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논문 상세정보

DNA Probes에 의한 토양의 이사디 (2,4-D) 분해세균의 검출

Application of DNA Probe Method for Detection of 2,4-Dichlorophenoxyacetic Acid Degrading Bacteria in Soil

초록

토양에서 세균군집의 DNA를 추출하여 이사디 분해세균의 밀도와 군집변화를 tdfA 유전자와 Spa Probe를 이용하여 조사하였다. 이사디 분해균주인 Pseudomonas cepacia/pJP4을 토양에 여러 가지 밀도로 접종한 후 추출된 토양세균군집의 DNA를 Southern blot에서 분석한 결과, 본 실험에 사용된 DNA probe method에 의해 이 세균을 $10^5\;cells/g$ soil 수준까지 검출할 수 있는 것으로 나타났다. 이사디를 가해준 microcosm 토양에서 추출된 세균군집의 DNA를 분석한 실험에서는 Pseudemonas pickettii와 Sphingomonas Paucimobilis가 우점종으로 검출되었고, 사용된 두 가지의 DNA probes는 토양의 이사디 분해미생물에 대해 매우 높은 특이성을 가지고 있는 것으로 나타났다. 밭에 이사디를 장기 적으로 가해준 후 추출된 토양세균군집의 DNA를 분석 한 실험에서는 이사디를 최소한 10 ppm 이상 가해주어야 토양의 이사디 분해세균을 DNA probe method에 의해 검출할 수 있었고, tfdA 유전자는 실제의 밭토양에서도 높은 특이성을 나타냈으나 Spa probe는 일부의 토착세균에 비특이적으로 반응하는 것으로 나타났다. 토양에서 추출된 세균군집의 DNA를 분석하는 DNA probe method는 Southern blot과 함께 사용되었을 때 토양에 존재하는 이사디 분해미생물을 실험실 배지에 배양하지 않고 검출할 수 있었고,이 미생물들의 밀도, 군집변화, 유전적 변화 등을 효과적으로 분석할 수 있는 것으로 나타났다.

Abstract

Total bacterial community DNA, which was extracted from microcosm soil and field soil after 2,4-D amendments, was analyzed on Southern blots, using the tfdA gene probe derived from plasmid pJP4 and the Spa probe from Sphingomonas paucimobilis. Southern blot analyses with total bacterial DNA extracted from soils Inoculated with Pseudomonas cepacia/pJP4 revealed that DNA probe method could detect the 2,4-D degrading bacteria down to $10^5\;cells/g$ dry soil. In the microcosm experiment, there was a good correlation between 2,4-D degradation and banding patterns in hybridization analyses performed after each 2,4-D treatment using the two probes. When bacterial DNA extracted from microcosm soil was hybridized with the Spa probe, a change in the position of hybrid bands was observed over time in a Southern blot, suggesting that population change or possibly genetic rearrangement in 2,4-D degrading microbial populations occurred in this soil. With the Spa probe, one hybrid DNA band was persistently observed throughout the five 2,4-D additions. When bacterial DNA isolated from the field soil was probed with the tfdA and Spa, strong hybridization signal was observed in the 100 ppm-treated subplot, weak signal In the 10 ppm-treated subplot, and no significant signal in the 1 ppm-treated and control subplots. The data show that DNA probe analyses were capable of detecting and discriminating the indigenous 2,4-D degrading microbial populations in soil amended with 2,4-D under laboratory and field conditions.

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