• ALGAE
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• 제39권3호
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• pp.163-176
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• 2024

Some marine microalgae and cyanobacteria form mutualistic symbioses with diverse invertebrates, particularly cnidarians. Among microalgae, dinoflagellates in the family Symbiodiniaceae are the most well-known symbiotic partners of jellyfish and corals. However, the symbioses involving other dinoflagellate families, nano- and micro-flagellates, diatoms, and cyanobacteria with cnidarians are not well understood. As an initial step, it is essential to explore the survival of these microorganisms inside cnidarians. We monitored the survival of eight microalgal species (nine strains) and one cyanobacterium species every day for seven days after injecting each into the medusa of the moon jellyfish Aurelia aurita. The dinoflagellates Effrenium voratum (free-living [FL] and living-in-coral strains), Cladocopium infistulum, Prorocentrum cordatum, Prorocentrum koreanum, Symbiodinium microadriaticum, the prasinophyte Tetraselmis suecica, the chlorophyte Dunaliella salina, and the raphidophyte Heterosigma akashiwo survived inside the medusa, while the cyanobacterium Synechococcus sp. was not detected. Additionally, E. voratum (FL) survived within the medusa for 60 days and gradually spread to adjacent areas, indicating potential for artificially established symbiosis. The results of this study provide a basis for artificial symbiosis between microalgae and invertebrates.

• KSBB Journal
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• 제27권4호
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• pp.257-262
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• 2012

The gene encoding Thermus thermophilus HJ6 laccase (Tt-laccase) was cloned, sequenced, and comprised of 1,389 nucleotides encoding a protein (462 amino acids) with a predicted molecular mass of 51,049 Da. The deduced amino acid sequence of Tt-laccase showed 99.7% and 44.3% identities to the Thermus thermophilus HB27 laccase and Synechococcus sp. RS9917 laccase, respectively. Tt-laccase gene was expressed as a fusion protein with six histidine residues in E. coli Rosetta-gami (DE3) cells, and the recombinant protein was purified to homogeneity. UV-Vis spectrum analysis revealed that the enzyme has copper atoms, a type I Cu(II) and a type III binuclear Cu(II). The optimum pH for the oxidation of guaiacol was 5.0 and the optimum temperature was $90^{\circ}C$ The half-life of heat inactivation was about 120 min at $90^{\circ}C$ The enzyme reaction was inhibited by sodium azide, L-cystein, EDTA, dithiothreitol, tropolone, and kojic acid. The enzyme oxidized various known laccase substrates, its lowest $K_m$ value being for 4-hydroxyindole, highest $k_{cat}$ value for syringaldazine, and highest $k_{cat}/K_m$ for guaiacol.

• Ocean and Polar Research
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• 제35권4호
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• pp.415-425
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• 2013

In order to understand phytoplankton and bacterial distribution in tropical coral reef ecosystems in relation to the mangrove community, their biomass and activities were measured in the sea waters of the Chuuk and the Kosrae lagoons located in Micronesia. Chlorophyll a and bacterial abundance showed maximal values in the seawater near the mangrove forests, and then steeply decreased as the distance increased from the mangrove forests, indicating that environmental conditions for these microorganisms changed greatly in lagoon waters. Together with chlorophyll a, abundance of Synechococcus and phototrophic picoeukaryotes and a variety of indicator pigments for dinoflagellates, diatoms, green algae and cryptophytes also showed similar spatial distribution patterns, suggesting that phytoplankton assemblages respond to the environmental gradient by changing community compositions. In addition, primary production and bacterial production were also highest in the bay surrounded by mangrove forest and lowest outside of the lagoon. These results suggest that mangrove waters play an important role in energy production and nutrient cycling in tropical coasts, undoubtedly receiving large inputs of organic matter from shore vegetation such as mangroves. However, the steep decrease of biomass and production of phytoplankton and heterotrophic bacteria within a short distance from the bay to the level of oligotrophic waters indicates that the effect of mangrove waters does not extend far away.

