황 산화를 통해 퍼클로레이트를 분해하는 미생물 군집 분석 (Analysis of a Sulfur-oxidizing Perchlorate-degrading Microbial Community)

서지정보

· 발행기관 : 한국생명과학회
· 수록지 정보 : 생명과학회지 / 26권 / 1호 / 68 ~ 74페이지
· 저자명 : 안영희, 김영화, 한경림, 황희재, 권혁준, 김예림, 김건우, 김희주, 손명화, 최영익, 성낙창

초록

퍼클로레이트(ClO4-)는 지표수 및 토양/지하수에서 검출되는 신규 오염물이다. 이전 연구에서 저렴한 원소 황(elemental sulfur, S0) 입자와 쉽게 구할 수 있는 활성슬러지를 이용하여 독립영양방식으로 ClO4-를 제거할 수 있다는 실험적 증거가 제시되었다. 또한 식종균으로서 농화배양 미생물을 사용했을 때 활성슬러지보다 제거효율과 시간면에서 우수한 결과를 나타내었다. 그래서 본 연구에서는 황을 산화하여 독립영양방식으로 ClO4-를 분해하는 농화배양 미생물 군집을 PCR-DGGE로 분석하였다. 이 농화배양 미생물은 초기농도가 약 120 mg ClO4-/l 일 때 7일 후 99.71% 이상의 ClO4- 제거 효율을 나타내었다. 농화배양 미생물과 그것의 식종균으로 부터 genomic DNA를 추출하여 16S rRNA 유전자의 PCR-DGGE 분석에 사용하였다. PCR-DGGE 분석결과 농화배양 미생물과 식종균 시료들이 다른 밴드패턴을 나타냄에 따라 이 두 시료의 군집조성이 다름을 확인하였다. 이는 농화배양되는 동안 식종된 미생물이 그 환경에 잘 생장하는 미생물로 군집조성이 변화한 것으로 여겨진다. 농화배양 미생물군집에는 β-Proteobacteria, Bacteroidetes, 그리고 Spirochaetes 강에 속하는 개체군들이 우점하는 것으로 나타났다. 향후 이 우점 개체군들의 순수분리와 더불어 황 산화를 통한 ClO4- 분해 환경에서 이들의 대사적 역할을 규명할 필요가 있다.

영어초록

Perchlorate (ClO4-) is an emerging pollutant detected in surface water, soil, and groundwater. Previous studies provided experimental evidence of autotrophic ClO4- removal with elemental sulfur (S0) particles and activated sludge, which are inexpensive and easily available, respectively. In addition, ClO4- removal efficiency was shown to increase when an enrichment culture was used as an inoculum instead of activated sludge. PCR-DGGE was employed in the present study to investigate the microbial community in the enrichment culture that removed ClO4- autotrophically. Microorganisms in the enrichment culture showed 99.71% or more ClO4- removal efficiency after a 7-day incubation when the initial concentration was approximately 120 mg ClO4-/l. Genomic DNA was isolated from the enriched culture and its inoculum (activated sludge), and used for PCR-DGGE analysis of 16S rRNA genes. Microbial compositions of the enrichment culture and the activated sludge were different, as determined by their different DGGE profiles. The difference in DGGE banding patterns suggests that environmental conditions of the enrichment culture caused a change in the microbial community composition of the inoculated activated sludge. Dominant DGGE bands in the enrichment culture sample were affiliated with the classes β-Proteobacteria, Bacteroidetes, and Spirochaetes. Further investigation is warranted to reveal the metabolic roles of the dominant populations in the ClO4- degradation process, along with their isolation.

참고자료

· 없음