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ISSN : 1226-9999(Print)
ISSN : 2287-7851(Online)
Korean J. Environ. Biol. Vol.40 No.4 pp.387-397
DOI : https://doi.org/10.11626/KJEB.2022.40.4.387

Resting cysts and vegetative cells of Pheopolykrikos hartmannii (W. Zimmermann) Matsuoka & Fukuyo (Dinophyceae): Morphology, phylogeny, and effect of temperature on germination

Kyeong Yoon Kwak1, Joo Yeon Youn1, Hyun Jung Kim1, Kyong Ha Han1,2, Zhun Li3, Hyeon Ho Shin1,*
1Library of Marine Samples, Korea Institute of Ocean Science and Technology, Geoje 53201, Republic Korea
2Department of Environmental Science, Hanyang University, Seoul 04763, Republic Korea
3Biological Resource Center/Korean Collection for Type Cultures (KCTC), Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology, Jeongeup 56212, Republic Korea
* Corresponding author Hyeon Ho Shin Tel. 055-639-8440 E-mail. shh961121@kiost.ac.kr
21/09/2022 26/10/2022 28/10/2022

Abstract


The germination characteristics of the resting cysts of Pheopolykrikos hartmannii collected from the southern coastal sediments of Korea were studied at different temperature conditions, and the morphology and phylogeny of the germlings were examined. The resting cysts of Ph. hartmannii were round and characterized by a red accumulation body and many arrow-like spines and could germinate at temperature of 10 to 30°C. High germination rates (>90%) were observed at 15 and 20°C, indicating that the resting cysts could act as seed populations for the bloom initiation of Ph. hartmannii in Korean coastal waters in early summer or early fall. The morphology of the germlings was generally consistent with the previous description, and an apical groove characterized by a fully enclosed loop was observed. Phylogenetic analysis based on large SubUnit (LSU) rRNA gene sequences revealed that the germlings shared an identical sequence with the Korean and American isolates of Ph. hartmannii and was a sister clade of Polykrikos species.


morphology , LSU rRNA , germination , temperature , Polykrikos , Pheopolykrikos

Pheopolykrikos hartmannii (W. Zimmermann) Matsuoka & Fukuyo 휴면포자와 유영세포: 형태적 특징 및 계통 분류, 발아에 미치는 온도 영향

곽 경윤1, 윤 주연1, 김 현정1, 한 경하1,2, Li Zhun3, 신 현호1,*
1한국해양과학기술원 해 양시료도서관
2한양대학교 환경과학과
3한국생명공학연구원 생 물자원센터

초록

    서 론

    해양에서 와편모조류 (dinoflagellate)는 규조류 (diatom) 와 함께 기초생산자 (primary producer)로서 역할을 하는 중요한 생물군이지만, 연안역에서 발생하는 유해, 유독 적 조 발생 (harmful algal bloom)의 원인 종이기도 하다. Hophttps penrath et al. (2009)의 연구 결과에 따르면, 현존하는 약 2,500여 종의 해양 와편모조류 중 20% 정도가 생활사 (life cycle) 중에 휴면포자 (resting cyst)를 형성할 수 있는 것으 로 알려져 있다. 휴면포자는 유영세포와 다른 독특한 형태 적 특징을 하고 있으며, 유영능력이 없고, 외벽이 유기질 (organic wall)로 구성이 되어 있기 때문에, 해저 퇴적층에 서 오랜 기간 보존될 수 있다 (Head 1996). 그리고 수온, 염 분, 영양염, 빛 등 다양한 환경요인에 의해 자극을 받아 발아 (germination)하여 운동성을 가진 유영세포 (vegetative cell) 로 돌아갈 수 있다 (Matsuoka and Fukuyo 2000).

