탈질소와 관련된 유용한 유전자의 존재가 예상되는 난배양 미생물 유전자원은 아직 연구가 충분히 이루어지지 않았다. 하지만 최근의 생물정보학 기술 개발로 질소 순환 관련 유전자군의 특징을 반영하는 probe를 작성하고 이를 microarray에 적용할 경우, 질소 순환에 관여하는 난배양 미생물 유전자원을 대량으로 검출할 수 있을 것으로 보인다. 아직까지 토양의 탈질소 과정에서의 난배양 미생물의 영향은 충분히 알려져 있지 않다.
<h1>서 론</h1> <p>토양 중에는 다양한 미생물이 존재하고 있지만, 아직까지 얼마나 다양한 미생물이 특정 환경에 존재하는지 모르고 있다. 그러나 생태계에서 물질순환이나 식물생육 등에 세균이 행하고 있는 역할을 생각해 본다면 다양한 미생물이 존재하는 환경 시료를 대상으로 연구하는 것이 매우 중요하다고 할수 있다. 최근에는 생태 환경에 존재함에도 불구하고 현재의 기술로 배양이 되지 못하거나 매우 까다로운 미생물이 전체 미생물의 \(99 \% \)에 이른다는 사실이 보고되어 있다. 이러한 난배양 미생물이 새로운 기능성물질 또는 유전자 탐색의 가장 풍부한 자원의 하나라는 사실이 알려져 있다.</p> <p>지금까지 분리되어 연구된 세균은 고농도 영양조건에서 급속히 증식하는 것이 대부분이다. 그러나 자연환경에 서식하고 있는 난배양 미생물에 대한 연구 결과를 살펴보면 저농도 영양조건 하에서 매우 느리게 증식하는 세균이 자연환경 내에 다량 존재하고 이들이 미생물 생태 환경에서 차지하는 역할에 대한 중요성이 부각되어 많은 연구가 진행되어왔다. 이렇게 영양분이 매우 적은 환경에서 자랄 수 있는 세균을 저영양 세균(oligotrophic bacteria)이라고하는데 저영양 환경이라는 개념이 매우 폭 넓고 다양하기 때문에 저영양 세균에 대한 정의는 모호한 상태이다. 또한 이들 저영양 세균은 분리하기가 대부분 매우 까다롭고 대량 배양이 잘 되지 않고, 배양도중에 우점균에 의해 소실되는 경우가 많기 때문에 분류학적 및 생리적 특성이 충분히 해명되지 않은 채 난배양 미생물의 일부로 분류되고 있다.</p> <p>국내 토양 자원은 심각하게 산성화 되어 있음이 알려져있다. 토양의 산성화 원인은 식물의 성장에 필요한 10여 가지 원소 중 질소, 인, 칼륨을 화학비료로 공급하고 이들이 흙 속에서 차츰 산화되어 질산, 인산, 황산 등으로 변환되는것에 기인한다. 또한 최근에는 산성비의 증가에 따라 토양의 산성화가 가속화 되고 있다. 토양 산성도의 증가는 토양 미생물 종의 감소를 초래하며, 특히 토양 중에 존재하는 질소 순환에 관여하는 미생물의 성장이 산성에 민감할 수 있다. 따라서 토양 질소 순환에 문제가 생길 경우 화학비료의 계속적인 처리를 필요로 하는 악순환을 형성시키게 된다. 아직까지 토양의 탈질소에 관한 난배양 미생물의 영향에 대한 연구는 난배양 미생물 군이 있다는 정보 이외에 잘 알려져있지 않다. 지금까지 알려진 질소 순환에 관여하는 미생물들은 일련의 탈질소 관련 효소들을 가지고 있는 것이 알려져 있다. 따라서 난배양 미생물 유전자원 가운데에 전혀 연구가 되어 있지 못하면서 탈질소 관련 유용 유전자의 conserved domain이나 motif에 해당하는 신규 유전자가 대량으로 있을 것이 추정되고 있다. 최근에는 생물정보학의 기술적 개발을 바탕으로 질소순환 관련 유용 유전자 군의 특징을 포함하는 probe를 작성할 수 있으며, 이 probe를 microarray로 구성할 경우 질소순환(질소 고정 및 탈질소 과정 포함) 난배양 미생물 유전자원을 대량으로 검출 할 수 있을 것으로 예상하고 있다.</p>