• 제목/요약/키워드: 생물특성

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항생제 노출에 따른 Klebsiella pneumoniae의 내성 특성 (Characteristics of Klebsiella pneumoniae exposed to serial antibiotic treatments)

  • 정래승;조아라;김정진;안주희
    • 미생물학회지
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    • 제52권4호
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    • pp.428-436
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    • 2016
  • 항균제에 대한 내성 증가는 국내뿐만 아니라 세계적으로도 인류 건강에 큰논란이 되고 있다. 박테리아에 의한 감염을 치료하기 위해 같은 혹은 다른 계열의 항생제에 순차적으로 노출된다. 따라서, 본 연구는 ciprofloxacin과 meropenem의 순차적 처리에 따른 폐렴간균(Klebsiella pneumoniae)의 생육, 항생제 민감성, 돌연변이 빈도, ${\beta}$-lactamase activity, 생물막 형성 및 내성 관련 유전자 발현을 평가하기 위해 설계되었다. 처리군은 대조군(control; CON), 1/2 MIC ciprofloxacin (1/2CIP), 2 MIC ciprofloxacin (2CIP), 1/2 MIC ciprofloxacin+1/2 MIC meropenem+2 MIC ciprofloxacin (1/2CIP-1/2MEM-2CIP), 1/2 MIC ciprofloxacin+1/2 MIC meropenem+2 MIC meropenem(1/2CIP-1/2MEM-2MEM), 1/2 MIC ciprofloxacin+2 MIC ciprofloxacin+2 MIC meropenem (1/2CIP-2CIP-2MEM)을 포함한다. 24시간의 배양 동안 2CIP처리군에서 K. pneumoniae의 생육이 관찰되지 않았다. 모든 처리군에서 planktonic cell의 수는 7에서 10 log CFU/ml의 유의적인 차이를 보였으나 biofilm cell의 수는 7 log CFU/ml로 비슷하였다. 돌연변이 빈도는 1/2CIP-1/2MEM-2CIP에서 가장 낮은 14%을 보였다. 대조군과 비교하여 1/2CIP-2CIP-2MEM 처리 K. pneumoniae는 piperacillin, cefotaxime, nalidixic에 대한 민감도가 감소되었다. 1/2CIP-1/2MEM-2CIPrk 가장 높은 ${\beta}$-lactamase activity(22 nmol/min/ml)을 보인 반면 1/2CIP-2CIP-2MEM은 가장 낮은 ${\beta}$-lactamase activity (6 nmol/min/ml)을 보였다. Multidrug efflux pump 관련 유전자(acrA, acrB, and ramA)의 발현은 1/2CIP-1/2MER-2MER and 1/2CIP2CIP-2MER 처리된 K. pneumoniae에서 2배 이상 증가하였다. 따라서 순차적 항생제의 처리는 K. pneumoniae의 항생제 내성 양상을 변화시킬 수 있다.

유뇨증 소아의 공존질병 및 정서상태 (THE COMORBIDITY AND EMOTIONAL STATE OF THE ENURETIC CHILDREN)

