• 한국습지학회지
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• 제21권2호
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• pp.95-101
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• 2019

식생이 없는 갯벌에서 메탄($CH_4$) 플럭스는 배출과 흡수 양상을 보인다. 특히 메탄영양세균 개체군은 메탄 흡수에 상당한 영향을 준다. 본 예비연구는 거대 무척추 동물의 서식활동(bioturbation) 영향을 이해하기 위해 원형 밀폐 챔버 방법을 사용하여 갯벌에서 메탄 플럭스를 조사하였다. 챔버는 십각목(decapoda)의 mud shrimp(Laomedia astacina)와 crab(Macrophthalmus japonicas) 서식굴에 약 2시간 동안 배치되었고, 메탄과 이산화탄소($CO_2$) 농도는 밀폐된 $CH_4/CO_2$ 확산 플럭스 관측 장비를 사용하여 지속적으로 모니터링 되었다. 서식굴 길이가 긴 Laomedia astacina 위치에서는 깊은 퇴적층의 메탄 방출 때문에 상대적인 높은 수준의 메탄 발생을 일으킨 것으로 나타났다. 또한, 서식굴 퇴적물에서 발견되는 메탄영양세균 개체군은 메탄 산화(oxidation) 잠재력을 나타냈다. 특히 서식굴 내 아질산염 관련 혐기성 산화(anaerobic oxidation of methane, AOM)가 확인되었다. 이러한 메탄 산화 발생은 챔버 실험 동안 이산화탄소의 탄소 안정동위원소비(${\delta}^{13}C$) 감소로 뒷받침되었다. 따라서 갯벌에서 무척추 동물의 서식활동은 대기 중 메탄 농도를 제어할 수 있는 중요한 생태계 환경으로 보인다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제41권2호
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• pp.221-227
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• 2013

Perlite와 tobermolite 담체를 각각 상 하단(바이오필터 A) 또는 하 상단(바이오필터 B)으로 충전한 상향식 바이오필터에서 상하단의 메탄산화 특성을 비교하였다. 각 바이오필터에서 상단과 하단 담체를 채취하여 메탄산화속도를 측정하고, 정량적 real time PCR 방법을 이용하여 메탄산화세균수를 정량분석 하였다. 혼합담체의 층적배열 차이에 따른 각 담체의 순수 메탄산화속도를 조사한 결과, biofilter A perlite 상단이 $845.16{\pm}64.78{\mu}mol{\cdot}VS^{-1}{\cdot}h^{-1}$로 tobermolite 하단 $381.85{\pm}42.00{\mu}mol{\cdot}VS^{-1}{\cdot}h^{-1}$에 비하여 상대적으로 높았다(p < 0.005). 또한, biofilter B tobermolite의 상단($601.25{\pm}37.78{\mu}mol{\cdot}VS^{-1}{\cdot}h^{-1}$)이 perlite 하단($411.07{\pm}53.02{\mu}mol{\cdot}VS^{-1}{\cdot}h^{-1}$)에 비하여 메탄산화속도가 높았다(p < 0.005). 바이오필터 A는 상단(1.27E+13 pmoA gene copy number/mg-VSS)보다는 하단(3.33E+13 pmoA gene copy number/mg-VSS) (p < 0.05)에 더 많은 메탄 산화 세균이 존재하였다. 그러나, 바이오필터 B는 상단과 하단간의 메탄 산화 세균수의 차이는 유의하지 않은 것으로 나타났다(p > 0.05). Perlite와 tobermolite로 충진된 각 담체의 순수 메탄산화속도는 상단부에 위치한 담체들이 높았음에도 불구하고 바이오필터내에서 메탄농도 감소폭이 컸던 하단부에서 메탄산화세균이 많이 존재하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제20권1호
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• pp.53-62
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• 2015

동해 울릉 분지 내 메탄 하이드레이트가 매장된 지역에서 혐기적 메탄 산화와 연관된 미생물 군집 특성을 이해하기 위해 메탄 누출이 있는 대륙사면 정점(UBGH2-3)과 메탄 누출이 없는 분지 정점(UBGH2-10)에서, (1) 퇴적물의 지화학적 성분 및 황산염 환원율을 측정하였으며, (2) 기능성 유전자 분석을 통해 혐기적 메탄 산화 미생물 및 황산염 환원 미생물 군집의 정량 및 다양성 분석을 수행하여 그 결과를 비교하였다. 황산염-메탄 전이지대(sulfate and methane transition zone, SMTZ)는 UBGH2-3에서 0.5~1.5 mbsf (meters below seafloor), 그리고 UBGH2-10에서는 6~7 mbsf에 분포하는 것으로 나타났다. 두 지역의 SMTZ에서 측정된 황산염 환원율은 UBGH2-3의 1.15 mbsf에서 $1.82nmol\;cm^{-3}d^{-1}$으로 나타났고, UBGH2-10의 SMTZ에서 황산염 환원율은 $4.29nmol\;cm^{-3}d^{-1}$으로 높은 값을 보였다. 총 미생물 16S rRNA gene과 기능성 유전자인 mcrA (methyl coenzyme M reductase subunit A) 및 dsrA (dissimilatory sulfite reductase subunit A)의 정량 PCR 결과 두 정점의 SMTZ 부근에서 상대적으로 높게 검출되었다. 그러나 UBGH2-10지역에서 mcrA 유전자는 SMTZ 아래인 9.8 bmsf에서 가장 높게 검출되었다. mcrA 유전자의 다양성 분석 결과 두 지역의 SMTZ와 그 아래 퇴적층에서 혐기성 메탄산화 고세균(ANME: Anaerobic MEthanothoph) 군집인 ANME-1이 우점하였다. 한편, ANME-2 군집은 메탄 누출이 발생하는 UBGH2-3지역의 2.2 mbsf 층에서만 관찰되었고, 더불어 dsr 유전자 다양성 분석 결과 ANME-2와 컨소시엄을 이루는 Desulfosarcina-Desulfococcus (DSS) 이 나타났다. 본 연구 결과, ANME-1과 ANME-2은 동해 심부 퇴적 환경에서 혐기적 메탄 산화 및 생성 과정에 관여하는 중요한 고세균 군집으로 사료되며, 또한 ANME-2/DSS 컨소시엄은 메탄이 누출되는 지역인 UBGH2-3과 같이 혐기적 메탄 산화가 활발한 곳에서 메탄 거동을 조절하는 중요한 미생물 그룹으로 인식된다.