김치에 분리한 젖산균 20주(株)의 Escherichia coli, Staphylococcus aureus 등 5종의 Test organism에 대한 생육저해실험 결과 가장 생육저해능력이 큰 A7 (Pediococcus cerevisiae)와 C4 (Leuconostoc spp.)를 선발하였다. 이 두 균주를 각각 Escherichia coli와 동시에 접종하여 배양한 결과 초기부터 Escherichia coli의 생육을 억제하였으며 약 24시간 후부터는 Escherichia coli의 균수가 급격히 감소하였다. Staphylococcus aureus와 Bacillus cereus에 대하여도 .대체로 비슷한 생육억제작용을 나타내었다. 세가지 Test organism 모두 A7과 배양할 경우 C4의 경우보다 더 큰 death rate constant를 나타내었다 이 혼합 배양액에 catalase를 첨가한 경우 생육저해현상에 영향이 없었으므로 이 두 균주의 생육억계작용은 $H_2O_2$ 생성과 관련이 없는 것으로 나타났다. A7의 배양 여액만을 Escherichia coli 배양액에 첨가한 경우에도 A7균주의 혼합 배양과 동일한 생육저해 현상을 보였으나 여액을 $80^{\circ}C$에서 30분간 열처리후 가하였을 때는 생육저해작용이 거의 나타나지 않을 뿐 아니라 여액에 trypsin 처리한 경우에도 생육저해작용은 크게 억제되었다. 이상의 결과로 A7 균주의 생육저해작용은 단백질류 생육저해물질의 생산에 의한 것이라고 추정할 수 있다.
오염토양에 유류분해능을 가진 Nocardia sp. H17-1의 접종시 고려되어야 할 인자중 하나인 초기 오염농도에 의한 탄화수소분해능과 초기 접종농도에 의한 분해능 및 균주의 생육을 조사하였다. H17-1은 실험 50일 동안 초기 오염농도 10, 50, 100 g Arabian light oil/kg of soil에 대해 각각 78.5%, 94.3%, 53.2%의 탄화수소를 제거하였으며, 오염농도가 높을수록 분해속도 상수(k) 낮아졌다. $CO_2$의 생성량 또한 오염농도가 높을수록 증가하였으나, 100 g/kg-soil의 오염농도에서는 균의 생육이 저해를 받는 것으로 나타났다. H17-1의 초기 접종농도에 의한 영향은 균의 접종량에 따라 최종 남은 TPH의 양은 큰 차이를 나타내지 않았으나, 분해속도상수(k)는 균의 접종량이 늘어남에 따라 크게 증가되었으며, $CO_2$의 생성량 또한 균의 접종농도에 따라 증가하였다.
토양 및 지하수의 오염 확산을 방지하면서 오염물을 처리할 수 있는 생물벽체(Biobarrier)에 적용하기 위해 회분식실험과 칼럼 실험을 실시하였다. 회분식 실험에서는 순수 호기성 미생물 Pseudomonas fluorescens의 글루코즈와 당밀에 대한 동역학 상수를 산정하였다. P. fluorescens의 최대비성장속도(Vmax)는 글루코즈와 당밀을 사용하였을 때 $23^{\circ}C$에서 각각 $0.246\;hr^{-1}$, $0.073\;hr{-1}$로 글루코즈의 비성장속도가 빠르지만, P. fluorescence 성장 시 당밀에 대한 지체기가 없으며, 경제성을 고려하여 당밀을 칼럼실험의 탄소원으로 사용하였다. 일정수두 칼럼실험에서 P. fluorescence를 접종하고 영양원을 주입하면서 칼럼 내 토양의 투수계수 감소를 측정한 결과 영양원 주입 6일 만에 투수계수는 $4.1{\times}10^{-2}\;cm/sec$에서 $2.8{\tims}10^{-4}\;cm/sec$로 $6.8{\times}10^{-3}$배 감소하였고, 미생물량은 유입부에서 최대값을 나타냈다. 그러나 투수계수의 감소를 야기하는 미생물의 성장은 탄소원이 아닌 전자수용체(용존산소)의 농도에 의하여 제한되었다.