  • 이규광;신윤오;이태용
    • Journal of the Korean Academy of Child and Adolescent Psychiatry
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    • 제8권1호
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    • pp.34-42
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    • 1997
  • 1993년 10월부터 1996년 9월말까지 충남대학교 병원의 소아 청소년 정신과에 내원하여 진료를 받은 환자 936명을 대상으로 하여, 미국 정신의학회 진단편람 제4판(DSM-Ⅳ)을 기초로 하여 유뇨증 및 공존 질환에 대한 평가를 하였으며, 유뇨증의 진단을 받았던 환자 46명 중 자가설문조사가 가능했던 14명을 대상으로, 국내외를 통해 신뢰도 및 타당도가 입증된, 한국판 피어스-해리스 소아 자기-개념 척도(Piers-Harris Children's Self-concept Scale), RCMAS(Revised Children's Manifest Anxiety Scale), 소아상태-특성 불안 척도(State-Trait Anxiety Inventory for Children), 한국판 소아 우울척도(Children's Depression Inventory:CDI)를 사용하여, 유뇨증 환자의 정서상태에 대한 평가를 실시하였다. 위에서 얻은 자료들을 토대로 한 분석을 통하여, 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 유뇨증(enuresis) 환자의 공존질병(comorbidity) :3년간 소아정신과 외래 환자 936명중 46명(4.9%)에서 유뇨증의 진단을 받았다. 46명의 환자중 유뇨증의 진단만을 받았던 환자는 16명이며, 30명(65.2%)의 환자가 공존질병을 지니고 있었다. 이들 중에는 주의력결핍 과잉행동 장애가 가장 많았으며, 정신지체가 두번째였고, 유분증이 세번째로 많았다. 다음 반항성장애, 우울증, 불안장애 순이었으며, 그외에 자폐증, 신체화장애, 틱장애, Tourette장애, 강박장애, 수면장애 등이 있었다. 정신과 이외의 질환으로서 사시(strabismus), 경련성질환, 선천성 심장 기형, 말더듬 등도 포함되었다. 또한 공존질병의 수를 보면, 유뇨증의 진단 및 다른 1개의 공존 질병을 진단받은 환자는 16명, 2개의 공존 질병을 지닌 환자는 11명, 3개 이상의 공존질병 환자도 3명에 달하였다. 둘째, 유뇨증 환자의 정서적 측면:자기개념(self-concept), 불안, 우울에 대한 자가 보고형 설문지를 사용하여 평가한 결과에서 유뇨증 환자군은 의미있는 결과를 얻진 못하였다. 이는 적은 수의 설문 대상군(N=14)에 의한 자료 및 공존질병의 영향에 의한 결과라고 여겨지며, 앞으로 더 많은 대상군을 통하여 여러 변수(나이, 성별, 부모의 태도 및 교육정도, 치료 기간, 치료 효과) 등에 대한 비교연구가 요구되었다. 결론적으로, 유뇨증 환자에서 보인 다양한 공존질병의 존재, 특히 주의력결핍 과잉행동장애(ADHD), 정신지체, 유분증 등의 다른 질환과의 연관성에 대한 결과들은 주목할 만한 것이었다. 이로써 유뇨증 환자에서 많은 공존질병이 존재한다는 점에 대해 새로운 인식을 갖게 되었고, 다른 문제들로 병원을 찾는 환자들 중에도 유뇨증을 지니고 있는 환자들이 많았다는 점에서, 임상상황에서 환자와의 면담시 좀더 주의를 기울이고, 더 많은 관심을 갖아야 한다는 것을 알게 하였다. 한편 정서적 측면(자기개념, 불안, 우울)에서는 각각의 자기개념, 불안, 우울에 연관성은 확연하였지만, 연구의 제한점 때문에 주목할 만한 결과를 얻진 못하였다. 앞으로 더 많은 대상군을 통하여 여러 변수(나이, 성별, 부모 태도 등)에 대한 비교연구가 이루어져야 하겠으며, 더 나아가 유전적 요인, 기질적 요인, 생물학적 요인 등과 정신병리와의 상관성을 규명하는 연구가 진행되어야 할 것으로 생각된다.

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2017~2018년 말레이즈 트랩을 이용한 남한 내 야생벌(벌목: 벌아목)의 시·공간별 출현 및 분포 현황 (Nationwide Spatiotemporal Distribution of Some Selected Aculeata (Hymenoptera) in South Korea, based on Materials Collected with Malaise Trap in 2017 and 2018)

