• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제66권
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• pp.394-403
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• 2023

지속 가능하고 친환경적인 농업 관행을 추구하기 위해 우리는 40년이 넘는 장기간 동안 화학 비료를 사용하지 않은 토양에 서식하는 근권 박테리아에 대한 광범위한 연구를 수행하였다. 이번 조사를 통해 식물생장촉진 근권박테리아 총 80종을 분리하고 이들의 식물생장 증진 가능성을 평가했다. 이러한 분리균중에서 Burkholderia cepacia CD2는 가장 우수한 식물 성장촉진 활성과 생장능을 나타내어 추가 분석을 위한 최적의 후보균주로 선정되었다. Burkholderia cepacia CD2는 인 가용화 능력, 사이드로포어 생산, 탈질화 능력, 아질산 이온 활용능력 및 요소분해효소 활성을 포함하여 식물 성장에 도움이 되는 다양한 유익한 특성을 나타내었다. 이러한 특성은 식물의 성장과 발달에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 잘 알려져 있다. 균주의 분류학적 분류를 검증하기 위해 16S rRNA 유전자 서열분석을 통해 Burkholderia 속 내 위치를 확인하여 계통발생 관계에 대한 추가 통찰력을 제공하였다. 식물 생장 촉진 특성의 기본 메커니즘을 더 깊이 조사하기 위해 우리는 CD2에서 식물 생장촉진과 관련된 특정 유전자의 존재를 확인하려고 하였다. 이를 달성하기 위해 옥스포드 나노포어를 활용하여 전장 유전체 시퀀싱을 수행하였다. CD2 게놈에 대한 전장유전체 분석을 통해 식물 생장 개선에 중추적 요인으로 생각되는 하위 시스템 기능을 확인하였다. 이러한 발견을 바탕으로 Burkholderia cepacia CD2는 미생물 비료로 작용하여 화학 비료에 대한 지속 가능한 대안을 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있다는 결론을 내릴수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권5호
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• pp.487-498
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• 2010

기존 제설제인 염화칼슘($CaCl_2$)과 유기산 제설제 EFD(Eco-Fridendly Deicer)가 식물의 생존과 생장에 미치는 영향을 파악하였다. 도로주변의 주요 자생종인 소나무와 참싸리 그리고, 재배종인 열무와 강낭콩 유식물에 대하여 제설제의 농도 구배에 따른 생존과 생장반응을 분석하였다. 네 종중에서 참싸리는 제설제에 가장 민감한 생존반응을 보였다. 소나무의 생장은 제설제 종류와 농도변화에 통계적 유의성을 보이지 않았다. 참싸리와 강낭콩의 경우는 $CaCl_2$와 EFD1의 3%이상의 농도에 생장저해를 보였으나, EFD2에 대해서는 생장이 양호했다. $CaCl_2$에 대한 생존 및 생장반응으로 확인된 염에 대한 내성이 있는 식물은 열무와 소나무이었고, 민감한 식물은 참싸리와 강낭콩이었다. 화학약품으로 제조한 EFD1은 식물생장의 저해영향이 컸지만, 음식물쓰레기를 활용한 EFD2는 염에 내성이 약한 식물들에게도 생존 및 생장의 피해가 적음을 확인하였다.

• 한국자원식물학회지
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• 제14권2호
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• pp.108-115
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• 2001

