• 제목/요약/키워드: actinobacteria

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북극 스발바르 군도 중앙로벤 빙하 해안 지역의 토양 시료 내 메타지놈 기반 미생물 군집분석 (Microbial Community of the Arctic Soil from the Glacier Foreland of Midtre Lovénbreen in Svalbard by Metagenome Analysis)

  • 석윤지;송은지;차인태;이현진;노성운;정지영;이유경;남영도;서명지
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제44권2호
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    • pp.171-179
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    • 2016
  • 최근 빙하의 융해로 인해 빙하 해안지역에 다양한 토양 미생물과 초목들이 드러나고있다. 본 연구에서는 북극 스발바르 군도 중앙로벤 빙하 해안 지역으로부터 Ion Torrent Personal Genome Machine(PGM)을 활용한 메타지놈 분석을 통해 세균(bacteria), 고균(archaea), 및 진핵생물(eukaryotes)를 포함하는 다양한 미생물 군집을 분석하였다. 연구에 사용된 토양시료는 빙하 후퇴에 따른 토양의 노출 시기에 따라 2개 지역(ML4 및 ML7)으로부터 수집하였다. ML4 및 ML7 시료의 메타지놈 염기서열을 기반으로 총 2,798,108 및 1,691,859 reads가 각각 미생물 군집 분석에 활용되었다. Domain (계) 수준에서 미생물 군집의 상대 빈도를 분석한 결과 2개 시료 모두 세균(86−87%)이 높은 반면 고균과 진핵생물은 1% 미만으로 존재하는 것으로 나타났다. 또한 약 12%의 염기서열은 기존에 분류되지 않은(unclassified) 서열로 분석되었다. 세균의 경우 Proteobacteria(40.3% for ML4 and 43.3% for ML7)와 Actinobacteria(22.9% and 24.9%)가 우점하는 것으로 분석되었다. 고균의 경우에는 Euryarchaeota(84.4% and 81.1%) 및 Crenarchaeota(10.6% and 13.1%), 그리고 진핵생물의 경우에는 Ascomycota(33.8% and 45.0%)가 우점하는 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 Ion Torrent PGM 플랫폼을 활용한 메타지놈 분석이 북극의 중앙로벤 빙하 해안 지역의 전체 미생물 군집 구조를 파악하는데 충분히 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

세균군집의 구조분석을 통한 장기간 농약사용이 토양생태계에 미치는 영향 평가 (Evaluating the Impacts of Long-Term Use of Agricultural Chemicals on a Soil Ecosystem by Structural Analysis of Bacterial Community)

  • 윤병준;김성현;이동헌;오계헌;강형일
    • 미생물학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.260-266
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    • 2003
  • 본 연구는 장기간 동안 지속적인 농약의 사용이 토양생태계에 미치는 영향을 세균군집의 구조분석을 통하여 그 관련성을 평가하고, 이에 대한 기초 자료를 얻고자 수행하였다. 30년 이상 매년 수시로 농약을 사용하여온 제주지역의 한 감귤원 토양과 비농지 토양에 존재하는 세균군집을 16S rRNA clonal library로부터 얻은 각 100 개 클론의 유전자 염기서열을 기초로 하여 비교 분석한 결과 지속적으로 농약을 사용해온 감귤원 토양에서는 3개의 아문(Proteobacteria $\alpha$, $\gamma$, $\delta$)을 포함하는 Proteobacteria를 비롯한 5개 문 18개의 속 그룹에 포함되는 세균군집의 구조를 보였고, 농약을 사용하지 않은 비농지 토양에서는 4개의 아문(Proteobacteria $\alpha$, $\beta$, $\gamma$, $\delta$)을 포함하는 Proteobacteria를 비롯한 12개 문, 44개의 속 그룹에 포함되는 군집구조를 나타냈다. 감귤원 토양에서 가장 많은 분포를 보인 세균은 Proteobacteria g group에 속하는 것으로 전체 clone의 56%로 상당한 우점현상을 나타내었고, Acidobacteria group에 속하는 균이 25%, Firmicutes group, 5%, Planctomycetes group, 2%, Proteobacteria $\alpha$$\delta$ group이 각 1%, Cyanobacteria group, 1% 등의 순서로 우점현상을 보였다. 반면, 비농지 토양에서는 Acidobacteria group에 속하는 균이 14%, Planctomycetes group, 13%, Proteobacteria $\alpha$, $\gamma$, $\delta$ group이 각각 10%, 9%, 9%, Firmicutes group, 8%, Verrucomicrobia group, 8%, Actinobacteria group, 6%, Proteobacteria $\gamma$ group, 3%, Bacteroidetes group, 3%, Gemmatimonadetes group, 3%, Cyanobacteria group이 1% 등의 순서로 장기간 농약을 사용해 온 토양에 비하여 훨씬 다양한 미생물군집의 분포빈도를 나타냈다. 이러한 결과는 지속적인 비료 및 농약의 사용이 토양생태계를 구성하는 세균군집의 다양성을 크게 감소시키거나 또는 특정 미생물을 소멸 시킬 수 있음을 제시해 주었다.

