• 제목/요약/키워드: Microcystis spp.

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부영양 저수지에서 남조류의 발달과 천이 및 영향 요인 (Cyanobacterial Development and Succession and Affecting Factors in a Eutrophic Reservoir)

  • 김호섭;황순진;공동수
    • 생태와환경
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    • 제40권1호
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    • pp.121-129
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    • 2007
  • 본 연구는 부영양 저수지에서 남조류의 발달과 천이에 영향을 미치는 요인들과 그 결과를 평가하기 위하여, 2003년 3월부터 2004년 2월까지 현장 조사를 통하여 남조류 종조성과 밀도변화, 침전특성, 퇴적물 특성을 분석하였다. 또한 인, 수온, 광도를 달리한 조건에서의 남조류 성장률을 비교하였다. 식물플랑크톤은 봄철(3${\sim}$4월)에 규조류와 편모조류가 우점한 시기를 제외하고는 연중 남조류가 우점하였고, 7월과 11월에 높은 밀도 증가가 관찰되었다. 남조류 우점기간 중 5월에는 Oscillatoria spp., 6월에는 Aphanizomenon sp.이 우점하였고, 7월부터 11월까지는 Microcystis spp.가 우점종으로 나타났다. Oscillatoria spp.가 우점하고 침강율이 높았던 5월에는 수온, 광도 그리고 TN/TP비가 높았던 반면, Microcystis spp.가 우점한 7월부터 11월까지의 TN/TP비는 상대적으로 낮은 범위 (평균 27)를 보였다. 침강속도는 규조류가 우점한 3월 가장 높았고, 남조류의 우점종 기간 중에서는 5월과 10월이 다른 시기와 비교할 때 빨랐다. 퇴적물의 C/N비는 $6{\sim}8$의 범위였고, 간극수내 무기인의 농도는 심층에 산소농도가 희박(<2mg $O_2$ $L^{-1}$)하였던 시기에 감소하였다. 남조류의 성장률은 영양염 농도와 수온에 크게 의존하였고, 특히 높은 인 농도는 낮은 수온에서도 남조류가 발달하는 원인으로 나타났다. 본 연구의 결과는, 인이 충분하게 공급되는 국내의 많은 소형 부영양 저수지에서 연중 남조류의 발달과 지속가능성을 시사하며, 수질개선과 조류제어를 위해 인의 저감(특히, 퇴적층 관리)을 매우 중요하게 고려해야 함을 강조한다.

DGGE를 이용한 대청호 수화 발생시기의 세균군집 분석 (Analysis of Microbial Communities During Cyanobacterial Bloom in Daechung Reservoir by DGGE)

  • 고소라;박성주;안치용;최애란;이정숙;김희식;윤병대;오희목
    • 미생물학회지
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    • 제40권3호
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    • pp.205-210
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    • 2004
  • 대청호에서 수화 발생시기인 2003년 7월에서 10월까지 분자생태학적 방법의 하나인 DGGE (denaturing gradient gel electrophoresis)를 이용하여 시간에 따른 세균군집구조의 변화를 연구하였다. 조사기간 동안 출현한 식물플랑크톤을 형태학적으로 분류한 결과 cyanobacteria, 규조류 및 녹조류가 발견되었고, 이 중 Microcystis, Chroococcus, Oscillatoria, Phormidium 속이 크게 우점하였다. 16S rDNA의 DGGE pronto 분석에 의하여 Microcystis flos-aquae와 Oscillatoria spp.가 우점하는 것으로 확인되었으며, Aphanizomenon flos-aquae는 8월 중순에 우점하는 것으로 확인되었다. DGGE profile을 토대로 cluster analysis를 적용하여 다양한 미생물 군집의 유사성을 비교한 결과, 9월 2일의 미생물 군집이 다른 시기의 시료와 확연히 다른 그룹으로 구분되었다. 결과적으로 분자 생물학적 방법은 형태적 분석방법과 유사한 결과를 보였으며, 일부 세균의 분포 및 변화, 미생물 군집의 유사성 등에 대한 추가적 정보를 제공하였다.