    Pheopolykrikos hartmannii (W. Zimmermann) Matsuoka & Fukuyo는 무각의 와편모조류 (unarmoured dinoflagellate)로 2개의 세포가 연결된 콜로니 (colony) 형태를 하고 있으며, 광합성을 하고 생활상 중에 휴면포자를 형성할 수 있다 (e.g. Matsuoka and Fukuyo 1986;Hoppenrath et al. 2010;Tang et al. 2013). 이 종은 한국을 포함한 일본, 중국, 캐나다, 미국 등 전 세계 연안역에서 출현하며 보통은 낮은 농도로 관찰된 다 (Steidinger and Williams 1970;Godhe et al. 2000;Huang and Dong 2001;Gárate-Lizárraga et al. 2008). 하지만, Florida 의 Indian River Lagoon과 한국의 진해만에서 이 종을 원인 으로 한 대증식 (bloom) 기록이 있다 (Kim et al. 1990;Badylak and Phlips 2004).

    Ph. hartmannii는 Polykrikos종과 형태적으로 매우 유사하 기 때문에, Ph. hartmannii에 관한 연구는 유영세포의 형태 와 분자계통학적 위치 규명에 관한 연구가 대부분이다 (e.g. Huang and Dong 2001;Gárate-Lizárraga et al. 2008;Kim et al. 2008;Hoppenrath et al. 2009). 최근에는 Tang et al. (2013)에 의해 Ph. hartmannii의 농도에 따른 어류 독성 평가가 이루 어졌지만, 이 종의 생리, 생태학적 성장에 대한 규명 연구는 진행되지 않았다. 특히, 한국 연안에서 Ph. hartmannii는 그 출현과 대발생이 기록되어 있는데도 불구하고, 휴면포자와 유영세포의 형태, 분자계통에 관한 기록이 명확하지 않고, 휴면포자의 발아에 영향을 미치는 환경요인에 대한 연구 도 전무하다.

    따라서, 본 연구는 남해안의 퇴적물에서 Ph. hartmannii의 휴면포자를 확보하여 형태적 특징을 제시하고 발아에 영 향을 미치는 온도 범위를 파악하고자 하였으며, 발아 실험 을 통해 나타나는 유영세포의 형태와 분자계통학적 위치 를 명확히 하고자 하였다.

    재료 및 방법

    1. 퇴적물 시료 채취와 휴면포자 분리

    한국 남해역에 출현하는 와편모조류 휴면포자 관찰을 위하여 2020년 3월에 내경 5 cm의 중력코어 (gravity core) 를 이용하여 퇴적물을 채취하였다 (Fig. 1). 채취한 코어 퇴 적물은 현장에서 상부 2 cm를 분취한 후, 냉암소에 보관 하여 실험실로 운반하였다. 퇴적물로부터 휴면포자 분리 는 Matsuoka and Fukuyo (2000)가 제시한 방법에 따라 진 행하였다. 즉, 퇴적물 2 g을 비이커에 넣고 초음파 분쇄기로 30초간 조사한 후, 120 μm와 20 μm의 중첩된 체 (sieve)에 서 퇴적물을 구분하였고, 20 μm에 남겨진 퇴적물은 여과 해 수를 이용하여 시계접시 (watch glass)에 옮긴 후 pannning 법을 통해 부유하고 있는 유기물을 피펫으로 확보하여 10 mL 용량의 시료병에 옮겨 담았다. 그리고 시료병에서 1 mL 을 분취하여 chamber에 옮긴 후, 광학현미경 (Primo Vert, Zeiss, Germany)을 이용하여 형태적 관찰과 동시에 휴면포 자를 분리하였다. 시료에서 Ph. hartmannii의 휴면포자 분리 는 Matsuoka and Fukuyo (1986), Hoppenrath et al. (2010)과 Tang et al. (2013)이 기록한 형태적 특징을 참고하였다.

    2. 휴면포자의 발아 실험

    시료에서 분리한 Ph. hartmannii의 휴면포자는 광학현미 경 (Primo Vert; Zeiss, Germany)을 이용하여 형태적 특징을 촬영한 후, f/2-Si 배지가 채워진 96 well plate에 접종하였다. 본 연구에서 발아 실험을 위한 온도 조건은 5°C에서 30°C 까지 5°C 간격으로 진행하였다. 그리고 염분은 시료를 채집 한 해역의 염분 (33 psu)으로 하였으며, 광량은 100 μmol m-2 s-1, 광주기는 12L : 12D로 하여 발아 실험을 진행하였다. 본 실험에서 휴면포자는 20개씩 분리 후, 3배수로 하여 진 행하였고, 발아율은 전체 휴면포자에서 발아한 휴면포자의 수를 계산하여 산출하였다.

