유전자 기법을 이용한 북한강 수역 Anabaena strain의 동정 및 Geosmin 생산 잠재성 분석

Abstract

본 연구는 최근 북한강 수계에서 번성하고 있는 Anabaena strain 의 16S rDNA 염기서열을 이용한 종 수준의 동정과 geosmin 합성 유전자의 탐침을 통해 이취미물질의 잠재 생산능력을 분석하였다 . 현장 ( 경기도 양평군 조암면 삼봉리 수역) 에서 분리 배양한 Anabaena 는직선형과 나선형 두 가지의 형태적 변이를 보였다 . 이들은 세포의 크기와 사상체에서 형태적 차이를 나타냈으며 , A. circinalis 및 A. crassa 와 유사한 형태적 특징들을보여주었다 . 그러나 16S rDNA 계통수 및 유연관계를 분석한 결과 , 직선형과 나선형 모두 동일한 A. circinalis 종으로 확인되었다 (98%~100% 의 유전적 유사도). 또한직선형과 나선형 strain 모두에서 geosmin을 합성하는 유전자 구간이 발견되어 , 북한강 수계에 존재하는 Anabae- na circinalis 는 종의 형태적 변이에 관계없이 geosmin 을생산할 수 있음을 보여주었다 . 본 연구의 결과는 유전자수준에서 A. circinalis 의 geosmin 생산에 대한 직접적인 증거를 제공하는 국내 최초의 보고로서 북한강 수계에서 geosmin 증가의 원인종 확인 및 관리에 중요한 자료를 제공한다.

This study was conducted to identify the bloom-forming Anabaena strains with two phenotypes(straight-type and coil-type) isolated from North Han River (Sambong-ri Joam-myun) using 16S rDNA sequence. The odor material producing potential was also examined using the geosmin-synthesizing gene cluster. Despiteof striking morphological difference of the two stains, resembling A. circinalis and A. crassa species, thephylogenetic analysis using 16S rDNA identified the both strains as a single species of A. circinalis with highgenetic similarity (98%~100%). Also, two Anabaena strains showed to possess the geosmin-synthesizing genecluster, indicating that they are capable of producing the odor substance. This study is the first report thatprovides the direct evidence of geosmin production in the gene level by A. circinalis in Korea, and providesimportant basic information to identify the source alga of geosmin increase and its management in North HanRiver.