<h1>고 찰</h1><h2>각 배양방법으로 분리한 세균의 16S rRNA 동정</h2><p>토양시료에 새로운 in situ 배양 기술인 FPMT를 적용한 결과, sand 지역에서 통상적인 Petri dish 방법으로 분리하지 못한 Janthinobacterium agaricidamnosum, Massilia niabensis, Pseudomonas frederiksbergensis, Rugamonas rubra, Pedobacter caeni 총 5종을 추가적으로 분리 할 수 있었고, silt 지역에서 Petri dish 방법으로 분리되지 않은 Duganella zoogloeoides, Janthinobacterium agaricidamnosum, Massilia niabensis, Pseudomonas antarctica, Pseudomonas meridian, Rugamonas rubra, Pedobacter caeni 총 7종을 추가적으로 분리 할 수 있었다 (Table 2). 이러한 결과는 두 가지 배양 방법으로부터 명확히 다른 종류의 세균을 분리 할 수 있음을 나타내며, FPMT를 이용한 in situ 배양 방법을 이용할 경우 Petri dish 방법과 비교하였을 때, 분리할 수 있는 미생물의 종류를 풍부하게 할 수 있다는 것을 나타낸다. 반면에 Petri dish 방법에서 배양되었지만 FPMT 방법에서 배양되지 않은 종도 비교적 적지만 존재하였다(Sand 지역: Arthrobacter oryzae, Pseudomonas migulae, Pseudomonas lini, Silt 지역: Arthrobacter nitroguajacolicus, Pseudomonas fluorescens). 이 종들은 모두 Arthrobacter와 Pseudomonas 속에 속하는 것으로 보통 이 속에 속한 종들은 상대적으로 생장(growth) 속도가 빠른 r-strategist에 해당하며 따라서 영양분의 공급이 충분한 실험실 배양환경에서 잘 배양 되는 것으로 알려져 왔다. 실험실 배양환경인 Petri dish 방법에서 분리된 위의 종들이 in situ 배양 기술인 FPMT에서 배양되지 않은 이유는 Petri dish 방법에서는 자라지 않은 균주들이 FPMT에서 자라면서 그 균주들과의 경쟁에 뒤져 배양 되지 않은 것으로 사료된다. 따라서 다양한 환경에서 미생물을 분리할 때 상황에 따라 두 가지 방법을 동시에 사용하는 것도 효율적일 수 있을 것이라 판단된다.</p><p>통상적인 Petri dish 배양과 FPMT 배양 결과간에 큰 차이점 중 하나로 Betaproteobacteria에 속한 것이 전자의 방법에서 sand, silt 지점 모두에서 분리되지 않은 반면에 후자의 방법에서 Sand지점 7균주\( (23 \%) \), silt지점 8 균주\( (27 \%) \)가 분리된 것을 확인할 수 있다. 일반적으로 Betaproteobacteria는 빈영양상태(low-substrate concentration), 휴면상태의 미생물을 깨우기 위해 신호물질을 첨가하는 경우(addition of signaling compounds), 현장배양방법(in situ incubation) 등의 배양환경에서 분리되는 것으로 알려져 왔다. 위에서 언급한 특수한 배양 방법들은 흔히 K-strategy라고 불리는 성장이 느린 빈영양을 선호하는 종(slower-growing oligotrophic spe-cies)에 맞는 환경을 제공하는데, 실제로 미생물이 존재하는 자연 환경은 충분한 영양분이 공급되는 실험실 환경이 아닌 빈영양 환경이므로 이러한 결과가 나왔다. 따라서 FPMT를 이용한 배양방법이 미생물들에게 그들이 존재하던 현장의 환경을 충분히 제공하고 있음을 확인하였고, 그 결과 실험실 환경, 즉 통상적인 Petri dish 배양에서는 분리할 수 없는 난배양성 미생물을 얻을 수 있다.</p><h2>각 배양방법으로 분리한 균주의 다양성</h2><p>다양한 미생물을 효율적으로 분리하는 것은 특수한 배양방법을 사용하는 또 다른 이유이다. 특히 시료채취에 어려움이 있는 극한환경이나 오지 같은 곳에서 주어진 기회 안에 미생물 자원을 최대한 효율적으로 분리할 수 있다면 경제적, 시간 효율적으로 큰 효과를 얻을 수 있을 것이다. 시료를 채취한 Greenland의 Thule 지역은 연중 평균기온이 \( -23 \sim 4{ }^{\circ} \mathrm{C} \) 로 매우 극한환경을 가지고 있으며 따라서 그곳에서 서식하는 미생물은 새로운 종이거나 새로운 특징을 갖는 등 연구가치가 높을 것으로 판단된다. 하지만 이러한 극한환경을 갖는 곳은 접근이 어렵고 기회가 많지 않으므로 다양한 미생물을 분리할 수 있는 배양방법이 더욱 효과적일 것으로 판단된다.</p><p>이번 실험에서 FPMT를 이용해 분리한 세균의 다양성 지표는 통상적인 Petri dish 방법과 비교하여 \(1. 1 \sim 2.6\)배 높게 나타났다. 이 결과는 FPMT를 이용한 배양 방법이 일반적인 방법과 비교하여 더 다양한 미생물을 분리 할 수 있다는 것을 나타내는데 이것은 FPMT 배양방법이 일반적인 배양 방법과 차별되는 여러 특징을 갖고 있기 때문인 것으로 판단된다. 일반적으로 agar plate 배양방법에서 성장이 비교적 빠른 세균들은 배지의 표면에 biofilm을 생성하면서 넓은 범위로 자라고 그러한 현상이 비교적 성장이 느린 균들의 성장을 억제하는 것으로 알려져 왔다. 하지만 FPMT 배양에서 미생물은 하단부로 유입되어 agar배지를 통과하여 올라가듯이 자라기 때문에 어느 한 종이 biofilm을 생성하여 성장이 약한 종들의 성장을 억제하는 타감 작용(allelopathy)이 나타나지 않았다고 볼 수 있다. 또한 여러 개로 독립된 FPMT의 chamber는 이러한 효과를 극대화 시킨 것으로 판단된다. 그 밖에 in situ 배양에 의해 실험실 환경에서 자라지 않는 미생물이 FPMT에서 자랄 수 있었던 것도 미생물 다양성을 향상 시키는데 기여를 했을 것으로 사료된다.</p>
FPMT를 이용한 in situ 배양 방법이 Petri dish 방법과 비교하였을 때, 무엇을 풍부하게 할 수 있는가?
분리할 수 있는 미생물의 종류