[논문]경기만에서 박테리아와 종속영양편모류의 계절변화에 미치는 환경요인 분석

백승호; 유카이; 한명수

doi:10.11626/kjeb.2017.35.2.198

경기만에서 박테리아와 종속영양편모류의 계절변화에 미치는 환경요인 분석
Analysis of Environmental Factors Related to Seasonal Variation of Bacteria and Heterotrophic Nanoflagellate in Kyeonggi Bay, Korea 원문보기

환경생물 = Korean journal of environmental biology, v.35 no.2, 2017년, pp.198 - 206

백승호 (한국해양과학기술원 남해연구소) , 유카이 (중국해양대학교 수산학부) , 한명수 (한양대학교 생명과학과)

초록
AI-Helper

수환경요인이 미소생물 그룹 박테리아와 종속영양편모류의 계절적 분포에 미치는 영향을 파악하기 위해서 2007년 6월에서 2008월 5월 사이에 경기만에서 그들의 동태 및 환경요인을 조사하였다. 조사기간 동안 수온과 염분은 $1.9^{\circ}C{\sim}29.0^{\circ}C$와 31~35.1 psu로 변화하였으며, 하계에 현저한 수온 증가와 함께 표층 염분이 상대적으로 낮게 관찰되었다. 영양염 중 암모니아의 농도는 $0.01{\sim}3.22{\mu}M$로, 질산염+아질산염의 농도는 $2.03{\sim}15.34{\mu}M$로, 인산염의 농도는 $0.06{\sim}1.82{\mu}M$로, 규산염은 $0.03{\sim}18.3{\mu}M$로 각각 변동하였다. Chl. a농도는 $0.86{\mu}g\;L^{-1}{\sim}37.70{\mu}g\;L^{-1}$로 관찰되었으며, 각 수심별 Chl. a농도의 연평균은 표층에서 $10.35{\pm}8.54{\mu}g\;L^{-1}$로 가장 높았고, 수심증가와 더불어 감소하였다. 박테리아와 종속영양미소편모류는 $0.29{\times}10^6cells\;mL^{-1}{\sim}7.62{\times}10^6cells\;mL^{-1}$와 $1.00{\times}10cells\;mL^{-1}{\sim}1.26{\times}10^3cells\;mL^{-1}$로 변동하였고, 계절적으로는 하계 박테리아의 생물량이 현저하게 높게 관찰되었을 때 종속영양편모류 또한 높게 나타났다. 결과적으로, 시화호에서 단 주기로 개방되는 배수갑문의 영향으로 경기만 내만일대에 일정의 높은 유 무기물이 공급되면, 이들 탄소원으로 박테리아의 현저한 증식이 하계를 중심으로 일어나며, 이는 미소생물고리로 연결되는 종속영양편모류의 증식에 중요한 역할을 할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

From June 2007 to May 2008, seasonal variations of bacterial abundance and heterotrophic nanoflagellate (HNF), together with environmental factors, were investigated at weekly and monthly intervals in Kyeonggi Bay. During the study period, the water temperature and salinity varied from $1.9^{\circ}C{\sim}29.0^{\circ}C$ and 31~35.1 psu, respectively. The concentration of ammonia, nitrate+nitrite, phosphate, and silicate ranged from 0.01 to $3.22{\mu}M$, 2.03 to $15.34{\mu}M$, 0.06 to $1.82{\mu}M$, and 0.03 to $18.3{\mu}M$, respectively. The annual average concentration of Chl. a varied from $0.86{\mu}g\;L^{-1}$ to $37.70{\mu}g\;L^{-1}$; the concentration was twice as much at the surface than at the deeper layers. The abundance of bacteria and HNF ranged from $0.29{\times}10^6$ to $7.62{\times}10^6cells\;mL^{-1}$ and $1.00{\times}10^2$ to $1.26{\times}10^3cells\;mL^{-1}$, respectively. In particular, there were significant correlations between bacteria and HNF abundance (p<0.05), and then the high abundance of HNF was frequently observed with an increase of bacterial abundance in summer (p<0.001). Our results therefore indicate that bacterial abundance in the bay was mainly controlled by resources supplied as organic and inorganic substances from Lake Shihwa due to the daily water exchange after dike construction. Also, the bacterial abundance was significantly controlled by HNF grazing pressure (top-down) in the warm seasons, i.e. excluding winter, in the Kyeonggi Bay.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

