우리나라는 겨울철에 미세조류가 성장하기에 적합하지 않은 기후조건을 가진다. 따라서, 차세대 바이오매스의 공급원료로서의 미세조류 배양을 겨울철에 이룩하기는 쉽지 않다. 본 연구에서는 적은 에너지를 이용하여 미세조류가 성장이 불가한 영외환경에서 미세조류를 성장시키기 위해서, 삼중막의 비닐하우스를 설치하였다. 또한 투명한 아크릴 재질로 수조를 제작하여 빛을 수조의 모든 면에서 받을 수 있게 함으로써, 빛의 이용성을 최대화하였다. 6가지의 다양한 실험조건을 설정하여 겨울철 영하의 기후조건에서 최소한의 비용으로 하수종말처리장 폐수를 사용하여 미세조류를 배양하였다. 또한 미세 조류 바이오매스를 증가시킴과 동시에 환경오염의 원인이 될 수 있는 영양염류 성분 중 질소를 최대 92%, 인을 최대 99%까지 제거시켰다. 본 연구에서 바이오디젤의 원료가 될 수 있는 가장 주된 지방산은 리놀렌산(C18 : 3n3)으로 총 지질량의 최대 61%까지 차지했다. 지방산의 생산성은 2.4 g m-2 day-1이었다. 결론적으로, 본 연구를 통하여 차세대 바이오매스 생산을 위한 미세조류 배양을 저온 시기에서도 이룩하였으며, 그에 따른 폐수처리에서도 좋은 성과를 이루었다.

에너지 소비의 증가와 화석 연료의 감소로 인해 바이오디젤과 같은 재생 가능한 대체 에너지 자원이 관심을 받고 있다. 미세조류를 이용한 바이오디젤은 기존의 농작물과 경쟁하지 않는 것과 더불어 많은 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 미세조류 배양의 생산 비용 절감과 축산 폐수 처리라는 두 가지 목표를 충족시키지 위해 돈분 액체 비료를 사용하였다. 옥외 배양 시스템(Small Scale Raceway Pond; SSRP)과 희석된 돈분 액체 비료를 이용하여 단일 미세조류 Chlorella sp. JK2, Scenedesmus sp. JK10 과 혼합 토착 미세조류 CSS를 20일 동안 각각 배양하였다. 미세조류 혼합균주인 CSS의 바이오매스 생산과 지질 생산성은 각각 1.19±0.09 g L-1, 12.44±0.38mg L-1 day-1로 단일 종에 비해 2배 이상 높았다. 돈분 액체 비료의 TN, TP의 제거율 역시 혼합 토착 미세조류 CSS에서 93.6%, 98.5%로 단일 종의 이용에 비해 30% 이상 높은 제거 효율을 보여주었다. 이를 통해 돈분 액체 비료는 미세조류 배양에 필요한 N과 P를 제공하며, 미세조류를 이용한 SSRP를 통하여 영양염류를 제거할 수 있는 가능성을 확인하였다. 또한 미세조류 배양을 위한 생산 비용의 감소로 경제성 있는 바이오디젤의 생산 가능성을 확인하였다.

한국산 고지질 Botryococcus를 확보하기 위해 시료채취를 하였고, 실험실에서 Botryococcus sp.를 분리하였다. 분리된 Botryococcus sp.는 현미경으로 그 크기와 형태를 관찰하였고, 분자적 동정을 위해 18S rRNA gene과 ITS region의 염기서열을 분석함으로써 Botryococcus sudeticus J2로 명명하였으며, 생태학적 특성 연구를 위해 문헌조사를 통해 국내의 Botryococcus 속의 분포를 조사를 실시하였다. 동정된 B. sudeticus J2의 생리적 특성 분석을 위해 배양실험을 수행하였고, 생장률과 바이오매스 생산성 그리고 광합성효율을 측정하였다. 또한 바이오디젤 생산을 위한 조류주로서의 가치를 판단하기 위해 총 지질 함유량과 지방산 조성을 분석하였다. B. sudeticus J2의 생태적, 생리적 연구 후 2배의 광량과 2% CO2 조건에서 배양을 수행함으로써 최적 배양조건을 탐색하고자 하였다. 분리된 B. sudeticus J2는 비교를 위한 B. braunii UTEX 572보다 높은 바이오매스 생산성과 지질생산성을 보였으나 바이오매스 생산을 위한 다른 후보 미세조류에 비해서는 낮은 생장률을 보였다. 따라서 바이오디젤 생산을 위한 조류로 B. sudeticus J2를 활용하기 위해서는 본 연구에서 밝혀진 광저해에 대한 내성에 초점을 맞추어 최적 배양을 위한 광조건을 탐색하는 연구가 필요하다.

Cyanobacteria(blue-green algae) are not only the first oxygenic organisms on earthbut also the foremost primary producers in aquatic environment. Massive growth of cyanobac-teria, in eutrophic waters, usually changes the water colour to green and is called as algal(cyano-bacterial) bloom or green tide. Cyanobacterial blooms are a result of high levels of primary pro-duction by certain species such as Microcystissp., Anabaenasp., Oscillatoriasp., Aphanizomenonsp. and Phormidiumsp. These cyanobacterial species can produce hepatotoxins or neurotoxins aswell as malodorous compounds like geosmin and 2-methylisoborneol(MIB). In order to solve thenationwide problem of hazardous cyanobacterial blooms in Korea, the following technically andstrategically sound approaches need to be developed. 1) As a long-term strategy, reduction of thenutrients such as phosphorus and nitrogen in our water bodies to below permitted levels. 2) As ashort term strategy, field application of combination of already established bloom remediationtechniques. 3) Development of emerging convergence technologies based on information and com-munication technology(ICT), environmental technology(ET) and biotechnology(BT). 4) Finally,strengthening education and creating awareness among students, public and industry for effectivereduction of pollution discharge. Considering their ecological roles, a complete elimination ofcyanobacteria is not desirable. Hence a holistic approach mentioned above in combination toaddressing the issue from a social perspective with cooperation from public, government, industry,academic and research institutions is more pragmatic and desirable management strategy.

