독도 주변의 해수에서 분리한 세균의 다양성과 군집구조 분석

김사열 ( Sa Youl Ghim ),성혜리 ( Hye Ri Sung ) 한국미생물생명공학회 ( 구 한국산업미생물학회 ) 2010 한국미생물·생명공학회지 Vol.38 No.3

독도 연안에 존재하는 배양 가능한 미생물의 다양성을 16SrRNA 분석으로 조사하였다. 동도 선착장 주변과 서도 숙소 부근을 중심으로 채취한 시료에서 163개의 해양 미생물을 분리하였다. 분리한 미생물 163종을 16S rRNA 염기서열의 분석을 이용하여 부분동정 할 수 있었다. 부분동정된 미생물은 gamma-proteobacteria(58%), alpha-proteobacteria (20%), bacteriodetes(16%) 계통이 대부분을 차지하고 있었고, 그 외에도 low G+C Gram positive bacteria와 epsilonproteobacteria가소수 동정 되었다. 염기서열이 분석된 미생 물들은 이전에 보고된 미생물들의 16S rRNA 유전자와 93.3%에서 100%의 유사도를 보이며 56속 94종으로 부분 동정되었다. 163종의 부분 동정된 미생물 중 36개의 분리 미생물이 새로운 종으로 분류될 후보군으로 추정되었다. 본 연구의 결과 독도연안 바닷물에는 proteobacteria와 bacteriodetes의 비율이 높게 나타났고, 미생물 다양성을 높게 유지하고 있었다. 이 다양한 미생물로부터 다양한 유용미생물 자원을 확보할 수 있고, 새로운 종으로 분류될 후보군 들은 추후 여러 생리생화학적 실험을 수행하여 새로운 종 또는 새로운 속으로 발표할 수 있을 것으로 판단된다. One hundred sixty three strains showing different colony morphological characteristics on different concentration of marine agar (MA) plates were isolated from ambient seawater near Dokdo island. Bacterial diversity and distributions were studied by phylogenetic analysis of the partial 16S rRNA gene sequences. One hundred sixty three strains were partially sequenced and analyzed phylogenetically. They were composed of 5 phyla, of which gamma-proteobacteria (58%), alpha-proteobacteria (20%), bacteriodetes (16%) were predominant. They were affiliated with 90 species. The 16S rRNA sequence similarity of the isolates was in 93.3 to 100 % range to reported sequence data. Thirty six isolates of among them were assumed to be novel species candidates based on similarity analysis of the 16S rRNA gene sequences. Overall, Proteobacteria and Bacteriodetes of the Dokdo coastal sea water showed a high diversity.

