Humic substances degradation by a microbial consortium enriched from subarctic tundra soil

Dockyu Kim; Ha Ju Park; Sungjin Nam; Seok Cheol Kim; Hyoungseok Lee

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자료유형: 학술저널

저자정보: Dockyu Kim (Korea Polar Research Institute) Ha Ju Park (Korea Polar Research Institute) Sungjin Nam (Korea Polar Research Institute) Seok Cheol Kim (Korea Polar Research Institute) Hyoungseok Lee (Korea Polar Research Institute)

저널정보: 한국미생물학회 미생물학회지 미생물학회지 제55권 제4호

발행연도: 2019.12

수록면: 367 - 376 (10page)

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극지역 저온환경 내 토양 유기물의 핵심 구성물질인 부식질(humic substances)은 천연의 aromatic heteropolymer이며 리그닌(lignin)과 구조적으로 유사하다. 2011~2012년 미국 알래스카 툰드라 지역 토양의 여름철 평균 온도는 5.6°C였으며, 이 곳 토양을 5°C 저온배양하는 환경모사실험 동안에 토양 내 미생물군집은 부식질의 주요 구성성분인 부식산(humic acids)을 미배양 대조군 대비 약 29% 분해하였다. 반면에, 식물성장에 적합한 25°C 중온 배양 시에는 부식산을 거의 분해하지 못했다. 부식산을 유일한 탄소원으로 포함하는 미네랄 최소배지에 토양 시료를 접종하고 15°C 액체배양하였을 때, 부식산-농화배양된 미생물 컨소시엄은 대표적인 토양 유기탄소물질(예, 4-hydroxybenzoic acid and D-cellobiose)에 대한 물질대사능력이 향상되었으며, 리그닌 미생물 분해대사산물인 2-methoxy phenol류 화합물(예, ferulic acids and vanillic acids)를 완전히 분해할 수 있었다. 이번 실험은 미생물군집 수준에서 부식질 분해대사 경로를 연구하는 첫 사례로서 결과를 정리하면, 알래스카 툰드라 토양 내 미생물군집은 저온에 잘 적응되어 있고 상호협력하여 부식질을 분해하는데, 이미 알려져 있는 세균의 리그닌 분해경로(vanillic acid가 주요 분해대사산물로 축적)를 통해서 부식질을 분해하리라 추정한다.

#bacterial community #catalytic gene #humic acids #low temperature

참고문헌 (24)

참고문헌 신청

Alvarez-Rodriguez ML / 2003 / Degradation of vanillic acid and production of guaiacol by microorganisms isolated from cork samples / FEMS Microbiol. Lett 220:49~55

Badis A / 2009 / Characterization and biodegradation of soil humic acids and preliminary identification of decolorizing actinomycetes at Mitidja plain soils(Algeria) / Afr. J. Microbiol. Res 3:997~1007

Biasi C / 2005 / Temperaturedependent shift from labile to recalcitrant carbon sources of arctic heterotrophs / Rapid Commun. Mass Spectrom 19:1401~1408

Bugg TD / 2011 / Pathways for degradation of lignin in bacteria and fungi / Nat. Prod. Rep 28:1883~1896

Bugg TD / 2015 / Enzymatic conversion of lignin into renewable chemicals / Curr. Opin. Chem. Biol 29:10~17

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