• 제목/요약/키워드: Microbial Community Structure

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Roads to Construct and Re-build Plant Microbiota Community

  • Kim, Da-Ran;Kwak, Youn-Sig
    • The Plant Pathology Journal
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    • 제38권5호
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    • pp.425-431
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    • 2022
  • Plant microbiota has influenced plant growth and physiology significantly. Plant and plant-associated microbes have flexible interactions that respond to changes in environmental conditions. These interactions can be adjusted to suit the requirements of the microbial community or the host physiology. In addition, it can be modified to suit microbiota structure or fixed by the host condition. However, no technology is realized yet to control mechanically manipulated plant microbiota structure. Here, we review step-by-step plant-associated microbial partnership from plant growth-promoting rhizobacteria to the microbiota structural modulation. Glutamic acid enriched the population of Streptomyces, a specific taxon in anthosphere microbiota community. Additionally, the population density of the microbes in the rhizosphere was also a positive response to glutamic acid treatment. Although many types of research are conducted on the structural revealing of plant microbiota, these concepts need to be further understood as to how the plant microbiota clusters are controlled or modulated at the community level. This review suggests that the intrinsic level of glutamic acid in planta is associated with the microbiota composition that the external supply of the biostimulant can modulate.

Comparison of Anodic Community in Microbial Fuel Cells with Iron Oxide-Reducing Community

  • Yokoyama, Hiroshi;Ishida, Mitsuyoshi;Yamashita, Takahiro
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제26권4호
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    • pp.757-762
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    • 2016
  • The group of Fe(III) oxide-reducing bacteria includes exoelectrogenic bacteria, and they possess similar properties of transferring electrons to extracellular insoluble-electron acceptors. The exoelectrogenic bacteria can use the anode in microbial fuel cells (MFCs) as the terminal electron acceptor in anaerobic acetate oxidation. In the present study, the anodic community was compared with the community using Fe(III) oxide (ferrihydrite) as the electron acceptor coupled with acetate oxidation. To precisely analyze the structures, the community was established by enrichment cultures using the same inoculum used for the MFCs. High-throughput sequencing of the 16S rRNA gene revealed considerable differences between the structure of the anodic communities and that of the Fe(III) oxide-reducing community. Geobacter species were predominantly detected (>46%) in the anodic communities. In contrast, Pseudomonas (70%) and Desulfosporosinus (16%) were predominant in the Fe(III) oxide-reducing community. These results demonstrated that Geobacter species are the most specialized among Fe(III)-reducing bacteria for electron transfer to the anode in MFCs. In addition, the present study indicates the presence of a novel lineage of bacteria in the genus Pseudomonas that highly prefers ferrihydrite as the terminal electron acceptor in acetate oxidation.

폐기물매립장 침출수내 미생물군집 구조 해석을 위한 T-RFLP의 활용 (T-RFLP Analysis of Microbial Community Structure in Leachate from Landfill Sites)

  • 유재철;;;이태호
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.369-378
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    • 2010
  • 폐기물매립장의 안정화에는 미생물이 중요한 역할을 수행한다. 폐기물매립장에서 미생물군집 변화 모니터링에 말단 제한절편다형성(Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism; T-RFLP)법의 활용 가능성을 평가하고자 박테리아의 16S rDNA 서열에 기초한 T-RFLP법으로 4개의 폐기물매립장 내부에서 채취한 침출수의 미생물군집 구조를 조사하였다. T-RFLP법을 사용하여 해석한 침출수 내 우점 미생물군집 구조와 일반적으로 널리 사용되고 있는 16S rDNA 클론 해석법에 의한 우점 미생물군집구조는 유사하였다. 또한, T-RFLP법을 이용하여 폐기물매립장의 구조, 매립 폐기물 종류, 운영기간이 다른 폐기물매립장 침출수의 우점 미생물군집 구조가 서로 다르게 나타나는 것을 확인 할 수 있었다. 따라서 T-RFLP법을 사용하여 폐기물매립장 침출수내 미생물군집 구조를 장기적으로 모니터링 한다면 많은 비용과 시간이 소요되는 클론해석법의 반복적인 수행 없이도 비교적 간단하게 폐기물매립장의 안정화 정도를 평가할 수 있을 것으로 기대한다.

주요 오염물질로 오염된 지하수에서 미생물의 무배양식 군집분석방법과 미생물상에 대한 조사방법 연구 (Culture-Independent Methods of Microbial Community Structure Analysis and Microbial Diversity in Contaminated Groundwater with Major Pollutants)

  • 김재수
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제11권3호
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    • pp.66-77
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    • 2006
  • 최근에 적용된 지하수 미생물의 군집구조를 밝히는 분자생물학적 및 생화학적 방법들에 대해서 알아보았고 그 결과로서 지하수의 주요 오염물질에 따른 활성화된 미생물군집들이 무엇인지를 밝힌 연구논문들을 종합하여 정리하였다. PCR에 의한 유전자 증폭기술의 발달로 배양 없이 미생물 종류와 개체군을 파악할 수 있게 되었고 각종 finger-printing 방법 (DGGE, SSCP, RISA, microarray) 과 지방산분석법 (PLFA/FAME)을 이용하여 활성화 된 미생물군집구조를 분석하였으며 FISH 등의 방법으로 특정균의 활성도를 알아본 사례들을 조사하였다. 대표적인 지하수오염물질인 유류성분 (n-alkanes, BTEX, MTBE, ethanol)과 염소계 용매 (TCE, PCE, PCB, CE, carbon tetrachloride, chloro-benzene) 등으로 오염되었을 때 우점하는 지하수 미생물상에 대해 보고된 내용을 포함하였다.

