• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제7권5호
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• pp.961-969
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• 2017

현재 전세계는 이상기후로 인해 다양한 종류의 자연재해를 경험하고 있다. 2016년 2월부터 5월까지 동남아시아 전역에 발생한 가뭄 또한 이상기후의 한 가지 형태라고 볼 수 있다. 이 가뭄으로 캄보디아를 비롯한 태국, 베트남, 라오스, 미얀마 등 5개 국가들은 수출을 위한 쌀 수확량뿐만 아니라, 식량난, 식수난에 직면하게 되었다. 이에 본 연구에서는 가뭄으로 인한 피해를 정량적으로 분석하기 위해 동남아시아 최대 호수인 톤레사프호 주변을 대상으로 원격탐사기법을 적용하였다. 그 결과, 토지피복 변화를 통해 2016년 2월에 수계(132.582km2)와 녹지(706.937km2)의 급격한 감소가 발생되었으며, 감소된 수계와 녹지는 마른 토지(752.488km2)와 나지(257.350km2)로 변화된 것을 알 수 있었다. 또한, 지표면 온도 변화를 통해 2016년 2월 이후 4월 까지 가뭄으로 인해 예년에 비해 6℃ ~ 8℃의 온도 상승이 발생된 것을 알 수 있었다. 이는 지속적인 가뭄으로 인해 4월에 호수의 기능이 저하된 것을 나타내는 것이라 할 수 있다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.57-57
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• 2022

In many areas of the world, salt damage and drought have had a negative impact on human survival due to a decrease in agricultural productivity. For instance, about 50% of agricultural land will be affected by salt damage by 2050. Biostimulants such as plant extracts can not only increase the nutrient utilization efficiency of plants, but also promote plant growth and increase resistance to abiotic or biotic stress. Therefore, the objective of this study was to determine how selected plant extracts might reduce levels of stress caused by drought and salt and to better understand the physiological response mechanisms of rice plants. In this study, we used Soybean leaves, Soybean stems and Allium tuberosum, Allium cepa, Hizikia fusiforme, and Gracilaria verrucosa extracts were used. These extracts had been used in previous studies and were found to be effective. The materials were dried in a dry oven at 50℃ for 5 days and ground using a blender. Each 50 g of materials was put in 1 L of distilled water, stirred for 24 hours, filtered using 4 layers of mirocloth, and then concentrated using a concentrator. Rice (cv. Hopumbyeo) seeds were immersed and germinated, and then sown in seedbeds filled with commercial soil. In drought experiments, three rice seedlings at 1 week after seeding was transplanted into 100 ml cups filled with commercial soils and grown until the 4-leaf stage. For this experiment, the soil weight in a cup was equalized, and water was allowed to become 100% saturated and then drained for 24 hours. Thereafter, plant extracts at 3% concentrations were applied to the soils. For NaCl treatments, rice plants at 17 days after seeding were treated with either 100 mM NaCl or plant extracts at 1%+ 100 mM NaCl combinations in the growth chamber. Leaf injury, relative water content, photosynthetic efficiency, and chlorophyll contents were measured at 3, 5, and 6 days after treatments. Shoot fresh weight of rice under drought conditions increased 28-37% in response to treatments of Soybean leaf, Soybean stem, Allium tuberosum, Allium cepa, Hizikia fusiforme, and Gracilaria verrucosa extracts at 3% when compared with control plants. Shoot fresh weight of rice subjected to 100 mM NaCl treatments also increased by 6-24% in response to Soybean leaf, Soybean stem, Allium tuberosum, Allium cepa, Hizikia fusiforme, and Gracilaria verrucosa extracts at 3% when compared with control plants. Compared to the control, rice plants treated with these six extracts and subjected to drought conditions had significantly higher relative water content, Fv/Fm, total chlorophyll and total carotenoids than control plants. With the exception of relative water contents, rice plants treated with the six extracts and subjected to salt stress (100 mM NaCl treatments) had significantly higher Fv/Fm, total chlorophyll and total carotenoids than control plants. However, the type of extract used did not produce significant difference in these parameters. Thus, all the plant extracts used in this study could mitigate drought and NaCl stresses and could also contribute substantially to sustainable crop production.

