• Proceedings of the National Institute of Ecology of the Republic of Korea
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• 제4권2호
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• pp.86-94
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• 2023

Climate change is more rapid in the Arctic than elsewhere in the world, and increased precipitation and warming are expected cause changes in biogeochemical processes due to altered microbial communities and activities. It is crucial to investigate microbial responses to climate change to understand changes in carbon and nitrogen dynamics. We investigated the effects of increased temperature and precipitation on microbial biomass and community structure in dry tundra using two depths of soil samples (organic and mineral layers) under four treatments (control, warming, increased precipitation, and warming with increased precipitation) during the growing season (June-September) in Cambridge Bay, Canada (69°N, 105°W). A phospholipid fatty acid (PLFA) analysis method was applied to detect active microorganisms and distinguish major functional groups (e.g., fungi and bacteria) with different roles in organic matter decomposition. The soil layers featured different biomass and community structure; ratios of fungal/bacterial and gram-positive/-negative bacteria were higher in the mineral layer, possibly connected to low substrate quality. Increased temperature and precipitation had no effect in either layer, possibly due to the relatively short treatment period (seven years) or the ecosystem type. Mostly, sampling times did not affect PLFAs in the organic layer, but June mineral soil samples showed higher contents of total PLFAs and PLFA biomarkers for bacteria and fungi than those in other months. Despite the lack of response found in this investigation, long-term monitoring of these communities should be maintained because of the slow response times of vegetation and other parameters in high-Arctic ecosystems.

• Journal of Ginseng Research
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• 제23권2호
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• pp.67-73
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• 1999

수삼부패와 관련된 미생물을 선발 및 동정한 결과 부패한 수삼으로부터 20종의 미생물을 분리하고 이중 수삼을 빨리 부패시키는 균주 6종(세균 5종,사상균 1종)을 분리하였다. 수삼부패 세균은 Pseudomonas putida, Pseudomonas putidaa biotype A, Bacillus spp., Enterobacter cloecae 및 Klebsiella pneumoniae로 각각 동정되었으며, 수삼부패사상균은 Rhiaopu oryzae로 동정되었다. 이중 수삼부패를 가장 빨리 일으키는 균주는 Bacillu spp.이였다. 수삼부패 억제물질을 선택하기 위하여 생약추출물과 정유 50여 종으로부터 가자 및 오미자의 물추출물과 감국, 누노, 선복화, 자초 및 지유의 정유를 Bacillus spp.에 대하여 항균활성이 강한 물질로 선발하였다. 이 중 가자추출물과 오미자추출물은 Bacillu spp의 생육을 크게 억제하였다. 특히 가자추출물은 천연 보존제로 시판되고 있는 DF-100(자몽씨 추출액)과 비슷한 수준의 항균력을 나타내었고, 가자추출물의 항균활성물질은 약한 지용성을 띠는 극성의 산성물질로 판단되며 현재 이물질을 분리,정제 중에 있다. 수삼을 가자 추출물의 $1\%$수용액에 5분간 침지하였으나 $30^{\circ}C$에서 보관하였을 때 Bacillus spp에 의한 부패가 다소 억제되었다. 결론적으로, 가자 및 오미자의 물추출물과 감국, 누노, 선복화, 자초 및 지유의 정유를 수삼부패 억제활성물질로 선발하였으며 앞으로 원료삼(수삼)의 장기저장에 이들 생약추출물의 활용방안을 검토하는 것이 필요하다고 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제10권2호
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• pp.149-157
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• 1991

Aging 기간의 증가에 따른 토양 중 TCAB의 추출불가 토양흡착 잔류물의 변화를 규명하기 위해 benzene ring에 $^{14}C$로 균일하게 표지된 $^{14}C-TCAB$를 토양(유기물 함량 : 1.8%)에 처리하고 $21{\pm}1^{\circ}C$의 incubator내에서 각각 3, 6, 9, 12, 15개월 동안 aging하였다. Aging기간중 $^{14}CO_2$에 방출량과 휘발된 량은 극히 적었으며, 3개월 aging시 7.55%이던 TCAB의 추출불가 토양흡착 잔류물의 량이 15개월 aging시 19.32%까지 지속적으로 증가하였다. 또한 토양 추출액의 partition결과 TCAB의 구조 중에 극성기(polar group)가 전혀 형성되지 않았음을 알 수 있었으며 토양흡착 잔류물의 대부분은 $humin(50.52{\sim}58.93%)$에 분포하였다. 한편 토양 중 미생물의 수가 모든 처리구에서 대조구에 비해 감소한 것은 TCAB의 추출불가 토양흡착 잔류물의 형성에 미생물의 영향이 없었음을 시사해준다. 따라서 aging기간이 증가함에 따라 TCAB의 추출불가 토양흡착 잔류물의 량이 증가하는 것은 trans-TCAB가 흡착력과 극성이 더 큰 cis-TCAB로 변환되었기 때문인 것으로 보인다.

