• 환경위생공학
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• 제7권2호
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• pp.95-110
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• 1992

Much progress has been made in understanding the subcellular events of the human lung injuries after acute exposure to environmental air pollutants. Host of those events represent oxidative damages mediated by reactive oxygen species such as superoxide, hydrogen peroxide, and the hydroxy, free radical. Recently, nitric oxide (NO) was found to be endogenously produced by endothelial cells and cells of the reticulo-endothelial system as endothelialderived relaxation factor (EDRF) which is a vasoactive and neurotransmitter substance. Together with superoxide, NO can form another strong oxidant, peroxonitrite. The relative importance of exogenous sources of $N0/N0_2$ and endogenous production of NO by the EDRF producing enzymes in the oxidative stresses to the heman lung has to be elucidated. The exact events leading to chronic irreversible damage are still yet to be known. From chronic exposure to oxidant gases, progressive epithelial and interstitial damages develop. Type I epithelial cells become thicker and cover a smaller average alveolar surface area while thee II cells proliferate instead. Under acute damages, the extent of loss of the alveolar epithelial cell lining, especially type II cells appears to be a good predictor of the ensuing irreversible damage to alveolar compartment. Interstitial matrix undergo remodeling during chronic exposure with increased collagen fibers and interstitial fibroblasts. However, Inany of these changes can be reversed after cessation of exposure. Among chronic lung injuries, genetic damages and repair responses received particular attention in view of the known increased lung cancer risks from exposure to several air pollutants. Heavy metals from foundry emission, automobile traffics, and total suspended particulate, especially polycystic aromatic hydrocarbons have been positively linked with the development of lung cancer. Asbestos in another air pollutant with known risk of lung cancer and mesothelioma, but asbestos fibers are nonauthentic in most bioassays. Studies using the electron spin resonance spin trapping method show that the presence of iron in asbestos accelerates the production of the hydroxy, radical in vitro. Interactions of these reactive oxygen species with particular cellular components and disruption of cell defense mechanisms still await further studies to elucidate the carcinogenic potential of asbestos fibers of different size and chemical composition. The distribution of inhaled pollutants and the magnitude of their eventual effects on the respiratory tract are determined by pollutant-independent physical factors such as anatomy of the respiratory tract and level and pattern of breathing, as well as by pollutant-specific phyco-chemical factors such as the reactivity, solubility, and diffusivity of the foreign gas in mucus, blood and tissue. Many of these individual factors determining dose can be quantified in vitro. However, mathematical models based on these factors should be validated for its integrity by using data from intact human lungs.

• 대한환경공학회지
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• 제27권8호
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• pp.822-828
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• 2005

본 연구에서는 대표적인 유기인계 농약인 parathion을 대상으로 태양광의 조사 하에 $TiO_2$ 광촉매반응과 광반응에 의한 처리를 수행하였다. 실험의 결과 $TiO_2$ 광촉매반응이 광반응과 $TiO_2$ 흡착 조건에 비하여 효과적으로 parathion을 제거시켰다. 10 mg/L의 parathion은 90분 이내에 광촉매 반응으로 완전히 제거되었으며 반응시간 150분 후에 TOC는 약 63% 정도 감소되었다. 광촉매 반응에 의한 parathion의 분해에 따라, 질소 형태의 이온 부산물은 ${NO_2}^-$, ${NO_3}^-$, 그리고 ${NH_4}^+$가 발견이 되었고, 황은 ${SO_4}^{2-}$로 약 80%, 그리고 인은 ${PO_4}^{3-}$로 5% 이하로 회수되었다. 또한 parathion의 분해시 유기중간 생성물은 paraoxon과 4-nitrophenol 등이 측정되었으며, 이들 부산물들은 반응이 진행되어 가며 계속 분해됨을 보였다. 광촉매 반응과 광반응에 의하여 처리된 용액의 독성의 감소를 평가하기 위하여 두 가지 생물종인 V. fischeri와 D. magna를 이용하여 처리수의 급성 독성의 감소를 알아보았다. 두 가지 생물종 모두 광촉매반응 조건에서는 처리수의 상대독성이 초기에 비해 반응시간 150분 후에 거의 모두 감소되었고, 광반응 조건에서는 V. fischeri와 D. magna 각각에 대해서 76%와 57%의 상대독성 감소가 관찰되었다. Parathion과 TOC의 감소와 급성독성의 저감양상은 유사한 경향을 보였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제41권1호
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• pp.105-111
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• 2013

