본 연구는 제주지역 무 주산지에서 재배 방법(유기 vs. 관행)과 토양 종류(화산회토 vs. 비화산회토)에 따른 토양의 화학적 특성, 미생물 활성 그리고 미생물 군집 조성을 분석하고 요인간 연관성을 구명하기 위하여 수행하였다. 전반적으로 유기와 관행의 재배 방식에 따른 토양 화학성은 처리간 뚜렷한 경향을 보이지는 않았으나 토양 미생물체량, 효소 활성, 종 풍부도와 다양성 그리고 미생물 군집 분포 등은 유의한 차이를 보였다. 반면에 토양 종류에 따른 화학성과 미생물 군집 분포 등 미생물학적 특성은 뚜렷한 차이를 보였다. 특히 유기재배 토양에서 관행 대비 토양의 세균, 방선균 및 사상균 그리고 미생물체량이 증가하였으며, Org-NA 토양에서 탈수소효소 활성, 종 풍부도(Chao 1) 그리고 종 다양성(Phyrogenetic diversity) 지수가 가장 높았다. 무 재배 토양에 분포하고 있는 주요 세균 문은 Proteobacteria, Acidobacteria, Chloroflexi, Firmicutes 그리고 Actinobacteria 등 5종이었으며 재배 방법 및 토양 종류에 관계없이 Proteobacteria 문이 화산회토에서 25.9%, 비화산회토에서 21.9~24.9%로 가장 높은 분포를 보였다. 그리고 대체로 화산회토와 비화산회토 토양 종류별로 유사한 군집 조성을 보였으며, 화산회토에서는 재배 방법별 주요 문의 군집 조성은 큰 차이가 없었으나 비화산회토에서는 차이를 보였다. 특히, Firmicutes는 Org-NA 토양에서 21.0%, Acidobacteria는 Con-A에서 21.6%로 가장 높은 분포를 보였는데 대체로 화산회토와 관행재배 토양에서 높은 경향을 보였다. 또한 재배 방법 및 토양 종류별 미생물 군집을 대표하는 바이오마커를 찾기 위하여 LEfSe 분석을 실시한 결과, Firmicutes 문의 분포가 비화산회토와 유기재배 토양에서 유의하게 증가하였다. 그리고 토양 화학성 중에서 총유기탄소 함량, 유효인산 그리고 치환성칼륨 함량은 Firmicutes 등 주요 세균 문과 유의한 상관관계를 보였다.
본 연구에서는 차세대 염기서열분석(pyrosequencing) 기술을 이용해 조릿대(Sasa borealis) 대나무림의 낙엽층과 근권 토양 내 주요 군집인 방선균군집의 계통학적 특성을 분석하여 방선균 유전자원 다양성 확보를 위한 기반 연구를 수행하고자 하였다. 낙엽층 시료 내 세균군집은 2,588 OTUs, 다양성 지수 7.55로 나타났으며, 근권토양 시료의 경우 2,868 OTUs, 다양성 지수 8.15로 다양한 세균군집이 균등하게 분포하고 있는 것으로 확인되었다. 대나무림 토양시료 내 세균군집은 총 35개의 문으로 구성되었으며, Proteobacteria (51-60%), Bacteroidetes (16-20%), Acidobacteria (4-16%) 그리고 Actinobacteria (4-14%) 계통군이 주요 세균군집으로 확인되었다. 특히, Actinobacteria은 총 6목 35과 121속의 다양한 방선균이 분포하였으며, 전체 방선균군집의 83%가 Actinomycetales 목으로 확인되었다. 이들 Actinomycetales 목은 28개 과로 구성되었으며, Micromonosporaceae, Pseudonocardiaceae 그리고 Streptomycetaceae는 조릿대 대나무림의 낙엽층과 근권토양에서 풍부도가 가장 높고 변이가 적은 대표 방선균군집으로 확인되었다.
The Songji lagoon is brackish environment with a mixture of saline and fresh water, and the interaction of groundwater-lagoon water creates a physicochemical gradient. Although some studies have been conducted on the hydrological and geochemical characteristics of the Songji lagoon, microbial ecological studies have not yet been conducted. In this study, we investigated the effect of groundwater and surface water interaction on water quality as well as microbial community changes in the Songji Lagoon using 16S rRNA gene sequencing. Hydrochemical analyses show that samples were classified as 5 hydrochemical facies (HF) and hydrochemical facies evolution (HFE) revealed the intrusion phase was more dominant (57.9%) than the freshening phase (42.1%). Higher microbial diversity was found in freshwater in comparison to saline water samples. The microbial community at the phylum level shows the most dominance of Proteobacteria with an average of 37.3%, followed by Bacteroidota, Actinobacteria, and Patescibacteria. Heat map analyses of the top 18 genera showed that samples were clustered into 5 groups based on type, and Pseudoalteromonas could be used potential indicator for seawater intrusion.
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.
