• 대한원격탐사학회지
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• 제36권6_1호
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• pp.1339-1348
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• 2020

식물성플랑크톤은 영양염, 광합성, 탄소순환 등의 측면에서 해양의 생태계를 제어하는데, 해양 환경에 미치는 영향의 정도는 식물성플랑크톤의 크기에 좌우된다. 원격탐사 기술을 기반으로 해양의 식물성플랑크톤 크기 별 생체량을 식별하려는 많은 연구가 있었으며, 그 중 가장 성공적인 접근법 중 하나는 식물성플랑크톤의 크기를 세 등급(micro-plankton;> 20 ㎛, nano-; 2-20 ㎛ 및 pico-; <2 ㎛)으로 구분하여 각 그룹별 엽록소 농도를 추정하는 삼성분 모델(three-component model)이다. 이 연구에서는 동해에서 식물성플랑크톤의 크기 별 생체량 분포를 추정하기 위한 GOCI 자료의 활용 가능성에 대해 검토하였다. 각 크기 별 엽록소 농도(CHL)를 도출하기 위해, 연구지역에서 수 년 동안 수집된 식물성플랑크톤 색소자료를 기반으로 회귀분석을 통해 삼성분 모델의 계수를 산출하였다. 새롭게 산출된 삼성분 모델을 시간 별 GOCI 기반 엽록소 농도 이미지에 적용하여, 전체 엽록소 농도 중 각 식물성플랑크톤 크기 별 생체량이 차지하는 비율을 산출하였다. 또한, 이 결과를 이용하여 동해에서 2013년 여름 대규모 적조가 발생한 시기의 크기 별 엽록소-a 농도 분포를 분석하였다.

• 생명과학회지
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• 제27권10호
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• pp.1152-1160
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• 2017

단세포 녹조류 균주를 경상북도 울릉군 울릉도 거북바위 주변 조수웅덩이로부터 순수분리하여 형태적, 분자적, 및 생화학적 특성을 분석한 결과 옥세노클로렐라 프로토테코이드에 속하는 것으로 밝혀졌다. 본 종은 현재까지 한국에서 공식 기록이 없는 미기록종으로 옥세노클로렐라 프로토테코이드 MM0011 균주라고 명명하였으며, 생장, 지질/광합성 색소 조성 및 바이오매스 특성에 대해 조사를 실시하였다. 분리균주는 광범위한 온도($5-35^{\circ}C$)에서 생장할 수 있었으며 1.5 M 염화나트륨 농도까지 생존할 수 있었다. 가스크로마토그래프/질량분석기를 이용한 분석 결과, 본 균주에는 영양적으로 중요한 불포화지방산이 풍부한 것으로 나타났으며, 특히 리놀네산(27.6%) 및 알파 리놀렌산(37.2%)이 주요 지방산 성분으로 확인되었다. 따라서 본 토착 미세조류 균주는 어유 또는 식물성유를 대체할 수 있는 잠재적인 오메가-3 및 오메가-6 불포화지방산 원료가 될 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 고부가가치 항산화 물질인 루테인이 보조색소로서 본 균주에 의해 생합성 되는 것으로 밝혀졌다. 일반성분분석 결과 MM0011 균주의 휘발성물질 함량은 85.6%였으며, 원소분석 결과 총 발열량은 $20.3MJ\;kg^{-1}$으로 나타났다. 또한 배지로부터 40.5%의 전질소와 27.9%의 전인을 각각 제거할 수 있어 향후 바이오연료 원료물질 생산과 오 폐수처리를 연계할 수 있는 가능성 역시 제시하였다. 추가적으로 MM0011 바이오매스는 높은 단백질 함량(51.4%)을 갖고 있어 우수한 동물사료의 원료가 될 수 있는 가능성도 보여주고 있다. 따라서, 본 균주는 미세조류 기반 생화학 물질 생산 및 바이오매스 원료로서 상업적인 이용 가능성이 높음을 시사한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권1호
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• pp.27-41
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• 2008

