초록 ▼

[슬러지 혐기소화 QPCR 응용 기술 개발 및 검증]
- 혐기소화 산생성균, 메탄생성균 대상 QPCR primer-probe set 16종 개발
- QPCR 응용 기술 확립(specificity test, 검량곡선 작성, 11종류의 반응기에 적용)
- 산생성균 2종의 최적생장조건 도출
- 아세트산이용 메탄생성균의 저해물질 반응도 산출
- 실험실규모 슬러지 반응기 운전을 통한 슬러지 혐기소화 우점미생물 분석(PCR-DGGE)
- 실험실규모 슬러지 반응기 운전을 통한 population dynamics

[슬러지 혐기소화 QPCR 응용 기술 개발 및 검증]
- 혐기소화 산생성균, 메탄생성균 대상 QPCR primer-probe set 16종 개발
- QPCR 응용 기술 확립(specificity test, 검량곡선 작성, 11종류의 반응기에 적용)
- 산생성균 2종의 최적생장조건 도출
- 아세트산이용 메탄생성균의 저해물질 반응도 산출
- 실험실규모 슬러지 반응기 운전을 통한 슬러지 혐기소화 우점미생물 분석(PCR-DGGE)
- 실험실규모 슬러지 반응기 운전을 통한 population dynamics 및 생장역학계수 산출
- 실규모 혐기소화조의 DNA 확보방법 개발 및 19회 월별 모니터링
- 실규모 혐기소화조의 우점 메탄생성균 분석(PCR-DGGE)
- 실규모 혐기소화조의 population dynamics 및 다변량 통계 분석
- 안전계수 산출 및 운전 guideline 제시

Abstract ▼

This research was performed as the following logical procedure.
1. The development of primer-probe sets to detect anaerobic microorganisms specific to 16S rRNA gene or functional genes
2. Population dynamics and biokinetic evaluation of anaerobic microorganisms involved in anaerobic sludge dig

This research was performed as the following logical procedure.
1. The development of primer-probe sets to detect anaerobic microorganisms specific to 16S rRNA gene or functional genes
2. Population dynamics and biokinetic evaluation of anaerobic microorganisms involved in anaerobic sludge digestion
3. Monthly monitoring of Pohang full-scale sludge digestion reactor and population dynamics with comparison to process parameters

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...3
• 보고서 초록...4
• 요약문...5
• SUMMARY...10
• CONTENTS...15
• 목차...18
• 그림목차...21
• 표목차...25
• 제1장 연구개발과제의 개요...27
• 제1절 연구개발의 필요성...27
• 제2절 연구개발의 목적...33
• 제3절 연구개발의 범위...37
• 제4절 문헌조사...37
• 1. 생물환경과 분자생물학의 접목...38
• 가. 분자생물학 응용의 필요성...38
• 나. 16S rRNA gene library 제작을 통한 미생물 군집의 정성분석...39
• 다. PCR-DGGE 기술을 이용한 미생물 군집의 정성분석...42
• 라. QPCR을 이용한 미생물 군집의 정량분석...42
• 2. 혐기소화 각 단계의 주요 미생물...45
• 가. 산생성단계...45
• 나. 메탄생성단계...49
• 제2장 국내외기술개발 현황...51
• 제1절 국외의 기술개발 현황...51
• 제2절 국내의 기술개발 현황...52
• 제3절 국내.외 유사기술과의 차별성...53
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...55
• 제1절 QPCR을 이용한 혐기소화 미생물 정량법 개발...55
• 1. 메탄생성균...55
• 가. 메탄생성균의 primer-probe set 제작...55
• 나. 표준균주 DNA의 확보...59
• 다. Specificity 평가...59
• 라. QPCR 응용조건의 최적화 및 검량곡선 작성...69
• 2. 산생성균 및 functional gene...69
• 가. 산생성균의 primer-probe set 제작...69
• 나. 표준균주 DNA의 확보...75
• 다. Specificity 평가...76
• 라. QPCR 응용조건의 최적화 및 검량곡선 작성...79
• 제2절 여러 가지 유기성 기질을 이용한 반응기에서 QPCR 응용 연구...86
• 1. 개요...86
• 2. 산생성균 연구를 위한 3가지 회분식 반응기...87
• 가. Glucose 기질의 회분식 반응기...87
• 나. Whey permeate 기질의 회분식 반응기...89
• 다. Sludge fluid 기질의 회분식 반응기...96
• 라. PCR-DGGE 기술을 통한 산생성균 군집의 정성분석...101
• 3. 메탄생성균 QPCR 기술 적용을 위한 7가지 혐기 반응기...111
• 가. 3가지 서로 다른 기질의 회분식 반응기...111
• 나. 4가지 서로 다른 기질의 연속식 반응기...114
• 제3절 산생성균 단배양 최적화 및 메탄생성균 저해물질 반응도 연구...131
• 1. 개요...131
• 2. 산생성균 단배양 최적화 연구...131
• 가. Bioscreen-C를 이용한 산생성균의 단배양...131
• 나. RSA를 이용한 단배양 최적화...133
• 3. 메탄생성균 저해물질 반응도 연구...142
• 가. 아세트산 이용 메탄생성균의 주요 저해물질 선정...142
• 나. RSA를 이용한 저해물질 반응도 연구...145
• 제4절 슬러지 기질을 이용한 반응기에서 QPCR 응용 연구...150
• 1. 개요...150
• 2. 슬러지 회분식 반응기의 운전 결과...155
• 가. 반응기 운전 및 공정 parameters...155
• 나. PCR-DGGE를 이용한 혐기미생물 군집의 정성분석...161
• 다. QPCR을 응용한 population dynamics...174
• 라. Biokinetic study...179
• 3. 슬러지 연속식 반응기의 운전 결과...184
• 가. 4가지 서로 다른 HRT 운전 결과...184
• 나. QPCR을 응용한 population dynamics...190
• 다. Biokinetic study...196
• 제5절 실규모 슬러지 혐기소화조에서 QPCR 응용 연구...200
• 1. 개요...200
• 2. 실규모 혐기소화조 월별 모니터링...200
• 가. 월별 모니터링...200
• 나. Environmental DNA의 확보...202
• 3. 실규모 혐기소화조 혐기미생물의 정성분석...202
• 가. 산생성균의 16S rRNA gene library 제작...202
• 나. 메탄생성균의 16S rRNA gene library 제작...213
• 다. PCR-DGGE를 이용한 메탄생성균 군집의 정성분석...214
• 4. QPCR을 응용한 실규모 혐기소화조 혐기미생물의 정량분석...221
• 5. 공정 parameter와 미생물 군집 구조의 다변량 통계 분석...224
• 가. 다변량 통계 분석법(CCA)...224
• 나. 실규모 혐기소화조의 다변량 통계 분석...225
• 다. 결론...228
• 제6절 슬러지 혐기소화조 운전조건 guideline 제시...229
• 제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도...231
• 제1절 목표 달성도...231
• 제2절 관련분야에의 기여도...234
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...235
• 제1절 추가연구의 필요성...235
• 제2절 연구개발 성과의 사업화 가능성...235
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...237
• 제7장 참고문헌...239