• Animal Bioscience
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• 제35권11호
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• pp.1808-1816
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• 2022

Objective: The study of Hanwoo (Korean native cattle) has mainly been focused on meat quality and productivity. Recently the field of microbiome research has increased dramatically. However, the information on the microbiome in Hanwoo is still insufficient, especially relationship between vagina and feces. Therefore, the purpose of this study is to examine the microbial community characteristics by analyzing the 16S rRNA sequencing data of Hanwoo vagina and feces, as well as to confirm the difference and correlation between vaginal and fecal microorganisms. As a result, the goal is to investigate if fecal microbiome can be used to predict vaginal microbiome. Methods: A total of 31 clinically healthy Hanwoo that delivered healthy calves more than once in Cheongju, South Korea were enrolled in this study. During the breeding season, we collected vaginal and fecal samples and sequenced the microbial 16S rRNA genes V3-V4 hypervariable regions from microbial DNA of samples. Results: The results revealed that the phylum-level microorganisms with the largest relative distribution were Firmicutes, Actinobacteria, Bacteroidetes, and Proteobacteria in the vagina, and Firmicutes, Bacteroidetes, and Spirochaetes in the feces, respectively. In the analysis of alpha, beta diversity, and effect size measurements (LefSe), the results showed significant differences between the vaginal and fecal samples. We also identified the function of these differentially abundant microorganisms by functional annotation analyses. But there is no significant correlation between vaginal and fecal microbiome. Conclusion: There is a significant difference between vaginal and fecal microbiome, but no significant correlation. Therefore, it is difficult to interrelate vaginal microbiome as fecal microbiome in Hanwoo. In a further study, it will be necessary to identify the genetic relationship of the entire microorganism between vagina and feces through the whole metagenome sequencing analysis and meta-transcriptome analysis to figure out their relationship.

• 한국환경농학회지
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• 제41권4호
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• pp.335-343
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• 2022

BACKGROUND: Antibiotics used in animal husbandry for disease prevention and treatment have resulted in the rapid progression of antibiotic resistant bacteria which can be introduced into the environment through livestock feces/manure, disseminating antibiotic resistant genes (ARGs). In this study, fecal samples were collected from the livestock farms located in Jeju Island to investigate the relationship between microbial communities and ARGs. METHODS AND RESULTS: Illumina MiSeq sequencing was applied to characterize microbial communities within each fecal sample. Using quantitative PCR (qPCR), ten ARGs encoding tetracycline resistance (tetB, tetM), sulfonamide resistance (sul1, sul2), fluoroquinolone resistance (qnrD, qnrS), fluoroquinolone and aminoglycoside resistance (aac(6')-Ib), beta-lactam resistance (bla_TEM, bla_CTX-M), macrolide resistance (ermC), a class 1 integronsintegrase gene (intI1), and a class 2 integrons-integrase gene (intI2) were quantified. The results showed that Firmicutes and Bacteroidetes were dominant in human, cow, horse, and pig groups, while Firmicutes and Actinobacteria were dominant in chicken group. Among ARGs, tetM was detected with the highest number of copies, followed by sul1 and sul2. Most of the genera belonging to Firmicutes showed positive correlations with ARGs and integron genes. There were 97, 34, 31, 25, and 22 genera in chicken, cow, pig, human, and horse respectively which showed positive correlations with ARGs and integron genes. In network analysis, we identified diversity of microbial communities which correlated with ARGs and integron genes. CONCLUSION(S): In this study, antibiotic resistance patterns in human and livestock fecal samples were identified. The abundance of ARGs and integron genes detected in the samples were associated with the amount of antibiotics commonly used for human and livestocks. We found diverse microbial communities associated with antibiotics resistance genes in different hosts, suggesting that antibiotics resistance can disseminate across environments through various routes. Identifying the routes of ARG dissemination in the environment would be the first step to overcome the challenge of antibiotic resistance in the future.

• 유기물자원화
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• 제27권4호
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• pp.15-24
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• 2019

본 실험은 방울토마토(Lycopersicon esculentum var. cerasiforme) 농가에서 자가제조한 토착미생물 액비를 3년 및 5년간 연용 처리하였을 때 토양 화학성 및 미생물상과 작물의 생장에 어떠한 영향을 미치는지를 비교하고자 수행하였다. 실험구는 3-year IM(토착미생물 3년 노지 처리구), 5-year IM(토착미생물 5년 노지 처리구), EM(effective microorganisms; EM 10년 온실 처리구)으로 분류하였고, 모두 1,000배로 희석하여 웃거름으로 관주하였다. IM과 EM 액비 자재의 pH 수준은 16주간 증가하였고 특히 EM의 pH는 1.2정도 상승하였다. IM 자재의 EC는 약간 높았지만 EM과 비슷한 수준인 0.2 dS/m으로 나타났다. 온실 내 포트 실험에서는 IM으로 처리된 토마토 뿌리의 건물중이 크게 증가하였다. 액비 처리에 따른 농가 현장 실험에서는 IM 액비 처리구의 pH는 7.5로 높았고 EC도 8.4 dS/m로 염류 과잉 수준을 보였다. EM 처리구의 유기물함량은 62 g/kg으로 가장 높았고 전질소 등 필수 무기성분 농도를 증가시키는데 영향을 끼쳤다. 하지만 IM 처리구에서도 토마토 생장을 위한 적절한 토양 화학성 수준이 관찰되었다. EM 처리구에서 세균수와 방선균수가 가장 증가하였다. EM으로 처리된 작물의 대량 무기성분 농도는 인산을 제외하고는 높게 나타났고 3-year IM과 5-year IM 처리구에서는 비슷한 무기성분 농도가 관찰되었다. 잎의 SPAD와 PSII 수준은 3-year IM 처리에서 낮게 나타났다. 토마토 작물의 엽폭, 엽장, 엽수, 수관면적, 초장, 경경은 생육 중기에는 EM 처리구에서 높은 수준이었으나 생육 후기에는 처리구 간에 비슷하였다. EM 처리로 잎 건물중은 IM 처리보다 2배 이상 높았지만 수확과수는 2배 이상 감소되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제39권1호
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• pp.1-9
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• 2020

