• Korean journal of applied entomology
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• v.59 no.3
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• pp.265-275
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• 2020

In this study, we analyzed the nutritional ingredients of drone pupae (16^th to 20^th instar old) to evaluate the value of bee products and provide basic data for product diversification, and the extracts prepared using these pupae were tested for physiological activity. According to the analysis of the general ingredients of the freeze-dried powder of these bee pupae, the moisture, crude protein, crude fat, and crude ash was 1.69 ± 0.07%, 48.52 ± 0.20%, 23.41 ± 0.14%, and 4.05 ± 0.02%, respectively. Vitamin C and vitamin E were 14.92 ± 0.52 mg/100 g and 6.06 ± 0.11 mg α-TE/100 g, respectively. Regarding minerals, the highest content of K (1349.13 ± 34.57 mg/100 g) and P (1323.55 ± 43.85 mg/100 g) was observed and Ca and Fe were 55.43 ± 1.51 mg/100 g and 5.49 ± 0.19 mg/100 g, respectively. The fatty acids of the water extracted freeze-dried pupae powder accounted for approximately 59.62 of saturated fatty acids and 40.38 of unsaturated fatty acids, and high-quality fatty acids such as palmitic acid (C16:0) was 35.49 ± 0.08 and oleic acid (C18:1, n-9) was 35.91 ± 0.22 (g/100 g total fatty acids). The total amino acid content was 38.99 ± 2.63 g/100 g and the free amino acid was a total of 5129.04 mg/100 g, of which 1257.68 mg/100 g was proline and 759.12 mg/100 g glutamic acid. The DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) radical scavenging activity of the drone pupae extract showed values of 0.8 for distilled water extract, 3.2 for 50% EtOH extract, 6.4 for 70% EtOH extract, and approximately 90% for 32 ㎍/mL for 100% EtOH extract. These results suggest that the main compound contributing to the antioxidant activity is a polar compound, and it is highly likely to be a low-molecular protein or a free amino acid. In conclusion, the honey bee drone pupa is excellent as a food resource and can be utilized as a new functional material for food and functional food.

• Food Science and Preservation
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• v.31 no.1
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• pp.149-160
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• 2024

Dextran is a glucose homo-polysaccharide with a predominantly α-1,6 glycosidic linkage of microbial source and is known to be produced primarily by lactic acid bacteria. However, it can also be obtained through the dextran dextrinase of acetic acid bacteria (Gluconobacter oxydans). The dextrin-based dextran was obtained from rice starch using G. oxydans fermentation of rice hydrolysate, and its properties were studied. Both dextrin- and rice hydrolysate-added media maintained the OD value of 6 after 20 h of incubation with acetic acid bacteria, and the gel permeation chromatography (GPC) analysis of the supernatant after 72 h of incubation confirmed that a polymeric material with DP of 480 and 405, which was different from the composition of the substrate in the medium, was produced. The glucose linkage pattern of the polysaccharide was confirmed using the proton nuclear magnetic resonance (¹H-NMR) and the increased α-1,4:α-1,6 bond ratio from 0.23 and 0.13 to 1:2.37 and 1:4.4, respectively, indicating that the main bonds were converted to α-1,6 bonds. The treatment of dextrin with a rat-derived alpha-glucosidase digestive enzyme resulted in a slow release of glucose, suggesting that rice hydrolysate can be converted to dextran using acetic acid bacteria with glycosyltransferase activity to produce high-value bio-materials with slowly digestible properties.

• Research in Plant Disease
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• v.30 no.1
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• pp.26-33
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• 2024

In 2023, symptoms like damping-off disease were observed in 74 paprika growing in greenhouses in Cheorwon-gun, Gangwon-do, Korea. In this study, we tried to find the cause of the damping-off disease outbreak. We collected symptomatic seedlings and observed the typical crescent-shaped conidia of Fusarium oxysporum by microscope. To confirm the presence of F. oxysporum in the samples, polymerase chain reaction was performed using primers specific for F. oxysporum; the resulting sequence showed 99.11% identity with F. oxysporum. To confirm the pathogenicity of the F. oxysporum (CW) isolated from the samples, healthy paprika plants were inoculated with F. oxysporum CW and damping-off symptoms were observed 2 weeks later. To investigate whether the damping-off disease outbreak in Cheorwon-gun was caused by F. oxysporum-contaminated seeds, 100 paprika seeds were disinfected and placed in Murashige and Skoog medium. Typical pink F. oxysporum hyphae were found only in control non-disinfected seeds. An 18S rRNA-based and a TEF genebased phylogenetic analysis showed that the F. oxysporum CW isolate was not grouped with a F. oxysporum isolate reported from Cheorwon-gun in 2019. This study is the first report that an outbreak of damping-off disease in paprika in Cheorwon-gun, Gangwon-do, Korea, was caused by contamination of F. oxysporum seeds.

