• 한국응용곤충학회지
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• 제34권2호
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• pp.112-119
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• 1995

본 연구는 뿌리썩이선충(Pratylenchus vulnus)이 옥수수뿌리조직을 침입했을 때, 조직의 해부학적.생화학적 변화를 밝힘으로써 식물과 선충의 상호관계를 이해하고, 이들 정보를 바탕으로 선충저항성 작물의 육종 및 선별에 활용하기 위함이다. 옥수수뿌리 표피를 뚫고 들어온 선충은 뿌리 피층에 자리를 잡고, 세포벽을 파괴하면서 다른 세포로 이동한다. 마침내 선충들은 피층의 내피와 세근의 기부에 밀집했다. P.vuinus의 암컷들은 세포내에 공간(cavity)을 형성하여 그 속에 알을 낳는 습성을 지니고 있다. 선충에 의한 주된 피해양상은 세포벽이 파괴되고 부서져서 공간을 형성하는 것으로 나타난다. 이러한 현상은 세근의 기부에서도 관찰된다. 선충의 피해로 야기된 옥수수 뿌리의 생화학적 변화는 선충접종구와 무접종구간 총단백질양과 esterase활력조사를 통해 비교.분석되었다. Denaturing gel 상에서 총단백질양의 비교는 유의한 차이를 나타내지 않았고, esterase 의 pattern 및 활력에서도 유의할 만한 차이는 발견되지 않았다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제22권4호
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• pp.479-486
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• 1997

식물 뿌리에 대한 지식은 식물-토양 사이의 관계 이해, 토양의 호율적 관리, 식물에 의한 영양분과 수분의 흡수 과정 이해, 그리고 토양 등급 지수를 만드는데 있어서 아주 중요하다 식물 뿌리에 관한 정보를 정량화하기 위하여는 뿌리를 흙으로부터 씻어내고 뿌리의 길이, 표면적, 중량과 같은 식물 뿌리의 특성을 측정하여야 한다 하지만 이렇게 뿌리를 씻어 낸 다음 뿌리의 특성을 측정하는 기존의 방법을 이용할 경우 막대한 시간과 노동력이 필요하여 뿌리에 관한 많은 양의 정보를 얻는데 큰 어려움이 있다. 이 연구에서는 식물 뿌리를 관측하는데 필요한 시간과 노동력을 줄일 수 있는 식물 뿌리 측정법을 세선 작업과 자외선 명암 증진법을 이용한 영상 정보 처리 장치를 바탕으로 하여 개발하였다. 개발된 화상 정보 처리 장치를 이용하여 옥수수 뿌리의 길이를 재었을 때 기존의 뿌리 길이 측정 방법보다 2.5 배 발리 측정할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국토양비료학회지
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• 제35권1호
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• pp.1-11
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• 2002

옥수수 뿌리 성장에 미치는 토양통과 경운의 영향을 구명하기 위하여 3년 동안 일리노이 중부지방의 몇 개 토양통이 다른 옥수수 포장에서 뿌리 분포를 관찰하였다. 무경운과 경운된 포장에서 깊이 75 cm Minirhizotron 기술에 의하여 Video로 촬영을 한 후 뿌리 분포를 관찰하였다. 토양 경작층의 뿌리 분포는 생육 초기 증가하였고, 이후 늦은 여름에는 수분이 고갈되면서 감소하였다. 본 실험에서 뿌리 분포가 토양통에 따라 차이는 보이지 않았으나 토양통에 따른 분포의 차이는 토양의 유효수분 저장용량에 따라 차이를 보였다. 토양의 투수 속도가 빠른 무경운에서의 뿌리분포가 경운에서의 분포보다 많았다. 생육기간 중 심토 층에서의 옥수수 뿌리는 경운포장보다 전 작물의 뿌리통로를 이용하여 생장하는 무경운 포장에서 2-3주 일찍 관찰되었다. 결론적으로 옥수수 뿌리 분포는 토양통보다는 경운에 의한 영향이 클 것으로 생각되었다.