• Ocean and Polar Research
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• 제34권2호
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• pp.111-123
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• 2012

To understand the phytoplankton community in the eastern part of the Yellow Sea (EYS), in the summer, field survey was conducted at 25 stations in June 2009, and water samples were analyzed using a epifluorescence microscopy, flow cytometry and HPLC method. The EYS could be divided into four areas by a cluster analysis, using phytoplankton group abundances: coastal mixing area, Anma-do area, transition water, and the central Yellow Sea. In the coastal mixing area, water column was well mixed vertically, and phytoplankton was dominated by diatoms, chrysophytes, dinoflagellates and nanoflagellates, showing high abundance ($>10^5\;cells\;l^{-1}$). In Anma-do coastal waters characterized by high dominance of dinoflagellates, high phytoplankton abundance and biomass separated from other coastal mixing area. The southeastern upwelling area was expanded from Jin-do to Heuksan-do, by a tidal mixing and coastal upwelling in the southern area of Manjae-do, and phytoplankton was dominated by benthic diatoms, nanoflagellates and Synechococcus group in this area. Phytoplankton abundance and biomass dominated by pico- and nanophytoplankton were low values in the transition waters and the central Yellow Sea. In the surface of the central Yellow Sea, high dominance of photosynthetic pigments, 19'-hexanoyloxyfucoxanthin and zeaxanthin implies that haptophytes and cyanobacteria could be the dominant group during the summer. These results indicate that the phytoplankton communities in the EYS were significantly affected by the formation of tidal front, thermal stratification, and coastal upwelling showing the differences of physical and chemical characteristics during the summer.

• 한국해양학회지
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• 제28권2호
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• pp.79-85
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• 1993

해양 식물플랑크톤의 단종배양체 16종류를 대상으로 하여, 배양액 중의 철 및 인 농도차이에 따른 최종 생체량증가 정도를 측정하였다. 시아노세균을 제외한 나머지 모 든 분류군을 제외한 나머지 모든 분규군 가운데, 철은 원양성 단종배양체의 최종 생체 량 증가 정도를 약간 체한하거나 전혀 제한하지 않으며, 연안성 단종배양체의 최종 생체량 증가 정도는 심하게 제한한다. 대조적으로, 시아노세균의 연안성 단종배양체와 원양성 단종배양체 모두 고농도 철의 요구성을 나타낸다: Synechococcus 종류들이 측정 한계 이상의 성장치를 나타내기 위한 철의 최저농도를 $10^{-9}과{\;}10^{-8}{\;}M$ 사이에 있다. 소위 철을 이용한 대양의 비옥화 계획을 실행하기 전에, 철의 증가에 따른 원양성 식물플랑크톤 종들의 반응이 서식환경에 따라 (원양역-연안역간)그리고 분류군 에 따라 어떠한 차이를 나타내는지 세심한 주의를 기울여야 한다.

• ALGAE
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• 제38권2호
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• pp.111-126
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• 2023

Mixotrophic dinoflagellates act as primary producers, prey, and predators in marine planktonic food webs, whereas exclusively autotrophic dinoflagellates are primary producers and prey. Species of the dinoflagellate genus Scrippsiella are commonly found in marine ecosystems and sometimes cause harmful red tides. Among the 28 formally described Scrippsiella species, S. acuminata has been found to be mixotrophic and two unidentified species have been found to be mixotrophic. To determine whether the other species in this genus are similarly mixotrophic, the mixotrophic ability of S. donghaiensis SDGJ1703, S. lachrymosa SLBS1703, S. masanensis SSMS0908, S. plana SSSH1009A, and S. ramonii VGO1053 was explored using 15 potential prey items, including 2-㎛ fluorescently labeled microspheres (FLM) and heterotrophic bacteria (FLB), the cyanobacterium Synechococcus sp., and various microalgal prey species. The ability of S. acuminata to feed on FLM and FLB was also investigated. We found that S. donghaiensis, S. lachrymosa, S. masanensis, S. plana, and S. ramonii did not feed on any potential prey tested in this study, indicating a lack of mixotrophy. However, S. acuminata fed on both FLM and FLB, confirming its mixotrophic ability. These results lowered the proportion of mixotrophic species relative to the total number of tested Scrippsiella species for mixotrophy from 100% to 29-38%. Owing to its mixotrophic ability, S. acuminata occupies an ecological niche that is distinct from that of S. donghaiensis, S. lachrymosa, S. masanensis, S. plana, and S. ramonii.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권1호
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• pp.27-41
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• 2008

