• 대한환경공학회지
• /
• 제34권6호
• /
• pp.406-413
• /
• 2012

막오염을 감소시킬 수 있는 첨가제로서 chitosan, 염화제이철, MPE50의 막오염 저감 효과를 비교하여 연구하였다. 세가지 첨가제를 다양한 농도로 활성슬러지에 주입한 후 회분여과실험을 수행하여 막오염 특성의 변화를 평가하였다. Chitosan 20 mg/g-MLSS, 염화제이철 70 mg/g-MLSS, MPE50 20 mg/g-MLSS의 주입량에서 여과저항과 케이크 비저항이 모두 최소화되었는데, 케이크 여과저항 뿐 아니라 파울링 여과저항도 함께 감소하는 양상이 관찰되었다. 그러나 서로 다른 활성슬러지에 chitosan을 첨가하는 세 차례의 실험에서 최적 주입농도는 10, 20, 30 mg/g-MLSS로 서로 다르게 나타나, 최적 주입농도가 상수치가 아니라 활성슬러지의 특성에 영향을 받는 것으로 확인되었다. 세 첨가제 모두 최적 주입농도보다 더 많은 양을 주입한 경우 오히려 막여과 특성이 악화되었다. 첨가제의 주입에 따른 여과저항 감소의 기작을 분석하기 위하여 미생물 플록의 제타 전위, 소수성, 입도분포, 상징수 탁도, 용존성 EPS 등의 다양한 분석을 수행하였다. 최적 주입농도에서 제타전위는 0에 가깝게 그리고 입자크기는 가장 크게 나타났는데, 이러한 결과는 음전하를 띠는 슬러지 플록에 양전하의 첨가제가 주입되면서 미세입자의 불안정화 및 재안정화 메커니즘을 보이는 것으로 해석할 수 있다. 또한 최적 주입농도에서 용존성 EPS 농도와 상징수 탁도는 가장 작은 값이 관찰되었는데, 미생물 플록이 응집하며 성장하는 과정에서 고분자의 EPS와 미세 입자가 포집된 결과로 해석된다. 또한 이러한 효과는 고분자성 양이온물질인 chitosan과 MPE50에서 염화철보다 더 크게 나타났다.

• 한국잡초학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.122-134
• /
• 2010

본 연구의 목적은 다양한 생물종의 Protox 유전자 과다발현 제초제 저항성 형질전환 벼의 저항성 수준과 생육저해 원인이 생육시기별 tetrapyrrole 중간물질 축적과 대사 경로 물질, 활성산소 발생, 지질과산화 작용 및 항산화 효소 능력과 관련성이 있는지를 조사하는데 있다. Myxococcus xanthus(MX, MX1, PX), Arabidopsis thaliana(AP31, AP36, AP37) 및 인간(H45, H48, H49) Protox 과다발현 형질전환벼는 비형질전환벼에 비해 oxyfluorfen에 각각 43~65, 41~72 및 17~70배 저항성을 보였다. 다양한 생물종의 Protox 유전자 과다발현 제초제 저항성 형질전환 벼 중에 일부 라인은 다른 광조건하에서 정상적인 생육을 보인 반면에 일부 라인은 초장 및 생체중 감소가 야기되었다. 그러나 일관성 있게 파종 후 7일과 14일에 초장의 감소가 야기 되었던 형질전환 라인은 AP37뿐이었다. 또한 이들 형질전환 벼 라인들은 저광 및 암조건보다 고광조건하에서 초장 및 생체중 감소가 뚜렷하였다. 파종 후 7일째 Proto IX 축적은 AP31, AP37 및 H48에서 비형질전환벼에 비해 유의적으로 많았고, 파종 후 14일째에는 PX, AP37 및 H48에서 유의적으로 많았다. 파종 후 7일째 Mg-Proto IX은 일부 라인(H41과 H48)을 제외하고 그리고 Mg-Proto IX monomethyl ester는 MX, MX1, PX를 제외한 형질전환 라인 간에 차이가 없었다. 비록 terapyrrole 중간물질이 축적 되었더라도 이들 축적량은 Protox 과다발현 형질전환벼의 생육을 저해 하는데 충분하지 않았을 것으로 생각된다. 또한 활성산소종 ($H_2O_2$와 ${O_2}^{{\cdot}_-}$), MDA, ALA 합성 및 엽록소 함량에서도 형질전환 라인간에 유의적인 차이가 인정되지 않아 tetrapyrrole 축적량이 형질전환 벼의 생육저해에 충분하지 못했음을 확인할 수 있었다. 따라서 일부 형질전환벼에서 초기 생육저해는 어떤 단일 요인에 기인되는 것보다 복합적인 요인에 의해 기인되는 것으로 생각된다.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제45권3호
• /
• pp.155-170
• /
• 2018