한국산업미생물학회 ; 1996년도 국제심포지움 및 춘계학술발표대회 프로그램 - 생명공학 신기술의 산업화 -

학회자료 한국미생물생명공학회 ( 구 한국산업미생물학회 ) 1996 한국미생물생명공학회 학술발표초록집 Vol.1996 No.1

영지(Ganoderma lucidum) 균사체의 액체배양에 의한 세포외 생물고분자의 생산조건과 특성

이신영,강태수 한국미생물생명공학회 ( 구 한국산업미생물학회 ) 1996 한국미생물·생명공학회지 Vol.24 No.1

새로운 생물산업소재의 탐색 및 개발연구의 일환으로 Ganoderma lucidum(영지1호) 균사체의 액체배양에 의하여 세포외 생물고분자의 생산을 위한 최적 생산조건을 검토하였고, 생성 생물고분자를 분획 정제하여 이의 성분특성을 조사하였다. 세포의 생물고분자 생산을 위한 최적 배양조건은 glucose 5%, yeast extract 0.5%, (NH_4)_2HPO_4 0.1% 및 KH_2PO_4 0.05%(w/v)를 함유한 배지에서 pH 5.0, 온도 30℃ 및 교반속도 100 rpm일 때 얻어졌다. 이들 조건하에서 7일간 플라스크 배양하였을 때, 최대의 균체 및 세포외 생물고분자 농도는 각각 15.2 및 18.8 g/l이었으며, 비생육속도, 비기질소비속도 및 비생산속도는 각각 0.039 hr^-1, 0.043 gg ^-1hr^-1이었다. 세포의 생물고분자는 실온의 물추출에 의하여 수용성 및 물불용성 다당류로 분획되었으며, 두 시료 모두 97% 이상의 당을 함유하였다. 수용성 생물고분자 분획(BWS)과 물불용성 분획(BWI)은 모두 glucose, galactose, mannose, xylose 및 fucose를 함유하였으며, 구성당의 몰비는 각각 3.6 : 1.5 : 2.1 : 0.5: trace 및 2.9 : 3.1 : 2.0 : 1.6 : 0.3이었다. For the screening and the development of the new bio-material, cultural conditions for the exo-biopolymer (EBP) production through the submerged cultivation of Ganoderma lucidum mycelium were investigated. Also, the fractionations and the purifications of the exo-biopolymer were carried out and the chemical compositions of the exo-biopolymer were examined. The optimal culture conditions for the exo-biopolymer production were pH 5.0, 30℃ and 100 rpm of agitation speed in the medium containing of 5% (w/v) glucose, 0.5% (w/v) yeast extract, 0.1% (w/v) (NH_4_)_2HPO_4, and 0.05% (w/v) KH_2PO_4. In the flask cultivation for 7 days under these conditions, the concentration of the maximum exo-biopolymer and the cell mass were 15.4 g/l and 18.8 g/l, respectively. The specific growth rate was 0.039 hr^-1. In addition, the substrate consumption rate, and the exo-biopolymer production rate were 0.043 gg ^-1hr^-1 and 0.025 gg ^-1hr^-1, respectively. The exo-biopolymer was fractionated into BWS (water soluble exo-biopolymer) and BWI (war insoluble exo-biopolymer) by the water insoluble exo-biopolymer) by the water extraction, and the sugar contents fo two fractions were higher than 97% (based on dry basis). The components sugar of BWS and BWI fractions were glucose, galactose, mannose, xylose, and fucose. Their molar ratios were 3.6:1.5:2.1:0.5: trace and 2.9:3.1:2.0:1.6:0.3, respectively.

북극 스발바르 군도 중앙로벤 빙하 해안 지역의 토양 시료 내 메타지놈 기반 미생물 군집 분석

석윤지 ( Yoon Ji Seok ),송은지 ( Eun Ji Song ),차인태 ( In Tae Cha ),이현진 ( Hyunjin Lee ),노성운 ( Seong Woon Roh ),정지영 ( Ji Young Jung ),이유경 ( Yoo Kyung Lee ),남영도 ( Young Do Nam ),서명지 ( Myung Ji Seo ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2016 한국미생물·생명공학회지 Vol.44 No.2

