표제지
참여연구진
요약문
목차
Abstract 15
I. 서론 16
II. 연구방법 19
1. 토양시료 채취 19
가. 조사 지역 19
나. 시료 채취 21
2. 입도 및 이화학성 분석 21
3. NGS를 이용한 미생물 군집 분석 21
가. 토양 genomic DNA 추출 21
나. 원핵생물 군집분석 22
다. 균류 군집분석 23
라. 미생물 군집 다양성과 환경 인자 간의 상관관계 분석 24
4. 원핵생물 분리 및 특성 분석 24
가. 균주 배양 및 분리 24
나. 균주 동정 26
다. 신종 / 미기록종 후보의 기준 27
라. 신종 후보의 특성 분석 27
마. NGS를 이용한 전체 유전체 분석 29
5. 항염 미생물의 활성 물질군 탐색 30
가. 대상 균주 30
나. 균주 추출물의 용매 분획 및 단백질 추출 30
다. Nitric oxide 생성 저해능 측정 31
라. Cytokine 억제율 측정 31
마. iNOS 억제율 측정 32
6. 유산균 특성 분석 32
가. 대상 균주 32
나. 균주 배양액 및 추출물 추출조건 32
다. Tyrosinase 억제 활성 측정 33
라. Matrix Metallo Protinase 억제 활성 측정 33
7. 기능성 미생물 발굴 34
가. 대상 균주 34
나. 균주 추출물 추출조건 34
다. 항산화 활성 측정 34
라. Nitric oxide 생성 저해능 측정 34
III. 연구결과 36
1. 조사지점 특성 36
2. 토양시료의 입도 및 이화학적 특성 36
가. 토양시료의 입도 특성 36
나. 토양시료의 산도(pH) 특성 37
다. 토양시료의 전기전도도(EC) 특성 38
라. 토양시료의 탄질비(C/N ratio) 특성 39
마. 토양시료의 온도 특성 39
3. 토양시료의 원핵생물 군집 특성 40
가. 원핵생물의 종(種) 풍부도와 다양성 40
나. 토양시료 간의 원핵생물 군집 비교 42
4. 토양시료의 균류 군집 특성 50
가. 균류의 종(種) 풍부도와 다양성 50
나. 토양시료 간의 원핵생물 군집 비교 52
5. 원핵생물 분리 및 특성 59
가. 균주 분리 및 동정 59
나. 신종 / 미기록종 후보 균주 발굴 73
다. 신종 후보 균주의 특성 74
라. 신종 후보 균주의 전체 유전체 특성 83
6. 항염 미생물의 활성 물질 특성 93
가. 항염 미생물의 물질군별 Nitric oxide 생성 저해 활성 93
나. 항염 미생물의 Nitric oxide, cytokine, iNOS 억제율 94
7. 유산균의 미백 및 항노화 활성 특성 96
가. Tyrosinase 억제 활성 96
나. Matrix Metallo Protinase 억제 활성 98
8. 기능성 미생물 발굴 및 특성 99
가. 항산화 미생물 발굴 99
나. Nitric oxide 생성 저해 미생물 발굴 101
IV. 고찰 103
1. 연구 목적 및 범위 103
2. 토양시료의 미생물 군집 특성 103
3. 원핵생물 분리 및 특성 104
4. 기능성 미생물 발굴 104
V. 결론 106
1. 토양 환경의 입도 및 이화학적 특성 106
2. 유전자 수준의 미생물 군집 특성 106
가. 지역별 미생물 군집 특성 106
나. 계통분류학적 정보에 기초한 군집 특성 107
다. 서식환경과 미생물군집 간의 상관관계 107
3. 원핵생물 분리 및 특성 107
가. 균주 분리 107
나. 신종 / 미기록종 후보 균주 108
다. 신종 후보 균주의 특성 108
라. 신종 후보 균주의 유전체 특성 110
4. 기능성 미생물 특성 및 발굴 110
가. 항염 미생물의 활성 물질 특성 110
나. 유산균의 미백 및 항노화 활성 특성 110
다. 기능성 미생물 발굴 및 특성 111
VI. 참고문헌 112
부록 1. 조사지역 현장사진 116
부록 2. 토양 입도 및 이화학성 분석결과 118
부록 3. 토양시료별 원핵생물 속 수준 군집구성 120
부록 4. 토양시료별 원핵생물 종 수준 군집구성 126
부록 5. 토양시료별 균류 속 수준 군집구성 132
부록 6. 토양시료별 균류 종 수준 군집구성 138
부록 7. 배양체 배양조건 및 염기서열 정보 144
부록 8. 미생물 추출물의 항산화 활성 156
부록 9. 미생물 추출물의 nitric oxide 생성 저해 활성 159
표 1. 조사지역 세부정보 20
표 2. 16S rDNA의 V3-4 구역 증폭용 프라이머 염기서열 정보 22
표 3. ITS의 3-4 구역 증폭용 프라이머 염기서열 정보 24
표 4. 배지별 조성 및 대상 원핵생물 25
표 5. 토양시료별 원핵생물 염기서열 분석결과 요약 41
표 6. 토양시료별 균류 염기서열 분석결과 요약 51
표 7. 원핵생물 배양체의 분류정보 60
표 8. 신종 / 미기록종 후보 74
표 9. JNP2015의 API 20NE 시험결과 76
표 10. JNP2015의 API 32GN 시험결과 77
표 11. JBJ2028의 API 20NE 시험결과 80
표 12. JBJ2028의 API 32GN 시험결과 81
표 13. Serratia sp. JNP2015 유전체의 일반 특성 83
표 14. Serratia sp. JNP2015 유전체의 contig 정보 84
표 15. Serratia sp. JNP2015와 근연종 간 유전체 비교 87
표 16. Erwinia sp. JBJ2028 유전체의 일반 특성 88
표 17. Erwinia sp. JBJ2028 유전체의 contig 정보 89