본 논문은 현재까지 개발된 유전자편집 기술들의 작용기작 및 장 단점 등을 비교하고 이들 기술로 개발된 유전자편집(site-directed mutagenesis, SDN)작물들의 안전성 평가를 위한 분류 기준 등을 살펴보았다. 또한 2016년부터 2018년 5월 현재까지 발표된 유전자편집 식물 개발과 관련된 논문들을 조사하여 ZFN, TALENS, CRISPR기술별 발표 논문 추세를 조사한 결과 CRISPR기술을 적용한 연구건수가 절대적으로 많았다. 또한 애기장대와 벼를 대상으로 수행한 연구건수가 가장 많았으며, 담배와 토마토, 밀, 옥수수 등이 그 뒤를 이었다. 하지만 발표건수는 아직 1~2건에 해당하지만 대상 식물들은 주곡작물을 포함하여 화훼, 채소, 과수 등으로 다양하게 그 응용 범위가 확대되고 있는 것으로 조사되었다. 특히 실용화 또는 향후 상업화를 목표로 한 연구건수도 해마다 증가하는 추세에 있으며 그 응용 범위도 유용단백질 또는 물질의 대량생산을 위한 대사공학 연구와 바이러스, 세균, 곰팡이 등에 대한 병저항성 작물의 개발, 가뭄 등의 무생물적 환경스트레스 저항성 작물, 수량이 증대된 작물 등의 개발에 집중되었다. 이 외에도 단위결실 토마토, 웅성불임성 이용 hybrid벼, 탈립 저항성 증진 등으로 응용 범위가 점점 다양화되어 가고 있음을 알 수 있었다. 또한 미국 농무성의 동 식물 검역소에서 허가를 득한 CRISPR유전자편집 작물의 건수도 해마다 증가하여 조만간 이들이 국제 종자시장에 출시될 것으로 전망된다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제32권2호
• /
• pp.117-122
• /
• 2013

배는 국내 전체 과수 수출량의 74.6%를 차지하는 대표적인 과수인데, Venturia nashicola에 의한 배 검은별무늬병은 해마다 지속적으로 발생하며 큰 피해를 주고 있어 배 재배의 주요 애로사항으로 여겨지고 있다. 국내 배 재배면적의 82%를 차지하고 있는 신고 품종은 검은별무늬병에 민감한 품종으로서 이를 대체할 새로운 품종의 개발이 시급히 요구되고 있다. 배시험장에서는 2010년부터 검은별무늬병 이병률 포장 조사 및 실내검정을 통하여 환경 및 품종의 차이에 따른 저항성 기작을 연구하고 있다. 검정 결과, 우량계통 중 원교 나-55호가 3.3%의 이병률을 나타낸 것을 비롯하여, 원교 나-48호, 49호, 58호, 59호, 65호 등 6 계통이 15% 미만의 이병률을 나타내어 대조 품종인 신고가 기록한 이병률 69.4%보다 낮아 저항성 계통들로 여겨지는데, 일부 계통의 저항성은 서양배로 부터 도입된 저항성 유전자의 발현에 기인하는 것으로 판단된다. 광합성은 식물이 빛과 이산화탄소를 이용하여 유기물을 생산하는 과정이므로 식물의 광합성량과 양분합성량이 정비례할 것으로 예상되며, 생산된 양분은 과실 발달에 영향을 줄 것으로 판단하여 순간광합성량이 과실 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 측정 결과, 원교 나-45호, 55호, 58호, 60호, 63호 등 5계통이 $18{\mu}molCO_2{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 내외의 값을 보여 다른 계통에 비해 순간광합성량이 많은 것으로 나타났고, 과실 특성을 조사한 결과, 원교 나-52호의 과중이 749 g, 원교 나-45호의 당도가 $16.2^{\circ}Bx$로 다른 계통에 비해 높게 나타났다. 그러나 순간광합성량에 따른 과실 특성의 변화가 관찰되지 않아 요인들 간에 상관관계를 밝혀낼 수 없었으며, 이를 통해 과실 품질은 품종 고유의 특성에 의하여 결정되는 것으로 밝혀졌다.