최근 빙하의 융해로 인해 빙하 해안 지역에 다양한 토양 미생물과 초목들이 드러나고 있다. 본 연구에서는 북극 스발바르 군도 중앙로벤 빙하 해안 지역으로부터 Ion Torrent Personal Genome Machine(PGM)을 활용한 메타지놈 분석을 통해 세균(bacteria), 고균(archaea), 및 진핵생물(eukaryotes)를 포함하는 다양한 미생물 군집을 분석하였다. 연구에 사용된 토양시료는 빙하 후퇴에 따른 토양의 노출 시기에 따라 2개 지역(ML4 및 ML7)으로부터 수집하였다. ML4 및 ML7 시료의 메타지놈 염기서열을 기반으로 총 2,798,108 및 1,691,859 reads가 각각 미생물 군집 분석에 활용되었다. Domain (계) 수준에서 미생물 군집의 상대 빈도를 분석한 결과 2개 시료 모두 세균(86-87%)이 높은 반면 고균과 진핵생물은 1% 미만으로 존재하는 것으로 나타났다. 또한 약 12%의 염기서열은 기존에 분류되지 않은(unclassified) 서열로 분석되었다. 세균의 경우 Proteobacteria(40.3% for ML4 and 43.3%for ML7)와 Actinobacteria(22.9% and 24.9%)가 우점하는 것으로 분석되었다. 고균의 경우에는 Euryarchaeota(84.4% and 81.1%)및 Crenarchaeota(10.6% and 13.1%), 그리고 진핵생물의 경우에는 Ascomycota(33.8% and 45.0%)가 우점하는 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 Ion Torrent PGM 플랫폼을 활용한 메타지놈 분석이 북극의 중앙로벤 빙하 해안 지역의 전체 미생물 군집 구조를 파악하는데 충분히 적용될 수 있을 것으로 사료된다. Recent succession of soil microorganisms and vegetation has occurred in the glacier foreland, because of glacier thawing. In this study, whole microbial communities, including bacteria, archaea, and eukaryotes, from the glacier foreland of Midtre Lovenbreen in Svalbard were analyzed by metagenome sequencing, using the Ion Torrent Personal Genome Machine (PGM) platform. Soil samples were collected from two research sites (ML4 and ML7), with different exposure times, from the ice. A total of 2,798,108 and 1,691,859 reads were utilized for microbial community analysis based on the metagenomic sequences of ML4 and ML7, respectively. The relative abundance of microbial communities at the domain level showed a high proportion of bacteria (about 86-87%), whereas archaeal and eukaryotic communities were poorly represented by less than 1%. The remaining 12% of the sequences were found to be unclassified. Predominant bacterial groups included Proteobacteria (40.3% from ML4 and 43.3% from ML7) and Actinobacteria (22.9% and 24.9%). Major groups of Archaea included Euryarchaeota (84.4% and 81.1%), followed by Crenarchaeota (10.6% and 13.1%). In the case of eukaryotes, both ML4 and ML7 samples showed Ascomycota (33.8% and 45.0%) as the major group. These findings suggest that metagenome analysis using the Ion Torrent PGM platform could be suitably applied to analyze whole microbial community structures, providing a basis for assessing the relative importance of predominant groups of bacterial, archaeal, and eukaryotic microbial communities in the Arctic glacier foreland of Midtre Lovenbreen, with high resolution.

Lactobacillus plantarum을 이용한 산양삼 추출물의 진세노사이드 Rg1 및 Rg5의 함량 증대

권훈주 ( Hun-joo Kwon ),조윤지 ( Yun-ji Cho ),김명동 ( Myoung-dong Kim ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2017 한국미생물·생명공학회지 Vol.45 No.4

발효식품으로부터 분리한 젖산균 중 α-rhamnosidase 효소활성을 보유한 젖산균 12점을 선별하였다. 효소활성이 우수한 Weissella confuse 1점, L. pentosus 1점과 효소활성이 우수하였던 4점의 L. plantarum 균주를 사용하여 진세노사이드 Rb1과 Re를 Rg1, Rg5로 각각 생물전환하였다. L.plantarum MBE/L2990 균주를 사용한 생물전환반응에서 Rg1과 Rg5의 함량이 각각 0.58 mg, 0.24 mg 가량 증가하였으며, 대조구로 사용한 L. plantarum KCTC21004 균주에 비해 약 56% 및 42% 우수한 생물전환 효율이었다. L. plantarum MBE/L2990 균주는 한국미생물자원센터에 KCTC18529P로 기탁하였다. Twelve lactic acid bacteria harboring α-rhamnosidase (EC 3.2.1.40) activity were isolated from traditional Korean foods. The 6 strains (Weissella confuse [n = 1], Lactobacillus pentosus [n = 1], and Lactobacillus plantarum [n = 4]) with the highest rhamnosidase activity were selected for bioconversion of an extract of wood-cultivated ginseng. The L. plantarum MBE/L2990 strain increased ginsenoside content (0.58 mg for Rg1 and 0.24 mg for Rg5) and showed higher bioconversion activity than the control strain L. plantarum KCTC21004 (56% and 42% increase for Rg1 and Rg5, respectively). L. plantarum MBE/L2990 was deposited at the Korean Collection for Type Cultures as Lactobacillus plantarum KCTC18529P.