• 생명과학회지
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• 제20권2호
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• pp.298-303
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• 2010

본 연구에서는 발아 후 2일된 옥수수 유식물의 뿌리 생장에 미치는 영향을 조사하였다. 5 mM에서 30 mM에 이르는 CsCl을 처리하였을 때 옥수수 뿌리와 자엽초 마디 위쪽 shoot의 생중량이 감소하였다. 뿌리의 길이 생장도 역시 동일한 농도 범위의 CsCl에 의하여 감소하였는데 CsCl을 처리할 때 60 mM의 KCl을 함께 처리하면 CsCl에 의하여 감소되었던 신장 생장이 일부 회복되었다. CsCl과 KCl의 관계를 Lineweaver-Burk plot으로 분석한 결과 10 mM - 30 mM CsCl은 KCl과 경쟁 관계에 있는 것으로 나타났지만 5 mM CsCl은 경쟁관계에서 벗어나는 것으로 나타나 주변의 CsCl 농도에 따라 KCl의 작용 모드가 다른 또 하나의 메커니즘이 존재하는 것으로 사료되었다. CsCl의 농도에 따라서 KCl과의 상호작용 모드가 달라지는 현상은 CsCl에 의하여 유도되는 옥수수뿌리 정단 하부의 횡축 팽창에서도 관찰되었다. 또한, CsCl은 10 mM 이상에서 농도 증가에 비례하여 $K^+$ transporter인 ZmKUP1의 발현을 유도하였지만 5 mM CsCl의 ZmKUP1 발현 효과는 뚜렷하게 관찰되지 않았다. 한편, CsCl 존재 하에서도 근단 분열 조직의 수축은 관찰되지 않았다. 종합하면, 외부에서 처리된 CsCl은 2일된 옥수수 유식물의 뿌리의 생중량과 신장을 감소시켰으며 정단 하부의 횡축 팽창을 유도하고 ZmKUP1의 발현을 촉진하였다. 그러나 근단 분열조직의 수축은 없었으므로 CsCl의 효과는 주로 세포 팽창과 관련되는 것으로 판단되며 $Cs^+$와 $K^+$의 경쟁 및 비경쟁적 상호작용을 모두 포함하는 복합적인 메커니즘이 존재하는 것으로 사료된다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제4권3_4호
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• pp.93-108
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• 1981

본 연구는 화본과 식물중에서 조, 수수, 옥수수, 억새 등의 자가중독에 의한 기지현상과 그의 중독물질이 뿌리에서 직접 분필하는 물질인지, 뿌리가 토양중에서 분석되어 생성된 이차산물인지를 밝히고저 하였고 Miscanthus sinensis가 그의 군락내나 5m이내에서 자생하는 마타리, 참싸리, 무우, 달맞이꽃, 잔디 등 5종 식물과 억새의 군락내나 5m이내에서 볼 수 없는 미국비름, 까마중, 냉이, 명아주, 둑새풀 등 5종식물의 발아와 생장에 미치는 영향을 구명하며 더우기 우리나라의 당귀재배지에서는 당귀에 피음을 주기 위하여 옥수수를 간작하는데 이때 옥수수가 당귀의 생장에 미치는 영향을 구명하고저 착수한 것이다. 자체의 유체분말이 토양중에서 분해되어 생긴 이차산물이 장체의 생장에 미치는 환경을 보면 조, 수수, 옥수수는 현저한 생장조해를 보이지 않았다. 또한 자체의 뿌리에서 직접 분필하는 물질이 자체의 생장에 미치는 환경을 보면 조와 옥수수는 현저한 생장조해를 보였으나 수수와 억새는 생장조해가 없었다. 그리고 수수의 기지현상을 나타내는 물질을 자체의 뿌리가 토양중에서 분해되어 생장된 어떤 화학적 물질일 것으로 생각된다. 억새의 경엽침출액을 억새군락내에서 자주 볼 수 있는 식물군이나 자주 볼 수 없는 식물군의 발아와 생장에 전혀 조해를 주지 않았다. 또한 억새 뿌리에서 분필하는 물질이 타식물의 발아에 미치는 영향을 보면 억새군과 공존하는 식물군에 속하는 참싸리, 무우의 발아에는 조해가 없었으나 억새와 공존하지 않는 식물군에 속하는 미국비름의 발아에는 조해의 경향을 보였다. 그리고 억새 뿌리에서 분필하는 물질이 타식물의 생장에 미치는 영향을 보면 억새군과 공존하는 식물군에 대하여는 마타리에서 약간의 생장조해가 있었을 뿐이고 참싸리, 무우, 달맞이꽃, 잔디의 생장에는 조해가 없었으나 억새와 공존하지 않는 식물군에 속하는 미국비름, 까마중, 냉이, 명아주, 둑새풀 등의 생장에 현저한 조해현상을 나타냈다. 이것으로 보아 억새가 타식물의 생장에 영향을 주는 요인물질은 억새의 뿌리에서 분필되는 것으로 생각된다. 옥수수의 뿌리에서 직접 분필하는 물질이나 옥수수뿌리의 분해물질들은 모두 당귀의 생장을 조해하는 경향이 있었다.