    3. 유영세포의 형태 관찰

    휴면포자에서 발아한 발아체 (germling)는 피펫으로 분 리한 후, 광학현미경 (Primo Vert; Zeiss, Germany)을 이용하 여 형태적 특징을 관찰 및 촬영하였다. 그리고 주사전자현 미경 ( JSM7600, Jeol Ltd., Tokyo, Japan)을 이용한 유영세포 의 관찰을 위해, 발아체의 증식으로 확보된 시료를 사산화 오스뮴 (Osmium tetroxide; OsO4) (최종농도 1%)으로 45분 동안 고정하고 초순수로 세척한 후, 농도가 다른 에탄올 시 리즈 (10, 30, 50, 70, 90, 99, and 99%)에서 각각 12분 탈수를 진행하였고, 임계점건조법 (Critical Point Drying method)을 통해 건조시켰다. 건조된 시료는 aluminum stub에 고정하여 백금 코팅을 한 후, 유영세포의 형태를 관찰하였다.

    4. Genomic DNA 추출, PCR 증폭 및 염기서열 분석

    본 연구에서 유영세포의 분자계통학적 위치는 large Sub Unit (LSU) rRNA gene sequence의 분석을 통해 결정되었다. Genemic DNA의 추출은 휴면포자에서 발아한 유영세포 를 피펫으로 분리하여 PCR tube에 넣고 DNeasy Plant Mini Kit (Qiagen, Valencia, CA)를 이용하여 진행하였다. LSU rRNA gene sequence 증폭을 위한 primer pair에서 forward primer는 D1R, reverse primer는 R2를 이용하였다 (Takano and Horiguchi 2006). PCR 수행은 Mastercycler (Eppendorf, Hamburg, Germany)를 이용하여 pre-denature 98°C에서 5 분, denature는 98°C에서 10초, annealing은 58°C에서 15초, elongation은 65°C에서 5분으로 하여 30회로 증폭 반응을 설정하여 진행하였고, Final elongation은 65°C에서 5분으로 하였다. PCR 산물은 1% agarose gel에 전개하고 Midori Green Advance (NIPPON Genetics, Co., Ltd., Tokyo, Japan)로 염색 하여 UV하에서 DNA 밴드를 확인하였다. 정제된 PCR product clone들의 DNA sequencing은 QIAquick PCR purification kit (Qiagen, Hilden, Germany)를 이용하였고, Cyclesequencing reaction은 ABI PRISM® 3700 DNA Analyzer (Applied Biosystems, USA)를 이용하였다.

    5. 계통 분석

    계통 분석에 사용된 염기서열 정보는 NCBI (National Center for Biotechnology Information; www.ncbi.nlm.nih.gov)를 통해 수집하였고, 발아체를 통해 확보된 염기서열을 포함 한 총 50개의 염기서열이 Mega v. 7.0.26 프로그램 (Kumar et al. 2016)으로 정렬 및 편집되었다. 확보된 배양주의 LSU rRNA gene sequence 분석을 통해 얻은 염기서열은 Genbank 에 등록하였다 (accession no. OP482173-7). 그 결과, 총 길 이 1,221 bp의 정렬된 염기서열 자료 (dataset)를 얻을 수 있 었고, Oxyrrhis marina (EF613360)를 out group으로 하여 jModelTest version2.1.4 프로그램으로 분석하였다 (Darriba et al. 2012). 계통 분석은 TIM3+I+G 모델 (A : C : G : T= 0.2355 : 0.2098 : 0.3007 : 0.2540; p-inv=0.1920; gamma shape=0.4990)을 사용하였다. 계통학적 유연관계 분석에 서 베이즈 추론 (BI; Bayesian Inference)은 MrBayes 3.1.2 를 사용하였고, 최대유사분석 (ML; Maximum-likelihood analysis) 은 RAxML을 이용하였다 (Ronquist and Huelsenbeck 2003;Stamatakis 2014). 최대유사분석에서 계통수의 각 branch 신뢰도는 1,000회의 bootstrap으로 하였다. 이후 분 석 결과를 바탕으로 각 종 간의 계통유연관계를 밝히는 분 자계통도를 작성하였고, 분자계통도의 확인은 Tree-View 4.5 프로그램으로 수행하였다.

