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문제 정의
- 그러나 우리나라의 경우, 아직까지 흰개미 장내 미생물에 대한 연구가 대부분이고 지역적 차이에 따른 토양 미생물 조사는 주로 농경지나 과수원 등의 토양을 대상으로 하고 있다. 따라서 본 연구는 목조문화재 생물피해 조사에서 제거된 흰개미 서식 그루터기를 대상으로 국외 연구사례에서 보고된 미생물 다양성과 특이성을 관찰하고자 하였다. 충청북도 보은에 위치한 법주사, 전라남도 여수의 흥국사 그리고 보성의 이용우 가옥 주변에서 흰개미의 서식이 확인된 그루터기와 주변 토양을 수집하여 그 안에 생존하고 있는 미생물들을 분리하고 동정하였다.
- 본 연구는 흰개미 서식이 확인된 그루터기에서 분리된 미생물들의 지역적 분포 특성을 조사하기 위한 기초연구이다. 흰개미 서식처가 존재하지 않는 지역의 토양과 흰개미 그루터기의 토양에서 미생물 밀도가 적게는 3.
- 지역적인 차이에 따른 제주도 자생버섯의 종 다양성 및 효모의 종 다양성 차이를 보고한 것과 같이(Ko et al., 2014; Han et al., 2015), 흰개미 서식처내의 미생물을 북부지역과 남부지역으로 분리하여 비교한 것은 남부지역의 미생물 밀도가 높다는 것을 확인하기 위함이며, 흰개미 서식지에서 공통으로 분리된 균들이 토양에서 일반적으로 발견되는 미생물이지만 Trichoderma harzianum은 흰개미 서식지에서 Bacillus속과 특이한 상리공생관계로 보고된 바 있어 이것을 확인하고자 하였다. Bacillus속은 흰개미 서식처와 흰개미 장내에 존재하는 것으로 알려져 있으며, 이들은 Trichoderma harzianum이 급속히 성장하는 것을 억제하며 Trichoderma harzianum 은 흰개미가 영양성분으로 이용하는 버섯균의 성장을 촉진한다고 한다(Methew et al.
제안 방법
- 10에 넣어 60분간 진탕하여 현탁시켰다. 토양희석법으로 IO"과 I"의 비율로 점차 희석시킨 다음, Luria-Bertani와 Potato Dextrose Agar 배지(Difco, USA)에 100씩 도말한 후 28°C에서 2-3일 배양하였다. 배지에서 형성된 집락(colony) 수를 계수하였으며 콜로니의 표면 형태 , 크기 및 색상 등을 관찰하여 단일 군집(single colonyX 순수 분리하여 다시 배양하였다.
- 충청북도 보은에 위치한 법주사, 전라남도 여수의 흥국사 그리고 보성의 이용우 가옥 주변에서 흰개미의 서식이 확인된 그루터기와 주변 토양을 수집하여 그 안에 생존하고 있는 미생물들을 분리하고 동정하였다. 또한 흰개미가 서식하지 않는 토양에서도 미생물을 분리하여 흰개미 서식처에서 분리된 미생물들과 비교하였다.
- 토양희석법으로 IO"과 I"의 비율로 점차 희석시킨 다음, Luria-Bertani와 Potato Dextrose Agar 배지(Difco, USA)에 100씩 도말한 후 28°C에서 2-3일 배양하였다. 배지에서 형성된 집락(colony) 수를 계수하였으며 콜로니의 표면 형태 , 크기 및 색상 등을 관찰하여 단일 군집(single colonyX 순수 분리하여 다시 배양하였다. 종 동정은 세균은 16S rRNA 유전자를, 진균은 Internal Transcribed Spacer(ITS) 유전자의 염기서열분석을 통해 NCBI(National Center for Biotechnology Information)의 데이터베이스 BlastN Search 프로그램을 이용하여 결정하였다.
- 일반 토양을 포함하여 흰개미 서식이 확인된 그루터기 및 그 주변 토양에서 다양한 미생물을 분리하여 비교하였다. 그 결과, 전남에 위치한 흥국사와 이용우 가옥의 토양에서 분리된 미생물 군집은 충북 법주사의 토양보다 높게 나타났으며, 다양한 균이 분리되어 높은 종 다양성을 보였다.
- 배지에서 형성된 집락(colony) 수를 계수하였으며 콜로니의 표면 형태 , 크기 및 색상 등을 관찰하여 단일 군집(single colonyX 순수 분리하여 다시 배양하였다. 종 동정은 세균은 16S rRNA 유전자를, 진균은 Internal Transcribed Spacer(ITS) 유전자의 염기서열분석을 통해 NCBI(National Center for Biotechnology Information)의 데이터베이스 BlastN Search 프로그램을 이용하여 결정하였다.
