• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권6호
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• pp.1260-1269
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• 2024

The gastrointestinal (GI) tract of shrimp, which is comprised of the stomach, hepatopancreas, and intestine, houses microbial communities that play crucial roles in immune defense, nutrient absorption, and overall health. While the intestine's microbiome has been well-studied, there has been limited research investigating the stomach and hepatopancreas. The present study addresses this gap by profiling the bacterial community in these interconnected GI segments of Pacific whiteleg shrimp. To this end, shrimp samples were collected from a local aquaculture farm in South Korea, and 16S rRNA gene amplicon sequencing was performed. The results revealed significant variations in bacterial diversity and composition among GI segments. The stomach and hepatopancreas exhibited higher Proteobacteria abundance, while the intestine showed a more diverse microbiome, including Cyanobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes, Chloroflexi, and Verrucomicrobia. Genera such as Oceaniovalibus, Streptococcus, Actibacter, Ilumatobacter, and Litorilinea dominated the intestine, while Salinarimonas, Sphingomonas, and Oceaniovalibus prevailed in the stomach and hepatopancreas. It is particularly notable that Salinarimonas, which is associated with nitrate reduction and pollutant degradation, was prominent in the hepatopancreas. Overall, this study provides insights into the microbial ecology of the Pacific whiteleg shrimp's GI tract, thus enhancing our understanding of shrimp health with the aim of supporting sustainable aquaculture practices.

• 생명과학회지
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• 제33권7호
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• pp.565-573
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• 2023

숙주 동물과 동물의 장내 미생물의 건강 또는 생산성에 대한 연구결과를 미루어 볼 때, 가축 동물의 장내 미생물에 대한 연구는 매우 중요하다. 본 연구는 국내에서 사육되는 젖소 중 홀스타인 종과 저지종 젖소의 장내 미생물을 분석하고 차세대 염기서열 분석을 통해 젖소 종에 따른 장내 미생물 군집 구조의 차이를 규명하고자 하였다. 젖소의 원유 생산과 관련있는 것으로 알려진 종 풍부도와 종 다양성 지수 분석 결과 대부분의 풍부도 및 다양성 지수가 홀스타인 종 보다 저지 종에서 유의한 수준으로 높은 것으로 나타났으나, 종 간의 계통학적 거리를 합산하여 산출되는 phylogenetic diversity 지수는 낮은 것으로 나타났다. 미생물 분포 분석 결과 홀스타인과 저지 종의 두 집단 장내 미생물 군집 구조가 다른 것으로 나타났다. 두 종의 젖소에서 과(family) 수준의 다양한 장내 미생물간의 분포에 상관관계가 있는 것으로 나타났으며, 특히 저지 종의 장내 미생물은 다양한 미생물 분포 사이에 매우 유의한 수준의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 두 종의 젖소 장내 미생물 구조에 차이가 있는지 확인하기 위해 beta-diversity 분석을 수행하였으며, PCoA 분석과 UPGMA clustering 분석 결과 두 그룹의 cluster가 명확히 분리되는 것을 시각적으로 확인하였으며, PERMANOVA 분석 결과 두 종의 장내 미생물 군집 구조가 통계적으로 매우 유의한 수준의 차이가 있는 것으로 나타났다. 두 젖소 종의 장내 미생물 군집 구조 차이에 기여하는 미생물을 확인하기 위해 LEfSe 분석을 수행하였으며, 그 결과 Firmicutes, Bacilli, Moraxellaceae, Pseudomonadales 등의 상대적인 미생물 분포 차이가 두 그룹간 장내 미생물 군집 구조 차이에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제24권11호
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• pp.1464-1472
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• 2014