  • 유동수;권오창;김홍기;김정규
    • 한국환경생태학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.654-663
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    • 2019
  • 수분생태학(pollination ecology)의 주체인 화분매개곤충은 농업, 생물산업에 있어서 작물생산에 대한 경제적 파급효과에 대해서 매우 가치가 있는 곤충으로 인정되어 왔다. 생산되는 주요 작물의 약 70% 이상이 화분매개곤충의 수분(pollination)매개활동에 의해 생산되는 것과 같이, 화분매개곤충의 존재는 인류에게 있어서 매우 중요하다고 볼 수 있다. 그러나 화분매개곤충은 오랜 기간동안 변화하는 기후영향과 토지의 이용, 지형의 변화, 농작물 생산량 증대를 위한 농약 사용 등으로 인해 위협을 받고 있고 그 수가 매년 점차적으로 줄어들고 있어서 종 다양성에 대한 위험적 변화가 예상된다. 따라서 기후의 변화, 지형의 변화, 인간의 간섭에 따른 토지의 이용 등의 다양한 위험적인 요인들로부터 수분생태계 종 다양성 보존과 관리를 위하여 수분을 매개하는 야생벌의 분포에 대한 조사와 분석은 매우 중요하다. 본 연구는 2017년에서 2018년까지 전국 51개 조사지점에서 2주~한달 간격으로 말레이즈 트랩(ez-Malaise trap)을 사용하여 전국단위에서 출현하는 야생벌을 시기별, 공간별로 야생벌을 채집하였고, 채집된 꿀벌상과, 청벌상과 및 말벌상과를 대상으로 공간별, 시기별 출현현황을 분석하였다. 시기별로 전국단위로 출현한 야생벌은 정규분포 형태를 보이며 7월과 8월 사이에 크게 개체수가 증가하고 11월까지 출현하는 것을 확인하였다. 공간적으로도 야생벌은 위도에 따라서 출현분포의 차이를 유의적 수준에서 확인하였으나, 경도에 대해서는 유의적 차이를 확인할 수 없었다. 그러나 기후적 요인, 지형적 특성, 인간간섭에 따른 토지의 활용 등을 종합적으로 고려할 경우에 야생벌의 분포차이를 더욱 면밀히 분석할 수 있을 것으로 판단되며 추후의 연구로써 진행될 수 있을 것이다. 본 연구를 통한 전국에 시기별, 공간별로 출현하는 야생벌의 분포를 통해서 향후 농업발전을 위한 화분매개관련 곤충 연구에서부터 나아가 수분생태계에서의 야생벌 종 다양성 보전 및 관리를 위한 기초적 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

풀무치에 대하여 살충활성을 보유한 곤충병원성 진균의 생리활성 평가 (Assessment of Physiological Activity of Entomopathogenic Fungi with Insecticidal Activity Against Locusts)

  • 이미롱;김종철;이세진;김시현;이석주;박소은;이왕휴;김재수
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제56권3호
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    • pp.301-308
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    • 2017
  • 풀무치 (Locusta migratoria) (Orthoptrea: Acridiade)는 전 세계적으로 작물 생산에 심각한 문제를 야기하는 돌발 해충이다. 그러나 우리나라의 경우 풀무치를 방제하기 위한 방제제 및 적용에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 풀무치에 병원성을 갖는 풀무치병원성 진균 라이브러리를 구축하였으며, 풀무치 방제에 이용 가능한 생물학적 방제제로서의 가능성을 평가 하였다. 먼저 갈색거저리 유충-baiting 시스템을 이용하여 다양한 지역에서 채집된 토양에서 곤충병원성 진균을 발굴 하였다. 풀무치 병원성 검정을 진행하기 위하여 국립 농업 과학원에서 풀무치를 분양 받았으며, 고체 배양된 곤충병원성 진균을 곤충 사육 상자에 처리하여 (2 g/box), 풀무치 약충 (3-4령충)에 대한 곤충병원성 진균의 병원성을 평가 하였다. 그 결과 곤충병원성 진균 처리 3-7일차에 풀무치의 머리, 복부, 다리 표면에서 진균이 증식하는 mycosis를 확인 할 수 있었다. 특히, Metarhizium anisopliae, M. lepidiotae, Clonostachys rogersoniana에서 높은 병원성이 나타나는 것이 확인 되었다. 확보된 34개의 풀무치병원성균주의 특성을 파악하기 위하여 열안정성 및 포자생산성을 확인 한 결과, Paecilomyces, Purpureocillium 균주가 다른 균주에 비해 열에 대한 높은 안정성안 나타나는 것을 확인 하였으며, 대부분의 균주에서 $1{\times}10^8conidia/gram$ 이상의 포자수를 생산 하는 것을 확인 하였다. 또한 온실 조건에서 비교적 병원성이 높았던 M. anisopliae 고체 배양된 균주를 토양에 처리하여 병원성을 확인한 결과, 85.7%의 높은 방제효과를 확인 할 수 있었다. 본 실험을 통하여 풀무치가 이동하면서 토양에 정착된 곤충병원성 진균에 접촉되어 치사 될 수 있을 것으로 판단되며, 효과적인 풀무치 방제가 가능 할 것이라고 판단된다.

