[논문]동해 남서해역에서 우점 규조류 Chaetoceros debilis와 Leptocylindrus danicus의 생존전략 - 용존 무기 질소 제한 환경에서 용존 유기 질소의 이용가능성

양한섭; 전슬기; 오석진

doi:10.7837/kosomes.2016.22.2.212

동해 남서해역에서 우점 규조류 Chaetoceros debilis와 Leptocylindrus danicus의 생존전략 - 용존 무기 질소 제한 환경에서 용존 유기 질소의 이용가능성
Survival Strategy of Dominant Diatom Chaetoceros debilis and Leptocylindrus danicus as Southwestern parts of East Sea - The availability of Dissolved Organic Nitrogen under Dissolved Inorganic Nitrogen-limited Environments 원문보기

海洋環境安全學會誌 = Journal of the Korean society of marine environment & safety, v.22 no.2, 2016년, pp.212 - 219

양한섭 (부경대학교 해양학과) , 전슬기 (부경대학교 해양학과) , 오석진 (부경대학교 해양학과)

초록
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동해 남서해역과 같이 용존 무기 질소(dissolved inorganic nitrogen; DIN)가 제한된 환경에서 우점 규조류 Chaetoceros debilis와 Leptocylindrus danicus의 용존 유기 질소(dissolved organic nitrogen; DON)의 이용성을 정량적으로 평가하였다. 질소원으로 DIN은 질산염과 암모늄, DON은 동해에서 중요한 비율을 차지하는 글리신(glycine)과 요소(urea)에 관하여 각각 평가하였다. Monod 식으로부터 유도한 C. debilis의 최대생장속도(${\mu}_{max}$)와 반포화상수(Ks)는 질산염에서 $1.50day^{-1}$와 $1.62{\mu}M$, 암모늄에서 $1.13day^{-1}$와 $6.97{\mu}M$, 글리신 $1.46day^{-1}$와 $3.36{\mu}M$, 요소 $0.93day^{-1}$와 $0.55{\mu}M$으로 나타났다. 또한 L. danicus는 질산염에서 $1.55day^{-1}$와 $5.21{\mu}M$, 암모늄에서 $1.57day^{-1}$와 $4.57{\mu}M$, 글리신 $1.47day^{-1}$와 $3.80{\mu}M$, 요소 $1.42day^{-1}$와 $1.94{\mu}M$이었다. 두 종 모두 요소에서 용존 무기 질소보다 상대적으로 높은 친화성이 확인되었으며, 이러한 높은 친화성은 DIN 제한된 상태에서 C. debilis와 L. danicus이 생장을 유지하기 위해 요소를 이용할 것으로 판단되어진다. 따라서 동해 남서해역과 같이 DIN이 제한된 해역의 경우, DON의 효율적인 이용이 식물플랑크톤의 우점화 전략에서 중요한 요인 중 하나로 생각된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The bioavailability of dissolved organic nitrogen (DON) by dominant species Chaetoceros debilis and Leptocylindrus danicus under dissolved inorganic nitrogen (DIN)-limited condition in the southwestern East Sea was conducted to assess the quantitative evaluation using growth kinetic experiment. Nitrogen sources were nitrate and ammonium as DIN, glycine and urea, which is portion component of DON in East Sea. Maximum specific growth rate (${\mu}_{max}$) and half-saturation constant ($K_s$) of C. debilis calculated from Monod equations were estimated to be $1.50day^{-1}$ and $1.62{\mu}M$ in nitrate, $1.13day^{-1}$ and $6.97{\mu}M$ in ammonium, $1.46day^{-1}$ and $3.36{\mu}M$ in glycine, $0.93day^{-1}$ and $0.55{\mu}M$ in urea, respectively. Also, L. danics was estimated to be $1.55day^{-1}$ and $5.21{\mu}M$ in nitrate, $1.57day^{-1}$ and $4.57{\mu}M$ in ammonium, $1.47day^{-1}$ and $3.80{\mu}M$ in glycine, $1.42day^{-1}$ and $1.94{\mu}M$ in urea, respectively. Both C. debilis and L. dancius have higher affinity of urea than DIN. The high affinity of urea was indicated that the dominant species were able to growth using urea under DIN-limited conditions. Thus, DON utilization of phytoplankton may be one of the important dominant strategy under DIN-limited environments such as southwestern East Sea.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 동해 남서해역과 같이 DIN 제한환경에서 우점 규조류 C. debilis와 L. danicus의 생존 및 우점 전략을 살펴보았다. 2 우점종을 이용하여 무기 질소 2종(질산염, 암모늄)과 유기 질소 2종(글리신, 요소)에 대한 Monod 식을 바탕으로 생장동력학 실험을 수행한 결과, 무기질소 뿐만 아니라 유기 질소에서도 높은 생장속도가 나타났다.