유기물질과 무기염류가 들깨의 성장과 채엽수확에 미치는 영향을 알아보기 위하여 수경재배 시료용액을 만들어 일정시간 유속으로 흘러 보내면서 들깨를 재배하였다. KNO$_3$와 NH$_4$ H$_2$ PO$_4$의 농도가 각각 270ppm 이하와 152ppm 이하의 용액에서는 발육이 현저하게 줄어들었다. 발육초기의 초장의 형성에는 $Ca^{2+}$, $K^+,NH^{4+},Mn^{2+},Zn^{2+},Cu^{2+},Na^+,Mo^{+6}$ 이온 등의 결핍은 중간단계의 발육을 크게 저하시키는 요인이 되었다. 엽장 및 엽폭의 성장과 발육에도 $Ca^{2+}, K^+, NH^{4+}, NO_3^-, H_2PO_4^-$ 이온이 크게 영향을 미쳤다. 수경재배한 들깻잎의 분광학적 금속이온 함량의 분석 결과에 의하면 6월 7일과 6월 12일 사이 6일간의 성장기간에 채취한 들깻잎 속에 $Mg^{2+}$ 이온이 많이 축적될수록 성장속도가 빠름을 알 수 있었다. 들깻잎의 조단백질과 조지질 및 탄수화물의 분석 결과에 의하면 성장과 발육에 필요한 무기염류가 아미노산과 결합하여 안정한 단백질과 지방으로 들깻잎에 축적됨을 알 수 있었다.
메탄/프로판 혼합기체의 포접 하이드레이트를 다양한 과냉 조건 하에서 생성시키며 결정의 성장 특성을 연구하였다. 먼저 내압 용기를 물과 고압의 혼합기체로 충진하고 충분히 교반하여 용액을 포화시킨 후, 내부 온도를 하이드레이트 생성온도 이하로 급격히 떨어뜨리고 이후에는 일정하게 유지하며 하이드레이트 결정의 핵생성, 이동, 성장 및 간섭을 현미경을 통하여 관찰하였다. 수행한 모든 실험조건에서 하이드레이트의 생성은 기체와 액체의 상경계면에서 막의 형태로 시작되었으며, 이후 용기 하부에서 생성된 다수의 소결정들이 부상하여 일부는 막의 밑면에 부착하고 일부는 하이드레이트 막으로부터 자라는 결정과 간섭하며 아래 방향으로 성장하였다. 막 근처에서 성장하는 결정들은, 비교적 작은 과냉 조건에서는 다면 기둥의 형태를 가지며 과냉이 커짐에 따라 형상이 수지상(dendrite)으로 천이하고 성장속도는 증가하며 가지간격은 감소하였다. 액체 영역 내부에서 관찰 된 부유 결정(floating crystals)들은 팔면체, 삼각판 및 육각 판 등 다양한 형태를 보이며, 과냉이 작을수록 팔면체 형태가 지배적이었다. 과냉이 커짐에 따라 부유 결정 역시 수지상으로 천이하며 성장하였다. 상세한 하이드레이트 결정의 성장 특성을 과냉과 기억효과(memory effect; 하이드레이트가 분해된 후에도 액체에 물분자의 입체 그물 결합구조가 잔존하는 현상)가 미치는 영향을 중심으로 기술하였다.
Gorman, Leah;Kraemer, George P.;Yarish, Charles;Boo, Sung Min;Kim, Jang K.
ALGAE
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제32권1호
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pp.57-66
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2017
The red alga Gracilaria vermiculophylla, a species native to the waters of Korea and Japan, has invaded marine coastal areas of Europe and the Americas, thriving in conditions that differ from those of its native habitat. In recent years, G. vermiculophylla has been discovered in the Long Island Sound (LIS) estuary growing alongside the native congener Gracilaria tikvahiae. The goal of this study was to determine whether the two strains of G. vermiculophylla from different regions of the world have evolved genetic differences (i.e., ecotypic differentiation) or if the physiological performance of the strains simply reflects phenotypic plasticity. Two strains of G. vermiculophylla (isolated in Korea and LIS) and a strain of the LIS native G. tikvahiae were grown for four weeks under temperatures ranging from 20 to $34^{\circ}C$ using a temperature gradient table (all other environmental conditions were kept constant). At the end of each week, wet weight of each sample was recorded, and thalli were reduced to the original stocking density of $1gL^{-1}$ (excess biomass was preserved for tissue carbon and nitrogen analysis). Generally, the growth rates of Korean G. vermiculophylla > LIS G. vermiculophylla > G. tikvahiae. After one week of growth G. tikvahiae grew 9.1, 12.0, 9.4, and 0.2% $d^{-1}$, at temperatures of 20, 24, 29, and $34^{\circ}C$, respectively, while G. vermiculophylla (LIS) grew 6.6, 6.2, 5.7, and 3.6% $d^{-1}$. G. vermiculophylla (Korea) grew 15.4, 22.9, 23.2, and 10.1% $d^{-1}$, much higher than the two strains currently inhabiting the LIS. On average, the LIS G. vermiculophylla strain contained 4-5% DW N, while the Korean strain and G. tikvahiae had more modest levels of 2-3% N DW. However, tissue N content declined as temperature increased in LIS and Korean G. vermiculophylla. The non-native haplotype may have evolved genetic differences resulting in lower growth capacity while concentrating significantly more nitrogen, giving the non-native a competitive advantage.
