from 22 specimens of the genus and putative relatives, in order to develope a key to their identification and isolation, and to determine their relationships. We recognized two species of Zygnema; Z. insigne and Z. leiospermum, based on morphological characters such as width of the vegetative cell, position of zygospores, dimensions and form of spores, shape of female gametangia, and color of mesospores. The analysis of psbA data was consistent with morphological comparison. The pairwise divergence between two species was 3.7-4.1% (34-38 bp) in psbA sequences. The phylogeny of psbA revealed the monophyly of Z. insigne and Z. leiospermum together with two isolates of Z. circumcarinatum from Germany and Scotland. This is the first report on the psbA gene phylogeny of Zygnema.
This study was carried out to investigate the charateristics of environmental factors and the species compositions of phytoplanktons and periphytons in order to analyze the marine ecosystem (DOK1-3) with freshwater (Mul) in the coast of Dokdo. Mean values of conductivity (TSD) (44.3 mS cm–1), total dissolved solids (30.9 mg L–1), salinity (31.8 psu), total suspended solids (39.2 mg L–1), and ash-free dry matter (AFDM) (8.8 mg L–1) were higher in DOK1- 3 than those in Mul (3.2 mS cm–1, 2.3 mg L–1, 1.9 psu, 2.8 mg L–1 and 2.8 mg L–1, espectively), while mean amounts of soluble reactive phosphorus (SRP) (7.5 μg P L–1) and soluble reactive silicon (SRS) (0.1 μg Si L–1) were significantly lower in DOK1-3 than those in Mul (117.3 μg P L–1 and 4,105 μg Si L–1, respectively). The phytoplanktons was a total of 59 species in Dokdo, which were composed of 1 species (1.7%) for Chrysophyceae, 43 species (72.9%) for Bacillariophyceae and 15 species (25.4%) for Dinophyceae. The biomass (Chl-a, phaeopigment and AFDM) of epilithic algae (ELA), epizooic algae (EZA) and epiphytic algae (EPA) were varied with the kinds of substrates (EPA > ELA > EZA) in the whole stations. Water environments was comparatively clean in the coast of Dokdo as comparing with those of the land. However, the monitoring of marine ecosystem in the Dokdo should be continued for species conservation according to the global warming by the climatic change.
Kim, Mi Ran;Kim, Jee Hwan;Kim, Do Hyun;Lee, Ok Min
환경생물
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제36권3호
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pp.277-284
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2018
In 2017, the freshwater algae were collected from reservoirs, small ponds, soil, and rocks in Korea. Eight taxa of Chlorophyta (Chlorophyceae and Trebouxiophyceae) have been newly reported in Korea. The unrecorded indigenous species were Chlorolobion braunii, Coelastrum pseudomicroporum, Coelastrum reticulatum var. cubanum, Monoraphidium nanum, Tetrachlorella incerta, Ecdysichlamys obliqua, Gloeotila scopulina, and Stichococcus jenerensis.
낙동강 상류지역 건설사업 이후, 식물플랑크톤의 시 공간 분포특성을 파악하기 위해 2013년 2월부터 2015년 12월까지 낙동강 하구둑에서 가덕도 동편에 이르는 수역에서 격월로 환경요인과 식물플랑크톤을 조사하였다. 환경요인은 연간 유의한 차이를 보이지 않았으나, 상 하부수역 및 계절적 차이가 나타났다. 상부수역은 돌말류, 녹조류, 남조류가 하부수역보다 높았고, 특히 담수돌말류와 남조류가 우점하였다. 반면 하부수역은 와편모류가 주로 출현하였다. 상관분석 결과, 상부수역은 Stephanodiscus spp., Asterionellopsis formosa, Microcystis spp.가 주로 담수방류에 의한 인위적인 유입과 관련성이 나타났다. 우점종과 상관관계가 나타난 환경요인은 수온, 풍속, DIP, DIN 등으로 나타났다. 하부수역에서 상위종으로 출현한 와편모류는 대부분 영양염류 및 바람과 상관성이 나타났다. 특히 하부수역에서 Prorocentrum donghaiense은 DIN, 풍속, 강풍발생 일수와 음의 상관성이 나타났고, 하계시기에 집중적으로 출현한다. 유사도와 PCA분석에서도 상부수역은 시기적인 구분이 뚜렷하지 않은 반면 하부수역에서는 계절적인 차이가 발생하였다. 하부수역은 2014년 일부시기를 제외하고, 크게 와편모류가 증가하는 6-8월과 돌말류가 우점하는 10-4월로 구분되었다. 이는 지리적 특성에 의한 담수 방류의 영향범위 차이가 담수종과 영양염류의 유입을 변화시켜 식물플랑크톤 군집특성에 영향을 미치고 있음을 의미한다.