2004년 봄철 제주해협과 동중국해 북부해역에서 식물플랑크톤의 군집 분포 특성과 해양 환경 요인의 관계를 파악하기 위해, 해양관측과 함께 HPLC를 이용한 식물플랑크톤 군집 조성과 flow cytometry를 이용한 초미소플랑크톤의 조성과 풍도를 조사하였다. 제주해협의 수온 염분 관측결과, 제주도 북부연안에 서쪽에서 동진하는 고온 고염 대마난류수와 제주해협의 표층 중앙부에 저염의 중국대륙연안수, 그리고 남해안 연안에 황해저층 냉수의 존재를 확인하였다. 제주도 연안에서 북쪽으로 약 20 km 떨어진 해역의 표층에 15 km 너비의 저염수(<33 psu)가 20 m 수심까지 분포하였고, 남북 방향으로 고온 고염수가 저온 저염수와 전선을 이루고 있었다. 동중국해 북부해역에서도 중국대륙연안수의 영향을 받은 저염수가 수심 20 m 표층에 존재하였고, 저층에는 약 33.5 psu 이상의 고염의 해수가 분포하고 있었다. Chl a는 $0.06{\sim}3.07\;{\mu}g/L$로, 중국대륙연안수의 영향을 받은 저염 수괴가 분포한 해역에서 매우 높아 봄철 증식이 있었음을 알 수 있었고, Chl a 최대층은 수심 25 m 부근의 수온약층 또는 하부에 존재하였다. 식물 플랑크톤 군집의 우점 분류군은 dinoflagellate, diatom과 prymnesiophyte, 소수 분류군은 chlorophyte, chrysophyte, cryptophyte, prasinophyte와 cyanophyte로 다양하게 이루어져 있었다. 제주해협과 동중국해 북부해역의 저염한(<33 psu) 표층수에 cyanophyte(Zea)와 prymnesiophyte (Hex-fuco)+chrysophyte (But-fuco)가 분포하고, 그 아래 수심 30 m까지 전선역에서 dinoflagellate의 지시색소인 peridinin이 최고 $1.0\;{\mu}g/L$ 이상의 농도로 Chl a 최대층에서 검출되어, 전체 식물플랑크톤의 생물량을 결정하는 주요종임을 확인하였다. 이로써 제주해협 및 동중국해 북부해역에서 2004년 5월에 dinoflagellate에 의한 적조의 발생이 확인되었다. 초미소플랑크톤 중 Synechococcus와 picoeukaryote의 풍도는 각각 $0.2{\sim}9.5{\times}10^4\;cells/mL$와 $0.43{\sim}4.3{\times}10^4\;cells/mL$로 매우 높게 측정되었으며, Prochlorococcus는 검출되지 않아 조사 해역이 쿠로시오 해류의 영향권에서 벗어나 있음을 알 수 있었다. 제주해협에서 picoeukaryote의 풍도는 쿠로시오 해수에 비해 약 $5{\sim}10$배 이상 높았고, Chl b (Pras+Viola)뿐 아니라 수온, 염분과 높은 양의 상관관계를 보여 picoeukaryote의 대부분이 prasinophyte로 이루어졌고, 고온 고염수의 기원을 가진 것을 알 수 있었다. 전체 Chl a 농도는 수온과 염분 모두 강한 음의 상관성을 보여, 제주해협 및 동중국해 북부해역의 일차생산과 식물플랑크톤의 생물량은 대부분 중국대륙연안수에 의한 영양염 공급에 크게 의존하고 있다고 판단된다.

