동해 울릉분지 가스 하이드레이트 매장 지역의 메탄산화미생물 군집 조성 및 분포Microbial Community Composition Associated with Anaerobic Oxidation of Methane in Gas Hydrate-Bearing Sediments in the Ulleung Basin, East Sea
- Other Titles
- Microbial Community Composition Associated with Anaerobic Oxidation of Methane in Gas Hydrate-Bearing Sediments in the Ulleung Basin, East Sea
- Authors
- 조혜연; 김성한; 신경훈; 박장준; 현정호
- Issue Date
- Feb-2015
- Publisher
- 한국해양학회
- Keywords
- AOM; gas hydrate; dsrAB gene; mcrA gene; sulfate-methane transition zone
- Citation
- 바다, v.20, no.1, pp.53 - 62
- Indexed
- KCI
- Journal Title
- 바다
- Volume
- 20
- Number
- 1
- Start Page
- 53
- End Page
- 62
- URI
- https://scholarworks.bwise.kr/erica/handle/2021.sw.erica/20186
- DOI
- 10.7850/jkso.2015.20.1.53
- ISSN
- 1226-2978
- Abstract
- 동해 울릉 분지 내 메탄 하이드레이트가 매장된 지역에서 혐기적 메탄 산화와 연관된 미생물 군집 특성을 이해하기 위해 메탄 누출이 있는 대륙사면 정점(UBGH2-3)과 메탄 누출이 없는 분지 정점(UBGH2-10)에서, (1) 퇴적물의 지화학적 성분 및 황산염 환원율을 측정하였으며, (2) 기능성 유전자 분석을 통해 혐기적 메탄 산화 미생물 및 황산염환원 미생물 군집의 정량 및 다양성 분석을 수행하여 그 결과를 비교하였다. 황산염-메탄 전이지대(sulfate andmethane transition zone, SMTZ)는 UBGH2-3에서 0.5~1.5 mbsf (meters below seafloor), 그리고 UBGH2-10에서는 6~7mbsf에 분포하는 것으로 나타났다. 두 지역의 SMTZ에서 측정된 황산염 환원율은 UBGH2-3의 1.15 mbsf에서 1.82nmol cm-3 d-1으로 나타났고, UBGH2-10의 SMTZ에서 황산염 환원율은 4.29 nmol cm-3 d-1으로 높은 값을 보였다. 총 미생물 16S rRNA gene과 기능성 유전자인 mcrA (methyl coenzyme M reductase subunit A) 및 dsrA (dissimilatorysulfite reductase subunit A)의 정량 PCR 결과 두 정점의 SMTZ 부근에서 상대적으로 높게 검출되었다. 그러나UBGH2-10지역에서 mcrA 유전자는 SMTZ 아래인 9.8 bmsf에서 가장 높게 검출되었다. mcrA 유전자의 다양성 분석 결과 두 지역의 SMTZ와 그 아래 퇴적층에서 혐기성 메탄산화 고세균(ANME: Anaerobic MEthanothoph) 군집인 ANME-1이 우점하였다. 한편, ANME-2 군집은 메탄 누출이 발생하는 UBGH2-3지역의 2.2 mbsf 층에서만 관찰되었고, 더불어 dsr 유전자 다양성 분석 결과 ANME-2와 컨소시엄을 이루는 Desulfosarcina-Desulfococcus (DSS)이 나타났다. 본 연구 결과, ANME-1과 ANME-2은 동해 심부 퇴적 환경에서 혐기적 메탄 산화 및 생성 과정에 관여하는 중요한 고세균 군집으로 사료되며, 또한 ANME-2/DSS 컨소시엄은 메탄이 누출되는 지역인 UBGH2-3과 같이 혐기적 메탄 산화가 활발한 곳에서 메탄 거동을 조절하는 중요한 미생물 그룹으로 인식된다.
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