• 제목/요약/키워드: microbial community structures

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Assessment of the Dynamics of Microbial Community Associated with Tetraselmis suecica Culture under Different LED Lights Using Next-Generation Sequencing

  • Yang, Su-Jeong;Kim, Hyun-Woo;Choi, Seok-Gwan;Chung, Sangdeok;Oh, Seok Jin;Borkar, Shweta;Kim, Hak Jun
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제29권12호
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    • pp.1957-1968
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    • 2019
  • Tetraselmis is a green algal genus, some of whose species are important in aquaculture as well as biotechnology. In algal culture, fluorescent lamps, traditional light source for culturing algae, are now being replaced by a cost-effective light-emitting diodes (LEDs). In this study, we investigated the effect of LED light of different wavelengths (white, red, yellow, and blue) on the growth of Tetraselmis suecica and its associated microbial community structures using the next-generation sequencing (NGS). The fastest growth rate of T. suecica was shown in the red light, whereas the slowest was in yellow. The highest OTUs (3426) were identified on day 0, whereas the lowest ones (308) were found on day 15 under red light. The top 100 OTUs associated with day 0 and day 5 cultures of T. suecica under the red and yellow LED were compared. Only 26 OTUs were commonly identified among four samples. The highest numbers of unique OTUs were identified at day 0, indicating the high degree of initial microbial diversity of the T. suecica inoculum. The red light-unique OTUs occupied 34.98%, whereas the yellow-specific OTUs accounted for only 2.2%. This result suggested a higher degree of interaction in T. suecica culture under the red light, where stronger photosynthesis occurs. Apparently, the microbial community associated with T. suecica related to the oxygen produced by algal photosynthesis. This result may expand our knowledge about the algae-bacteria consortia, which would be useful for various biotechnological applications including wastewater treatment, bioremediation, and sustainable aquaculture.

한국 전통 미생물발효차(청태전)의 미생물 군집분석 (The microbial diversity analysis of the Korea traditional post-fermented tea (Chungtaejeon))

  • 김병혁;장종옥;강시온;좌재호;문두경
    • 미생물학회지
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    • 제53권3호
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    • pp.170-179
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    • 2017
  • 차는 세계적으로 인기있는 음료로 불발효차(녹차), 반발효차(우롱차), 완전발효차(홍차)와 흑차(미생물발효차 or 후발효차)를 포함하고 구분된다. 미생물발효차는 차나무(Camellia sinensis)의 잎을 미생물 발효과정을 통해 제조된다. 삼국시대부터 전해 내려온 청태전은 한국 남해안지역에서 제조되며 돈차 또는 떡차로 불리는 독창적인 한국의 미생물발효차이다. 본 연구에서는 청태전에 우점하는 미생물군집구조 분석을 위해 16S rRNA 유전자를 이용하였다. 청태전에 우점하는 미생물은 ${\gamma}$-proteobacteria에 속하는 Pantoea sp.와 Klebsiella oxytoca가 우점하였다. 미생물 군집크기 분석을 통해 청태전의 미생물 군집크기가 다른 미생물발효차와 비교해 가장 큰 것을 확인하였다.

Divergence of Granular Sludges and Microbial Communities in Two Types of Anaerobic Reactors Treating Different Wastewaters

  • Qin, Xianchao;Li, Chunjie;Gao, Yueshu;Zhang, Zhenjia;Zhang, Xiaojun
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제29권4호
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    • pp.633-644
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    • 2019
  • An advanced anaerobic expanded granular sludge bed (AnaEG) and an internal circulation (IC) reactor, which were adopted to treat starch processing wastewater (SPW) and ethanol processing wastewater (EPW), were comprehensively analyzed to determine the key factors that affected the granules and microbial communities in the bioreactors. The granule size of $900{\mu}m$ in the AnaEG reactor was smaller than that in the IC reactor, and the internal and external morphological structures of the granular sludge were also significantly different between the two types of reactors. The biodiversity, which was higher in the AnaEG reactor, was mainly affected by reactor type. However, the specific microbial community structure was determined by the type of wastewater. Furthermore, the dominant methanogens of EPW were mainly Methanosaeta and Methanobacterium, but only Methanosaeta was a major constituent in SPW. Compared with the IC reactor, characteristics common to the AnaEG reactor were smaller granules, higher biodiversity and larger proportion of unknown species. The comparison of characteristics between these two reactors not only aids in understanding the novel AnaEG reactor type, but also elucidates the effects of reactor type and wastewater type on the microbial community and sludge structure. This information would be helpful in the application of the novel AnaEG reactor.

