Changes in Sediment Characteristics in the Eastern Tidal Flat of Donggum Island in Ganghwa, west coast of Korea

강화 갯벌의 퇴적작용은 주변의 대규모 건설로 인하여 지난 20여년 동안 변화되어 왔다. 강화 갯벌 동부와 염하수로 하류에 위치한 동검 갯벌의 퇴적환경은 조류와 하구 순환의 변화에 의하여 영향을 받았다. 그 결과 동검 갯벌에 급격한 퇴적이 일어났다. 두 개의 코어 퇴적물 상부에 나타나는 실트-점토 호층 엽리 실트 퇴적상은 동검 갯벌에서 상대적으로 많은 퇴적이 있었음을 나타냈다. 210Pb 분석에 의한 두 개 코어 시료의 퇴적률은 정점3에서 3.25cm/year와 정점 5에서 3.47cm/year 였다. 그러나 2010년부터 2012년까지의 단기 퇴적률은 대부분 1cm/year 미만으로 상대적으로 낮은 비율의 퇴적을 나타내고 있었다. 결과적으로, 동검 갯벌의 퇴적물은 2000년대에 인공구조물 건설에 의하여 급격히 퇴적되었다. 현재 동검 갯벌의 고도 증가는 계절 변화를 가진 상대적으로 낮은 퇴적률을 보여 주고 있다. The sedimentary processes of the Ganghwa tidal flat has been changed over 20 years because of the large-scale construction projects. The sedimentary environment of the Donggum tidal flat, located in the eastern part of Ganghwa tidal flat and in the lower reaches of Yeomha channel, was affected by changes the tidal current regime and estuarine circulation. These resulted an occurrence of rapid deposition in the tidal flat. The silt-clay laminated silt facies in the upper parts of two core sediments suggested that deposition had been relatively high in the tidal flat. The sedimentation rates from the cores using 210Pb analysis were 3.25cm/year(st. 3) and 3.47cm/year(st. 5). However the short-term sediment accumulation rates from 2010 to 2012 were mostly less than 1cm/year, indicated that the sediments deposited relatively low rates. As a result, the sediment in the Donggum tidal flat rapidly accumulated during 2000s due to constructions of man-made structures. Recently, the increase of elevation in the tidal flat resulted to show relatively low sedimentation rate with seasonal variations.22Nkc

Improvement of 2,3-butanediol production from CO gas by random mutagenesis of Clostridium sp. AWRP

Some acetogenic bacteria has the ability to use carbon monoxide (CO) using the Wood-Ljungdahl pathway. Biological conversion of CO using acetogens offers benefits of utilizing industrial waste gases containing CO and generating valuable fuels such as ethanol, butanol and 2,3-butanediol. In this study, we screened 2,3-butanediol-producing microbes among various environmental samples and isolated a new strain, Clostridium sp. AWRP from a wetland. This strain is able to produce acetate, ethanol and 2,3-butanediol as major metabolites using CO. To improve 2,3-butanediol production, the wild-type strain was modified by random mutagenesis technology. After treatment of cells with N-methyl-N-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG), mutants with better growth than the wild-type strain under high CO partial pressure were selected. They showed different growth and metabolite production patterns. Among them, a few mutants were identified to have improved CO consumption and 2,3-butanediol production. Here, we describe effective strategies for selection of CO-utilizing 2,3-butanediol producers through enrichment processes during isolation and mutagenesis.els such as ethanol, butanol and 2,3-butanediol. In this study, we screened 2,3-butanediol-producing microbes among various environmental samples and isolated a new strain, Clostridium sp. AWRP from a wetland. This strain is able to produce acetate, ethanol and 2,3-butanediol as major metabolites using CO. To improve 2,3-butanediol production, the wild-type strain was modified by random mutagenesis technology. After treatment of cells with N-methyl-N-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG), mutants with better growth than the wild-type strain under high CO partial pressure were selected. They showed different growth and metabolite production patterns. Among them, a few mutants were identified to have improved CO consumption and 2,3-butanediol production. Here, we describe effective strategies for selection of CO-utilizing 2,3-butanediol producers through enrichment processes during isolation and mutagenesis.2

Improvement of 2,3-butanediol production from CO gas by random mutagenesis of Clostridium sp. AWRP