• KOREAN JOURNAL OF CROP SCIENCE
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• v.5 no.1
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• pp.69-86
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• 1969

On the growing of the interspecific hybrid ginseng plant, the phenomena of hybrid vigoures are observed in the root, stem, and leaf, but it can not produce seeds favorably since the ovary is abortive in most cases in interspecific hybrid plants. The present investigation was undertaken in an attempt to elucidate the embryological dses of the seed failure in the interspecific hybrid of ginseng (Panax Ginseng ${\times}$ P. Quinque folium). And the results obtained may be summarized as follows. 1). The vegetative growth of the interspecific hybrid ginseng plant is normal or rather vigorous, but the generative growth is extremely obstructed. 2). Even though the generative growth is interrupted the normal development of ovary tissue of flower can be shown until the stage prior to meiosis. 3). The division of the male gameto-genetic cell and the female gameto-genetic cell are exceedingly irregular and some of them are constricted prior to meiosis. 4). At meiosis in the microspore mother cell of the interspecific hybrid, abnormal division is observed in that the univalent chromosome and chromosome bridge occure. And in most cases, metaphasic configuration is principally presented as 23 II+2I, though rarely 22II+4I is also found. 5). Through the process of microspore and pollen formation of F1, the various developmental phases occur even in an anther loclus. 6). Macro, micro and empty pollen grains occur and the functional pollen is very rare. 7). After the megaspore mother cell stage, the rate of ovule development is, on the whole, delayed but the ovary wall enlargement is nearly normal. 8). Degenerating phenomena of ovules occur from the megaspore mother cell stage to 8-nucleate embryo sac stage, and their beginning time of constricting shape is variously different. 9). The megaspore arrangement in the parent is principally of the linear type, though rarely the intermediate type is also observed, whereas various types, viz, linear, intermediate, Tshape, and I shape can be observed in hybrid. 10). After meiosis, three or five megaspore are some times counted. 11). Charazal end megaspore is generally functional in the parents, whereas, in F1, very rarely one of the center megaspores (the second of the third megaspore) grows as an embryo sac mother cell. 12). In accordance with the extent of irregularity or abnormality in meiosis, division of embryo sac nuclei and embryo sac formation cause more nucellus tissue to remain within th, embryo sac. 13). Even if one reached the stage of embryo sac formation, the embryo sac nuclei are always precarious and they can not be disposed to theil proper, respective position. 14). Within the embryo sac, which is lacking the endospermcell, the 4-celled proembryo, linear arrangement, is observed. 15). Through the above respects, the cause of sterile or seed failure of interspecific hybrid would be presumably as follows, By interspecific crossing gene reassortments takes place and the gene system influences the metabolism by the interference of certain enzyme as media. In the F1 plant, the quantity and quality of chemicals produced by the enzyme system and reaction system are entirely different from the case of the parents. Generally, in order to grow, form, and develop naw parts it is necessary to change the materials and energy with reasonable balance, whereas in the F1 plant the metabolic process becomes abnormal or irregular because of the breakdown of the balancing. Thus the changing of the gene-reaction system causes the alteration of the environmental condition of the gameto-genetic cells in the anther and ovule; the produced chemicals cause changes of oxidatio-reduction potential, PH value, protein denaturation and the polarity, etc. Then, the abnormal tissue growing in the ovule and emdryo sac, inhibition of normal development and storage of some chemicals, especially inhibitor, finally lead to sterility or seed failure. Inconclusion, we may presume that the first cause of sterile or seed abortion in interspecific hybrids is the gene reassortment, and the second is the irregularity of the metabolic system, storage of chemicals, especially inhibitor, the growth of abnormal tissue and the change of the polarity etc, and they finally lead to sexual defect, sterility and seed failure.

