• 자원환경지질
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• 제57권3호
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• pp.305-317
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• 2024

토양 내 미생물 군집의 변화가 비소 용출에 미치는 영향을 파악하기 위해 비소 오염 토양(F1, G7, G10)을 대상으로 실험을 수행하였다. 실험은 혐기적 조건에서 비소 오염 토양을 ① BAC: 멸균토양 + Bacillus fungorum, ② IND: 토착균 토양, ③ MIX: 토착균 토양 + B. fungorum으로 나누어 혐기적 조건에서 유산염을 탄소원으로 하여 7주간 배양하였다. 실험 결과, 토착균 군집이 존재하는 IND와 MIX에서 BAC에 비하여 높은 함량의 비소가 용출되었으며, pH가 높은 G10 토양에서 F1과 G7 토양에 비해 비소 용출량이 월등히 높았다. G10 토양의 경우, 다른 토양과 달리 용출된 비소 중 As(III) 함량의 비율이 낮았다. 이러한 결과는 토양에 따라 상이하게 나타나는 미생물 군집의 차이에 기인할 수도 있다. IND와 MIX는 7주차에 이르러 미생물의 다양성이 크게 감소하였으며 실험 조건에 적응한 Eubacteriales 및 Bacillales 등의 우점목이 번성하였다. F1 토양의 7주차 MIX에서는 Bacteroidales, G7 토양의 7주차 IND와 MIX에서는 Rummelibaciilus가 번성하였다. G10 토양의 IND와 MIX에서는 Enterobacterales가 우점목 중 하나를 차지하였다. 현재로서는 미생물 군집의 변화가 비소의 지구화학적 거동에 어떠한 메커니즘으로 영향을 미치는지에 관한 정보가 부족하나, 이러한 결과는 토양 내 마이크로바이옴이 비소의 용출을 조절하는 요인 중 하나로 기능할 수 있음을 나타낸다.

• 한국환경농학회지
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• 제39권1호
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• pp.65-74
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• 2020

BACKGROUND: Soil carbon sequestration has been investigated for a long time because of its potential to mitigate the greenhouse effect. No- or reduced tillage, crop rotations, or cover crops have been investigated and practiced to sequester carbon in soils but the roles of soil biota, particularly microorganisms, have been mostly ignored although they affect the amount and stability of soil organic matters. METHODS AND RESULTS: In this study we analyzed the organic matter and microbial community in organically cultivated corn field soils where no-tillage (NT) or conventional tillage (CT) had been practiced for about three years. The amounts of organic matter and recalcitrant carbon pool were 18.3 g/kg dry soil and 4.1 g C/kg dry soil, respectively in NT soils, while they were 12.4 and 2.5, respectively in CT soils. The amounts of RNA and DNA, and the copy numbers of bacterial 16S rRNA genes and fungal ITS sequences were higher in NT soils than in CT soils. No-tillage treatment increased the diversities of soil bacterial and fungal communities and clearly shifted the bacterial and fungal community structures. In NT soils the relative abundances of bacterial phyla known as copiotrophs, Betaproteobacteria and Bacteroidetes, increased while those known as oligotrophs, Acidobacteria and Verrucomicrobia, decreased compared to CT soils. The relative abundance of a fungal phylum, Glomeromycota, whose members are known as arbuscular mycorrhizal fungi, was about two time higher in NT soils than in CT soils, suggesting that the higher amount of organic matter in NT soils is related to its abundance. CONCLUSION: This study shows that no-tillage treatment greatly affects soil microbial abundance and community structure, which may affect the amount and stability of soil organic matter.

• 한국환경농학회지
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• 제40권1호
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• pp.49-59
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• 2021