대청호의 남조세균 수화 발달 특성 (Developmental Characteristic of Cyanobacterial Bloom in Lake Daecheong)

  • 박종근
    • 환경생물
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    • 제23권3호
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    • pp.304-314
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    • 2005
  • 대청호 남조세균 수화 기작에 대한 이해를 돕고자, 1997년부터 2002년까지 (2000년 제외)의 조사 자료를 바탕으로 남조세균 군집 특성을 해석하고 수화 발달 단계를 3단계로 구분하여 환경요인과의 관련성을 파악하였다. 남조세균 수화의 시작은 6월 하순부터 시작하며, 강과 호소의 중간 성향을 가진 정점 1부터 발생하였다. 대청호의 수화 발생 기간은 댐축 앞 지점인 정점 4를 기준으로 하는 경우, 약 $60\~70$일이었으나, 1999년의 경우는 7월 19일부터 11일로 이례적인 현상이었다. Microcystis aeruginosa은 6월에 출현하기 시작하여 1998년과 2002년은 8월 말에서 9월 초, 1999년과 2001년은 7월 말에 절정을 이루었다. M. aeruginosa의 현존량이 처음 증가하는 시기는 1998년은 6월 22일, 1999년은 6월 28일,2001년은 7월 4일 그리고 2002년은 6월 25일로 모두 표층 수온이 $25^{\circ}C$를 넘는 시기였다. M. aeruginosa의 구성비는 식물플랑크톤 현존량에 대해서는 $68.1\%,$ 남조세균에 대해서는 $74.2\%$, Microcystis속에 대해서는 $88.8\%$이었다. M. aeruginosa의 연도별 남조세균 대비 구성비는 1998년 $30.3\%,$ 1999년 $34.\6%,$ 2001년 $94.4\%,$ 2002년 $42.9\%$이었다. 1998년 Anabaenu spp.는 4월부터 출현하기 시작하여 8월 하순부터 9월 중순까지 정점에 따라 $1.0{\times}10^4\;cells\;mL^{-1}$ 이상으로 분석되었다. Anabaena속은 준비기에 남조세균 수화 추이에 한 축을 담당하고 있었다. 소멸기에서는 Anabaena spp., Oscillatorin spp., Aphanizomenon flos-aquae가 M. aeruginosa의 소멸을 대신하여 현존량이 증가하는 것으로 나타났다. 남조세균 수화에 미치는 강우의 영향은 시기별로 달라, 준비기의 강우는 남조세균 성장을 돕고, 소멸기의 강우는 남조세균의 소멸을 가속화하는 것으로 해석되었다. 수화기에는 강우의 양이 많을 경우에는 수화 발달을 저해하였으나, 적을 경우에는 그 영향력이 낮았다.

낙동강 하류지역의 식물플랑크톤 우점종 군집 변화: 2002년~2012년 (Changes of Dominant Phytoplankton Community in Downstream of the Nakdong River: From 2002 to 2012)

  • 손희종
    • 대한환경공학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.289-293
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    • 2013
  • 2002년부터 2012년까지 낙동강 하류 물금지역에서의 식물플랑크톤 우점종의 군집비율 변화를 조사한 결과, 식물플랑크톤 생체량(클로로필-a 농도)은 점진적인 감소 추세였던 반면, 우점종의 개체수는 증가 추세를 나타내었다. 식물플랑크톤 종별로 우점종의 연도별 개체수 비율변화에서 규조류는 감소 추세를 보인 반면, 남조류는 증가 추세를 나타내었다. 또한, 우점기간의 경우 매년 우점기간의 75% 이상을 규조류가 차지하였다. 연중 식물플랑크톤 비율변화에서 규조류는 11월에서 5월까지 매우 높은 우점비율을 보였고, 6월부터 9월까지도 우점일수의 56%~74%를 차지하여 연중 규조류가 300일 정도 우점하였다. 남조류는 6월부터 9월까지 개체수 및 우점기간의 68%~94% 및 26%~36%를 차지하였으며, 녹조류는 4월부터 9월까지 낮은 우점률을 나타내었다. 규조류와 남조류 우점종들의 연중 천이패턴은 규조류의 경우 12월~5월은 Stephanodiscus spp., 5월~10월은 Aulacoseira spp.와 Fragilaria spp.가 대부분 우점하였으며, 남조류의 경우 5월~11월에 Microcystis spp.가 대부분을 우점하였다. 또한, 녹조류는 4월~9월에 Actinastrum spp., Pediastrum spp., Micractinium spp. 및 Pandorina spp.가 우점하였다.