The microbial community structures of two continuous stirred tank reactors digesting turkey manure with pine wood shavings as well as chicken and swine manure were investigated. The reactor fed with chicken/swine wastes displayed the highest organic acids concentration (up to 15.2 g/l) and ammonia concentration (up to 3.7 g/l ammonium nitrogen) and generated a higher biogas yield (up to $366ml/g_{VS}$) compared with the reactor supplied with turkey wastes (1.5-1.8 g/l of organic acids and 1.6-1.7 g/l of ammonium levels; biogas yield was up to $195ml/g_{VS}$). The microbial community diversity was assessed using both sequencing and profiling terminal restriction fragment length polymorphisms of 16S rRNA genes. Additionally, methanogens were analyzed using methyl coenzyme M reductase alpha subunit (mcrA) genes. The bacterial community was dominated by members of unclassified Clostridiales with the prevalence of specific clostridial phylotypes in each reactor, indicating the effect of the substrate type on the community structure. Of the methanogenic archaea, methanogens of the genus Methanosarcina were found in high proportions in both reactors with specific methanosarcinas in each reactor, whereas the strict hydrogenotrophic methanogens of Methanoculleus sp. were found at significant levels only in the reactor fed with chicken/swine manure (based on the analyses of 16S rRNA gene). This suggests that among methanogenic archaea, Methanosarcina species which have different metabolic capabilities, including aceticlastic and hydrogenotrophic methanogenesis, were mainly involved in anaerobic digestion of turkey wastes.

• 생명과학회지
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• 제16권1호
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• pp.148-155
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• 2006

창원시 주요하천의 미생물군집의 다양성을 quinone profile 방법을 이용하여 분석하였다. 그리고 온도, pH, 용존산소(DO), 용존탄소(DOC)와 화학적 산소 요구량(BOD)등 물리화학적 성상도 조사하였다. Ubiquinone UQ-8, UQ-9, UQ-10은 모든 조사 하천에서 관찰되었다. UQ-8은 가을의 남천하류, 토월천, 가음정천을 제외한 모든 하천에서 주요 퀴논 분자종이었으며, 겨울철에는 하남천, 토월천, 가음정천과 남산천을 제외한 하천에서 역시 주요 퀴논 분자종임이 확인되었다. DOC가 높을수록 가을철에는 plastoquinone(PQ-9)의 농도가 높았으며, 겨울에는 total quinone의 농도가 높았다. 상관분석 결과 BOD도 하천의 PQ농도를 좌우하는 주요 요인으로 확인되었다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제52권5호
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• pp.394-410
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• 2022

Purpose: The purpose of this study was to compare the microbial composition of 3 types of oral samples through 16S metagenomic sequencing to determine how to resolve some sampling issues that occur during the collection of sub-gingival plaque samples. Methods: In total, 20 subjects were recruited. In both the healthy and periodontitis groups, samples of saliva and supra-gingival plaque were collected. Additionally, in the periodontitis group, sub-gingival plaque samples were collected from the deepest periodontal pocket. After DNA extraction from each sample, polymerase chain reaction amplification was performed on the V3-V4 hypervariable region on the 16S rRNA gene, followed by metagenomic sequencing and a bioinformatics analysis. Results: When comparing the healthy and periodontitis groups in terms of alpha-diversity, the saliva samples demonstrated much more substantial differences in bacterial diversity than the supra-gingival plaque samples. Moreover, in a comparison between the samples in the case group, the diversity score of the saliva samples was higher than that of the supra-gingival plaque samples, and it was similar to that of the sub-gingival plaque samples. In the beta-diversity analysis, the sub-gingival plaque samples exhibited a clustering pattern similar to that of the periodontitis group. Bacterial relative abundance analysis at the species level indicated lower relative frequencies of bacteria in the healthy group than in the periodontitis group. A statistically significant difference in frequency was observed in the saliva samples for specific pathogenic species (Porphyromonas gingivalis, Treponema denticola, and Prevotella intermedia). The saliva samples exhibited a similar relative richness of bacterial communities to that of sub-gingival plaque samples. Conclusions: In this 16S oral microbiome study, we confirmed that saliva samples had a microbial composition that was more similar to that of sub-gingival plaque samples than to that of supra-gingival plaque samples within the periodontitis group.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제53권1호
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• pp.69-84
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• 2023

