• 제목/요약/키워드: soil microbial diversity

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각기 다른 유기물이 투여된 토양에서 토양의 화학적, 미생물학적 특성과 미생물의 다양성에 미치는 생물비료의 효과 (Effects of a Biological Amendment on Chemical and Biological Properties and Microbial Diversity in Soils Receiving Different Organic Amendments)

  • 박기춘;로버트 크레이머
    • 한국토양비료학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.234-241
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    • 2007
  • 여러가지의 선발된 미생물로 구성된 미생물비료는 토양 개량과 식물 생장 촉진을 위해서 여러 유기물과 결합하여 이용되기도 한다. 미생물 비료를 미생물 비료 단독으로 그리고 도시 가로수 부산물 퇴비, 가금류 분뇨 부산물, 레드클로버와 귀리의 피복작물 등의 유기물과 같이 토양에 처리하여 토양의 화학적 또는 생물학적 특성에 미치는 효과를 측정하였다. 액체상의 미생물 비료를 2년동안 3회 처리하였다. 미생물 비료 단독으로는 pH, K, 유기물 함량에 영향을 미치지 않았지만, 미생물비료의 처리는 2년 가을 모두 가금류 분뇨 부산물을 처리한 토양의 인산 함량을 증가시켰고, 첫해 가을에 퇴비를 처리한 토양의 칼슘함량을 증가시켰으며, 레드클로버를 처리한 토양의 Ca, Mg, 그리고 양이온교환용량을 감소시켰다. 미생물 비료는 레드클로버가 처리된 토양에서 첫 해 7월에 탈수소효소 활성을 증가시켰다. 미생물 비료는 유기물이 처리되지 않은 토양이나 퇴비가 처리된 토양에서 FDA의 가수분해도를 가끔 증가시켰다. 가금류 분뇨 부산물과 레드 클로버가 처리된 토양의 FDA 가수분해도와 가금류 분뇨 부산물이 처리된 토양의 탈수소효소활성은 미생물 비료의 처리로 감소하였다. 한편, 미생물 비료의 처리는 BIOLOG에 의한 토양 미생물 군락의 생리생태적 다양성에는 영향을 미치지 못했다. 따라서 토양의 미생물학적 특성에 미치는 미생물비료의 효과는 같이 투여되는 유기물의 종류에 따라 다양하다고 할 수 있으며, 탈수소효소의 활성은 레드클로버가 처리된 토양에서, 그리고 FDA 가수분해도는 퇴비와 귀리가 처리된 토양에서 가끔 증가했다.

지하수 히트펌프 시스템의 지중 환경관리를 위한 시추 슬라임의 원핵생물 유전자 다양성 (Genetic Prokaryotic Diversity in Boring Slime from the Development of a Groundwater Heat Pump System)

  • 김희정;이시원;박정희;전원탁;김재연;김홍현;이강근
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.550-556
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    • 2016
  • 지하수의 열을 이용한 히트펌프 시스템에서는 열 효율 유지를 위한 클로깅 현상이 고려되어야 한다. 클로깅 현상은 토양 지하수 환경에서 이화학적 요인 외에도 미생물학적 요인으로 발생한다. 이번 연구에서는 안정적인 지하수 열원 냉난방 시스템 운영을 위하여, 대수층 수위강하의 영향을 받지 않는 지하 10 미터 지점에서 불교란 시추 슬라임의 초기상태 원핵생물 다양성을 조사하였다. 세균은 문 수준에서 Proteobacteria (20.8%), Acidobacteria (18.8%), Chloroflexi (16.9%) 및 Firmicutes (10.2%) 등으로 나타났고, 속 수준에서는 Koribacter속 등 144개속이 분석되었다. 고세균은 문 수준에서 Thaumarchaeota (42.8%), Crenarchaeota (36.9%) 및 Euryarchaeota (17.4%)이 나타났으며, 강 수준에서 약 69.4% 비율로 Miscellaneous Crenarchaeota Group (MCG), Finnish Forest Soil Type B (FFSB) 및 Thermoplasmata가 분석되었다. Operational taxonomic units (OTUs)는 세균 3,565 및 고세균 836 OTUs로 나타났고, 세균이 고세균에 비해 풍부하며 우점도가 낮게 나타났다. 또한, 관정 막힘 현상을 유발할 가능성 있는 세균 후보군 135개(1.9%) reads가 분석되었으며, 향후 클로깅 현상에 대한 연구에 자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

