미생물 군집과 기능연구를 위한 최근의 새로운 분석기술의 발전은 다양한 유전 관련 정보를 제공해왔다. mRNA를 포함하는 핵산을 기초로 한 연구를 뛰어넘어서 메타프로테오믹스는 미생물 군집의 유전형 및 표현형의 특징적인 정보를 보다 정교하게 제공할 수 있다. 이미 서로 다른 미생물 생태계인 해수, 인간의 배설물, 활성 슬러지, 산성 광산 폐수 생물막, 토양 등에 메타프로테오믹스 기술이 유용하게 사용되었다. 이들 연구는 여러 측면에서 상당히 다르지만 미생물 군집의 구조, 기능, 생리, 상호관계, 생태, 진화적 측면을 결정적으로 상호 연결한다는 것을 밝혀냈다. 본 총설은 메타프로테오믹스에 대한 현재까지의 가장 최신의 정보를 요약하여 제공함으로써 메타프로테오믹스에 대한 정확한 이해와 활용을 통해 다방면의 메타프로테오믹스가 가능하도록 하고자 하였다.
퇴비 등의 유기물 시용은 화학적, 생물적 토양 특성을 변화시킬 수 있으나 그 성분함량과 시용량에 따라 다를 수 있다. 고추 주산지인 경북 영양의 미사질 양토에서 퇴비 0, 30, 60 Mg $ha^{-1}$를 시용하였을 때 토양의 미생물상의 변화를 인지질지방산 분석을 통해 분석하였다. 퇴비 시용량 30과 60 Mg $ha^{-1}$ 을 무처리와 각각 비교하였을 때 세균, 사상균, 균근균 지표지방산의 양은 유의성있는 증가를 보였으며 사상균/세균의 지방산 비와 불포화/포화지방산의 비도 각각 증가하였다. 그러나, 퇴비 시용량의 증가는 그람$^-$/그람$^+$ 세균 지방산의 비는 증가시켰으나 불포화/포화지방산의 비는 감소시켰다. 퇴비는 토양의 화학성과 미생물 군락을 부분적으로 증가시킬 수 있으나, 퇴비량의 증가는 미생물 군락의 구조만을 변화시킬 수 있었다.
Kim, Sook-Jin;Kim, Kwang Seop;Choi, Jong-Seo;Kim, Min-Tae;Lee, Yong Bok;Park, Ki-Do;Hur, Seonggi
한국토양비료학회지
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제48권5호
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pp.528-534
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2015
Green manure crops have been well recognized as the alternative for chemical fertilizer, especially N fertilizer, because of its positive effect on soil and the environment. Hairy vetch and green barley are the most popular crops for cultivation of rice in paddy field. This study was conducted to evaluate effects of hairy vetch and green barley on soil microbial community and chemical properties during short-term application (three years). For this study, treatments were composed of hairy vetch (Hv), green barley (Gb), hairy vetch + green barley (Hv+Gb), and chemical fertilizer without green manure crops (Con.). Hv+Gb treatment showed the highest microbial biomass among treatments. Principal component analysis (PCA) showed that PC1 (73.0 %) was affected by microbial biomass and PC2 (21.5 %) was affected by fungi, cy19:0/18:$1{\omega}7c$ (stress indicator). Combined treatment with hairy vetch and green barley could be more efficient than green manure crop treatment as well as chemical fertilizer treatment for improvement of soil microorganisms.
The effect of soil damage on the physicochemical characteristics and activity of the soil microbial community is not well known. This study investigates this relationship by analyzing 11 soil samples collected from various points of soil damage across Gyeonggi-do. Soil damage resulted from forest fires, landslides, and development areas, with their impacts most severe on the topsoil layer (0-30 cm). Dehydrogenase and β-glucosidase activities were notably higher at locations damaged by forest fires compared to other sites. While enzyme activities in soils influenced by landslides and development areas were relatively low, sites with a pollution history exhibited elevated dehydrogenase activity, likely due to past microbial response to the pollution. Additionally, an assessment of carbon substrate usability by soil microorganisms indicated higher substrate availability in areas impacted by forest fires, contrasting with lower availability in landslide and development sites. Statistical analysis revealed a positive correlation between organic content of sand and clay and microbial activity. These findings provide valuable insights into soil damage and associated restoration research, as well as management strategies.
우리는 Loperamide로 유도한 변비 Sprague-Dawley 랫드 모델에서 프락토올리고당 및 과채류복합 추출물을 2 주간 경구 투여 한 후 랫 분변의 그룹 기간별로 수집 한 후 장내 마크로바이옴 변화 경향을 분석하였다. 프락토올리고당 및 과채복합추출물(FVCE)에 대한 미생물 군집 분석을 16S rDNA 클로닝 및 pyrosequencing을 통해 수행하여 표준화 및 체계화를 위한 기초 데이터를 얻었다. 과채복합추출물(FVCE) 제조 공정은 원핵생물 군집에 대한 미생물 분석을 통해 문 수준에서 미생물 verrucomicrobiota의 약간의 차이가 우세한 것으로 나타났다. 속 수준에서는 prevotella와 muribaculaceae가 종 수준에서 더 많은 차이를 보였다. 이러한 결과는 사용된 미생물 군집이 생산되는 과일 및 채소 복합 추출물(FVCE)의 품질에 영향을 미친다는 것을 시사한다고 할 수 있다. 따라서, 일관된 품질의 과일 및 채소 복합 추출물(FVCE)을 생산하기 위해서는 안정적인 미생물 군집이 유지되어야 한다.