• 생명과학회지
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• 제25권1호
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• pp.37-43
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• 2015

옥수수(Zea mays) 원뿌리에서 에틸렌 전구체인 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC), indole-3-acetic acid (IAA) 그리고 methyl jasmonate (MeJA)가 통기조직의 발달에 미치는 영향을 조사하였다. 식물호르몬 처리는 원뿌리의 종단 구성에 영향을 미치므로 control과 호르몬 처리된 뿌리의 비교 가능한 위치를 정할 필요가 있었다. 이를 위하여 원뿌리의 정단을 PR0, 기부를 PR100이라 정의하고 이 두 지점 사이를 길이에 비례하여 PR25, PR50, PR75로 구분하였다. 대조군 뿌리의 PR25와 PR50 부분에서는 통기조직이 관찰되지 않았으며 PR75 부분에서는 드물게 통기조직이 나타나기도 하였다. PR75 부위의 통기조직 면적은 ACC 또는 IAA가 존재할 때 증가하였다. 반면, MeJA는 옥수수 원뿌리가 침수되지 않았을 때와 침수되었을 때 서로 다른 차등 효과를 나타내었다. 뿌리가 침수되지 않았을 때 MeJA는 통기조직의 발달을 억제하였다. 반면, 뿌리를 침수 시키면 통기조직의 면적이 증가하는데 그 면적은 MeJA에 의하여 더욱 증가되었다. 한편, 곁뿌리 원기는 그 주변 피층세포의 통기조직 발달에 수반되는 세포사멸을 억제하는 것으로 알려져 있었다. 곁뿌리 원기에 의해 억제되는 통기조직의 발달은 위에 기술한 바와 같이 통기조직의 발달을 촉진하는 세 가지 호르몬들에 의해서도 회복되지 않았다. 이는 발달하는 곁뿌리 원기가 억제하는 통기조직 발달 조절의 세부 단계는 식물호르몬들이 작용한 이후 단계일 가능성을 보여주는 것이다.

• 생명과학회지
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• 제24권12호
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• pp.1364-1370
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• 2014

Ascorbic acid (AA)는 식물 발달과 생장에 필수적인 다기능성 대사산물이다. 본 연구에서는 항산화제인 AA가 옥수수 일차 뿌리에서 굴중성 반응에 미치는 효과를 조사하였다. $10^{-3}$ M AA를 신장대에 처리하면 뿌리 굴중성 반응은 영향을 받지 않고 뿌리 생장은 약간 억제되었다. 그러나 $10^{-5}$ M과 $10^{-3}$ M AA를 뿌리 끝에 처리하였을 때, 뿌리 굴중성 반응은 촉진된 반면, 뿌리 생장은 억제되었다. 수평으로 놓인 뿌리의 윗면과 아랫면에서 IAA함량의 차이는 차등 생장을 유발한다. 뿌리는 IAA에 대하여 매우 민감하여 아랫면에 증가된 IAA는 뿌리 생장을 억제한다. 그러므로 본 연구에서 AA가 존재할 때 IAA의 효과를 조사하였다. AA는 IAA와 함께 처리하면 굴중성 반응을 더욱 억제시켰다. 뿌리 생장과 굴중성 반응의 조절에 관여하는 AA의 작용을 알아보기 위하여, AA를 처리한 후 에틸렌 생성을 측정하였다. AA는 ACC가 에틸렌으로 전환되는 단계를 조절하는 ACC oxidase gene을 활성화시켜 에틸렌 생성을 촉진하였다. 이 결과는 AA가 에틸렌 작용의 조절을 통하여 옥수수 뿌리에서 굴중성 반응에 영향을 준다는 것을 제시한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제38권3호
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• pp.329-334
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• 2010