• The Korean Journal of Quaternary Research
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• v.20 no.1 s.26
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• pp.51-66
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• 2006

The climate of the last glacial maximum (LGM) in northeast Asia is simulated with an atmospheric general circulation model of NCAR CCM3 at spectral truncation of T170, corresponding to a grid cell size of roughly 75 km. Modern climate is simulated by a prescribed sea surface temperature and sea ice provided from NCAR, and contemporary atmospheric CO2, topography, and orbital parameters, while LGM simulation was forced with the reconstructed CLIMAP sea surface temperatures, sea ice distribution, ice sheet topography, reduced $CO_2$, and orbital parameters. Under LGM conditions, surface temperature is markedly reduced in winter by more than $18^{\circ}C$ in the Korean west sea and continental margin of the Korean east sea, where the ocean exposed to land in the LGM, whereas in these areas surface temperature is warmer than present in summer by up to $2^{\circ}C$. This is due to the difference in heat capacity between ocean and land. Overall, in the LGM surface is cooled by $4{\sim}6^{\circ}C$ in northeast Asia land and by $7.1^{\circ}C$ in the entire area. An analysis of surface heat fluxes show that the surface cooling is due to the increase in outgoing longwave radiation associated with the reduced $CO_2$ concentration. The reduction in surface temperature leads to a weakening of the hydrological cycle. In winter, precipitation decreases largely in the southeastern part of Asia by about $1{\sim}4\;mm/day$, while in summer a larger reduction is found over China. Overall, annual-mean precipitation decreases by about 50% in the LGM. In northeast Asia, evaporation is also overall reduced in the LGM, but the reduction of precipitation is larger, eventually leading to a drier climate. The drier LGM climate simulated in this study is consistent with proxy evidence compiled in other areas. Overall, the high-resolution model captures the climate features reasonably well under global domain.

• Food preservation and processing industry
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• v.8 no.2
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• pp.6-12
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• 2009

