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남조류의 유전적 다양성과 녹조 제어에의 시사점 원문보기

물과 미래 : 한국수자원학회지 = Water for future, v.50 no.6, 2017년, pp.15 - 19  

안치용 (한국생명공학연구원 세포공장연구센터)

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  • 따라서 유전자형의 다양성과 특성의 차이를 고려하지 않고는, 녹조 제어 및 관리 대책은 충분한 효과를 보기 어려우리라 예상된다. 수계별로 수리수문학적 특성, 이화학적 수질, 기후, 유역의 토지 활용도 등 환경조건의 차이에 의해, 실제 우점하는 Microcystis의 유전자형에 차이가 발생할 것이다. 그러므로 수계 특성별, Microcystis 유전자형 특성 별, 맞춤형 녹조 제어 대책이 다양하게 마련될 필요가 있다고 하겠다.
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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
남조류 중 녹조 발생과 특히 밀접하게 연관되어 있는 것은 무엇인가? 남조류, 그 중에서도 특히 녹조 발생과 밀접하게 연관되어 있는 Microcystis, Anabaena 등에 대한 연구가 오랫동안 진행되어 왔음에도, 아직 우리는 이들의 효과적인 제어 방법을 갖고 있지 못 하다. 질소, 인의 유입에 의한 부영양화 및 여름철 높은 수온이 가장 직접적인 원인이라는 점에는 이견이 없으나, 같은 수역에 왜 해마다 서로 다른 남조류가 녹조를 일으키는지, 발생하는 시점과 정도는 어떤 이유로 계속 바뀌는지, 이에 대한 명확한 해답을 우리는 아직 얻지 못 했다.
녹조 해결책으로서 질소, 인 농도의 저감을 통한 부영양화 방지가 가지는 단점은 무엇인가? 이처럼 복잡한 상황은, 단일한 녹조제어 방법이 항상 성공적으로 적용될 수 있으리라는 기대를 무너뜨린다. 물론 질소, 인 농도의 저감을 통한 부영양화 방지는 가장 근원적인 해결책이지만, 여기에는 막대한 예산이 소요되며, 약 10년 이상의 많은 시간이 지난 이후에나 실질적인 효과를 볼 수 있다는 점에서 여전히 쉽지 않은 방법이다. 그럼에도 장기적 관점에서의 부영양화 저감 대책을 정부 차원에서 준비하고 실행하는 것은 여전히 유효하고 필요하다.
남조류로 인한 녹조 발생에 관련된 가장 직접적인 원인은 무엇인가? 남조류, 그 중에서도 특히 녹조 발생과 밀접하게 연관되어 있는 Microcystis, Anabaena 등에 대한 연구가 오랫동안 진행되어 왔음에도, 아직 우리는 이들의 효과적인 제어 방법을 갖고 있지 못 하다. 질소, 인의 유입에 의한 부영양화 및 여름철 높은 수온이 가장 직접적인 원인이라는 점에는 이견이 없으나, 같은 수역에 왜 해마다 서로 다른 남조류가 녹조를 일으키는지, 발생하는 시점과 정도는 어떤 이유로 계속 바뀌는지, 이에 대한 명확한 해답을 우리는 아직 얻지 못 했다. 전통적인 이화학적 수질분석과 현미경을 이용한 남조류의 동정 및 계수 방법으로는 여전히 이에 대한 설명을 해 줄 수 없으며, 앞으로도 어려우리라 판단된다.
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참고문헌 (8)

  1. Berry, M.A., J.D. White, T.W. Davis, S. Jain, T.H. Johengen, et al. 2017. Are oligotypes meaningful ecological and phylogenetic units? A case study of Microcystis in freshwater lakes. Front. Microbiol. 8: 365. 

  2. Bozart, C.S., A.D. Schwartz, J.W. Shepardson, F.S. Colwell, and T.W. Dreher. 2010. Population turnover in a Microcystis bloom results in predominantly nontoxigenic variants late in the season. Appl. Environ. Microbiol. 76: 5207-5213. 

  3. Frangeul, L., P. Quillardet, A.-M. Castets, J.-F. Humbert, H.C.P. Matthijs, et al. 2008. Highly plastic genome of Microcystis aeruginosa PCC 7806, a ubiquitous toxic freshwater cyanobacterium. BMC Genomics 9: 274. 

  4. Harke, M.J., T.W. Davis, S.B. Watson, and C.J. Gobler. 2016. Nutrient-controlled niche differentiation of Western Lake Erie cyanobacterial populations revealed via metatranscriptomic surveys. Environ. Sci. Technol. 50: 604-615. 

  5. Joung, S.-H., H.-M. Oh, S.-R. Ko, and C.-Y. Ahn. 2011. Correlations between environmental factors and toxic and non-toxic Microcystis dynamics during bloom in Daechung Reservoir, Korea. Harmful Algae 10: 188-193. 

  6. Kim, S.-G., S.-H. Joung, C.-Y. Ahn, S.-R. Ko, S.-M. Boo, and H.-M. Oh. 2010. Annual variation of Microcystis genotypes and their potential toxicity in water and sediment from a eutrophic reservoir. FEMS Microbiol. Ecol. 74: 93-102. 

  7. Rinta-Kanto, J.M. 2007. Biogeography and genetic diversity of toxin producing cyanobacteria in a Laurentian Great Lake. Ph.D. Thesis, University of Tennessee, USA 

  8. Tanabe, Y. and M.M. Watanabe. 2011. Local expansion of a panmictic lineage of water bloom-forming cyanobacterium Microcystis aeruginosa. PLoS ONE 6: e17085. 

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