강일남 연구실은 담수 및 해양 환경에서 서식하는 미생물의 다양성과 생태적 역할을 심층적으로 연구합니다. 연구실은 대규모 희석-배양(dilution-to-extinction) 기법, 고효율 배양법, 그리고 메타유전체 및 다중 오믹스 분석을 통해 기존에 배양이 어려웠던 미생물 군집을 성공적으로 분리·동정하고 있습니다. 이를 통해 담수 및 해양 환경에서 우점하는 다양한 박테리아와 그들의 생태적 적응 전략, 계절 및 공간적 분포 특성, 그리고 미생물 군집 구조의 변동 요인을 규명하고 있습니다. 특히, 연구실은 acI 계통의 담수 Actinobacteria, Halieaceae, Flavobacteriaceae, SAR11, SAR116 등 다양한 미생물 군집의 유전체 및 생리적 특성을 분석하여, 이들이 수생태계 내에서 수행하는 탄소, 질소, 황 등 주요 영양소 순환과 에너지 흐름에 미치는 영향을 밝히고 있습니다. 또한, 미생물-박테리오파지 상호작용, 미생물-조류 상호작용 등 미생물 간 네트워크와 생태계 내 기능적 역할에 대한 연구도 활발히 진행되고 있습니다. 이러한 연구는 수생태계의 미생물 다양성 보전, 환경 변화에 대한 미생물 군집의 반응 예측, 그리고 미생물 기반의 환경 모니터링 및 생물자원 활용 등 다양한 응용 분야에 기여하고 있습니다. 연구실의 성과는 국내외 학술지 및 국제 학회에서 활발히 발표되고 있으며, 수생태계 미생물 생태학 분야의 선도적 연구실로 자리매김하고 있습니다.

본 연구실은 다양한 환경에서 분리된 미생물의 전체 유전체 해독 및 비교유전체학을 통해 신종 미생물의 발굴과 이들의 진화적, 생리적 특성 규명에 집중하고 있습니다. 담수, 해양, 습지, 조간대, 극지 등 다양한 환경에서 새로운 종의 박테리아를 지속적으로 분리하여, 이들의 형태학적, 생리학적, 화학적, 유전적 특성을 종합적으로 분석합니다. 이를 통해 Flavobacterium, Halieaceae, Thermomonas, Uliginosibacterium, Winogradskyella, Granulosicoccus 등 다양한 신종 및 신속 미생물을 세계 최초로 보고하였습니다. 연구실은 최신 유전체 해독 기술과 생물정보학적 분석을 활용하여, 신종 미생물의 대사 경로, 환경 적응 유전자, 항생제 내성, 비타민 및 보조인자 합성, 유기물 분해 능력 등 다양한 기능적 특성을 규명합니다. 또한, 미생물의 계통분류와 진화적 관계를 밝히기 위해 16S rRNA 유전자 분석, ANI, dDDH 등 다양한 분자계통학적 방법을 적용하고 있습니다. 이러한 연구는 미생물 다양성의 확장뿐만 아니라, 환경 변화에 대한 미생물의 적응 및 진화 메커니즘을 이해하는 데 중요한 기초 자료를 제공합니다. 더불어, 연구실은 미생물 유전체 정보와 대사 특성을 바탕으로 환경 내 미생물 군집의 기능적 역할을 예측하고, 신종 미생물의 산업적·환경적 활용 가능성도 모색하고 있습니다. 이를 통해 미생물 자원의 확보와 활용, 환경 보전 및 생명공학적 응용에 기여하고 있습니다.

강일남 연구실은 수생태계에서 미생물과 바이러스(특히 박테리오파지) 간의 상호작용을 규명하는 데 주력하고 있습니다. 연구실은 담수 및 해양 환경에서 다양한 박테리오파지를 분리·동정하고, 이들의 유전체 해독 및 생태적 분포 특성을 분석하여, 미생물-파지 네트워크의 구조와 기능을 밝히고 있습니다. 이를 통해 박테리오파지가 미생물 군집의 다양성, 유전자 이동, 항생제 내성 확산, 영양소 순환 등에 미치는 영향을 규명하고 있습니다. 특히, 연구실은 메타유전체 및 바이로믹스(viromics) 분석을 통해 환경 내 미지의 바이러스 유전자와 기능을 탐색하고, 새로운 파지 유래 항생제 내성 유전자, 대사 유전자, 생태적 적응 유전자 등을 발굴하고 있습니다. 또한, 특정 미생물군(예: acI, LD28, SAR116, Flavobacteriaceae 등)을 감염하는 파지의 분리와 유전체 분석을 통해, 파지의 숙주 특이성, 감염 메커니즘, 환경 내 분포 및 계절적 변동을 심층적으로 연구하고 있습니다. 이러한 연구는 미생물 군집의 동적 변화와 생태계 내 유전자 흐름을 이해하는 데 중요한 단서를 제공하며, 환경 내 미생물 다양성 증진, 바이오제어, 환경 모니터링, 신약 개발 등 다양한 분야에 응용될 수 있습니다. 연구실은 국내외 연구기관과의 협력 및 국제 학술 교류를 통해 미생물-바이러스 생태학 분야의 연구를 선도하고 있습니다.