• ALGAE
• /
• 제31권4호
• /
• pp.373-378
• /
• 2016

Cochlodinium polykrikoides is a red-tide forming dinoflagellate that causes significant worldwide impacts on aquaculture industries and the marine ecosystem. There have been extensive studies on managing and preventing C. polykrikoides blooms, but it has been difficult to identify an effective method to control the bloom development. There is also limited genome information on the molecular mechanisms involved in its various ecophysiology and metabolism processes. Thus, comprehensive genome information is required to better understand harmful algal blooms caused by C. polykrikoides. We estimated the C. polykrikoides genome size using flow cytometry, with detection of the fluorescence of DNA stained with propidium iodide (PI). The nuclear genome size of C. polykrikoides was 100.97 Gb, as calculated by comparing its mean fluorescence intensity (MFI) to the MFI of Mus musculus, which is 2.8 Gb. The exceptionally large genome size of C. polykrikoides might indicate its complex physiological and metabolic characteristics. Our optimized protocol for estimating the nuclear genome size of a dinoflagellate using flow cytometry with PI can be applied in studies of other marine organisms.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
• /
• 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume I
• /
• pp.441-444
• /
• 2006

The MERIS MCI (Maximum Chlorophyll Index), measuring the radiance peak at 709 nm in water-leaving radiance, indicates the presence of a high surface concentration of chlorophyll ${\underline{a}}$ against a scattering background. The index is high in 'red tide' conditions (intense, visible, surface, plankton blooms), and is also raised when aquatic vegetation is present. A bloom search based on MCI has resulted in detection of a variety of events in Canadian, Antarctic and other waters round the world, as well as detection of extensive areas of pelagic vegetation (Sargassum spp.), previously unreported in the scientific literature. Since June 1 2006, global MCI composite images, at a spatial resolution of 5 km, are being produced daily from all MERIS (daylight) passes of Reduced Resolution (RR) data. The global composites significantly increase the area now being searched for events, though the reduced spatial resolution may cause smaller events to be missed. This paper describes the composites and gives examples of plankton bloom events that they have detected. It also shows how the composites show the effect of the South Atlantic Anomaly, where cosmic rays affect the MERIS instrument.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제6권4호
• /
• pp.259-264
• /
• 2001