본 연구에서는 일천궁의 연작재배에 따른 토양 이화학성 및 토양세균군집을 비교 분석하기 위해 천궁 중에서 재배 빈도수가 높은 일천궁의 초작 및 연작 재배지를 선정하여 토양 이화학성 및 토양세균군집 특성을 분석하고, 토양 이화학성 및 토양세균군집 간의 상관관계를 구명하고자 하였다. 토양 이화학성은 농촌진흥청 토양분석법을 이용하였고, 토양세균군집 분석은 Illumina Miseq sequencing system을 이용하여 상대적 빈도수 및 주좌표 분석을 하였다. 토양 이화학성과 토양세균군집 간의 상관관계는 DISTLM과 Spearman's 상관관계 분석을 이용하였다. 일천궁 재배지의 토양세균군집은 일천의 재배법에 따라 뚜렷하게 2개의 cluster로 군집화를 이루었고, 초작 및 연작 재배지 모두 Proteobacteria와 Alphaproteobacteria가 우점종으로 나타났다. 주좌표 분석과 DISTLM 분석에서는 일천궁 재배지의 토양 pH와 Ca이 토양세균의 군집화에 유의적으로 영향을 주고 있음을 확인하였고, Spearman's 상관관계 분석을 통해 일천궁의 재배법에 따라 유의적인 차이를 보였던 Acinobacteria와 Acidobacteria의 상대적 빈도수는 토양 pH, Ca 함량과 유의적인 상관관계를 보이는 것으로 나타났다. 본 연구는 일천궁의 재배법에 따른 토양 이화학성 및 토양세균군집의 변화와 상관관계를 구명하는데 중요한 자료가 될 것으로 판단된다. 또한, 토양 이화학성과 토양세균군집의 변화에 따른 일천궁 재배지의 연작장해 원인을 구명하는데 있어 도움을 줄 수 있을 것이다. 향후 본 연구를 바탕으로 향후 일천궁의 재배법에 따른 곰팡이(fungi)의 군집과 병원성 미생물군집의 변화를 확인하고 토양 이화학성과의 상관관계를 분석할 수 있다면 일천궁의 연작장해 원인을 명확하게 구명하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국유기농업학회지
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• 제27권4호
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• pp.479-499
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• 2019

본 연구는 제주지역 무 주산지에서 재배 방법(유기 vs. 관행)과 토양 종류(화산회토 vs. 비화산회토)에 따른 토양의 화학적 특성, 미생물 활성 그리고 미생물 군집 조성을 분석하고 요인간 연관성을 구명하기 위하여 수행하였다. 전반적으로 유기와 관행의 재배 방식에 따른 토양 화학성은 처리간 뚜렷한 경향을 보이지는 않았으나 토양 미생물체량, 효소 활성, 종 풍부도와 다양성 그리고 미생물 군집 분포 등은 유의한 차이를 보였다. 반면에 토양 종류에 따른 화학성과 미생물 군집 분포 등 미생물학적 특성은 뚜렷한 차이를 보였다. 특히 유기재배 토양에서 관행 대비 토양의 세균, 방선균 및 사상균 그리고 미생물체량이 증가하였으며, Org-NA 토양에서 탈수소효소 활성, 종 풍부도(Chao 1) 그리고 종 다양성(Phyrogenetic diversity) 지수가 가장 높았다. 무 재배 토양에 분포하고 있는 주요 세균 문은 Proteobacteria, Acidobacteria, Chloroflexi, Firmicutes 그리고 Actinobacteria 등 5종이었으며 재배 방법 및 토양 종류에 관계없이 Proteobacteria 문이 화산회토에서 25.9%, 비화산회토에서 21.9~24.9%로 가장 높은 분포를 보였다. 그리고 대체로 화산회토와 비화산회토 토양 종류별로 유사한 군집 조성을 보였으며, 화산회토에서는 재배 방법별 주요 문의 군집 조성은 큰 차이가 없었으나 비화산회토에서는 차이를 보였다. 특히, Firmicutes는 Org-NA 토양에서 21.0%, Acidobacteria는 Con-A에서 21.6%로 가장 높은 분포를 보였는데 대체로 화산회토와 관행재배 토양에서 높은 경향을 보였다. 또한 재배 방법 및 토양 종류별 미생물 군집을 대표하는 바이오마커를 찾기 위하여 LEfSe 분석을 실시한 결과, Firmicutes 문의 분포가 비화산회토와 유기재배 토양에서 유의하게 증가하였다. 그리고 토양 화학성 중에서 총유기탄소 함량, 유효인산 그리고 치환성칼륨 함량은 Firmicutes 등 주요 세균 문과 유의한 상관관계를 보였다.