[그림 1] 갯벌/하구의 미생물생태 유형별 생태종 모니터링 기법을 개발하고 표준화하기 위하여 선정한 다양한 환경조건의 참고지역(Reference site) 22

[그림 2] 지구 통계학 기법으로 분석된 반베리오그램의 분포 24

[그림 3] 연구지역(A)과 샘플링 디자인(B). 26

[그림 4] transect A를 따라 분석된 각 방형구 별 pH의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 pH 결과를 나타냄. 26

[그림 5] transect A를 따라 분석된 각 방형구 별 수분 함량의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 수분 함량 결과를 나타냄. 26

[그림 6] transect A를 따라 분석된 각 방형구 별 유기물 함량의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 유기물 함량 결과를 나타냄. 27

[그림 7] transect A를 따라 분석된 각 방형구 별 질산염의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 질산염 결과를 나타냄. 27

[그림 8] transect A를 따라 분석된 각 방형구 별 황산염 함량의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 황산염 함량 결과를 나타냄. 28

[그림 9] transect A를 따라 분석된 각 방형구 별 염소이온 함량의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 염소이온 함량 결과를 나타냄. 28

[그림 10] transect A를 따라 분석된 각 방형구 별 β-glucosidase 활성도의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 β-glucosidase 활... 28

[그림 11] transect A를 따라 분석된 각 방형구 별 N-acetylglucosaminidase 활성도의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의방형구... 29

[그림 12] transect A를 따라 분석된 각 방형구 별 phosphatase 활성도의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 phosphatase 활성도... 29

[그림 13] transect A를 따라 분석된 각 방형구 별 arylsulfatase 활성도의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 arylsulfatase... 29

[그림 14] transect A를 따라 분석된 각 방형구 별 eubacteria의 diversity의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 eubacteria의 diversity 결과를 나타냄. 30

[그림 15] transect A를 따라 분석된 각 방형구 별 DOC의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 DOC 결과를 나타냄. 30

[그림 16] transect B를 따라 분석된 각 방형구 별 pH의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 pH 결과를 나타냄. 31

[그림 17] transect B를 따라 분석된 각 방형구 별 수분 함량의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 수분 함량 결과를 나타냄. 31

[그림 18] transect B를 따라 분석된 각 방형구 별 유기물 함량의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 유기물 함량 결과를 나타냄. 31

[그림 19] transect B를 따라 분석된 각 방형구 별 질산염 함량의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 질산염 함량 결과를 나타냄. 32

[그림 20] transect B를 따라 분석된 각 방형구 별 염소이온 함량의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 염소이온 함량 결과를 나타냄. 32

[그림 21] transect B를 따라 분석된 각 방형구 별 황산염 함량의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 황산염 함량 결과를 나타냄. 32

[그림 22] transect B를 따라 분석된 각 방형구 별 β-glucosidase 활성도의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 β-glucosidase 활성도 결과를 나타냄. 33

[그림 23] transect B를 따라 분석된 각 방형구 별 N-acetylglucosaminidase 활성도의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 N-acetylglucosaminidase 활성도 결과를 나타냄. 33

[그림 24] transect B를 따라 분석된 각 방형구 별 phosphatase 활성도의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 phosphatase 활성도 결과를 나타냄. 33

[그림 25] transect B를 따라 분석된 각 방형구 별 arylsulfatase 활성도의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 arylsulfatase 활성도 결과를 나타냄. 34

[그림 26] transect B를 따라 분석된 각 방형구 별 eubacteria의 diversity의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구... 34

[그림 27] transect B를 따라 분석된 각 방형구 별 DOC의 지구통계학적 분석 결과. 왼쪽에서 오른쪽 순서로 연안으로부터 바다 쪽 방향의 방형구 DOC결과를 나타냄. 34