Some acetogenic bacteria has the ability to use carbon monoxide (CO) using the Wood-Ljungdahl pathway. Biological conversion of CO using acetogens offers benefits of utilizing industrial waste gases containing CO and generating valuable fuels such as ethanol, butanol and 2,3-butanediol. In this study, we screened 2,3-butanediol-producing microbes among various environmental samples and isolated a new strain, Clostridium sp. AWRP from a wetland. This strain is able to produce acetate, ethanol and 2,3-butanediol as major metabolites using CO. To improve 2,3-butanediol production, the wild-type strain was modified by random mutagenesis technology. After treatment of cells with N-methyl-N-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG), mutants with better growth than the wild-type strain under high CO partial pressure were selected. They showed different growth and metabolite production patterns. Among them, a few mutants were identified to have improved CO consumption and 2,3-butanediol production. Here, we describe effective strategies for selection of CO-utilizing 2,3-butanediol producers through enrichment processes during isolation and mutagenesis.ls such as ethanol, butanol and 2,3-butanediol. In this study, we screened 2,3-butanediol-producing microbes among various environmental samples and isolated a new strain, Clostridium sp. AWRP from a wetland. This strain is able to produce acetate, ethanol and 2,3-butanediol as major metabolites using CO. To improve 2,3-butanediol production, the wild-type strain was modified by random mutagenesis technology. After treatment of cells with N-methyl-N-nitro-N-nitrosoguanidine (NTG), mutants with better growth than the wild-type strain under high CO partial pressure were selected. They showed different growth and metabolite production patterns. Among them, a few mutants were identified to have improved CO consumption and 2,3-butanediol production. Here, we describe effective strategies for selection of CO-utilizing 2,3-butanediol producers through enrichment processes during isolation and mutagenesis.1

Sedimentary environments on tidal flat in Gunso Bay

충청남도 태안군에 위치한 비교적 자연적인 근소만 갯벌에서 현생 퇴적환경 특성에 대하여 조사를 하였다. 근소만은 인위적인 오염물질과 담수의 유입이 거의 없으며, 남서쪽의 만 입구가 외해와 연결된 호리병 모양의 반 폐쇄성 형태의 만이다. 갯벌 퇴적환경 특성을 파악하기 위하여 만의 표층 퇴적물 분포와 측선을 이용한 주기적인 퇴적/침식 현상들을 조사하였다. 근소만 표층 퇴적물 분포 및 변화를 파악하기 위하여 2009년 2월과 8월에 45개 정점을 선정하여 퇴적물을 채취 후 분석 하였다. 표층 퇴적물은 5개의 퇴적상으로 구성되어 있다. 겨울철(2월)은 갯벌에서는 펄모래(muddy sand) 퇴적상, 만 입구에서 조하대까지는 실트모래(silty sand) 퇴적상이 우세하며, 해안선과 가까운 지역에는 상대적으로 세립한 모래펄(sandy mud) 퇴적상이 우세하였다. 평균입도는 2.26-5.92Φ의 범위를 나타내며, 동쪽 갯벌이 서쪽에 비하여 상대적으로 세립 하였다. 여름철(8월)은 겨울철에 갯벌에서 우세한 펄모래 퇴적상이 조하대까지 확장되어 만 전체에 우세한 퇴적상이 되었다. 겨울철에 상대적으로 세립한 퇴적물 분포를 보인 마금리 해안은 조립한 모래 퇴적상으로 변화하였다. 만의 서쪽 갯벌과 정산포항 부근은 모래펄 퇴적상이 겨울철에 비하여 확장되었다. 평균입도는 2.26-7.02Φ의 범위를 나타내었다. 분급도는 겨울철과 여름철에 전반적으로 불량 또는 매우 불량하였다. 갯벌의 단기 퇴적 변화를 파악하기 위하여 근소만 갯벌의 동쪽과 서쪽 측선 정점들에 판을 설치하여 2개월 간격으로 퇴적물 깊이를 측정하였다. 수준 측량에 의한 갯벌 단면은 동쪽 갯벌이 서쪽에 비하여 상대적으로 고도가 높았다. 2009년 2월에서 10월까지 퇴적물 깊이 변화를 측정한 결과에 의하면, 동쪽 갯벌은 봄철에 퇴적이 우세하였으며, 여름철에는 평균해수면 위에는 퇴적, 평균해수면 아래에는 침식이 우세하였다. 서쪽 갯벌은 봄철에 퇴적, 여름철에는 침식, 가을철에는 퇴적이 우세하였다. 8개월 동안 동쪽과 서쪽 갯벌의 퇴적물은 전반적으로 퇴적된 것으로 나타났다. 근소만의 표층 퇴적물은 겨울철과 여름철에 다른 분포 경향을 보였다. 이러한 변화는 계절적인 물리 유동에 의한 퇴적물 이동에 따른 결과일 것이다. 측선의 퇴적 변화 연구는 현재 진행 중으로 장기적인 퇴적/침식 경향은 파악 되지 않았다. 최근 우리나라 갯벌은 연안 개발 &2