(2003)이 유일하고 그들 연구 또한 시화호방조제 건설 전 1997년에 수행되어, 시화호의 방류 등과 같은 해양환경요인이 변화된 시점에서 미소생물환 관여하는 미생물군집구조의 계절적 특성이 어떠한 양상을 나타나는지 비교분석하는 것도 중요하다고 하겠다. 따라서 본 연구는 경기만에서 박테리아와 종속영양편모류의 계절적 변동 양상을 조사하여 그들 생물량에 영향을 미치는 계절적 특성에 관하여 논의하고자 하였다.

제안 방법

박테리아와 종속영양편모류의 출현과 수문학적 환경요인과의 관계를 파악하기 위해서 주성분 분석을 수행하였다(Table 3). 제1주성분에서는 수온, 규산염, 암모니아, DIN, 인산염 등이 37% 정도로 유의한 값이 나타난 것으로 보아, 하계 고수온기에 영양염 증가와 더불어 박테리아의 증식에 긍정적으로 영향을 미친 것으로 판단된다.
박테리아의 생물량은 수단블랙(Sudan Black) 용액에 0.2 μm membrabe filter(Millipore)를 염색한 후 고정된 시료를 잘 혼합 희석하여 일정량(0.5~2 mL)을 취해 여과 후 DAPI(4ʹ,6-diamidino-2-phenylindole)로 5분간 염색하여 형광현미경(Axioplane, Zeiss, Germany)으로 1000배 하에서 검경 및 계수하였다. 각 샘플은 임의의 field에서 총 세포수가 300개 이상 계수하여 그에 해당하는 field 수가 전체 field 수에 해당하는 부분을 환산하여 총 박테리아의 생물량을 산출하였다 (Porter and Feig 1980).
조사는 표층, 2 m, 4 m, 8 m, 12 m층에서 조사하였고, 표층수는 버켓(10 L)으로 2 m층부터는 니스킨 채수기(5 L: General Ocearucs, USA)를 이용하였다. 수온, 염분, 전기전도도, 용존산소는 현장에서 호리바 (Water checker U-10, HORIBA, Japan)를 이용하여 측정하였다. 영양염류와 Chl.

대상 데이터

조사수역은 경기만의 인천연안 수괴와 시화호 수괴, 경기만 바깥수괴가 만나는 팔미도 부근 수역에서 2007년 6월부터 2008년 5월까지 조사를 계절적 조사를 수행하였다(Fig. 1; 37°21ʹ01ʺN, 126°31ʹ38ʺE). 특히 여름철 미소생물 군집조성의 특성을 상세히 파악하기 위해서 2007년 6월 말부터 9월 중순까지는 주간조사를 수행하였다.

데이터처리

주성분 분석과 군집 분석을 위한 제반 통계처리는 XLSTAT 2010(AddinSoftTM) 프로그램을 이용하였다. 아울러, 각 환경요인과 미소생물인자 간의 상관관계를 파악하기 위해서 Pearson’s 상관계수를 산출하였다. 각 항목별 통계치의 유의수준은 p<0.