• 한국자원식물학회지
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• 제8권3호
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• pp.325-334
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• 1995

인위(人爲) 돌연변이(突然變異) 유기(誘起)에 의한 새로운 유전형질(遺傳形質) 개발(開發)과유용(有用)한 유전자(遺傳子) 정보(情報)를 밝히기 위해 기호벼서 얻어진 조기노화계통(早期老化系統)에 대하여 엽녹소(葉綠素) 함량(含量), 천립중(千粒重)의 경시적 변화, 엽(葉)의 조직특성(組織特性), 광(光) 반재율(反財率) 및 투과율(透過率), 동위효소(同位酵素) 및 단백질(蛋白質) 특성(特性) 등을 기호벼와 비교(比較) 분석(分析)하였다. 얻어진 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 기호벼에서 유기(誘起) 선발(選拔)된 조기노화계통(早期老化系統)은 생육초기(生育初期)에는 정상엽(正常葉)으로 표현(表現)되다가 출수(出穗) 후(後) 20일(日)경부터 갑자기 엽(葉)이 황변(黃變)하여 급속(急速)히 노화(老化)가 진행(進行)되는 특성(特性)을 가지고 있다. 이 계통(系統)은 노화(老化)에 관련(關聯)되는 생리(生理) 생화학적(生化學的) 대사기작(代謝機作)을 밝히는 재료(材料)로 이용(利用)될 수 있을 것이다. 2. 조기노화계통(早期老化系統)의 총(總) 엽녹소(葉綠素) 함량(含量)은 출수(出穗) 후(後)20일(日) 이후(以後) 급격히 감소(減少)하여 기호벼 엽녹소(葉綠素) 함량(含量)의67%를 나타냈고, carotenoid 색소(色素)들에 있어서도 출수(出穗) 후(後) 20일(日)이후 급격히 감소(減少)하였다. 3 조기노화계통(早期老化系統)의 후(後) 엽녹소(葉綠素) 함량(含量)은 출수(出穗) 후(後) 20일(日)부터 급격히 감소(減少)하였으나 천립중(千粒重)은 출수(出穗) 후(後) 25일(日)부터 증가(增加)가 둔화되어 최종 천립중(千粒重)은 기호벼에 비해 9% 감소(減少)하였다. 4. 조기노화계통(早期老化系統)과 기호벼에 있어서 엽(葉) 세포미세기관(細胞微細器管)의 차이(差異)는 출수(出穗) 후(後) 20일(日)까지는 볼 수 없었으나, 출수(出穗) 후(後) 30일(日)에는 뚜렷한 차이(差異)를 나타냈다. 특히 조기노화계통(早期老化系統)은 grana의 배열이 변형(變形)되면서 저장전분(貯藏澱粉)이 축적되어 엽녹체(葉綠體) 모양이 파괴되어 있었다. 5. 개엽상태(個葉狀態)에서 조기노화계통(早期老化系統)은 기호벼에 비해 광합성(光合成)에 관여(關與)하는 $400\sim700nm$의 파장(波長)에서 반사율(反射率) 및 투과율(透過率)이 높았으며, 특히 $560\sim700nm$의 적색대(赤色帶)에서 더 높았다. 군락상태(群落狀態)에서도 조기노화계통(早期老化系統)의 반사율(反射率)은 적색대(赤色帶)부근에서 기호벼보다 높았다. 6. 등전점(登電點) 전기영동법(電氣泳動法)으로 esterase와 peroxidase 동위효소(同位酵素) 특성(特性)을, 그리고 SDS-PAGE법(法)으로 단백질(蛋白質) 양상을 등숙시기별(等熟時期別)로 조사(調査)한 결과(結果) 두 계통간(系統間) 질적(質的)인 차이(差異)는 보이지 않았으나 시기별(時期別)로는 양적차이(量的差異)를 나타냈다.