Method for Producing Bio-Alcohol Using Clostridium sp. and Medium Comprising Acetate

본 발명은 클로스트리디움 속 균주 배양을 이용한 바이오 알코올의 생산방법 및 이를 위한 배지에 관한 것이다. 본 발명의 바이오 알코올의 생산방법은 아세트산이 첨가된 배지 조성물을 이용하여 클로스트리움 속(Clostridium sp.) 균주의 균체 생장 저해및 CO 소모량 감소의 부작용 없이 고농도의 바이오 에탄올의 생산이 가능하다. 따라서, 본 발명의 바이오 알코올의 생산방법 및 이를 위한 배지 조성물은 합성 가스로부터 바이오 에탄올을 선택적으로 생산하는 공정에 유용하게 이용될 수 있다

Pollution History of the Masan Bay, Southeast Korea, fromHeavy Metals and Foraminifera in the Subsurface Sediments

마산만의 오염과정을 파악하기 위하여 3개 정점의 코어 퇴적물에서 중금속 함량과 저서성 유공충의 분포를 조사하였다. 마산만의 퇴적속도는 마산항 0.33 cm/yr, 덕동 하수종말 처리장 앞 0.20 cm/yr, 마산만 입구 0.33 cm/yr로 나타났다. 퇴적물 깊이 약 15 cm부터 표층까지 Cu, Zn, Pb 함량이 뚜렷하게 증가하는 것은 1940년대 이후 점진적으로 축적되던 오염물질이 1960년대 이후 산업폐기물에 의해 급격하게 증가했기 때문인 것으로 해석된다. 코어 퇴적물에서 나타나는 저서성 유공충의 수직적인 분포는 오염에 따른 유공충의 반응을 잘 나타내고 있다. 퇴적물 상부로 중금속 함량이 증가함에 따라 개체수와 종 다양성은 감소하고 사질유공충의 비율은 증가하였다. 이러한 현상은 오염이 증가함에 따라 몇몇 내성종들 만이 존재함으로써 결과적으로 종 다양성이 감소하였음을 반영한다. 기회종인 Eggerella advena와 Trochammina pacifica는 오염퇴적물에서 뚜렷한 증가를 보였다. 이러한 종들은 마산만의 현생 오염 환경을 평가할 수 있는 유용한 환경 지시자로 사용될 수 있을 것이다. Heavy metal concentrations and benthic foraminiferal distributions were investigated in three short sediment cores in order to understand the pollution history in Masan Bay. Sedimentation rates were 0.33 cm/yr, 0.20 cm/yr and 0.33 cm/yr in the inner bay, the out fall of Dugdong sewage disposal plant, and bay mouth, respectively. The rapid increases of copper, zinc and lead concentrations at the core depth of 10 cm the upper part indicated that Masan Bay has been polluted with industrial wastes since the 1940s. Benthic foraminifera in core sediments show that the variations in their distribution were followed by industrial pollution in the bay. The number of individuals and species diversity decreased, whereas agglutinated tests increased upward in the cores with increased heavy metal pollution. These shifts effectd the abundance of few tolerant forms and consequently decreased the species diversity. The opportunistic species Eggerella advena and Trochammina pacifica increased in polluted sediments. These species can be used as an indicator for assessments of environmental quality in Masan Bay.22Nkc