[그림 28] 연구지역과 샘플링 디자인. 38

[그림 29] 환경인자별 상관거리비 39

[그림 30] DT 분석 기법의 개념도 41

[그림 31] 식생이 없는 지역에 대한 DT 분석 결과 41

[그림 32] 식생이 있는 지역에 대한 DT 분석 결과 42

[그림 33] 갯벌토양 미생물 다양성 분석을 위한 시료 채취 개수 산정 절차 43

[그림 34] 통계학적 시료채취개수 결정 방법 45

[그림 35] 상관거리 산정방법 별 시료채취개수 선정 46

[그림 36] 갯벌/하구 시료 내 미생물 군집/다양성 분석 Flow Chart 48

[그림 37] 다양한 Fingerprinting 방법의 다양성 예측능력 평가 (Crosby and Criddle, 2003) 49

[그림 38] 탈염정제 전, 후의 Shannon Index 값 비교 51

[그림 39] T-RFLP를 통한 군집구조 분석 (Phylum/Class level) 54

[그림 40] T-RFLP 결과를 이용한 Shannon Index 값의 산출 54

[그림 41] Cloning & Sanger sequencing Flow Chart 55

[그림 42] 염기서열 분석된 clone의 수에 따른 시료의 대표성 (Singleton et al., 2001) 56

[그림 43] E. coli 16S rRNA 상의 universal priming sites 56

[그림 44] Sanger sequencing과 Pyrosequencing 결과의 Rarefaction curve 58

[그림 45] 염기서열 길이에 따른 RDP Classification Accuracy 59

[그림 46] Sanger Sequencing과 Pyrosequencing 결과의 상관관계 분석 60

[그림 47] 16S rRNA region 별 classification accuracy (Wang et al, 2007) 61

[그림 48] V1-V4 region과 V6-V8 region 간의 classification 결과 비교 62

[그림 49] High fidelity Taq polymerase(AccuPrime)와 일반 Taq polymerase의 비교 63

[그림 50] Sequence 수에 따른 미생물 생태종 다양성 (Roesche et al., 2007) 63

[그림 51] 다양한 갯벌/하구 시료의 미생물 생태종 다양성 64

[그림 52] 다양한 갯벌/하구 시료의 미생물 생태종 다양성 77

[그림 53] Nested PCR의 개요 77

[그림 54] Probe list targeting 16S rRNA genes 78

[그림 55] SYBR Green method를 이용한 10X serial diluted DNA의 정량 79

[그림 56] SYBR Green 방법을 통한 qPCR 개요 79

[그림 57] Taqman probe 방법을 이용한 qPCR 개요 80

[그림 58] qPCR을 위한 master mix 조성과 plate 디자인 82

[그림 59] qPCR standard curve (좌)와 melting curve (우) 83

[그림 60] qPCR 결과 분석 83

[그림 61] SYBR Green 방법을 이용한 정량 결과 84

[그림 62] Spike control로 사용될 미생물 군집의 다양성 85

[그림 63] Mock Community 구성 미생물 85

[그림 64] 신뢰성 확보를 위한 Replicate의 재현성 실험 개요도 86

[그림 65] Titanium pyrosequencing의 재현성 분석 86

[그림 66] 재현성과 경제성 확보를 위한 시료 분석 계획 87

[그림 67] 분석에 사용된 다양한 갯벌/하구 시료 88

[그림 68] 다양한 갯벌/하구 시료의 미생물 생태종 다양성 88

[그림 69] 다양한 갯벌/하구 시료 내 미생물 군집구조 profile 89

[그림 70] 갯벌/하구 시료 내 대상 미생물의 16S rRNA 유전자 정량적 분석 91

[그림 71] 미생물 제재의 획득, 보존 및 관리, 현장 적용, 사후 모니터링 단계별 개요도 93

[그림 72] 분리된 dichlorobiphenyl 분해 균주 (SK1) 94

[그림 73] SK-1에 의한 2,3-dichlorobiphenyl (좌)와 SK-2에 의한 3,4-dichlorobiphenyl (우)의 생물학적 분해 95

[그림 74] Aroclor 1242 (초기 농도 200 ppm)을 기질로 이용한 SK-1(Microbe 1)과 SK-2(Microbe 2)의 개체수 변화 (12일 후에... 97

[그림 75] 2,3-dichlorobiphenyl의 분해대사 경로 (1) biphenyl dioxygenase, (2) diol dehydrogenase, (3) catachol dioxygenase, and (4) hydroase로 추정 98

[그림 76] Dichlorobiphenly 분해 균주 SK-1(위)과 SK-2(아래)의 분류도 (Neighbor-joining tree) 99

[그림 77] Colony PCR (C12Of & C12Or) 산물의 전기영동 결과. 104

[그림 78] Colony PCR (C23Of & C23Or] 산물의 전기영동 결과. 104

[그림 79] 분리된 chlorophenol 분해 균주들 106

[그림 80] 16S rRNA gene sequence에 의한 분리된 5개 균주의 계통수.(1000번 반속). neighbor-joining tree. 108