- 채집된 흰개미 서식 그루터기의 장소에 따라 충북 보은 법주사를 북부지역(North site)으로, 전남 여수 흥국사와 보성 이용우 가옥을 남부지역(South site)으로 분류하여 비교하였다. 북부지역과 남부지역에서 공통으로 분리된 미생물은 3acus속, Burkholderia속, Pseudomonas속, Streptomyces속, Penicillium속과 Trichoderma harziaaum이었다.
- 따라서 본 연구는 목조문화재 생물피해 조사에서 제거된 흰개미 서식 그루터기를 대상으로 국외 연구사례에서 보고된 미생물 다양성과 특이성을 관찰하고자 하였다. 충청북도 보은에 위치한 법주사, 전라남도 여수의 흥국사 그리고 보성의 이용우 가옥 주변에서 흰개미의 서식이 확인된 그루터기와 주변 토양을 수집하여 그 안에 생존하고 있는 미생물들을 분리하고 동정하였다. 또한 흰개미가 서식하지 않는 토양에서도 미생물을 분리하여 흰개미 서식처에서 분리된 미생물들과 비교하였다.
- 흰개미의 서식이 확인된 그루터기와 그 주변 토양을 채취하였으며, 채취된 토양시료 1g을 멸균된 증류수 10에 넣어 60분간 진탕하여 현탁시켰다. 토양희석법으로 IO"과 I"의 비율로 점차 희석시킨 다음, Luria-Bertani와 Potato Dextrose Agar 배지(Difco, USA)에 100씩 도말한 후 28°C에서 2-3일 배양하였다.
대상 데이터
- 전라남도 보성군에 위치한 이용우 가옥의 주변에 방치된 그루터기와 그 주변의 토양에서 미생물을 분리하였다. 그 결과, 토양 1g에는 1.
- 전라남도 여수시에 위치한 흥국사 주변에 방치된 그루터기와 그 주변 토양을 채취하여 미생물을 분리하였다. 그 결과, 토양 lg에 2.
- 충청북도 보은군에 위치한 법주사에서 진영각 뒤편에 방치된 그루터기와 주변의 토양을 채취하여 미생물을 분리하였다. 1g의 토양에서 8.
- 흰개미 서식이 확인된 그루터기는 충북 보은 법주사, 전남 여수 흥국사, 전남 보성 이용우 가옥에서 채집하였으며 , 각 시험대상은 그루터기와 함께 주변 토양을 보관 상자에 넣어 흰개미 생존이 가능하게 유지 관리하였다. 보관상자는 빛이 투과되지 않도록 아크릴 암상자에서 온도는 20~24°C, 습도는 80~85%가 유지 되도록 관리하였다.
성능/효과
- 6배나 많은 미생물 군집수를 나타내어 다양한 미생물들이 분포하는 것으로 확인되었다. 흰개미가 서식하지 않은 일반 토양에서는 1g 당 / Oxi。' c.f.U의 세균 군집이 확인되어 가장 적은 미생물 밀도를 나타내었는데 3곳의 조사 지역과 비교했을 때 적게는 3.5배에서 많게는 185배의 차이를 보였다(Table 1).
- 미생물을 분리하였다. 1g의 토양에서 8.9xl06 C.F.U의 콜로니가 검출되었으며 5종의 세균과 3종의 진균을 포함하여 15균주를 분리하였다. 분리된 세균 중 Pseudomonas속, Bacillus 속과 Streptomyces cinnamoneus와 같은 방선균이 대다수를 차지하였다.
- 비교하였다. 그 결과, 전남에 위치한 흥국사와 이용우 가옥의 토양에서 분리된 미생물 군집은 충북 법주사의 토양보다 높게 나타났으며, 다양한 균이 분리되어 높은 종 다양성을 보였다. 특히, 이용우 가옥 내 토양에서는 법주사와 흥국사보다 각각 16.
- 분리하였다. 그 결과, 토양 1g에는 1.5xl08 C.F.U의 콜로니가 검출되어 가장 많은 양의 미생물이 분리되었다. 또한 Bacillus anthracis, Pseudomonas속, Stenotrophomonas maltophilia, Chryseobacterium meningosepticum, Flavobacterium속, Chitinophaga속, Serratia속, Streptomyces tsukiyonensis 등의 세균고} Trichoderma harzianum, Penicillium citreonigrum의 진균이 분리되어 더 다양한 많은 미생물이 흰개미 서식처 주변 토양에 생존하고 있는 것으로 나타났다.
- 그 결과, 토양 lg에 2.9x106 C.F.U의 미생물이 분포하고 있음을 확인하였으며 10종의 세균과 2종의 진균 등 총 18점의 미생물을 분리하였다. 이곳의 토양에는 다른 두 지 역보다 적은 수의 미생물이 검출되었지만 다양한 세균이 분포하는 것으로 나타났다.