Sedimentary environments in tidal flat of the Garolim Bay

가로림만은 전형적인 호리병형의 반폐쇄형 만으로 유역으로부터 유입되는 담수와 퇴적물의 양이 극히 적지만 대조차환경으로 내만에는 매우 광활한 펄질 갯벌이 분포한다. 만 입구로부터 연장된 두 개의 수로와 그 부근, 돌출해안과 섬 주변에는 자갈과 모래가 우세한 퇴적상이 분포한다. 퇴적물중의 자갈은 마모도가 불량하여 가로림만에 분포하는 조립질 퇴적물이 강한 조류(최강유속, 138 cm/s)에 의해 해수면 하강시 퇴적되었던 육원성 퇴적물중 세립질 퇴적물이 분급(winnowing)되었고, 또한 해안 침식에 의해 공급되었을 것으로 보인다. 또한 가로림만 입구 전면에 거대한 규모로 분포하는 장안사퇴로부터 폭풍이나 태풍시의 해파와 겹친 조류에 의해서도 공급될 가능성이 높다. 갯벌 세립질 퇴적물의 기원은 만 내에 분포하는 퇴적물중 분급된 세립질 퇴적물이 대조차환경에서 만내로 유입되어 조류가 약화된 지역에 퇴적 되었다. 그러나, 주변의 대규모 방조제 건설로 아산만으로부터 유출되는 부유퇴적물의 집적지가 감소함에 따라 가로림만까지 상당량이 운반․퇴적되는 것을 배제할 수 없다. 화옹호 방조제 완공(2002년 4월)이후인 2002년 8월중의 부유퇴적물의 양은 1997년 8월보다 거의 2배 이상 높은 농도였으며, 1 조석주기 동안의 유입율이 무려 2,501.7 kg/m로 계산되어 뻘질 갯벌은 계속 성장․유지될 것으로 보인다.2

Test of anaerobic fluorescent protein as reporter of gene expression in Clostridium sp. AWRP

Acetogenic bacteria are important industrial microorganisms that produce various chemicals and fuels. Effective genetic tools are still needed for improved chemical production through metabolic engineering. Anaerobic fluorescent protein evoglow as reporter gene is used to monitor gene expression in some anaerobes. In this study, we tested evoglow expression under phosphotransbutyrylase promoter (Pptb) of C. acetobutylicum in Clostridium sp. AWRP, a newly isolated acetogenic species. The recombinant expression vectors were introduced into Clostridium sp. AWRP via conjugation. The expression was analyzed by fluorescent microscopy. Here, we showed that the fluorescence intensity was strong in Clostridium sp. AWRP codon- optimized evoglow gene. These results suggest that the anaerobic fluorescent protein evoglow can be used for effective monitoring gene expression in Clostridium sp. AWRP.glow as reporter gene is used to monitor gene expression in some anaerobes. In this study, we tested evoglow expression under phosphotransbutyrylase promoter (Pptb) of C. acetobutylicum in Clostridium sp. AWRP, a newly isolated acetogenic species. The recombinant expression vectors were introduced into Clostridium sp. AWRP via conjugation. The expression was analyzed by fluorescent microscopy. Here, we showed that the fluorescence intensity was strong in Clostridium sp. AWRP codon- optimized evoglow gene. These results suggest that the anaerobic fluorescent protein evoglow can be used for effective monitoring gene expression in Clostridium sp. AWRP.1

Construction of a pyrF Gene Mutant of Clostridium sp. AWRP Using the Clostron Mutagenesis System

Acetogenic bacteria uses the Wood-Ljungdahl pathway to fix either carbon monoxide (CO) or CO2 plus H2. These microorganisms have been receiving great attention for conversion of synthesis gas into industrially important feedstocks, including acetate, ethanol, and 2,3-butanediol (2,3-BDO). However, the typical production yield and titer obtained by these microorganisms are still low for economical production of such chemicals. Thus, metabolic engineering approaches are neededto further improve production performance. In this study, we developed basic genetic tools for Clostridium sp. AWRP, a newly isolated acetogenic species from a wetland at Ansan. As an example, we successfully disrupted the pyrF gene, encoding oritidine 5’-phosphate decarboxylase, in the AWRP strain using clostron mutagenesis. After transfer of the retargeted clostron plasmid via conjugation, the inactivation of the pyrF gene was both confirmed by erythromycin resistance andcolony PCR. As expected, the pyrF mutants showed the resistance to 5-fluoroorotic acid (FOA), which becomes toxic after converted to 5-fluorouracil by pyrF. These results suggest that the tools developed in this study can be used for metabolic engineering and physiological studies on Clostridium sp. AWRP.g acetate, ethanol, and 2,3-butanediol (2,3-BDO). However, the typical production yield and titer obtained by these microorganisms are still low for economical production of such chemicals. Thus, metabolic engineering approaches are neededto further improve production performance. In this study, we developed basic genetic tools for Clostridium sp. AWRP, a newly isolated acetogenic species from a wetland at Ansan. As an example, we successfully disrupted the pyrF gene, encoding oritidine 5’-phosphate decarboxylase, in the AWRP strain using clostron mutagenesis. After transfer of the retargeted clostron plasmid via conjugation, the inactivation of the pyrF gene was both confirmed by erythromycin resistance andcolony PCR. As expected, the pyrF mutants showed the resistance to 5-fluoroorotic acid (FOA), which becomes toxic after converted to 5-fluorouracil by pyrF. These results suggest that the tools developed in this study can be used for metabolic engineering and physiological studies on Clostridium sp. AWRP.2