    결과 및 고찰

    1. Pheopolykrikos hartmannii 휴면포자의 형태적 특징

    한국 남해역의 퇴적물에서 분리한 Ph. hartmannii 휴면 포자의 형태는 이전 연구에서 기록된 형태적 특징과 같다 (e.g. Matsuoka and Fukuyo 1986;Steidinger and Tangen 1997;Hoppenrath et al. 2010;Tang et al. 2013;Chai et al. 2020). 휴면 포자는 구형으로 밝은 갈색을 띠고 있으며, 크기는 46.60± 3.5 μm (n=5)이다 (Fig. 2A~C). 광학현미경 관찰에서 휴 면포자는 표면이 매끄럽게 보인다 (Fig. 2A~C). 하지만, 주 사전자현미경 관찰에서 휴면포자의 표면은 매우 작은 혹 (knob)이 빼곡하게 분포해 있고 (Fig. 2D), 표면으로부터 돌 출된 비슷한 길이의 길고 날카로운 돌기물 (spine)들도 밀집 되어 분포하고 있다 (Fig. 2A~D). 그리고 그 돌기물의 길이 는 5.68±0.5 μm이다 (Fig. 2B~D). 휴면포자 내부에는 원형 질과 함께 한 개의 붉은색 색소체 (red accumulation)가 관찰 되며, 그 색소체는 휴면포자의 가장자리에 위치해 있다 (Fig. 2B~C).

    Ph. hartmannii 휴면포자는 형태적으로 Echinidinium granulatum Zonneved과 매우 유사하다 (e.g. Zonneveld 1997). 하지만, E. granulatum은 Ph. hartmannii보다 크기에서 작고, 돌기물은 두꺼우며, 돌기물이 Ph. hartmannii처럼 밀집되어 있지 않아서 구분이 가능하다. 그리고 Ph. hartmannii의 유 영세포와 유사한 형태적 특징을 가지는 Polykrikos종의 휴 면포자와는 크기와 형태, 돌기물의 구조에서 구분이 된다 (Matsuoka and Cho 2000;Nagai et al. 2002).

    Hoppenrath et al. (2010)은 Ph. hartmannii의 배양에서 투 명한 색상을 띠고, 연한 노란색 색소체를 가진 휴면포자를 관찰하였다. 이 형태적 특징은 한국 남해역의 퇴적물에서 확보한 Ph. hartmannii 휴면포자의 특징과 구분된다. 퇴적 물 시료와 유영세포의 배양을 통해 생산된 휴면포자에서 형 태적 차이는 이전 연구에도 기록이 되어 있다 (e.g. Tang and Gobler 2012;Li et al. 2014). Tand and Gobler (2012)는 퇴적물 에서 휴면포자는 생지화학적 과정 (biotic or chemical process) 에 의해 휴면포자의 돌기물과 장식물이 다양하게 나타 날 수 있다고 하였다. 하지만, 퇴적물에서 확보된 Ph. hartmannii 휴면포자 돌기물은 Hoppenrath et al. (2010)이 기록한 배양주에서 생산된 휴면포자의 돌기물과 큰 차이를 보이지 않았기 때문에, 다양한 해역의 퇴적물과 배양주에서 확보된 휴면포자들의 형태적 차이에 대해 비교 연구가 필요하다.

