[환경부]대청호 미생물 비율 변화, 유전자 대량 분석으로 파악

환경부 소속 국립생물자원관(관장 서민환)은 최근 녹조현상을 일으키는 미생물을 '마이크로바이옴* 방식으로 분석(미생물 유전자 대량 분석 방식)'하여, 원인종 비율 변화를 파악했다고 밝혔다. 

* 환경에 존재하는 모든 미생물(균류, 미세조류, 세균 포함) 전체를 통칭하는 용어로, 유전자를 대량으로 분석하여 확인

국립생물자원관 연구진은 2020년 2월부터 최근까지 환경 현안 대응연구로 녹조 원인 미생물을 '마이크로바이옴 분석'으로 확인했다.

'마이크로바이옴 분석'이란 크기가 작아 맨눈으로 확인하기 어려운 미생물 유전자를 분석하는 기술로 미생물의 존재 여부, 종류, 비율 등을 파악할 수 있다.

연구진은 두 차례에 걸쳐 녹조가 발생한 2020년 8월과 10월 대청호를 마이크로바이옴 방식으로 분석했다. 

8월 녹조가 발생한 대청호를 분석한 결과, 녹조현상의 주요 원인 미생물 남조류* 중 하나인 돌리코스퍼뮴(Dolichospermum)이 전체 미생물의 23.3%를 차지한 것으로 나타났다.

* 광합성을 하는 미생물(원핵생물)의 일종으로 남세균이라고도 불리며, 크게 다섯 계통으로 구분됨. 국내에서는 돌리코스퍼뮴(옛 명칭, 아나베나), 마이크로시스티스, 림노트릭스, 프로클로로코쿠스 등 393종이 있음

같은 해 10월 녹조가 발생한 대청호를 분석한 결과에서는 또 다른 남조류 중 하나인 마이크로시스티스(Microcystis)가 39.3%를 차지했다.

녹조가 발생한 대청호의 남조류 미생물들은 녹조현상이 일어나지 않았던 그해 7월의 대청호와 비교했을 때, 4배가 늘어났다. 

반면 남조류와 공존하는 미생물인 방선균*은 1/5 이하로 줄어들었다.

* 다른 세균의 성장을 저해하는 항생물질을 만드는 대표적인 세균 종류

이는 늘어난 남조류 주변에 방선균이 매우 적기 때문으로 추정되며 연구진은 앞으로 남조류와 방선균의 상호작용을 분석하여 녹조 발생 기작을 연구할 예정이다.

한편, 연구진은 지난해 7월, 8월, 10월 3차례에 걸쳐 한강 상류(청평) 및 하류(구리)와 대청호의 미생물 다양성을 비교했다. 

비교 결과, 한강의 미생물 종류는 1,214~3,800오티유(OTU*)이며 519~2,537오티유 사이인 대청호보다 다양한 것으로 나타났다. 또한 한강 하류가 상류보다 미생물 다양성이 높았으며, 여름철이 끝난 10월에 미생물 종류가 가장 많은 것으로 확인됐다.

* 생물을 비교할 때 특징이 같은 무리를 일컫는 단위(Operational Taxonomic Unit)

김창무 국립생물자원관 미생물자원과장은 "2020년부터 마이크로바이옴 분석 기법을 통해 환경문제 대응과 생물다양성 관리, 유용 미생물 확보 등의 연구를 추진하고 있다"라며 "앞으로 기후변화 대응과 자연환경 보전 관리를 위해 마이크로바이옴 자료를 지속적으로 확보하고 활용하겠다"라고 밝혔다.

붙임  1. 녹조현상 발생 시 원인 남조류 구성 변화.

        2. 녹조현상 발생 시 마이크로바이옴 변화.

        3. '21년 생태계 내 미생물다양성 비교.

        4. 전문용어 설명. 끝.