한국 토양의 산성 환경에는 적합하지 않은 특정 균주들이 \( \mathrm{pH} \) 8-9의 좁은 범위에서만 생존한다는 것을 발견했다. 그러나 일부 균주들은 고 질소 스트레스 환경에서도 잘 생존할 수 있다는 것을 확인했다. 높은 농도에서의 생존은 질소 과다 축적된 토양에서 이들을 실제로 활용할 수 있음을 의미하며, 이는 이들이 반드시 높은 탈질소 활성을 갖는다는 것은 아니다. 선발된 135개의 탈질소 균 중 대부분이 Pseudomonas sp., Acidovorax sp., Bacillus sp. 등의 속에 속하며, 이들이 전체의 90% 이상을 차지한다.
<h2>탈질소 균의 종 다양성 분석</h2> <p>선발된 135 주의 탈질소 균의 종(Species)별 다양성 분석을 위해 이들 균의 genomic DNA를 분리하여 상기 설명한 16S rRNA 프라이머를 사용하여 PCR로 증폭한 산물을 염기서열 분석하여 균 동정에 사용하였다. GenBank와 Ribosome Database Project(http://rdp.cme.msu.edu)의 정보를 이용하여 계통분류를 통한 종 분석을 수행하였다. 그 결과, 기 선발된 135주의 탈질소 균은 크게 44개의 속(Genus)에 대부분 포함되었으며(Table 2), 특히 Pseudomonas sp., Acidovorax sp., Bacillus sp.속이 전체의 \( 90 \% \) 이상을 차지하였다(Fig. 2). 이들 속은 Proteobacteria에 속하는 문(phylum) 인 것으로 알려져 있다(Fig. 3).</p> <h2>탈질소균 속(Genus) 별 스트레스에 대한 생존 특성 분석</h2> <p>분리 동정된 44개 속에 속하는 탈질 미생물 그룹에서 한 개의 균을 선택하여 개별적으로 여러 종류의 스트레스(온도, \( \mathrm { pH } \), 염농도, 질소 성분)에서의 생존 능력을 비교하여 환경적응성이 우수한 탈질소 균을 선발하였다(Fig. 4). 이들 탈질 균들은 환경 적응성이 뛰어나 질소로 과다 오염된 토양의 친환경적 복구에 사용 시 적응 능력이 우수할 것으로 예상되고 있다.</p> <p>분리된 탈질소 균들의 생존 온도영역은 대부분 \( 10 \sim 30 ^ {\circ } \mathrm { C } \)에서 자랄 수 있지만 D20(Ochrobactrum tritici), JS14-O2(Ralstonia eutropha), SMC74(Sinorhizobium sp.)는 최적 성장온도인 \( 30 ^ {\circ } \mathrm { C } \)의 매우 좁은 영역에서 \( \left (28-30 ^ {\circ } \mathrm { C } \right ) \) 생존하는 특성을 가져 실용성이 떨어지는 것으로 생각된다. 그러나 6PU04-06(Bacillus pumilus) 균주는 \( 10 \sim 50 ^ {\circ } \mathrm { C } \)의 매우 넓은 영역에서도 생존이 가능하였다. 저항성을 가지는 \( \mathrm { pH } \) 영역의 경우, 대부분의 균주들이 \( \mathrm { pH } \) 5~9 범위에서는 생존에 이상이 없었으나 2TT1-07(Hydrogenophaga taeniosp), JS01-06 (Bacillus djibelorensis), SMC74(Sinorhizobium sp.)는 \( \mathrm { pH } \) 8-9의 매우 좁은 영역에서만 생존하는 특성을 보여 산성토양이 대부분인 한국토양에서는 적합하지 않다고 할 수 있다. 그러나 JS01-06의 경우, 염에 대한 저항성이 다른 균들보다 우수한 특성을 보여주었다. 대부분의 균들은 염 \( ( \mathrm { NaCl } ) \) 농도 \( 6 \% \) 이상에서 삼투압을 견디지 못하고 성장이 중지되었다. 그러나 6PU04-06(Bacillus pumilus)는 \( 10 \% \)이상의 소금에서도 잘 자라는 내염성을 가짐으로써 이 균주가 상기에서 설명한 넓은 온도와 \( \mathrm { pH } \) 범위에서도 생존하는 탈질균임을 감안할 때<p>실제 현장에 적용 할 때 탈질소 능력은 강하지 않아도 많은 장점을 가질 수 있음을 보여준다. 반면에 무기 질산염의 농도에 따른 균의 생존 능력을 조사하였을 때, 균에 따라 큰 차이가 나타나는 것을 알 수 있었다. 특히 JS04-08, KIS30-31, JS09-04, 3YN07-03 같은 균은 매우 높은 질소 스트레스 하에서도 생존할 수 있다는 것을 확인하였다(Table 2). 이는 균들의 탈질 능력과 더불어 대사과정 차이에 의한 것으로 판단되었는데, 미생물은 질산염을 사용하여 단백질 합성 같은 대사과정에 질소 성분으로 이용하는 것이 잘 알려져 있기 때문이다. 본 연구의 결과에서 높은 농도에서 잘 생존한다는 것은 질소 과다 축적된 토양에서 실제적으로 이용할 수 있다는 것을 의미할 뿐이지 이들이 반드시 탈질소 활성이 높다는 것을 의미한다고 볼 수 없다. 그럼에도 불구하고 이들 질산염에 저항성을 보이는 균들은 유기 질소 성분이 과다하게 오염된 토양에서도 생존능력이 높을 것이 예상되므로 토양 정화 과정에 매우 유리하게 사용할 수 있다.</p>