본 연구에서는 유류 분해능이 있고 식물 성장 촉진능력을 가진 Gordonia sp. S2RP-17, 중금속에 내성을 가지며 식물 성장촉진 능력이 있는 Serratia sp. SY5 및 옥수수를 이용하여 유류 및 중금속 오염 토양의 정화 특성을 조사하였다. 유류 및 중금속 오염 토양에서 51일간 재배한 옥수수의 평균 뿌리 건중량은 $1.9{\pm}0.2\;g$이었으나, 근권세균을 접종한 오염 토양에서 재배한 옥수수의 뿌리 건중량은 $5.6{\pm}0.7\;g$로, 근권세균 접종에 의해 옥수수의 뿌리의 중량이 유의적으로 증가함을 알 수 있었다(p<0.01). 초기에는 토양의 TPH 농도는 $21,576{\pm}3,426\;mg-TPH{\cdot}kg-dry\;soil^{-1}$이었는데, 51일 후 옥수수만을 식재한 토양의 잔류 TPH 농도는 $220{\pm}98\;mg-TPH{\cdot}kg-dry\;soil^{-1}$이었고, 옥수수와 함께 근권세균을 접종한 토양의 잔류 TPH 농도는 $20{\pm}41\;mg-TPH{\cdot}kg-dry\;soil^{-1}$이었다. 이러한 결과로부터 옥수수 식재에 의해 대부분의 TPH를 제거할 수 있으며, 옥수수와 함께 근권세균을 접종하면 TPH 효율이 조금 더 향상됨을 알 수 있었다. 그러나, 중금속 제거효율에 미치는 근권세균 접종 효과는 거의 없었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권2호
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• pp.225-238
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• 2021

옥수수(Zea mays)와 톨페스큐(Festuca arundinacea) 근권 토양을 접종원으로 사용하여 농화배양을 통해 CH₄ 산화컨소시움과 N₂O 환원 컨소시움을 얻었다. Illumina MiSeq 염기서열 분석법으로 접종원과 컨소시움의 세균 군집 특성을 비교하였고, 컨소시움의 CH₄ 산화와 N₂O 환원 활성에 미치는 뿌리삼출물의 영향을 규명하였다. 접종원이 다름에도 불구하고 옥수수와 톨페스큐 유래 CH₄ 산화 컨소시움 사이의 유사성이 높았고, 2종의 N₂O 환원 컨소시움도 서로 유사성이 높았다. 2종의 CH₄ 산화 컨소시움에서 우점도가 높은 metanotrophs는 Methylosarcina, Methylococcus 및 Methylocystis이었다. 2 종의 N₂O 환원 컨소시움에서 대표적인 N₂O 환원 세균은 Cloacibacterium, Azonexus 및 Klebsiella이었다. 옥수수 근권 유래 N₂O 환원 컨소시움의 N₂O 환원 속도는 옥수수 뿌리삼출물 첨가에 의해 1.6배, 톨페스큐 유래 컨소시움의 N₂O 환원 속도는 톨페스큐 뿌리삼출물 첨가에 의해 2.7배 향상되었다. 그러나 CH₄ 산화 컨소시움의 활성은 뿌리삼출물 첨가에 의해 향상되지 않았다. 본 연구의 옥수수 및 톨페스큐 근권 유래 CH₄ 산화 및 N₂O 환원 컨소시움은 유류 오염 정화과정에서 non-CO₂ 온실가스배출을 저감하는데 활용 가능하다.

• 생명과학회지
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• 제17권7호통권87호
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• pp.990-995
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• 2007

몰리브덴 보조인자 형성을 방해하는 텅스텐산 나트륨이 옥수수 뿌리에서 알데히드 산화효소의 활성과 생장에 미치는 영향을 조사하였다. 다른 식물에서 보고된 바와 같이 옥수수 뿌리에서도 텅스텐산 나트륨은 그 농도가 증가됨에 따라 알데히드 산화효소의 활성을 억제하였는데, 억제 활성은 식물체에 직접 처리한 경우에만 나타나고 추출된 효소에 처리하였을 때에는 효과가 없었다. 텅스텐산은 알데히드 산화효소의 활성화를 억제하는 물질임에도 불구하고, Western분석에 의하면 알데히드 산화효소 단백질의 함량을 감소시키는 것으로 나타나 반응산물이 효소함량을 증가시키는 양성 되먹임 조절관계를 나타내었다. 텅스텐산 나트륨은 효소활성을 억제하는 농도에서 옥수수 원뿌리의 생장과 곁뿌리발생을 억제하였지만 굴중성 반응에는 영향이 없었다. 전자의 두 반응은 옥신 절대함량에 의존하고 후자는 상대량에 의존하므로 텅스텐산 나트륨에 의한 옥신 함량 변화로 관찰된 결과들의 설명이 가능할 것으로 사료되었다. 그러나 뿌리의free IAA의 함량 변화는 검출되지 않았다. 옥신 함량 조절에는 강력한 항상성 기작이 관여하므로 IAA conjugate분해와 nitrilase에 의한 생합성 증가 등 결과 설명에 적용 가능한 내용들을 논의하였다.