제안 방법

, 1991). 본 연구에서는 동해 남서해역에서 우점하는 식물플랑크톤 Chaetoceors debilis와 Leptocylindrus danicus를 분리하여 질소화합물의 이용성에 대한 정량적인 평가를 수행하였고, 그 결과를 바탕으로 동해에서 2종에 대한 DON을 이용한 우점화 전략을 토의하였다.

대상 데이터

동해 남서해역의 식물플랑크톤 군집구조 및 우점종을 확인하기 위해서, 2014년 5월 7일부터 10일까지 부경대학교 탐사선인 탐양호(R/V Tamyang)를 이용하여 현장 관측을 실시하였다(Fig. 1). 총 12개 정점의 표층 해수를 채수하였으며, 채수 즉시 해수 1 L를 Lugol’s solution으로 최종 농도가 1 %가 되게 고정시켰다.

데이터처리

세포밀도의 증감은 현미경을 이용한 직접 검경이 아닌 형광광도계(Model-10-AU-005, Turner Designs, USA)의 in vivo chlorophyll 형광값을 활용하였다. 세포밀도와 in vivo chlorophyll 형광값의 관계를 파악하기 위해, 20℃, 30 psu의 조건 하에서 대수생장기까지 배양하였다.

성능/효과

2 우점종을 이용하여 무기 질소 2종(질산염, 암모늄)과 유기 질소 2종(글리신, 요소)에 대한 Monod 식을 바탕으로 생장동력학 실험을 수행한 결과, 무기질소 뿐만 아니라 유기 질소에서도 높은 생장속도가 나타났다. 또한 C. debilis와 L. danicus는 요소에서 가장 높은 친화성을 보여, 동해 남서 해역과 같이 무기질소가 제한된 해역의 경우, 용존 유기 질소의 효율적인 이용은 규조류의 생존 및 우점화 전략에 중요한 요인으로 작용할 가능성을 시사하였다.
danicus의 생존 및 우점 전략을 살펴보았다. 2 우점종을 이용하여 무기 질소 2종(질산염, 암모늄)과 유기 질소 2종(글리신, 요소)에 대한 Monod 식을 바탕으로 생장동력학 실험을 수행한 결과, 무기질소 뿐만 아니라 유기 질소에서도 높은 생장속도가 나타났다. 또한 C.

후속연구

, 2013). 본 연구에서 규조류 C. debilis와 L. daniucs의 생존전략인 DON 이용은 아직까지 동해의 DON의 정량과 정성분석을 수행하지 못하여, 우점종의 우점 및 생존전략을 보다 정확히 파악하기에는 어려움이 있다. 하지만, 동해 남서해역에서 DTN 중 DON의 농도 및 구성비가 높게 나타나는 것으로 알려져 있어(Kwon et al.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	식물플랑크톤은 생장을 위해 무엇을 이용하는가?	, 2008; Hansell and Carlson, 2014). 일반적으로 식물플랑크톤은 생장에 DIN을 이용하지만, DIN이 제한된 환경에서는 다양한 형태의 DON을 가수분해하여 생장에 이용하며, 결국 종천이(species succession)를 유도하는 중요한 구성인자로 판단된다(Leong and Taguchi, 2004; Zhang et al., 2015).
	용존 유기 질소은 어떤 경로를 통해 공급되는가?	, 1991). 이러한 DON은 식물플랑크톤 섭식과정, 배설물 및 담수와 대기 유입으로 공급된다(Bronk and Steinberg, 2008). 이 중 저분자 DON인아미노산(amino acid)과 요소(urea)는 식물플랑크톤의 생장에 중요한 질소 공급 인자로 알려져 있다(Antia et al.
	영양염으로의 질소는 어떤 원소인가?	영양염 중 질소(nitrogen)는 식물플랑크톤의 주요 생체 구성 성분이며 식물생장에 필수적인 원소이다(Ryther and Dunstan, 1971). 해양에서 질소는 용존 무기 질소(dissolved inorganic nitrogen; DIN)와 용존 유기 질소(dissolved organic nitrogen; DON) 로 구분되며, DIN은 질산염(nitrate; NO3--N), 아질산염(nitrite; NO2--N)과 암모늄(ammonium; NH4--N)이 포함되고, DON의 경우 다양한 분자량의 화합물이 존재하지만, 화학적 조성이 명확하게 잘 알려져 있지 않다(Antia et al.

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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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