- 또한, Penicillium속과 Trichoderma속의 진균도 검출되었는데 세균을 포함한 이와 같은 미생물들은 자연계, 특히 토양에 널리 분포하는 것으로 알려져 있다. 그루터기 표면의 미생물을 분리한 결과, 토양에서와 유사한 다양성을 나타냈지만 Burkholderia속 등의 세균과 Mucor racenwsus, Cunninghamella elegans 와 같은 진균이 추가적으로 확인되 었다.
- U의 콜로니가 검출되어 가장 많은 양의 미생물이 분리되었다. 또한 Bacillus anthracis, Pseudomonas속, Stenotrophomonas maltophilia, Chryseobacterium meningosepticum, Flavobacterium속, Chitinophaga속, Serratia속, Streptomyces tsukiyonensis 등의 세균고} Trichoderma harzianum, Penicillium citreonigrum의 진균이 분리되어 더 다양한 많은 미생물이 흰개미 서식처 주변 토양에 생존하고 있는 것으로 나타났다.
- 가 많이 검출되었다. 또한, 그루터기 표면에는 흰개미가 지나간 흔적에 균사처럼 보이는 실뭉치가 관찰되었는데 이것을 채취하여 미생물을 분리한 결과, Trichoderma harzianum 등으로 확인되었으며 흰개미 사체에 붙은 균사에서는 Burkholderia phenazinium과 Aphanocladium속이 검 줄되 었다.
- 반면에 , 보은 법주사에서만 분리된 세균은 Rmtoea agglomerans 1종이었고 Sphingobium 속, Kitasatospora속, Cupriavidus속, Rhizobium속, Microbacteriaceae bacterium, Curtobacterium luteum등 6종은 여수 흥국사에서만, Stenotrophomonas maltophilia, Chryseobacterium meningosepticum, Flavobacterium속, Serratia속 등 4종은 보성 이용우 가옥 토양에서만 분리되었다. 또한, 진균의 경우 일반 토양을 포함한 4지 역의 모든 토양에서 2종 이하로 분리되었고, 여수 흥국사에서만 속이 검출되었다. 흰개미 서식이 관찰되지 않은지 역의 토양에서는 세균으로 Bacillus속, Lysinibacillus속, Burkholderia속, Streptomyces 속과 진균으로 Penicillium속이 분리되어 특이적인 미생물은 발견되지 않았으며 , 흰개미 서식이 확인된 그루 터 기 주변 토양에 서 분리 된seudomonas속이 분리 되 지 않았다(Table 2).
- , 2014). 반면에 , 보은 법주사에서만 분리된 세균은 Rmtoea agglomerans 1종이었고 Sphingobium 속, Kitasatospora속, Cupriavidus속, Rhizobium속, Microbacteriaceae bacterium, Curtobacterium luteum등 6종은 여수 흥국사에서만, Stenotrophomonas maltophilia, Chryseobacterium meningosepticum, Flavobacterium속, Serratia속 등 4종은 보성 이용우 가옥 토양에서만 분리되었다. 또한, 진균의 경우 일반 토양을 포함한 4지 역의 모든 토양에서 2종 이하로 분리되었고, 여수 흥국사에서만 속이 검출되었다.
- 북부지역과 남부지역에서 공통으로 분리된 미생물은 3acus속, Burkholderia속, Pseudomonas속, Streptomyces속, Penicillium속과 Trichoderma harziaaum이었다. 반면에 , Lysinibacillus 속과 Pantoea agglomerans 등 2종은 북부지역에서만 분리되었으며, dupriavidus속, Curtobacterium luteum, Kitasatospora속Microb a cteria ceae bacterium, Rhizobium 속 , Sphingobium속 , Chitinophaga pinensis, Stenotrophomonas maltophilia, Chryseobacterium meningosepticum, Flavobacterium속, Serratia속과 Cladosporium속 등 12종은 남부지 역에서만 분리되 었다(Figure 1).
- U의 콜로니가 검출되었으며 5종의 세균과 3종의 진균을 포함하여 15균주를 분리하였다. 분리된 세균 중 Pseudomonas속, Bacillus 속과 Streptomyces cinnamoneus와 같은 방선균이 대다수를 차지하였다. 그밖에 Pantoea agglomerans, Lysinibacillus속 등도 분리되었는데, 그 중에서 Lysinibacillus sp.