수화와 시안세균(Anabaena cylindrica) 생장 억제 미생물 분포도의 상관관계 (The Relationship between Water-Bloom and Distribution of Microorganisms That Inhibit the Growth of Cyanobacterium (Anabaena cylindrica))

  • 김철호;이정호;최영길
    • 미생물학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.188-193
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    • 1998
  • 대청호의 주요 정점에서 수화의 발생 및 소멸에 따른 환경요인의 변화와 시안세균, 종속영양세균, 그리고 Anabaena cylindrica 생장억제미생물 분포도의 상관관계를 확인하였다. 수온은 온대지역 수계에서 확인할 수 있는 전형적인 변화 양상을 나타내었다. pH와 용존산소량, 클로로필 a는 수화 발생기에 높고, 수화의 소멸과 함께 그 농도가 낮아졌다. 조사정점에서는 인이 1차 생산력의 제한요인으로 작용하며, 수화발생기에는 수중생물에 의해 질소고정이 이루어짐으로써 총질소의 농도가 상승하였다. 조사정점에서 시안세균은 6월 17일부터 분포하기 시작하여 11월 10일까지 Anabaena sp., Aphanizomenon spp., Microcystis spp., Oscillatoria spp., Phormidium spp. 등이 관찰되었다. Anabaena spp.는 7월 23일부터 9월 22일까지 비교적 높은 분포도를 보였고, 9월 29일 이후에는 완전히 소멸하였다. 수화발생기에 종속영양세균과 시안세균 군집은 서로 반비례적으로 변화하였다. Anabaena spp.의 개체군이 증가 또는 사멸하는 시기에 A. cylindrica 생장억제미생물의 분포도가 높았고, A. cylindrica 생장억제미생물 개체수가 감소하면서 종속영양세균의 개체수가 증가함으로써 세가지 생물군의 군집 사이에는 일정한 연관성이 있음을 확인할 수 있었다. 이상의 결과는 자연수계 분포하는 미생물은 시안세균의 생장 조절자 역할을 하며, 특히 수화의 소멸 과정에는 이들 미생물이 지대한 역할을 한다는 사실을 의미한다.

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cpcBA-Intergenic Spacer Region을 이용한 Cyanobacteria의 다양성 분석 (Cyanobacterial Diversity Analysis Using cpcBA-Intergenic Spacer Region)

  • 최강국;박용하;안치용;배명숙;오희목
    • 미생물학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.287-292
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    • 2005
  • 대청호에서 수화 발생이 빈번한 추소리 수역에서 2005년 3월 15일에 채취한 시료를 대상으로 유전자 분식에 의한 cyanobacteria의 다양성을 조사하였다. rpcBA-Intergenic Spacer (IGS)는 cyanobacteria에 특징적 색소인 phycocyanin을 합성하는 유전자와 유전자 사이의 부분으로, 환경시료에서 cyanobacteria의 다양성을 조사하기에 매우 유용한 기능 유전자이다. cpcBA-IGS를 이용하여 restriction fragment length polymorphism (RELP)으로 cyanobacteria의 다양성을 분석한 결과 Phomidium 속은 58 clones, Anabaena 속은 14 clones, Microcyxtis 속은 4 clones, Spirulina 속은 1 clone 그리고 uncultured cyanobacteria 2 clones가 존재하였다. 전반적으로 Phormidium 속이 우점하였으며, 여름철에 수화를 일으키는 Anabaena 속과 Microcystis 속도 많이 분포하였다. 따라서 cyanobacteria는 cpcBA-IGS와 같은 기능 유전자에 의한 종 동정 및 군집분석이 가능함을 보였다.

부영양 저수지에서 식물플랑크톤 성장에 대한 제한영양염과 질소/인 비의 영향 (Effects of Nutrients and N/P Ratio Stoichiometry on Phytoplankton Growth in an Eutrophic Reservoir)