• 농업과학연구
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• 제48권1호
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• pp.103-117
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• 2021

The severe effects of climate change, such as global warming and the El Niño phenomenon, have become more prevalent. In recent years, natural disasters such as drought, heavy rain, and typhoons have taken place, resulting in noticeable damage. Korea is affected by droughts that cause damage to rice fields and crops. Societal interest in droughts is growing, and measures are urgently needed to address their impacts. As the demand for high-quality agricultural products expands, farmers have become more interested in water management, and the demand for field irrigation is increasing. Therefore, we investigated water demand in the irrigation of drought-vulnerable crops. Specifically, we determined the water requirements for crops including cabbage, red pepper, apple, and bean in four regions by calculating the consumptive water use (evapotranspiration), effective rainfall, and irrigation capacity. The total consumptive water use (crop evapotranspiration) estimates for Dangjin-si (cabbage), Yesan-gun (apple), Cheongyang-gun (pepper) in Chungnam, and Goesan-gun (bean) in Chungbuk were 33.5, 206.4, 86.1, and 204.5 mm, respectively. The volumes of groundwater available in the four regions were determined to be the following: Dangjin-si, 4,968,000 m³; Yesan-gun, 4,300,000 m³; Cheongyang-gun, 1,114,000 m³, and Goesan-gun, 3,794,000 m³. The annual amounts available for the representative crops, compared to the amount of evapotranspiration, were 313.9% in Dangjin-si, 29.5% in Yesan-gun, 56.1% in Cheongyang-gun, and 20.1% in Goesan-gun.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권1호
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• pp.11-21
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• 2022

가뭄은 장기간에 걸쳐 광범위하게 발생하며, 사회·경제적으로도 큰 피해를 발생시킨다. 가뭄 위험도는 기상학적 및 수문학적 요소와 더불어 사회적, 환경적, 물리적 및 경제적 요소로 이루어져 있기 때문에, 가뭄 위험도에 대한 영향을 정량적으로 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 충청북도를 대상으로 구조방정식모형을 이용하여 가뭄 노출성, 취약성, 대응능력 및 위험도 사이의 영향 관계를 파악하고, 베이지안 네트워크를 적용하여 가뭄 위험도에 대한 영향을 평가하였다. 또한, 가뭄 위험도 평가 인자별 민감도 분석을 통해 가뭄 위험도의 변화 정도를 분석하였다. 그 결과 과거 가뭄 위험도가 가장 큰 지역은 충주시로, 노출성 및 대응능력을 변화시켰을 때에도 가장 크게 산정되었다. 다만, 취약성을 변화시켰을 때에는 음성군이 위험도가 가장 큰 것으로 나타났다. 위험도에 대한 영향인자들의 민감도 분석을 실시한 결과 증평군이 민감도가 가장 컸으며, 노출성, 취약성 및 대응능력에서 제천시, 음성군, 옥천군이 민감도가 크게 나타났다. 이러한 결과를 통해 가뭄 위험도 및 가뭄 위험도에 대한 영향인자를 확인하였으며, 영향인자별 지역의 특성을 고려한 가뭄 대책 마련이 가능하다.

• Molecules and Cells
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• 제41권5호
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• pp.413-422
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• 2018