2004년 봄철 제주해협과 동중국해 북부해역에서 식물플랑크톤의 군집 분포 특성과 해양 환경 요인의 관계를 파악하기 위해, 해양관측과 함께 HPLC를 이용한 식물플랑크톤 군집 조성과 flow cytometry를 이용한 초미소플랑크톤의 조성과 풍도를 조사하였다. 제주해협의 수온 염분 관측결과, 제주도 북부연안에 서쪽에서 동진하는 고온 고염 대마난류수와 제주해협의 표층 중앙부에 저염의 중국대륙연안수, 그리고 남해안 연안에 황해저층 냉수의 존재를 확인하였다. 제주도 연안에서 북쪽으로 약 20 km 떨어진 해역의 표층에 15 km 너비의 저염수(<33 psu)가 20 m 수심까지 분포하였고, 남북 방향으로 고온 고염수가 저온 저염수와 전선을 이루고 있었다. 동중국해 북부해역에서도 중국대륙연안수의 영향을 받은 저염수가 수심 20 m 표층에 존재하였고, 저층에는 약 33.5 psu 이상의 고염의 해수가 분포하고 있었다. Chl a는 $0.06{\sim}3.07\;{\mu}g/L$로, 중국대륙연안수의 영향을 받은 저염 수괴가 분포한 해역에서 매우 높아 봄철 증식이 있었음을 알 수 있었고, Chl a 최대층은 수심 25 m 부근의 수온약층 또는 하부에 존재하였다. 식물 플랑크톤 군집의 우점 분류군은 dinoflagellate, diatom과 prymnesiophyte, 소수 분류군은 chlorophyte, chrysophyte, cryptophyte, prasinophyte와 cyanophyte로 다양하게 이루어져 있었다. 제주해협과 동중국해 북부해역의 저염한(<33 psu) 표층수에 cyanophyte(Zea)와 prymnesiophyte (Hex-fuco)+chrysophyte (But-fuco)가 분포하고, 그 아래 수심 30 m까지 전선역에서 dinoflagellate의 지시색소인 peridinin이 최고 $1.0\;{\mu}g/L$ 이상의 농도로 Chl a 최대층에서 검출되어, 전체 식물플랑크톤의 생물량을 결정하는 주요종임을 확인하였다. 이로써 제주해협 및 동중국해 북부해역에서 2004년 5월에 dinoflagellate에 의한 적조의 발생이 확인되었다. 초미소플랑크톤 중 Synechococcus와 picoeukaryote의 풍도는 각각 $0.2{\sim}9.5{\times}10^4\;cells/mL$와 $0.43{\sim}4.3{\times}10^4\;cells/mL$로 매우 높게 측정되었으며, Prochlorococcus는 검출되지 않아 조사 해역이 쿠로시오 해류의 영향권에서 벗어나 있음을 알 수 있었다. 제주해협에서 picoeukaryote의 풍도는 쿠로시오 해수에 비해 약 $5{\sim}10$배 이상 높았고, Chl b (Pras+Viola)뿐 아니라 수온, 염분과 높은 양의 상관관계를 보여 picoeukaryote의 대부분이 prasinophyte로 이루어졌고, 고온 고염수의 기원을 가진 것을 알 수 있었다. 전체 Chl a 농도는 수온과 염분 모두 강한 음의 상관성을 보여, 제주해협 및 동중국해 북부해역의 일차생산과 식물플랑크톤의 생물량은 대부분 중국대륙연안수에 의한 영양염 공급에 크게 의존하고 있다고 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권7호
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• pp.924-942
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• 2021