남서해역의 유해성 적조생물 Cochlodinium polykrikoides Margalef 모니터링을 위한 환경특성 식물플랑크톤 군집 동태 (The characteristics of marine environment and phytoplankton community around southwestern waters for ichthyotoxic dinoflagellate Cochlodinium polykrikoides monitoring programme)

  • 조은섭;최용규
    • 한국환경과학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.177-184
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    • 2005
  • 이 연구는 2003년 목포, 신안, 완도해역을 대상으로 3월부터 11월까지 환경요인, 영양염 및 식물플랑크톤 변동을 조사했다. 수온은 조사해역에 관계없이 8월에 최대 $25^{\circ}C$를 보였으나, 염분도는 목포에서 5-30라는 큰 변화폭을 보였다. 7월에 최소, 5, 11월에 최대 30을 나타냈다. 또한 목포는 클로로필과 부유 물질도 $20\;{\mu}g\;l^{-1},\;40\;{\mu}g\;l^{-1}$로 가장 높게 나타났으며, 암모니아, 아질산질소, 질산질소, 인산염도 $0.018\;{\mu}mol\;^l{-1},\;0.062\;{\mu}mol\;l^{-1},\;1.2\;{\mu}mol\;l^{-1}\;and\;0.078\;{\mu}mol\;l^{-1}$로 가장 높았다. 조사기간 중 규조류가 대부분을 점유하였고, 우점종은 Thalassiosira rotula, Rhizosolenia setigera, Prorocentrum minimum, Chaetoceros curvisetus, Leptocylindrus danicus, Pseudonitzschia pungens, Chaetoceros spp.로 나타났다. 와편모조류는 완도해역에서 신안과 목포에 비하여 여름철에 $10-20\%$의 높은 상대적 비율을 보였다. DIN/DIP 비율은 목포에서 3월에 최대 700을 보인 반면에, 완도는 가장 낮게 나타났다. 그러나 여름철에는 그 비율이 상당히 전환되었다. factor 분석 결과 3개 해역은 모두 영양염과 플로로필 $\alpha$와는 양의 상관관계를 가지는 것으로 나타났다. 따라서 목포해역은 주변으로부터 담수유입으로 인하여 해양환경 싱태계에 큰 영향을 미치는 것으로 보이며, 완도해역은 다른 해역에 비하여 영양염은 비록 낮지만 외부 해양수가 많이 미칠 수 있는 지역으로 영양염 공급을 받을 수 있을 것으로 본인다.

치마버섯 균사체 배양물로부터 분리한 다당류의 항산화 및 면역 활성 (Antioxidant and Immunological Activities of Polysaccharide Extracted from Cultured Mycelia of Schizophyllum commune)

  • 이준우
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제43권9호
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    • pp.1334-1341
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    • 2014
  • 치마버섯 균사체 배양물로부터 분리된 다당류의 생리활성을 알아보기 위해 항보체 활성, NO 생성능, 지질 과산화 억제능, OH radical 제거 효과, 미백효과, 항균효과 및 피부투과도를 측정하였다. 치마버섯 배양균사체 유래 다당류의 항보체 활성은 열수 추출 알코올침전분획(SC-EP)이 $8.9{\pm}0.3%$, 세포내성 다당류(SC-IP)는 $14.7{\pm}1.7%$, 열수 추출 한외여과분획(SC-UP)은 $10.2{\pm}0.8%$, 균사체외성 무처리 분획(SC-NEP)은 $5.2{\pm}0.7%$로 나타났다. 치마버섯 균사체 배양물의 열수 추출 한외여과 처리한 다당류(SC-UP)는 $12.8{\pm}0.7{\mu}M$의 NO를 생성하는 것으로 조사되었다. 양성 대조물질로 사용한 IFN-${\gamma}$와 LPS에서는 각각 $33.4{\pm}1.7{\mu}M$$35.1{\pm}1.5{\mu}M$로 나타났다. AsA-$Fe^{2+}$로 유도된 지질 과산화에 대한 영향은 열수 추출 에탄올 처리 분획(SC-EP) 및 UF 처리 분획(SC-UP)의 경우 각각 $28.9{\pm}0.7nM$$26.5{\pm}0.3nM$의 MDA를 생성시켰다. ADP-NADPH-$Fe^{3+}$로 유도된 지질 과산화에 대한 영향은 배양 균사체 배양물의 열수 추출 에탄올 처리 분획(SC-EP) 및 UF 처리 분획(SC-UP)이 각각 19.8%와 20.8%의 지질 과산화 생성 억제율을 나타내었다. OH radical의 제거 효과로 균사체 배양물의 열수 추출 UF 처리 분획(SC-UP)의 OH radical 제거 효과에 대한 $IC_{50}$은 3.32 mg/mL로 조사되었다. 균사체 배양물의 열수 추출 UF 처리 분획(SC-UP)의 tyrosinase 저해 효과는 1.0 mg/mL의 농도 처리 시에 19.9%로 나타났다. 또한 여드름 균에 대한 항균효과를 위한 MIC 치는 균사체 배양물의 열수 추출 UF 처리 분획(SC-UP)이 10 mg/mL, 균사체외성 다당류(SC-NEP)의 경우는 20 mg/mL 이상인 것으로 조사되었다. 균사체 배양물의 열수 추출 UF 처리 분획(SC-UP)의 피부투과도는 3시간, 6시간 및 9시간 경과 후 각각 0.47%, 0.73% 및 1.20%를 나타내었다. 상기의 결과들로부터 치마버섯 균사체 배양물로부터 분리된 다당류의 면역 활성, 항산화 활성 등의 생물학적 특성을 이용하여 기능성 소재의 개발이 가능할 것으로 판단된다.