    2. 온도 변화에 따른 Pheopolykrikos hartmannii 휴면포자의 발아율

    본 연구에서 Ph. hartmannii 휴면포자는 5°C를 제외한 모 든 온도 구간에서 발아하였다 (Fig. 3). 발아한 온도 구간에 서 발아율은 온도에 따라 다르게 나타나고, 접종 후 초기 발 아 시기도 다르게 나타났다 (Fig. 3A). 온도에 대한 휴면포자 의 높은 발아율 (>80%)은 15°C, 20°C, 25°C에서 나타났다 (Fig. 3B). 그리고 10°C에서 발아율은 63.4%, 30°C에서 발 아율은 30.1%로 나타났다. 발아율이 높은 온도 구간 (15°C, 20°C, 25°C)에서 휴면포자의 초기 발아는 5일 이내에 나타 났고 7일 이내에 발아율은 약 80%까지 도달하였다. 하지 만, 10°C에서 초기 발아는 접종 후 10일에 나타났으며, 이 후 5일 이내에 발아율은 60%까지 도달하였다. 그리고 가장 낮은 발아율을 보인 30°C에서 초기 발아는 10°C에서보다 빠르게 나타났으며, 초기 발아는 접종 후 4일에 나타났다 (Fig. 3A).

    와편모조류가 생산한 휴면포자의 발아에는 수온, 염분, 영양염 농도, 빛, 용존산소 등 다양한 환경요인이 영향을 미친다 (Kremp and Anderson 2000;Itakura and Yamaguchi 2001;Kim et al. 2002;Vahtera et al. 2014;Natsuike et al. 2017). 특히, 수온은 유독, 유해 와편모조류 휴면포자의 발아에 큰 영향을 미치고, 유영세포의 대증식 (bloom)과도 밀접한 연 관이 있다 (Itakura and Yamaguchi 2001;Kim et al. 2002;Natsuike et al. 2017). 본 연구에서 Ph. hartmannii 휴면포자의 발 아율이 높은 온도 (15°C, 20°C, 25°C)는 한국 남해역에서 늦은 봄과 여름, 가을에 나타난다 (Choi et al. 2017; KODC: Korea Oceanographic Data Center). 그리고 Tang et al. (2013) 의 연구 결과에 따르면, Ph. hartmannii 대발생은 미국 뉴욕 의 Forge 하구에서 여름과 이른 가을에 발생하고, Badylak and Philips (2004)는 Ph. hartmannii의 대발생은 비교적 온 난한 시기에 나타난다고 하였다. 즉, 수온이 높은 시기에 Ph. hartmannii 휴면포자 발아는 수주에서 유영세포의 대 발생에 씨앗개체군 (seed population)으로서 역할을 하는 것으로 판단된다. 한국 연안에서도 1988년 여름철에 Ph. hartmannii의 대발생이 기록되어 있지만 (Kim et al. 1990), 이후 수온이 높은 시기의 Ph. hartmannii의 대발생은 현재 까지 기록이 되어 있지 않다. 따라서, 휴면포자로부터 발 아한 Ph. hartmannii 유영세포의 증식에는 수주에서 다양한 환경요인에 의해 결정되는 것으로 추정된다.

    Ph. hartmannii 휴면포자의 온도에 대한 발아 실험에서 흥미로운 결과는 높은 온도 (≥15°C)에서는 초기 발아가 5 일 이내에 시작되고, 낮은 온도 (10°C)에서는 초기 발아가 접종 후 10일째부터 나타난다는 것이다. 일반적으로 와편 모조류의 휴면포자는 종마다 다른 휴면기를 가지는 것으 로 알려져 있다 (Pfiester 1977;Anderson and Keafer 1987;Pfiester and Anderson 1987;Perez et al. 1998). 하지만, 현재 까지 Ph. hartmannii의 휴면기에 대한 기록은 없다. 본 연구 에서 Ph. hartmannii 휴면포자는 퇴적물에서 분리되었기 때 문에, 남해역의 퇴적률을 고려한다면 (e.g. Shin et al. 2012), 충분한 휴면기를 가졌을 것으로 판단된다. 그럼에도 불구하 고, 온도에 따른 초기 발아 시기는 차이를 보인다. 이 결과는 충분한 휴면기를 가진 휴면포자라 하더라도 발아가 가능한 적정 수온에서 발아능 (germination capability) 형성까지 일 정 시간 (약 5일)이 소요되고, 그 발아능 형성은 낮은 수온 보다 높은 수온에서 빨리 나타나는 것으로 나타낸다.

