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강현진 (고려대학교) 김택승 (고려대학교) 이영행 (한국과학기술연구원) 이택준 (한국과학기술연구원) 한금석 (서울특별시 상수도연구원) 최영준 (서울특별시 상수도연구원) 박희등 (고려대학교)
저널정보
한국미생물학회 미생물학회지 미생물학회지 47권 3호
발행연도
2011.9
수록면
209 - 217 (9page)

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결론적으로 본 연구에서는 16S rRNA 유전자 기반의 454 pyrosequencing을 통해 혐기성 소화조에 존재하는 다양한 아케아를 규명할 수 있었으며, 지금까지 그 중요성이 잘 알려지지 않은 Methanococcales 목에 속하는 아케아가 소화조에 공통적으로 존재함을 확인할 수 있었다. 또한, 소화조의 운전조건은 아케아의 다양성과 군집구조를 결정하는데 영향을 미치는 중요한 인자라는 것을 알 수 있었다.
실규모 6개 혐기성 소화조를 대상으로 11개 소화 슬러지 시료를 채취해, 16S rRNA 유전자 기반의 454 pyrosequencing 을 이용하여 아케아 군집구조를 조사하였다. 아케아 16S rRNA 유전자 염기서열로부터 측정된 observed operational taxanomic units (OTUs)는 13-55 OTUs이었으며(3% cutoff), 이는 Chao1 richness estimate로 계산된 값의 29-89%에 해당 하였다. 소화조에는 메탄생성에 직접적으로 관련이 있다고 알려진 Methanomicrobiales, Methanobacteriales, Methanococcales, Methanosarcinales, Methanocellales 목에 속하는 아케아 뿐만 아니라, Thermoproteales, Thermoplasmatales, Desulfurococcales 목에 속하는 아케아도 함께 발견되었다. 이 중 수소를 기질로 해서 메탄을 생성한다고 알려진 Methanoacoccales가 전체 염기서열의 51.8-99.7%를 차지해 가장 많이 발견된 분류군으로 나타났다. Heat map 분석결과 각 시료들의 아케아 군집구조는 1개 시료를 제외한 나머지 10개 시료가 매우 비슷한 군집구조를 가지고 있었다(Pearson 상관지수=0.99). 또한, 아케아 군집구조와 환경변수들의 상관성을 분석한 canonical correspondence analysis를 통해 혐기성 소화조의 아케아 군집 구조에 영향을 미치는 중요 환경변수는 소화조의 온도와 총고형물 제거율임을 확인하였다. 모든 결과들을 종합해 볼 때 소화조의 운전조건은 아케아의 다양성과 군집구조를 결정하는데 영향을 미치는 중요한 인자라고 사료된다.
#Methanococcales #anaerobic digestion #archaea #methanogenesis #pyrosequencing

목차

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Angenent, L.T. / 2002 / Methanogenic population dynamics during startup of a full-scale anaerobic sequencing batch reactor treating swine waste / Water Res 36:4648~4654 google schola Cole, J.R / 2005 / The ribosomal database project (RDP-II): sequences and tools for highthroughput rRNA analysis / Nucleic Acids Res 33:D294~D296 google schola Collins, G / 2003 / Microbial community structure and methanogenic activity during start-up of psychrophilic anaerobic digesters treating synthetic industrial wastewaters / FEMS Microbiol. Ecol 46:159~170 google schola Cytryn, E / 2000 / Distribution and diversity of archaea corresponding to the limnological cycle of a hypersaline stratified lake (Solar Lake, Sinai, Egypt) / Appl. Environ. Microbiol 66:3269~3276 google schola Delbes, C / 2000 / Monitoring of activity dynamics of an anaerobic digester bacterial communityusing 16S rRNA polymerase chain reaction-single-strand conformation polymorphism analysis / Environ. Microbiol 2:506~515 google schola

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