PICOCYANOBACTERIAL DIVERSITY IN THE NORTH-WESTERN PACIFIC OCEAN REVEALED BY BAR-CODED PYROSEQUENCING

Total of 91,094 reads obtained could be classified into 21 Synechococcus and 7Prochlorococcus clades. Synechococcus wasdominant in the East China Sea whereasProchlorococcus was dominant in the Kuroshio and tropical waters. Thus, there was a bigdifference in cyanobacterial diversity among areas. In tropical waters, vertical composition ofProchlorococcus was very different. High light adapted ecotype (HLII) was abundant in thesurface but various low light adapted ecotypes were dominantly found in the lower part ofeuphotic zone. In the East China Sea, Synechococcus belonging to clades I and IV favoring lowtemperature were dominant but warm-water types were dominant in a station affected by branchof Kuroshio. These differences of cyanobacterial diversity among oceanic areas might berelated with the differences in temperature, nutrient concentration, light conditions and mixing ofunderlying current systems.1

북서태평양에서 picocyanobacteria 다양성의 공간적 분포 특성

북서태평양 해역에서 초미소 남세균의 다양성은 해역에 따라 큰 변이를 나타내었다. 빈영양성 열대 해역에서는 Prochlorococcus가 우점하였으며, 각각의 ecotype들이 수직적으로 특징적인 분포 양상을 나타내어 다른 해역에서의 연구와 유사한 결과를 보였다. 동중국해에서는 저온성인 clade I과 IV에 속하는 Synechococcus가 우점하는 양상을 나타내었으나, 쿠로시오 난류의 지류가 통과하는 정점 A3에서는 쿠로시오에서 절대적으로 우점하는 clade II가 우점하여 대조적인 양상을 나타내었다. 이러한 결과는 초미소 남세균의 다양성 분포에 물리적 혼합과 이로 인한 화학적 특성이 중요함을 시사한다. 한편, Synechococcus에 특이적인 primer를 이용한 연구로부터 빈영양성 대양 환경에서 Synechococcus 다양성 분포 특성을 밝힐 수 있었다. 그로부터 Synechococcus 개체수가 연안 환경에 비해 매우 낮고 안정적인 환경임에도 불구하고 비교적 다양한 clade들이 분포하며, 특히 유광대 저층에서 그 다양성이 증가함을 알 수 있었다. 해역에 따른 Synechococcus clade 조성의 변이와 빈영양성 열대 해역에서 Synechococcus clade의 수직적 분포 특성의 차이는 다양한 clade의 Synechococcus가 각자의 성장에 적합하고 경쟁에 유리한 생태적 niche를 가지고 있음을 시사하며, 이러한 다양성이 Synechococcus가 열대에서 극지, 빈영양 대양 환경에서 부영양 연안 환경에 이르는 다양한 환경에 적응하여 성장하는 것을 가능하게 하였을 것이다.2

Studies on sediments, waters and biota to understand major environmental factors in rehabilitation of degraded tidal flats

- 근소만 조간대 표층은 주로 펄모래 퇴적상로 구성; 조하대 표층은 겨울철에 실트모래 퇴적상; 여름철에 펄모래 퇴적상; 서부는 퇴적, 동부는 침식이 우세 - 근소만 내부에서 부유퇴적물은 반시계방향으로 순환·이동하는 양상을 보임; 근소만 입구의 중앙과 남동쪽에 있는 주수로를 따라 부유퇴적물이 만 내부로 유입되고 만 입구의 북동쪽을 따라 부유퇴적물이만 외부로 유출됨; 부유퇴적물은 농도는 겨울에 높게 나타남 - 강화 동검 동부 갯벌은 펄 퇴적물로 구성; 북 또는 북서방향으로 부유퇴적물 이동이 우세함; 조사기간동안 침식이 우세 - 시화갯벌의 부유퇴적물 이동은 갑문의 개폐에 의해 영향을 받으며 주로 시화호 안쪽으로 부유퇴적물이 이동됨; 시화갯벌 표층퇴적물 중금속 함량은 산휘발성황화물을 제외하고 초과기준을 넘지 않음 - 고해상도 원격탐사 자료를 기반으로 추출된 조류로와 표층 퇴적상 간의 공간적 상관관계를 기반으로 표층 퇴적상 분포도의 정밀도를 향상시킴; 갯벌에서 염생식물 순군락의 소멸과 관련한 지형변화 요인 파악을 위해 장단기 지형고도 변화 분석을 시도함 - 근소만 수치모델을 통해 만 내부의 조석잔차류는 5cm/s이하로 약하며, 지형의 영향으로 인해 복잡한 해수순환 양상을 보이고 조간대 해수교환율은 북동부보다 남동부가 빠르게 나타남 - 근소만 갯벌퇴적물은 표층가열과 냉각에 의한 온도구배를 보임 - 갯벌 생물교란 활동은 일련의 생지화학적 과정에 영향을 주어 갯벌 퇴적물의 유기물분해력이 증가 - 근소만 갯벌에서 바지락의 성장과 어획에 의해 년간 약 375톤의 C가 갯벌에서 제거됨 - 훼손된 시화갯벌의 저서동물 군집은 자연상태의 갯벌과 비교하여 단순한 군집구조를 보임 - 근소만은 연안해경의 영양염 순환에 있어서 암모니와 규산염의 공급원, 질산염의 제거원으로 작용 - 근소만 갯벌의 유기물 분해경로와 비중에 대한 분석을 통해 갯벌 건강성 평가 기준에 대한 제시 가능 - 자연갯벌인 근소만과 달리 시화갯벌 저층퇴적물은 여름철에 주로 황산염 환원에 의한 유기물 분해가 일어남 - 저서미세조류에 의한 시화갯벌의 일차생산력은 근소만 저서 일차생산력의 약 50%임: 시화갯벌의 퇴적물 산소 소모율과 저층 암모니아 유출량은 근소만보다 크게 나타남 - 조석작용을 고려한 근소만의 하루 일차생산력은 138.8±72.8 mgCm-2d-1이며, 침수시에 일차생산력은 전체 일차생산력의 약 22%임 - 2010년 현재 동검도 동부 갈대군락은 현상유지하거나 미세하게 증가; 칠면초 군락은 저토의 수분부족으로 형성 불가능한국해양과학기술

