• 제목/요약/키워드: algicidal bacterium

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유해적조생물 Cochlodinum polykrikoides를 살멸하는 Brachybacterium sp. SY-97의 분리 및 특성 (Isolation and Characteristics of Brachybacterium sp. SY -97 Killing the Harmful Dinoflagellate Cochlodinium polykrikoides)

  • 김윤숙;정성윤;이상준;이원재
    • 한국환경과학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.435-443
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    • 2009
  • A bacterial strain SY-97 that showed algicidal activity against Cochlodinium polykrikoides was isolated from coastal water of Uljin (eastern coast of Korea) in August, 2005. The isolated strain was identified as Brachybacterium sp. by morphological and biological tests, and analysis of 16S rDNA sequence. The optimal culture conditions for the growth of strain SY-97 were $30^{\circ}C$, initial pH 7.0, and salinity 2.0%. From the result of cell culture insert experiment, Brachybacterium sp. SY-97 is assumed to produce secondary metabolites which have algicidal activity. When 10% culture filtrate of this strain was applied to C. polykrikoides ($1.2{\times}10^4\;cells/m{\ell}$) cultures, 100% of C. polykrikoides cells was destroyed within 15 hours. The released algicides were heat-tolerant to $100^{\circ}C$ and stable in pH $6.0{\sim}10.0$. These results suggest that Brachybacterium sp. SY-97 is potentially useful for controlling outbreaks of C. polykrikoides.

살조세균 적용이 식물플랑크톤 군집과 조류독소 분포에 미치는 영향 (Effects of Biological Control Agent Algicidal Bacterium on the Phytoplankton Community and Microcystin-LR Contents in a Mesocosm Experiment)

  • 정승원;서종근;서미연;한명수;김백호
    • 생태와환경
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    • 제38권2호통권112호
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    • pp.261-270
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    • 2005
  • 매년 남조 Microcystis aeruginosa가 대발생하는 인공연못에 100 L mesocosm를 설치하고 생물제재 (Xantobacter autotrophycus + casitone)를 혼합 처리한 결과, 환경요인의 변화(pH, DO감소, 영양염 증가)와 함께 식물플랑크톤 군집의 뚜렷한 변화가 관찰되었다. 생물제재 처리후 M. aeruginosa는 점차 감소하여 8일에는 관찰되지 않았고, 식물플랑크톤 총 밀도의 약 60% 이상이 감소하였다. 또한 남조의 소멸과 함께 조체성 독소의 감소 및 용존성 독소가 증가하였으며, 뚜렷한 영양물질의 증가에도 불가하고 현존량이 증가하는 종은 나타나지 않았다. 이러한 영양물질이나 용존성 독소의 증가는 생물제재를 이용한 남조류 제어가 상수원 저수지와 같은 장소보다는 규모가 작은 연못이나 저수지 등에 적합하며, 생물제재 처리 이후 수질변화에 대한 적극적인 수질관리 대책이 마련되어야 할 것으로 판단되었다.

Microcystis aeruginosa에 대한 Lactobacillus graminis의 성장 억제능, microcystin 분해 및 살조 물질의 특성 (Inhibition of Growth and Microcystin Toxicity, and Characterization of Algicidal Substances from Lactobacillus graminis against Microcystis aeruginosa)

  • 주재형;박범수;이은선;강윤호;한명수
    • 생태와환경
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    • 제49권3호
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    • pp.176-186
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    • 2016
  • For several decades, lactic acid bacterium (Lactobacillus graminis: LAB) has been generally recognized as safe. To develop the pan-environmental bio-control agent, algicidal activity of the live LAB cell and its culture filtrate (CF) was examined against Microcystis aeruginosa. LAB cells perfectly lysed M. aeruginosa within 3 days, while the CF had a less effect than the live cells, approximately 78% inhibition of algal growth during a same culture period. The concentration of microcystin in alone culture of M. aeruginosa was $7.1{\mu}gL^{-1}$, but gradually increased and leach $158.5{\mu}gL^{-1}$ on 10 days. However, LAB cells clearly decreased the microcystin by $10.3{\mu}gL^{-1}$ in the same period, approximately 93.5%. CF of LAB showed a strong algicidal activity over 75% between pH 2-7, 91.3% by the treatment of proteinase K, 87.8% by below 3 kDa in particle size, and 75.3% by heat treatment, respectively. Of five solvents, fractions of CF passed through solvents diethyl ether and ethyl acetate showed an obvious algicidal activity in the algal-lawn test. Among 5 fractions purified by silica-gel TLC plate, two spots showed a most strong removal activity on M. aeruginosa. Another analysis of GC indicate that CF contained six representative fatty acids. Even though most of these substance have been known as an anti-algal substance against M. aeruginosa, oleic acid is the most effective. These results suggested that the culture filtrate or specific substances, like a fatty acids, in comparison with live L. graminis can be a successful and eco-friendly agent to control Microcystis bloom.