면역반응은 외부 감염원으로부터 신체를 보호하고 외부감염원을 제거하고자 하는 주요항상성 유지기전의 하나이다. 이들 반응은 골수에서 생성되고 비장, 흉선 및 임파절 등에서 성숙되는 면역세포들에 의해 매개된다. 보통 태어나면서부터 얻어진 선천성 면역반응을 매개하는 대식세포, 수지상 세포 등과, 오랜기간 동안 감염된 다양한 면역원에 대한 경험을 토대로 얻어진 획득성 면역을 담당하는 T 임파구 등이 대표적인 면역세포로 알려져 있다. 다양한 면역질환이 최근 주요 사망률의 원인이 되고 있다. 최근, 암, 당뇨 및 뇌혈관질환 등이 생체에서 발생되는 급 만성염증에 의해 발생된다고 보고됨에 따라 면역세포 매개성 염증질환에 대한 치료제 개발을 서두르고 있다. 또한 암환자의 급격한 증가는 암발생의 주요 방어기전인 면역력 증강에 대한 요구들을 가중시키고 있다. 예로부터 사용되어 오던 고려인삼과 홍삼은 기를 보호하고 원기를 회복하는 명약으로 알려진 대표적인 우리나라 천연생약이다. 특별히, 홍삼은 단백질과 핵산의 합성을 촉진시키고, 조혈작용, 간기능 회복, 혈당강하, 운동수행 능력증대, 기억력 개선, 항피로작용 및 면역력 증대에 매우 효과가 좋은 것으로 보고되고 있다. 홍삼에 관한 많은 연구에 비해, 현재까지 홍삼이 면역력 증강에 미치는 효과에 대한 분자적 수준에서의 연구는 매우 미미한 것으로 확인되어져 있다. 홍삼의 투여는 NK 세포나 대식세포의 활성이 증가하고 항암제의 암세포 사멸을 증가시키는 것으로 확인되어졌다. 현재까지 알려진 주요 면역증강 성분은 산성다당류로 보고되었다. 또 한편으로 일부 진세노사이드류에서 항염증 효능이 확인되어졌으며, 이를 통해 피부염증 반응과 관절염에 대한 치료 효과가 있는 것으로 추측되고 있다 [본 연구는 KT&G 연구출연금 (2009-2010) 지원을 받아 이루어졌기에 이에 감사드린다]. 면역반응은 외부 감염물질의 침입으로 유도된 질병환경을 제거하고 수복하는 중요한 생체적 방어작용의 하나이다. 이들 과정은 체내로 유입된 미생물이나 미세화학물질들과 같은 독성물질을 소거하거나 파괴하는 것을 주요 역할로 한다. 외부로 부터 인체에 들어온 이물질에 대한 방어기전은 현재 두 가지 종류의 면역반응으로 구분해서 설명한다. 즉, 선천성 면역 반응 (innate immunity)과 후천성 면역 반응 (adaptive immunity)이 그것이다. 선천성 면역반응은 1) 피부나 점막의 표면과 같은 해부학적인 보호벽 구조와 2) 체온과 낮은 pH 및 chemical mediator (리소자임, collectin류) 등과 같은 생리적 방어구조, 3) phagocyte류 (대식세포, 수지상세포 및 호중구 등)에 의한 phagocytic/endocytic 방어, 그리고 4) 마지막으로 염증반응을 통한 감염에 저항하는 면역반응 등으로 구분된다. 후천성 면역반응은 획득성면역이라고도 불리고 특이성, 다양성, 기억 및 자기/비자기의 인식이라는 네 가지의 특징을 가지고 있으며, 외부 유입물질을 제거하는 반응에 따라 체액성 면역 반응 (humoral immune response)과 세포성 면역반응 (cell-mediated immune response)으로 구분된다. 체액성 면역은 침입한 항원의 구조 특이적으로 생성된 B cell 유래 항체와의 반응과 간이나 대식세포 등에서 합성되어 분비된 혈청내 보체 등에 의해 매개되는 반응으로 구성되어 있다. 세포성 면역반응은 T helper cell (CD4+), cytotoxic T cell (CD8+), B cell 및antigen presenting cell 중개를 통한 세포간 상호 작용에 의해 발생되는 면역반응이다. 선천성 면역반응의 하나인 염증은 우리 몸에서 가장 빈번히 발생되고 있는 방어작용의 하나이다. 예를 들면 감기에 걸렸을 경우, 환자의 편도선내 대식세포나 수지상세포류는 감염된 바이러스 단독 혹은 동시에 감염된 박테리아를 상대로 다양한 염증성 반응을 유도하게 된다. 또한, 상처가 생겼을 경우에도 감염원을 통해 유입된 병원성 세균과 주위조직내 선천성 면역담당 세포들 간의 면역학적 전투가 발생되게 된다. 이들 과정을 통해, 주위 세포나 조직이 손상되면, 즉각적으로 이들 면역세포들 (주로 phagocytes류)은 신속하게 손상을 극소화하고 더 나가서 손상된 부위를 원상으로 회복시키려는 일련의 염증반응을 유도하게 된다. 이들 반응은 우리가 흔히 알고 있는 발적 (redness), 부종 (swelling), 발열 (heat), 통증 (pain) 등의 증상으로 나타나게 된다. 즉, 손상된 부위 주변에 존재하는 모세혈관에 흐르는 혈류의 양이 증가하면서 혈관의 직경이 늘어나게 되고, 이로 인한 조직의 홍반과, 부어 오른 혈관에 의해 발열과 부종이 초래되는 것이다. 확장된 모세혈관의 투과성 증가는 체액과 세포들이 혈관에서 조직으로 이동하게 하는 원동력이 되고, 이를 통해 축적된 삼출물들은 단백질의 농도를 높여, 최종적으로 혈관에 존재하는 체액들이 조직으로 더 많이 이동되도록 유도하여 부종을 형성시킨다. 