동해 남부 해역 퇴적물과 저층 해수 세균 군집 조성의 계절적 변화 연구

Abstract

해양 환경에서 세균은 다양한 생지화학적 순환에 있어서 중요한 역할을 수행하고 있으며, 그들의 다양성에 대한정보는 생태계에서 세균의 생지화학적 기능을 이해하는데 중요하다. 본 연구는 CO2 해양지중저장의 후보지인 동해남부해역의 표층 퇴적물과 퇴적물 위의 저층 해수에서 최신 연구 기법인 pyrosequencing을 통하여 세균의 계절적다양성을 분석함으로써, 동해 퇴적물 세균상의 특성을 이해하고자 하였다. 퇴적물에서는 대부분의 시기에Gammaproteobacteria가 우점한 반면, 저층 해수에서는 Alphaproteobacteria가 우점하여 두 서식처에서 세균의 다양성은 큰 차이를 보였다. 또한 속 수준의 다양성 분석에서도 저층 해수에서는 대부분의 시기에 SAR11 그룹에 속하는 Pelagibacter가 가장 우점한 반면, 퇴적물 시료에서는 Gammaproteobacteria에 속하는 미동정 속이 가장 우점하였다. 그러나 두 서식처 모두에서 5% 이상의 점유율을 보인 속의 수는 10 속 미만으로 소수였으며, 낮은 점유율을갖는 많은 종류의 세균들이 군집 내에 공존하는 공통적인 특성이 나타났다. 본 연구의 세균 다양성 연구는 동해 저층 해수 및 퇴적물의 세균 다양성에 대한 특성의 이해와 더불어 CO2 해양지중저장 사업의 진행에 따른 세균의 다양성 및 기능 변화에 대한 사전 자료 및 해역이용영향평가 배경 자료로 활용될 수 있을 것이다.

Bacteria play an important role in biogeochemical cycles in marine environments and their functional attributesin ecosystems depend primarily on species composition. In this study, seasonal variation of bacterialdiversity was investigated by pyrosequencing of 16S rDNA in surface sediment and overlying seawater collectedin the south East Sea, planned for the site of CO2 sequestration by the carbon capture and storage (CCS)project. Gammaproteobacteria was dominant in the sediment in most seasons, whereas Alphaproteobacteria was a most dominant group in the overlying water. Thus, the bacterial diversity greatly differ between sedimentand seawater samples. On the genus level, bacterial diversity between two habitats was also different. However,the number of genera found over 5% were less than 10 in both habitats and the bacterial community was composedof a number of diverse minor or rare genera. Elevation of CO2 concentration during a CO2 storage process,could result in change of bacterial diversity. Thus, this study will be very useful to access the effect of CO2on bacterial diversity and to predict functional change of the ecosystem during the process of CCS project.