• 한국잡초학회지
• /
• 제30권3호
• /
• pp.291-299
• /
• 2010

ACCase 저해해제인 cyhalofop-butyl과 ALS 저해제인 penoxsulam은 한국의 직파재배 논에서 수년 동안 경엽 처리용으로 사용되어지고 있다. 그러나 2009년 이후 익산, 김제, 부안에서 이들 제초제를 사용한 벼 직파재배 논에서 강피 약효에 대한 민원이 증가하고 있다. ACCase 및 ALS 저해제 저항성으로 추정되는 강피를 3개 지역에서 수집하여 온실조건에서 cyhalofop-butyl과 penoxsulam에 대한 저항성 정도를 검증하였다. 익산과 김제의 수집종은 cyhalofopbutyl과 penoxsulam의 추천량에서 완전 생존하였으며, 부안 수집종은 약 60% 생존하였다. 온실조건에서 화본과 잡초인 피를 방제를 위한 ACCase 및 ALS 저해제들이 혼합된 제초제들을 강피 3.5엽기에 처리한 결과 무처리 대비 생존율은 80% 이상으로 나타났다. 파종 및 이앙전 처리제들인 oxadiazon EC, pyrazolate SC, pretilachlor EC, benzobicyclon+thiobencarb SE들은 강피 0.5엽기에서 효과적이었으며, benzobicyclon+fentrazamide+bensulfuron SC, benzobicyclon+ mefenacet+bensulfuron SC 그리고 benzobicyclone+cafenstrole+pyrazosulfuron-ethyl GR은 강피 2엽기까지 효과적으로 방제하였다. 포장실험에서 benzobicyclon+fentrazamide+bensulfuronSC과 benzobicyclon+mefenacet+bensulfuron SC의 단일처리에서는 저항성 강피의 방제에 실패하였으나, benzobicyclon+thiobencarb SE와 benzobicyclon+mefenacet+bensulfuron SC의 체계처리는 강피를 효과적으로 방제하였다. 따라서 강피의 익산, 김제 수집종은 cyhalofopbutyl과 penoxsulam애 대하여 강한 저항성을 보였으나, 작용기작이 다른 cafenstrole, fentrazamide, mefenacet에 의해 2엽기 이내에는 효과적으로 방제되었다.

• 한국어병학회지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.143-152
• /
• 1997

$\beta$-Glucan을 경구 혹은 침지투여하여 조피볼락(Sebastes schlegeli)의 비특이적 방어기작을 향상시켜 세균성 질병에 대한 저항성을 증가시키는 면역자극제로서의 효과를 알아보고자 하였다. $\beta$-Glucan을 사료에 섞어 경구투여하거나 혹은 사육수에 현탁시켜 침지투여한 후 Vibrio ordalii, Staphylococcus epidermidis 및 Edwardsiella tarda를 주사하여 인위감염으로 $\beta$-glucan의 효능을 시험하였다. V. ordalii를 주사한 결과, 1% $\beta$-glucan을 30일 동안 경구투여한 시험구는 25%의 생존율을 보였으나 $\beta$-glucan을 투여하지 않은 대조구는 3일 이내에 모두 폐사하였다. S. epidermidis를 주사한 결과, 20 및 30일 경구투여구는 95%의 높은 생존율을 보였다. 그러나 E. tarda의 인위감염시 전혀 방어효과가 없었다. V. ordalii 사균혼합구 혹은 단독 침지 시험구는 주사 후 10일 동안 전혀 방어효과가 관찰되지 않았다. 이러한 결과로 볼 때 $\beta$-glucan의 경구투여는 S. epidermidis와 V. ordalii에 효과적이나 E. tarda에는 방어효과가 없는 것으로 나타났다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제36권4호
• /
• pp.268-275
• /
• 2008