온도가 유기물의 질소무기화와 미생물 군집구조에 미치는 영향 (Effect of Temperature Condition on Nitrogen Mineralization of Organic Matter and Soil Microbial Community Structure in non-Volcanic Ash Soil)

  • 좌재호;문경환;김성철;문두경;고상욱
    • 한국토양비료학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.377-384
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    • 2012
  • 온도조건이 유기물의 질소무기화율, 인지질 지방산유래 미생물 분포와 군집구조에 미치는 영향을 평가하고자 수행하였다. 비화산회토양 30 g에 입상유기질비료, 음식물퇴비, 돈분퇴비를 각각 2 g씩 잘 혼합한 후 $10^{\circ}C$, $20^{\circ}C$, $30^{\circ}C$에서 항온배양을 하면서 질소 무기화량과 인지질 지방산 함량을 분석하였다. 질소 무기화율은 온도와 비례하여 증가하였으며 음식물퇴비>입상유기질비료>돈분퇴비 순으로 질소무기화율이 높았다. 지방산 유래 미생물 그룹의 분포는 온도, 유기물종류에 따라 차이를 보였으며 시간이 경과 할수록 미생물의 밀도는 감소하는 경향을 나타냈다. G-/G+, F/B, Unsat/sat비는 온도가 올라가면서 감소하였다. 인지질 지방산 함량을 이용하여 주성분 분석을 한 결과 270일에 온도에 따라 입상유기질비료는 뚜렷한 미생물군집구조를 보였다. 결론적으로 미생물 활성은 온도, 유기물 종류에 따라 상대적인 민감도와 시기별로 차이를 보였다.

군부대와 주유소 주변에서 채취한 토양에서의 미생물 군집구조와 우점종의 파악 (Findings of Microbial Community Structure and Dominant Species in Soils Near Army Bases and Gas Stations)

  • 김재수
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.227-233
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    • 2010
  • 각종 오염지역의 오염토양의 시료를 채취해 DGGE를 이용한 미생물군집구조를 서로 비교함으로써 어떤 요인이 영향을 많이 미치는지를 알아보았다. 미생물군집의 유사도 비교에서 TPH 오염 말고는 대부분의 오염정도가 심하지 않아서 오염 특성보다는 토양시료가 채취된 지역에 따라 더 유사함을 보여주었고 TPH 오염도가 가장 높았던 시료에서만 지역적 특성을 넘어 유사도 차이를 보여 주었다. 이와 같이 오염요인이 너무 크지 않은 경우에는 미생물군집구조가 지역특성 즉 여러 다른 환경요인에 의해 더 크게 영향을 받는 것을 이 연구를 통해 알 수가 있었다. 모든 오염토양의 우점종(배양성 세균) 조사에서 firmicutes와 high GC Gram+에 속하는 세균들이 주로 발견되었고 유류오염이 심한 토양에서 이미 보고된 Arthrobacter, Bacillus, Methylobacterium, Clavibacter, Streptomyces, Nocardia와 아직 보고되지 않은 Leifsonia가 발견되었다.

454 Pyrosequencing Analysis of Bacterial Diversity Revealed by a Comparative Study of Soils from Mining Subsidence and Reclamation Areas

  • Li, Yuanyuan;Chen, Longqian;Wen, Hongyu;Zhou, Tianjian;Zhang, Ting;Gao, Xiali
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제24권3호
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    • pp.313-323
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    • 2014
  • Significant alteration in the microbial community can occur across reclamation areas suffering subsidence from mining. A reclamation site undergoing fertilization practices and an adjacent coal-excavated subsidence site (sites A and B, respectively) were examined to characterize the bacterial diversity using 454 high-throughput 16S rDNA sequencing. The dominant taxonomic groups in both the sites were Proteobacteria, Acidobacteria, Bacteroidetes, Betaproteobacteria, Actinobacteria, Gammaproteobacteria, Alphaproteobacteria, Deltaproteobacteria, Chloroflexi, and Firmicutes. However, the bacterial communities' abundance, diversity, and composition differed significantly between the sites. Site A presented higher bacterial diversity and more complex community structures than site B. The majority of sequences related to Proteobacteria, Gemmatimonadetes, Chloroflexi, Nitrospirae, Firmicutes, Betaproteobacteria, Deltaproteobacteria, and Anaerolineae were from site A; whereas those related to Actinobacteria, Planctomycetes, Bacteroidetes, Verrucomicrobia, Gammaproteobacteria, Nitriliruptoria, Alphaproteobacteria, and Phycisphaerae originated from site B. The distribution of some bacterial groups and subgroups in the two sites correlated with soil properties and vegetation due to reclamation practice. Site A exhibited enriched bacterial community, soil organic matter (SOM), and total nitrogen (TN), suggesting the presence of relatively diverse microorganisms. SOM and TN were important factors shaping the underlying microbial communities. Furthermore, the specific plant functional group (legumes) was also an important factor influencing soil microbial community composition. Thus, the effectiveness of 454 pyrosequencing in analyzing soil bacterial diversity was validated and an association between land ecological system restoration, mostly mediated by microbial communities, and an improvement in soil properties in coal-mining reclamation areas was suggested.