버섯재배 배지재료용 수입 농업부산물에서의 세균 조사 연구 (Investigation of bacteria in the agricultural by-products imported for the use as media materials in mushroom cultivation)

  • 김준영;김수산;김성환
    • 미생물학회지
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    • 제54권4호
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    • pp.410-419
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    • 2018
  • 국내 버섯 생산용 배지재료 용도로 수입되는 밀짚, 피트모스, 비트펄프, 면실피, 면실박 등 농업부산물에 대한 안전성 자료 구축이 시급히 요구되고 있다. 그러나 미생물에 대한 조사 연구는 미흡한 실정이다. 이에 따라 본 연구는 2년 동안 호주, 캐나다, 중국, 이집트, 독일, 인도, 우크라이나에서 수입한 농업 부산물인 밀짚, 피트모스, 면실박, 면실피, 비트펄프를 대상으로 인체, 식물, 버섯에 유해가능성 있는 세균의 존재 여부를 확인하기 위해 수행하였다. 조사된 수입된 농업부산물에는 $1.35{\times}10^2$에서 $8.34{\times}10^6CFU/g$ 농도 범위로 세균이 존재하였다. 세균을 분리하여 16S rDNA를 분석한 결과 총 19속 45종의 세균이 동정되었다. Basillus 속 세균이 우점으로 존재 하였고 그 다음으로 Paenibacillus 속 세균이 많이 존재하였다. 종 수준에서는 Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria 그룹에 속하는 순으로 다양성이 존재하였다. 농업부산물 별로 볼 때는 밀짚과 피트모스에서 더 다양한 속의 세균들이 존재하였다. 이 중 인체 유해성이 보고된 세균은 5속 6종으로서 Enterobacter asburiae, Enterobacter ludwigii, Stenotrophomonas maltophilia, Pseudomonas monteilii, Bacillus anthracis, Cellulosimicrobium funkei가 존재하였다. 놀랍게도 인체병원균이면서 동시에 식물 병원균으로 보고된 Klebsiella pneumoniae subsp. pneumonia 그리고 식물병원균 Bacillus altitudinis가 존재하였다.또한 곤충 병원성의 Lysinibacillus sphaericus와 버섯 병원성의 Ochrobactrum pseudogrignonense가 존재하였다. 본 연구 결과는 국내에 수입되고 있는 버섯재배 배지용 농업부산물에 여러 종류의 잠재성 있는 병원성 세균이 존재함을 확인하였다. 이는 수입되고 있는 농업부산물이 버섯생산에 안전하게 사용되기 위해서는 위생 검사와 관리가 시급히 필요함을 시사한다.

도시 강우유출수 처리 인공습지의 토양특성 및 오염물질 저감에 따른 미생물 영향 평가 (Microbial Influence on Soil Properties and Pollutant Reduction in a Horizontal Subsurface Flow Constructed Wetland Treating Urban Runoff)