한국 서해안에 서식하는 주황해변해면에서 분리된 해양세균 Microbulbifer sp.으로부터 생리활성물질 비올라세인의 규명

원남일 ( Nam-il Won ),이가은 ( Ga-eun Lee ),고기범 ( Keebeom Ko ),오동찬 ( Dong-chan Oh ),나양호 ( Yang Ho Na ),박진숙 ( Jin-sook Park ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2017 한국미생물·생명공학회지 Vol.45 No.2

오늘날 해양생물로부터 얻어진 미생물유래의 이차대사물질은 구조적, 생물학적으로 새로운 화합물의 주요한 자원이다. 그 중에서 해면동물과 미생물 관계는 생리활성 물질을 탐색하는데 가장 흥미있는 자원 중 하나로서 주목받아 왔다. 본 연구에서는 서해안 조간대에서 채집된 주황해변해면(Hymeniacidon sinapium)으로부터 분리된 세균 균주(Microbulbifer sp., 127CP-12)를 검토하였다. 배양된 세균은 자주색 색소를 생산하였으며, 색소생산의 최적 배양조건을 조사하였다. 최대 색소생산을 위한 미생물 배양조건은 25℃, pH 6.0, 3% NaCl임을 알 수 있었다. 추출용매는 에탄올과 메탄올에 비해 아세톤이 더 적절한 것으로 나타났다. 추출된 색소의 주요성분은 HLPC, NMR, MS, 그리고 UV 스펙트럼의 구조 분석을 통해 유용한 생리활성물질인 비올라세인으로 밝혀졌다. 본 연구는 해양미생물이 관여한 대사물질로부터 생리활성물질을 조사하는 연구기법을 서술함과 동시에 오늘날 변화하는 해양환경에서 해면동물과 미생물 관계의 생태학적 의의를 제시하고 있다. Microbial secondary metabolites of marine organisms are regarded as major sources of structurally and biologically novel compounds with numerous potential uses. Sponge-microbe associations are among the most interesting sources for exploring bioactive compounds. In this study, the bacterial strain Microbulbifer sp. (127CP7-12) was isolated from the Asian marine sponge Hymeniacidon sinapium collected at an inter-tidal zone on the west coast of Korea. Cultured bacteria produced a violet pigment, and optimal culture conditions for violet pigment production were investigated. Maximum production of the violet pigment from the strain culture was observed under the conditions of 25℃, pH 6.0, and 3% NaCl. Acetone provided better extraction of the pigment from fermented broth compared with ethanol and methanol. The proposed structure of the major component in the extracted crude pigment was determined via high-performance liquid chromatography, nuclear magnetic resonance, mass spectrometry, and UV spectra analyses, which showed that the metabolite was the promising bioactive compound violacein. This study describes the examination of marine bioactive materials from microbe-engaged metabolites and the ecological implica-tions of the sponge-microbe association in a changing ocean.

천일염 생산공정별 미생물 분포 조사 및 호염미생물 동정

나종민 ( Jong Min Na ),강민승 ( Min Seung Kang ),김진효 ( Jin Hyo Kim ),김영섭 ( Yong Xie Jin ),제정환 ( Jeong Hwan Je ),김정봉 ( Jung Bong Kim ),조영숙 ( Young Sook Cho ),김재현 ( Jae Hyun Kim ),김소영 ( So Young Kim ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2011 한국미생물·생명공학회지 Vol.39 No.2