복합미생물 생물증강법을 이용한 인공해수하천의 친환경 효율적 현장 수질정화 (Eco-friendly and efficient in situ restoration of the constructed sea stream by bioaugmentation of a microbial consortium)

  • 유장연;김인수;김수현;칼루 엑페게어;장재수;박영인;고성철
    • 미생물학회지
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    • 제53권2호
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    • pp.83-96
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    • 2017
  • 부산시 영도구의 혁신지구의 인공해수천은 높아진 하상과 조류의 특성으로 인해 물이 순환되지 않고 더구나 주위의 오수가 유입되고 있어서 수질이 나빠지고 악취를 발생하고 있다. 이 문제를 해결하기 위한 방안으로 가장 오염되고 조류이동을 감안한 하천의 지점에 생물증강법을 적용하여 친환경적, 효율적으로 하천을 정화하고자 하였다. 현장에서 활성화된 복합미생물을 가장 오염된 지점(Site 2)에 7~10일 간격으로 투입하여, 수질의 pH, 온도, DO, ORP, SS, COD, T-N, 및 T-P를 측정하였고 또한 하상퇴적토의 COD 및 미생물군집을 분석하였다. 13개월 후 Site 2의 수질 SS, COD, T-N 및 COD (퇴적토)의 처리효율은 각각 51%, 58%, 27% 및 35%으로 나타났으나 T-P는 오히려 47% 증가를 보였다. 대부분의 측정지점에서 황산염환원세균(sulfate reducing bacteria)그룹 (Desulfobacteraceae_uc_s, Desulfobacterales_uc_s, Desulfuromonadaceae_uc_s, Desulfuromonas_g1_uc and Desulfobacter postgatei)과 Anaerolinaeles의 밀도는 대체적으로 생물증강에 의한 정화가 진행될수록 감소하였으며, 반면에 Gamma-proteobacteria (NOR5-6B_s and NOR5-6A_s), Bacteroidales_uc_s, 및 Flavobacteriales_uc_s의 밀도는 증가하는 경향이었다. 상대적으로 COD가 낮고 DO가 높은 청정지점인 St. 4에서는 호기성미생물인 Flavobacteriaceae_uc_s가 우점하였다. 이러한 미생물군은 하천의 정화과정을 추적할 수 있는 지표미생물로 활용될 수 있을 것으로 판단되었다. 생물증강 시행 후의 대표적 시점 퇴적토시료의 미생물군집 alpha diversity 지수(OTUs, Chao1 및 Shannon 지수)는 시행 전에 비해 감소하는 경향을 보였으며, 또한 beta diversity 분석기법(fast unifrac 분석)으로 분석한 결과 정화 전이나 초기에 비해서 정화가 진행될수록 전반적으로 시료에 무관하게 미생물군집의 유사성을 보여 생물증강이 현장 토착 미생물의 군집구조를 변화시키고 있음을 확인하였다. 이러한 사실로 보아 본 복합미생물에 의한 현장 생물증강법은 brine water 및 담수로 이루어진 오염된 하천을 환경친화적, 경제적으로 정화할 수 있는 대안으로 판단이 되었다.

상추 및 오이 시설재배 토양의 미생물 다양성 분석 (Microbial Diversity and Community Analysis in Lettuce or Cucumber Cultivated Greenhouse Soil in Korea)

  • 김병용;원항연;박인철;이상엽;김완규;송재경
    • 한국토양비료학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.1169-1175
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    • 2011
  • 시설재배지의 토양미생물 분포 특성을 밝히고 토양의 건전성을 평가하고자, 전국 주요 시설재배 8개 주산단지에서 각각 5포장을 선정하여 토양화학성, 미생물분포 및 생화학적 특성을 조사하였다. 토양화학성은 가용성인산, 칼륨, 칼슘의 함량이 적정범위보다 크게 상회하여 상당량의 염류 집적을 확인하였다. 토양미생물의 배양적 방법을 통해 조사한 시설재배지의 주요 우점 박테리아는 Bacillus 속, Microbacterium 속, Arthrobacter 속, Lysobacter 속 등이었으며, 형광성 Pseudomonas 속의 밀도는 상추와 오이 재배지에서 각각 $0.018-7.3{\times}10^4\;cfu\;g^{-1}$, $0.0013-9.6{\times}10^4\;cfu\;g^{-1}$으로 시료에 따라 큰 변이를 보였다. 비배양학적 방법을 통한 토양미생물 분포 조사를 위해 수행한 인지질지방산 (PLFA)의 주성분 분석 결과, 작물 및 지역별 군집구조의 큰 차이는 없었다. 따라서 토양화학성 및 미생물군집구조 측면에서 시설재배지 조사지역의 토양은 대체로 건전한 것으로 판단된다.