| 초록 |
□ 연구개요 본 연구는 해양에서 일차생산을 담당하는 주요 식물플랑크톤과 이를 감염시키는 기생생물 모델시스템을 실내배양체로 확립하고, 확립된 모델시스템을 이용하여 (1) 기생생물의 감염으로 인해 식물플랑크톤이 배출하는 용존유기탄소(Dissolved Organic Carbon; DOC)의 정량적 기여를 규명하고, (2)인공생태계 기반 연구를 통해 기생생물의 감염으로 배출된 DOC와 미생물 생태계 반응에 대해 연구하여, 최종적으로 해양 탄소순환에서 지금까지 간과되었던 해양 기생생물의 기능과 역할에 대해 규명하였음 □ 연구 목표대비 연구결과 ❍ 한국 연안에서 적조를 유발하는 숙주생물 Akashiwo sanguinea와 이를 감염시키는 기생생물 Amoebophrya 모델시스템을 확립하였고, 모델시스템을 이용하여 다양한 최적의 대량배양조건을 탐색하였음 ❍ 기생생물 감염으로 인해 숙주생물의 사멸시 배출되는 용존유기탄소량을 측정하기 위해서 기존의 자연해수 기반 배지가 아닌 인공해수 배지를 이용하여 배양을 시도함. 연구 결과 인공해수 배지는 숙주생물의 성장에 유의한 영향을 미치지 않았지만, 인공해수에서 성장한 숙주생물에 기생하는 기생생물의 감염력 저하를 유발하여 지속적 감염능력을 상실하게 됨을 규명함 ❍ 기생생물 감염시 배출되는 용존유기탄소(Parasite-induced DOM, pDOM)는 해수중 박테리아의 생물량의 급격한 증가를 유발함 ❍ 광합성 숙주세포는 기생생물 감염으로 인해 세포 파괴와 동시에 용존유기탄소 뿐 아니라, 동화되지 못한 다량의 무기 영양염을 해수 중으로 배출함을 규명 ❍ 기생생물의 감염의 말기 단계에서는 숙주생물의 광합성 효율을 급격히 감소시켜 무기영양염의 동화율이 감소되는 것으로 판단됨 ❍ 기생생물 감염으로 발생한 pDOM 유입시 연안생태계의 박테리아 군집구조를 변화시킬 뿐 아니라 다양성을 증가시키는 것으로 나타남 ❍ pDOM 유입시 Flavobacteria와 Sphingobacteria그룹이 가장 민감하게 반응하여 상대적으로 크게 증가하였으나, 시간이 경과함에 따라 Cytophagia그룹이 증가함 ❍ 기생생물 감염을 통해 발생한 pDOM 용존유기탄소의 배출에 대한 정확한 분석을 위해 박테리아의 pDOM 흡수율에 대한 추가적인 연구가 필요함. □ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성) ❍ 해양 미생물생태계(Microbiome)의 반응연구를 위해 대량 염기서열 분석으로부터 생산된 대량의 유전자 염기서열 정보를 확보할 수 있으며, 이러한 유전자 정보의 데이터베이스화는 다수의 연계 학문분야에 기초 자료로 활용 가능함. ❍ 본 과제를 수행하면서 확보한 용존유기탄소에 반응하는 해양미생물 대량염기서열 자료는 향후 후속연구를 수행할 수 있는 기반 자료로 활용할 예정이며, 추가적인 자료 분석을 통해 연구 결과를 국제 저명학술지에 발표할 계획이며, 일부 자료는 다학제간 공동 연구를 수행할 수 있는 기초자료로 활용가능함 ❍ 해양 유용 자원으로써 개발가능성이 높은 미기록 해양 포식 기생생물의 생물 다양성을 규명하고 이들의 모델 시스템의 실내 배양체 확보는 관련된 연계 산업분야의 기술개발 활성화 및 고부가가치 해양 유용 생물의 산업화를 위한 기반을 구축 ❍ 현장 관측 및 해양 미세생물의 실내 배양체를 이용한 실내 실험 및 분석을 통해 기생생물 모델 시스템 확립과 유지 배양 기술에 대한 원천기술을 습득하고, 환경시료로부터 대량 염기서열분석 자료를 이용하여 메타지놈 분석에 대한 전문기술을 익히며, 숙련된 전문 연구 인력을 양성하여 배출함. (출처 : 연구결과 요약문 2p) |