다기능 식물생장촉진근권세균(PGPR)인 P. fluorescens 2112 균주가 고추의 생물방제와 성장촉진에 긍정적인 영향을 주기 위해서는 생물막을 형성하여 근권에 정착하는 colonization이 필수조건이다. 따라서 근권정착능에 주요한 생물막 형성에 필요한 quorum sensing의 신호분자인 AHLs의 생산 유무를 조사한 결과, petri dish bioassay에서 AHLs를 생산하여 푸른색환을 형성하는 것을 확인할 수 있었으며 아울러 P. fluorescens 2112 균주의 생장곡선에서 대수증식기 중반에서 정체기 초반에 가장 많은 AHLs를 생산함을 확인하였다. 또한 탄소길이가 6개인 AHLs를 생산한다는 사실을 TLC bioassay를 통해 확인하였다. 그리고 고추의 뿌리 및 근권토양에서의 정착밀도를 Double layer filter paper와 Ahmad와 Baker 법으로 분석하여 확인하였다. 그 결과, 뿌리 상단과 말단에서 각각 $3{\times}10^5$ CFU/g root와 $8{\times}10^3$ CFU/g root로 확인되었으며, 근권토양에서 균주는 표면으로부터 가까운 1 cm 깊이에서는 $3.5{\times}10^6$ CFU/g soil의 높은 밀도로 존재하였으나, 먼 5 cm 깊이의 근권토양에서는 $1.1{\times}10$ CFU/g soil의 낮은 밀도로 존재하였다. 그리고 주사전자현미경을 통해 고추 뿌리의 표피 및 말단에서 처리한 균주가 생물막 형태의 군집을 형성하는 것을 확인하였다. 결과적으로 P. fluorescens 2112 균주가 AHLs를 생산하여 quorum sensing이 이루어졌으며, 이로 인해 고추의 뿌리에 생물막과 유사한 군집을 형성하여 고밀도로 colonization이 일어났을 것으로 생각된다. 따라서 P. fluorescens 2112 균주의 특징인 다양한 항진균 물질과 auxin을 생산함과 동시에 colonization을 통해 고추의 생육촉진이나 생물방제에 긍정적인 효과를 줄 수 있을 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제43권3호
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• pp.317-331
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• 2016

Development of disease resistant plant is one of the important objectives in rice breeding programs because biotic stresses can adversely affect rice growth and yield losses. This study was conducted to identify lines with multiple-resistance genes to biotic stress among 173 hybrid rice breeding lines and germplasms using DNA-based markers. Our results showed that one hybrid rice line [IR98161-2-1-1-k1-3 (IR86409-3-1-1-1-1-1/IRBB66)] possessed 5 bacterial blight resistance genes (Xa4, xa5, Xa7, Xa13 and Xa21) while two hybrid rice lines [IR98161-2-1-1-k1-2 (IR86409-3-1-1-1-1-1/IRBB66) and 7292s (IR75589-31-27-8-33S(S1)/IR102758B)] possessed 3 bacterial blight resistance genes (Xa4, Xa7 and Xa21, and Xa3, Xa4 and xa5). Molecular survey on rice blast disease revealed that most of these lines had two different resistant genes. Only 11 lines possessed Pib, Pi-5, and Pi-ta. In addition, we further surveyed the distribution of insect resistant genes, such as Bph1, Bph18(t), and Wbph. Three hybrid breeding lines [IR98161-2-1-1-k1-3 (IR86409-3-1-1-1-1-1/IRBB66), IR98161-2-1-1-k1-2 (IR86409-3-1-1-1-1-1/IRBB66), and 7292s (IR75589-31-27-8-33S(S1) /IR102758B)] contained all three resistance genes. Finally, we obtained four hybrid rice breeding lines and germplasms [IR98161-2-1-1-k1-2 (IR86409-3-1-1-1-1-1/IRBB66), Damm-Noeub Khmau, 7290s, and 7292s (IR75589-31-27-8-33S(S1)/IR102758B)] possessing six-gene combination. They are expected to provide higher level of multiple resistance to biotic stress. This study is important for genotyping hybrid rice with resistance to diverse diseases and pests. Results obtained in this study suggest that identification of pyramided resistance genes is very important for screening hybrid rice breeding lines and germplasms accurately for disease and pest resistance. We will expand their cultivation safely through bioassays against diseases, pests, and disaster in its main export countries.

• 한국잡초학회지
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• 제31권3호
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• pp.229-239
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• 2011

본 연구는 토양처리용 천연물 제초제의 개발을 보다 신속하게 효율적으로 진행하기 위한 방안으로서 실용적인 입장에서 보다 개선된 검정법을 확립하기 위해 수행되었다. 검정하고자 하는 화합물의 량이 50mg 이상 충분할 경우, 잡초 4초종(피, 바랭이, 자귀풀, 어저귀)이 파종된 $50cm^2$ 토양 표면적을 가진 폿트에서 온실검정을 함으로서 기존의 방법(토양 표면적이 $350cm^2$인 폿트 이용)에 비해 약제 소요량을 7배 줄일 수 있었다. 이때 검정초기 처리농도는 $10,000{\mu}g\;mL^{-1}$ 내외로 하는 것이 적당하였다. 한편 검정용 시료의 량이 10mg 이하로서 미량일 경우는 6 well plate를 이용하되 각 well에 밭토양을 담고 4가지 초종을 파종한 다음 실내에서 제초활성을 검정하는 방법이 추천될 수 있었다. 이는 기존의 방법(토양 표면적이 $350cm^2$인 폿트 이용)에 비해 약제 소요량 및 처리용액 부피를 14배 가까이 줄일 수 있었고 실제에 가까운 데이터를 확보할 수 있어 보다 빠른 속도로 천연물 제초제를 개발하는데 도움이 될 것으로 판단되었다.