C. polykrikoides 적조 발생기작 해명의 일환으로 태풍, 조금과 C. polykrikoides 적조의 발생, 수온과 C. polykrikoides 적조의 소멸에 관하여 검토하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 3년간 집중조사결과 태풍, 조석 또는 그 외 환경변화에 의해 수온약층이 반드시 소멸된 후 C. polykrikoides 적조가 발생하였으며, 적조의 발생은 수온약층의 소멸과 밀접한 관계가 있었다. C. polykrikoidesr 적조는 태풍의 영향을 받지 않은 1996${\sim}$1998년, 2000년의 경우8월 하순 이후의 첫 조금 또는 조금 하루 전에 처음 발견되었으며, 1994년과 1999년의 경우 태풍의 영향으로 수온 약층이 조기에 소멸되어 평년보다 12${\sim}$30일 정도 빠른 8월 초순에 처음 발견되었다. 따라서 금후 C. polykrikoides 적조의 최초 발견시기는 태풍으로 수온 약층이 조기에 사라지면 8월 중순 이전이며, 수온 약층이 조기에 소멸되지 않을 경우 8월 하순 이후의 첫 조금 경으로 예측된다. 1997${\sim}$2000년의 태풍이 지나간 후에 C. polykrikoides 적조가 완전 소멸된 것은 수온 외 다른 환경 변화에 의한 것으로 추측되었으며, 20"C이상의 수온에서는 충분히 C. polykrikoides 적조가 발견될 수 있었다. 나로도 주변해역에서 C. polykrikoides 적조의 발생은 태풍 등의 환경 변화에 의해, 휴면포자로부터 발아한 유영세포 또는 이미 저 농도로 표층에 존재한 유영세포에 의해, 그 다음으로 외부에서 또는 표, 저층수의 혼합에 의해 C. polykrikoides 유영세포의 대량 증식에만 관여하는 물질이 유입된 후 ,일사량 및 염분 등의 호적 조건으로 인해 C. polykrikoides 적조가 발생한 것으로 생각된다.의 출발과 일치한다. 남극반도서 대륙붕에서 얻은 이상의 연구 결과는 향후 남반구에서 흘로세 동안에 일어났던 천년단위의 고기후 변화와 그에 따른 고해양 변화를 이해하는데 중요한 정보를 제공해 준다.이스토세 기반암으로부터 운반된 고해안퇴적층의 일부로 해석된다.않았다.선택적으로 분해되는 것으로 여겨진다.두냔 tsuchigae, S. nigripinni morii, M. jeoni, C. splendidus, P. koreanus, C. lutheri, I. koreensis, C. herzi, R. brunneus 등으로 본 종들의 서식 상태는 하천의 오염 정도 및 하천개수와 직접적인 관계가 있으므로 어류서식 환경을 유지시키기 위해서 보다 적극적인 하천 수질관리의 대책과 방안이 수립되어야 될 것으로 사료된다.와 운동, H-R도상에서의 별의 특성과 진화 등이다. 탐구 과정에 대한 학생의 성취도는 비교적 높으므로 이해도가 상대적으로 낮은 영역에 대해 학생의 오답 유형을 참고하여 기본 개념 지도에 보다 관심을 기울일 필요가 있다.Cr은 FW에서 전반적으로 감소하는 경향을 보였지만 SW에서는 실험 초기에 감소하다 24시간 이후에는 증가 후 일정한 양상을 보였다. Pb은 FW에서 전반적으로 감소했지만 SW에서는 초기에 급격히 증가 후 다시 급격히 감소하는 양상을 보였다 Pb 또한 Cu, Cd, As와 마찬가지로 SW1&2에서 제거속도가 가장 빠르게 나타났다. FW 상층수 중 Hg는 시간에 따라 급격히 감소했고, 제거속도는 Fw5&6에서 가장 느렸다. 이러한 결과에 근거할 때 벼가 자라고 있고 이분해성 유기물이 풍부한 FW1&2, FW3&4 토양과 상층수에서는 유기물의 분해 활동이 활발하였지만, 벼가 경작되지 않는 FW5&6과 SW 에서는 유기물이 상대적으로 결핍되어 유기물의 분해활동이 적었을 것으로 판단된다. 한편, 수조에 인위적으로 유기물을 첨가한 경우 박테리아 세포수는 SW1에서 164시간

• ALGAE
• /
• 제32권2호
• /
• pp.101-130
• /
• 2017

The ichthyotoxic Cochlodinium polykrikoides red tides have caused great economic losses in the aquaculture industry in the waters of Korea and other countries. Predicting outbreak of C. polykrikoides red tides 1-2 weeks in advance is a critical step in minimizing losses. In the South Sea of Korea, large C. polykrikoides red tide patches have often been recorded offshore and transported to nearshore waters. To explore the processes of offshore C. polykrikoides red tides, temporal variations in 3-dimensional (3-D) distributions of red tide organisms and environmental parameters were investigated by analyzing 4,432 water samples collected from 2-5 depths of 60 stations in the South Sea, Korea 16 times from May to Nov, 2014. In the study area, the vegetative cells of C. polykrikoides were found as early as May 7, but C. polykrikoides red tide patches were observed from Aug 21 until Oct 9. Cochlodinium red tides occurred in both inner and outer stations. Prior to the occurrence of large C. polykrikoides red tides, the phototrophic dinoflagellates Prorocentrum donghaiense (Jun 12 to Jul 11), Ceratium furca (Jul 11 to Aug 21), and Alexandrium fraterculus (Aug 21) formed red tides in sequence, and diatom red tides formed 2-3 times without a certain distinct pattern. The temperature for the optimal growth of these four red tide dinoflagellates is known to be similar. Thus, the sequence of the maximum growth rates of P. donghaiense > C. furca > A. fraterculus > C. polykrikoides may be partially responsible for this sequence of red tides in the inner stations following high nutrients input in the surface waters because of heavy rains. Furthermore, Cochlodinium red tides formed and persisted at the outer stations when $NO_3$ concentrations of the surface waters were < $2{\mu}M$ and thermocline depths were >20 m with the retreat of deep cold waters, and the abundance of the competing red-tide species was relatively low. The sequence of the maximum swimming speeds and thus potential reachable depths of C. polykrikoides > A. fraterculus > C. furca > P. donghaiense may be responsible for the large C. polykrikoides red tides after the small blooms of the other dinoflagellates. Thus, C. polykrikoides is likely to outgrow over the competitors at the outer stations by descending to depths >20 m and taking nutrients up from deep cold waters. Thus, to predict the process of Cochlodinium red tides in the study area, temporal variations in 3-D distributions of red tide organisms and environmental parameters showing major nutrient sources, formation and depth of thermoclines, intrusion and retreat of deep cold waters, and the abundance of competing red tide species should be well understood.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제18권10호
• /
• pp.1621-1629
• /
• 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.