우리 나라 농가에서 재배되고 있는 약용작물과 출야에 자생하고 있는 주요 특용자원식물 10여가지로부터 추출한 추출액 이 무(radish) 의 발아 및 줄기, 뿌리의 생육과 줄기 뿌리의 건물중을 조사한 결과 각각의 농도에서 무의 발아 및 생육을 억제함을 나타내었다. 1. 식물체로부터 추출한 추출액의 산도가 종자의 발아에 미치는 영향을 알아보고자 각각의 특용자원식물의 pH를 조사해본 결과 거의 중성이나 약 알칼리성을 나타냈으며 당귀의 추출물의 농도가 5%, 10%에서 pH 산성 반응을 나타냈다. 2. 해바라기추출물의 농도가 10% 농도 일 때 63% 정도의 발아억제 효과를 나타내고 있으며, 도꼬마리, 당귀, 까마중의 추출물에서는 10% 농도일 때 거의 발아가 되지 않아 무의 발아에 추출물이 강한 억제 영향을 나타낸다는 것 을 알 수 있었다. 3. 줄기성장 관계를 보면 1% 농도에서는 무의 줄기 생장은 촉진되었으며 그 중에서도 둥굴레 추출물에서 거의 2배의 성장 촉진을 가져 왔으며 까마중 추출물도 1.9배의 촉진 효과를 나타냈다. 5% 농도일 때는 치커리 추출물에서는 control에 비해 2배로 생장이 우수하였으며 황기추출물은 75%정도의 생장억제를 나타내었고 도꼬마리, 당귀, 까마중 추출물에서는 전혀 성장하지 못하여 강한 생장억제 작용을 나타냈다. 4. 뿌리 생장에서 추출물농도 1%에서는 해바라기를 제외한 다른 특용자원식물에서는 뿌리의 생장이 있었다. 5%농도에서 치커리, 둥굴레는 생장을 촉진 시켰고, 10% 농도 까마중, 도꼬마리, 당귀 추출물에서는 전혀 생장되지 않았다. 5. 줄기의 건물중을 비교해 보면 해 바라기는 1%, 5%에서는 건물중이 비슷하였으나 10% 농도에서는 6%의 억제효과를 나타냈으며 치커리. 둥굴레는 저농도에서 오히려 건물중이 향상되는 경향이었으나 10% 농도에서는 강하게 억제하였고 당귀, 도꼬마리, 까마중은 전혀 건물중이 증가하지 않았으며 황기, 도꼬마리, 당귀, 까마중은 현저하게 건물중이 감소하였다. 6. 뿌리 의 건물중은 1%, 5%에서는 당귀, 까마중을 제외하고는 거의 억제되지 않고 10%에서는 황기, 도꼬마리, 당귀, 까마중은 뿌리의 자람이 억제되어 건물중의 증가가 전혀 이루어지지 않았다. 대부분의 특용 식물에서는 약간의 억제 효과가 있었으나 그 중에서도 도꼬마리, 당귀, 까마중 등은 무를 이용한 생물 검정법에서 강한 억제작용물질이 있는 것으로 나타나 이런 특용자원식물의 상호 억제작용을 이용한 잡초방제에 활용할 수 있을 것이며 allelopathy 물질의 분리, 동정, 포장에서의 cover crop(피복작물)로 이용시 잡초 억제 효과를 연구가 수행되어져야 할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.198-198
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• 2022

최근 도시화에 따른 토지 피복 변화와 열섬현상 등의 원인으로 상승하는 도시의 기온이 식물 계절에 미치는 영향에 관한 연구들이 다수 진행되고 있다. 본 연구는 수도권인 서울과 경기도 지역을 대상으로 도시 내 열섬현상으로 인한 기온 상승과 도시 지역 내 식생 생장기간 변화의 관계성을 분석하였다. 식물계절 모니터링에 사용한 개량식생지수(Enhanced Vegetation Index, EVI)는 Google Earth Engine (GEE)에서 제공하는 30 m 해상도의 2000-2021년 NASA-USGS Landsat 위성(TM5, ETM+7, OLI8)의 지표면 반사율(surface reflectance, SR) 자료에서 도출하여 생장기간 산정에 사용하였다. 또한 PRISM (Parameter-elevation Regressions on Independent Slopes Model)을 각 기상관측지점의 일별 지상 기온 자료에 적용하여 30 m 해상도로 생성한 격자형 지표면 온도의 공간적 패턴을 분석하였다. 연구 지역 내 도시화 정도(magnitude)를 도심으로부터의 거리와 환경부 토지피복도 및 인구 밀도를 종합하여 특정하였고, 최종적으로 기후변화 및 도시화 정도와 생장기간 변화의 특징을 분석하였다. 비선형 로지스틱 회귀를 사용하여 EVI 데이터를 종합하여 분석한 결과, 수도권 지역에서 전반적으로 식물계절 개엽일(Start of Season)은 앞당겨지며 낙엽일(End of Season, EOS)은 늦춰져 생장기간(Length of Growing Season, LOS)이 길어짐을 발견하였다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2020년도 추계국제학술대회
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• pp.54-54
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• 2020

