Environmental DNA (eDNA) can exist in both intracellular and extracellular forms in natural ecosystems. When targeting harmful cyanobacteria, extracellular eDNA indicates the presence of traces of cyanobacteria, while intracellular eDNA indicates the potential for cyanobacteria to occur. However, identifying the “actual” potential for harmful cyanobacteria to occur is difficult using the existing sediment eDNA analysis method, which uses silica beads and cannot distinguish between these two forms of eDNA. This study analyzes the applicability of a density gradient centrifugation method (Ludox method) that can selectively analyze intracellular eDNA in sediment to overcome the limitations of conventional sediment eDNA analysis. PCR was used to amplify the extracted eDNA based on the two different methods, and the relative amount of gene amplification was compared using electrophoresis and Image J application. While the conventional bead beating method uses sediment as it is to extract eDNA, it is unknown whether the mic gene amplified from eDNA exists in the cyanobacterial cell or only outside of the cell. However, since the Ludox method concentrates the intracellular eDNA of the sediment through filtration and density gradient, only the mic gene present in the cyanobacteria cells could be amplified. Furthermore, the bead beating method can analyze up to 1 g of sediment at a time, whereas the Ludox method can analyze 5 g to 30 g at a time. This gram of sediments makes it possible to search for even a small amount of mic gene that cannot be searched by conventional bead beating method. In this study, the Ludox method secured sufficient intracellular gene concentration and clearly distinguished intracellular and extracellular eDNA, enabling more accurate and detailed potential analysis. By using the Ludox method for environmental RNA expression and next-generation sequencing (NGS) of harmful cyanobacteria in the sediment, it will be possible to analyze the potential more realistically.

The present study aimed to analyze the metaproteome of the microbial community comprising harmful algal bloom (HAB) in the Daechung reservoir, Korea. HAB samples located at GPS coordinates of 36°29’N latitude and 127°28’E longitude were harvested in October 2013. Microscopic observation of the HAB samples revealed red signals that were presumably caused by the autofluorescence of chlorophyll and phycocyanin in viable cyanobacteria. Metaproteomic analysis was performed by a gelbased shotgun proteomic method. Protein identification was conducted through a two-step analysis including a forward search strategy (FSS) (random search with the National Center for Biotechnology Information (NCBI), Cyanobase, and Phytozome), and a subsequent reverse search strategy (RSS) (additional Cyanobase search with a decoy database). The total number of proteins identified by the two-step analysis (FSS and RSS) was 1.8-fold higher than that by one-step analysis (FSS only). A total of 194 proteins were assigned to 12 cyanobacterial species (99 mol%) and one green algae species (1 mol%). Among the species identified, the toxic microcystin-producing Microcystis aeruginosa NIES-843 (62.3%) species was the most dominant. The largest functional category was proteins belonging to the energy category (39%), followed by metabolism (15%), and translation (12%). This study will be a good reference for monitoring ecological variations at the meta-protein level of aquatic microalgae for understanding HAB.

본 연구에서는 동물플랑크톤인 Daphnia magna를 이용하 여 유해조류인 Microcystis aeruginosa, Anabaena variabilis, Limnothrix planctonica에 대한 제어 가능성을 평가하였다. D. magna와 유해조류를 공생배양 시킨 경우, M. aeruginosa (80.2±4.2%), A. variabilis (39.7±4.0%) 그리고 L. planctonica (25.9±10.9%)의 순으로 조류 발생 억제효율을 보였 다. 동물플랑크톤의 섭생에 의한 조류 제어 효과 이외에 D. magna의 대사/분비물질의 조류 제어 가능성을 확인할 수 있 었다. D. magna를 배양한 배지를 유해조류 제어에 이용했을 때, M. aeruginosa와 A. variabilis에 대하여 각각 24.9±9.9% 와 8.9±4.0%의 성장 억제효과를 확인할 수 있었다. 하지만, L. planctonica에 대한 성장 억제효과는 나타나지 않았다. 본 연구의 결과를 통하여 동물플랑크톤인 D. magna를 활용한 친환경적 유해조류 제어기술 개발이 가능할 것으로 판단된 다.

본 연구는 한국 남해 연안에서 하계에 상습적으로 발생하는 유해적조생물의 이동과 확산에 관하여 파악하는 것이다. 먼저 3차원 해수유동모델(POM)을 이용하여 조석의 효과, 수온·염분, 바람 효과 및 쓰시마난류를 고려한 잔차류를 계산하였다. 잔차류에 의해 부유이동하는 적조생물의 시간에 따른 공간적인 분포를 파악하기 위하여 국립수산과학원의 적조속보 자료를 이용하여 한국 남해안에서 유해적조의 최다 발생한 3개 지역 가막만(Case 1), 미조연안(Case 2), 미륵도연안(Case 3)을 선정하여 적조발생을 유형별로 수치실험을 하였다. 가막만 남부해역에서 적조가 발생한 경우(Case 1)는 발생지점으로부터 서쪽에 위치한 나로도주변해역과 여자만으로 주로 이동 확산하였다. 미조연안에서 적조가 발생한 경우(Case 2)는 발생해역의 북동측에 위치한 해역으로 입자들이 주로 이동하는 것으로 나타났다. 그리고 미륵도 주변해역에서 입자가 발생한 경우(Case 3)는 욕지도주변해역과 자란만-사량도 주변해역에서 가장 많이 분포하였다. 특히 Case 3의 경우 확산된 입자가 연구 해역의 남동쪽에서 북동향하여 진행하는 쓰시마 난류의 영향을 받아 거제도 남부와 동부해역에 분포하는 현상을 볼 수 있다.

본 연구는 한국 남해 연안에서 하계에 상습적으로 발생하는 유해적조생물의 발생과 이동과 확산에 관하여 파악하는 것이다. 먼저 3차원 해수유동모델을 이용하여 4대 분조(M₂, S₂, K₁, O₁)의 조류 및 조석잔차류를 파악했다. 또한 조석의 효과, 수온·염분, 바람 효과 및 쓰시마 난류를 고려한 잔차류를 계산하였다.

해수 유동모델과 입자 추적자 모델을 이용하여 유해적조의 거동을 파악하였다. 통영-남해 주변해역에서 4대분조 (M2, S2, K1, O1)의 조류를 POM 모델을 이용하여 계산하였다. 대조기 최대 창조시의 조류는 북서향하고 최대 낙조시에는 남 동향하는 흐름을 보였다. 소조기 조류는 최대 창조시와 낙조시의 유향은 각각 대조기와 동일한 분포를 보였고, 유속이 대조기에 비하여 작게 나타났다. 조석잔차류의 분포를 보면 남동향 하는 흐름이 전반적으로 우세하게 나타난다. 이러한 유동환경에서 자 란만, 미조앞바다, 욕지도서측 해역에 유해적조 생물이 발생하였을 경우 시간에 따른 공간적 분포를 알기 위한 입자 추적자 모 델을 이용하였다.

Cochlodinium polykrikoides has occurs regularly during the summer in the South Sea of Korea. To investigate photosynthetic pigments concerned with phytoplankton community structure as bloom of Cochlodinium polykrikoides, the experiment was sampled at 20 s