여름철 장강 저염수의 확장은 북부 동중국해의 환경 및 식물플랑크톤 다양성과 군집구조에 영향을 미치는 주요 요인으로 알려져 있다. 2020년 하계는 장강 저염수의 방류량이 매우 높았던 시기로 환경 특성 변화에 따라 식물플랑크톤 다양성 및 군집구조에 미치는 동력을 이해하기 위해 현장관측을 수행하였다. 2020년 8월 16일~17일 이어도호 승선조사와 2020년 8월 15일~21일 이어도 해양과학기지(IORS)에서 체류조사를 실시하였다. 조사 정점들에서 CTD로 측정한 결과 조사 수역 남서쪽은 장강 저염수의 영향을 받아 염분이 낮고 엽록소 형광값이 높았으며, 대마난류의 영향을 받은 남동수역은 염분이 높고 엽록소 형광값이 낮았다. 12개 정점의 표층수 시료의 엽록소 a 농도는 미소형(20~3 ㎛) 및 소형(> 20 ㎛) 식물플랑크톤의 생체량이 우점함을 나타냈으며, 대마난류수의 영향을 받은 정점에서만 초미소 식물플랑크톤(< 3 ㎛) 생체량이 약 50%를 차지하였다. 이러한 표층수의 식물플랑크톤 크기 분포는 영양염류 공급과 관련되어 장강 저염수의 높은 질산염 공급을 받는 정점들은 소형 식물플랑크톤의 생체량 기여율이 높았다. 형태분류 결과 미소형 및 소형 식물플랑크톤은 총 45종이며, 이들 중 우점 분류군은 규조류인 Guinardia flaccida, Nitzschia spp.와 와편모조류인 Gonyaulax monacantha, Noctiluca scintillans, Gymnodinium spirale, Heterocapsa spp., Prorocentrum micans, Tripos furca 등이었다. 대마난류의 영향을 받으며 질산염 농도가 낮은 정점들은 광합성 초미소 진핵생물(PPE)의 개체수와 광합성 초미소 원핵생물(PPP)인 Synechococcus의 개체수가 높았다. 질산염/인산염 비는 대부분 정점에서 인산염 제한을 받고 있음을 나타냈다. 유세포 분석 결과 Synechococcus 개체수는 난류의 영향을 받는 빈영양 수역의 정점들에서 높은 개체수를 보였다. NGS 분석 결과 PPP 중 Synechococcus는 29개의 clades가 나타났고, 이 중 한 시료에서 한 번이라도 1% 이상의 우점율을 보인 clade는 11개로 나타났다. 표층수에선 clade II가 우점분류군이었으며 SCM 층에서 다양한 clades(I과 IV 등)가 차우점군들로 분포하였다. Prochlorococcus 속은 난류 수역에서 high light adapted 생태형이 출현하는 양상을 보였으며 북쪽 수역에선 출현하지 않았다. PPE는 총 163개의 높은 operational taxonomic units(OTUs) 다양성을 보였으며, 이 중 한 시료에서 한 번이라도 5% 이상의 우점률을 나타낸 OTU는 총 11개였다. 장강 저염수의 영향을 받는 정점의 표층수에선 Amphidinium testudo가 우점 분류군이었으며, SCM 층에서 녹조류가 최우점하였다. 대마난류의 영향을 받는 해역에서는 다양한 분류군의 착편모조류가 우점하였다. IORS에서의 관측 결과도 주변 정점들과 식물플랑크톤 생체량, 크기분포, 다양성에서 유사한 수준을 나타냈다. 이번 연구 결과는 장강 저염수의 영향에 따른 식물플랑크톤의 반응을 다양한 분야에서 확인할 수 있었다. 또한, IORS와 승선조사를 비교하여 IORS 관측이 장강 저염수의 식물플랑크톤 동적 역학 모니터링에 활용할 수 있음을 확인하였다. 향후 기후변화에 따라 나타날 동중국해 하계 환경 및 생태계의 변화에 대비하여 IORS의 효과적 이용 방안 수립이 필요할 것으로 판단된다.