Studies on sediments, waters and biota to understand major environmental factors in rehabilitation of degraded tidal flats

- 근소만 조간대 표층은 주로 펄모래 퇴적상로 구성; 조하대 표층은 겨울철에 실트모래 퇴적상; 여름철에 펄모래 퇴적상; 서부는 퇴적, 동부는 침식이 우세 - 근소만 내부에서 부유퇴적물은 반시계방향으로 순환·이동하는 양상을 보임; 근소만 입구의 중앙과 남동쪽에 있는 주수로를 따라 부유퇴적물이 만 내부로 유입되고 만 입구의 북동쪽을 따라 부유퇴적물이만 외부로 유출됨; 부유퇴적물은 농도는 겨울에 높게 나타남 - 강화 동검 동부 갯벌은 펄 퇴적물로 구성; 북 또는 북서방향으로 부유퇴적물 이동이 우세함; 조사기간동안 침식이 우세 - 시화갯벌의 부유퇴적물 이동은 갑문의 개폐에 의해 영향을 받으며 주로 시화호 안쪽으로 부유퇴적물이 이동됨; 시화갯벌 표층퇴적물 중금속 함량은 산휘발성황화물을 제외하고 초과기준을 넘지 않음 - 고해상도 원격탐사 자료를 기반으로 추출된 조류로와 표층 퇴적상 간의 공간적 상관관계를 기반으로 표층 퇴적상 분포도의 정밀도를 향상시킴; 갯벌에서 염생식물 순군락의 소멸과 관련한 지형변화 요인 파악을 위해 장단기 지형고도 변화 분석을 시도함 - 근소만 수치모델을 통해 만 내부의 조석잔차류는 5cm/s이하로 약하며, 지형의 영향으로 인해 복잡한 해수순환 양상을 보이고 조간대 해수교환율은 북동부보다 남동부가 빠르게 나타남 - 근소만 갯벌퇴적물은 표층가열과 냉각에 의한 온도구배를 보임 - 갯벌 생물교란 활동은 일련의 생지화학적 과정에 영향을 주어 갯벌 퇴적물의 유기물분해력이 증가 - 근소만 갯벌에서 바지락의 성장과 어획에 의해 년간 약 375톤의 C가 갯벌에서 제거됨 - 훼손된 시화갯벌의 저서동물 군집은 자연상태의 갯벌과 비교하여 단순한 군집구조를 보임 - 근소만은 연안해경의 영양염 순환에 있어서 암모니와 규산염의 공급원, 질산염의 제거원으로 작용 - 근소만 갯벌의 유기물 분해경로와 비중에 대한 분석을 통해 갯벌 건강성 평가 기준에 대한 제시 가능 - 자연갯벌인 근소만과 달리 시화갯벌 저층퇴적물은 여름철에 주로 황산염 환원에 의한 유기물 분해가 일어남 - 저서미세조류에 의한 시화갯벌의 일차생산력은 근소만 저서 일차생산력의 약 50%임: 시화갯벌의 퇴적물 산소 소모율과 저층 암모니아 유출량은 근소만보다 크게 나타남 - 조석작용을 고려한 근소만의 하루 일차생산력은 138.8±72.8 mgCm-2d-1이며, 침수시에 일차생산력은 전체 일차생산력의 약 22%임 - 2010년 현재 동검도 동부 갈대군락은 현상유지하거나 미세하게 증가; 칠면초 군락은 저토의 수분부족으로 형성 불가능한국해양과학기술