초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
최종목표: 유해 미세조류 발생/소멸기작 규명과 이를 기반으로 생태공학적 제어기술 개발
１단계： 환경/생물 융합정보기반 생물 다양성 분석 및 분리
２단계： 수생태계(생산자/소비자/분해자/환경) 상호작용 기반 생태공학적 유해 미세조류 제어기술 개발 및 현장적용
생명공학(Biotechnology), 정보(Informatics), 환경(Environment) 통합기술을 기반으로 담수-기수-해수의 유해 미세조류, 미생물　및 바이러스를 분리하고 이들 간의 상호작용을 분석하고, 유해 미세조류 발생/

□ 연구의 목적 및 내용
최종목표: 유해 미세조류 발생/소멸기작 규명과 이를 기반으로 생태공학적 제어기술 개발
１단계： 환경/생물 융합정보기반 생물 다양성 분석 및 분리
２단계： 수생태계(생산자/소비자/분해자/환경) 상호작용 기반 생태공학적 유해 미세조류 제어기술 개발 및 현장적용
생명공학(Biotechnology), 정보(Informatics), 환경(Environment) 통합기술을 기반으로 담수-기수-해수의 유해 미세조류, 미생물　및 바이러스를 분리하고 이들 간의 상호작용을 분석하고, 유해 미세조류 발생/소멸 예측 모델을 도출하며, 이를 기반으로 한 실증 규모의 현장적용 기술을 개발함.

1) 담수-기수-해수 수질분석 및 모델링
● 이화학적, 생물학적 수질인자 분석을 통한 유해 미세조류 발생/소멸기작 연구
● 유해 미세조류 발생 예측모델 개발 및 검증
2) 유해 미세조류-미세조류, 미생물,　바이러스 간 상호작용 분석 및 생물 분리
● 생물 다양성/메타게놈 분석 및 상호작용 네트워크 분석
3) 유해 미세조류, 미생물,　바이러스 공배양 및 오믹스 분석을 통한 상호 작용 규명
● 오믹스 및 생태 통합 정보 기반 상호작용 네트워크 구축
● 조류, 미생물, 바이러스에 의한 유해 미세조류 대발생/소멸 기작 규명
● 유해 미세조류 유래 독소 검출 및 신규독소 규명
4) 수생태계 정보 및 원격탐사 자료를 이용한 생태공학적 유해 미세조류 제어기술 개발
● 유해 미세조류-미세조류, 미생물,　바이러스 간 상호작용 기반 제어기술 개발
● 담수, 기수, 해수 모델 구축 및 통합 모텔 기반 유해 미세조류 제어기술 개발
5) Mesocosm 연구를 통한 유해 미세조류 제어기술 실증
● 생태계 위해성, 경제성 분석 등 평가

□ 연구개발성과
● 유해 미세조류 10종 분리 배양 및 기탁 완료
● 살조미생물 4종, 박테리오파지 3종 기탁 완료 및 특허 4건 등록 완료
● 생태정보통합시스템 구축 및 수역별 예측모델 5건
● 미세조류 제어기술의 대발생 경보 발령 기준 60% 이하 저감
● 특허 다수 등록 완료(국내 등록 11건)
● SCI 논문 80편 이상(상위 10% 이내 11편 이상 포함)

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
● 연속적인 환경/생물/생태통합정보시스템은 담수, 기수, 해수를 잇는 가교 역할을 함
● 연안 및 호소지역의 청정화, 수산피해 최소화, 안전한 음용수 제공
● 분리된 살조미생물 및 바이러스로 효과가 뛰어난 신개념 친환경 살포제 활용
● 국민 보건의 사회적 불안감을 해소하고 독화 수산물이라는 불신감/혐오감을 사라지게 하여 국민의 건강과 직결되는 의료복지를 증강시킴.
● 해양 인공생태계 시설 인프라를 이용한 생태교육장 및 다양한 생태계 위해성 평가 시설로 확대 적용

