아문센해(남극해)에서 폴리냐, 해빙대(SIZ), 그리고 해빙이 없는 수역 간에 미생물 군집의 구조와 기능에서의 공간적 차이를 16S 및 18S rRNA 유전자 기반 eDNA 메타바코딩과 정량 PCR을 통해 질소 순환 및 dimethylsulfoniopropionate(DMSP) 분해 유전자를 표적화하여 조사하였다. SIZ는 저온성 세균(Colwellia spp.)의 농축과 Diatomea 및 Prymnesiophyceae 같은 우점 진핵 생물 분류군의 풍부함을 보였으며, 이는 해빙에 의해 매개되는 영양염 조성의 변화(상승된 N: P 및 양(+)의 N*)와 연관되었을 가능성이 있다. 네트워크 분석 결과 1차 생산자, 세균, 그리고 요각류(동물플랑크톤) 사이의 상호작용이 드러나, 영양단 에너지 전달과 영양염 재활용에서의 상보적 역할을 강조하였다. 대사 경로 예측은 SIZ에서 특히 dissimilatory nitrate reduction 및 DMSP demethylation과 관련된 황 및 질소 순환에 대한 활성 세균 과정이 있음을 시사하였고, 이는 탄소, 질소, 황 경로 간의 연계를 제안한다. 정량 PCR 결과 SIZ는 다른 지역에 비해 질소 순환 유전자와 DMSP 분해 유전자의 복제수(copy number)가 더 높았으며, 이는 해빙에 의해 매개되는 영양염 동역학이 형성하는 한랭 조건에서 미생물의 탈질(denitrification), 질소 고정, 그리고 황 순환이 강화되었음을 뒷받침한다. 이러한 결과는 남극 해역에서의 환경 변이가 미생물 다양성에 영향을 주고 생태학적 상호작용을 재구성하며, 영양염 순환, 먹이그물 역학, 그리고 이 기후 민감 지역에서의 생태계 회복탄력성에 대한 함의를 지닌 생지화학적 기능을 조절한다는 점을 보여준다.

본 연구에서는 한국의 두 대비되는 연안 라군(저수지)에서 몬순(monsoon)으로 유발된 단기 시간적 변화가 세균 군집 구성에 미치는 영향을 조사하였다. 대상은 경포호(Gyeongpoho, 상시 개방)와 향호(Hyangho, 간헐적 개방)이다. 16S rRNA 유전자 시퀀싱을 이용한 메타바코딩(metabarcoding) 접근법으로 몬순 전후 시기에 환경 변수와 관련하여 이들 라군의 세균 다양성을 분석하였다. 경포호는 지속적인 해수 교환으로 인해 세균 조성의 변동성이 더 크게 나타났으나, 향호는 담수의 우점으로 인해 미생물 군집이 보다 안정적으로 유지되었다. 담수 유입에 의해 유발되는 염도 변동은 미생물 다양성에 유의한 영향을 미쳤으며, 우점 세균 분류군(Proteobacteria, Bacteroidetes, Acidobacteria, Chloroflexi)에서 뚜렷한 시간적 이동이 관찰되었다. 종속영양성(heterotrophic) 세균의 우점은 유기물 분해와 영양소 순환에서의 역할과 관련될 수 있으며, 이는 생태계 기능 유지에 필수적이다. 자율조직지도(self-organizing map, SOM) 및 정준대응분석(canonical correspondence analysis, CCA) 분석을 통해 드러난 세균 군집과 환경 변수 간의 상관관계는 미생물 집합이 수문학적 변화에 민감함을 강조한다. 지형형태학적(geomorphological) 특성과 수문학적 동역학은 세균 군집을 형성하는 데 중요한 역할을 한다. 본 연구 결과는 환경 교란 및 기후 변동에 대한 생태계 반응을 평가하는 데 있어 라군 수문동역학과 미생물 다양성의 생태학적 함의를 이해하는 데 핵심적인 통찰을 제공한다.