  • 김호섭;황순진
    • 생태와환경
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    • 제37권1호통권106호
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    • pp.36-46
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    • 2004
  • 소규모 부영양 저수지에서 식물플랑크톤 성장에 대한 제한영양염과 N/P무게비의 영향을 평가하기 위해 2002년 11월부터 2003년 12월까지 이루어졌다. 조사기간 동안 수체 내 DIN/DTP과 TN/TP 무게비는 각각 17${\sim}$187,33${\sim}$60의 범위로 나타났다. 용존무기질소의 대부분은 질산성 질소($NO_3$-N)형태로 존재했으며, 봄에 일시적인 암모니아 농도의 증가가 나타났다. 반면에 무기인은 8.8${\sim}$0.6 ${\mu}g\;P\;L^{-1}$의 범위로 계절에 따른 변화는 적었으며, 용존총인은 26.5 ${\sim}$ 10.1 ${\mu}g\;P\;L^{-1}$로 8월에 가장 높았고 12월에 가장 낮은 농도를 나타냈다. 엽록소 a 농도는 28.8${\sim}$109.7 ${\mu}g\;L^{-1}$의 범위였고, 식물플랑크톤 세포밀도 변화와 유사한 계절적인 변화를 보였다. 봄에는 주로 규조류(Melosira varians)와 녹조류 (Dictyosphaerium puchellum)가 우점종으로 나타난 반면 5월부터 결빙 전까지는 Osillatoria SPP., Microcystis SPP., Aphanizomenon SP. 와 같은 남조류가 우점하였다. 남조류 군집 중 Microcystis SPP.가 우점한 6월부터 12월까지 수체 내 TN/TP비는 46${\sim}$13의 범위 (평균 27${\pm}$5)였다. 영양염 첨가실험의모든 경우(17번)에서 인에 의한 제한이 나타났으며, 질소제한은 8번에 걸쳐 나타났다. 식물플랑크톤 성장률은DIN/DTP비 30이하에서 가장 크게 나타났고, 인 농도50 ${\mu}g\;P\;L^{-1}$까지는 지속적으로 증가하였다. 절대 농도에 있어서 차이가 있으나, N/P비가 동일한 상태에서의 남조류 성장은 질소 농도가 3.5 mg N $L^{-1}$인 경우 N/P 비가 1인 상태에서 성장량이 가장 컸다. 인 첨가에 따른 성장은 질소농도가 높을수록 현저히 높게 나타났다. 이러한 결과들은 수체 내 질소농도가 높은 환경에서는 식물플랑크톤성장에 대한 강한 인 제한이 나타나기 쉬운 반면, 질소제한 가능성 이 상대적으로 적음을 의미한다.

Simple Method for a Cell Count of the Colonial Cyanobacterium, Microcystis sp.

  • Joung, Seung-Hyun;Kim, Choong-Jae;Ahn, Chi-Yong;Jang, Kam-Yong;Boo, Sung-Min;Oh, Hee-Mock
    • Journal of Microbiology
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    • 제44권5호
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    • pp.562-565
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    • 2006
  • The cell counting of colonial Microcystis spp. is a rather difficult and error-prone proposition, as this genus forms irregularly-shaped and irregularly-sized colonies, which are packed with cells. Thus, in order to facilitate a cell count, four methods of dividing the colonies into single cells were compared, including vortexing, sonication, $TiO_2$ treatment, and boiling. As a result, the boiling method was determined to generate the greatest number of single cells from a colony, and all colonies were found to have divided completely after only 6 min of treatment. Furthermore, no significant cell destruction, which might alter the actual cell density, was detected in conjunction with the boiling method (P=0.158). In order to compute the cell number more simply, the relationship between the colony size and the cell number was determined, via the boiling method. The colony volume, rather than the area or diameter was correlated more closely with the cell number ($r^2=0.727$), thereby suggesting that the cell numbers of colonial Microcystis sp. can also be estimated effectively from their volumes.

군체 크기와 세포수 상관관계를 이용한 녹조 유발 남조류의 세포수 산정 방법 (The Calculation Method of Cell Count for the Bloom-forming (Green tide) Cyanobacterium using Correlation between Colony Area and Cell Number in Korea)

