• 생태와환경
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• 제53권4호
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• pp.344-354
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• 2020

이취미 물질인 2-MIB를 합성하는 원인종에 대한 정보는 담수생태계에서 이와 관련된 환경 및 경제적 문제를 해결하는 데 필수적이다. 본 연구는 북한강 수계에서 출현하는 Pseudanabaena strain을 분리·배양하고, 16S rDNA 염기서열을 이용하여 종 수준의 동정과 2-MIB 합성 유전자 탐색을 통해 이취미 물질 발생 잠재성을 분석하였다. 북한강 본류 지역(삼봉리, 조암면, 의암호 지역)에서 분리한 Pseudanabaena strain은 총 11개로서 NHUA201911과 NHPD201909 strain을 제외하고 단일세포의 크기는 서로 유사하였다. 그러나 16S rDNA 계통분석을 통한 유전자 염기서열의 유연관계를 분석한 결과, 분리된 strain들은 총 5개 종(P. cinerea, P. yagii, P. mucicola, P. galeata, P. redekei)으로 분류되었다(40~55% 유사도). 2-MIB를 합성하는 mibC 유전자는 P. cinerea 07 strain (NHUA202007-07)와 P. yagii (NHUA202007-08), P. redekei (NHUA201911)에서만 발견되었으며, 가스크로마토그래피 분석에 따라 실질적인 2-MIB 합성은 P. cinerea와 P. redekei 종에서 확인되었다. 본 연구결과는 분자생물학적 수준에서 북한강 수역에서 발생하는 Pseudanabaena속 남조류의 다양도에 대한 증거를 제공하는 연구로서 북한강 수계에서 2-MIB 생산 원인종에 대한 중요한 정보를 제공한다.

• 한국물환경학회지
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• 제37권5호
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• pp.381-397
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• 2021

Off-flavor materials (geosmin and 2-methylisoborneol (2-MIB)) produced by microorganisms, such as, cyanobacteria and actinomycetes, cause freshwater use problems worldwide. Due to unpleasant taste and odor, these microorganisms have raised issues especially in drinking water resources. Recently, there has been increasing concern about 2-MIB and causal cyanobacteria, namely, Pseudanabaena, in Korea. However, material production and ecological dynamics remain largely unexplored. This study reviewed the distribution of Pseudanabaena, its species diversity, and the research trend of molecular ecology related to 2-MIB production in Korea. Based on published literature, we found that seven species of Pseudanabaena which include P. mucicola, P. limnetica, P. redekei, P. catenata, P. galeata, P. yagii, and P. cinerea appeared to occur in a variety of Korean water systems. All of these Pseudanabaena species were found in the North-Han River system (Lakes Soyang, Chuncheon, Uiam, and Paldang). Some of these species were also detected in other watersheds, but the precise species diversity was not identified. Species belonging to the Pseudanabaena genus are hard to classify through general microscopic alpha taxonomy, due to their very small cell size and similar morphological characters. Moreover, the potential of 2-MIB production cannot be detected by microscopic observation. Combining molecular ecological techniques, such as, environmental genomic materials (eDNA, eRNA) analyses to conventional methods could be useful to better understand the off-flavor material production and dynamics, thereby providing more efficient management strategies of freshwater systems.

• 생태와환경
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• 제48권4호
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• pp.263-271
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• 2015

본 연구는 2014년 5월부터 2015년 3월까지 북한강 수계 3개의 연속댐 (의암호, 청평호, 팔당호)의 환경요인 및 식물플랑크톤 현존량 등을 매월 1회씩 조사하였다. 3개 호의 식물플랑크톤 군집은 규조류-남조류-규조류의 순서로 우점하는 계절성을 보였으며, 가을철 북한강 수계에서 남조 Pseudanabaena limnetica가 우점종으로 처음 출현하였다. 이취미 물질을 발생하는 남조 Anabaena circinalis, Pseudanabaena limnetica의 종이 우점종으로 출현한 시기에 이취미 물질인 Geosmin과 2-MIB 역시 높은 농도로 검출되었다. 환경요인과 남조류의 현존량과의 관계를 보면, A. circinalis의 경우 이취미 물질인 Geosmin (r=0.983, p<0.01)과 유의한 상관성을 나타냈으며, P. limnetica의 경우 영양염류 중 총질소 (r=0.685, p<0.01), 질산성질소 (r=0.723, p<0.01)와 유의한 상관성을 나타냈고, 이취미 물질인 2-MIB (r=0.717, p<0.01)와 유의한 상관성을 나타냈다. 따라서 북한강 수계에서 나타나는 이취미 물질은 남조류 출현과 직, 간접적인 관계가 있을 것으로 사료되며, 상수원 저수지 이취미 관리를 위해 지속적인 모니터링이 필요하다.

