활성슬러지 생물반응기 내 핵심 미생물군은 하수처리장에서 미생물 군집이 수행하는 생태학적 역할을 이해하는 데 중요한 기반이 된다. 본 연구에서는 이러한 핵심 미생물군의 생태학적 중요성을 규명하기 위해, 한국과 중국에 위치한 6개의 실규모 하수처리장에서 채취한 총 39개의 시료를 대상으로 고효율 염기서열 분석 기반의 미생물 군집 분석을 수행하였다. 분석 결과, 각각의 하수처리장에서 관찰된 미생물 군집 변동성은 하수처리장 간의 변동성보다 낮은 패치 동역학이 관찰되었다. 이 결과는 핵심 미생물군이 공간적 스케일보다는 시간적 스케일에서 정의될 수 있음을 보여준다. 또한, 미생물의 기능적 동역학을 비교한 결과, 하수처리장 전반에 걸쳐 통계적으로 유사한 기능적 대사경로가 관찰되었으며, 이는 활성슬러지 생물반응기 내 미생물 군집이 분류학적으로 상이하더라도 유사한 기능을 수행하고 있음을 시사한다. 종합적으로, 본 연구는 하수처리장 미생물 군집의 기능적 중복성에 대한 통찰력을 제공한다.

Core microbiome in activated sludge bioreactors play a crucial role in understanding the ecological functions of microbial consortia in wastewater treatment plants (WWTPs). In this study, to elucidate the ecological importance of core microbial communities, microbial community analysis based on high-throughput sequencing was conducted using 39 samples collected from six full-scale WWTPs located in South Korea and China. The microbial communities exhibited patch dynamics, where the variability within each WWTP was smaller than that observed between different WWTPs. These findings suggest that core microbiomes can be defined on a temporal rather than a spatial scale. Comparison of the functional dynamics of microbial communities revealed statistically similar metabolic pathways across the WWTPs, indicating that the microbial consortia in activated sludge bioreactors perform functionally similar roles despite differences in taxonomic composition. Collectively, this study provides important insights into the functional redundancy of microbial communities in WWTPs.

요약문
ABSTRACT
1. Introduction
2. Materials and methods
    2.1 WWTPs, sample collection, and operationalvariables
    2.2 DNA extraction and 454 pyrosequencing
    2.3 Sequence analyses
    2.4 Estimation of functional pathway dynamics
3. Results and discussion
    3.1 Variability of microbial diversity within andbetween WWTPs
    3.2 Community dynamics
    3.3 Definition of core microbiome based ontaxonomy
    3.4 Definition of core microbiome based onfunctionality
4. Conclusions
Acknowledgement
References

• 이상훈(고려대학교 건축사회환경공학부) | Sang-Hoon Lee (School of Civil, Environmental and Architectural Engineering, Korea University)
• 박희등(고려대학교 건축사회환경공학부) | Hee-Deung Park (School of Civil, Environmental and Architectural Engineering, Korea University) Corresponding author
• 박정훈(한국생산기술연구원 청정에너지전환그룹 제주기술응용사업단) | Jeong-Hoon Park (Jeju Technology Application Division, Clean Energy Transition Group, Korea Institute of Industrial Technology (KITECH))
• Ying Wang(퉁지대학교 도시공학과)