    3. Pheopolykrikos hartmannii 유영세포의 형태적 특징과 계통 분류

    휴면포자에서 발아한 유영세포의 형태적 특징과 계통도 를 Figs. 4~6에 나타내었다. 유영세포의 형태적 특징은 이 전에 기록된 Ph. hartmannii와 일치하였다 (Matsuoka and Fukuyo 1986;Hoppenrath et al. 2010;Tang et al. 2013;Chai et al. 2020). 세포는 2개의 세포로 된 콜로니 (two-celled colony) 형태로 관찰되었고 (Fig. 4), 콜로니 사이로 경계가 뚜 렷이 나타났다 (Fig. 4A). 색상은 옅은 노랑색을 띠고 있었으 며, 크기는 폭이 33.52±2.1 μm (n=12), 길이가 59.03±5.8 μm로 타원형의 형태를 하고 있었다. 전방세포 (anterior cell) 에서 상각과 후방세포 (posterior cell)에서 하각은 둥글고, 정면에서 넓은 cingulum이 각 콜로니에서 1개씩, 2개가 관 찰되었다 (Fig. 4A, B). Cingulum은 정면에서 넓이가 1.5~2 배 정도 뒤틀려 있었다 (Figs. 4A and 5A). Sulcus는 좁고 각 클로니의 epicone까지 연결되어 있었다. 2개의 핵 (nucleus) 이 뚜렷하게 관찰되었으며, 전방세포의 하각 (hypocone), 후 방세포의 상각 (epicone)에서 관찰되었다 (Fig. 4C, D). 광학 현미경하에 관찰된 세포의 외형에서 나타난 특징은 주사전 자현미경에서 뚜렷하게 관찰되었다 (Fig. 5A~D). 주사전자 현미경 관찰에서는 두 개의 cingulum 위에 두 개의 횡편모 가 관찰되었고 (Fig. 5A, C, D), 전방세포의 상추구에서 고리 모양의 apical groove가 관찰되었다 (Fig. 5E, F). 고리 모양의 apical groove는 닫혀 있었으며, sulcus와 연결되어 있었다.

    휴면포자로부터 발아한 유영세포의 염기서열 분석 결과 미국과 이전에 한국 연안에서 확보된 분리주 (isolate)의 염 기서열과 일치하였다 (Fig. 6). 그리고 이 분기군은 Polykrikos lebourae와 P. schwartzii와 P. kofoidii와 근연 관계로 확인되었 다.

    Ph. hartmannii는 Zimmermann (1930)에 의해 P. hartmannii로 형태적 특징이 최초로 기록되었다. 이후 Matsuoka and Fukuyo (1986)은 Ph. hartmannii가 Polykrikos종과 구분 이 되는 형태적 차이와 자가영양성의 특징을 바탕으로 P. hartmannii를 Ph. hartmannii로 기록하였지만, Hoppenrath et al. (2010)은 투과전자현미경 관찰에서 나타나는 Ph. hartmannii와 Polykrikos종의 초미세구조 (ultrastructure)에서 유 사성을 바탕으로 재차 Ph. hartmannii를 P. hartmannii로 기록 하였다. 이런 상황에서, Tang et al. (2013)은 Ph. hartmannii 의 분자계통학적 위치와 주사전자현미경을 통해 관찰되 는 apical groove의 형태에서 Ph. polykrikos가 Polykrikos종 과 구분이 되는 것을 확인하고, 재차 P. hartmannii를 Ph. hartmannii로 기록하였다. 본 연구에서도 휴면포자에서 발 아한 발아체는 Tang et al. (2013)이 기록한 apical groove의 형태를 가지고 있었으며 (Fig. 5E, F), 그 발아체는 또한 Matusoka and Fukuyo (1986)가 기록한 Ph. hartmannii의 형 태적 특징을 가지고 있다.