  • ;;오유경;;김이형
    • 한국습지학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.168-181
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    • 2024
  • 인공습지는(CW)는 침투, 흡착, 저류, 식물과 미생물의 증발산 등과 같은 수문학적 및 생태학적 기작에 의하여 오염물질 제거, 탄소흡수 및 저장, 생물다양성 향상 등의 생태계서비스를 제공한다. 본 연구는 수평지하흐름 인공습지(HSSF CW)의 미생물 군집과 토양의 물리·화학적 특성 및 처리효율의 상관관계를 분석하기 위하여 수행되었다. 연구를 위한 모니터링은 강우시 수질특성, 토양특성, 미생물 분석이 수행되었다. 따뜻한 계절(>15℃) 에서 TSS, COD, TN, TP 및 중금속(Fe, Zn, Cd) 제거효율이33~74% 범위로 나타났다. 그러나 추운 계절(≤15℃)에서 TOC 35%로 가장 높은 제거 효율이 나타났다. 인공습지 내 토양은 인근에서 채취한 토양의 토양유기탄소(SOC) 함량보다 3.3배 더 높은 함량을 가지고 있는 것으로 나타났다. 유입부와 유출부의 탄소(C), 질소(N) 및 인(P)의 화학양론비(C:N:P)는 각각 120:1.5:1 및 135.2:0.4:1로 나타났으며, 탄소에 비해 질소와 인의 비율이 매우 낮아 미생물 성장에 문제가 발생될 수 있다. 미생물 분석에서는 생물다양성 지수를 통해 미생물 군집의 풍부도, 다양성, 균질성 및 균일성이 따뜻한 계절이 추운 계절에 비해 높게 나타났다. 인공습지의 강우유출수 오염물질 중 질소고정 미생물인 Proteobacteria, Actinobacteria, Acidobacteria, Bacteroidetes가 우점종으로 미생물 생장을 촉진하는 것으로 평가되었는데 이는 특정 토양특성 및 유입수 특성이 미생물 풍부도와 밀접한 관련이 있음을 의미한다.

Microbial Community of Healthy Thai Vegetarians and Non-Vegetarians, Their Core Gut Microbiota, and Pathogen Risk

  • Ruengsomwong, Supatjaree;La-ongkham, Orawan;Jiang, Jiahui;Wannissorn, Bhusita;Nakayama, Jiro;Nitisinprasert, Sunee
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제26권10호
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    • pp.1723-1735
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    • 2016
  • Pyrosequencing analysis of intestinal microflora from healthy Thai vegetarians and non-vegetarians exhibited 893 OTUs covering 189 species. The strong species indicators of vegetarians and non-vegetarians were Prevotella copri and Bacteroides vulgatus as well as bacteria close to Escherichia hermanii with % relative abundance of 16.9 and 4.5-4.7, respectively. Core gut microbiota of the vegetarian and non-vegetarian groups consisted of 11 and 20 different bacterial species, respectively, belonging to Actinobacteria, Firmicutes, and Proteobacteria commonly found in both groups. Two species, Faecalibacterium prausnitzii and Gemmiger formicilis, had a prevalence of 100% in both groups. Three species, Clostridium nexile, Eubacterium eligens, and P. copri, showed up in most vegetarians, whereas more diversity of Collinsella aerofaciens, Ruminococcus torques, various species of Bacteroides, Parabacteroides, Escherichia, and different species of Clostridium and Eubacterium were found in most non-vegetarians. Considering the correlation of personal characters, consumption behavior, and microbial groups, the age of non-vegetarians showed a strong positive correlation coefficient of 0.54 (p = 0.001) to Bacteroides uniformis but exhibited a moderate one to Alistipes finegoldii and B. vulgatus. Only a positive moderate correlation of body mass index and Parabacteroides distasonis appeared. Based on the significant abundance of potential pathogens, the microbiota of the non-vegetarian group showed an abundance of potential pathogen varieties of Bilophila wadsworthia, Escherichia coli, and E. hermannii, whereas that of the vegetarian group served for only Klebsiella pneumoniae. These results implied that the microbiota of vegetarians with high abundance of P. copri and low potential pathogen variety would be a way to maintain good health in Thais.