BACKGROUND: Soil salinity causes reduction of crop productivity. Rhizosphere microbes have metabolic capabilities and ability to adaptation of plants to biotic and abiotic stresses. Plant growth-promoting bacteria (PGPB) could play a role as elicitors for inducing tolerance to stresses in plants by affecting resident microorganism in soil. This study was conducted to demonstrate the effect of selected strains on rhizosphere microbial community under salinity stress. METHODS AND RESULTS: The experiments were conducted in tomato plants in pots containing field soil. Bacterial suspension was inoculated into three-week-old tomato plants, one week after inoculation, and -1,000 kPa-balanced salinity stress was imposed. The physiological and biochemical attributes of plant under salt stress were monitored by evaluating pigment, malondialdehyde (MDA), proline, soil pH, electrical conductivity (EC) and ion concentrations. To demonstrate the effect of selected Bacillus strains on rhizosphere microbial community, soil microbial diversity and abundance were evaluated with Illumina MiSeq sequencing, and primer sets of 341F/805R and ITS3/ITS4 were used for bacterial and fungal communities, respectively. As a result, when the bacterial strains were inoculated and then salinity stress was imposed, the inoculation decreases the stress susceptibility including reduction in lipid peroxidation, enhanced pigmentation and proline accumulation which subsequently resulted in better plant growth. However, bacterial inoculations did not affect diversity (observed OTUs, ACE, Chao1 and Shannon) and structure (principle coordinate analysis) of microbial communities under salinity stress. Furthermore, relative abundance in microbial communities had no significant difference between bacterial treated- and untreated-soils under salinity stress. CONCLUSION: Inoculation of Bacillus strains could affect plant responses and soil pH of tomato plants under salinity stress, whereas microbial diversity and abundance had no significant difference by the bacterial treatments. These findings demonstrated that Bacillus strains could alleviate plant's salinity damages by regulating pigments, proline, and MDA contents without significant changes of microbial community in tomato plants, and can be used as effective biostimulators against salinity stress for sustainable agriculture.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.350-350
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• 2017

The study was conducted to evaluate differences of growth characteristics of rice cultivated in two different regions (Cheonan and Jeonju). It focused on nutritional composition and anti-nutritional factors of rice straw produced from 21 rice varieties including GM rice (Iksan 483). The range of general nutrition ingredient is that crude was 0.97 ~ 3.2 %, carbohydrate was 67.45 ~ 80.01 %, crude protein was 1.46 ~ 4.81 %, crude ash was 6.52 ~ 18.96 %, crude fiber was 25.77 ~ 40.02 %, NDF was 51.84 ~ 67.77 %, ADF was 27.11 ~ 40.44 %, calcium was 0.49 ~ 5.18 mg/g and phosphorous was 0.26 ~ 2.77 mg/g. The general nutritional contents of GM rice were included above range. The range of phytic acid of rice straws cultivated in Cheonan and Jeonju was 0 ~ 0.056 mg/ml and 0 ~ 0.059 mg/ml, respectively. The phytic acid content of GM was 0.033 mg/ml, which was in the range of the content of rice straw in Cheonan and Jeonju. The range of trypsin inhibitor of rice straws cultivated in Cheonan and Jeonju was 0.061 ~ 0.461 TIU/mg and 0 ~ 1.278 TIU/mg, respectively. The trypsin acid content of GM was 0.461 TIU/mg, which was in the range of the content of rice straw in Cheonan and Jeonju. In addition, we investigated microbial community from each soil sample by using metagenomics sequencing based on rRNA microbial diversity in order to inspect indirect changes of soil environment with cultivation of GM rice. Metagenomics analysis was carried out using soil samples cultivated with GM and non-GM rice for before transplanting, young panicle differentiation stage, heading stage, and ripening stage. Beta diversity of microbial community in both soil environments were calculated by using Bray-Curtis distance method and showed low value with an average of 0.24 (dissimilarity = 1). As a result, it was confirmed that the cultivation of GM does not give a significant effect on the change of microbial composition in soil. Therefore, Our study demonstrates that there is no difference in the composition of soil microorganism due to GM and non-GM rice.

• 한국습지학회지
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• 제26권2호
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• pp.168-181
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• 2024

