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[학술저널]

16S rRNA 유전자 분석을 이용한 지표수-지하수 혼합구간에 서식하는 배양성 세균의 다양성

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16S rRNA 유전자 분석을 이용한 지표수-지하수 혼합구간에 서식하는 배양성 세균의 다양성

Culturable bacteria diversity in surface water–groundwater exchange zones by 16S rRNA gene analysis

김희정(서울대학교) 이진영(단국대학교) 이강근(서울대학교)

DOI : 10.14770/jgsk.2019.55.2.237

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초록

본 연구에서는 강원도 양구군 해안면에서 채취한 지표수, 지하수-지표수 혼합구간(hyporheic zones) 및 지하수 시료에 서식하는 배양성 미생물을 확인하기 위해 16S rRNA 유전자 PCR 방법을 사용하여 동정하는 실험을 진행하였다. 배양성 미생물의 세균수를 측정한 결과, 지표수-지하수 혼합구간에서 2.5×105 CFU/ml로 지표수와 지하수에 비해 10배 이상의 세균수가 확인되었다. 또한 호기성, 혐기성 미생물을 분리하여 세균수를 측정한 결과에서도 혐기성 세균보다 호기성 세균이 10-100배 더 많이 확인 되었다. 16S rRNA 유전자 염기서열 분석을 통한 동정 결과 혼합구간 호기성 세균 40개 속, 혐기성 세균 21개 속으로 동정 되었으며, 호기성 세균은 속 수준에서 Pseudomonas 속이 약 29.3%로 우점하였고, Flavobacterium 속이 약 15.3%로 차우점 하였다. 지표수, 지하수에서 분리된 속을 제외하고, 혼합구간에서만 나타난 속은 총 호기성 31개, 혐기성 16개 속으로 확인되었다. 지표수-지하수 혼합구간 시료에서 Pyrosequencing 방법으로 획득한 메타지노믹 자료와 본 연구를 통해 획득한 배양성 미생물과 비교분석 하면 혼합구간에 서식하는 미생물들의 생리적인 특성 및 기능과 역할에 대해 보다 명확한 기초 자료를 제공할 수 있을 것이며 보다 정량적인 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 여겨진다.

This study identified 16S rRNA genes using PCR to find out culturable microorganisms living in the samples of surface water, surface water-groundwater exchange zones (hyporheic zones), ground water collected in the Haean bain, Yanggu-gun, Gangwon-do. Bacterial count of culturable microorganisms was 2.5×105 CFU/ml in the hyporheic water, which was over 10 times higher than those in the surface water and the ground water. Moreover, measurements of bacterial counts by separation into aerobic and anaerobic microorganisms found 10-100 times more aerobic bacteria than anaerobic bacteria. Identification through sequencing of 16S rRNA gene resulted in 40 genera of aerobic bacteria and 21 genera of anaerobic bacteria in the hyporheic water. Of the aerobic bacteria, the Pseudomonas genus was most dominant with about 29.3% in proportion, followed by the Flavobacterium genus with about 15.3%. Excluding genera separated from the surface water and the ground water, a total of 31 aerobic genera and 16 anaerobic genera were identified in the hyporheic water. It is expected that a comparative analysis between metagenomics data obtained from samples in the hyporheic water by pyrosequencing and culturable microorganisms of the present study should be able to provide more solid fundamental data on physiological characteristics and roles of microorganisms living in hyporheic zones and would enable to conduct more quantitative study.

목차

요약
ABSTRACT
1. 서론
2. 연구 방법
3. 결과 및 고찰
4. 결론
REFERENCES

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