• 미생물학회지
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• 제32권4호
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• pp.264-270
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• 1994

세균의 RNA 중합효소에서 여러 ${\sigma}$ 인자들 간에 보존된 아미노산 서열중 2.3 부위와 4.2 부위의 아미노산 서열로부터 유 n하여 두가지의 PCR primer를 제작하였다. 이들을 이용하여 PCR을 수행하였을 때, E. coli와 Streptomyces coelicolor의 DNA로부터 예상되었던 480 bp 정도의 DNA가 증폭되는 것을 관찰하였다. E. coli DNA에서 증폭된 DNA를 클로닝하여 염기서열을 결정한 결과 E. coli의 rpoS 유전자로부터 유래하였음을 알았다. 이를 탐침으로 S. coelicolor에서 genomic DNA hybridization을 수행하였을 때, PvuII 절편 두가지 (3.5 kb, 2.0 kb) 와 SalI 절편 두가지(3.4kb, 1.5 kb)에 탐침이 결합하는 것을 관찰하였다. 3.5 kb의 pvuII 절편을 sublibrary로부터 클로닝하고, 탐침이 결합하는 1.0kb의 BamHI/HincII 절편의 염기서열을 분석하였다. 부분적으로 결정된 염기서열을 BLAST 프로그램을 이용하여 GenBank와 EMBL, PDB 등의 data library의 유전자들과 비교하여 본 결과Streptomyces속의 ${\sigma}$인자들을 비롯한 Synechococcus종, Anabaena종, Pseudomonas aeruginosa, Stigmatella aurantica 등의 주된 ${\sigma}$ 인자와 높은 유사성을 보였다. 현재까지 1.2 부위와 4 부위에 해당하는 부분의 염기서열을 결정하였는데, 이 부분은 S. coelicolor에서 알려진 다섯가지의 ${\sigma}$ 인자 유전자 중 hrdA와 가장 높은 유사성을 보이며, 아미노산의 유사성이 1.2부위에서는 88%, 4 부위에서는 75%인 것으로 나타났다.

• ALGAE
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• 제29권2호
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• pp.137-152
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• 2014

Mixotrophic protists play diverse roles in marine food webs as predators and prey. Thus, exploring mixotrophy in phototrophic protists has emerged as a critical step in understanding marine food webs and cycling of materials in marine ecosystem. To investigate the feeding of newly described mixotrophic dinoflagellate Ansanella granifera, we explored the feeding mechanism and the different types of species that A. granifera was able to feed on. In addition, we measured the growth and ingestion rates of A. granifera feeding on the prasinophyte Pyramimonas sp., the only algal prey, as a function of prey concentration. A. granifera was able to feed on heterotrophic bacteria and the cyanobacterium Synechococcus sp. However, among the 12 species of algal prey offered, A. granifera ingested only Pyramimonas sp. A. granifera ingested the algal prey cell by engulfment. With increasing mean prey concentration, the growth rate of A. granifera feeding on Pyramimonas sp. increased rapidly, but became saturated at a concentration of $434ngCmL^{-1}$ (10,845 cells $mL^{-1}$). The maximum specific growth rate (i.e., mixotrophic growth) of A. granifera feeding on Pyramimonas sp. was $1.426d^{-1}$, at $20^{\circ}C$ under a 14 : 10 h light-dark cycle of $20{\mu}Em^{-2}s^{-1}$, while the growth rate (i.e., phototrophic growth) under similar light conditions without added prey was $0.391d^{-1}$. With increasing mean prey concentration, the ingestion rate of A. granifera feeding on Pyramimonas sp. increased rapidly, but slightly at the concentrations ${\geq}306ngCmL^{-1}$ (7,649 cells $mL^{-1}$). The maximum ingestion rate of A. granifera feeding on Pyramimonas sp. was 0.97 ng C $predator^{-1}d^{-1}$ (24.3 cells $grazer^{-1}d^{-1}$). The calculated grazing coefficients for A. granifera feeding on co-occurring Pyramimonas sp. were up to $2.78d^{-1}$. The results of the present study suggest that A. granifera can sometimes have a considerable grazing impact on the population of Pyramimonas spp.