동일비료 장기연용에 따른 벼 근권 미생물상의 변화 (Fluctuation of Rhizosphere Microflora in Paddy Rice by Long-Term Fertilization)

  • 이계숙;이재찬;강위금;박창영;김창진
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제49권3호
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    • pp.175-179
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    • 2006
  • 동일비료를 장기연용한 토양에서 벼를 단작으로 재배하여 비료의 시용에 따른 벼 품종간 근권 세균 및 방선균의 밀도와 우점균을 조사하였다. 비료는 3요소(NPK)를 기본으로 하여 무질소(PK), 무인산(NK) 무칼리(NP) 및 NPK+퇴비를 처리하였다. 벼의 근권 미생물 밀도는 품종에 따라서는 큰 차이를 보이지 않았고 시용비료에 의해 약간의 차이를 보였는데 세균은 감소하고 방선균은 증가하는 경향을 나타내었다. 근권 미생물의 분포상에는 유기물의 영향이 뚜렷하여 방선균의 경우 NPK+퇴비구 처리구에서 가장 높은 균 밀도를 나타냈다. 배양가능한 호기성 세균에서는 Bacillus속의 B. megaterium, B. mycoides, B. licheniformis, B. subtilis 등이, 방선균에서는 Streptomyces속의 S. spororaveus, S. canus, S. tauricus, S. galbus 등과 Micromonospora속이 우점하여 분포하였다.

가축분 퇴비와 어분 액비 시용이 유기농 오이 생육 및 토양환경에 미치는 영향 (Assessment of Soil Properties and Growth of Organically Cultivated Cucumber (Cucumis sativus L.) with Applications of Livestock Manure Compost and Fish Meal Liquid Fertilizer)

  • 안난희;조정래;이상민;남홍식
    • 유기물자원화
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    • 제26권3호
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    • pp.23-31
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    • 2018
  • 유기농 오이의 안정생산을 위한 양분관리 방법으로 가축분 퇴비와 어분액비 시용이 오이 생육과 토양환경에 미치는 영향을 검토하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 시험은 가축분 퇴비 100% (LC100), 가축분 퇴비 50% + 어분액비 50% (LC50 + LF50), 가축분 퇴비 50% (LC50), 화학비료 (NPK), 그리고 무비 (NF) 등 5처리로 하여 처리구별 토양 화학성, 토양미생물 군집 변화, 그리고 오이 생육 및 수량을 조사하였다. 그 결과, 토양화학성의 경우에는LC50 + LF50 처리는 LC100 처리와는 EC 함량을 제외하고는 통계적인 유의차가 없었으며 화학비료 처리와는 pH를 제외하고 통계적인 유의차를 나타냈다. 토양 미생물 군집의 경우에는 미생물 밀도는 처리에 따른 통계적 유의차가 없었으며 Microbial biomass C 함량은 NF, NPK 처리에 비해 가축분 퇴비, 액비와 같은 유기물 시용구에서 높게 나타났다. 각 처리에 의한 오이 생육을 비교한 결과, 오이 초장과 생체중은 LC100, LC50 + LF50, 그리고 NPK 처리간에는 통계적인 유의차가 없었으나 NF와 LC50 처리와는 유의적인 차이를 나타냈다. 오이 수량은 NPK 처리가 7,397 kg/10a으로 가장 많았지만 LC50 + LF50, 그리고 LC100 처리와는 통계적인 유의차가 없었다. 이러한 결과로부터 유기농 오이 재배에서 가축분 퇴비와 어분액비 시용으로 양분관리가 가능할 것으로 판단되었다.