표 18. Erwinia sp. JBJ2028와 근연종 간 유전체 비교 92
표 19. 미생물 추출물의 항산화 활성 상위 41주 목록 100
표 20. 미생물 추출물의 항염 활성 상위 16주 목록 102
그림 1. 조사지역 위치 19
그림 2. 배지별 토양 희석 방법 26
그림 3. 지역별 토양시료의 입도분석 평균결과 36
그림 4. 지역별 토양시료의 pH 평균값 37
그림 5. 지역별 토양시료의 전기전도도 평균값 38
그림 6. 지역별 토양시료의 탄질비 평균값 39
그림 7. 지역별 토양시료의 온도 평균값 40
그림 8. 토양시료 간 원핵생물 속 수준의 군집 비교 42
그림 9. Gradient heat map을 이용한 토양시료 간 원핵생물 상위 우점 속... 44
그림 10. 토양시료 간 원핵생물 종 수준의 군집 비교 45
그림 11. Gradient heat map을 이용한 토양시료 간 원핵생물 상위 우점 종... 46
그림 12. 토양시료 간 유산균이 포함된 속 비교 47
그림 13. 토양시료 내 원핵생물 군집 간 계층구조 클러스터링 결과 49
그림 14. 속 수준의 원핵생물 군집 다양성과 환경인자 간의 CCA 분석 50
그림 15. 토양시료 간 균류 속 수준의 군집 비교 52
그림 16. Gradient heat map을 이용한 토양시료 간 균류 상위 우점 속... 54
그림 17. 토양시료 간 균류 종 수준의 군집 비교 55
그림 18. Gradient heat map을 이용한 토양시료 간 균류 상위 우점 종... 56
그림 19. 토양시료 내 균류 군집 간 계층구조 클러스터링 결과 57
그림 20. 속 수준의 균류 군집 다양성과 환경인자 간의 CCA 분석 58
그림 21. GWJ2056 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 61
그림 22. GWJ2059 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 62
그림 23. GWJ2060 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 63
그림 24. GWJ2123 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 64
그림 25. GWJ2125 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 65
그림 26. JBJ2028 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 66
그림 27. JNG2006 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 67
그림 28. JNG2007 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 68
그림 29. JNG2011 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 69
그림 30. JNG2021 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 70
그림 31. JNP2015 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 71
그림 32. JNP2044 균주의 MEGA6 프로그램을 이용한 계통수 72
그림 33. JNP2015의 HPLC를 이용한 DNA G+C mol% 분석결과 74
그림 34. JNP2015의 Polar lipid 분석결과. PG : phosphatidylglycerol, PL :... 75
그림 35. JNP2015의 전자현미경(TEM) 사진 78
그림 36. JBJ2028의 HPLC를 이용한 DNA G+C mol% 분석결과 78
그림 37. JBJ2028의 Polar lipid 분석결과. PG : phosphatidylglycerol, PL :... 79
그림 38. JBJ2028의 전자현미경(TEM) 사진 82
그림 39. Serratia sp. JNP2015의 COG analysis 결과 85
그림 40. OrthoANI 분석을 통한 Serratia sp. JNP2015의 Phylogenomics 86
그림 41. Erwinia sp. JBJ2028의 COG analysis 결과 90
그림 42. OrthoANI 분석을 통한 Erwinia sp. JBJ2028의 Phylogenomics 91
그림 43. JNP10011의 용매 분획물의 농도별 NO 생성 저해 활성 93
그림 44. JNP10011의 물질군별 NO 생성 저해 활성 94
그림 45. JNP10011 water fraction layer의 농도별 NO 생성 저해 활성 95
그림 46. JNP10011 water fraction layer의 농도별 cytokine 저해 활성 95
그림 47. JNP10011 water fraction layer의 농도별 iNOS 발현율 96
그림 48. 균주별 EPS의 tyrosinase 억제 효과 97
그림 49. 균주별 세포 추출물의 tyrosinase 억제 효과 97
그림 50. 균주별 MMP1 억제 효과 98
그림 51. 미생물 추출물의 항산화 활성 상위 41주 결과 99
그림 52. 미생물 추출물의 항염 활성 상위 16주 결과 101