유독성 와편모류 Alexandrium catenella에 대한 Pseudoalteromonas sp. NH-12의 살조능 (The Algicidal Activity of Pseudoalteromonas sp. NH-12 against the Toxic Dinoflagellate Alexandrium catenella)

  • 정남호;손홍주;정성윤
    • 한국환경농학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.175-184
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    • 2012
  • 우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 적조 및 마비성 패독을 일으켜 문제시되고 있는 유독성 와편모류인 A. catenella 를 살조시키는 해양미생물 Pseudoalteromonas sp. NH-12를 마산만의 적조발생 해역에서 분리, 동정하고 그 특성과 살조능에 대해 연구함으로써 보다 환경 친화적인 적조 구제 기술개발의 기초 자료를 제공하고자 하였다. 적조발생 해역인 마산만의 해수에서 분리한 38개의 해양미생물 균주 중 4종의 미생물이 A. catenella 에 대해 살조능을 나타내었으며, 이중 살조능이 가장 우수한 NH-12 균주를 선별하였다. 본 균주는 API kits 및 16S rRNA gene 염기서열을 분석하여 계통분류를 행한 결과 Pseudoalteromonas 속으로 분류되었으며, 최적 배양조건은 $25^{\circ}C$, pH 8.0, 3.0% NaCl 농도였다. Pseudoalteromonas sp. NH-12의 성장 단계별 살조능은 대수증식기 후기, 정지기, 대수증식기 중기, 유도기 순으로 높게 나타났다. 살조물질은 대수증식기 중기 이후에 활발히 생산되기 시작하여 대수증식기 후기에 가장 고농도로 축적되는 것으로 판단된다. 2조 배양계를 이용한 살조 유형 조사에서 Pseudoalteromonas sp. NH-12는 격리된 상태에서도 A. catenella 를 살조시켜 '직접 공격형'이 아니라 세포외로 물질을 분비하여 살조시키는 '살조인자 분비형'으로 확인되었다. 또한 NH-12 균주 배양여과액을 5% 첨가하였을 때 36시간 후에 A. catenella 는 100% 살조되었고, 10%를 첨가한 경우 24시간 후에 99% 이상 살조되었다.

Analysis of a Prodigiosin Biosynthetic Gene Cluster from the Marine Bacterium Hahella chejuensis KCTC 2396

  • Kim, Doc-Kyu;Park, Yon-Kyoung;Lee, Jong-Suk;F. Kim, Ji-Hyun;Jeong, Hae-Young;Kim, Beom-Seok;Lee, Choong-Hwan
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제16권12호
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    • pp.1912-1918
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    • 2006
  • Marine bacterium Hahella chejuensis KCTC 2396 simultaneously produced red antibiotic prodigiosin and undecylprodiginine. A complete set of the prodigiosin biosynthetic gene cluster has been cloned, sequenced, and successfully expressed in a heterologous host. Sequence analysis of the gene cluster revealed 14 ORFs showing high similarity to pig and red genes from Serratia spp. and Streptomyces coelicolor A3(2), respectively, and the gene organization was almost: similar to that of pig genes. These genes were named hap for Hahella prodigiosin, and determined to be transcribed as a single operon, by RT-PCR experiment. Based on the hap gene mutagenesis experiments and comparative analysis with pig and red genes, we propose a prodigiosin-biosynthetic pathway in KCTC 2396.

호염성세균, Kordia algicida gen. nov., sp. nov.의 염류요구특성 (Salts Requirement of Moderately Halophilic Bacterium, Kordia algicida gen. nov., sp. nov.)