• Ocean and Polar Research
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• 제39권4호
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• pp.245-255
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• 2017

There are a number of pieces of evidences that suggest a link between marine diatoms and microorganisms, but knowledge about related microbial communities is greatly lacking. The present study investigated the microbial community structures related to the growth of the marine diatom Cyclotella meneghiniana. We collected free-living bacteria (FLB) and particle-associated bacteria (PAB) at each growth stage (e.g., lag, exponential, stationary and death) of the diatom, and analyzed their bacterial 16S rDNA using pyrosequencing. Metagenomics analysis showed that community structures of FLB and PAB differed considerably with the progress of growth stages. FLB showed higher diversity than PAB, but variation in the different growth stages of C. meneghiniana was more evident in PAB. The proportion of the genus Hoeflea, belonging to the order Rhizobiales, was dominant in both FLB and PAB, and it gradually increased with the growth of C. meneghiniana. However, Enhydrobacter clade tended to considerably decrease in PAB. In addition, Marinobacter decreased steadily in FLB, but first increased and then decreased in PAB. These results suggest that Hoeflea, Enhydrobacter, and Marinobacter may be closely related to the growth of diatom C. meneghiniana.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제30권11호
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• pp.2647-2650
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• 2009

Cold shock proteins (Csps) are a subgroup of the cold-induced proteins on reduction of the growth temperature below the physiological temperature. They preferentially bind to single-stranded nucleic acids to translational regulation via RNA chaperoning. Csp plays important role in cold adaptations for the psychrophilic microorganism. Recently, Cold shock protein from psychrophilic bacteria, Colwellia psychrerythraea (CpCsp) has been identified. Three dimensional structures of a number of Csps from various microorganisms have been solved by NMR spectroscopy or X-ray crystallography, but structures of psychrophilic Csps were not studied yet. Therefore, cloning and purification protocols for further structural study of psychrophilic Csp have been optimized in this study. CpCsp was expressed in E. coli with pET-11a vector system and purified by ion exchange, size exclusion, and reverse phase chromatography. Expression and purification of CpCsp in M9 minimal media was carried out and $^{15}N$-labeled proteins with high purity over 90% was obtained. Further study will be carried out to investigate the tertiary structure and dynamics of CpCsp.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제41권3호
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• pp.350-357
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• 2013

지의류는 사막에서 북극지방까지 이르는 극한 환경에서도 생존 가능한 곰팡이, 조류 또는 시아노박테리아 등으로 구성된 공생체이다. 몇몇 지의류 공생체들은 항균, 항곰팡이, 항바이러스, 항암, 항산화 및 항염증 등과 같은 많은 생물학적 활성을 지닌 넓은 범위의 이차대사물질을 생산한다. 지의류와 공생 관계인 박테리아에 관하여는 아주 일부 알려져 있다. 최근 본 연구팀은 북극 지의류 Stereocaulon spp로부터 4종류의 미생물을 분리하였으며, DPPH와 ABTS 측정법을 이용하여 그들의 항산화능을 조사하였다. 또한 총 폴리페놀 함량과 총 플라보노이드 함량 분석 등도 측정되었다. 강력한 라디컬 소거능은 지의류 추출물을 이용하여 수행하였다. 본 연구에서 조사된 4종류 중, Bosea vestrisii 36546(T)의 에틸아세테이트 추출액은 DPPH 분석에서 86.8% 그리고 ABTS 분석에서 75.2%에 달하는 억제력과 함께 가장 강력한 자유 라디컬 소거능을 보여주었다. 따라서 이러한 결과들로부터 지의류 유래 박테리아 종들이 천연 항산화제로서 잠재적인 소재가 될 수 있다는 것을 제안한다.