• 한국해양학회지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.19-26
• /
• 1982

12 or 25 hours continuous observations were made for the variations of nutrients and chlorophyll ${\alpha}$ with tidal cycle at a fixed station located at a mid-channel of the Masan Bay. High nitrate concentrations were observed at the time of low tides whereas high phosphate concentrations at the time of high tides. It is suggested that anoxic bottom waters could also be the possible source of high phosphates in the outer bay. Chlorophyll ${\alpha}$ concentrations were related to the nitrates in April and to the phosphates in June and August. The possible role of growth stimulators in causing the extensive blooms of red tide organisms is suggested.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제11권3호
• /
• pp.113-123
• /
• 2008

유독성 Cochlodinium polykrikoides 적조의 최초발생해역으로 알려져 있는 나로도 주변 해역의 해양환경적 특징을 조사하기 위해서 1992년부터 2007년까지 국립수산과학원이 실시한 해양환경측정망 자료 및 적조정보자료와 고흥지방의 기후자료 등을 분석하였다. Cochlodinium polykrikoides 적조는 8월에 나로도 주변 해역에서 최초로 발생한 경우가 가장 많았고, 그 발생시기는 해마다 빨라지고 있는 경향을 보였다. 또한 나로도 주변 해역에서의 표층 염분도 계속 증가하는 추세를 보여, Cochlodinium polykrikoides 적조 발생시기의 빨라짐과의 어떤 관련성을 시사하였다. 한편 나로도 주변 해역에서 Cochlodinium polykrikoides 적조가 최초로 발생할 때는 동일한 시기의 가막만 또는 진해만 해역에 비해 상대적으로 일사량은 많았고 강수량은 적었다. 8월의 나로도 주변 해역의 평균 수온 및 염분은 동일한 시기의 가막만 및 진해만에 비하여 평균 수온은 $0.2{\sim}0.6^{\circ}C$, 염분은 $1.84{\sim}3.91psu$ 각각 더 높았으며, 두 해역에 비해 상대적으로 고온, 고염을 나타내었다. 또한 나로도 주변 해역은 부영양화 해역으로 알려진 진해만에 비해서는 영양염이나 식물플랑크톤의 농도가 현저히 낮았으나, 전체적인 수질환경은 가막만과 크게 다르지 않은 것으로 판단되었다. 주성분 분석결과, 나로도 주변 해역에서 최초로 발생하는 Cochlodinium polykrikoides 적조 요인으로서는 기상인자와 물리적 환경인자인 일사량과 수온이 가장 중요하며, 부차적으로 수질요소인 COD와 용존산소의 농도가 여기에 관여하고 있음을 보여주었다. 태풍 또한 Cochlodinium polykrikoides 적조 발생에 있어 중요한 요인 중의 하나로 생각되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제34권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2006