Biodiversity of Bacterial lipase genes

  • Kim, Hyung-Kwoun
    • 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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    • 한국미생물생명공학회 2001년도 Proceedings of 2001 International Symposium
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    • pp.163-164
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    • 2001
  • A number of bacterial species produce extracellular lipases. Among them, many lipase genes have been cloned and sequenced. A comparison of primary sequences revealed only very limited sequence homology among them. Based on the sequence homologies and molecular sizes (Mr), bacterial lipases were classified into four discrete groups. From soil samples taken around Taejon, five different lipase-producing bacteria were isolated; Proteus vulgaris K80, Bacillus stearothermophilus Ll, B. pumilus B26, Staphylococcus haemolyticus L62, S. aureus B56. Nucleotide sequence analysis showed that Staphylococcus lipase genes (L62 and B56) composed of pre-pro-mature parts, Bacillus lipase genes (Ll and B26) pre-mature parts, and Proteus lipase gene (K80) mature part only. In addition, the molecular sizes of their mature parts were quite different from 19,000 to 45,000. Finally, they had very little homology (less than 20%) in their amino acid sequences. Judging from the above results, lipase K80 belonged to bacterial lipase Group I, lipase L1 and lipase B26 Group III, and lipase L62 and lipase B56 Group IV. This diversity in their primary structures was also reflected in their enzymatic properties; temperature effects, pH effects, substrate specificity, detergent effects, and so on.

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고추작물 재배지에 처리된 축산용 항생제의 토양중 잔류와 작물체로의 흡수·이행 (Soil Residues and Absorption-translocation into Crops of Veterinary Antibiotics Treated in Red Pepper Crop Fields)

  • 박영재;태은하;조재영
    • 한국유기농업학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.233-245
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    • 2024
  • 고추재배지에 6월 7일부터 8월 26일까지 총 7회 항생제가 처리된 토양중 항생제의 잔류량을 조사한 결과, 조사대상 3종의 항생제(아목시실린, 옥시테트라사이클린 및 클로르테트라사이클린) 모두 background level에서 검출되지 않았으나, background 농도의 10배 농도 처리구와 50배 농도 처리구에서는 2-10 ㎍/kg 이상 수준으로 검출되었다. 자연함유량 수준의 50배 농도 수준으로 고농도로 처리된 경우에도 고추잎(줄기)과 고추 과실에서 모두 검출한계 미만으로 나타났고, 고추뿌리에서만 미량으로 검출되어 농작물의 안전성이 확보된 것으로 판단되지만 다양한 환경에서 다양한 항생제를 대상으로 작물체로의 흡수이행 및 토양환경중 잔류에 대한 장기적인 환경영향평가가 필요할 것으로 판단된다. Background level의 농도 처리구에서는 TF 값이 0으로 나타났으나, backgroud level의 10배 농도 처리구에서 TF 값은 아목시실린 0.45, 옥시테트라사이클린 0.17 클로로테트라사이클린 0.18 이하로 나타났고, background level의 50배 농도 처리구에서 TF 값은 아목시실린 0.52, 옥시테트라사이클린 0.16, 테트라사이클린 0.15 이하로 나타났다. 단기간에 축산용 항생제가 비의도적으로 농경지 토양에 유입될 경우 농경지 토양환경과 농작물 안전성은 우려할 만한 수준은 아니지만, 장기적이고 지속적으로 축산용 항생제가 농경지 토양에 유입될 경우에는 바람직하지 못한 영향을 끼칠 수 있으므로 모니터링과 환경영향평가가 수행되어야 할 것이다.