암석의 미세구조에 대한 많은 연구는 실제 암석 관찰 뿐만 아니라 다양한 실험 장비를 이용하여 미구조의 발달 과정과 그 메커니즘을 이해하기 위해 수행되어 왔다. 변성이나 변형 작용 중에 입자 성장이나 입도의 변화를 일으킬 수 있는 광물 군집 내 입자 경계 이동 작용은 주요한 재결정작용 메커니즘 중 하나이다. 특히, 변형 과정 중 나타날 수 있는 입자 경계 이동의 연속적 관찰은 암석 유사 실험을 이용하여 수행될 수 있었다. 이번 연구에서는 다양한 실험 방법 중 유사 물질을 이용한 입자 성장 및 변형 실험 방법에 대해 기존 방법을 개량할 수 있는 실험 장비의 개발과 이를 통한 효과적인 미구조 분석 방법을 제시하였다. 개발된 실험 장비는 유사 물질 실험이 가능한 변형 장치와 실체 현미경에 회전 조작이 가능한 편광판들을 장착하여 광학적 조작이 가능하도록 구성되었다. 이들 장치들은 마이크로 컨트롤러를 통해 온도 및 변형 속도 제어 및 실험 동안 관찰되는 미구조 변화를 연속적으로 촬영할 수 있도록 자동화하여 구성되었다. 또한 편광판 회전 조작을 통해 취득되고 합성된 디지털 이미지들은 보다 정확한 입자 경계를 구분하고 분석할 수 있게 해주었다. 실험 결과의 입도 및 형태와 같은 미구조 분석을 위해 선분 교점 측정 방법과 입자 경계 트레이싱 방식을 비교하여 적용하였다. 유사물질로써는 석영과 유사한 광학적 성질을 가지는 노캠퍼(Norcamphor, C7H10O)라는 물질을 사용하였다. 개발된 장비의 실효성을 검증하고자 노캠퍼를 이용한 정적 입자 성장 실험과 단순 전단 변형 실험 및 이에 대한 미구조 분석을 수행하였다. 정적 입자 성장 실험은 시간이 지남에 따라 입자 수의 감소와 입도가 증가하는 전형적인 입자 성장 작용의 특징과 온도에 따른 성장 곡선들의 명확한 차이를 보여주었다. 중온-저변형율 조건의 단순 전단 변형 실험 결과는 평균 입도의 큰 변화는 없었으나, 입자 형태에 대해 전단 변형이 증가함에 따라 전단력 방향에 수직한 방향에 대해 약 53°의 방향으로 신장률이 증가하는 변화를 보여주었다. 이러한 미구조의 발달과정은 주어진 실험 조건에서 변형에 의해 입자 내부의 소성 변형과 내부 회복 작용이 균형을 이루면서 진행된 것으로 해석된다. 개량화 및 자동화된 실험장치를 이용한 이들 입자 성장 작용 실험 및 변형 실험의 예는 유사물질 실험에서 목적하는 바와 같이 실험 과정 동안의 입자의 미구조 변화과정을 순차적으로 관찰할 수 있고, 전체 수행 과정동안 수동적 조작없이 효율적으로 실험을 진행할 수 있다는 장점을 보여주었다.
유자(Citrus junos T.) 과원의 주요 해충의 귤응애(Panonychus ?갸 M.)의 발생소장, 온도별 발육기간, 산란수, 부화율 및 유자유목의 생육에 미치는 영향을 구명하고자 1996년부터 1997년까지 2년간 조사한 결과, 귤응애는 5월부터 11 월까지는 발생하였는데 년 2회의 발생최성기를 이루었다. 1차 발생최성기는 7~8월이고, 2차발생최성기는 10월이었다. 2차 발생최성기에는 잎당밀도 9.5마리로 연중 최대발생량을 보였다. 유자 잎에서 귤응애의 각 태별 구성비는 난, 약충, 성충이 각각 85, 9, 6%로 난의 비율이 월등히 높았다. 15, 20, 25, $\pm$1$^{\circ}C$(RH 60 $30\pm$10%, 14L-10D)의 항온조건에서 난부터 성충까지 발육기간은 각각 41.1, 15.5, 11.0, 9.4일이고 성충수명은 23.3, 8.3, 6.3, 6.1일로 온도가 높을수록 발육기간과 성충수명은 짧아지는 경향이고 부화율은 $30^{\circ}C$에서 94.7%로 가장 높았다. 일평균 산ㄹ나수는 $25^{\circ}C$에서 4.5개로 가장 많았다. 또, 귤응애 방제밀도에 따른 유자유목의 생육상황은 방제밀도가 낮을수록 간주 및 수관용적 증가량이 많았고 엽록소함량도 많았다. 월동후 낙엽율은 1, 3, 6마리/잎, 무방제에서 각각 13.5, 20.6, 53.1, 72.6%로 잎당 성충밀도 3마리 이하에 방제하는 것이 낙엽율이 낮았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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