우리나라 산림의 대표적인 침엽수인 소나무(Pinus densiflora) 생육 토양의 미생물 군집에 미치는 CO2와 납의 영향을 파악하기 위해, 군집 수준 기질 이용도를 평가하는 CLPP (community level physiological profiles) 방법과 16S rDNA PCR-denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) 방법을 활용하여 토양 미생물 군집 특성을 조사하였다. 납 오염 토양(500 mg/kg-soil)과 비오염 토양에 2년생 소나무를 식재한 후, CO2 농도를 380 ppmv 혹은 760 ppmv으로 조절한 배양기에서 3개월간 생육시킨 후 6종류의 토양 시료의 미생물 군집을 비교 분석하였다. 3개월 후 비오염 토양(CA-3M vs EA-3M)의 기질 이용도는 CO2에 의해 크게 영향을 받지 않았으나, 납 오염 토양(CB-3M vs EB-3M)의 경우에는 CO2를 760 ppmv로 높인 토양 시료(EB-3M)의 기질 이용도가 높았다. 각 시료간의 기질 이용도를 이용하여 PCA를 수행한 결과, 각 토양 시료의 미생물 군집은 납의 존재 유무에 따라 그룹화 되었다. 비오염 토양(CA-3M vs EA-3M)) 사이의 DGGE fingerprint 유사성은 56.3%, 납 오염 토양(CB-3M vs EB-3M) 사이의 DGGE fingerprint 유사성은 71.4%였다. 동일 CO2 농도 시료인 CA-3M과 CB-3M사이의 유사성은 53.3%, EA-3M과 EB-3M사이의 유사성은 35.8%이었다. 이러한 결과는 소나무를 식재한 토양의 세균 군집 구조는 CO2 농도보다는 납 오염 여부에 의해 더 민감하게 특성화됨을 의미한다.

Effects of Pb and CO2 on soil microbial community associated with Pinus densiflora were investigated using community level physiological profiles (CLPP) and 16S rDNA PCR-denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) methods. Two-years pine trees were planted in Pb-contaminated soils and uncontaminated soils, and cultivated for 3 months in the growth chamber where CO2 concentration was controlled at 380 or 760 ppmv. The structure of microbial community was analyzed in 6 kinds of soil samples (CA-0M : CO2 380 ppmv + Pb 0 mg/kg + initial, CB-0M : CO2 380 ppmv + Pb 500 mg/kg + initial, CA-3M : CO2 380 ppmv + Pb 0 mg/kg + after 3 months, CB-3M : CO2 380 ppmv + Pb 500 mg/kg + after 3 months, EA-3M : CO2 760 ppmv + Pb 0 mg/kg + after 3 months, EB-3M : CO2 760 ppmv + Pb 500 mg/kg + after 3 months). After 3 months, the substrate utilization in the uncontaminated soil samples (CA-3M vs EA-3M) was not significantly influenced by CO2 concentrations. However, the substrate utilization in the Pb-contaminated soil samples (CB-3M vs EB-3M) was enhanced by the elevated CO2 concentrations. The results of principal component analysis based on substrate utilization activities showed that the structure of microbial community structure in each soil sample was grouped by Pb-contamination. The similarities of DGGE fingerprints were 56.3 % between the uncontaminated soil samples (CA-3M vs EA-3M), and 71.4% between the Pb-contaminated soil samples (CB-3M vs. EB-3M). The similarities between the soil samples under CO2 380 ppmv (CA-3M vs CB-3M) and CO2 760 ppmv (EA-3M vs EB-3M) were 53.3% and 35.8%, respectively. These results suggested that the structure of microbial community associated with Pinus densiflora were sensitively specialized by Pb-contamination rather than CO2 concentration.