동해 울릉분지에서 안정동위원소 추적자를 이용한 미생물 생지화학 연구

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 동해 울릉분지의 연안, 사면 및 분지에서 RNA-SIP 방법을 이용하여 유기물 분해 경로에 직접 관여하는 대표적인 미생물 군집을 파악하고, 질소제거 기작과 관련되어, 탈질산화와 ANAMMOX(ANaerobic AMMonia OXidation)의 상대적 중요성을 조절하는 요인을 분석하였다. 혐기성 유기물 분해 경로에 중요한 탄소원인 아세테이트의 분해 경로에 관여하는 미생물 군집 조사 결과 동해 연안에 위치한 대륙붕 정점과 울릉분지 정점에서 나타나는 아세테이트 분해 미생물 군집은 서로 다르게 나타났다. 대륙붕 정점에서 검출된 아세테이트 분해 미생물 군집은 크게 두 군집으로 나타났으며, 이들은 실제 환경에서는 소수로 존재하며 실제 생태계에서 생지화학적으로 큰 기여도를 갖지 못하는 것으로 여겨진다. 또한 분지 정점에서는 대륙붕 정점에서보다 다양한 혐기성 미생물 군이 아세테이트를 이용하여 성장하는 것으로 나타났다. 한편, 두 정점에서 모두 자가영양을 수행하는 고세균 군집으로 알려진 MGI 고세균 그룹이 아세테이트를 분해하는데 기여하는 것으로 조사되었다. 한편 동해에서 탈질산화율은 퇴적물 내 높은 유기물 함량으로 인해 같은 수심을 같은 다른 해역에서보다 높게 측정이 되었다. 수심이 깊어 질수록 총 질소 제거율 중 ANAMMOX가 차지하는 중요성은 증가하며, 반면 탈질산화율은 분지 중심으로 갈수록 그 중요성이 감소하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, we aimed to indentify the microbial community related to carbon mineralization using the RNA-SIP at the continental shelf and basin, and to elucidate the relative importance of denitrification and ANAMMOX (ANaerobic AMMonia OXidation) associated with total nitrogen removal in the East Sea sediments. The community composition related to decomposition of acetate as an important carbon source for the anaerobes is different between the continental shelf site and basin site. From the T-RFLP analysis of 16S rRNA gene, two major peaks making the acetate oxidizing bacteria were observed in the continental shelf site. However, these bacterial groups are considered the minor groups in situ environment and might play a no significant role on the biogeochemical processes. In the basin site, the diverse acetate oxidizing bacterial groups were detected more than those of continental shelf site. In addition to, the marine group I (MGI) as an autotrophic archaea seems to contribute to decomposition of acetate in the continental shelf and basin sites. On the other hands, the rate of denitrification is higher than other deep sea sediments because of high organic carbon content in the East Sea sediments. The contribution of anammox for total N2 production increased with increasing wa