경북포항지역의 해안사구지역에서 서식하는 11종의 해안사구 식물의 근권으로부터 1,330균주의 근권세균들을 분리하였다. 이들 분리된 근권세균등 중에서 9종의 주요 식물병원성 진균인 Phytophthora capsici, Fusarium oxysporum, Corynespora casriicola, Colletotrichum acutatum, Botrytis cinerea, Rhizoctonia solani AG-1(IA), Pythium ultimum, Rhizoctonia solani AG-1(IB)에 대하여 넓은 항진균성 스펙트럼을 가지고 동시에 생장촉진호로몬 옥신을 생산하는 23균주의 근권세균을 선발하였다. 1차 선발된 23균주의 옥신 생산성 사구식물근권세균들에서 19균주가 항진균성 siderophore를, 4균주가 항진균성 cellulase를 생산할 수 있었으며, 17균주는 불용성 인산염을 분해할 수 있었다. 또, 23균주의 선발된 사구식물생장 촉진 근권세균들은 16S rDNA 염기서열 조사와 Bergey's manual에 의하여 99%이상의 상동성을가지는 7균주의 Bacillus sp.균주들과 15균주 Pseudomonas sp.균주들로 동정할 수 있었다. 한편, 이들 중 다기능 사구식물생장촉진 근권세균인 Pseudomonas fluorescens IB4-14는 고염, 건조와 같은 환경스트레스에 저항성을 가질 수 있게 하는 ACC deaminase를 생산하므로써 식물생장촉진은 물론이고, 환경스트레스 저항성 기작을 가지는 다중기능 균주이었다. 또한, 선발된 옥신생산성 다기능 균주인 P. fluorescens IB4-14는 사구식물인 갯까치수영의 종자발아능과 뿌리생장촉진능에서 우수한 생육촉진능을 발휘함을 확인하였으므로 사구식물 복원에 사용할 미생물제제의 구성균주로 선발되었다고 생각한다.

• 한국응용곤충학회지
• /
• 제62권2호
• /
• pp.69-78
• /
• 2023

우리나라는 2021년 기준 OECD 국가중 화학농약 사용량 3위로 농약사용의 개선이 필요하다. 특히 범국가적인 One Health 정책 관점에서 농작물에 사용되는 항생제 농약관리도 필요하다. 현재 시행중인 PLS, 판매관리인 교육 및 농약판매기록 제도들이 선정된 농약 사용의 안정성에 초점을 맞춘다면, 진단과 처방을 중심으로 한 식물의약사 제도는 농약 선정의 정확성을 높일 수 있는 제도이다. 국내 발생 병해충은 연간 1,000여종 이상이며, 하나의 고위험 병해충에 적용가능한 등록약제는 100~200개로 작용기작과 처리방법 측면에서 다양하다. 정확한 진단을 바탕으로 적합한 약제를 선정하는 처방은 수백종 이상의 병해충에 대한 전문지식과 다양한 약제에 대한 이해와 실무경험이 요구된다. 본 연구에서 농업인에 대한 설문조사 결과, 응답자중 81% 농업인이 농약구매와 사용에 대한 전문가의 도움이 필요하며, 이중 48% 농업인들은 매우 필요하다는 의견을 제시하였다. 판매관리인에 대한 설문조사 결과, 42%의 판매관리인이 진단 및 처방에 대한 전문성 강화가 절실함을 주장하였으며, 필요성을 인지하는 판매관리인도 44%로 확인되어, 전체적으로 42~86%의 판매관리인들이 진단 및 처방에 대한 전문성 강화에 관심이 있었다. 식물의약사 제도화 초기에 현장 경험이 많은 판매관리인을 제도권으로 수용할 수 있는 특별전형을 고려해야 한다. 병해충 종류별 등록된 농약의 저항성 수준을 자료화하고 효과적인 방제력을 구축하여 진단 및 처방의 정확성을 높여야 한다. 판매관리인은 식물의약사 자격을 경쟁 우의 차별화 전략으로 인식하고, 더 이상 판매관리인이 아니라 식물의약사로서 "믿음이 가는 식물의약사가 처방하는 농약"의 시장 포지셔닝을 통해 매출액 향상을 도모할 수 있다. 향후 법제화를 위한 관련법 개정, 전문성 강화 교육 커리큘럼, 자격제도 운영에 대한 실무적인 논의가 필요하다. 식물의약사 제도화를 통해 판매관리인의 전문성을 상향 평준화 함으로서 농업 현장의 병해충 진단 및 처방 기술을 선진화하고, 국민의 건강과 직결되는 합리적인 농약 사용을 위해 노력해야 한다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제41권3호
• /
• pp.335-340
• /
• 2013