• 생태와환경
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• 제56권2호
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• pp.151-160
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• 2023

담수생태계에서 Pseudanabaena는 이취미 물질(2-MIB)을 생산하여 물이용을 저해하는 남조류로 알려져 있으나, 2-MIB 생산과 관련하여 이 속에 속한 균주들의 동태에 미치는 환경요인에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 P. redekei의 온도에 따른 성장과 2-MIB 생산 특성을 평가하였다. 실험에 사용된 남조류는 북한강 수계의 의암댐에서 분리하여 BG-11 배지에서 배양하였다. 실험온도 조건은 현장의 계절별 온도를 반영하여 10, 15, 20, 25, 30℃로 설정하여 18일간 배양하였으며, 2일 간격으로 전체 생물량(Chl-a)과 세포 내 함량과 세포 외 농도로 구분하여 2-MIB 농도를 측정하였다. 최고 생물량(Chl-a)과 가장 높은 총 2-MIB 농도는 각각 30℃, 25℃에서 나타났다. 세포 내 2-MIB 함량은 처리온도에 관계없이 비슷한 농도(26~29 ng L^-1)를 나타냈지만, 세포 외 2-MIB 농도는 25~30℃의 고온 조건에서만 높게 나타나 온도에 따라 2-MIB 합성과 세포외 배출 특성이 다른 경향을 보여주었다. 2-MIB 생산력은 고온 조건에 비해 10~15℃의 저온 조건에서 더 높았으며, 25℃ 이상의 온도에서는 매우 낮았다. 본 연구 결과는 수온이 P. redekei의 성장과 연계하여 세포 내 2-MIB 합성과 세포 외 용출에 관여하는 중요한 인자임을 증명하였으며, 이를 통해 상수원에서 이취미 물질 발생 원인종의 성장과 이취미 물질의 동태를 이해하고, 동시에 이취미 물질 관리에 대한 중요한 기초 정보를 제공하고자 하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제35권2호
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• pp.99-104
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• 2019

The objective of this study was to investigate the relationship between the biomass of cyanobacteria and the concentration of 2-methylisoborneol (2-MIB) in the lower Gongji stream. The investigation was done using a field study that was conducted from 2015 to 2017. The 2-MIB concentration in the lower Gongji stream ranged from 0 to 153 ng/L, while the upper stream had 0 2-MIB concentration. 3 genera (Oscillatoria, Phormidium, Pseudanabaena) of cyanobacteria were detected in the lower Gongji stream with 2-MIB concentration. Among these 3 genera, an increase in Phormidium, Pseudanabaena biomass was associated with an increase in 2-MIB concentration. Accordingly, Phormidium, Pseudanabaena were regarded as the biological source of 2-MIB in that area. In October 2017, although planktonic cyanobacteria occurred less frequently, many benthic cyanobacteria mats were observed on the surface of the water body. Therefore, the high 2-MIB concentration, which exceeded 110 ng/L, can likely be attributed to the benthic cyanobacteria. In a laboratory experiment, individual Oscillatoria filaments were aggregated to form a colony with a higher density. This colony tended to float on the water surface. Cyanobacteria mats after floating aggregated mats were distributed in a net shape on the bottom.

• ALGAE
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• 제36권3호
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• pp.195-206
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• 2021

Increasing inputs of dissolved organic matter (DOM) to northern lakes is resulting in 'lake browning.' Lake browning profoundly affects phytoplankton community composition by modifying two important environmental drivers-light and nutrients. The impact of increased DOM on native isolates of red and green-pigmented cyanobacteria identified as Pseudanabaena, which emerged from a Dolichospermum bloom (Dickson Lake, Algonquin Provincial Park, Ontario, Canada) in 2015, were examined under controlled laboratory conditions. The genomes were sequenced to identify phylogenetic relatedness and physiological similarities, and the physical and chemical effects of increased DOM on cellular performance and competitiveness were assessed. Our study findings were that the isolated red and green phenotypes are two distinct species belonging to the genus Pseudanabaena; that both isolates remained physiologically unaffected when grown independently under defined DOM regimes; and that neither red nor green phenotype achieved a competitive advantage when grown together under defined DOM regimes. While photosynthetic pigment diversity among phytoplankton offers niche-differentiation opportunities, the results of this study illustrate the coexistence of two distinct photosynthetic pigment phenotypes under increasing DOM conditions.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제38권4호
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• pp.619-627
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• 2015

Cyanobacteria were sampled at five sites in the Han River, Nakdong River, and Geum River watershed from June 2014 to May 2015 and then cultivated. Two genera and five species of the cyanobacteria were newly recorded in Korea. The newly recorded species were Limnothrix redekei, Pseudanabaena galeata, Pseudanabaena amphigranulata, Sphaerospermopsis aphanizomenoides, and Calothrix parietina. As a result, the Korean flora of the cyanobacteria now include four orders, 22 families with 73 genera, 143 species, and two varieties, giving a total of 146 taxa.