지구온난화에 따라 농업부문 신재생에너지의 중요성이 증대되고 있으며, 화본과 식물은 바이오에너지작물의 중요한 소재를 제공하고 있다. 화본과 식물의 기내대량증식연구의 일환으로 홍띠식물의 기내 재생 식물체의 유전적 안정성에 대한 기초자료를 제공할 목적으로 기내배양으로 재분화시킨 홍띠(Imperata cylindrica 'Rubra') 재분화 식물체 중 녹색체 재생식물체를 대상으로 ISSR 표지를 사용하여 유전적 안정성을 조사하였다. 재분화식물체는 MS (Murashige and Skoog, 1962)배지에 생장조절제를 첨가한 배지에서 배양하였다. 생장점 부위를 적출하여 캘러스를 유도하고(0.1 mg/L 2,4-D와 2 mg/L BA), 캘러스 증식(0.1 mg/L 2,4-D와 0.05 mg/L BA), 신초 재분화( 0.01 mg/L NAA와 2 mg/L BA) 후 MS배지에서 식물체를 양성하고 순화시켰다. 배양은 26±2℃, 25 µmol/m²/s, 14h/10h (day/night) 광조건 하에서 실시하였다. 재분화식물체는 홍띠 및 녹색 재분화식물체 2 종류로 나타났는데, 이는 생장점에서는 홍띠가 분화되었음에도 불구하고 생장점 주변조직에서 유래한 녹새체가 분화된 후 우세하게 자라서 녹색재생체가 우점하는 것으로 추정된다. ISSR 분석은 대조구로 모식물체 홍띠를(8개체), 재분화식물체는 녹색체 중, 1년간 노지포장에서 재배중인 녹색체(10개체)와 실험실내 화분에서 재배중인 시료를(10개체) 사용하였다. ISSR 밴드패턴을 비교한 결과, 재분화체는 실내포트 재배식물체 10.3%, 노지1년 재배식물체 8.3%로 대조구의 4.1%보다 유전적 다형성 비율이 2배 이상 높게 나타났다. 또한 재분화식물체들의 유전적 유사도를 평가하고 군집분석을 실시하였다.

• 미생물학회지
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• 제46권1호
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• pp.33-37
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• 2010

근권토양에서 분리한 세균 Bacillus subtilis RFO41은 인산 가용화능이 높고 auxin 등의 식물호르몬을 생산한다. 이 균주를 이용하여 가시도꼬마리(Xanthium italicum Moore)의 생장 촉진 실험을 화천군 파로호의 호안나대지에서 수행하였다. 19주 경과 후 자라난 가시도꼬마리를 채취하여 줄기와 뿌리 길이를 측정하고 식물을 건조시켜 중량을 측정하였다. 균주를 처리한 접종군이 미접종 대조군보다 가시도꼬마리의 건조중량이 67.7%나 높았으며 또한 가시도꼬마리의 줄기 길이도 균주를 처리한 접종군이 미접종 대조군보다 21.1% 길었는데 모두 통계적 유의성을 가졌다. 접종균주의 동태를 denaturing gradient gel electrophoresis 방법으로 조사하였는데 나대지 토양에서 접종균주가 유지되고 있으며 토양의 고유 세균군집에는 큰 영향을 미치지 않는 것을 확인하였다. 따라서 척박한 호안나대지 토양에서 B. subtilis RFO41의 인산가용화능과 식물호르몬의 생성능 등의 식물생장촉진 효과가 가시도꼬마리의 생장에 직접적인 영향을 미치는 것으로 판단할 수 있다. 이러한 식물 생장 촉진효과는 친환경적 미생물비료, 특히 민감한 호안나대지 등의 미생물학적 식생복원방법으로서의 가치를 뒷받침하는 것이라 할 수 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.745-750
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• 2013

