특히 수온이 높은 시기를 중심으로 발생하는 남조류의 대량 증식은 수질에 많은 영향을 미치는데, 이러한 남조류 중에서 대표적인 종인 Microcystis는 전 세계 뿐만 아니라 우리나라에서도 발생보고가 이뤄지고 있다. 이는 수질오염의 생물학적 지표로 사용할 수 있기에, 본 연구에서는 낙동강 하류 물금 취수원에서 채취한 Microcystis를 가지고 고체배지를 사용하여 무균적으로 분리시켜 실험을 진행하였다.
<h1>서 론</h1> <p>호소에서의 부영양화가 진행됨에 따라 호소내 식물플랑크톤의 대량증식이 빈번히 일어나며 특히 수온이 높은 시기 에는 남조류가 대량 증식하여 수표면에 물꽃을 형성하여 수체내 \( \mathrm{pH} \) 상승, 어류의 폐사, 이◦취미 발생 및 정수처리 과정의 여과 폐쇄 등 수 이용상에 많은 문제를 일으킨다. 이런 남조류 중에서도 대표적인 종인 Microcystis는 전 세계적으로 넓게 발생하고 있는 대표적인 녹조현상 원인 속(genus)으로, 우리나라에도 낙동강, 대청호, 팔당호 등에서 Microcystis 발생이 보고되고 있다. Microcystis의 대량번식은 물의 투명도를 저하시켜 수표면 아래 광 투과가 거의 차단되고 부유력이 왕성한 남조류 이외의 다다조류의 성장을 억제한다. 종 다양성이 감소하고 수표면 아래층의 광합성이 저해를 받아 저층으로 갈수록 DO가 고갈되어 수질을 악화시키게 한다. 따라서 Microcystis는 수질오염에 대한 생물학적 지표가 된다. Microcystis의 세포는 매우 작은 구형으로 피막 속에 빽빽히 모여 군체를 이루며, 세포 내에 기포를 가지고 있어 수면에 떠올라 scum을 띈다. Microcystis는 이 점액질로 인하여 세균과 집락으로 단단히 결합하고 있어 무균적으로 분리한다는 것은 상당한 기술과 시간이 요하는 등 어려움이 있는 실정이다. 그러나 생리학적, 유전학적, 분류학적 연구를 위해서는 무균의 Microcystis를 분리 배양하는 것은 기초가 되는 중요한 일이다. 현재까지 알려져 있는 Microcystis를 무균적으로 분리하기 위한 방법에는 자외선 조사, 화학물질 처리, 항생물질 첨가, micro pippet에의한 직접 분리, 고체배지를 사용한 무균적인 colony 분리등이 주로 이용되고 있다. 최근에는 DNA 염기서열, GC ratio, 색소 합성 (pigment composition) 등이 새로운 방법으로 사용되고 있다는 보고가 있다.</p> <p>본 연구는 1987년 하구언 축조 이후 많은 생태계 변화를 초래하고 부영양호의 특징을 가지고 있는 낙동강 하류지역의 물금 취수원을 대상으로 수화를 일으키는 여름철의 대표적 지표종인 Microcystis aeruginosa를 여러 가지 방법 중 고체배지를 사용하여 자연수화로부터 무균적으로 분리하고자하였다. 또한 분리한 무균균주를 16S rRNA primer를 이용하여 유전자를 증폭한 후 염기서열을 분석하여 동일 strains 여부를 확인하였다.</p> <h1>재료 및 방법</h1> <h2>조사지점</h2> <p>낙동강 하류의 물금 취수원을 대상으로 Microcystis sp.가 표층에 scum을 형성한 1997년 9월초와 10월초 사이에 4회 채취하여 실헙하였다.</p> <h2>이화학 및 생물학적 조사</h2> <p>수온 및 \( \mathrm{pH} \)는 온도계 및 \( \mathrm{pH} \) meter (Orion, Model 260)로 현장에서 측정하였으며, 생물학적 산소요구량 (BOD)은 시료를 5일 동안 \( 20^{\circ} \mathrm{C} \)로 저장하여 Winkler 변법에 따라 측정하였다. 화학적 산소요구량 (COD)은 \( \mathrm{KMnO}_{4} \)법으로 측정하였고, 암모니아성 질소 (\( \mathrm{NH_3}\)-\(\mathrm{N}\))는 Indophenol법에 의해 흡광도 \( 640 \mathrm{nm} \)에서 측정하였다.</p> <p>엽록소 농도는 \( 500 \mathrm{~m} \ell \)의 시료를 \( 0.45 \mu \mathrm{m} \) filter로 여과시킨 후 \( 90 \% \) acetone 용액에서 24시간 동안 엽록소를 추출하였다. 이때 엽록소의 불안정화를 막기 위하여 포화 \( \mathrm{MgCO}_{3} \)용액으로 세척하였다. 추출된 용액을 \( 4,000 \mathrm{rpm} \)에서 10분간 원심분리한 후 상등액을 취해 각각 \( 750\), \(664\), \(647\), \(630 \mathrm{~nm} \)에서의 흡광도를 측정하여 trichromatic method의 계산식에 따라 엽록소 a의 양을 계산하였다. 조류 동정은 채수한 표층수 \( 1 \ell \) 를 \( 15 \mu \mathrm{m} \)체로 걸러 최종적으로 \( 20 \mathrm{m \ell} \) 되게 농축한 후, 중성 포르말린 \(1 \sim 2 \mathrm{~m} \ell \)로 고정하여 Sedgwick-Rafter chamber로 계수하였으며 \( m \ell \)당 세포수로 환산하여 현존량으로 표시하였다. Microcystis sp.의 경우 군체를 이루는 종이기 때문에 개개의 세포수를 모두 계수하였다. 종속 영양세균은 \( \mathrm{R}_{2} \mathrm{A} \) agar (Difco) 평판배지에 시료 \( 1 \mathrm{m \ell} \)를 도말한 후 \( 25^{\circ} \mathrm{C} \) 배양기에서 14일간 배양하여 형성된 집락을 계수하였다.</p>