[논문]고성 심해에서 수심에 따른 해양미생물의 다양성 비교

강용호

doi:10.7845/kjm.2013.3040

고성 심해에서 수심에 따른 해양미생물의 다양성 비교
Comparison of Bacterial Diversity in the Water Columns of Goseong Deep Seawaters 원문보기

Korean journal of microbiology = 미생물학회지, v.49 no.3, 2013년, pp.282 - 285

초록
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강원도 고성군 근해에서 수심 300 m와 500 m의 심층수에 서식하는 해양미생물 분포를 조사하였다. 심해미생물을 16S rRNA genes pyrosequencing 방법으로 분석한 결과 300 m 심층수 시료에서 얻은 19,474 reads에서 Alphaproteobacteria와 Gammaproteobacteria가 각각 57.41%와 38.85%의 분포 비율을 보였다. 심해 500 m의 시료에서 얻은 82,806 reads에서는 Gammaproteobacteria가 99.64%로 대부분을 차지하였다. 수심 300 m에서는 Rhodobacterales (57.31%)가 우점하였고, 수심 500 m에서는 Alteromonadales (45.65%)와 Oceanospirillales (34.61%)가 우점하였다. Operational Taxonomic Units와 diversity indexes (Shannon과 Simpson)를 기준으로 할 때 해양미생물의 다양성은 수심 500 m지역이 수심 300 m지역보다 더 높게 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

Microbial diversities in the 300 m and 500 m deep seawaters near Goseong, Gangwon Province (South Korea), were investigated. Pyrosequencing of 16S rRNA genes of marine microbes resulted in 19,474 reads from the 300 m deep seawaters, which consisted of Alphaproteobacteria (57.41%) and Gammaproteobacteria (38.85%), and 82,806 reads from the 500 m deep seawaters, which consisted of Gammaproteobacteria (99.64%) mostly. Rhodobacterales (57.31%) were dominant in the 300 m deep seawaters, but Alteromonadales (45.65%) and Oceanospirillales (34.61%) were dominant in the 500 m deep seawaters. On the bases of operational taxonomic units and diversity indexes (Shannon and Simpson), biodiversity of marine bacteria in the 500 m deep seawaters was shown to be higher than that in the 300 m deep seawaters.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그러나 심층수 개발로 인하여 발생할 수 있는 심해의 해양미생물들의 생태 변화에 대한 이해는 부족한 편이다. 본 연구는 고성 근해에서 수심 300 m와 500 m의 심층수에 서식하는 해양미생물을 16S rRNA gene pyrosequencing 방법으로 분석하여 수심에 따른 해양미생물의 분포를 비교하였다.

제안 방법

2009년 6월에 고성군 오호리 근해의 수심 300 m와 500 m 에서 취수한 해양심층수는 고성에서 경산에 있는 실험실로 운반한 즉시 냉장고(2℃)에 보관하였으며, 한 장의 Ultramembrane filter (cutoff 10,000 Da, Millipore)에 해양심층수 20 L를 여과하였다. Genomic DNA kit (Qiagen, USA)를 사용하여 Ultramembrane filter에 여과된 해양미생물들의 DNA를 분리 ․ 정제하였다. 해양 미생물 16S rRNA gene의 증폭은 종류가 다른 tag를 붙인 V1– V3 영역의 27F와 518R primers를 사용하였다.

대상 데이터

시료는 강원도 고성군에 있는 한국해양연구원 해양심층수연 구센터에서 취수하여 해양심층수로 개발하고 있는 심해수를 사용 하였다. 2009년 6월에 고성군 오호리 근해의 수심 300 m와 500 m 에서 취수한 해양심층수는 고성에서 경산에 있는 실험실로 운반한 즉시 냉장고(2℃)에 보관하였으며, 한 장의 Ultramembrane filter (cutoff 10,000 Da, Millipore)에 해양심층수 20 L를 여과하였다.

성능/효과

고성 근해의 수심 300 m 지역은 태양광이 도달하지 않는 심해이긴 하지만 표층 해수에서 존재하는 Alphaproteobacteria가 여전히 높은 비율로 분포하고 있었다. 그러나 수심 500 m 지역에서는 Alphaproteobacteria 가 거의 검출되지 않았다는 점을 고려하면 수심 300 m와 수심 500 m 지역에서의 해양미생물의 서식 환경은 크게 다른 것으로 추정된다.
본 연구에서 분석한 16S rDNA reads 염기서열을 활용하여 Basic Local Alignment Search Tool (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)로 분석한 결과들을 살펴보면, 수심 300 m에서는 Alphaproteobacteria (57.41%)와 Gammaproteobacteria (38.85%) 많이 분포하였 으며, 기타 Epsilonbacteria (2.22%)와 Flavobacteria (1.51%)가분포하였다. 그러나 수심 500 m에서는 Gammaproteobacteria가 99.
종이 얼마나 풍부하고 각 종에 속하는 개체수가 얼마나 고르게 분포하는가를 나타내는 다양도 지수(Shannon index)는 수심 500 m의 값이 수심 300 m 값보다 높게 나왔으나, 종 개체 수에 대한 각 종이 차지하는 비율을 나타내는 우점도 지수(Simpson index)는 수심 500 m의 값이 수심 300 m 값보다 낮게 나왔다. Shannon index가 높을수록, 또 Simpson index가 낮을수록 종의 다양성이 증가한다는 점을 고려하면 고성의 심해에서는 수심 500 m 지역이 수심 300 m 지역보다 더 다양한 해양미생물들이 균등하게 분포하고 있는 것으로 보인다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	해양심층수란 무엇인가?	해양심층수는 태양광이 도달하지 않는 수심 200 m 이하의 해수를 말하는데, 각종 불순물을 함유한 표층해수와는 달리 광합성 세균의 결여와 유기물의 침전 등에 의하여 마그네슘, 칼슘, 칼륨과 같은 미네랄과 질산염, 인산염과 같은 무기영양분 함량이 높다(Katsuda et al., 2008).
	해양심층수의 특징은 무엇인가?	해양심층수는 태양광이 도달하지 않는 수심 200 m 이하의 해수를 말하는데, 각종 불순물을 함유한 표층해수와는 달리 광합성 세균의 결여와 유기물의 침전 등에 의하여 마그네슘, 칼슘, 칼륨과 같은 미네랄과 질산염, 인산염과 같은 무기영양분 함량이 높다(Katsuda et al., 2008).
	육지보다 훨씬 더 많은 종류의 미생물을 포함하고는 바다의 해양미생물에 대한 연구를 가능하게 한 기술은 무엇인가?	8%를 차지하고 있는 바다는 육지보다 훨씬 더 많은 종류의 미생물을 포함하고 있지만 높은 수압하의 환경 에서 서식하는 해양미생물을 분리·배양하는 것이 어려워서 해양미생물에 대한 연구가 활발하게 진행되지 못하였다. 그러나 최근 DNA pyrosequencing 기술의 등장으로 표층해수는 물론, 심해의 극한환경에 서식하는 해양미생물의 다양성 분석이 가능 하게 되었다(Huber et al., 2007; Weber et al.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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