| 초록 |
IV 연구개발 결과 □ 정성적 연구성과 1. 유용 생명자원 확보 및 특성 분석 ○ 신규 화학무기독립영양 해양미생물자원 확보 - 대양 및 연안 등 다양한 해양환경으로부터 10주의 신규 화학무기독립영양 미생물자원 확보 - Sulfur oxidizing bacteria (SOB) 3주, sulfate-reducing bacteria (SRB) 1주, acetogen 3주, methanogen 2주, Sphaerochaeta 1주 등을 포함하며 계통분류학적으로 다양한 그룹에 위치함. ○ 고염 성장 미생물 분리 - 고염농축수, 젓갈류(오징어/낙지/꼴뚜기 젓갈), 김치 및 제주연안에서 수집한 생물시료, 제주 암반 (지하 110m 해수층) 등으로부터 58종의 고염 성장 미생물 분리 및 분자동정 ○ 화학무기독립영양미생물 3종의 가스전환 특성 비교 - 고온성 세균인 Moorella thermoacetica CLWD1, Terrisporobacter mayombi HAWD5와 중온성 세균인 Clostridium sp. AWRP의 가스전환속도 비교 - 가스전환 속도와 산물의 양을 비교하여 AWRP strain을 모델 미생물로 선정 2. 비광합성 해양·극한 미생물 기반 가스전환 플랫폼 구축 및 활용기술 개발 ○ 화학무기독립영양 미생물을 활용한 가스전환 기술 개발 - 해양과기원 분리/보유 균주인 Clostridium sp. AWRP의 배지 개선을 통해 가스전환/산물 생산 개선 - 가스전환 반응기 운전 조건(가스공급, ORP 모니터링, 교반 등) 개선을 통해 최대 균체량 OD<sub>600</sub> ~ 5.0 수준으로 확보 - 일산화탄소로부터 약 9 g/L의 에탄올(Clostridium sp. AWRP 이용), 이산화탄소로부터 약 20 g/L의 아세트산(Acetobacterium woodii 이용) 생산 - 향후 균주 개량을 위한 유전자 조작 toolbox 구축 및 개량 균주 1주 제작 3. 농축 고염분수 활용 기능성 해양생물원료 대량생산 및 산업소재 개발 ○ 고염 조건하에 미세조류 배양 연구 (10ml, 2L, 1ton 급 배양) - 고염분수를 활용한 미세조류 3종(Tetraselmis sp.. Dunaliella salina, Spirulina maxima)의 배양 연구 - 고염분수에서 Tetraselmis sp.와 Dunaliella salina의 각각 44.5g/m2/d, 46.3g/m2/d 생산성 달성 - 미세조류-미생물 하이브리드 배양: 미세조류 배양액 내 탄소원으로 미생물이 바이오에탄올 생산시 생산되는 이산화탄소를 공급한 실험군의 미세조류 최대성장치가 1.66배 및 2.17배 더 높게 나타남. ○ 고염 배양 해양생물의 기능성 탐색 - 고염에서 배양된 Tetraselmis sp.의 열수추출물에서 항산화 활성이 농도의존적으로 높게 나타남 - 고염에서 배양된 Tetraselmis sp.의 70% 주정추출물에서 유방암 억제 53%(200ug/ml), 64%의 NO생성 억제(200ug/ml) 효능을 나타냈으며 MAPKs의 인산화를 통해 iNOS, 염증성 cytokines를 감소시켜 항염증 효능을 나타냄 - 고염에서 배양된 Tetraselmis sp.의 ethyl acetate 추출물에서 57%의 NO생성 억제(50ug/ml) 효능과 MAPKs의 인산화를 통해 iNOS, 염증성 cytokines를 감소시켜 항염증 효능을 나타냄을 확인 - 고염 성장 미생물 중 7종에 대해 배양상등액의 항산화 활성(DPPH, H2O2 assay)을 탐색하였고 활성이 우수한 3종(S6516, S7366, S1131)에 대해 배양시간에 따른 활성을 확인 ○ 고염 발효 해양생물의 기능성 탐색 - 해조류 2종 (Ishige okamurae, Ecklonia cava) 및 미세조류 1종 (Spirulina maxima)을 고염분수를 이용해 발효시킨 결과 I. okamurae 및 S. maxima는 미생물 발효에 의해 항산화 활성이 증가하였고, E. cava의 경우는 발효와 상관없이 항산화 활성이 높게 나타났음. ○ 미세조류 유래 펙틴의 동물실험 - 지브라피쉬를 이용한 펙틴의 창상치유 효과 확인 - 펙틴을 이용한 하이드로겔 제작 및 쥐의 창상치유 효과 확인 4. 수층공간이용 복합생물 자원개발 ○ 양식자원 위해성인자 환경모니터링 병원체목록 조사 - 2018년 이래 지속적으로 양식장 주변 해수와 양식생물의 바이러스 감염 조사 중 - 2018년에 비해 2019년에 phage가 더 높은 비율로 출현함 - 주변 해수와 가리비를 비교 한 결과 가리비의 위 내용물에서 Virus비율이 더 높은 비율을 차지 함. 이러한 결과로 볼 때 지속적인 해역위생안전 모니터링이 필요 함. ○ 해역 수층별 수질환경 조사 - 수심 –30m 이하에서 7~9월 냉수성생물이 연중 서식할 수 있는 수온약층이 뚜렷하게 형성되는 것과 수심 –35m 이하에서 빈산소 수괴가 형성됨을 밝힘. ○ 수층공간에 따른 양식자원생물의 먹이생물 분포 - 주요 먹이생물은 녹조류는 Bathycoccus prasinos(22.4%), Micromonas pusilla(6.9%), Micromonas sp.(1.3%), 규조류는 Coscinodiscophyceae (2.7%) 임. - 계절별로는 겨울철에는 수심에 관계없이 녹조류가 높은 분포를 보인 반면, 여름철에는 20m 이하에서 규조류 및 녹조류가 높은 빈도로 출현하여, 효율적인 양식자원의 개발을 위해서 정확한 수층공간을 활용해야 한다고 판단됨. ○ 양식어장 부착(위협) 생물 저감방안 - 양식어장 대상생물의 성장, 작업, 상품성, 경영비용에 직접적인 영향을 주는 양식위협생물 제어방안을 찾기 위하여 부착생물 모니터링을 수행함. ○ 양식.자원 복합단지 조성 및 비즈니스 해양공원 모델개발 - 상기 조사내용을 종합판정하여 환경에 따른 어장 조성 및 수층공간이용 비단가리비를 성공적으로 생산함 □ 정량적 연구성과 (출처 : 요약문 6p) |