Monascus 균사체의 소규모 배양을 통한 고생산성 균주의 대규모 선별방법 확립과 통계적 생산배지 최적화를 통한 Monacolin-K 생산성 향상 (Establishment of Miniaturized Cultivation Method for Large and Rapid Screening of High-yielding Monascus Mutants, and Enhanced Production of Monacolin-K through Statistical Optimization of Production Medium)

  • 이미진;정용섭;김평현;전계택
    • KSBB Journal
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    • 제22권5호
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    • pp.305-312
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    • 2007
  • 가능한 한 대량의 균주를 테스트하여 고생산성을 지닌 균주를 신속히 선별하기 위해서는 소규모 액상배양 방법의 확립이 필수적인데, 강력한 지질저하제인 monacolin-K의 생산균주인 균사형성 Monascus의 경우 포자나 균사체의 형성이 활발하지 않은 배양 생리적 특성으로 인해 소규모 (miniature) 액상배양이 매우 어려운 문제점이 있다. 본 연구에서는 monacolin-K 고생산성 균주개량의 효율성을 큰 폭으로 증가시키고자, 기존의 플라스크 액상배양 방법을 소규모화시킨 tube 배양 방법을 개발함으로써 단기간에 보다 많은 양의 균주를 테스트하고자 하였다. 이차대사산물인 monacolin-K의 생합성은 각각의 배양단계에서의 생산균주의 배양형태가 중요한데, 특별히 최종 생산배양에서 생산성 증가에 심각한 영향을 미치는 배양형태인 직경 1 mm 이하의 pellet 모양을 유도하기 위해서는 성장배양 시에 반드시 고농도의 균사모양이 유도되어야 하는 것으로 관찰되었다. 50 ml tube (7 ml의 조업부피)를 이용하는 소규모 액상 성장배양의 경우 solid seed 배양 단계에서의 포자형성배지의 조성을 통계적 방법을 통해 최적화하고, 또한 성장배지 성분에 brown rice 가루 20 g/L를 첨가할 때, 원하는 균사모양의 배양형태가 유도됨을 확인할 수 있었다. 한편 7 ml의 조업부피의 tube를 이용한 소규모 성장배양 방법의 개발로 인해, 기존의 flask 배양을 이용할 때보다 단기간에 훨씬 많은 변이주의 생산성을 조사하게 되어 균주개량 속도를 큰 폭으로 향상시킬 수는 있었으나, 선별된 개별 균주의 monacolin-K의 생산성은 오히려 전체적으로 감소하는 경향을 보여 주었다. 이러한 결과는 소규모 배양방법을 확립하기 위해 새로이 개발한 포자형성배지와 성장배지의 조성변화로 인해 기존에 확립된 생산배지에서는 생산균주의 monacolin-K 생합성 능력이 최대로 발휘되지 않았기 때문에 발생한 것으로 판단되었다. 따라서 본 연구를 통해 확립된 소규모 성장배양에 적합한 최적의 생산배지 조성을 확립하고자 통계적 방법인 Plackett-Burman design을 적용하여 monacolin-K 생산성 향상에 영향을 주는 glycerol, malt extract, yeast extract, brown rice의 4가지 성분들을 최종 선별하였고, 또한 이들의 최적농도 결정을 위해 반응표면분석 실험을 수행하였다. 이와 같이 결정된 최적 생산배지를 사용하여 생산배양을 수행한 결과, monacolin-K의 생산성이 2배 이상 증가하고, 배양 형태 또한 용존산소와 영양분의 전달이 매우 용이한 직경 1mm 이하의 pellet 모양을 유지함을 확인할 수 있었다.