  • 손재학
    • 미생물학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.112-116
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    • 2005
  • 호염성세균인 Kordia algicida gen. nov,, sp. nov.은 규조류인 Skeletonema costatum에 의한 적조발생동안 마산만의 표층수로부터 분리되었다. 본 균주는 숙성해수가 공급된 ZoBell 2216e 배지에서 성장이 가능하나 $3\%$ NaCl만이 공급된 동 배지에서는 성장하지 않았다. 13종의 주된 재수성분을 대상으로 한 염류 요구성 조사에서 $Na^+,\;Mg^{2+}$$Ca^{2+}$ 이온이 제한된 배지에서는 성장을 하지 않아, 성장을 위해 필수적으로 3조의 이온을 요구하였다. 3종의 이온을 대상으로 한 Kinetic 조사에서 $Na^+,\;Ca^{2+}$$Mg^{2+}$ 의 Km 간은 각각 0.202 M, 0.089 mM, and 0.189 mM로 결정되었으며 $V_{max}({\mu}max)$는 또한 0.442h, 0.411h 및 0.316h로 결정되었다. 현미경적 관찰에서 K. algicida는 각 이온들을 제한하였을 때 $2\~8$시간에 내에 빠른 사멸을 나타내었다. 이러한 결과로 Kordia algicida는 해양으로부터 유래된 전형적인 호염성세균임을 알 수 있었으며 해양유래 미생물의 분리 시 각별한 주의가 요구됨을 시사한다.

Red to Red - the Marine Bacterium Hahella chejuensis and its Product Prodigiosin for Mitigation of Harmful Algal Blooms

  • Kim, Doc-Kyu;Kim, Ji-Hyun F.;Yim, Joung-Han;Kwon, Soon-Kyeong;Lee, Choong-Hwan;Lee, Hong-Kum
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제18권10호
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    • pp.1621-1629
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    • 2008
  • Harmful algal blooms (HABs), commonly called red tides, are caused by some toxic phytoplanktons, and have made massive economic losses as well as marine environmental disturbances. As an effective and environment-friendly strategy to control HAB outbreaks, biological methods using marine bacteria capable of killing the harmful algae or algicidal extracellular compounds from them have been given attention. A new member of the $\gamma$-Proteobacteria, Hahella chejuensis KCTC 2396, was originally isolated from the Korean seashore for its ability to secrete industrially useful polysaccharides, and was characterized to produce a red pigment. This pigment later was identified as an alkaloid compound, prodigiosin. During the past several decades, prodigiosin has been extensively studied for its medical potential as immunosuppressants and antitumor agents, owing to its antibiotic and cytotoxic activities. The lytic activity of this marvelous molecule against Cochlodinium polykrikoides cells at very low concentrations ($\sim$l ppb) was serendipitously detected, making H. chejuensis a strong candidate among the biological agents for HAB control. This review provides a brief overview of algicidal marine bacteria and their products, and describes in detail the algicidal characteristics, biosynthetic process, and genetic regulation of prodigiosin as a model among the compounds active against red-tide organisms from the biochemical and genetic viewpoints.

적조생물 살조세균 탐색 -IV. 살조세균 Micrococcus sp. LG-5가 생산하는 살조물질의 특성과 해양생물에 미치는 영향- (Isolation of Marine Bacteria Killing Red Tide Microalgae -IV. Characteristics of Algicidal Substances, Produced from Micrococcus sp. LG-5 and the Effects on Marine Organisms-)