Purpose: The objective of this study was to analyze the microbial profile of individuals with peri-implantitis (PI) compared to those of periodontally healthy (PH) subjects and periodontitis (PT) subjects using Illumina sequencing. Methods: Buccal, supragingival, and subgingival plaque samples were collected from 109 subjects (PH: 30, PT: 49, and PI: 30). The V3-V4 region of 16S rRNA was sequenced and analyzed to profile the plaque microbiota. Results: Microbial community diversity in the PI group was higher than in the other groups, and the 3 groups showed significantly separated clusters in the buccal samples. The PI group showed different patterns of relative abundance from those in the PH and PT groups depending on the sampling site at both genus and phylum levels. In all samples, some bacterial species presented considerably higher relative abundances in the PI group than in the PH and PT groups, including Anaerotignum lactatifermentans, Bacteroides vulgatus, Faecalibacterium prausnitzii, Olsenella uli, Parasutterella excrementihominis, Prevotella buccae, Pseudoramibacter alactolyticus, Treponema parvum, and Slackia exigua. Network analysis identified that several well-known periodontal pathogens and newly recognized bacteria were closely correlated with each other. Conclusions: The composition of the microbiota was considerably different in PI subjects compared to PH and PT subjects, and these results could shed light on the mechanisms involved in the development of PI.

• Genomics & Informatics
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• 제21권1호
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• pp.13.1-13.8
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• 2023

Importance of accurate molecular diagnosis and quantification of particular disease-related pathogenic microorganisms is highlighted as an introductory step to prevent and care for diseases. In this study, we designed a primer/probe set for quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR) targeting rgpA gene, known as the specific virulence factor of periodontitis-related pathogenic bacteria 'Porphyromonas gingivalis', and evaluated its diagnostic efficiency by detecting and quantifying relative bacterial load of P. gingivalis within saliva samples collected from clinical subjects. As a result of qRT-PCR, we confirmed that relative bacterial load of P. gingivalis was detected and quantified within all samples of positive control and periodontitis groups. On the contrary, negative results were confirmed in both negative control and healthy groups. Additionally, as a result of comparison with next-generation sequencing (NGS)-based 16S metagenome profiling data, we confirmed relative bacterial load of P. gingivalis, which was not identified on bacterial classification table created through 16S microbiome analysis, in qRT-PCR results. It showed that an approach to quantifying specific microorganisms by applying qRT-PCR method could solve microbial misclassification issues at species level of an NGS-based 16S microbiome study. In this respect, we suggest that P. gingivalis-specific primer/probe set introduced in present study has efficient applicability in various oral healthcare industries, including periodontitis-related microbial molecular diagnosis field.

• 한국유기농업학회지
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• 제23권1호
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• pp.77-89
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• 2015

본 연구는 수박 과실썩음병의 원인균인 Acidovorax avenae subsp. citrulli 균에 대해서 항균활성을 갖는 친환경 유기농자재를 개발할 목적으로 약용식물 133종을 대상으로 진행되었다. 이들 133종 약용식물의 MeOH 추출물에 대한 bioassay를 통해 항균 활성을 검정한 결과 청피(Citrus unshiu Markovich) 추출물에서 강한 항균활성을 보였다. 청피(Citrus unshiu Markovich)로부터 항균활성물질을 구명하고자 용매분획을 하였고, 용매분획 중에서 hexane fraction이 가장 강한 활성을 나타내었다. Hexane fraction을 GC-MS로 분석하여 chromatogram상의 각각의 peak에 해당하는 mass spectrum과 Wiley library를 비교하여 profiling 한 결과, essential oil인 d-limonene, ${\gamma}$-terpinene, ${\beta}$-linalool, terpineol과 지방산인 palmitic acid, 9,12-octadecadienoic acid, linolenic acid 그리고 steroid 화합물인 stigmasterol이 검출되었다. 이들 검출화합물 중에서 항균 활성물질로 추정되는 d-limonene, ${\gamma}$-terpinene, ${\beta}$-linalool, terpineol의 항균 활성을 검정하기 위해 표준품을 사용하여 bioassay한 결과 두 화합물 d-limonene, ${\gamma}$-terpinene에서 높은 항균활성을 보였다. 따라서 본 연구를 통해 청피로부터 분리한 d-limonene과 ${\gamma}$-terpinene 화합물이 항균 활성물질인 것을 구명하였다. 항균력이 강한 청피 추출물 또는 d-limonene과 ${\gamma}$-terpinene을 주성분으로 하는 추출물을 수박 과실썩음병에 대한 친환경 방제용 자제로 개발이 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제31권2호
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• pp.192-199
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• 2012

