초록 ▼

4. 연구결과
가. 자생 식물 및 동물 자원 확보
- 메틸아민 등 악취 제거 미생물 발굴을 위해 제주도 수산저수지의 생활폐수가 배출되는 부근 토양, 신경독성 물질인 IDPN을 분해하는 미생물 발굴을 위해 산업단지내 폐수처리공정의 수채·슬러지 그리고 수도권매립지 토양·슬러지 시료 확보

나. 오염환경 서식 원핵생물의 종 풍부도와 군집구성 특성
1) 산업단지내 폐수처리공정의 수채·슬러지 환경의 종 다양성과 특성
가) NGS 시퀀싱 결과 전체 시료에서 원핵생물 44문， 850속, 1,330종이 확인되었고,

4. 연구결과
가. 자생 식물 및 동물 자원 확보
- 메틸아민 등 악취 제거 미생물 발굴을 위해 제주도 수산저수지의 생활폐수가 배출되는 부근 토양, 신경독성 물질인 IDPN을 분해하는 미생물 발굴을 위해 산업단지내 폐수처리공정의 수채·슬러지 그리고 수도권매립지 토양·슬러지 시료 확보

나. 오염환경 서식 원핵생물의 종 풍부도와 군집구성 특성
1) 산업단지내 폐수처리공정의 수채·슬러지 환경의 종 다양성과 특성
가) NGS 시퀀싱 결과 전체 시료에서 원핵생물 44문， 850속, 1,330종이 확인되었고, 종 수준의 계통형은 시료별로 594종에서 691종으로 나타남
나) 다양한 화학물질로 오염된 생물체가 살기 어려운 극한 환경에서도 최대 691종의 원핵생물이 서식 가능성이 확인되어 생물자원으로서 잠재적 가치가 높은 종들이 살고 있을 것으로 추정됨
다) 미배양 속인 JF828734_g가 14%에서 30%까지 높은 비율로 우점하고 있으며, CBTK_g가 4%~9%, Saprospiraceae_uc가 4%~18%, AY548932_g가 4%의 비율로 구성되며， Thauera 속이 2%~6%, Anaerovorax 속이 2~3%로 구성되어 있음
라) Thauera는 폐수 중의 질소 제거에 관여하며 , Anaeroνorax는 부패 음식의 악취를 줄이는 것으로 알려져 있음

2) 수도권매립지 토양의 종 다양성과 특성
가) NGS 시퀀싱 결과 전체 시료에서 원핵생물 49문， 1,888속， 5,189종이 확인되었고, 종 수준의 계통형은 시료별로 2,606종에서 2,989종으로 나타남
나) 월등한 비율로 차지하는 우점 속온 없으나 일반 토양에서 발견하기 힘든 Sphingomonas(최대 8 %), Hydrogenispora(최대 5%), Methylobacter(최대 4%), Arthrobacter(최대 4%), Lysobacter(최대 4%) 등의 구성 비율이 상대적으로 높게 나타남
다) Sphingomonas는 생분해 · 합성 능력으로 생명공학기술에 이용되며， Hydrogenispora는 다양한 당 발효에, Methylobacter는 메탄산화， Arthrobacter는 아미노산 생산， Lysobacter논 식물병 억제의 능력이 있는 것으로 알려져 있음

3) 수도권매립지 슬러지의 종 다양성과 특성
가) NGS 시퀀싱 결과 전체 시료에서 원핵생물 56문， 1,909속， 4,716종이 확인되었고, 종 수준의 계통형은 시료별로 2,546종에서 2,612종으로 나타남
나) 일반적인 토양환경에서 발견하기 힘든 속인 Atopostipes(최대 16%), 미배양 속인 Tissierellaceae_uc(최대 13%), 미배양 속인 EF559154_g(최대 12%), Megasphaera(최대 10%), Prevotella(최대 6%) 등의 구성 비율이 상대적으로 높게 나타남
다) 주방, 화장실 등의 슬러지 중 매립을 위한 전처리 전의 시료에서 질병과 관련 있는 Megasphaera， Prevotella의 구성 비율이 상대적으로 높게 나타남
라) 특히, 슬러지는 매립 전의 시료로 오염 환경에 특이적인 미생물의 발생기간이 짧아 다른 시료에 보다 유용 미생물의 구성비율이 낮을 것으로 판단됨

다. 오염환경에서 배양체 17주 확보
1) Microbacterium sp. nov. 등 수산저수지 2종, 수도권매립지 2종의 신종후보 4종 및 미기록종 후보 8종을 포함한 원핵생물 배양체 17주 확보
2) 폐수처리조에서는 Paracoccus 속의 원핵생물들이 다수 분리되었고, 질화 및 탈질을 수행하는 종이 포함된 속으로 시료의 환경 특성에 따라 발생한 것으로 추정되며， NGS 결과에서도 해당 속은 1% 때의 비율로 구성되는 것이 확인됨