• 식물병연구
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• 제15권2호
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• pp.112-119
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• 2009

Botrytis cinerea가 생산하는 phytotoxin이 병원성에 미치는 영향을 조사하던 중에 두 개의 새로운 phytotoxin을 발견하였다. 1994년과 1996년에 여러 식물체로부터 분리한 Botrytis cinerea 균주들을 기주별, 지역별, 형태적 특성별로 25개의 균주를 선별한 후 단포자 분리를 실시하였다. 22균주는 오이, 토마토, 고추 담배, 배추 등 5가지 식물에 대해 강하거나 중간 정도의 병원성을 보였다. 그러나 KJ 균주를 포함한 3균주는 병원성이 매우 약하였다. 식물에 대한 phytotoxicity를 조사하기 위하여 25균주의 배양 여액을 담배잎에 leaf-wounding assay를 실시한 결과 2-16균주가 가장 강한 활성을 보였다. 따라서 2-16 균주의 배양액을 ethyl acetate로 추출한 후 flash silica gel column chromatography, silica gel column chromatography, Sephadex LH-20 column chromatography, preparative TLC 및 preparative HPLC 등을 통하여 두 개의 phytotoxin을 분리하였다. 분리한 phytotoxin을 질량분석과 핵자기 공명분석을 통해 구조동정을 실시한 결과 3-O-acetyl botcinol과 3-O-acetyl botcinolide로 동정하였다. 두 개의 물질은 leaf-wounding bioassay에서 잎에 괴사를 일으켰으며, 또한 담배 잎에서 심각한 전해질 누출을 일으켰다. 두 생물검정에서 3-O-acetyl botcinol이 3-O-acetyl botcinolide보다 강한활성을보였다. B. cinerea가 생산한 두 개의 phytotoxin에 대해서는 본 논문에서 처음으로 보고하는 바이다.

• KSBB Journal
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• 제17권6호
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• pp.571-576
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• 2002

수환경에 영향을 미치는 독성물질을 확인하기 위한 생물학적 경보장치로 현재 상용화된 Lumistox의 단점을 보안하기위해, Photohabdus luminescence의 lux CDABE 유전자가 응합되어 기질첨가의 번거러움이 없는 재조합 E. coli DH5$\alpha$/pSB311을 제조하였다. 적정 생장 상태와 생균수, 발광 측정 완충용액들을 중심으로 재조합 S. coli DH5$\alpha$/pSB311의 발광 안정화 조건을 조사한 결과, 적정 세포수가 유지되면 측정 완충용액은 그 종류에 크게 영향을 받지 않으며, O $D_{660nm}$ 0.6~0.7 정도의 middle-exponential stage까지의 cell age를 가지고 $10^{6}$-$10^{7}$ 정도 희석한 세포수가 가장 안정화된 발광량을 보여 주는 것으로 확인되었다. 온도에 따른 재조합 E. coli와 Lumistox의 발광량의 변화를 살펴보면, Lumistox는 15$^{\circ}C$에서는 안정하나 실온(25 ~ 3$0^{\circ}C$)에서는 급격하게 발광량이 감소하는 현상을 보이는 반면, E. coli DH5$\alpha$/pSB311은 Photohabdus luminescence의 lux operon을 함유함으로써 온도에 대한 영향을 많이 받지 않음을 확인하였다. 그리고 재조합 E. coli와 Lumistox의 중금속에 대한 독성정도를 EC값으로 산출하였다. Cd, Cu, Hg, Zn에 대해서 E. coli DH5$\alpha$/pSB311은 Lumistox보다 더 민감하거나 유사한 반응을 보였다. 이는 Lumistox의 성장과 발광을 안정화시켜 주는 고농도의 salt에 의한 민감도의 저하에 따른 현상으로, 광산이나 공장폐수와 같은 수계의 중금속 독성도를 측정하기 위한 생물경보장치로 사용하기에는 해양 발광 미생물을 이용하기보다는 재조합 E. coli가 더 효과적임을 알 수 있었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제28권6호
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• pp.976-986
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• 2018