Livestock wastes are considered as major environmental pollutants because they contain high concentration of organic materials. In 2001, The Environmental Department reported that stock farmers were increasing as 5.1%/year, which resulted in a gradual increase in livestock wastes generation. The direct disposal of livestock wastes create several environmental problems. Thus, several countries banned the disposal of livestock wastes in environment including aquatic systems. Recently, aeration-based liquid fertilization was considered as potential way for the disposal of livestock wastes. In this study, next generation sequencing (NGS) analysis was used to understand the microbial community changes during liquid fertilization of livestock wastes. Microbial community was compared with liquid fertilizer physicochemical analysis such as $BOD_5$, $COD_{Mn}$ pH, N (Nitrogen), P (Phosphorus), K (Potassium) etc. The physicochemical parameters and bacterial community results pave the way for producing effective livestock-based fertilizer. By comparing the physical characteristics of the manure with microbial community changes, it is possible to optimize the conditions for producing effective fertilizer.
유류오염은 우리나라의 대표적인 토양 비점오염원으로 알려져 있으며, 이를 정화하는 토양의 능력은 토양 자원의 기능적 가치 평가에서 매우 유의하다. 특히 절/성토 설계 등의 친환경 건설기술 측면에서 토양의 유류오염정화능력을 평가하는 것은 중요하다. 그러나 마이크로코즘 실험을 포함한 기존의 토양 유류 오염정화능력 평가기법은 경제적, 시간적인 제약이 많아 광범위한 지역에 적용하기 어렵다. 이에 본 연구에서는 유류 오염물질 중 가솔린의 대표적 오염물질인 톨루엔을 선정하여 쉽고 간편하게 측정할 수 있는 토양의 미생물 다양성 지표를 이용, 토양의 유류오염 정화능력을 평가하는 기법을 제시하였다. 연구를 통해 미생물 군집의 다양성 지표 중 Shannon index가 토양의 정화능력 인자인 Specific Degradation Rate ($V_{max}$)와 상관성 관계가 있음을 보였고, 두 인자 간의 상관식을 도출할 수 있었다. 또한 본 상관식을 Michaelis-Menten kinetics에 적용하여 미생물 다양성 인자만으로 토양의 톨루엔 정화능력을 평가할 수 있는 기법을 제시하였다. 본 기법을 통해 간단히 토양의 톨루엔 정화능력을 평가할 수 있으며, 친환경 건설기술분야와 같은 다양한 공학적 분야에 광범위하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
In-situ Air sparging (IAS) is a groundwater remediation technique, in which organic contaminants volatilize into air form the saturated to vadose zone. This study was carried out to evaluate the effect of sludge and soil microbial community structure on air sparging of Total Petroleum Hydrocarbons (TPH) contaminated groundwater soils. In the laboratory, diesel (10,000 mg TPH/kg) contaminated saturated soil. The Air was injected in intermittent (Q=1500 mL/min, 10 minute injection and 10 minute idle) modes. For Terminal-Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP) analysis of eubacterial communities in sludge of wastewater treatment plants and soil of experiment site, the 16S rDNA was amplified by Polymerase Chain Reaction (PCR) from the sludge and the soil. The obtained 16S rDNA fragments were digested with Msp I and separated by electrophoresis gel. We found various sequence types for experiment with sludge soil samples that were closely related to Agrococcus, Flavobacterium, Thermoanaerobacter, Flexibacter and Shewanella, etc, in the clone library. The results of the present study suggests that T-RFLP method may be applied as a useful tool for the monitoring in the TPH contaminated soil the fate of microorganisms in natural microbial community.
Kim, Kiyoon;Samaddar, Sandipan;Ahmed, Shamim;Roy, Choudhury Aritra;Sa, Tongmin
한국작물학회:학술대회논문집
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한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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pp.364-364
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2017
Saemangeum reclaimed land is a part of Saemangeum Development Project. Most of the persistent problems of Saemangeum reclaimed land remain to be related to soil salinity. Soil salinity is a major abiotic factor related to microbial community structure and also fungi have been reported to be more sensitive to salinity stress than bacteria. The aim of this study was conducted to investigate the effect of soil salinity levels on the microbial communities in Saemangeum reclaimed land using 454 pyrosequencing analysis. Soil samples was collected from 12 sites of in Saemangeum reclaimed land. For pyrosequencing, 27F/518R (bacteria) and ITS3/ITS4 (fungi) primers were used containing the Roche 454 pyrosequencing adaptor-key-linker (underlined) and unique barcodes (X). Pyrosequencing was performed by Chun's Lab (Seoul, Korea) using the standard shotgun sequencing reagents and a 454 GS FLX Titanium sequencing System (Roche, Inc.). In the soil samples, Proteobacteria (bacteria) and Ascomycota (fungi) shows the highest relative abundance in all the soil sample sites. Proteobacteria, Bacteroidetes, Plantomycetes, Gemmatimonadetes and Parcubacteria were shown to have significantly higher abundance in high salinity level soils than low salinity level soils, while Acidobacteria and Nitrospirae has significantly higher relative abundance in low salinity level soils. The abundance of fungal, Ascomycota has the highest relative abundance in soil samples, followed by Basidiomycota, Chlorophyta, Zygomycota and Chytridiomycota. Basidiomycota, Zygomycota, Glomeromycota and Cerozoa were show significantly higher relative abundance in low salinity level soils. The principal coordinate analysis (PCoA) and correlation analysis shown to salinity-related soil parameters such as ECe, Na+, SAR and EPS were affected to bacterial and fungal community structure. Proteobacteria, Bacteroidetes, Plantomycetes exhibited significantly positive correlation with soil salinity, while Acidobacteria exhibited significantly negative correlation. In the case of fungal community, Basidiomycota and Zygomycota were seen show significantly negative correlation with salinity related soil parameters. These results suggest that provide understanding effect of soil salinity on microbial community structure and correlation of microbial community with soil parameters in Saemangeum reclaimed land.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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