마지막으로 혈관 내 존재하는 면역세포들은 혈판 내벽에 점착되고 (margination), 혈관벽의 간극을 넓히는 역할을 하는 히스타민 (histamine)이나 일산화질소(nitric oxide : NO), 프로스타그린딘 (prostagladins : PGE2) 및 류코트리엔 (leukotriens) 등과 같은 chemical mediator의 도움으로 인해 혈관벽 사이로 삼출하게 되어 (extravasation), 손상된 부위로 이동하여 직접적인 외부 침입 물질의 파괴나 다른 면역세포들을 모으기 위한 cytokine (tumor necrosis factor [TNF]-$\alpha$, interleukin [IL]-1, IL-6 등) 혹은 chemokine (MIP-l, IL-8, MCP-l등)의 분비 등을 수행함으로써 염증반응을 매개하게 된다. 염증과정시 발생되는 여러 mediator 중 PGE2나 NO 및 TNF-$\alpha$ 등은 실험적 평가가 용이하여 이들 mediator 자체나 생성관련효소 (cyclooxygenase [COX] 및 nitric oxide synthase [NOS] 등)들은 현재항염증 치료제의 개발 연구시 주요 표적으로 연구되고 있다. 염증 반응은 지속기간에 따라 크게 급성염증과 만성염증으로 나뉘며, 삼출물의 종류에 따라서는 장액성, 섬유소성, 화농성 및 출혈성 염증 등으로 구분된다. 급성 염증 (acute inflammation)반응은 수일 내지 수주간 지속되는 일반적인 염증반응이라고 볼 수 있다. 국소반응은 기본징후인 발열과 발적, 부종, 통증 및 기능 상실이 특징적이며, 현미경적 소견으로는 혈관성 변화와 삼출물 형성이 주 작용이므로 일명 삼출성 염증이라고 한다. 만성 염증 (chronic inflammation)은, 급성 염증으로부터 이행되거나 만성으로 시작된다. 염증지속 기간은 보통 4주 이상 장기화 된다. 보통 염증의 경우에는 염증 생성 cytokine인 Th1 cytokine (IL-2, interferone [IFN]-$\gamma$ 및 TNF-$\alpha$ 등)의 생성 후, 거의 즉각적으로 항 염증성 cytokine인 Th2 cytokine(IL-4, IL-6, IL-10 및 transforming growth factor [TGF]-$\beta$ 등)이 생성되어 정상반응으로 회복된다. 그러나, 어떤 원인에서든 면역세포에 의한 염증원 제거 반응이 문제가 되면, 만성염증으로 진행된다. 이 반응에 주로 작용을 하는 염증세포로는 단핵구와 대식세포, 림프구, 형질세포 등이 있다. 암은 전세계적으로 사망률 1위의 원인이 되는 면역질환의 하나이다. 산화적 스트레스나 자외선 조사 혹은 암유발 물질들에 의해 염색체내 protooncogene, tumor-suppressor gene 혹은 DNA repairing gene의 일부 DNA의 돌연변이 혹은 결손 등이 발행되면 정상세포는 암화과정을 시작하게 된다. 양성세포 수준에서 약 5에서 10여년 후 악성수준의 암세포가 생성되게 되면 이들 세포는 새로운 환경을 찾아 전이하게 되는데 이를 통해 암환자들은 다양한 장기에 동인 오리진의 암세포들이 생성한 종양들을 가지게 된다. 이들 종양세포는 정상 장기의 기능을 손상시켜며 결국 생명을 잃게 만든다. 이들 염색체 수준에서의 돌연변이 유래 암세포는 거의 대부분이 체내 면역시스템에 의해 사멸되는 것으로 알려져 있다. 그러나 계속되는 스트레스나 암유발 물질의 노출은 체내 면역체계를 파괴하면서 최후의 방어선을 무너뜨리면서 암발생에 무방비 상태를 만들게 된다. 이런 이유로 체내 면역시스템의 정상적 가동 및 증강을 유도하게 하는 전략이 암예방시 매우 중요한 표적으로 인식되면서 다양한 형태의 면역증강 물질 개발을 시도하고 있다. 인삼은 두릅나무과의 여러해살이 풀로써, 오랜동안 한방 및 민간에서 원기를 회복시키고, 각종 질병을 치료할 수단으로 사용되고 있는 대표적인 전통생약이다. 예로부터 불로(不老), 장생(長生), 익기(益氣), 경신(經身)의 명약으로 구전되어졌는데, 이는 약 2천년 전 중국의 신농본초경(神農本草經)에서 "인삼은 오장(五腸)을 보하고, 정신을 안정시키고, 혼백을 고정하며 경계를 멈추게 하고, 외부로부터 침입하는 병사를 제거하여주며, 눈을 밝게 하고 마음을 열어 더욱 지혜롭게 하고 오랫동안 복용하면 몸이 가벼워지고 장수한다" 라고 기술되어있는 데에서 유래한 것이다. 다양한 연구를 통해 우리나라에서 생산되는 고려인삼 (Panax ginseng)이 효능 면에서 가장 탁월한 것으로 알려져 있으며 특별이 고려인삼으로부터 제조된 고려홍삼은 전세계적으로도 그 효능이 우수한 것으로 보고되어 있다. 대부분의 홍삼 약효는 dammarane계열의 triterpenoid인 ginsenosides라고 불리는 인삼 saponin에 의해 기인된 것으로 알려져 있다. 이들 화합물군의 기본 골격에 따라, protopanaxadiol (PD)계 (22종) 및 protopanaxatriol (PT)계 (10종)으로 구분되고 있다 (표 1). 실험적 접근을 통해 인삼의 약리작용 이해를 위한 다양한 노력들이 경주되고 있으나, 여전히 많은 부분에서 충분히 이해되고 있지 않다. 그러나, 현재까지 연구된 인삼의 약리작용 관련 연구들은 심혈관, 당뇨, 항암 및 항스트레스 등과 같은 분야에서 인삼효능이 우수한 것으로 보고하고 있다. 그러나 면역조절 및 염증현상과 관련된 최근 연구결과들은 많지 않으나, 향후 다양하게 연구될 효능부분으로 인식되고 있다.