• 환경생물
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• 제35권3호
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• pp.296-304
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• 2017

Samples were collected between August 2016 and May 2017 at Sangju-si, Gyeongsangbuk-do, Jeju-do, and Uljin-gun, Gangwon-do. As a result, one genus and six species were newly recorded in Korea. The unrecorded indigenous genus was Borzia, and the six species were Anagnostidinema acutissimum, Komvophoron bourrellyi, Hydrocoleum stankovicii, Borzia trilocularis, Phormidium tinctorium and Pseudanabaena lohchoides. Phormidium tinctorium and Pseudanabaena lohchoides had been reported to inhabit freshwater, but in this study, these were found in brackish water. It had also been reported that B. trilocularis trichomes are composed of up to 8 cells, but in this study, a maximum of 10 cells was observed.

• 환경생물
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• 제24권3호
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• pp.221-229
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• 2006

초음파가 식물플랑크톤에 미치는 영향을 조사할 목적으로, 이화학적 그리고 생물학적으로 유사한 두 군데의 부영양화 연못에서 2003년 8월 18일부터 9월 30일까지 약 4일 간격으로 시료를 채취하여 실험을 실시하였다. 실험기간 동안 출현한 식물플랑크톤 군집은 규조류(Bacillariophyceae)가 거의 대부분을 차지하였으며, 남세균(Cyanophyceae)은 상대적으로 적은 비중을 차지하였다. 분자생물학적 기법중의 하나인 DGGE(denaturing gradient gel electrophoresis)를 이용하여 식물플랑크톤 군집 구조를 비교분석하였다. 16S rDNA의 DGGE profile 분석에 의하여 처리구 연못에서는 Oscillatoria acuminata를 비롯하여 CFB (Cytophaga-Flavobacterium-Bacteroides) group bacterium 등이 나타나는 것으로 확인되었으며, 초음파가 정지된 시기에 특이적으로 Pseudanabaena sp.가 나타나는 것을 확인하였다. 대조구 연못에서는 Synechococcus sp.와 Aphanizomenon flos-aquae가 출현하는 것을 확인하였다. 18S rDNA의 DGGE profile분석결과 처리구 연못에서는 Chlamydomonas rein. hardtii가 우점하는 것으로 확인되었으며, 초음파 처리에 크게 반응하지 않는 것으로 판단된다. 대조구 연못에서는 처리구 연못에서 나타난 C. reinhardtii를 포함하여 Pteromonas protracta가 출현하였다. 결과적으로 초음파는 진핵성 식물플랑크톤 보다는 원핵성 식물플랑크톤의 다양성에 더 큰 영향을 주는 것으로 판단되며, 일부 남세균(Pseudanabaena sp.)의 생장에 저해를 주는 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제51권4호
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• pp.299-310
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• 2018

본 연구는 2017년 4월부터 10월까지 북한강 수계 3개의 연속댐(의암호(UA), 청평호(CP), 팔당호(PD))의 미소생물 군집과 이취미 농도와 관계를 알아보기 위해 환경요인, 이 취미 물질, 미소생물 군집 등을 조사하였다. 3개 저수지의 박테리아 군집은 주로 Actinobacteria와 Betaproteobacteria가 우점 분류군으로 나타났으며, 계절성은 나타나지 않았다. 식물플랑크톤 군집은 봄철, 규조류 및 은편모조류 여름철 남조류, 가을철 규조류 및 은편모조류 순서로 우점하는 계절성을 보였으며, 북한강 수계에서 출현한 남조류는 Dolichospermum spp., Microcystis aeruginosa, Pseudanabaena spp. 속이 우점 출현하였다. 북한강 수계에 출현한 미소생물 중 이취미 물질을 발생하는 분류군은 Actinobacteria와 남조 Anabaena, Pseudanabaena 속 등이며, 이취미 물질인 Geosmin과 2-MIB가 높게 나타났을 때, 높은 현존량으로 출현하였다. 미소생물과 이취미 물질의 상관관계는 Actinobacteria의 경우 2-MIB (r=0.491, p<0.01)와 유의한 상관성을 나타냈으며, 남조류의 경우 geosmin (r=0.381, p<0.05), 2-MIB (r=0.386, p<0.05)와 유의한 상관성을 나타냈다. 따라서, 북한강 수계에서 나타나는 이취미 물질은 Actinobacteria 및 남조류의 출현과 직접적인 관계가 있을 것으로 사료되며, 남조류 미출현 시 발생하는 높은 농도의 이취미 물질은 Actinobacteria가 생성하는 것으로 판단된다.