농경지 토양미생물상의 생물지리학적으로 특성을 보고자 우리나라 농경지 토양 미생물의 다양성을 지도화 하였다. 1999년부터 2007년까지 조사되어 농업환경변동조사로 구축된 미생물 균수 및 미생물체량 자료를 DB화하여 세균, 사상균, 바실러스, 그람음성균 및 미생물체량을 분포도 작성에 이용하였다. 세균, 사상균, 바실러스 및 그람음성균의 분포상은 농경지별로 상이한 경향을 보였다. 토양에 서식하는 미생물의 생체중인 미생물체량은 바실러스와 사상균 수처럼 증가하는 경향을 보였다.
Organic farming is considered an effective form of sustainable agricultural management. However, understanding of soil microbial diversity and composition under long-term organic and conventional farming is still limited and controversial. In this study, the Illumina MiSeq platform was applied to investigate the responses of soil bacterial and fungal diversity and compositions to organic farming (OF) and improved conventional farming (CF, applied straw retention) in the rice-wheat rotation system. The results highlighted that the alpha diversity of microbial communities did not differ significantly, except for higher bacterial diversity under OF. However, there were significant differences in the compositions of the soil bacterial and fungal communities between organic and conventional farming. Under our experimental conditions, through the ecological functional analysis of significant different or unique bacterial and fungal taxonomic members at the phyla and genus level, OF enhanced nitrogen, sulfur, phosphorus and carbon dynamic cycling in soil with the presence of Nodosilinea, Nitrospira, LCP-6, HB118, Lyngbya, GOUTA19, Mesorhizobium, Sandaracinobacter, Syntrophobacter and Sphingosinicella, and has the potential to strengthen soil metabolic ability with Novosphingobium. On the other hand, CF increased the intensity of nitrogen cycling with Ardenscatena, KD1-23, Iamia, Nitrosovibrio and Devosia, but enriched several pathogen fungal members, including Coniochaeta, Corallomycetella, Cyclaneusma, Cystostereum, Fistulina, Curvularia and Dissoconium.
In this study, eight-month-old ectomycorrhizae of Tuber borchii with Corylus avellana were synthesized to explore the influence of T. borchii colonization on the soil properties and the microbial communities associated with C. avellana during the early symbiotic stage. The results showed that the bacterial richness and diversity in the ectomycorrhizae were significantly higher than those in the control roots, whereas the fungal diversity was not changed in response to T. borchii colonization. Tuber was the dominant taxon (82.97%) in ectomycorrhizae. Some pathogenic fungi, including Ilyonectria and Podospora, and other competitive mycorrhizal fungi, such as Hymenochaete, had significantly lower abundance in the T. borchii inoculation treatment. It was found that the ectomycorrhizae of C. avellana contained some more abundant bacterial genera (e.g., Rhizobium, Pedomicrobium, Ilumatobacter, Streptomyces, and Geobacillus) and fungal genera (e.g., Trechispora and Humicola) than the control roots. The properties of rhizosphere soils were also changed by T. borchii colonization, like available nitrogen, available phosphorus and exchangeable magnesium, which indicated a feedback effect of mycorrhizal synthesis on soil properties. Overall, this work highlighted the interactions between the symbionts and the microbes present in the host, which shed light on our understanding of the ecological functions of T. borchii and facilitate its commercial cultivation.
바실러스와 그람음성균은 녹비시용구에서 높았지만, 미생물량은 비료+돈분퇴비 시용구에서 높았다. 인산효소와 유기물분해효소는 무처리구에 비해 유기물 시용구에서 모두 높은 값을 보였다. 영년 밭토양의 PLFA에 의한 군집분석은 볏짚퇴비 및 돈분퇴비시용구가 다른 처리와 상이한 특성을 보였다. 영년 밭 토양의 우점균은 Bacillus flexus, Bacillus subtilis 및 Bacillus megaterium 등이었으며, 토양에서 분리된 세균은 대부분 amylase, protease 및 lipase의 활성을 가지고 있었다.
Due to recent interest of the consumers on safe farm products and the government's political support for eco-friendly agriculture, organic fruit production has been growing continuously. This research was conducted in order to study the effect of cover plants on soil microbial community on cover plants and establish an organic fruit cultivation method through choosing optimal cover plant. As a result of investigating soil microbial population density, the bacterial density in soil showed an increasing trend in June compared to April, and there was a decreasing trend in bacterial density of the soil in August compared to June. The density of actinomycetes in soil increased around 1.6 times in June compared to April when the soil was covered with hairy vetch. The increase of filamentous fungus in crimson clover group was 6.1 times higher in June compared to April and in hairy vetch group, the increase was 4.9 times higher in June compared to April. As a result of analyzing DNA extracted from the soil categorized by different types of cover plants using DGGE method, soil collected from April had higher number of bands detected from different locations according to different types of cover plants. Diversity of the bands from the soil collected from August showed higher range of reduction. As a result of analyzing soil microbial community by different period and the types of cover plants using Pyrosequencing method, microbes were detected in the order of Proteobacteria, Acidobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Chloroflexi, and Firmicutes. Distribution rate of Firmicutes increased in the soil collected in August compared to June and this was shown in all types of cover plants by twice the amount.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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