탐진강댐 상류 하천의 본류와 지류에서 부유조류 및 부착조류를 중심으로 조사하였다. DO는 9.0~9.2 mg $O_2/l$ 범위였고, pH와 전기전도도는 각각 7.0~7.1, $98{\sim}100{\mu}S/cm$ 범위였다. 수중 무기영양염 중 $NH_4$와 $NO_3$는 평균값이 각각 $40{\sim}56{\mu}g\;N/l$, $489{\sim}611{\mu}g\;N/l$ 범위로서 $NO_3$가 $NH_4$보다 9~15배 더 풍부하였다. SRP와 SRSi의 평균농도는 각각 $2{\mu}g\;P/l$, 1.6 mg Si/l로서 특히 Si는 강우가 집중된 하계에 다소 많았다. N/P 및 Si/P의 비는 각각 248~261, 640~740 범위로서 담수조류의 생장에 P가 제한영양염으로 추정되었다. 부유조류의 chl-a는 평균값이 $5{\sim}13{\mu}g/l$ 범위였다. 부착조류의 chl-a, 불활성색소 및 유기물 함량의 평균값은 본류에서 각각 $50.3mg/m^2$, $11.9mg/m^2$ 및 $11.5g/m^2$이었고, 지류에서 각각 $30.1mg/m^2$, $5.6mg/m^2$ 및 $7.8g/m^2$로서 본류가 지류보다 1.5~2.1배 높았다. 담수조류의 개체밀도로 본 주요 종조성은 규조류 Achnanthes linearis, A. minutissima, Fragilaria crotonensis, Gomphonema gracile 및 Tabellaria flocculosa였고 남조류는 Microcystis aeruginosa가 해당하였다. 분류군별 비율에서 식물 플랑크톤과 부착조류는 규조류>녹조류>남조류의 순이었고 다른 분류군에 비해 규조류가 월등히 많았다.
The freshwater blooms mainly blue-green algal blooms occur frequently in the lower Naktong River in summer, which provoke many socio-economical problems; therefore, the early detection of bloom events are demanding through the quantitative and qualitative analyses of blue green algal species. The in vivo fluorescence properties of cultured strains of Microcystis aeruginosa, M. viridis, M. wesenbergii, M. ichthyoblabe, Anabaena cylindrica, A. flos-aquae, and Synedra sp. were investigated. Wild phytoplankton communities of the lower Naktong River were also monitored at four stations in terms of their standing stocks, biomass and fluorescence properties compared with its absorption spectram. The 77K fluorescence emission spectra of each cultured strains normalized at 620 nm was very specific and enabled to detect of blue green algal biomass qualitatively and quantitatively. The relative chlorophyll a concentration determined by chlorophyll fluorescence analysis method showed significant relationship with chlorophyll a concentration determined by solvent extraction method ($R^2$ = 0.906), and the blue-green algal cell number determined by microscopic observation ($R^2$ = 0.588), which gives insight into applications to early detection of blue green algal bloom.
Pyron, Mark;Muenich, Rebecca Logsdon;Casper, Andrew F.
Fisheries and Aquatic Sciences
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제23권6호
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pp.15.1-15.14
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2020
Background: Large rivers are ecological treasures with high human value, but most have experienced decades of degradation from industrial and municipal sewage, row-crop agricultural practices, and hydrologic alteration. We reviewed published analyses of long-term fish diversity publications from three intensively managed large river ecosystems to demonstrate the conservation potential of large river ecosystems. Results: We show how the incorporation of recent advances in river concepts will allow a better understanding of river ecosystem functioning and conservation. Lastly, we focus on the Wabash River ecosystem based on high conservation value and provide a list of actions to maintain and support the ecosystem. In the Wabash River, there were originally 66 species of freshwater mussels, but now only 30 species with reproducing populations remain. Although there were multiple stressors over the last century, the largest change in Wabash River fish biodiversity was associated with rapid increases in municipal nutrient loading and invasive bigheaded carps. Conclusions: Like similarly neglected large river systems worldwide, the Wabash River has a surprising amount of ecological resilience and recovery. For instance, of the 151 native fish species found in the 1800s, only three species have experienced local extinctions, making the modern assemblage more intact than many comparable rivers in the Mississippi River basin. However, not all the changes are positive or support the idea of recovery. Primary production underpins the productivity of these ecosystems, and the Wabash River phytoplankton assemblages shifted from high-quality green algae in the 1970s to lower less nutritional blue-green algae as nutrient and invasive species have recently increased. Our recommendations for the Wabash River and other altered rivers include the restoration of natural hydrology for the mainstem and tributaries, nutrient reductions, mechanisms to restore historical hydrologic patterns, additional sediment controls, and improved local hydraulics.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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