한강수계 호수에 출현하는 식물플랑크톤의 생태적 현황 연구

Abstract

현미경관찰에 의한 전통적인 식물플랑크톤 동정 기법은 식물플랑크톤의 작고 단순한 형태로 인하여 숙련된 연구자에게 조차 신뢰성 있는 동정에 한계가 있어왔다. 본 연구는 형태학적 동정과 PCR-DGGE 방법을 통해 호소의 연구에 있어 가장 기초가 되는 식물플랑크톤의 군집을 살펴보고 PCR-DGGE 방법의 종 동정 도구로서의 가능성을 살펴보았다. 9월에는 파로호, 춘천호, 소양호, 의암호, 청평호에서, 11월에는 9월의 조사지점 외에 팔당호와 충주호를 추가한 7개 호수에서 sampling이 이루어졌다. 가을에 우점하는 규조류와 녹조류에 중점을 두어 sample에서 추출된 DNA를 주형으로 18S rRNA 영역을 증폭한 후 DGGE 실험이 수행되었고, 11월 sample에 대해서는 형태학적 동정이 함께 이루어 졌다. DGGE의 경우 공간적으로 떨어진 7개 호수의 진핵생물 군집양상을 한꺼번에 비교할 수 있게 해주는 장점이 있었다. 종 동정 결과, 각 종이 골고루 분포하는 경우에는 PCR-DGGE 결과와 형태학적 동정 결과가 유사하며 소수의 종이 다수 출현하는 경우 형태학적 동정 결과와 많은 차이를 보였다. PCR-DGGE 방법을 통해 전체적인 군집현황과 종간의 연관관계 그리고 속(genus) 수준의 정보를 알 수 있었고 현미경을 이용한 형태학적 연구방법 결과와 더불어 다양한 정보를 제공해 주었다, 식물 플랑크톤은 크기가 작기 때문에 형태학적 분석 또한 쉽지 않고 언제나 오류의 가능성을 가지고 있으므로 PCR-DGGE 방법은 여러 가지 보완점이 필요함에도 불구하고, 형태학적 동정과 더불어 보완적으로 군집다양성을 비교 파악하고 종을 동정하는데 유용한 도구로 쓰일 수 있을 것으로 생각된다.;Taxonomic identification of phytoplankton has been a difficult task, even for the experienced taxonomist. Many non-descript, yet abundant, phytoplanktons do exist without distinguishing features which cause difficulties in morphological identification. Using PCR-DGGE method, which is known to be a powerful fingerprinting technique to analyze diversity and dynamics of microbial populations, this study aimed to find the way to overcome the limitation of morphological identification. In this study, morphological identification and PCR (polymerase chain reaction)-DGGE (denaturing gradient gel electrophoresis) method were both used to figure out diversity and dynamics of plankton community in the lakes of Han River system. Also, the possibility of DGGE technique as an identification tool for phytoplankton was estimated. To collect information about the genetic diversity of the phytoplankton community, plankton samples were collected from the lakes in Han River system with two different months, September and November 2008. In September, samples were collected from the five lakes in North Han River system(Lake Paro, Lake Soyang, Lake Uiam, Lake Chungpyung, and Lake Chunchon) and collected samples were analyzed by PCR-DGGE method. In November, Lake Paldang and Lake Chungju were added to sampling site and collected samples were investigated both PCR-DGGE method and morphological identification. As a result, a total of 46 bands were detected in September and 27 bands in November. Fingerprinting results showed convenient and comparative analyses among each sampling site. Where species diversity of phytoplankton community was very high, PCR-DGGE result and morphological result were similar. Where dominance index was very high, PCR-DGGE result and morphological result showed big difference. Species with a few could not be easily detected in PCR-DGGE method. DGGE proved to be a useful technique for characterizing plankton community in different places. Since, morphological identification is a difficult task, there is much to be gained from the application of PCR-DGGE method.