여름철 곰소만 조간대 표층 퇴적물의 희토류 원소 특성

곰소만의 조간대 표층 퇴적물 (Mz=3.00-4.46Φ)내 희토류 원소 (REE)에 대한 지화학적인 특성과 퇴적물 기원에 관해 조사가 이루어졌다. 퇴적물의 화학분석은 만 입구 (KM-Line)와 중간 (KH-Line)에 위치하는 측선에서 2011 년 8월과 2012년 5월 각각 일부 정점의 시료들로부터 실시되었다. 표층 퇴적물의 전반적인 REE 함량 분포양상은 가벼운 희토류 원소 (LREEs:La-Nd)가 중간 (MREEs: Sm-Dy)과 무거운 희토류 원소 (HREEs: Ho-Lu)들 보다 부화 (enriched)되었다 ((La/Yb)UCC=1.94±0.38, (Gd/Yb)UCC=1.36±0.21)). 8월에 퇴적물 유입이 이루어지면서, KH-Line에서는 KM-Line에 비해 (La/Yb)UCC와 (Gd/Yb)UCC값들이 높으면서 Eu원소의 경우 음의 이상치를 보였다. 이러한 KH-Line의 REE 특성은 주진천의 바닥 퇴적물에서 보여지는 것과 비슷하며, KM-Line의 경우는 금강과 영산강의 특성을 반영하고 있다. 금강과 영산강의 REE 함량은 20 µm 미만의 퇴적물에 농축되어 있으며, 주진천 기원 퇴적물은 실트 성분이 많다. 따라서 KH-Line의 REE 특성은 실트 성분에 포함되어 있는 monazite, allanite 등의 영향에 의한 것으로, 금강과 영산강과 같은 만 외부 기원 퇴적물과 광물조성에 의한 차이로 인해 8월 우기에 두 측선 퇴적물내 REE 특성이 다르게 나타난 것으로 보인다. 정점의 시료들로부터 실시되었다. 표층 퇴적물의 전반적인 REE 함량 분포양상은 가벼운 희토류 원소 (LREEs:La-Nd)가 중간 (MREEs: Sm-Dy)과 무거운 희토류 원소 (HREEs: Ho-Lu)들 보다 부화 (enriched)되었다 ((La/Yb)UCC=1.94±0.38, (Gd/Yb)UCC=1.36±0.21)). 8월에 퇴적물 유입이 이루어지면서, KH-Line에서는 KM-Line에 비해 (La/Yb)UCC와 (Gd/Yb)UCC값들이 높으면서 Eu원소의 경우 음의 이상치를 보였다. 이러한 KH-Line의 REE 특성은 주진천의 바닥 퇴적물에서 보여지는 것과 비슷하며, KM-Line의 경우는 금강과 영산강의 특성을 반영하고 있다. 금강과 영산강의 REE 함량은 20 µm 미만의 퇴적물에 농축되어 있으며, 주진천 기원 퇴적물은 실트 성분이 많다. 따라서 KH-Line의 REE 특성은 실트 성분에 포함되어 있는 monazite, allanite 등의 영향에 의한 것으로, 금강과 영산강과 같은 만 외부 기원 퇴적물과 광물조성에 의한 차이로 인해 8월 우기에 두 측선 퇴적물내 REE 특성이 다르게 나타난 것으로 보인다.2