고온 스트레스 영향에 따른 홀스타인종 젖소의 반추위내 미생물 균총 변화 (Effects of Heat-stress on Rumen Bacterial Diversity and Composition of Holstein Cows)

  • 김동현;김명후;김상범;하승민;손준규;이지환;허태영;이재영;박지후;최희철;이현정;박범영;기광석;김언태
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.227-234
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    • 2019
  • 본 연구는 고온기 여름철 사육환경에서의 홀스타인종 젖소의 반추위내 미생물 균총 변화를 분석하고, 반추위내 미생물과 고온 스트레스간의 연관성을 규명하고자 수행하였다. 국립축산과학원 낙농과에서 사육 중인 홀스타인 젖소 10두의 반추위액을 채취하였으며, 채취한 시료 샘플은 PowerSoil® DNA Isolation Kit (Cat. No. 12888, MO BIO)를 이용하여 DNA를 추출한 후 Illumina HiSeqTM platform (Illumina, CA, USA)을 이용하여 미생물 균총 분석을 실시하였다. 반추위액 내 미생물 균총을 분석한 결과, 사육환경 온습도에 따른 미생물 군집 구성에는 큰 차이는 없었으나, 미생물의 상대적 함량에는 차이가 있었다. LEfSe 분석을 통해 적온과 고온 환경에서 특정 미생물들의 상대적 조성이 유의적으로 증가함을 확인하였다. 이들 결과를 볼 때, 반추위내 미생물 균총은 고온과 같은 외부 환경변화에 영향을 받는 것으로 판단되어 젖소의 고온스트레스 반응에 있어 반추위 미생물 변화가 중요한 역할을 담당할 것으로 사료된다. 추후 연구는 이러한 차이를 나타내는 미생물들의 대사 경로나 대사 물질에 분석을 통해 환경변화와 미생물간의 연관성 및 이러한 미생물 균총 조절을 통한 고온기 젖소의 적응성 향상을 위한 미생물학적 전략 연구가가 필요할 것으로 생각된다.

Universal Indicators for Oil and Gas Prospecting Based on Bacterial Communities Shaped by Light-Hydrocarbon Microseepage in China

  • Deng, Chunping;Yu, Xuejian;Yang, Jinshui;Li, Baozhen;Sun, Weilin;Yuan, Hongli
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제26권7호
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    • pp.1320-1332
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    • 2016
  • Light hydrocarbons accumulated in subsurface soil by long-term microseepage could favor the anomalous growth of indigenous hydrocarbon-oxidizing microorganisms, which could be crucial indicators of underlying petroleum reservoirs. Here, Illumina MiSeq sequencing of the 16S rRNA gene was conducted to determine the bacterial community structures in soil samples collected from three typical oil and gas fields at different locations in China. Incubation with n-butane at the laboratory scale was performed to confirm the presence of "universal microbes" in light-hydrocarbon microseepage ecosystems. The results indicated significantly higher bacterial diversity in next-to-well samples compared with background samples at two of the three sites, which were notably different to oil-contaminated environments. Variation partitioning analysis showed that the bacterial community structures above the oil and gas fields at the scale of the present study were shaped mainly by environmental parameters, and geographic location was able to explain only 7.05% of the variation independently. The linear discriminant analysis effect size method revealed that the oil and gas fields significantly favored the growth of Mycobacterium, Flavobacterium, and Pseudomonas, as well as other related bacteria. The relative abundance of Mycobacterium and Pseudomonas increased notably after n-butane cultivation, which highlighted their potential as biomarkers of underlying oil deposits. This work contributes to a broader perspective on the bacterial community structures shaped by long-term light-hydrocarbon microseepage and proposes relatively universal indicators, providing an additional resource for the improvement of microbial prospecting of oil and gas.