Knowledge about the gut bacterial communities associated with insects is essential to understand their roles in the physiology of the host. In the present study, the gut bacterial communities of a laboratory-reared insecticide-susceptible (IS), and a field-collected insecticide-resistant (IR) population of a major rice pest, the brown planthopper Nilaparvata lugens, were evaluated. The deep-sequencing analysis of the V3 hypervariable region of the 16S rRNA gene was performed using Illumina and the sequence data were processed using QIIME. The toxicological bioassays showed that compared with the IS population, IR population exhibited 7.9-, 6.7-, 14.8-, and 18.7-fold resistance to acephate, imidacloprid, thiamethoxam, and buprofezin, respectively. The analysis of the alpha diversity indicated a higher bacterial diversity and richness associated with the IR population. The dominant phylum in the IS population was Proteobacteria (99.86%), whereas the IR population consisted of Firmicutes (46.06%), followed by Bacteroidetes (30.8%) and Proteobacteria (15.49%). Morganella, Weissella, and Enterococcus were among the genera shared between the two populations and might form the core bacteria associated with N. lugens. The taxonomic-to-phenotypic mapping revealed the presence of ammonia oxidizers, nitrogen fixers, sulfur oxidizers and reducers, xylan degraders, and aromatic hydrocarbon degraders in the metagenome of N. lugens. Interestingly, the IR population was found to be enriched with bacteria involved in detoxification functions. The results obtained in this study provide a basis for future studies elucidating the roles of the gut bacteria in the insecticide resistance-associated symbiotic relationship and on the design of novel strategies for the management of N. lugens.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권4호
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• pp.717-725
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• 2016

본 연구는 개망초꽃 에센셜 오일의 항산화, 항균 및 항염 효능에 관하여 조사한 것이다. 개망초꽃 에센셜 오일은 용매추출법으로 추출하였다. 개망초꽃 에센셜 오일의 항산화 효능은 ABTS 라디칼 소거능과 DPPH 라디칼 소거 효능 측정으로 확인하였다. ABTS 라디칼 소거 효과는 $500{\mu}g/ml$ 농도에서 98.6%, DPPH 라디칼 소거는 48.3%로 좋은 효능을 나타내었다. 항균 활성은 S. aureus와 P. acnes, E. coli 균에 대하여 paper disc법과 최소저해농도(MIC)와 최소사멸농도(MBC)값을 측정하여 확인하였다. S. aureus 균주에 대해서는 MIC 값과 MBC 값이 모두 0.31 mg/mL 농도에서 우수한 억제 효과를 나타내었다. P. acnes 균에 대해서는 disc법에서 14 mm의 clear zone 형성과 MIC, MBC에서 각각 0.31 mg/mL, 0.63 mg/mL로 좋은 억제 효과를 보였다. 항염 활성에 관련하여 NO 억제 측정에서도 농도 의존적으로 NO의 생성을 억제시킴을 확인하였고, pro-inflammatory cytokine인 TNF-${\alpha}$, IL-6 역시 농도 의존적으로 억제하였다. 이러한 결과로부터 개망초꽃 에센셜오일은 항산화, 항균 및 항염 효능을 갖는 화장품 원료로서 개발 가능성이 있음을 시사한다.

• 대한화장품학회지
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• 제42권3호
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• pp.257-268
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• 2016

본 연구는 제주에서 자생하는 산박하(Isodon inflexus (Thunb.) Kudo, I. inflexus (Thunb.) Kudo )의 80% 메탄올 추출물과 분획물, 그리고 분리 물질인 henryin의 항산화능 및 항염증에 관하여 조사한 것이다. 항산화 효과는 DPPH 라디칼 소거, xanthine oxidase 억제 및 superoxide radical 소거 활성 측정을 통하여 수행할 수 있는데, 산박하 추출물의 효능을 측정한 결과 superoxide radical 소거 활성에서 에틸아세테이트 분획물과 부탄올 분획물의 $IC_{50}$값이 각각 $0.9{\mu}g/mL$, $0.2{\mu}g/mL$로 대조군인 allopurinol ($2.2{\mu}g/mL$)에 비해 우수한 억제 효능을 나타내었다. RAW 264.7 세포주를 사용한 항염 효능 평가에서, 에틸아세테이트 분획물이 강한 NO 억제 효과를 나타내었고, 이 분획으로부터 순수 분리하여 구조 동정된 물질인 henryin 역시 농도 의존적으로 NO 억제시킴을 확인하였다. 특히, 에틸아세테이트 분획물과 henryin은 iNOS, COX-2와 염증관련 cytokine인 TNF-${\alpha}$, IL-6, IL-$1{\beta}$의 mRNA 발현을 농도 의존적으로 억제하였다. 이상의 결과들로부터 산박하 에틸아세테이트 추출물이 항산화 및 항염증 효능을 갖는 화장품 원료로서 개발 가능성이 있고 henryin은 기능성 지표물질로 활용될 수 있음이 시사되었다.