배추나비고치벌(Cotesia glomerata L.)의 생태적 특성 및 고랭지 배추밭에서 배추좀나방(Plutella xylostella L.)에 대한 기생률 (Ecological Characteristics of Cotesia glomerata L. (Hymenoptera: Braconidae) and Its Parasitism Rates for Diamondback Moth (Plutella xylostella L.) in a Kimchi Cabbage Field in The Korean Highland Area)

  • 권민;김주일;홍은주;이영규
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제58권4호
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    • pp.355-362
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    • 2019
  • 배추나비고치벌(Cotesia glomerata L.)은 배추흰나비(Artogeia rapae L.)와 배추좀나방(Plutella xylostella L.) 유충을 공격하는 내부기생 천적으로, 여름배추를 주로 생산하는 고랭지 채소밭에서 배추흰나비와 배추좀나방을 동시에 생물적 방제하기 위한 천적자원으로서 활용 가능성이 높다. 배추나비고치벌에 대한 온도별 생육반응과 성비, 먹이에 따른 수명을 실험실내에서 조사한 결과, 배추나비고치벌의 알-유충 기간 및 번데기 기간은 20℃에서 각각 12.1 ± 2.1일, 6.4 ± 1.8일이었으며, 생육온도가 높아질수록 짧아지는 경향을 보였다. 이를 바탕으로 산출한 알-유충 및 번데기 시기의 발육영점온도는 각각 7.7℃, 8.5℃였다. 여러 상이한 온도에서 사육한 배추나비고치벌 우화성충의 암수를 조사한 결과, 15℃에서 61.0 ± 4.5%, 20℃에서 44.2 ± 1.0%, 25℃에서 39.0 ± 2.3%의 성비를 보여 온도가 낮아질수록 암컷의 발생률이 높아지는 경향을 보였다. 배추나비고치벌 성충에 10% 설탕액을 급여한 결과 수명은 20.4 ± 0.2일이었으며, 아무것도 급여하지 않은 경우는 3.6 ± 0.1일이었다. 실내 대량 사육을 통해 확보한 배추나비고치벌 성충을 2007년부터 2018년까지 매년 8월 초에 고랭지 배추밭에 방사하고 노지 기생률을 조사하였다. 그 결과 햇수가 지날수록 노지 기생률이 증가하는 것을 확인하였다(Y=0.2696X+2.8633, R2=0.3994). 가장 높은 기생률을 보인 연도는 2013년의 7.6%이었고, 가장 최근인 2018년에는 6.5%의 기생률을 나타내었다.

탄소원과 질소원의 무게비가 Thraustochytrium aureum ATCC 34304의 성장 및 지방산 조성 특성에 미치는 영향 (The Effect of Weight Ratio of Carbon Source to Nitrogen Source on toe Growth and the Composition of Fatty Acid of Thraustochytrium aureum ATCC 34304)

