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Characterization of Microbial Communities and Soil Organic Carbon Degradation Associated with the Depth and Thawing Effects on Tundra Soil in Alaska

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Title
Characterization of Microbial Communities and Soil Organic Carbon Degradation Associated with the Depth and Thawing Effects on Tundra Soil in Alaska
Other Titles
Alaska 툰드라 토양의 깊이 및 해동 영향에 따른 미생물 군집과 토양 유기 탄소 분해 특성
Authors
Lee, Bang Yong
Park, Hyun
Kim, Dockyu
Park, Ha Ju
Lee, Yoo Kyung
Keywords
Biodegradation; Climate change; Soil bacteria; Soil organic carbon; Sub-Arctic
Issue Date
2016
Citation
Lee, Bang Yong, et al. 2016. "Characterization of Microbial Communities and Soil Organic Carbon Degradation Associated with the Depth and Thawing Effects on Tundra Soil in Alaska". Journal of microbiology, 52(3): 365-374.
Abstract
고위도에서의 온도 상승은 0.6oC/10년으로, 이는 토양 유기 탄소에 대한 미생물의 분해 활성 증가를 유도한다. 게다가, 분해된 토양 유기 탄소는 이산화탄소 또는 메탄 같은 온실가스로 전환, 방출되어 기후 변화를 가속화시킨다. 따라서, 토양 유기 탄소 분해와 관련된 미생물의 다양성 및 기능 이해를 위한 토양 해동 모델 연구가 필요하다. 이러한 연구를 위하여 Alaska Council의 두 깊이의 토양(SPF와 PF라 각각 명명한 30-40와 50-60cm 깊이의 토양)을 0oC에서 108일 동안 배양하였다. 환경 모사 실험 동안 pyrosequencing을 수행하였고, metagenome을 분석하여 총 111,804개의 미생물 sequence를 얻었다. 이 중, 574-1,128개의 세균 operational taxonomic unit(OTU)과 30-57개의 고세균 OTU를 확인하였다. 토양 배양에 따라 두 토양 모두에서 Crenarchaeota phyla의 상대적 분포가 증가하였으며, Actinobacteria와 Firmicutes phyla의 분포가 SPF와 PF에서 각각 크게 증가하였다. 추출한 토양 유기 탄소에 대한 무게 측정 및 gel permeation chromatography를 통해, 환경 모사 실험이 진행되는 동안 토양 유기 탄소의 주요 구성 성분인 부식산(humic acids)이 중합화(humification) 되는 것을 확인하였다. 결론적으로, 냉대 툰드라 동토의 해동은 Crenarchaeota, Actinobacteria 및 Firmicutes phyla의 증가를 야기시키며, 미생물에 의한 토양 유기 탄소 분해 및 이용을 야기시키는 것으로 예측된다.
URI
http://repository.kopri.re.kr/handle/201206/7476
DOI
http://dx.doi.org/10.7845/kjm.2016.6023
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