라. 기능성 균주 발굴을 위한 분석결과
1) IDPN 이 포함된 배지에서 분리된 균주 중 고농도(약 100,000 mg/L)의 IDPN에 내성이 있고, 1,000 mg/L를 약 80% 이상 생분해 할 것으로 예상되는 폐수처리조에서 분리한 균주확인
2) 수도권매립지에서 분리된 균주가 주요 악취물질 중 하나인 메틸아민을 분해하여 암모니아를 발생하는 것을 확인하였으며, 추가 시험을 통하여 악취제거 미생물로서의 가능성을 확인할 필요가 있음

(출처 : 요약문 5p)

Abstract ▼

Microorganisms are now widely used as key elements of the biotechnology industry and can become core resources of the era of competition for biological resources between countries, along with the entry into force of the Nagoya Protocol, due to unlimited potential values widely utilized as key elemen

Microorganisms are now widely used as key elements of the biotechnology industry and can become core resources of the era of competition for biological resources between countries, along with the entry into force of the Nagoya Protocol, due to unlimited potential values widely utilized as key elements. Therefore, it is necessary to provide national strategic technology to secure national biological resources through research to systematically explore, preserve and utilize environmental microorganisms. Special mechanisms for the development of new microorganisms and new biological processes that adaptand survive in environments contaminated with environmental hazards suchas organic compounds, one of the extreme environments, provide new microorganisms in taxonomics and advanced chemistry, and in industrial aspects. Namely, microorganisms living in response to the contaminated environment can be utilized in various fields, their infinite potential value is very large, and the sovereignty of biological resources can be secured depending on who first digs and resources of useful microorganisms. In order to secure the information on the community of prokaryotic organismsliving in the contaminated environment and to discover useful microorganisms, the environment in which waste water flows, and the industrial environment in which toxic substances are generated were investigated. A cluster of prokaryotes has secured information on prokaryotes by environment at a geneticlevel using the Next Generation Sequence Analysis, which can be analyzed up to the species level. In addition, prokaryotes that are believed to be capable of dissolving the neurotoxic substances and odour substances of amines were separated from the contaminated environment, and the purpose was toensure the utilization of the biological resources. Since most microbial resourcesare assumed to exist in the natural world without being unearthed, the investigation and securing of these undiscovered microbes is essential for the future competitiveness of the national biological industry. In this respect, extreme microorganisms are expected to present the potential for very large commercialization and industrialization. Therefore, we hope that the project will help establish a system for exploring and excavating microorganisms that inhabit the contaminated environment.

(출처 : Abstract 13p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 5
• 목차 ... 8
• 표목차 ... 10
• 그림목차 ... 11
• Abstract ... 13
• Ⅰ. 서론 ... 15
• Ⅱ. 연구방법 ... 17
• 1. 조사 지역 및 시료 채취 ... 17
• 가. 조사 지역 ... 17
• 나. 시료 채취 ... 17
• 2. NGS를 이용한 원핵생물 군집 분석 ... 17
• 가. Genomic DNA 추출 ... 17
• 나. 원핵생물 군집분석 ... 17
• 3. 오염환경에 자생하는 원핵생물 배양체 확보 ... 20
• 가. 균주 배양 및 분리 ... 20
• 나. 균주 동정 ... 20
• 다. 신종 후보종과 미기록종 후보종의 기준 ... 21
• 4. 기능성 균주 발굴을 위한 특성 시험 ... 22
• 가. IDPN 내성 및 분해능 시험 ... 22
• 나. 메틸아민 분해능 시험 ... 22
• Ⅲ. 연구결과 ... 23
• 1. 오염환경에 서식하는 원핵생물 군집 구성 ... 23
• 가. 원핵생물의 종(種) 풍부도와 다양성 ... 23
• 나. 계통분류학적 정보에 기초한 시료 간 계층구조 클러스터링 분석 ... 25
• 다. 오염환경별 원핵생물 군집 비교 ... 26
• 2. 오염환경에서 분리된 원핵생물 배양체 ... 49
• 3. 기능성 균주의 발굴 및 특성 ... 58
• 가. IDPN(3,3’- Iminodipropionitrile) 내성 및 분해 균주 ... 58
• 나. 메틸아민 분해 균주 ... 59
• Ⅳ. 고찰 ... 63
• 1. 연구 목적 및 범위 ... 63
• 2. 오염환경에 서식하는 원핵생물 군집 구성 ... 63
• 3. 오염환경에서 분리된 원핵생물 배양체 ... 66
• 4. IDPN(3,3’- Iminodipropionitrile) 내성 및 분해 균주 ... 66
• 5. 메틸아민 분해 균주 ... 66
• V. 결론 ... 68
• 1. 오염환경에 서식하는 원핵생물 군집 구성 ... 68
• 가. 원핵생물의 종(種) 풍부도와 다양성 ... 68
• 나. 계통분류학적 정보에 기초한 시료 간 계층구조 클러스터링 분석 ... 68
• 다. 오염환경별 원핵생물 군집 비교 ... 68
• 2. 오염환경에서 분리된 원핵생물 배양체 ... 71
• 3. 기능성 균주의 발굴 및 특성 ... 71
• 가. IDPN(3,3’- Iminodipropionitrile) 내성 및 분해 균주 ... 71
• 나. 메틸아민 분해 균주 ... 72
• VI. 참고문헌 ... 73
• 부록1. 배양체 배양조건 및 염기서열 정보 ... 75
• 끝페이지 ... 91