성능/효과

a와의 유의한 상관관계가 형성되지 않았지만, 시화호로부터 공급된 높은 영양염 (유·무기물)은 시화호 외측의 경기만 내만의 박테리아증식의 중요한 요인으로 파악되었다. 결과적으로 경기만에서 박테리아의 생물량을 조절하는 데 있어 조사정점에서의 식물플랑크톤 증식보다는 다른 물리적인 환경요인이 더욱 강하게 작용함을 알 수 있는다는 것을 시사할 수 있었고, 하계의 수온 증가와 더불어 성층의 형성은 박테리아의 증식에 지대한 영향을 미쳤을 것으로 사료되었다.
001 (n=70)). 결과적으로 경기만에서 종속영양편모류의 증식은 하계를 중심으로 먹이원인 박테리아을 현저하게 포식하여 극히 높은 개체수 밀도를 유지할 수 있는 연안 내만의 환경이라는 것을 알 수 있었다.
a 등이 21%로, 누적 58% 정도의 값으로 나타난 것은 하계 강우기에 시화호로부터 개방되는 배수갑문의 영향으로 저염분수괴가 일정량 경기만 내만에 기여한 것으로 판단되었다. 결과적으로 주성분 분석에서 나타난 것과 같이 탄소원 및 영양염의 주요 공급원으로는 시화호로 판단되며, 갑문의 개방으로 저염분 수괴와 함께 공급된 높은 농도의 영양염은 박테리아 증식의 촉진제 역할을 할 것으로 사료되었다. 아울러, 하계를 중심으로 높은 밀도로 증가한 극미소 식물플랑크톤과 박테리아는 종속영양편모류의 먹이원으로 중요한 역할을 하고 있었다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	미소생물환에서 수계 내 먹이망구조는 무엇인가?	미소생물환 (Microbial loop)이라는 신개념의 수계 내 먹이망구조는 용존유기물을 종속영양박테리아가 이용하고, 또 그 박테리아를 종속영양편모류(HNF; Heterotrophic Nano Flagellates)가 섭식하며, 그것이 다시 섬모충류에 의해 포식되는 새로운 에너지 흐름의 계(system)를 총칭하며, 이들 구성원은 수서생태계에서 중요한 기능을 담당한다(Azam et al. 1983).
	미소생물환 중 부영양화 수계는 빈영양수계와 비교하여 어떠한가?	1992), 종속영양편모류는 유기물의 공급과 박테리아의 섭식으로 박테리아의 생물량과 생산력을 조절하는 중요한 요소로 알려져 있다 (Sherr and Sherr 1988). 특히 부영양화 수계에서는 빈영양수계보다 박테리아의 생물량과 생산량이 상대적으로 높고,이는 플랑크톤성 먹이망에 지대한 영향을 미치며, 상위생물의 생산성에도 영향을 줄 수 있다(Sherr and Sherr 1988; Fukami et al. 1999).
	미소생물환에서 수서생태계 구성요소 중 종속영양박테리아는 해양환경에 어떤 영향을 미치는가?	1983). 그 구성요소 중 종속영양박테리아는 해양환경에서 유기물의 분해, 재생산, 영양염 흡수 등을 통하여 해양의 생지화학적 순환에 영향을 미치며(Simon et al. 1992), 종속영양편모류는 유기물의 공급과 박테리아의 섭식으로 박테리아의 생물량과 생산력을 조절하는 중요한 요소로 알려져 있다 (Sherr and Sherr 1988).

참고문헌 (29)

Azam F, T Fenchel, JG Field, JS Gray, LA Meyer-Reil and F Thingstad. 1983. The ecological role of water column microbes in the sea. Mar. Ecol. Progr. Ser. 126:97-102.
Baek SH, K You, BS Park and MS Han. 2010. The Seasonal variation of microbial community in the eutriphic brackish water of Lake Shihwa. Korean J. Limnol. 43:55-68.
Bird DF and J Kalff. 1984. Empirical relationships between bacterial abundance and chlorophyll concentration in fresh and marine water. Candian J. Fisher. Aquat. Sci. 41:1015-1023.

상세보기
Bird DF and J Kalff. 1986. Bacterial grazing by planktonic algae. Science 231:493-495.

상세보기
Caron DA. 1983. Technique for enumeration of heterotrophic and phototrophic nanoplankton, using epifluorescent microscopy, and comparison with other procedures. Appl. Environ. Microb. 46:491-498.
Cho BC, SC Na and DH Choi. 2000. Active ingestion of fluorescently labeled bacteria by mesopelagic heterotrophic nanoflagellates in the East sea, Korea. Mar. Ecol. Progr. Ser. 206:23-32.

상세보기
Choi DH, SW Kang, KD Song, SH Huh and BC Cho. 1997. Distribution and growth of bacteria in the hypertrophic Lake Shiwha. The Sea 2:92-100.
Davis PG, DA Caron, PW Johnson and JMcN Sieburth. 1985. Phototrophic and apochlorotic components of picoplankton and nanoplankton in the North Atlantic: geographic, vertical, seasonal and diel distributions. Mar. Ecol. Progr. Ser. 21:15-26.

상세보기
Fenchel T. 1982. Ecology of heterotrophic microflagellates? Quantitative occurrence and importance as bacterial consumers. Mar. Ecol. Progr. Ser. 9:35-42.

