핀란드 환경 연구소에서 준비된 Milja Vepsalainen, M.Sc.의 박사논문에서는 토양 생물 다양성을 측정할 수 있도록 고안된 시험 패턴 개발이 들어 있다. 이 연구의 목적은 토양 미생물이 분비한 효소들의 활성 잠재력을 측정하는 것이다. 효소들은 토양에서 원소들의 순환을 조절한다. 이 측정법은 토양에서 효소의 기능성 다양성을 조사할 수 있다. 게다가 이 기술로 얻어지는 결과들은 생태계 지표로서도 이용될 수 있을 것이다. 사실 토양의 기능성 다양성에 대해서 구할 수 있는 자료가 거의 없기 때문에 토양-연관 변수들을 측정할 수 있는 방법들이 매우 필요한 것이 현실이다. 이 논문의 발표는 11월 9일 헬싱키대학 (Univ. Helsinki) 비익키 (Viikki) 캠퍼스에 있는 산림과학 빌딩에서 12시에 열릴 예정이다.
이 토양 미생물 군집에는 다양한 범위의 종들과 엄청난 수의 미생물들이 포함된다. 이들은 여러 유형의 반응들을 수행한다. 1그램의 토양에는 100억의 미생물 세포가 담겨 있을 수 있다. 참고로 지구상의 사람의 인구수는 70억 명이다. 미생물 종의 수, 풍부도, 구조를 알아내는 것은 불가능하기 때문에 미생물 다양성을 측정하는 대체 방법으로서 토양 효소에 의해 매개되는 반응의 유형과 속도를 조사하는 방법이 있다.
이 학위 논문의 목적은 여러 토양 효소들의 활성을 동시에 측정할 수 있는 빠르고, 민감한 소규모 방법을 개발하는 것이었다. 이 방법은 균질화한 토양 현탁액을 동결-건조한 것을 멀티웰 판(multi-well plate)에 올려놓고 형광성 기질의 유사물질을 이용해서 분석하는 것이다. 효소 활성 분석법의 활용 가능성이 실험 장소에서 얻은 토양 시료를 측정하여 조사되었고, 여러 방식으로 처리되었으며, 다양한 피복 식물들에서 좋은 결과들이 얻어졌다. 게다가, 효소 활성들에 미치는 계절의 효과가 연구되었다. 농업 토양과 산림 토양에 세워진 실험 장소에서 많은 시료가 얻어졌다.
작물이 토양 효소 활성에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 2년 연속 시료를 채취하였을 때 8가지 다른 작물과 첨가된 피트가 효소 활성 수준에 통계적으로 유의한 변화를 일으켰다. 작물의 효과가 가장 크게 나타났다. 2년 모두 10개 효소 측정치 중 8개 효소에서 그 영향이 관찰되었다. 피트 첨가 효과는 2년 후에만 검출되었다. 또 다른 실험에서는 녹비나 퇴비화된 식물 작재물들이 토양에 첨가되었다. 이것은 화학비료와 비교해서 효소 활성을 약간 증가시켰다. 그러나 그 효과는 일정하지는 않았다. 유기물을 기초로 해서 계산했을 때 산림토양은 농업 토양보다 더 높은 효소 활성을 보였고 효소들은 소나무 주위보다는 오리나무 주위에서 더 높은 잠재 활성을 보였다.
모든 측정 모수에 대해서 그 자료를 조합하기 위해서 군집 분석이 사용되었다. 개개 효소들의 차이가 통계적으로 유의하지 않았고 그 결과들이 상관성을 보여주기는 했지만 군집화는 표본들의 그룹화를 가능하게 했고 전체 패턴에서 차이를 드러내어주었다. 핀란드 환경 연구소에서는 이 연구 프로젝트와 관련해서 복잡한 군집분석 소프트웨어가 개발되었다.
토양 속에 종의 다양성과 분류학적으로 넓은 다양성이 존재하고 있어서 토양 미생물학에서 방법적 발전은 여전히 주요 도전이다. 일반적으로 비교 목적을 위한 대조 시료가 결과 해석을 위해서 필요하다. 이 연구에서 개발된 방법은 토양 다양성에 대한 민감한 지표로 사용될 수 있을 것이다. 이 연구에서 실험 부분은 테케스(Tekes)의 기금으로 핀란드 환경 연구소 실험실에서 수행되었다. 저자는 자연환경센터의 환경변화단에서 외부 연구원으로서 분석 부분을 썼다.
추가 정보는 다음 사이트에서 볼 수 있다:
http://www.environment.fi/default.asp?contentid=422904&lan=en&clan=en 그림 설명: 부식질 시료를 채취하는 모습
키워드 : 토양 미생물 다양성, 생태계 지표, 기능성 다양성
출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
원문:
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/11/121107073036.htm 연도: 2012-11-10
제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2012.11.28 18:00
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