• 한국작물학회지
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• 제66권2호
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• pp.146-154
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• 2021

최근 기상이변으로 인한 일조부족이 문제되어 작물의 수량 감소 피해가 발생하고 있다. 본 연구는 생육시기에 따라 차광량을 달리하여 고구마의 생육양상 및 수량 감소 정도를 구명하고자 수행하였다. 1. 생육시기별 차광률은 55% 차광 처리시 약 51%, 그리고 75% 차광 처리시에는 약 65% 수준의 차광률을 보였다. 차광처리에 의한 광계 II 암적응 최대양자수율(Fv/Fm) 조사 결과는 호감미와 진율미 두 품종 모두 대조구와 55% 차광 시험구는 유의적인 차이를 보이지 않았고 75% 차광 시험구의 경우 대조구 보다 약간 높은 수치를 보였다. 2. 차광 처리 50일 경과 후 처리별 광합성에 이용되는 색소의 함량을 조사하였다. 호감미와 진율미 두 품종 모두 차광처리구의 엽록소 a와 b의 함량이 대조구에 비하여 유의적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 특히 엽록소 b의 함량은 더 많은 비율로 증가 하였다. 호감미의 경우 대조구에 비하여 55%와 75% 차광처리구에서 각각 47%, 41% 증가하였고 진율미의 경우는 각각 39%, 34% 엽록소함량이 증가하였다. 3. 괴근형성기(정식 후 50일간)와 생육 중기(정식 후 50~90일 사이)에 차광처리 시 생육특성을 조사하였다. 지상부 및 지하부 건물중 역시 두 품종 모두 대조구에 비하여 차광 처리 시 감소하였다. 특히 괴근 형성기에 두 품종 모두 수량이 감소하였다. T/R율은 차광처리에 의하여 두 품종 모두 증가하는 경향을 나타내었다. 괴근형성기 및 비대기에 일조량이 부족할 경우 두 품종 모두 전반적으로 괴근 형성 및 비대가 억제되는 경향을 보였다. 4. 수확 후 수량 조사 결과 두 품종 모두 생육시기별 차광 처리에 따라 괴근 비대가 저조한 양상을 띠었으며, 특히 호감미가 수량감소폭이 진율미에 비해 상대적으로 크게 나타났다. 또한 차광처리가 높을수록 수확량도 크게 감소되었다. 괴근 형성기와 괴근 비대성기에 비하여 괴근 비대기에 두 품종 모두 수량 감소의 큰 영향을 받았다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권3호
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• pp.419-430
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• 2021

신속하게 면단위(2-Dimension)로 하천의 녹조 우심지역을 관측하기 위해 드론 다중분광영상을 이용한 분석기법을 연구하였다. 드론은 항공기나 위성에 비해 관측 면적이 작지만 높은 공간해상도와 현장접근 및 데이터 획득 용이성, 대기에 의한 간섭 저감, 다중분광센서를 이용한 신속한 자료처리로 녹조 모니터링 효율성을 향상시킬 수 있을 것으로 보고 있다. 이러한 드론의 다중분광센서 영상으로 하천의 녹조발생 현황을 모니터링하기 위해 광합성 색소에 의한 분광특성을 반영하는 분광지수들을 비교 분석하고 Chlorophyll-a(Chl-a) 농도 추정식에 적용 가능성을 평가하였다. 주로 Red-edge 밴드를 포함하는 분광지수가 Chl-a 농도와 높은 상관성을 보였는데, 그 중에서도 3-Band Model(3BM), Normalized Difference Chlorophyll Index(NDCI)가 각각 비슷한 수준으로 가장 높은 통계적 유의성(R²=0.86, RMSE=7.5)을 나타내었다. NDCI의 경우에는 두 개의 분광밴드만 적용되는 간결한 수식과 정규화된(Normalizing) 결과값으로 신속하고 표준화된 프로세싱이 가능할 것으로 보이며 드론 녹조 모니터링에서 적용성이 높을 것으로 기대된다. 3BM의 경우에는 Red-edge 영역에서 두 개의 파장대를 적용해야 하나 본 연구에서 사용한 드론 센서에는 한 개의 Red-edge 밴드만 포함되어서 근적외선으로 대체하여 수식을 적용하였는데 Red-edge 파장영역이 세밀한 분광센서를 활용할 경우에 NDCI 보다 높은 정확도를 나타낼 수 있을 것으로 보인다.