- 이곳의 토양에는 다른 두 지 역보다 적은 수의 미생물이 검출되었지만 다양한 세균이 분포하는 것으로 나타났다. 분리된 세균으로는 〃必 속, Rhizobium속, Sphingobium속, Kit&satospora속, Cupriavidus속, Streptomyces속, Pseudomonas 속, Microb a c teriacea e bacterium, Curtobacterium luteum 과 Chitinophaga pinensis 등이 있으며 , 이중에서 Bacillus속과 Streptomyces속이 다수 검출되었다. 진균으로는 Penicillium verruculosum과 Oladosporium속이 확인되 었으며 그루터 기 표면에서도 유사한 다양성을 나타내 었다.
- 분리한 미생물을 동정한 결과, 모든 지역에서 공통적으로 검출된 미생물 종도 있었지만 각 지역에서만 분리된 미생물이 존재하였으며, 군집에 있어서 명확한 차이를 나타내었다. 우선, 흰개미 서식이 확인된 세 지점의 토양에서 공통적으로 분리된 세균으로는 岛c辺US속, Streptomyces속과 Pseudomonas속 등 3종이 었으며 진균은 Penicillium속 1종 이 었다.
- 분리된 미생물이 존재하였으며, 군집에 있어서 명확한 차이를 나타내었다. 우선, 흰개미 서식이 확인된 세 지점의 토양에서 공통적으로 분리된 세균으로는 岛c辺US속, Streptomyces속과 Pseudomonas속 등 3종이 었으며 진균은 Penicillium속 1종 이 었다. 이중에서 Streptomyces 속은 다양한 흰개미 서식처에서 우점하는 종으로 분리되었다고 보고된바 있다 (SujadaN.
- U의 미생물이 분포하고 있음을 확인하였으며 10종의 세균과 2종의 진균 등 총 18점의 미생물을 분리하였다. 이곳의 토양에는 다른 두 지 역보다 적은 수의 미생물이 검출되었지만 다양한 세균이 분포하는 것으로 나타났다. 분리된 세균으로는 〃必 속, Rhizobium속, Sphingobium속, Kit&satospora속, Cupriavidus속, Streptomyces속, Pseudomonas 속, Microb a c teriacea e bacterium, Curtobacterium luteum 과 Chitinophaga pinensis 등이 있으며 , 이중에서 Bacillus속과 Streptomyces속이 다수 검출되었다.
- 분리된 세균으로는 〃必 속, Rhizobium속, Sphingobium속, Kit&satospora속, Cupriavidus속, Streptomyces속, Pseudomonas 속, Microb a c teriacea e bacterium, Curtobacterium luteum 과 Chitinophaga pinensis 등이 있으며 , 이중에서 Bacillus속과 Streptomyces속이 다수 검출되었다. 진균으로는 Penicillium verruculosum과 Oladosporium속이 확인되 었으며 그루터 기 표면에서도 유사한 다양성을 나타내 었다.
- 그 결과, 전남에 위치한 흥국사와 이용우 가옥의 토양에서 분리된 미생물 군집은 충북 법주사의 토양보다 높게 나타났으며, 다양한 균이 분리되어 높은 종 다양성을 보였다. 특히, 이용우 가옥 내 토양에서는 법주사와 흥국사보다 각각 16.6배와 51.6배나 많은 미생물 군집수를 나타내어 다양한 미생물들이 분포하는 것으로 확인되었다. 흰개미가 서식하지 않은 일반 토양에서는 1g 당 / Oxi。' c.
- 또한, 진균의 경우 일반 토양을 포함한 4지 역의 모든 토양에서 2종 이하로 분리되었고, 여수 흥국사에서만 속이 검출되었다. 흰개미 서식이 관찰되지 않은지 역의 토양에서는 세균으로 Bacillus속, Lysinibacillus속, Burkholderia속, Streptomyces 속과 진균으로 Penicillium속이 분리되어 특이적인 미생물은 발견되지 않았으며 , 흰개미 서식이 확인된 그루 터 기 주변 토양에 서 분리 된seudomonas속이 분리 되 지 않았다(Table 2).
- 기초연구이다. 흰개미 서식처가 존재하지 않는 지역의 토양과 흰개미 그루터기의 토양에서 미생물 밀도가 적게는 3.5배에서 많게는 185배의 차이를 보였으며, 온도와 강수량이 비교적 높은 남부의 여수 흥국사와 보성 이용우 가옥의 미생물 밀도와 종류가 보은 법주사 보다 더 높게 나타났다. 이전 연구에서도 Fall S.
후속연구
- 등이 있으며 , 국내 목조문화재 생물피해 조사에서 분리된 미생물들에도 이러한 균들이 존재한다. 이에 따라 향후 흰개미 피해지역의 미생물 조사를 통하여 공통으로 조사되는 미생물 종을 대상으로 흰개미 피해 지역의 미생물 상관관계를 추가로 연구하는 것이 필요할 것으로 사료된다.
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