Soybean transgenic plants with ectopically expressed AtABF3 were produced by Agrobacterium-mediated transformation and investigated the effects of AtABF3 expression on drought and salt tolerance. Stable Agrobacterium-mediated soybean transformation was carried based on the half-seed method (Paz et al. 2006). The integration of the transgene was confirmed from the genomic DNA of transformed soybean plants using PCR and the copy number of transgene was determined by Southern blotting using leaf samples from $T_2$ seedlings. In addition to genomic integration, the expression of the transgenes was analyzed by RT-PCR and most of the transgenic lines expressed the transgenes introduced. The chosen two transgenic lines (line #2 and #9) for further experiment showed the substantial drought stress tolerance by surviving even at the end of the 20-day of drought treatment. And the positive relationship between the levels of AtABF3 gene expression and drought-tolerance was confirmed by qRT-PCR and drought tolerance test. The stronger drought tolerance of transgenic lines seemed to be resulted from physiological changes. Transgenic lines #2 and #9 showed ion leakage at a significantly lower level (P < 0.01) than ${\underline{n}}on-{\underline{t}}ransgenic$ (NT) control. In addition, the chlorophyll contents of the leaves of transgenic lines were significantly higher (P < 0.01). The results indicated that their enhanced drought tolerance was due to the prevention of cell membrane damage and maintenance of chlorophyll content. Water loss by transpiration also slowly proceeded in transgenic plants. In microscopic observation, higher stomata closure was confirmed in transgenic lines. Especially, line #9 had 56% of completely closed stomata whereas only 16% were completely open. In subsequent salt tolerance test, the apparently enhanced salt tolerance of transgenic lines was measured in ion leakage rate and chlorophyll contents. Finally, the agronomic characteristics of ectopically expressed AtABF3 transgenic plants ($T_2$) compared to NT plants under regular watering (every 4 days) or low rate of watering condition (every 10 days) was investigated. When watered regularly, the plant height of drought-tolerant line (#9) was shorter than NT plants. However, under the drought condition, total seed weight of line #9 was significantly higher than in NT plants (P < 0.01). Moreover, the pods of NT plants showed severe withering, and most of the pods failed to set normal seeds. All the evidences in the study clearly suggested that overexpression of the AtABF3 gene conferred drought and salt tolerance in major crop soybean, especially under the growth condition of low watering.

• Spatial Information Research
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• 제10권3호
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• pp.481-492
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• 2002

본 연구에서는 위성 영상을 이용하여 경작지에 나타나는 봄가뭄의 가뭄 심도와 공간적 패턴을 분석하고 그 효용성을 평가하였다. 가뭄이 심각한 우심지역에 대한 신속한 분석은 효과적인 정책 수집과 피해를 감소시키는데 필수적 요소이다. 우선 농작물생육에 가장 큰 영향을 주는 토양수분에 관한 정보는 Tasseled cap 변환으로 얻어진 Wetness value를 통해 확인하였다. 그리고 NDVI와 Wetness의 상관관계분석을 통해 가물어가는 농경지의 상태 파악이 가능하면, 피복 정도를 통해 밭작물에 대한 가뭄 영향력을 이해할 수 있었다. 또한 설명력이 높은 주성분 요인들과 Wetness의 상관관계분석에서 건조한 지역을 가려내어 가뭄지역을 밝힐 수 있었다. 마지막으로 분석을 토해 확인된 가뭄 민감지역과 실제 가뭄 대책비와의 높은 상관관계는 국지적 가뭄 연구의 가능성과 가뭄 정책 수립 시 의사결정지원 가능성을 보여주었다.

• BMB Reports
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• 제46권1호
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• pp.31-36
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• 2013

Heat shock proteins play an important role in plant stress tolerance and are mainly regulated by heat shock transcription factors (Hsfs). In this study, we generated transgenic rice over-expressing OsHsfA7 and carried out morphological observation and stress tolerance assays. Transgenic plants exhibited less, shorter lateral roots and root hair. Under salt treatment, over-expressing OsHsfA7 rice showed alleviative appearance of damage symptoms and higher survival rate, leaf electrical conductivity and malondialdehyde content of transgenic plants were lower than those of wild type plants. Meanwhile, transgenic rice seedlings restored normal growth but wild type plants could not be rescued after drought and re-watering treatment. These findings indicate that over-expression of OsHsfA7 gene can increase tolerance to salt and drought stresses in rice seedlings.