    와편모조류는 종에 따라 다양한 형태를 가진 휴면포자 를 형성할 수 있다 (Matsuoka and Fukuyo 2000). 최근에는 이런 휴면포자의 형태적 차이가 와편모조류의 분류 연구에 중요한 데이터로 이용되고 있다 (e.g. Shin et al. 2014;Mertens et al. 2019;Li et al. 2020;Shin et al. 2021;Gu et al. 2022). 본 연구와 이전의 연구 결과에서 기록된 것과 같이 Ph. hartmannii의 휴면포자는 구형이고 가늘고 긴 돌기물 (spine)을 가진다. 하지만, Polykrikos종의 휴면포자는 타원형이고, 그 물망 모양 혹은 가로형 줄무늬 모양의 돌기물을 가지기 때 문에, 형태적으로 Ph. hartmannii의 휴면포자와 뚜렷하게 구 분이 된다 (e.g. Matsuoka et al. 2009;Tillmann and Hoppenrath 2013). 따라서, Zimmermann이 기록한 P. hartmannii는 Ph. hartmannii로 기록되어야 할 것으로 판단된다.

    적 요

    한국 남해역의 퇴적물에서 분리한 Pheopolykrikos hartmannii 휴면포자는 구형으로 밝은 갈색을 띠고 있으며, 표 면에는 길고 날카로운 돌기물이 관찰되고 내부에는 원형 질과 함께 한개의 붉은색 색소체 (red accumulation)가 있 다. 이 휴면포자는 5°C를 제외하고, 10°C에서 30°C 사이 의 온도에서 발아하였고, 15°C와 20°C에서 높은 발아율 (>90%)을 보였다. 휴면포자로부터 발아한 유영세포는 2 개의 세포로 된 콜로니 (two-celled colony) 형태로 관찰되 었고, 전방세포의 상추구에서 고리 모양의 apical groove 가 관찰되었다. 그리고 분자계통 분석 결과, Pheopolykrikos hartmannii는 Polykrikos종과 근연 관계로 확인되었다.

    사 사

    본 연구는 해양생물 마이크로바이옴 분석과 적용 연구 를 통한 마린바이오틱스 개발사업 (20210469)과 해양생명 자원기탁등록보존기관 운영사업 (2022M01100), 한국연구 재단의 한국형 광합성 미생물 소재 확보 및 활용 협력 센터 사업 (NRF-2022M3H9A1083416)의 연구비로 수행되었음.

    Figure

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    Location of the sampling station on the southern coast of Korea.

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    Resting cyst of Pheopolykrikos hartmannii collected from surface sediments of the southern coast of Korea. A-C. Light micrographs of resting cysts of Ph. hartmannii showing spines and a red accumulation body (black arrow). D. Scanning electron micrograph of a resting cyst of Ph. hartmannii showing knobs and spines (white arrow). Scale bars: 10 μm.

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    Changes in the cumulative germination rates (A) and germination rates (B) of the resting cysts of Pheopolykrikos hartmannii at six different temperatures.

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    Light micrographs of germling cells from the resting cysts of Pheopolykrikos hartmannii. A, B. Ventral and dorsal view of a colony of two cells showing two transverse furrows (black arrows) and the visible border between the two zooids (white arrow). C, D. Deep focus of dorsal and left lateral view showing two nuclei (n). Scale bars: 10 μm.

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    Scanning electron micrographs (SEM) of germling cells from the resting cysts of Pheopolykrikos hartmannii. A. Ventral view, B. Dorsal view, C. Left lateral view, D. Right lateral view, E. Antapical view, and F. Apical view with apical groove (white arrow). Scale bars: 10 μm.

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    Maximum-likelihood phylogenetic tree for germling cells from the resting cysts of Pheopolykrikos hartmannii based on LSU rRNA gene sequences. Sequences newly acquired in this study are shown in bold. Oxyrrhis marina was used as the outgroup. Scale bar: number of nucleotide substitutions per site.

    Table

    Reference

    1. Anderson DM and BA Keafer.1987. An endogenous annual clock in the toxic marine dinoflagellate Gonyaulax tamarensis. Nature 325:616-617.
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    Vol. 40 No. 4 (2022.12)

    Journal Abbreviation 'Korean J. Environ. Biol.'
    Frequency quarterly
    Doi Prefix 10.11626/KJEB.
    Year of Launching 1983
    Publisher Korean Society of Environmental Biology
    Indexed/Tracked/Covered By

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