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토양 및 퇴적토 환경 시료로부터 DNA 추출하는 방법에 대한 고찰
유근제,이재진,박준홍,Yoo, Keun-Je,Lee, Jae-Jin,Park, Joon-Hong 한국지하수토양환경학회 2009 지하수토양환경 Vol.14 No.3
In soil and sediment environment, microorganisms play major roles in biochemical cycles of ecological significant elements. Because of its ecological significance, microbial diversity and community structure information are useful as indexes for assessing the quality of subsurface ecological environment and bioremediation. To achieve more accurate assessment, it is requested to gain sufficient yield and purity of DNA extracted from various soil and sediment samples. Although there have been a large number of basic researches regarding soil and sediment DNA extraction methods, little guideline information is given in literature when choosing optimal DNA extraction methods for various purposes such as environmental ecology impact assessment and bioremediation capability evaluation. In this study, we performed a thorough literature review to compare the characteristics of the current DNA extraction methods from soil and sediment samples, and discussed about considerations when selecting and applying DNA extraction methods for environmental impact assessment and bioremediation capability evaluation. This review suggested that one approach is not enough to gain the suitable quantity and yield of DNA for assessing microbial diversity, community structure and population dynamics, and that a careful attention has to be paid for selecting an optimal method for individual environmental purpose. 토양미생물은 토양 및 퇴적토 환경에서 생물학적 물질순환의 중요한 역할을 맡고 있다. 이러한 중요성으로 인해 토양미생물 생태 다양성과 군집구성이 토양 및 퇴적토 생태환경과 자연저감능력을 평가하는 지표로 유용하게 쓰일 수 있다. 보다 정확한 다양성과 군집구조 분석을 위해서는 다양한 토양 및 퇴적토 시료로부터 분석에 필요한 DNA수율과 순도를 확보해야 한다. 지금까지 토양 및 퇴적토에서 DNA추출하는 방법들에 대한 다양한 기초연구가 이루어졌지만, 실제 환경생태영향평가와 분해기능평가에 사용시 DNA추출방법 선정에 대한 지침 및 정보는 매우 부족하다. 이에 본 연구에서는 문헌조사를 통해서 다양한 방법들의 토양 및 퇴적토 내 미생물 DNA 추출 특성을 비교 분석하고, 현재 주로 사용되고 있는 DNA추출방법을 토양 및 퇴적토 환경평가나 오염지하수토양 자연저감능평가에 활용 할 경우 고려해야 할 기술적 사항에 대해 고찰하였다. 본 연구를 통해 하나의 특정 추출 방법으로는 미생물다양성, 군집구성 및 개체간 상호작용에 대한 정보를 얻기에는DNA양과 순도 차원에서 충분하지 않으며, 토양 및 퇴적토 미생물 군집분석의 목적에 따라 적합한 방법의 선택이 매우 중요함을 알 수 있었다.
기술노트 : 지하수 수질측정망 자료를 활용한 시간적 오염도 추이변화 분석
방사라 ( Sa Ra Bang ),유근제 ( Keun Je Yoo ),박준홍 ( Joon Hong Park ) 한국물환경학회 2011 한국물환경학회지 Vol.27 No.1
Korea Groundwater Quality Monitoring Network is a database of annual groundwater quality survey results to prevent groundwater pollution. We estimated contamination index (CI) values for each type of land use, and analyzed temporal trends of pollutant concentration data in the Groundwater Quality Monitoring Network from 2001 to 2009. Among the pollutants considered in the database, the concentrations of nitrate and chloride were higher than their standards. In the case of nitrate, recreation parks, golf courses and general waste dumping regions showed increasing trends according to linear regression analysis, whereas industrial complexes and residential regions of urgan and recreation parks showed increasing trends in the chloride concentration data. According to multiple variable linear regression analysis, EC, pH and topography were major factors influencing CI values. These results suggest that groundwater with a high CI value and increasing trend is vulnerable for potential contamination, which requires more careful groundwater pollution control.
갯벌 미생물 다양성 모니터링 시료 채취 개수 및 간격 선정을 위한 지구통계학적 기법과 데이터 마이닝 적용 연구
양지훈(Ji Hoon Yang),이재진(Jae Jin Lee),유근제(Keun Je Yoo),박준홍(Joon Hong Park) 大韓環境工學會 2010 대한환경공학회지 Vol.32 No.12
갯벌 퇴적토는 미생물 다양성이 매우 높다고 알려져 있다. 하지만 인위적인 교란에 의해 갯벌 퇴적토 내 미생물 다양성이 달라질 수 있다. 지속적인 퇴적토 내 미생물 다양성 모니터링을 위해서는 대표성을 지닌 시료의 채취가 중요하다. 본 연구에서는 강화도 여차리 갯벌을 대상으로 식생이 있는 지역과 식생이 없는 지역의 미생물 다양성과 이화학적 특성치를 지구통계학적으로 비교분석 하였다. 갯벌 시료에서 측정된 미생물 다양성과 다양한 이화학적 특성치를 지구통계학적으로 분석한 결과, 식생이 존재하는 지역에서의 상관거리가 식생이 존재하지 않는 지역에 비하여 대체로 짧다는 것을 알 수 있었다. 이는 식생이 존재하는 지역의 높은 생태학적 및 이화학적 복잡성과 이질성으로 인해 식생이 존재하는 지역에서는 식생이 존재하지 않는 지역에서 보다 비교적 좁은 간격으로 시료를 채취해야 한다는 것을 의미한다. 데이터 마이닝 기법을 사용하여 미생물 다양성에 영향을 주는 주요 환경영향 인자를 분석한 결과, 식생이 존재하는 지역에서는 유기물 함량과 질산염이온, 식생이 존재하지 않는 지역에서는 pH와 황산염이온이 미생물 다양성에 영향을 끼친다는 것을 알 수 있었다. 이러한 지구통계학 및 데이터 마이닝 분석 결과들을 활용해서 갯벌 퇴적토 내 미생물 다양성 측정을 위한 시료 채취 간격 및 개수 선정 지침을 본 연구에서 제안하였다. Tidal mudflat is a reservoir for diverse microbial resources. Microbial diversity in tidal mudflat sediment can be easily influenced by various human activities. It is necessary to take representative samples to monitor microbial diversity in tidal mudflat sediments. In this study, we analyzed the microbial diversity and chemical characteristics of vegetation and non-vegetation tidal mudflat regions in the Kangwha tidal mudflat using geo-statistics and data-mining. According to the geo-statistical analysis, most correlation range values for the vegetation region were smaller than those for the non-vegetation region, which suggested that the shorter number and interval of sampling are required for the vegetation tidal mudflat environment due to its higher degree of chemical and biological complexity and heterogeneity. The data-mining analysis suggested that the organic content and nitrate were the major environmental factors influencing microbial diversity in the vegetation region while pH and sulfate were the major influencing factors in the non-vegetation region. Using the geo-statistical and data-mining integration approach, we proposed a guideline for determining the sampling interval and number to monitor microbial diversity in tidal mudflat.