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유독성 와편모류 Alexandrium catenella에 대한 Pseudoalteromonas sp. NH-12의 살조능

The Algicidal Activity of Pseudoalteromonas sp. NH-12 against the Toxic Dinoflagellate Alexandrium catenella

한국환경농학회지 = Korean journal of environmental agriculture v.31 no.2 , 2012년, pp.175 - 184  
정남호 (대구가톨릭대학교 CU 인재학부 ) ;  손홍주 ( 부산대학교 생명자원과학대학 ) ;  정성윤 ( 대구가톨릭대학교 의생명과학과)
초록

우리나라뿐만 아니라 전 세계적으로 적조 및 마비성 패독을 일으켜 문제시되고 있는 유독성 와편모류인 A. catenella 를 살조시키는 해양미생물 Pseudoalteromonas sp. NH-12를 마산만의 적조발생 해역에서 분리, 동정하고 그 특성과 살조능에 대해 연구함으로써 보다 환경 친화적인 적조 구제 기술개발의 기초 자료를 제공하고자 하였다. 적조발생 해역인 마산만의 해수에서 분리한 38개의 해양미생물 균주 중 4종의 미생물이 A. catenella 에 대해 살조능을 나타내었으며, 이중 살조능이 가장 우수한 NH-12 균주를 선별하였다. 본 균주는 API kits 및 16S rRNA gene 염기서열을 분석하여 계통분류를 행한 결과 Pseudoalteromonas 속으로 분류되었으며, 최적 배양조건은 $25^{\circ}C$, pH 8.0, 3.0% NaCl 농도였다. Pseudoalteromonas sp. NH-12의 성장 단계별 살조능은 대수증식기 후기, 정지기, 대수증식기 중기, 유도기 순으로 높게 나타났다. 살조물질은 대수증식기 중기 이후에 활발히 생산되기 시작하여 대수증식기 후기에 가장 고농도로 축적되는 것으로 판단된다. 2조 배양계를 이용한 살조 유형 조사에서 Pseudoalteromonas sp. NH-12는 격리된 상태에서도 A. catenella 를 살조시켜 '직접 공격형'이 아니라 세포외로 물질을 분비하여 살조시키는 '살조인자 분비형'으로 확인되었다. 또한 NH-12 균주 배양여과액을 5% 첨가하였을 때 36시간 후에 A. catenella 는 100% 살조되었고, 10%를 첨가한 경우 24시간 후에 99% 이상 살조되었다.

Abstract

BACKGROUND: The aim of this study was to isolate and identify algicidal bacterium that tends to kill the toxic dinoflagellate Alexandrium catenella, and to determine the algicidal activity. METHODS AND RESULTS: Among of four algicidal bacteria isolated in this study, NH-12 isolate was the strongest algicidal activity against A. catenella. NH-12 isolate was identified on the basis of biochemical characteristics and analysis of 16S rRNA gene sequences. The isolate showed 97.67% homology with Pseudoalteromonas prydzensis ACAM $620^T$ (U85855), and was designated Pseudoalteromonas sp. NH-12. The optimal culture conditions of this isolate were $25^{\circ}C$, initial pH 8.0, and 3.0% (w/v) NaCl concentration. The algicidal activity of NH-12 was significantly increased to maximum value in the late of logarithmic phase of bacterial culture. As a result of 'cell culture insert' experiment, NH-12 is assumed to produce secondary metabolites, as an indirect attacker. When 10% culture filtrate of NH-12 was applied to A. catenella, over 99% of algal cells were destroyed within 24 h. In addition, the killing effects were increased in dose and time dependent manners. CONCLUSION(S): Taken together, our results suggest that Pseudoalteromonas sp. NH-12 could be a candidate for controlling of toxic algal blooms.