인공습지는(CW)는 침투, 흡착, 저류, 식물과 미생물의 증발산 등과 같은 수문학적 및 생태학적 기작에 의하여 오염물질 제거, 탄소흡수 및 저장, 생물다양성 향상 등의 생태계서비스를 제공한다. 본 연구는 수평지하흐름 인공습지(HSSF CW)의 미생물 군집과 토양의 물리·화학적 특성 및 처리효율의 상관관계를 분석하기 위하여 수행되었다. 연구를 위한 모니터링은 강우시 수질특성, 토양특성, 미생물 분석이 수행되었다. 따뜻한 계절(>15℃) 에서 TSS, COD, TN, TP 및 중금속(Fe, Zn, Cd) 제거효율이33~74% 범위로 나타났다. 그러나 추운 계절(≤15℃)에서 TOC 35%로 가장 높은 제거 효율이 나타났다. 인공습지 내 토양은 인근에서 채취한 토양의 토양유기탄소(SOC) 함량보다 3.3배 더 높은 함량을 가지고 있는 것으로 나타났다. 유입부와 유출부의 탄소(C), 질소(N) 및 인(P)의 화학양론비(C:N:P)는 각각 120:1.5:1 및 135.2:0.4:1로 나타났으며, 탄소에 비해 질소와 인의 비율이 매우 낮아 미생물 성장에 문제가 발생될 수 있다. 미생물 분석에서는 생물다양성 지수를 통해 미생물 군집의 풍부도, 다양성, 균질성 및 균일성이 따뜻한 계절이 추운 계절에 비해 높게 나타났다. 인공습지의 강우유출수 오염물질 중 질소고정 미생물인 Proteobacteria, Actinobacteria, Acidobacteria, Bacteroidetes가 우점종으로 미생물 생장을 촉진하는 것으로 평가되었는데 이는 특정 토양특성 및 유입수 특성이 미생물 풍부도와 밀접한 관련이 있음을 의미한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제46권3호
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• pp.253-260
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• 2018

유용미생물은 임업과 축산 분야에 활용될 뿐만 아니라 병해충 방제와 작물 생육 증진 등의 용도로 농업에서 널리 이용되고 있다. 하지만 유용미생물의 토양에서의 생존율과 정착율에 대한 연구는 미미한 형편이다. 본 연구에서는 마이크로코즘을 이용해 바실러스 3 균주를 토양에 처리한 후, 이들의 토양 내 생존능을 정량 PCR을 이용하여 13일 동안 정량적으로 분석하였다. 또한 Illumina MiSeq 플랫폼을 이용하여 바실러스 3 균주 처리구와 대조구의 토양미생물 군집 분포를 비교 및 분석하였다. 바실러스 3 균주의 처리 직후 토양 내 밀도는 건조토양 1 그람당 평균 $4.4{\times}10^6$ 유전자수로 대조구에 비해 1,000배 이상 높았다. 바실러스 균주의 토양 내 밀도는 처리 후 약 일주일 간 유지되었고 그 후부터는 유의성 있게 감소하였지만 여전히 대조구보다 100배 이상 높았다. 바실러스 균주 처리 후 토양 내 미생물 군집 구조 분석 결과, 대조구와 처리구 모두 Acidobacteria 문($26.3{\pm}0.9%$), Proteobacteria 문($24.2{\pm}0.5%$), Chloroflexi 문($11.1{\pm}0.4%$), Actinobacteria 문($9.7{\pm}2.5%$)에 속하는 세균이 우점하였다. 대조구 대비 처리구에서 Actinobacteria 문의 비율은 뚜렷하게 감소하였지만 Bacteroidetes 문과 Firmicutes 문의 비율은 증가하는 경향이었다. 속 수준에서 바실러스 3 균주를 처리함에 따라 일부 세균 군집의 종 풍부도를 변화되었고, 결국 전체 토착 미생물 군집 구조가 변화되었음을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 수행한 유용한 바실러스의 토양 접종 후 이들의 토양 내 생존능 분석 및 토착 세균 군집의 변화는 유용미생물을 생물적 제제로 시설재배지에 사용할 때 중요한 정보를 제공할 것으로 판단된다.

• Journal of Korean Neurosurgical Society
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• 제60권4호
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• pp.481-483
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• 2017

Sphingomonas paucimobilis (S. paucimobilis) is a gram negative bacillus. It has existed in soil, drinking water and plants. It has been isolated from distilled water tanks, respirators, and hemodialysis devices at the hospital setting. Patients with chronic disorders or immune suppression may be susceptible to infections with it. This microorganism has also been reported to infect healthy persons. Both nosocomial and community-acquired infections have been reported. So far, a variety of infections have been reported, including sepsis, septic pulmonary embolism, septic arthritis, peritonitis, and endophthalmitis. Only 2 cases of meningitis have been reported so far in the literature. So far, no previous reports of culture proliferation have been reported in patients with external ventricular drains, as was the case in our patient. Therefore, our case is the first to have S. paucimobilis proliferation in cerebrospinal fluid culture during intensive care unit stay for an external ventricular drain.