• 한국작물학회지
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• 제31권2호
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• pp.238-241
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• 1986

규산 시용에 의한 하고기 오챠드그라스의 고온장해 경감 효과를 구명하기 위하여 온냉조절 온실에서 식양질토로서 Pot 재배하여 정상 관리한 상태하에서 오챠드그라스의 생육, 규산흡수능력 및 엽신중 에틸렌 생성량을 분석한 후 재배환경(온도, 토양수분등)이 불량한 야산지 토양에서 실증시험하여 하고기의 수양성과 식료영양가를 검토한 결과 ; 1. Pot 재배에서는 규산 시용량 증가로 오챠드그라스의 초장이 길어졌고 직립화 되었으며 생률중 및 건초중이 증가되었다. 또한 엽신중 규산함량은 증가된 반면 에틸렌 생성은 줄어들어 엽신고사율도 낮아졌다. 2. 야산지 토양에서도 규산 시용으로 에틸렌생성이 현저히 줄었고 사료생산에 있어서도 사료가를 낮추지 않으면서 하고기 이전에는 11 %, 하고기에는 9 %의 증수를 가져와 하고경감(고온장해) 효과가 인정되었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제10권3호
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• pp.64-72
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• 2023

𝛽-glucan은 바이오폴리머 (biopolymer)의 한 종류로 식품 및 의약품 산업에 이용되고 있으며, 최근 친환경신소재로서 제방강화에 이용되거나 토양에 배합하여 식생을 보호하는 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 바이오폴리머 중 𝛽-glucan의 토양혼합 유무와 가뭄처리에 따른 괴근작물 고구마 (Ipomoea batatas L., 품종명 소담미)의 표현형, 생장, 그리고 주요 단백질의 발현 및 활성 변화를 분석하였다. 가뭄 스트레스 하에서 𝛽-glucan 토양혼합에 따른 고구마의 엽장 및 엽폭의 생장, 그리고 전해질유출도에서 큰 차이가 나타나지 않았으나. 상대수분함량은 통계적으로 유의성을 보여주었다. 가뭄스트레스 내성에 관여된 주요 원형질막 (plasma membrane, PM) 단백질의 발현과 활성을 분석하였을 때, 1차 능동수송체 PM H⁺-ATPase은 𝛽-glucan 토양혼합 조건과 가뭄스트레스에 하에서 상대적으로 높은 발현과 활성을 유지하였으나, 수분수송단백질 아쿠아포린 plasma membrane intrinsic protein 2 (PIP2)은 𝛽-glucan 토양혼합 조건과 가뭄스트레스에 의해 원형질막에서의 분포가 감소하였다. 이 결과는 𝛽-glucan의 토양혼합이 가뭄스트레스 하에서 토양수분 보유력을 향상시켜 고구마의 가뭄 스트레스와 관련된 원형질막 단백질들이 내성에 유리하게 발현됨을 보여준다. 결론적으로 이 연구는 바이오폴리머를 활용한 토양생태를 조절하는 기술로써 가뭄에 따른 식생의 생장 및 피해를 판단하는데 유효할 것이라 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권6호
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• pp.441-449
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• 2019

가뭄은 다른 자연재해에 비해 지속기간이 길고 규모가 광범위하여 사회 경제적인 피해가 크게 발생한다. 또한 공간적, 기술적, 경제적 및 사회적 특성에 따라 같은 규모의 가뭄이 발생하더라도 피해 규모는 지역별로 상이하게 발생한다. 본 연구에서는 가뭄에 대한 사회 경제적 영향인자를 고려하여 가뭄 취약성 평가를 실시하였다. 충청도 지역을 대상으로 가뭄과 관련된 기존 사례 분석을 통해 영향인자들을 파악하고 주성분 분석을 적용하여 최종 평가인자를 선정하였다. 선정된 인자들에 대한 가중치 산정을 위해서 엔트로피 기법을 적용하였다. 그 결과 충청도에서는 농가인구수, 기초생활수급자수, 상수도요금격차지표, 산업단지면적, 지하수이용량, 1인당가용수자원량, 상수도보급률, 물재정건전성, 생활용수이용량, 농업용수이용량 및 농경지면적이 평가인자로 선정되었으며, 이 중 농업관련 인자가 큰 가중치를 가지는 것으로 나타났다. 또한, 취약성 평가를 수행한 결과 청주시와 당진시 그리고 서산시가 가뭄에 가장 취약한 것으로 나타났다.