유전자변형 작물을 종자로 판매하거나 식품, 사료 혹은 가공용으로 이용하기 위해서는 반드시 관련 기관의 승인을 받아야 한다. 관련부처에서는 유전자변형 작물의 승인에 앞서 환경위해성 평가 자료가 과학적으로 타당한지 검토한다. 환경위해성 평가 중 유전자변형 작물이 토양 미생물 군집에 미치는 영향은 충분히 연구되지 못한 분야이다. 최근 토양 환경내 미생물 군집의 특성을 연구하기 위한 발전된 방법들이 개발되고 있다. 배양에 의존적인 또는 비의존적인 기술에 의한 토양 미생물의 군집 특성을 조사한 연구와 유전자변형 작물의 환경위해성 평가 적용 가능성을 고찰하였다. 유전자변형 작물의 토양미생물 영향 평가는 사안별 평가 원칙에 의해 이루어져야 한다. 신뢰할 수 있고 상세한 토양 미생물 평가가 이루어지기 위해서는 다양한 분석 방법의 조합이 필요하다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권2호
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• pp.147-156
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• 2010

폐가스 처리용 바이오필터의 핵심 요소 기술은 생촉매(미생물), 담체, 설계 운전 기술 및 진단 관리 기술이다. 특히, 바이오필터의 성능은 부하 조건과 바이오필터 내 미생물 군집 구조에 의해 영향을 받는다. 지금까지 바이오필터의 미생물 연구는 대부분 배양법을 기초로 하여 수행되어 왔으나, 최근에 보다 신속하고 정확하게 미생물 군집을 분석할 수 있는 방법들이 제시되고 있다. 본 논문에서는 생리적, 생화학적 및 분자생물학적 미생물 군집 분석 방법과 이를 활용한 바이오필터의 미생물 군집 특성을 조사한 연구사례를 소개하고, 미생물 군집 분석법의 바이오필터에 적용 가능성에 대해 고찰하였다. Community-level physiological profile 방법은 시료 중에 포함된 종속영양미생물의 탄소기질 이용능력을 기반으로 군집 특성을 조사하는 것이며, Phospholipid fatty acid analysis는 미생물 세포막 지방산을 분석하여 군집 특성을 조사하는 방법이다. 환경시료로부터 직접 추출한 DNA를 활용하는 분자생물학적 분석법에는 "partial community DNA analysis"와 "whole community DNA analysis"가 있다. 전자의 방법은 PCR 과정에 의해 증폭시킨 염기서열을 분석하는 것으로 ribosomal operon 유전자가 가장 많이 활용되었다. 이 방법은 다시 PCR fragment cloning 및 genetic fingerprinting으로 구분되며, genetic fingerprinting 방법으로는 denaturing gradient gel electrophoresis, terminal-restriction fragment length polymorphism, ribosomal intergenic spacer analysis 및 random amplified polymorphic DNA 방법으로 세분화된다. 추출된 전체 군집의 DNA를 분석하는 방법에는 total genomic cross-DNA hybridization, 총 추출 DNA의 열 변성/재결합 방법 및 밀도구배를 이용하여 추출한 DNA를 분획화하는 방법 등이 있다.