Quinone Profile법을 이용한 폐광산 광미내에 존재하는 깊이별 미생물 군집구조해석 (Analysis of Microbial Community Structure in Mine Tailings of Abandoned Mines Over the Depth Using Quinone Profiles)

  • 임병란;김명진;안규홍;황현정;이기세
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.670-674
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    • 2005
  • The respiratory quinone profile was used as a tool for the study on microbial community structure in the mine tailings of abandoned mines over the depth. For the study, the area of Jingok mine located in Bongwha, Korea has been selected. The distributions of Cd, Cu, Pb, Al, Fe and Mn showed the following common patterns; the highest values in the upper part of mine failings (0-20 cm), rapid decrease with increasing depth. The dominant quinone species of the mine tailings were UQ-9 followed by UQ-10, suggesting that microbes had contributed to heavy metal degradation. The quinone contents in mine tailings ranged from 5.0 to 24.9 nmol/kg. The microbial diversity in the upper part of mine tailings (0-40 cm) was higher than that of lower part of mine tailings (100-120 cm).

Microbial Community Analysis using RDP II (Ribosomal Database Project II):Methods, Tools and New Advances

  • Cardenas, Erick;Cole, James R.;Tiedje, James M.;Park, Joon-Hong
    • Environmental Engineering Research
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    • 제14권1호
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    • pp.3-9
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    • 2009
  • Microorganisms play an important role in the geochemical cycles, industry, environmental cleanup, and biotechnology among other fields. Given the high microbial diversity, identification of the microorganism is essential in understanding and managing the processes. One of the most popular and powerful method for microbial identification is comparative 16S rRNA gene analysis. Due to the highly conserved nature of this essential gene, sequencing and later comparison of it against known rRNA databases can provide assignment of the bacteria into the taxonomy, and the identity of its closest relatives. Isolation and sequencing of 16S rRNA genes directly from natural environments (either from DNA or RNA) can also be used to study the structure of the whole microbial community. Nowadays, novel sequencing technologies with massive outputs are giving researchers worldwide the chance to study the microbial world with a depth that was previously too expensive to achieve. In this article we describe commonly used research approaches for the study of individual microorganisms and microbial communities using the tools provided by Ribosomal Database Project website.

A combined approach to evaluate activity and structure of soil microbial community in long-term heavy metals contaminated soils

  • Wang, Tianqi;Yuan, Zhimin;Yao, Jun
    • Environmental Engineering Research
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    • 제23권1호
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    • pp.62-69
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    • 2018
  • In the present study, long-term heavy metals (HMs) contaminated soil samples from a well-known Pb/Zn smelting area in the southwest of China were collected, and physicochemical and biological characteristics of these samples were evaluated. Soil samples contained different concentrations of HMs, namely Pb, Zn, Cu, and Cd. Enzyme activity analyses combined with microcalorimetric analysis were used for soil microbial activity evaluation. Results showed that two soil samples, containing almost the highest concentrations of HMs, also shared the greatest microbial activities. Based on correlation coefficient analysis, high microbial activity in heavily HMs contaminated soil might be due to the high contents of soil organic matter and available phosphorus in these samples. High-throughput sequencing technique was used for microbial community structure analysis. High abundance of genera Sphingomonas and Thiobacillus were also observed in these two heavily contaminated soils, suggesting that bacteria belonging to these two genera might be further isolated from these contaminated soils and applied for future studies of HMs remediation. Results of present study would contribute to the evaluation of microbial communities and isolation of microbial resources to remediate HMs pollution.

메타프로테오믹스의 미생물생태학적 응용 (Metaproteomics in Microbial Ecology)

  • 김종식;우정희;김준태;박년호;김충곤
    • 미생물학회지
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    • 제46권1호
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    • pp.1-8
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    • 2010
  • 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.

논과 밭 토양에서 토층간 미생물 군집의 차이 (Variation of Microbial Community Along Depth in Paddy and Upland Field)

  • 김찬용;박기춘;이영근
    • 한국토양비료학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.139-143
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    • 2009
  • 인지질 지방산을 분석하여 특정 미생물군의 수직적 분포와 토층간 미생물 군집 패턴을 조사하였다. 경북 농업기술원에 위치하고, 질소, 인산, 가리의 화학비료만 장기 연용한 논과 밭 포장에서 15 cm 깊이까지 토양을 채취하였다. 인지질 지표 지방산을 주요인 분석으로 분석하여 토양 미생물 군집을 분석한 결과 논과 밭 토양의 미생물 군집은 뚜렷하게 구분되었으며, 토층간 차이보다 논과 밭의 차이가 더 컸다. 논보다 밭은 토층이 깊어짐에 따라 미생물 군집이 급격하게 변하였는데, 미생물 군집 측면에서 밭보다 논의 표층이 더 두껍다고 볼 수 있다. cyclopropyl/monoenoic precursor 비율과 전체 포화지방산/전체 불포화 지방산 비율은 토심이 깊어짐에 따라 증가하였는데, 이는 토심이 깊어질수록 탄소원과 통기가 부족하기 때문에 일어나는 현상으로 보인다. 대체로 표토는 그램음성균, 곰팡이 등의 상대적 비율이 높고 토심이 깊어질수록 세균과 방선균의 상대적 비율이 높아졌다.