• Ocean and Polar Research
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• 제35권4호
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• pp.415-425
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• 2013

In order to understand phytoplankton and bacterial distribution in tropical coral reef ecosystems in relation to the mangrove community, their biomass and activities were measured in the sea waters of the Chuuk and the Kosrae lagoons located in Micronesia. Chlorophyll a and bacterial abundance showed maximal values in the seawater near the mangrove forests, and then steeply decreased as the distance increased from the mangrove forests, indicating that environmental conditions for these microorganisms changed greatly in lagoon waters. Together with chlorophyll a, abundance of Synechococcus and phototrophic picoeukaryotes and a variety of indicator pigments for dinoflagellates, diatoms, green algae and cryptophytes also showed similar spatial distribution patterns, suggesting that phytoplankton assemblages respond to the environmental gradient by changing community compositions. In addition, primary production and bacterial production were also highest in the bay surrounded by mangrove forest and lowest outside of the lagoon. These results suggest that mangrove waters play an important role in energy production and nutrient cycling in tropical coasts, undoubtedly receiving large inputs of organic matter from shore vegetation such as mangroves. However, the steep decrease of biomass and production of phytoplankton and heterotrophic bacteria within a short distance from the bay to the level of oligotrophic waters indicates that the effect of mangrove waters does not extend far away.

• 생태와환경
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• 제47권spc호
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• pp.39-47
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• 2014

바이칼호에 서식하는 2종의 스폰지 체내 및 주변 물로부터 92개의 저온성 균주를 분리하고 각 균주들의 기질 분해능을 조사하였다. 그 결과 섬유소와 지방에 대한 분해 활성도를 갖는 균주는 38.0, 34.8%로 비교적 적었으나 전분과 단백질 분해 활성도를 갖는 균주는 78.3, 57.6%로 높은 비율로 나타났다. 분리한 세균을 염기서열의 유사도에 따라 분류하기 위하여 Genomic Fingerprinting을 실시한 후 31개 균주를 선별하여 동정한 결과, Baikalospongia sp.에서 분리한 13균주는 모두 Pseudomonas속으로 확인된 반면, Lubomirskia sp.에서 분리한 14균주는 Pseudomonas ssp., Buttiauxella agrestis, Pseudomonas fluorescens, Yersinia ruckeri, Bacillus ssp., Paenibacillus ssp., Bacillus thuringiensis, Bacillus simplex, Brevibacterium ssp., Acinetobacter lwoffii로 다양하게 동정되었다. 그러나 총 31개 균주 중 18개가 Pseudomonas속으로 동정된 것은 타감작용에 의한 다른 세균 성장의 방해 때문으로 평가되며, 이러한 일반적인 배양 방법의 한계점을 극복하기 위해서는 스폰지의 서식처와 세균의 검출 방법에 대하여 보다 다양한 심층적인 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다.

• Ocean and Polar Research
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• 제34권4호
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• pp.365-384
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• 2012

Microalgae are photosynthetic microorganisms that are highly productive in the presence of basic renewable natural sources (light, $CO_2$, water and nutrients). They can synthesize lipids, carbohydrates and proteins in a small number of days. Subsequently, these carbon-captured products can be processed into both biofuels and valuable co-products. Additionally, microalgae would be an ideal feedstock for replacing land-based food crops with cellular products as high energy density transportation fuels. These microscopic organisms could contribute a significant amount of renewable energy on a global scale. In Korea, microalgae biofuel research was common in the early 1990s. The research activities were unfortunately stopped due to limited governmental funds and low petroleum prices. Interest in algal biofuels in Korea has been growing recently due to an increased concern over oil prices, energy security, greenhouse gas emissions, and the potential for other biofuel feedstock to compete for limited agricultural resources. The high productivity of microalgae suggests that much of the Korean transportation fuel requirements can be met by biofuels at a production cost competitive with the increasing cost of petroleum seen in early 2008. At this time, the development of microlalgal biomass production technology remains in its infancy. This study reviewed microalgae culture systems and biomass production, harvesting, oil extraction, conversion, and technoeconomical bottlenecks. Many technical and economic barriers to using microalgal biofuels need to be overcome before mass production of microalgal-derived fuel substitutes is possible. However, serious efforts to overcome these barriers could become a large-scale commercial reality. Overall, this study provides a brief overview of the past few decades of global microalgal research.

• 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.