[그림 81] 획득된 PCE-to-cis-DCE 분해 군집 109

[그림 82] PCE 환원 탈염소화. 표층 시료(TM, 좌) 및 심층 시료(BM, 우) 결과 110

[그림 83] 배양 전후의 미생물 종 다양성 분석 결과 110

[그림 84] 100% 염기서열 유사성 기반 주요 166개 OTU의 closest relatives 분석 결과. 112

[그림 85] 증가된 주요 염기서열의 계통학적 분석 113

[그림 86] 현재까지 알려진 Chloroethenes 탈염소화 균주 114

[그림 87] PCE, TCE 분해 Microcosm 실험 114

[그림 88] 원주천 하류 시료 미생물군집에 의한 PCE 완전탈염소화 115

[그림 89] 원주천 하류 시료 미생물군집에 의한 TCE 완전탈염소화 115

[그림 90] 완전 탈염소화 미생물 군집 제제의 미생물 군집 구조 변화 116

[그림 91] 미생물 제재 현장 적용성 평가를 위한 사전 현장 조사의 절차 개요 120

[그림 92] 미생물 제재 토양적용 방법 선정 절차 122

[그림 93] 미생물 제재 토양적용 후 모니터링 123

[그림 94] MEGAN을 이용한 metagenome 분석 개요 (Huson et la., 2009) 129

[그림 95] IMG/M을 이용한 metagenome 분석 개요 130

[그림 96] CAMERA를 이용한 metagenome 분석 개요 130

[그림 97] MG-RAST의 metagenome 분석 개요 131

[그림 98] Dioxygenase 유전자 대상 primer set을 이용하여 검측된 기능성 유전자 profile 132

[그림 99] 시료별로 검측된 aromatic compound 분해 관련 유전자의 염기서열 수 132

[그림 100] SIP 기법의 단계별 모식도 133

[그림 101] Biphenyl 분해 미생물 유전체 선별을 위한 SIP 개요 135

[그림 102] 12C-labeled와 13C-labeled DNA의 군집차이 및 13C-labeled DNA의 군집구조(이미지참조) 136

[그림 103] 13C-labeled DNA에서 증폭된 dioxygenase 유전자의 pyrosequencing 결과(이미지참조) 136

[그림 104] Filtering을 통한 Pyrosequencing 결과의 Quality Control 137

[그림 105] 자연저감 능력 평가 의사 결정 Flow Chart 138

[그림 106] 의항 갯벌 토양의 석유계총탄화수소(TPH)의 시간별 변화 140

[그림 107] 의항 갯벌 토양의 석유계총탄화수소(TPH) profile 140

[그림 108] 오염 사고 후 시간에 따른 의항 갯벌의 미생물 종 다양성 변화 141

[그림 109] 오염 사고 후 시간에 따른 주요 genus의 군집구조변화 141

[그림 110] 오염 사고 후 시간에 따른 미생물 군집 구조 변화 (genus 수준) 142

[그림 111] Dioxygenase 유전자 대상 primer set을 이용하여 검측된 기능성 유전자 profile 143

[그림 112] 시료별로 검측된 aromatic compound 분해 관련 유전자의 염기서열 수 144

[그림 113] PCE 분해 microcosm 실험 145

[그림 114] PCE 환원 탈염소화. 표층 시료(TM, 좌) 및 심층 시료(BM, 우) 결과 145

[그림 115] 100% 염기서열 유사성 기반 주요 166개 OTU의 closest relatives 분석 결과. 147

[그림 116] 증가된 주요 염기서열의 계통학적 분석 148

[그림 117] 갯벌/하구 시료 내 미생물 군집/다양성 분석 Flow Chart 152

[그림 118] 분리된 dichlorobiphenyl 분해 균주 (SK1) 154

[그림 119] 분리된 chlorophenol 분해 균주들 154

[그림 120] 증가된 주요 염기서열의 계통학적 분석 155

[그림 121] 원주천 하류 시료 미생물군집에 의한 PCE 완전탈염소화 156

[그림 122] 완전 탈염소화 미생물 군집 제재의 미생물 군집 구조 변화 156

[그림 123] Dioxygenase 유전자 대상 primer set을 이용하여 검측된 기능성 유전자 profile 157

[그림 124] 13C-labeled DNA에서 증폭된 dioxygenase 유전자의 pyrosequencing 결과(이미지참조) 158