• 대한환경공학회지
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• 제32권5호
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• pp.509-516
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• 2010

토양으로부터 농화배양된 두 미생물 군집의 디젤 분해 특성과 미생물의 군집 양상을 살펴보았다. 간균 형태를 띄는 두 군집은 육안으로 뚜렷히 구별되는 황색(YE-5)과 투명한 형태(WH-5)의 콜로니를 형성하였으며 1% 디젤 오염된 배지에서 26일간 배양하였을 때 디젤 분해율은 99.07 mg-Diesel/$L{\cdot}day$와 57.82 mg-Diesel/$L{\cdot}day$로 YE-5가 약 1.7배정도의 빠른 분해속도를 나타내었다. YE-5에 의한 디젤의 분해양상은 $C_8-C_{24}$ 전반에 걸쳐고르게 분해되는 양상을 보여주었다. PCR-DGGE 기법을 이용하여 YE-5를 동정한 결과 Psedomonas, Klebsiella, Escherichia, Stenotrophomonas 등이 관찰 되었으며 모두 단백세균에 속하는 것으로 분석 되었고 YE-5에서만 Uncultured Stenotrophomonas sp.가 관찰되었다. 본 실험을 통해 디젤의 효과적 분해를 위해 적절한 군집의 조합이 필요하다는 것을 알 수 있었으며 Escherichia hermannii나 Uncultured Stenotrophomonas sp.와 같은 기 보고되지 않은 종들이 디젤 분해에 미치는 영향에 관한 후속연구가 필요할 것으로 판단하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권3호
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• pp.240-248
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• 2006

본 연구에서는 선행연구를 통하여 개발된 고도처리 공정의 현장적용을 용이하게 하기 위하여 이를 개조한 retrofitting 공정을 제안하였으며, 제안된 공정을 $50m^3$/일 규모의 pilot plant 운전을 통하여 현장 평가하였다. 또한 pilot plant 내에서 미생물의 배양 상태를 확인하기 위하여 FISH 법을 이용하여 세균 군집구조를 조사하였다. 제안된 retrofitting 공정은 배양조를 별도로 건설하지 않음으로써 16%($60,000m^3$/일 규모 고도처리시설 도입 기준)의 초기건설비를 절감할 수 있는 것으로 평가되었으며, 동절기를 포함한 장기간의 pilot plant 운전을 통하여 수처리 효율과 유지관리 측면에서 현장적용성이 우수한 것으로 사료되며 방류수질 기준을 만족하는 것으로 평가되었다. 또한 pilot plant와 대조군(A2/O 공정, B 하수처리장)에서 총세균수는 큰 차이가 없으나, pilot plant의 bioreactor에 의해서 세균 군집 변화가 다르게 나타났다. 우점종은 주로 하수처리에서 중요한 역할을 하는 토양 미생물이 속한 ${\beta}$-proteobacteria group이고, bioreactor 유출수에서 유입수 대비 $25{\sim}607%$ 증가하는 것으로 확인되었으며, 이렇게 증가된 ${\beta}$-group의 미생물은 시스템 내에서 일정 농도를 유지하는 것으로 확인되었다.

• 한국지역사회생활과학회지
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• 제18권2호
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• pp.241-246
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• 2007

This study was conducted to select and screen for an antifungal bacterial strain showing pathogen inhibitory activity against Diaporthe actinidiae, which causes stem-end rot in kiwi fruit. Four bacterial strains were isolated which strongly inhibit Diaporthe actinidiae from among two hundred and fifty bacterial strains screened from the soil where kiwi fruit were grown. By co-culturing bacterial strain #72 and the pathogen causing the stem-end rot of kiwi fruit, bacterial strain #72 showed 81.0% antifungal activity against Diaporthe actinidiae. Bacterial strain #72 was identified to be from the genus Bacillus sp. based on morphological and biochemical characterization. The bacterialization of culture broth for Bacillus sp. #72 which was sterilized at $121^{\circ}C$ for 15 minutes and than purified by $0.45{\mu}m$ membrane filter showed almost all of the antagonistic activity against Diaporthe actinidiae. We have also confirmed that in vitro treatment of Bacillus sp. #72 cultured in SD+B+P(sugar 5%, soy sauce 3%, beef extract 0.2%, peptone 0.2%) medium efficiently inhibited the growth of Diaporthe actinidiae responsible for stem-end rot in kiwi fruit.