선복화(Inula britannica flowers) 메탄올 추출물을 이용하여 methicillin에 저항성이 있는 Staphylococcus aureus (MRSA)에 대한 항균효과를 검증하였다. 선복화 메탄올 추출물은 다량의 quercetin을 함유한 것으로 분석되었다. 세 종류의 MRSA에 대한 항균효과는 disc diffusion method에 의해 확인되었고, 최소저해농도(MIC) 및 최소사멸농도(MBC)는 각각 0.625 mg/ml-1.25 mg/ml, 2.5 mg/ml로 확인되었다. 이들 MRSA 중 S. aureus ATCC 33591가 가장 민감한 작용을 하였으며, 이 균에 대해서 작용기작을 확인하였다. 시간에 따른 저해 정도와 형태관찰을 통해 선복화 메탄올 추출물이 항균활성을 갖는 것을 확인할 수 있었다. 메탄올 추출물의 resistant gene에 대한 영향은 mRNA 상에서 mecA와 mecRI gene의 발현감소와 mecI gene의 발현증가를 통해 메티실린 내성을 감소시키는 것을 알 수 있었다. 따라서 선복화 메탄올추출물은 MRSA에 대한 항균효과를 가지는 천연 항균성 소재로서의 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국잡초학회지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.237-245
• /
• 1998

Bacillus subtilis protoporphyrinogen oxidase 유전자를 Agrobacterium을 매개체로 이용하여 전이 시킨 후 cauliflower mosaic virus 35S promoter하에서 발현케 한 형질전환 담배를 유기하였다. 이러한 형질전환 담배의 diphenyl ether계 제초제 oxfluorfen에 대한 생리적 반응과 여러 환경 조건에서의 생장 반응을 재배종 담배와 비교하였다. Oxyfluorfen의 처리에 의해 나타나는 세포내 구성물질의 누출과 지질과산화작용은 재배종 담배에서보다 형질전환 담배에서 더 작게 이루어졌다. 형질전환 담배의 생장을 여러 온도, 광도 및 수분 조건에서 조사한 결과, 저광도와 포화수분 조건에서의 생장이 재배종 담배에 비해 다소 저하되는 현상이 나타났을 뿐 기타 조건에서의 생장은 재배종 담배의 생장과 거의 동일하였다. 따라서 B. subtilis protoporphyrinogen oxidase 유전자를 전이시켜 cauliflower mosaic virus 35S promoter하에서 발현케 한 형질전환 담배는 oxyfluorfen에 대해 비교적 높은 저항성을 나타내지만 형질전환에 따른 생장 변화는 크게 일어나지 않음을 알 수 있었다. 한편 이러한 형질전환 담배의 oxyfluorfen에 대한 저항성 기작에 대해서도 논의하였다.