  • 김원호;박승혜;송상규;배천순;허병기
    • KSBB Journal
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    • 제20권4호
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    • pp.266-270
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    • 2005
  • 탄소원과 질소원의 무게비가 Thraustochytrium aureum ATCC 34304의 성장 및 지방산 조성에 미치는 영향을 규명하였다. 초기 당농도에 관계없이 배양 5일 후의 균체농도는 C/N 값이 증가하면 증가하였다가 감소하였다. 각 초기 당 농도에 따라서, 균체농도가 최대가 되는 C/N의 비는 각기 고유한 값을 나타내었다. 초기 당농도 5 g/L 내지 25 g/L 범위내에서 균체농도가 최대가 되는 C/N 값은 1 내지 4 사이에 분포하였다. C/N 비에 따른 균체수율 $Y_{x/s}$의 값은 C/N의 값이 증가하면 감소하였으나 10 내지 20 사이의 범위에서는 0.35 의 일정한 값을 유지하였다. T. aureum ATCC 34304가 생합성하는 포화지방산인 미리스트산의 조성은 C/N 비의 변화에 영향을 받지 않았으나 팔미트산의 조성은 C/N 값 4 이하에서는 $20\%$ 내외의 값을 나타내었고 C/N 값이 증가하면 $15\%$까지 감소하였다. 탄소수사 18개인 $C_{18:}$의 지방산 중 올레인산 $(C_{18:1})$과 리놀레인산 $(C_{18:2})$의 조성은 C/N 값이 증가하면 $0\%$에서 각각 $20\%$$7\%$까지 지속적으로 증가하였다. 반면 $\gamma$-리놀레인산 $(C_{18:3})$의 조성은 C/N 값의 증가에 따라 $5\%$에서 $2\%$까지 감소하였다. 탄소수가 20개 이상인 $\omega-3$ 다중불포화 지방산 중 EPA $(C_{20:5})$와 DPA $(C_{22:5})$의 조성은 C/N 값의 증가에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며, DHA $(C_{22:6})$ 조성은 C/N 값이 증가하더라도 $40\%$ 내외의 간을 유지하였다.

Aspergillus terreus에 의해 생합성되는 이타콘산의 생산성 증가를 위한 통계적 생산배지 최적화 (Statistical Optimization of Production Medium for Enhanced Production of Itaconic Acid Biosynthesized by Fungal Cells of Aspergillus terreus)

  • 장용만;신우식;이도훈;김상용;박철환;정용섭;전계택
    • KSBB Journal
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    • 제24권1호
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    • pp.30-40
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    • 2009
  • Aspergillus terreus에 의한 이타콘산 생산 발효공정에서 생산균주의 성장을 어느 정도 제한시킴으로써 배양생리적 특성이 이타콘산 생합성 쪽으로 치우치도록 통계적 방법을 적용하여 itaconic acid의 생산배지 조성을 최적화하는 연구를 수행하였다. 이타콘산은 TCA회로를 거쳐 합성된 cis-aconitic acid의 디카르복실화 반응에 의해 생합성되는 고부가 화학원료물질이다. 우선 One factor at a time (OFAT) 방법을 이용하여 이타콘산의 생산성 증가에 크게 영향을 미치는 중요한 탄소원들로 sucrose, glucose, fructose와 soluble starch를 확인할 수 있었고, 질소원들로는 cottonseed flour와 soybean meal을 찾을 수 있었다. Fractional factorial design을 통하여 이들 6가지 요인들 간의 상호작용의 정도를 확인한 결과 sucrose와 cottonseed flour간의 상호작용의 정도가 가장 컸고, 나머지 요인들 간의 상호작용의 정도는 작거나 혹은 이타콘산 생산에 오히려 부정적인 결과를 나타냈다. 또한 full factorial design (FFD) 실험을 통해 생산배지에 $KH_2PO_4$$MgSO_4$가 과량 첨가되면 이타콘산의 생산성이 심각하게 저해됨을 알 수 있었다. FFD의 1차모델식을 근간으로 하여 최급상승법 (steepest ascent method, SAM)을 적용하여 sucrose, cottonseed flour, $KH_2PO_4$$MgSO_4$의 최적 농도로 향하는 가장 가파른 기울기를 구함으로써, 신속하고 효율적으로 최적 농도지점에 대한 정보를 얻을 수 있었다. SAM이 제시해주는 농도 부근에서 반응표면분석 (response surface method, RSM)을 적용하여 각 배지성분의 농도를 최적화시키기 위해, 2개의 중요한 요인인 sucrose와 cottonseed flour를 이용하여 중심합성계획 (central composite design, CCD) 실험을 수행하였다. 그 결과 이타콘산의 최적 배지 조건은 sucrose 90.4 g/L, cottonseed flour 53.8 g/L인 것으로 관찰되었고, 이 농도에서 이타콘산의 생산성은 초기 사용된 배지에서의 생산성에 비해 약 7배 증가한 4360 mg/l로 나타났다. 이로부터 탄소원 (C)으로 사용한 sucrose와 질소원 (N)으로 사용한 cottonseed flour 간의 C/N 비율이 이타콘산의 생산성에 큰 영향을 미친다는 것을 확인할수 있었다.