Impact of Breed on the Fecal Microbiome of Dogs under the Same Dietary Condition

  • Reddy, Kondreddy Eswar;Kim, Hye-Ran;Jeong, Jin Young;So, Kyoung-Min;Lee, Seul;Ji, Sang Yun;Kim, Minji;Lee, Hyun-Jung;Lee, Sungdae;Kim, Ki-Hyun;Kim, Minseok
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제29권12호
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    • pp.1947-1956
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    • 2019
  • The gut microbiome influences the health and well-being of dogs. However, little is known about the impact of breed on the fecal microbiome composition in dogs. Therefore, we aimed to investigate the differences in the fecal microbiome in three breeds of dog fed and housed under the same conditions, namely eight Maltese (8.0 ± 0.1 years), eight Miniature Schnauzer (8.0 ± 0.0 years), and nine Poodle dogs (8.0 ± 0.0 years). Fresh fecal samples were collected from the dogs and used to extract metagenomic DNA. The composition of the fecal microbiome was evaluated by 16S rRNA gene amplicon sequencing on the MiSeq platform. A total of 840,501 sequences were obtained from the 25 fecal samples and classified as Firmicutes (32.3-97.3% of the total sequences), Bacteroidetes (0.1-62.6%), Actinobacteria (0.2-14.7%), Fusobacteria (0.0-5.7%), and Proteobacteria (0.0-5.1%). The relative abundance of Firmicutes was significantly lower in the Maltese dog breed than that in the other two breeds, while that of Fusobacteria was significantly higher in the Maltese than in the Miniature Schnauzer breed. At the genus level, the relative abundance of Streptococcus, Fusobacterium, Turicibacter, Succinivibrio, and Anaerobiospirillum differed significantly among the three dog breeds. These genera had no correlation with age, diet, sex, body weight, vaccination history, or parasite protection history. Within a breed, some of these genera had a correlation with at least one blood chemistry value. This study indicates that the composition of the fecal microbiome in dogs is affected by breed.

Microbiological Features and Bioactivity of a Fermented Manure Product (Preparation 500) Used in Biodynamic Agriculture

  • Giannattasio, Matteo;Vendramin, Elena;Fornasier, Flavio;Alberghini, Sara;Zanardo, Marina;Stellin, Fabio;Concheri, Giuseppe;Stevanato, Piergiorgio;Ertani, Andrea;Nardi, Serenella;Rizzi, Valeria;Piffanelli, Pietro;Spaccini, Riccardo;Mazzei, Pierluigi;Piccolo, Alessandro;Squartini, Andrea
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제23권5호
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    • pp.644-651
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    • 2013
  • The fermented manure derivative known as Preparation 500 is traditionally used as a field spray in biodynamic agriculture for maintaining and increasing soil fertility. This work aimed at characterizing the product from a microbiological standpoint and at assaying its bioactive properties. The approach involved molecular taxonomical characterization of the culturable microbial community; ARISA fingerprints of the total bacteria and fungal communities; chemical elemental macronutrient analysis via a combustion analyzer; activity assays for six key enzymes; bioassays for bacterial quorum sensing and chitolipooligosaccharide production; and plant hormone-like activity. The material was found to harbor a bacterial community of $2.38{\times}10^8$ CFU/g dw dominated by Gram-positives with minor instances of Actinobacteria and Gammaproteobacteria. ARISA showed a coherence of bacterial assemblages in different preparation lots of the same year in spite of geographic origin. Enzymatic activities showed elevated values of ${\beta}$-glucosidase, alkaline phosphatase, chitinase, and esterase. The preparation had no quorum sensing-detectable signal, and no rhizobial nod gene-inducing properties, but displayed a strong auxin-like effect on plants. Enzymatic analyses indicated a bioactive potential in the fertility and nutrient cycling contexts. The IAA activity and microbial degradation products qualify for a possible activity as soil biostimulants. Quantitative details and possible modes of action are discussed.

Sediment에서의 전기활성 박테리아 분포 특성 (Distribution of Electrochemically Active Bacteria in the Sediment)

  • 손형식;손희종;김미아;이상준
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권12호
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    • pp.1094-1101
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    • 2010
  • 낙동강, 회동 및 기장에서 채집한 sediment의 미생물 군집을 FISH 분석을 통하여 조사한 결과, ${\alpha}$ 그룹, Acidobacter 그룹 및 Cyanobacter 그룹의 분포비율이 가장 높았으며 전체적으로 서로 유사한 분포 특성을 나타내었다. 각각의 sediment를 접종한 MFC 농화배양 이후의 coulombic yield는 낙동강, 회동 및 기장의 경우 각각 0.64 C, 0.50 C, 0.61 C로 나타났으며, 농화배양 완료 후의 미생물 군집분포는 ${\beta}$-Proteobacteria, ${\gamma}$-Proteobacteria, Acidobacter 그룹 및 Firmicutes 그룹이 농화배양 전보다 각각 45~90%, 50~90%, 40~80% 및 45~125% 정도 생체량이 증가한 것으로 나타났다. 농화배양이 끝난 후 16S rDNA를 이용한 미생물 동정결과에서, 낙동강 sediment를 주입한 MFC의 경우는 ${\alpha}$-Proteobacteria의 속하는 Roseomonas sp., Azospillum sp.와 ${\gamma}$-Proteobacteria의 Frateuria sp., Dyella sp., Enterobacter sp.와 Deinococci 그룹의 Deinococcus sp.가 동정되었고, 기장 sediment는 ${\alpha}$-Proteobacteria의 Azospillum sp.와 ${\beta}$-Proteobacteria의 Delftia sp., Ralstonia sp.와 ${\gamma}$-Proteobacteria의 Klebsiella sp. 와 Deinococci 그룹의 Deinococcus sp.가 동정되었으며, 회동 sediment는 ${\gamma}$-Proteobacteria의 Pseudomonas sp., Klebsiella sp.와 Deinococci 그룹의 Deinococci sp.와 Actinobacteria 그룹의 Leifsonia sp.와 Bacilli 그룹의 Bacillus sp.가 동정되었다.

