식물의 초기 잎권세균 군집 구조에 대한 분자생물학적 분석 및 산성강하물이 미치는 영향 = Molecular characterization of early epiphytic bacterial community structure on young leaves of trees and effects of acidic deposition on the community structure

국문 초록 (Abstract)

초기 잎권세균의 군집 구조를 계통분류에 의하여 규명하기 위하여 떡갈나무(Quercus dentate Thunb.)의 어린 잎을 대상으로 하였으며 동시에 산성강하물과 같은 대기오염이 세균군집 구조에 미치는 영향을 파악하기 위하여 공단지역과 청정자연녹지지역에 서식하는 나무의 잎을 채취하여 비교 분석하였다. 잎권세균의 16S rRNA 유전자를 PCR로 증폭하여 cloning한 결과 모두 30개의 clone을 얻었다. 이 clone들을 모두 제한효소인 HaeⅢ 및 Hinf Ⅰ로 잘라 restriction fragment length polymorphism(RFLP)을 비교 분석한 결과 9개의 독특한 RFLP 패턴 즉 계통형(phylotypes)으로 분류되었다. 이 가운데 단 1개의 계통형만이 두 지역 모두의 잎에서 나왔으며 공단지역 잎에서는 모두 7개의 계통형이 청정지역 잎에서는 모두 3개의 계통형이 확인되었다. 이런 결과에서 우리는 두 지역의 떡갈나무 잎에서 서식하는 잎권세균 군집이 현저히 다르며 공단지역 잎권세균군집이 청정지역에 비하여 훨씬 다양함을 알 수 있는 것이다. 이 9개의 계통형에 속하는 대표적인 clone들을 대상으로 염기서열을 분석하여 계통분류를 실시한 결과 잎권세균은 Bacteria 도메인(domain) 가운데 γ-Proteobacteria와 β-Proteobacteria 만이 나타날 정도로 군집구조가 아주 단순한 것으로 확인되었다. 속 수준으로 계통분류한 결과 가장 우점하는 잎권세균은 γ-Proteobacteria에 속하는 Pseudomonas 속이었다. 공단지역 잎권세균 군집에 있어 한 가지 특징은 청정지역 잎권에서 흔히 발견되는 장내세균 즉 Enterobacteriaceae가 전혀 검출되지 않았다는 사실이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Early epiphytic bacterial community structure on the young leaves of deciduous oak trees (Quercus dentate Thunb.) collected from two types of area, polluted industrial and clean natural forest areas, were assessed by phylogenetic analysis. PGR-amplified 16s rRNA genes from epiphytic bacteria were cloned, and a total of 39 eubacterial clones were obtained from two leaf libraries. All of the clones were characterized by restriction fragment length polymorphism (RFLP) with the enzymes HaeⅢ and Hinf Ⅰ, and thus nine unique RFLP patterns (phylotypes) were identified. Only one phylotype was recovered from the bacterial communities on both leaves. Seven phylotypes were from industrial leaves, whereas only thee were from natural forest ones. This means that the epiphytic bacterial community structures are significantly different and the communities of industrial leaves are much more diverse than those of clean natural ones. By phylogenetic analysis, the cloned sequences were placed into two major lineages of the domain Bacteria, the γ- and β-subphylums of the phylum Proteobacteria. At the subphylum level, the predominant group was genus Pseudomonas of the γ-Proteobacteria. A surprising finding is that enteric bacteria were not detected on industrial leaves.