환경시료에서 마이크로시스틴 분해능을 나타낸 균주 1종을 분리하였고 16S rRNA gene sequence 분석 결과, Microbacterium sp.로 동정되어 Microbacterium sp. MA21로 명명하였다. R2A배지를 기본 배지로 하여 50 μg L-1 microcystin-LR을 첨가하여 30􀆆C, 12시간 동안 배양한 후 PPIA를 통해 microcystin이 80% 이상 분해되는 것을 확인하였다. Microcystin-LR의 분해를 HPLC 분석을 통해 재확인하였고, microcystin 분해산물로 추정되는 두 개의 peak를 확인하였다. 16S rRNA 염기서열을 이용한 계통분류 분석 결과, 본 연구에서 분리한 Microbacterium sp. MA21은 Alphaproteobacteria의 Sphingomonas 속에 속하지 않는 것은 물론 Actinobacteria에는 속하지만 기존에 보고되지 않은, 새로운 genus로 확인되었다.

Microalgae can grow autotrophically with the supply of light, carbon dioxide and inorganic nutrients in water through photosynthesis. Generally, microalgal growth is limited by the concentrations and relative ratio of nitrogen (N) and phosphorus (P) among the nutrients in the aquatic environment. Each microalga has its specific optimum N : P ratio resulting in dominance in a particular water having similar nutrient composition. Algal bloom is an immense growth of certain microalga commonly cyanobacterium and can be sequestrated by reducing the limiting nutrient, generally P in the freshwater. Moreover, dominance of a less toxic blooming strain can be established by manipulating N : P ratio in the water. On the other hand, microalgal biomass of a certain species can be enhanced by increasing limiting nutrient and adjusting the N : P ratio to the target species. The above-mentioned eco-physiological features of microalgae can be more completely interpreted in connection with their genomic informations. Consequently, microalgal growth regulation which can be achieved on the basis of its eco-physiological and further genomic insights would

This study characterizes three Anabaena strains and 5 Trichormus strains isolated from Korean waters and 3 Anabaena flos-aquae strains procured from the UTEX based on morphological features and molecular analyses. The Anabaena and Trichormus isolates were morphologically assigned to A. variabilis Kützing and T. variabilis (Kützing ex Bornet et Flahault) Komárek et Anagnostidis, respectively. The Anabaena and Trichormus strains differed significantly in the mean length of their vegetative cells. The 16S rRNA genes from the Anabaena strains showed a 100% identity to that from A. variabilis ATCC 29413, while the 16S rRNA genes from the Trichormus strains showed a 99.9% identity to that from T. variabilis GREIFSWALD. The overall topology was in agreement for the 16S rRNA gene and cpcBA-IGS trees in the both tree-constructing methods. In a neighbor-joining tree based on the 16S rRNA gene, the 3 Anabaena strains were asso-ciated with A. variabilis, the 5 Trichormus strains with T. variabilis, and the 3 Anabaena (UTEX) strains were with Nostoc. To date, this is the first report on A. variabilis and T. variabilis strains originating from Korea.

한국 내 전국적으로 5곳의 담수에서 2010년 4월부터 2011년 6월에 걸쳐 담수시료를 채취한 후, 각 담수시료에서 Botryococcus braunii의 출현을 확인하고 microcapillary-pipetting method를 이용하여 5주를 분리하였다. 분리된 B. braunii의 18S rRNA sequencing 후, BLAST search를 통한 분석 결과는 B. braunii와 가장 높은 상동성을 나타낸 것으로 확인되어 형태적 동정결과와 일치하였다. 진화, 계통분류학적 분석결과, 분리된 5주의 B. braunii는 단일 계통인 Trebouxiophyceae으로 분류되었다. 18S rRNA sequence의 계통 분류학적 분석에서 B. braunii KNU6는 다른 분리된 B. braunii와 같은 분류군 내에서 거리의 차이가 있었고, 또한 세포크기, 점액질의 양 등의 형태적 특징도 차이를 보였다. 한국에서 분리된 5주의 B. braunii는 모두 race A type의 분류군에 포함되며, 탄소수 C23-C33의 지방산에서 유래된 alkadienes과 alkatrienes를 생산하는 것으로 사료되며, B. braunii를 이용한 바이오디젤을 생산하기 위한 최적의 배양조건을 찾는 연구가 필요하다.

Laboratory experiments were conducted to investigate the effect of ceramic-treated water on the inhibition of algal growth. The growth of Scenedesmus quadricauda and Chlorella vulgaris was enhanced by the ceramic- treated water in Allen medium containing high concentration of nutrients, but inhibited in natural water containing low concentration of nutrients. The growth of Oscillatoria tenuis and Microcystis aeruginosa was inhibited in both Allen medium and natural water. When comparing the effects of ceramic-treated water 1 (NC1) and 2 (NC2), the growth of O. tenuis and M. aeruginosa was somewhat enhanced by NC1, whereas inhibited by NC2. Therefore, it is suggested that NC2 can be more effective than NC1 in controlling the algal growth.