Diversity of the Gastric Microbiota in Thoroughbred Racehorses Having Gastric Ulcer

  • Dong, Hee-Jin;Ho, Hungwui;Hwang, Hyeshin;Kim, Yongbaek;Han, Janet;Lee, Inhyung;Cho, Seongbeom
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제26권4호
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    • pp.763-774
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    • 2016
  • Equine gastric ulcer syndrome is one of the most frequently reported diseases in thoroughbred racehorses. Although several risk factors for the development of gastric ulcers have been widely studied, investigation of microbiological factors has been limited. In this study, the presence of Helicobacter spp. and the gastric microbial communities of thoroughbred racehorses having mild to severe gastric ulcers were investigated. Although Helicobacter spp. were not detected using culture and PCR techniques from 52 gastric biopsies and 52 fecal samples, the genomic sequences of H. pylori and H. ganmani were detected using nextgeneration sequencing techniques from 2 out of 10 representative gastric samples. The gastric microbiota of horses was mainly composed of Firmicutes (50.0%), Proteobacteria (18.7%), Bacteroidetes (14.4%), and Actinobacteria (9.7%), but the proportion of each phylum varied among samples. There was no major difference in microbial composition among samples having mild to severe gastric ulcers. Using phylogenetic analysis, three distinct clusters were observed, and one cluster differed from the other two clusters in the frequency of feeding, amount of water consumption, and type of bedding. To the best of our knowledge, this is the first study to investigate the gastric microbiota of thoroughbred racehorses having gastric ulcer and to evaluate the microbial diversity in relation to the severity of gastric ulcer and management factors. This study is important for further exploration of the gastric microbiota in racehorses and is ultimately applicable to improving animal and human health.

Analysis of Microbiota in Bellflower Root, Platycodon grandiflorum, Obtained from South Korea

  • Kim, Daeho;Hong, Sanghyun;Na, Hongjun;Chun, Jihwan;Guevarra, Robin B.;Kim, You-Tae;Ryu, Sangryeol;Kim, Hyeun Bum;Lee, Ju-Hoon
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제28권4호
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    • pp.551-560
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    • 2018
  • Bellflower root (Platycodon grandiflorum), which belongs to the Campanulaceae family, is a perennial grass that grows naturally in Korea, northeastern China, and Japan. Bellflower is widely consumed as both food and medicine owing to its high nutritional value and potential therapeutic effects. Since foodborne disease outbreaks often come from vegetables, understanding the public health risk of microorganisms on fresh vegetables is pivotal to predict and prevent foodborne disease outbreaks. We investigated the microbial communities on the bellflower root (n = 10). 16S rRNA gene amplicon sequencing targeting the V6-V9 regions of 16S rRNA genes was conducted via the 454-Titanium platform. The sequence quality was checked and phylogenetic assessments were performed using the RDP classifier implemented in QIIME with a bootstrap cutoff of 80%. Principal coordinate analysis was performed using the weighted Fast UniFrac distance. The average number of sequence reads generated per sample was 67,192 sequences. At the phylum level, bacterial communities from the bellflower root were composed primarily of Proteobacteria, Firmicutes, and Actinobacteria in March and September samples. Genera Serratia, Pseudomonas, and Pantoea comprised more than 54% of the total bellflower root bacteria. Principal coordinate analysis plots demonstrated that the microbial community of bellflower root in March samples was different from those in September samples. Potential pathogenic genera, such as Pantoea, were detected in bellflower root samples. Even though further studies will be required to determine if these species are associated with foodborne illness, our results indicate that the 16S rRNA gene-based sequencing approach can be used to detect pathogenic bacteria on fresh vegetables.