Cochlodinium polykrikoides적조 발생 시 Core-bacteria의 다양성

Abstract

Cochlodinium polykrikoides 적조 발생에 따른 박테리아 군집의 변화양상 및 적조발생으로 인한 C. polykikroides-phycoshphere의 core 박테리아의 다양성을 파악하기 위하여 2019년 9월 2일과 4일 격일에 걸쳐서 거제, 통영 그리고 여수(약 90 km x 20 km)해역에서 110개의 시료를 채집하였다. 분석항목은 기본 이화학적 특성, 식물플랑크톤 종조성 그리고 16S rDNA metabarcoding을 통한 박테리아 군집을 분석하였다. 이화학적 환경요인 및 식물플랑크톤 종 조성 결과를 바탕으로 non-metric multidimensional scaling (nMDS) 분석 결과, 85%의 유사도로 3개의 그룹으로 구분되었다. 그룹 I은 C. polykrikoides 적조 발생이 일어난 (평균 개체수: 1,560 cells mL-1) 정점들로 주로 구성되었고, 그룹 II와 그룹 III는 상대적으로 C. polykrikoides의 개체수가 적은 해역의 시료를 포함하며 각각 평균 68과 57 cells mL-1로 나타났다. 1% 이상의 출현비율을 차지한 박테리아는 총 89 operational taxonomic units (OTUs)였고 그룹 I에서는 40 OTUs이고 다른 그룹과 중복되는 않는 고유 OTUs는 6개로 나타났다. 그룹 II와 그룹 III는 각각 61개와 60개의 OTUs가 출현하였고 고유 OTUs는 각각 18과 17이었다. 그리고 89 OTUs는 Gammaproteobacteria (36 OTUs), Flavobacteriia (24), Alphaproteobacteria (18) 및 Acidimicrobiia (3) 등에 포함되었다. 그룹 I의 박테리아 군집은 Gammaproteobacteria와 Alphaproteobacteria의 비중이 증가한 반면 Flavobacteriia와 Acidimicrobiia는 감소했다. 이와 반대로 그룹 II와 그룹 III에서 Gammaproteobacteria와 Alphaproteobacteria의 비중이 감소하고 Flavobacteriia와 Acidimicrobiia는 증가했다. Pearson correlation 분석 결과, C. polykrikoides와 일부 박테리아 OTUs (#012, #015, #023, #024, #029, #033 및 #059)간 음의 상관관계를 보였고 OTUs #003 및 #030과 양의 상관관계를 보였다. 이 중 특히 OTUs #030 (Gammaproteobacteria; Francisella persica)은 C. polykrikoides와의 상관계수가 0.95 (p<0.001)로 나타났을 뿐만 아니라 DO, pH, DIN, DIP, DOC 그리고 Chl-a 값과 양의 상관관계를 보였다. 본 연구결과에서 C. polykrikoides 적조 발생은 특이 박테리아 종들과의 관계가 있으며 Gammaproteobacteria와 Alphaproteobacteria의 높은 비중을 보였다. 특히, C. polykikroides적조 발생과 OTU #30은 상호 증식에 positive effect를 나타낸 반면, 일부 Flavobacteriia 및 Acidimicrobiia 상호 성장을 저해하는 것으로 판단된다.