(출처 : 요약문 5p)

Abstract ▼

□ Purpose
Final goal: Study on the outbreak/decomposition mechanisms of harmful microalgal blooms and technology development for their ecological control
Stage 1: Biodiversity analysis and microbial isolations based on environmental/biological integrated OMICs techniques
Stage 2: Ecological

□ Purpose
Final goal: Study on the outbreak/decomposition mechanisms of harmful microalgal blooms and technology development for their ecological control
Stage 1: Biodiversity analysis and microbial isolations based on environmental/biological integrated OMICs techniques
Stage 2: Ecological engineering technology development and on-site application of harmful algal control based on aquatic ecosystem (producer / consumer / decomposer / environment) food chain & associated interactions
Harmful microalgae, microbes, and virus isolation from waters (freshwater, estuary, and seawater) and investigation of their interaction mechanisms based on integrated technologies (biotechnology, informatics, and environment technology).
On-site application of the technology developed based on newly derived predictive models for outbreak/decomposition mechanisms of harmful microalgae.

□ Contents
○ Water quality (Freshwater/estuary/seawater) analysis and modeling
● Harmful microalgae outbreak/ decomposition mechanism investigation based on analysis of physical/chemical/biological water quality parameters
● Development and inspection of harmful microalgae outbreak predictive models
○ Interaction between harmful microalgae and microalgae, microbes, and virus as well as microbial isolations
● Biological diversity and metagenome analysis and their interaction network analysis
○ Harmful microalgae, microbes, virus interaction mechanism based on co-culture and omic techniques
● Interaction network construction based on omic and bioinformatic technique
● Outbreak/ decomposition mechanisms of harmful algal bloom by algae, microbes, and virus
● Harmful algal derived biotoxin detection and novel biotoxin investigation
○ Ecological engineering technology development based on aquatic ecosystem information and remote sensing data
● Harmful algae control based on interaction between harmful microalgae and other microalgae, microbes, and virus
● Freshwater/estuary/seawater modeling system construction and harmful algae control based on this system
○ Harmful microalgae control inspection based on mesocosm study
● Ecosystem risk assessment, economic analysis, etc.

□ Development results
● Isolation and deposit of harmful microalgae (10 species)
● Deposit of 4 algicidal microbes, 3 bacteriophage and registration of 4 patent
● Ecoinfomatic system construction and 5 predictive model development in different waters
● 60% reduction of algae outbreak warning criteria
● Many patent registration (11 domestic patents)
● Publish 80 papers in SCI journals (at least publish 11 papers in top 10% journals)

□ Expected Contribution
○ Environmental/biological data collected from freshwater, estuary, and seawater linking key HAB infested ecosystems and therefore common threads in interaction mechanism
● Our results could be used for remediation of lakes, rivers, coastal waters, minimization of damage on fisheries, provision of safe drinking water by control harmful algal blooms.
● Our results could relieve social anxiety of public health, eliminate distrust and disgust from unhealthy fisheries, and reinstate ecosystem services which are directly related to the public health.
● The isolated algicidal microbes and viruses could be the sources of the eco-friendly algicidal agents.
● The new separated biotoxin could be the good research source in the future.

(source : SUMMARY 7p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 9
• 목차 ... 10
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 11
• 1-1. 연구개발의 필요성 ... 11
• 2. 연구개발수행 내용 및 성과 ... 15
• 2-1. 연구범위 및 연구수행 방법 ... 15
• 2-2. 연구수행 내용 및 결과 ... 29
• 3. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 261
• 3-1. 목표 ... 261
• 3-2. 목표 달성여부 ... 261
• 3-3. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 263
• 3-4. 관련분야의 기술 발전에의 기여도 ... 265
• 4. 연구개발결과의 활용계획 ... 267
• 4-1. 연구개발 결과의 활용방안 ... 267
• 붙임. 참고문헌 ... 269
• 끝페이지 ... 277