주제어

#Alexandrium catenella   #Algicidal activity   #Pseudoalteromonas   #Red tide  

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
적조
적조란?
해수 중 증식촉진 물질의 과잉공급과 일사량, 수온 등 해양 환경이 적조생물의 성장조건에 알맞을 때 대량으로 번식하여 발생하는 현상

우리나라 연안 해역에서 발생하는 유해성 적조는 해양환경의 오염으로 발생빈도와 기간이 늘어나고 있을 뿐만 아니라 그 영역이 확대되어 막대한 피해를 일으키는 사회ㆍ경제적 문제로 대두되고 있다. 적조는 해수 중 증식촉진 물질의 과잉공급과 일사량, 수온 등 해양 환경이 적조생물의 성장조건에 알맞을 때 대량으로 번식하여 발생하는 현상으로서(Kim et al., 2006), 적조생물은 호흡 및 사체 분해 시 수중의 용존산소를 소비하여 수중의 다른 생물의 생존을 저해하며(Kim et al.

적조생물의 구제 또는 제거 방법
우리나라에서 활용하고 있는 적조생물의 구제 또는 제거 방법 및 연구 현황은?
우리나라에서는 90년대 후반부터 ‘황토 살포법’을 실시해 오고 있다. 자연에서 산출되는 황토가 다른 방법에 비해 환경 친화적이라는 점을 중시하여 사용(Kim et al., 2006)하고 있지만, 황토에 의한 2차 오염 또한 새로운 문제점으로 제기되고 있다. 적조 피해를 줄이기 위해서는 하수 처리 시설의 확충이나 가두리 양식장의 시설을 보다 환경친화적으로 만들어 부영양화의 원인을 줄이는 것이 근본적인 해결책이겠지만, 이 또한 막대한 비용과 시간이 요구되는 현실이다. 이에 최근에는 적조 발생 해역에 존재하는 해양미생물을 이용하는 방법이 보다 안전하고 환경친화적인 적조 제 어법으로 인식되어 많은 연구가 진행되고 있다.

그러나 아직까지 적조를 효과적으로 방제하는 방법의 개발은 미진한 상황이다. 우리나라에서는 90년대 후반부터 ‘황토 살포법’을 실시해 오고 있다. 자연에서 산출되는 황토가 다른 방법에 비해 환경 친화적이라는 점을 중시하여 사용(Kim et al., 2006)하고 있지만, 황토에 의한 2차 오염 또한 새로운 문제점으로 제기되고 있다. 적조 피해를 줄이기 위해서는 하수 처리 시설의 확충이나 가두리 양식장의 시설을 보다 환경친화적으로 만들어 부영양화의 원인을 줄이는 것이 근본적인 해결책이겠지만, 이 또한 막대한 비용과 시간이 요구되는 현실이다. 이에 최근에는 적조 발생 해역에 존재하는 해양미생물을 이용하는 방법이 보다 안전하고 환경친화적인 적조 제 어법으로 인식되어 많은 연구가 진행되고 있다. 또한 지금까지 보고된 적조생물에 대한 살조미생물의 연구에 있어서 A.

적조생물
적조생물이 초래하는 생태계의 문제는?
적조생물은 호흡 및 사체 분해 시 수중의 용존산소를 소비하여 수중의 다른 생물의 생존을 저해하며(Kim et al., 1997), 유해물질 및 독소를 분비하여 어패류를 폐사시키는 결과를 초래한다. 또한 적조생물의 일부는 어패류를 독화시키는 종이 있어, 이 독화된 패류를 사람이 섭취하면 마비성ㆍ설사성 중독을 일으켜 사람의 건강까지도 위협하고 있어 사회ㆍ경제적으로도 심각한 문제가 되고 있다

적조는 해수 중 증식촉진 물질의 과잉공급과 일사량, 수온 등 해양 환경이 적조생물의 성장조건에 알맞을 때 대량으로 번식하여 발생하는 현상으로서(Kim et al., 2006), 적조생물은 호흡 및 사체 분해 시 수중의 용존산소를 소비하여 수중의 다른 생물의 생존을 저해하며(Kim et al., 1997), 유해물질 및 독소를 분비하여 어패류를 폐사시키는 결과를 초래한다. 또한 적조생물의 일부는 어패류를 독화시키는 종이 있어, 이 독화된 패류를 사람이 섭취하면 마비성ㆍ설사성 중독을 일으켜 사람의 건강까지도 위협하고 있어 사회ㆍ경제적으로도 심각한 문제가 되고 있다(Park et al., 1998).

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