상세보기
Fenchel T and PR Jonsson. 1988. The functional biology of Strombidium sulcatum, a marine oligotrich ciliate (Ciliophora, Oligotrichina). Mar. Ecol. Progr. Ser. 48:1-15.

상세보기
Fukami K, A Watanabe, S Fujita, K Yamaoka and T Nishijima. 1999. Predation on naked protozoan microzooplankton by fish larvae. Mar. Ecol. Progr. Ser. 185:285-291.

상세보기
Jardillier L, M Basset, I Domaizon, A Belan, C Amblard, M Richardot and D Debroas. 2004. Bottom-up and top-down control of bacterial community composition in the euphotic zone of a reservoir. Aquat. Microb. Ecol. 35:259-273.

상세보기
Jeffrey SW and GF Humphrey. 1975. New spectrophotometric equations for determining chlorophylls a, b, $c_1$ , $c_2$ in higher plants, algae and natural phytoplankton. Biochem. Physiologie der Pflanzen 167:191-194.

상세보기
Kamphake L, S Hannah and J Cohen. 1967. Automated analysis for nitrate by hydrazine reduction. Water Res. 1:205-216.

상세보기
Kim CS, HS Lim, JA Kim and SJ Kim. 2009. Residual flow and its implication on macro-tidal flats in Kyunggi Bay Estuary of Korea. J. Coast. Res. SI 56:976-980.
Kim YO, EJ Yang, JH Kang, KS Shin, M Chang and CS Myung. 2007. Effects of an artificial breakwater on the distributions of planktonic microbial communities. Ocean Sci. J. 42:9-17.

원문보기 상세보기
Kormas K, Ar K Kapiris, M Thessalou-Legaki and A Nicolaidou.1998. Quantitative relationships between phytoplankton, bacter and protists in an Aegean semi-enclosed embayment (Maliakos Gulf, Greece). Aquat. Microb. Ecol. 15:255-264.

상세보기
Lee CW, I Kudo, M Yanada and Y Maita. 2001. Bacterial abundance and production and heterotrophic nanoflagellate abundance in subarctic coastal waters (Western North Pacific Ocean). Aquat. Microb. Ecol. 23:263-271.

상세보기
Lee WJ, KS Shin and JD Lee. 2007. Studies on marine heterotrophic protists in Masan Bay, Korea. Ocean Polar Res. 29:401-410.

원문보기 상세보기
Lee WS and MS Han. 2004. Community structure of plankton in eutrophic water systems with different residence time. Korean J. Limnol. 37:263-271.
Mostajir B, JR Dolan and F Rassoulzadegan. 1995. Seasonl variations of pico-and nano-detrial particles (DAPI yellow particles, DYP) in the Ligurian Sea (NW Mediterranean). Aquat. Microb. Ecol. 9:267-277.
Naganuma T and S Miura. 1997. Abundance, production and viability of bacterioplankton in the Seto lsland Sea, Japan. J. Oceanogr. 53:435-442.
Park JS and BC Cho. 2002. Active heterotrophic nanoflagellates in the hypoxic water-column of the eutrophic Masan Bay, Korea. Mar. Ecol. Progr. Ser. 230:35-45.

상세보기
Poter KG and YS Feig. 1980. The use of DAPI for identifying and counting aquatic microflora. Limnol. Oceanogr. 25:943-948.

상세보기
Sherr BF and EB Sherr. 1988. Role of microbes in pelagic food webs: a revised concept. Limnol. Oceanogr. 33:1225-1227.

상세보기
Simon M, BC Cho and F Azam. 1992. Significance of bacterial biomass in lakes and the ocean: comparison to phytoplankton biomass and biogeochemical implications. Mar. Ecol. Prog. Ser. 86:103-110.

상세보기
Son JY, SJ Hwang and DS Kong. 2006. Temporal and spatial distribution of biomass and cell size of bacteria and protozoa in Lake Paldang and Kyungan Stream. Korea J. Limnol. 39:379-389.
Weisse T. 1991. The annual cycle of heterotrophic freshwater nanoflagellates: role of bottom-up versus top-down control. J. Plankton Res. 13:167-185.

상세보기
Yang EJ, JK Choi and JH Hyun. 2003. The study on the seasonal variation of microbial community in Kyeonggi Bay, Korea: I. bacteria and heterotrophic nanoflagellates. The Sea 8:44-57.

저자의 다른 논문 :

LOADING...

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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증