최근 수행된 많은 연구에서 시설 하우스나 식물 공장과 같이 실용적인 원예 시설에 대한 환경 제어 시스템이 다양하게 제시되었다. 그러나 아직까지도 식물의 전 생장 과정에 따른 온 습도 등 제어가 제대로 되지 않아 성장 장해 및 병충해에 노출되어 농가의 적지 않은 피해가 보고되고 있다. 공기 순환팬, 산업용 제습기 등을 활용하여 대책을 마련해 보고 있지만, 기대에 미치지 못하고 있다. 본 논문에서는 주기별 생장 인식 알고리즘을 이용하여 각 식물의 성장 단계를 인식하고 식물의 성장 단계에 따른 최적의 환경을 제공한다. 주기별 식물 생장 인식 자동 제어 모니터링 시스템을 이용하면 식물의 생장에 필요한 최적 환경을 제공하므로 생산성을 높일 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제15권1호
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• pp.112-117
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• 2005

하천변에 사는 식물들은 침수 저항성을 갖추고 있는데 그중 Ranunculus속이나 Rumex속에 속하는 일부 반수생 식물들에서 볼 수 있는 것처럼, 엽병이 급격한 생장을 일으켜 잎이 수표면에 이르게 함으로써 호흡할 수 있는 조건을 확보하는 현상은 식물체내에 축적된 에틸렌에 의하여 매개되는 현상이다. 침수 조건에서는 식물 조직 내에 에틸렌이 축적되며, 축적된 에틸렌은 옥신 등 다른 식물호르몬에 대한 조직의 감수성을 증가시켜 생장을 촉진한다. 증가된 생장으로 잎이 수표면에 이르게 되면 다시 공기를 접촉하여 호흡할 수 있게 되고, 식물체내에 축적되었던 에틸렌은 대기 중으로 확산하여 나가게 되므로 체내 에틸렌 농도가 감소하여 생장률이 침수 이전 수준으로 되돌아간다. 에틸렌에 의한 옥신의 감수성 증가는 선량 반응 곡선에 비추어 수용체의 친화도 증가가 수반되는 것으로 생각되는데, 아직 옥신 수용체가 밝혀지지 않아 분자생물학적 기작은 연구되어야 할 과제로 남아있다. 최근 옥신 수용체 발견의 가능성이 높아지고 있으며, 따라서 에틸렌에 의한 옥신 수용체의 옥신에 대한 감수성 조절기작을 탐구할 수 있는 길이 열릴 것으로 기대된다.

• 한국유기농업학회지
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• 제22권2호
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• pp.321-334
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• 2014

국내 식물자원 및 약용식물들의 식물 생장촉진 효과를 조사하기 위하여 64종 65점의 추출물 시료를 조제하여 벼(Oryza sativa) 유묘 생장에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과, 11종 12점의 쑥(Artemisia princeps) 경엽, 엉겅퀴(Cirsium japonicum var. maackii) 전초, 진달래(Rhododendron mucronulatum) 가지와 잎, 갈대(Phragmites communis) 줄기, 율무(Coix lacrymajobi var. mayuen) 전초, 싸리(Lespedeza bicolor) 가지와 잎, 산수국(Hydrangea serrata f. acuminata) 전초, 속단(Phlomis umbrosa) 전초, 감초(Glycyrrhiza uralensis) 근경, 감초(G. uralensis) 경엽, 당귀(Angelica gigas) 뿌리 및 천궁(Cnidium officinale) 근경 추출물은 벼 유묘 생장을 촉진시키는 것으로 나타났다. 본 결과에 따라 상기 식물 종의 부위들은 식물 생장촉진용 농가 자가제조 액비 개발을 위한 소재로써 활용가능성이 있는 것으로 판명되었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제5권6호
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• pp.351-355
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• 2011

본 논문은 재난재해와 방사선 오염으로부터 안전한 농작물 관리를 위한 플랫폼, 그리고 식물 생장 모니터링 시스템을 제안하였다. 또한, 식물생장을 모니터링하여 식물공장 내에서 생장하는 식물의 크기를 효율적으로 측정할 수 있는 시스템을 개발하였다. 본 연구에 따른 기대효과는 첫째, 자연재해와 방사능오염 감시를 통해 신속하고 정확한 대처 기능으로 농산물 품질과 생산성 향상을 가져올 수 있다. 둘째, 식물의 크기 측정 데이터를 유지 관리하는데 소요되는 시간을 절약하여 경비를 절감할 수 있다. 마지막으로 식물 공장 관리자의 작업 효율을 향상시킬 수 있다.