Metagenomic Analysis of Fungal Communities Inhabiting the Fairy Ring Zone of Tricholoma matsutake

  • Kim, Miae;Yoon, Hyeokjun;You, Young-Hyun;Kim, Ye-Eun;Woo, Ju-Ri;Seo, Yeonggyo;Lee, Gyeong-Min;Kim, Young Ja;Kong, Won-Sik;Kim, Jong-Guk
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제23권10호
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    • pp.1347-1356
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    • 2013
  • Tricholoma matsutake, an ectomycorrhiza that has mutual relationships with the rootlet of Pinus denisflora, forms a fruiting body that serves as a valuable food in Asia. However, the artificial culture of this fungus has not been successful. Soil fungi, including T. matsutake, coexist with many other microorganisms and plants; therefore, complex microbial communities have an influence on the fruiting body formation of T. matsutake. Here, we report on the structures of fungal communities associated with the fairy ring of T. matsutake through the pyrosequencing method. Soil samples were collected inside the fairy ring zone, in the fairy ring zone, and outside the fairy ring zone. A total of 37,125 sequencing reads were obtained and 728 to 1,962 operational taxonomic units (OTUs) were observed in the sampling zones. The fairy ring zone had the lowest OTUs and the lowest fungal diversity of all sampling zones. The number of OTUs and fungal taxa inside and outside the fairy ring zone was, respectively, about 2 times and 1.5 times higher than the fairy ring. Taxonomic analysis showed that each sampling zone has different fungal communities. In particular, out of 209 genera total, 6 genera in the fairy ring zone, such as Hemimycena, were uniquely present and 31 genera, such as Mycena, Boletopsis, and Repetophragma, were specifically absent. The results of metagenomic analysis based on the pyrosequencing indicate a decrease of fungal communities in the fairy ring zone and changes of fungal communities depending on the fairy ring growth of T. matsutake.

유기물 장기연용에 의한 밭토양 미생물의 변화 (Effects on soil microbial composition and diversity of the long-term application of organic materials in upland soil)

  • 안난희;서장선;유재홍;이상민
    • 한국유기농업학회:학술대회논문집
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    • 한국유기농학회 2009년도 하반기 학술대회
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    • pp.302-302
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    • 2009
  • 유기농업에서 유기물은 양분의 공급, 토양의 이화학성 개선, 토양의 생물학적 건전성 유지 등 중요한 역할을 한다. 토양의 생물학적 건전성은 토양의 생태계적 기능을 지속적으로 유지시키는 토양미생물이 관여하고 있다. 따라서 본 연구는 유기물의 장기연용에 따른 밭토양 미생물의 다양성을 비교 분석하였다. 여러 가지 유기자원을 동일한 기준으로 매년 동일 장소에 처리하였다. 사용된 유기자원은 가축분퇴비, 채종유박인 유기질비료, 볏짚으로만 퇴비화한 볏짚퇴비와 겨울철 휴한기에 헤어리베치를 재배하여 이듬해 봄에 예취한 후 토양에 환원한 녹비처리구, NPK구, 가축분퇴비를 혼용처리한 NPK퇴비군, 양분을 전혀 시용하지 않은 무비구 등 총 7처리구였다. 각각의 처리구에서 토양(0-20 cm)을 채취하여 배양성 토양미생물은 희석평판법으로 해당 선백배지에 시료를 도말 하여 조사하였고 비배양성 미생물은 토양으로부터 genomic DNA를 추출하여 세균의 16S rDNA를 증폭시킨 후 denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE)를 수행하여 분석하였다. 주요결과를 요약하면 밭토양에 서식하는 토양미생물의 균수는 처리별간의 차이를 보였으며 유기물처리구가 화학비료처리구보다 높았다. DGGE 분석을 통해 유기물 처리에 따른 군집의 다양성을 살펴본 결과 Fig. 1에서 보는바와 같이 Gel 상에서 다양한 위치의 밴드를 확인할 수 있었고 처리별로 특이 밴드가 있음을 확인할 수 있었다. Fig. 1에서 얻은 DGGE profile상의 밴드 강도와 수를 비교하여 Fig 2와 같은 dendrogram을 나타낼 수 있었다.

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