  • 유경아;송미애;변명섭;이혜진;황순진
    • 생태와환경
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    • 제47권4호
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    • pp.350-357
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    • 2014
  • 국내 상수원을 대상으로 시행하고 있는 조류경보제는 남조류 발생 현황을 취 정수장 등 물관리 기관에 전파하여 대응조치를 유도하는 제도로 신속하고 정확한 남조류 계수를 필요로 한다. 따라서 조류경보제 발령 기준 대상 남조류인 Anabaena, Aphanizomenon, Microcystis, Oscillatoria 속의 군체 크기와 세포수의 상관관계를 조사하고 회귀식을 도출하여 군체 크기로 세포수를 계산할 수 있는 방법을 알아보고자 하였다. 2013년 8월부터 10월까지 남조류가 과다증식한 시기에 한강(팔당호), 낙동강(달성보, 창녕함안보) 및 금강(고복저수지)의 대표지점에서 남조류 시료를 채집하였으며, 조류경보제 발령 기준 대상 남조류 속의 종별 군체 크기와 세포수의 상관 관계를 조사하여 종 및 속별 회귀식을 산정하였다. 남조류의 속별 상관분석 결과는 사상형인 Anabaena와 Aphanizomenon의 $r^2$값이 0.93 이상으로 높은 상관성을 보였으며 구형의 Microcystis는 0.76의 상관계수 값을 나타냈다. 종 별 상관분석 결과 사상형 남조류 Anabaena crassa, Aphanizomenon flos-aquae, A. issatschenkoi, Oscillatoria curviceps, O. mougeotii는 $r^2$값이 0.89~0.96의 범위로 높은 상관성을 나타냈으며, 구형인 Microcystis aeruginosa, M. wessenbergii, M. viridis는 0.76~0.88의 상관계수 값을 나타냈다. 다른 속에 비해 상대적으로 Microcystis의 상관성이 낮게 나타난 이유는 동일한 종, 동일한 크기의 군체라도 Microcystis strain에 따라 점액질 내의 세포 밀집 정도와 세포 크기에 차이가 있기 때문이다. 본 연구 결과 도출한 회귀식을 이용하여 군체 크기 측정값을 세포수로 환산하는 방법이 기존의 세포 계수법과 비교할 때 신속하고 간편할 것으로 보인다. 향후 남조류 종별 더 정확한 회귀식을 도출하기 위해서는 많은 시료수 확보와 더불어 다른 종들에 대한 조사 연구가 진행되어야 할 것이다.

평택호에서 수환경과 식물플랑크톤의 계절적 동태 (Seasonal Dynamics of Aquatic Environment and Phytoplankton in Pyeongtaek Reservoir, Korea)

  • 신재기
    • ALGAE
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    • 제18권2호
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    • pp.145-156
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    • 2003
  • Seasonal investigations were conducted to determine the major aquatic environmental factors and the variation of phytoplankton in Pyeongtaek Reservoir in March, June, September, and December 2000. Heavy rainfall mainly occurs from late June to mid-September, and water quality of reservoir was high in the influent zone of stream and riverine zone of reservoir. The biomass of phytoplankton was related to aquatic environmental factors. In particular, its value increased where nutrient concentration was high. Likewise, the increase of turbidity was found to have anthropogenic effects on the varying quantity of phytoplankton. The phytoplankton composition in quantitative survey identified into 43 genera and 71 species. Species numbers of Bacillariophyceae, Cyanophyceae, and Chlorophyceae accounted for 17%, 15%, and 49%, respectively, with the remainder constituting less than 3-7%. The distribution of such phyla also significantly varied according to seasons, accounting for 25%, 37%, 61%, and 14% in March, June, September, and December, respectively. Bacillariophyceae and Chlorophyceae were observed throughout the year, while Cyanophyceae proliferated in June and September. Euglenophyceae and Dinophyceae were prevalent in March and September, while Cryptophyceae occurred in March and December. The succession trend of phytoplankton showed the maximum cell density was followed by Bacillariophyceae (6.8$\times$$10^3$ cells ${\cdot}$ml)$\rightarrow$ Chlorophyceae (3.7$\times$$10^3$ cells ${\cdot}$ml)$\rightarrow$Cyanophyceae (1.3$\times$$10^4$ cells ${\cdot}$ml)$\rightarrow$Cryptophyceae (1.2$\times$$10^3$ cells ${\cdot}$ml). The cell density was the highest in the upstream. Dominant species were composed of Aulacoseira ambigua, Stephanodiscus hantzschii f. tenuis of Bacillariophyceae, Anabaena spiroides var. crassa, Microcystis aeruginosa, Oscillatoria amphibia of Cyanophyceae, Actinastrum hantzschii var. fluviatile, Pediastrum duplex var. reticulatum of Chlorophyceae, Euglena gracilis, Trachelomonas spp. of Euglenophyceae, and Chroomonas spp., Cryptomonas spp. of Cryptophyceae. As a results, seasonal variation of phytoplankton in Pyeongtaek Reservoir was evident in spite of inflow the high concentration of nutrients from watershed streams, because hydrological control and anthropogenic disturbance in reservoir were found to have major effects on the retention time of water.