우리나라 전남지역에서 생산되는 천일염의 생산공정별 미생물 분포 조사 및 배양 분리법을 이용하여 호염미생물을 분리하여 동정하는 것을 이번 연구의 목표로 삼았다. 천일염 시료는 생산지를 고려하여 육지 염전인 영광군 한 지역과 해안 염전 지역인 신안군 두 군데에서 생산공정별로 세분화하여 총 28개 분석시료를 수집하여 사용하였으며, 이들 시료를 십진 희석하여 4종류의 미생물 분리용 배지에 도말, 배양한 후 나타난 집락(colony)을 계수하였다. 그 결과 천일염 생산 공정 중 대장균 등의 식품 오염지표 미생물은 검출되지 않았지만, 저장수에서 증발지 단계로 진행되면서 1.1×103~1.8×105 CFU/g의 호염성 미생물들이 검출되었다. 그러나 이후 단계인 함수저장고, 결정지에서는 미생물 수가 점차적으로 감소되었으며, 소금저장소에 보관된 천일염 시료에서는 미생물이 전혀 검출되지 않았다. 이들 분리균들은 형태학적 특성에 따라 무작위로 62개 집락을 선정하여 분리하였다. 순수 분리된 미생물들은 PCR 기법을 통해 16S rRNA 유전자의 염기서열을 분석한 후, 기존에 보고된 미생물 유전자 database와 비교함으로써 12속의 천일염 유래 호염균들의 존재를 확인하였다. 이번 연구 결과 천일염 생산 단계에서 분리된 halophilic bacteria은 Halobacillus, Halomonas, Bacillus, Idiomarina, Marinobacter, Pseudoalteromonas, Vibrio, Salinivibrio, Virgibacillus, Alteromonas, Staphylococcus 및 un-known 등이다. In this study, we determined the changes in microbial numbers in solar salts according to the manufacturing process and storage duration. The salt samples were harvested from salt farms in Shinan (area 2) and Yeonggwang (area 1). They were serially diluted ten-fold and then placed on 4 kinds of cultivable media (mannitol salt agar, eosin methylene blue, plate count agar, and trypticase soy agar). After incubation, we obtained 62 halophilic isolates from the salt samples. Coliform and general bacteria were not detected in all salt samples. By 16S rRNA sequencing analysis, we found 12 kinds of halophilic bacteria belonging to the genera Halobacillus, Halomonas, Bacillus, Idiomarina, Marinobacter, Pseudoalteromonas, Vibrio, Salinivibrio, Virgibacillus, Alteromonas, Staphylococcus and some un-known stains. In our study, we discovered two novel species that have a 16S rDNA sequence similarity below 97%.

전해수 수세, 열풍건조 및 자외선 조사에 의한 미역의 미생물 감소 효과

박시우 ( Si Woo Bark ),김꽃봉우리 ( Koth Bong Woo Ri Kim ),김민지 ( Min Ji Kim ),강보경 ( Bo Kyeong Kang ),박원민 ( Won Min Pak ),김보람 ( Bo Ram Kim ),안나경 ( Na Kyung Ahn ),최연욱 ( Yeon Uk Choi ),조영제 ( Young Je Cho ),안동현 ( 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2015 한국미생물·생명공학회지 Vol.43 No.1

15% 전해수로 10분간 세척 후 증류수로 10분씩 5회 수세하여 48oC의 열풍 건조기에 UV 등을 설치하여 미생물의 변화를 확인하였다. 전해수 수세 후 생균수, 대장균군, 곰팡이수에서 모두 균이 검출되지 않았다. 하지만, 수세 후 열풍건조기를 이용하여 48oC에서 48시간 동안 열풍건조 시 미생물이 다시 검출됨을 확인하였고, 이에 열풍건조기 내에 UV 등을 설치하여, UV 조사 최적 시간을 확인하였다. 그 결과 UV조사를 12시간 이상 처리 시 미생물이 검출되지 않는 것으로 나타났다. 15% 전해수 수세 및 열풍건조 미역의 색도 결과, 전해수 수세구는 무처리구와 비교 시 황색도에서만 유의적인 감소를 보였으며, 수세 후 열풍건조 시 명도, 적색도 및황색도가 유의적으로 크게 증가하였다. 관능평가 결과, 색,향, 맛 및 전체적 호감도 항목에서 무처리구와 전해수 수세구간 유의적인 차이는 없었으나 전해수 처리시 미역의 비린맛 및 비린 향이 감소한다고 하였다. 또한 48oC, 48시간 열풍건조 동안 UV 0-48시간 조사 구간에서도 색, 향, 맛 및 전체적 호감도에서 유의적인 차이를 보이지 않았다. 결론적으로, 15% 전해수 수세 시 생미역의 미생물 증식을 효과적으로 제어할 수 있을 뿐만 아니라 미역의 비린 맛 및 비린 냄새를 줄여 관능적으로 나은 제품을 제조할 수 있었다. 전해수 수세 후 열풍건조 하는 동안 UV 조사를 12시간 실시할경우 열풍건조기를 통한 미생물 오염을 억제할 수 있어 전해수-열풍건조-UV 병행 처리 시 미생물 제어효과가 우수한 건미역을 생산할 수 있을 것으로 사료된다. This study was conducted to investigate the effects of electrolyzed water (EW) and hot-air-drying with ultraviolet light (UV) to reduce coliform bacteria of Undaria pinnatifida (UP). The UP was washed in the order of 15% EW, tap water (TW), and distilled water (DW) under following conditions: 15% EW for 10 min (washing: 1 time), TW for 1 min, and DW for 10 min (washing: 5 times). Viable cells, coliform, and mold counts were at 102-103 CFU/g in untreated samples. After EW treatment, viable cells, coliform, and molds were not detected in whole samples or on the surface of UP. But, after hot-air-drying at 48oC for 48 h, the number of viable cells, coliform, and molds were 101-105 CFU/g. After hot-air-drying at 48oC for 48 h with UV (12-48 h), viable cells, coliform, and molds were not detected in whole samples or on the surface of UP. In respect of color value, there were no significant changes. In sensory evaluation, the UP with hot-air-drying with UV (12 h) had the highest score in overall preference among UV treatment groups. These results suggest that the treatments at 15% EW for 10 min and hot-air-drying at 48oC for 48 h with UV (12 h) were effective to reduce coliform bacteria of the dried Undaria pinnatifida.