  • 정성윤;박영태;김무찬;최석철;성희경;김재영;김태운;이원재
    • 한국수산과학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.339-347
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    • 2000
  • 적조생물을 살조시키는 해양세균 Microcorcus sp. LG-5가 생산하는 세포외 분비 살조물질의 최적 생성조건, 살조물질의 특성과 한외여과 분획별 살조활성 및 해양생물에 미치는 영향을 조사함으로서 자연생태 조화형, 환경 친화적 적조방제 기술개발의 기초 자료를 제공하고자 연구한 결과를 요약하면 다음과 같다. Micrococcus sp. LG-5의 살조물질 생성 최적온도는 $20{\~}30^{\circ}C$로 살조활성이 $100{\%}$였으며, 살조물질 생성 최적 pH는 7.0, 최저 염농도는 $3.0{\%}$였다. 또한 세포외 분비 살조물질의 $IC_(50)$ 값은 $0.482{\%}$였다. 세포외 분비 살조물질의 열 안정성을 실험한 결과, 열처리한 배양여과액 $1{\%}$ 첨가시 12시간 후에 $31.4{\%}$, 24시간 후 $79.7{\%}$, 36시간 후 $94.6{\%}$의 살조활성을 보였고 $5{\%}, 10{\%}$의 경우 각자 36시간, 24시간 후에 $100{\%}$ 살조되었으며, 열처리하지 않은 배양여과액을 넣었을 때와 비교해볼 때 살조력에 유의한 차이는 없었다. 이와 같이 Micrococcus sp. LG-5가 생산, 분비하는 살조물질은 열에 안정한 내열성 물질로 판단된다. 또한 대사산물의 pH 안정성은 $pH 6.0{\~}8.0$에서 거의 $100{\%}$의 살조활성을 보였으며 $pH 5.0{\~}10.0$에서 살조활성이 $85{\%}$ 이상으로 나타나 살조물질은 약산성과 알카리에서 살조활성이 안정하였다. 또한 한외여과의 결과, 분자량 $>10,000, 10,000{\~}1,000, <1,000$의 3개의 분획 모두 살조활성이 있었으며, 각 분획 모두 열에 대단히 안정하였다. 각 분획별 $IC_(50)$ 값은 분자량 1,000 이상에서 강한 살조활성이 나타났으며 분자량 1,000 이하에서는 상대적으로 낮은 살조활성을 보였다. Micrococcus sp. LG-5가 해양세균에 미치는 영향은 E. faecalis, E. coli, K. pneumoniae 및 V. alginolyticus에 대해서는 항균력을 보였으나, P. aeruginosa, P. fluorescens, S. typhi, S. aureus, V. cholerae 및 V parahaemolyticus에 대해서는 전혀 항균력을 보이지 않았다. 그리고 적조생물에 미치는 영향은 A. tamarense, E. gymnastica, G. catenatum, G. niikimotoi, G. sanguineum, G. impudicum, H. triquetra, H akashiwo, P. micans와 Pyramimonas sp.에 대해서는 살조활성을 보였으나 Chlamydomonas sp., C. closterium, P. mininum, P. triestimum, Pseudonitzschia sp.와 S. trochoidea에 대해서는 살조활성을 보이지 않았다. 즉, 적조생물에 따라 살조활성이 다양하게 나타나 종 특이성이 낮았다. 먹이생물에 미치는 영향은 1 galbana를 제외하고 실험한 모든 먹이생물에 별다른 영향이 없거나 오히려 성장을 촉진시켰고, 또한 살조세균 배양여과액을 넙치 사육수에 $10{\%}$까지 투여하였을 때 양식 넙치에 미치는 유해한 생리학적 영향은 없었다. 이상의 연구 결과 살조세균 Micrococcus sp. LG-5의 배양여과액은 조사된 적조생물을 제외한 해양세균, 치${\cdot}$자어의 먹이생물 및 양식 넙치에 유해한 영향은 미치지 않을 것으로 판단된다.

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Alteromonas sp. SR-14가 생산하는 조류증식 저해 물질의 특성 (Characteristics of the Algal Growth inhibition Substances Produced by Alteromonas sp. SR-14)

  • 김지회;이희정;이태식;김형락;이명숙;장독석
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.270-276
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    • 1999
  • Alteromonas sp. SR-14의 배양여액을 사용하여 C. calcitrans의 증식에 미치는 영향과 조류 증식저해 물질의 특성을 살펴보았다. Alteromonas sp. SR-14의 peptone broth 배양여액은 C. calcitrans에 대하여 증식 저해 활성을 나타내었으며, 이 균에 의한 조류 증식 저해 물질은 온도 $15~20^{\circ}C$, pH 7.0~9.0, 염분 농도 $23~30{\textperthousand}$의배양 조건에서 강한 활성으로 생성되었으며, 이러한 조건(온도 $20^{\circ}C$, pH 8.0, 염분 농도 $30\textperthousand$)에서는 정지기부터 활성이 증가하였다. Alteromonas sp. SR-14가 peptone broth에서 생산하는 조류 증식 저해 물질의 분자량은 약 3KDa~12KDa의 복합 물질이었는데, $100^{\circ}C$에서 10분간 열처리하였을 때 3~10KDa 이하의 물질은 내열성이 있었으나 10KDa 이상의 물질은 불활성 되었다.

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