선박 모사판을 이용한 방오도료의 박테리아 군집 및 잠재적 병원성 박테리아의 출현 관계 연구

Abstract

선박 방오도료에 따른 박테리아 군집 및 잠재적 병원성 박테리아의 변화양상을 파악하기 위하여 In situ 선박모사판을 설치(거제 장목만)하여, 7일 간격으로 총 49일 동안 모사판 및 해수에서 16S rDNA metabarcoding을 통해 박테리아 군집 및 환경요인을 분석하였다. 모사판은 Control(tie-coat primer paint)과 Anti-Fouling(AF, intersooth 747Si antifouling paint)으로 구분하였다. 각 모사판의 페인트 성분을 Energy Dispersive Spectrometer로 분석한 결과, AF에서 Al, Cr, Cu, S, Ti, Zn 등이 더 높게 검출되었으며, 특히 Cu는 Control과 유의한 차이를 보였다(t=-4.75, p<0.01). 박테리아 군집은 AF에서 420 operational taxonomic units(OTUs), Control에서 866 OTUs, 해수에서 622 OTUs가 출현하였으며, non-metric multidimensional scaling 분석을 통하여 AF는 3개 그룹(Similarity 50%), Control은 2개(54%), 해수는 단일 그룹(61%)으로 구분되었다. 또한 AF에서 초기(7일, Group I)에는 Gammaproteobacteria (Alteromonas genovensis, OTU #00, 97.1% 차지)가 98.2%를 차지하였으나 35일 이후(Group III)에는 Gammaproteobacteria가 평균 26.9%로 감소한 반면에, Alphaproteobacteria와 Betaproteobacteria는 각각 42.7%와 22.3%로 증가하였다. Control에서 초기(0∼14일, Group I)에는 Alphaproteobacteria(Pacificibacter marinus, OTU #01, 93.8%)가 평균 98.2%를 차지하였으나 21일 이후(Group II)에는 Alphaproteobacteria가 54.2%로 감소하고 Gammaproteobacteria (Thioalkalispira microaerophila, OTU #30, 5.8%)가 18.7%로 증가하였다. 반면에 주변해수에서는 실험기간 중 유의한 변화를 보이지 않았으며 Alphaproteobacteria (Planktomarina temperata, OTU #20, 35.4%)가 54.3%로, 주요 출현 박테리아로 나타났다. 잠재적 병원성 박테리아는 총 41종이 출현하였고, 이중 Gammaproteobacteria가 24종으로 가장 많았다. 병원성 박테리아의 종 다양성은 Control>장목해수>AF로 출현하였으나, 상대적인 출현량은 AF>Control>장목해수로 나타났다. 특히, AF에서 Burkholderia lata(OTU #08, 7.3%), Cupriavidus metallidurans(OTU #10, 5.2%) Serratia nematodiphila(OTU #50, 1.2%)가 후기(35일)로 갈수록 증가하는 양상을 보였다. 이렇게 AF에 내성을 가지는 특이적인 박테리아(A. genovensis)가 선택적으로 출현하였고, 이들이 초기 bio-fouling한 후, 종 특이적인 관계를 지니는 병원성 박테리아를 포함한 다른 박테리아와 서식처를 공유하는 것으로 판단된다.