한국산업미생물학회 1998년도 국제심포지움 및 춘계학술발표대회 프로그램 - 유용 생리 활성 물질 탐색 및 균주육종 -

학회자료 한국미생물생명공학회 ( 구 한국산업미생물학회 ) 1998 한국미생물생명공학회 학술발표초록집 Vol.1998 No.1

고농도 염분폐수의 정화능이 우수한 기능성 미생물 커뮤니티의 군집 분석

이재원 ( Jae Won Lee ),김병혁 ( Byung Hyuk Kim ),박용석 ( Yong Seok Park ),송영채 ( Young Chae Song ),고성철 ( Sung Cheol Koh ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2014 한국미생물·생명공학회지 Vol.42 No.4

본 연구에서는 고염폐수의 정화능이 우수한 미생물 기능성 커뮤니티 HWTC (Highsalt Wastewater Treatment Community)를 이용한 고염폐수 처리시스템을 개발하였으며, HWTC의 미생물 군집의 다양성을 확인해 보았다. HWTC의 고염폐수 처리능력은 HRT 2.5일만에 CODcr 84%의 처리효율로 확인하였다. 미생물 군집분석은 PCR-DGGE기법과 16S rRNA gene clone library를 통하여 미생물 다양성을 확인하였다. 4%의 염농도의 폐수에서 우점하는 미생물은 Halomonas sp.와 Paenibacillus sp.로 나타났고, phylogenetic tree 분석을 통해 γ-proteobacteria 속하는 미생물의 다양성이 높게 나타났으며, firmicutes속 하는 미생물이 우점하고 있었다. 고염폐수를 처리할 수 있는 미생물 기능성 커뮤니티 HWTC를 이용하여, 고염의 폐수 정화를 가능하게 할 것으로 판단된다. In this study, a wastewater treatment system for hypersaline wastewater utilizing the Hypersaline Wastewater Treatment Community (HWTC) has been developed. The hypersaline wastewater treatment efficiency and microbial community of the HWTC were investigated. The average removal efficiencies of chemical oxygen demand were 84% in an HRT of 2.5 days. Microbial community analysis, by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) of PCR-amplified 16S rRNA gene fragments and 16S rRNA gene clone library, revealed community diversity. The 16S rRNA gene analysis of dominant microbial bacteria in 4% hypersaline wastewater confirmed the presence of Halomonas sp. and Paenibacillus sp. Phylogenetic analysis suggested that the taxonomic affiliation of the dominant species in the HWTC was γ-proteobacteria and firmicutes. These results indicate the possibility that an appropriate hypersaline wastewater treatment system can be designed using acclimated sludge with a halophilic community.