Harmful algal blooms (HABs or red tides), caused by uncontrolled proliferation of marine phytoplankton, impose a severe environmental problem and occasionally threaten even public health. We sequenced the genome of an EPS-producing marine bacterium Hahella chejuensis that produces a red pigment with the lytic activity against red-tide dinoflagellates at parts per billion level. H. chejuensis is the first sequenced species among algicidal bacteria as well as in the order Oceanospirillales. Sequence analysis indicated a distant relationship to the Pseudomonas group. Its 7.2-megabase genome encodes basic metabolic functions and a large number of proteins involved in regulation or transport. One of the prominent features of the H. chejuensis genome is a multitude of genes of functional equivalence or of possible foreign origin. A significant proportion (${\sim}23%$) of the genome appears to be of foreign origin, i.e. genomic islands, which encode genes for biosynthesis of exopolysaccharides, toxins, polyketides or non-ribosomal peptides, iron utilization, motility, type III protein secretion and pigment production. Molecular structure of the algicidal pigment was determined to be prodigiosin by LC-ESI-MS/MS and NMR analyses. The genomics-based research on H. chejuensis opens a new possibility for controlling algal blooms by exploiting biotic interactions in the natural environment and provides a model in marine bioprospecting through genome research.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.241-247
• /
• 2013

Yellow clay dispersion has been applied to minimize fisheries impact by the red tide Cochlodinium polykrikoides blooms in Korean coasts since 1995. The present preliminary study documents the effect of yellow clay on Korean rockfish, Sebastes schlegelii, in terms of oxygen consumption rate (OCR). The OCR in the low clay suspension (0.05 and 0.23 %, w/w) showed normal level compared to the control. In contrast, the OCR for each one of three replicates in the high clay suspension (1.16 and 5.58 %, w/w) was not returned to the previous level that clay was not treated, indicating that high clay suspension (${\geq}1.16%$, w/w) might give negative effect on Korean rockfish. Overall, this result suggests that field application of clay to control Harmful Algal Blooms (HABs) may not give impact on Korean rockfish once the clay is dispersed in a low concentration (${\leq}0.23%$). In order to understand the changes of OCR in the repeated exposure to clay, it is required to do further studies on the changes of OCR when the fish is exposed to clay repeatedly after recovery in the normal seawater.

• 한국수산과학회지
• /
• 제34권5호
• /
• pp.457-464
• /
• 2001

우리나라 남해안에서 매년 유해 와편모조류인 Cochlodinium polykrikoides에 의한 적조가 발생하고 있는데, 본 연구에서는 남해안의 사량도 주변 해역을 대상으로 AGP 시험을 통하여 C. polykrikoides의 성장 제한영양염을 평가하였다. Macro- 및 micro-nutrients 첨가에 의한 적조 발생 단계별 C.polykrikoides의 성장은 두 가지의 서로 다른 반응으로 나타나 조류성장 제한영양염이 명확하게 확인되었다. 사량도 해역의 고정점에서 적조가 발생하기 전인 7월과 8월, 적조가 소멸한 후인 10월의 AGP 시험에서는 질산질소 ($50{\mu}M$)와 인산인 ($5{\mu}M$), 암모니아질소 ($50{\mu}M$)와 인산인 ($5{\mu}M$)의 복합첨가에 의해 성장률이 크게 증가하였다. Macro-nutrients의 단일첨가에 대해서는 뚜렷한 성장을 나타내지 않았고 micro-nutrients도 성장을 촉진시키지 않았다. 이러한 결과로 이 시기에는 질소와 인이 동시에 C. polykrikoides의 성장 제한영양염으로 작용하였다는 것이 확인되었다. 그러나, 적조가 발생한 9월의 AGP 시험에서는 성장에 필요한 macro- 및 micro-nutrients의 결핍이 나타나지 않아 이 기간 중에 C. polykri-koides의 성장은 영양염의 제한을 받지 않는다는 것이 확인되었다. 이때 사량도 연안의 영양염 농도는 암모니아질소와 인산인 농도가 각각 $24.33{\mu}M$, $1.61{\mu}M$로 적조가 발생하기 전과 소멸한 후에 비해 평균 8.2, 4.8배 높은 값을 나타냈고, 질산질소 농도는 $0.58{\mu}M$로 평 균 3.3배 낮은 값을 나타냈다. 그러므로, C. polykrikoides 적조는 N, P 농도 증가에 기인한 부영양화가 진행되는 해역에서 발생할 가능성이 높다는 것을 시사한다.