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16S rDNA-RFLP에 의한 Spirastrella abata와 Spirastrella panis 해면에 서식하는 배양가능한 공생세균 군집의 비교

Comparative Analysis of the Community of Culturable Bacteria Associated with Sponges, Spirastrella abata and Spirastrella panis by 16S rDNA-RFLP

미생물학회지 2009년 45권 2호 p.155 ~ 162
조현희 ( Cho Hyun-Hee ) - 한남대학교 생명공학부

박진숙 ( Park Jin-Sook ) - 한남대학교 생명공학부

Abstract

계통적으로 근연하며 지리적 분포가 유사한 두 종의 Spirastrella 속의 해양 해면, S. panis와 S. abata의 배양 가능한 공생세균 군집구조를 16S rDNA-RFLP 방법에 의해 분석하였다. 공생세균의 배양은 해면추출물 3%를 포함하는 MA 배지를 사용하였다. 증폭된 16S rDNA의 RFLP (restriction fragment length polymorphism) 분석을 위한 제한 효소로 HaeIII와 MspI을 이용하였으며, 그 결과 24개의 RFLP type을 구별할 수 있었다. 각 패턴별로 1~5개의 분리균주를 선별하여 부분 염기서열 분석 결과, 알려진 세균 종과 98.4% 이상의 유사도를 나타내었으며 2종의 Spirastrella 해면으로부터 분리된 세균들은 모두 Alphaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria 4개의 강(class)에 포함되었다. Alphaproteobacteria는 S. abata에서 39.3%, S. panis에서 47.6%가 관찰되어 두 해면에서 우점하는 세균 군집이었다. Gammaproteobacteria의 경우 S. abata에서 38.5%로 관찰된 반면 S. panis에서 1.6%의 아주 적은 비율로 관찰되었다. 또한 Bacillus (phylum Firmicutes) 종은 S. abata에서 9.7%를 나타낸 반면, S. panis에서는 44.3%의 분포를 나타내었다. Planococcus maritimus (8.1%, phylum Firmicutes)와 Psychrobacter nivimaris (28.9%, phylum Gammaproteobacteria)는 S. abata에서만 관찰되어 이들은 S. abata에 특이적인 세균 종임을 알 수 있었다. 같은 장소에 서식하는 계통적으로 근연한 두 종의 해면에서 공생세균의 군집 구조는 차이가 큰 것으로 나타났다.

A cultivation-based approach was employed to compare the culturable bacterial diversity associated with two phylogenetically closely related marine sponges, Spirastrella abata and Spirastrella panis, which have geologically
overlapping distribution patterns. The bacteria associated with sponge were cultivated using MA medium supplemented with 3% sponge extracts. Community structures of the culturable bacteria of the two sponge species were analyzed with PCR-RFLP (restriction fragment length polymorphism) based on 16S rDNA sequences. The RFLP fingerprinting of 16S rDNA digested with HaeIII and MspI, revealed 24 independent RFLP types, in which 1-5 representative strains from each type were partially sequenced. The sequence analysis showed >98.4% similarity to known bacterial species in public databases. Overall, the microbial populations of two sponges investigated were found to be the members of the classes; Alphaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Firmicutes, and Actinobacteria. The Alphaproteobacteria were predominant in the bacterial communities of the two sponges. Gammaproteobacteria represented 38.5% of bacterial community in S. abata. Whereas only 1.6% of this class was present in S. panis. Bacillus species were dominat in S. panis. Bacillus species were found to be 44.3% of bacterial species in S. panis, while they were only 9.7% in S. abata. It is interesting to note that Planococcus maritimus (8.1%, phylum Firmicutes) and Psychrobacter nivimaris (28.9%, phylum Gammaproteobacteria) were found only in S. abata. This result revealed that profiles of bacterial communities from the sponges with a close phylogenetic relationship were highly species-specific.

키워드

16S rDNA;community;culturable bacteria;marine sponge;RFLP;Spirastrella;sponge-associated bacteria
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