• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.188-188
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• 2017

Rice (Oryza sativa L.) is one of the major crops that is seriously impacted by global soil salinization. Rice is among those crops where most of the high-yielding cultivars are highly sensitive to salinity. The key to a plant survival under NaCl salt stress is by maintaining a high $K^+/Na^+$ ratio in its cells. Selection for salinity tolerance genotypes of rice based on phenotypic performance alone is less reliable and will delay in progress in breeding. Recent advent of molecular markers, microsatellites or simple sequence repeats (SSRs) were used to find out salt tolerant rice genotypes. In the current experiment phenotyping and genotyping studies were correlated to differentiate different rice accessions for salinity tolerance. Eight rice accessions along with check plant Dongjin were screened by physiological studies using Yoshida solution with 50mM NaCl stress condition. The physiology studies identified four tolerant and four susceptible accessions based on their potassium concentration, sodium concentration, $K^+/Na^+$ ratio and biomass. 17 SSR markers were used to evaluate these rice accessions for salt tolerance out of which five molecular markers were able to discriminate tolerant accessions from the susceptible accessions. Banding pattern of the accessions was scored comparing to the banding pattern of Dongjin. The study identifies accessions based on their association of $K^+/Na^+$ ratio with molecular markers which is very reliable. These markers identified can play a significant role in screening large set of rice accessions for salt tolerance; these markers can be utilized to improve salt tolerance of commercial rice varieties with marker-assisted selection (MAS) approach.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제42권2호
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• pp.88-92
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• 2015

카사바는 열대와 아열대지역 뿌리작물로서 중요한 식량자원일 뿐만 아니라 동물 사료, 전분, 바이오에탄올 등 다양한 산업소재로서 이용이 가능하다. 그러나 카사바의 산업적 중요성에 비해 형질전환기술을 이용한 신품종 개발은 아직까지 제한적이다. 본 연구에서는 인도네시아 IDB사가 개발한 다수확 카사바 품종을 이용하여 영양강화 및 환경스트레스에 저항성을 향상시킨 카사바를 개발하기 위하여 체세포배를 이용한 식물체 재분화시스템을 확립하였다. 카로티노이드 축적에 관련된 IbOr 유전자를 체세포배를 이용한 Agrobacterium 매개방법으로 카사바에 형질전환하였다. gDNA PCR과 RT-PCR을 통해 19개의 형질전환식물체를 성공적으로 확보하였다. 향후 카로티노이드 함량분석, 환경스트레스 내성분석 등을 통하여 IbOr 카사바 식물체의 농업적 유용성을 검정할 예정이다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제14권2호
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• pp.99-109
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• 1994

방목체계하에서 일당 채식허용량(kg OM/cow)의 수준에 따른 일당 채식량 및 산유량의 경향을 방목에 따른 초생의 구성 및 구조적 변화와 관련하여 검토하는데 목적을 두었다. 본 보에서는 5일간 24시간 대상 방목체계하에서 고능력 착유우에 대한 3 수준의 일당 채식허용량에서 방목후 초생의 구조와 관련된 요인들의 변화를 조사한 결과를 요약하였다. 시험시기별 방목적 초생량 및 초장은 시험시기 1에서 5,047kg OM/ha와 341mm에서 초생의 생육이 진행됨에 따라 유의적으로 증가하여 시험시기 3에서 6,877kg OM/ha와 446mmduTdmsk, 채식허용량의 수준을 달리한 시험구 간에는 유의적인 차이가 없없다(평균 6,068kg OM/ha와 410mm). 방목후 초생의 구성은 채식허용량의 수준에 의해 많은 영향을 받았는데, 방목후 초생내 청엽의 수직적 분포높이, 비율 및 밀도는 고사엽과 엽초보다 훨씬 높은 감소비율을 보였고, 방목전 청엽은 지상 50cm까지 분포되어다가 방목후 고 및 중 수준이 채식허용량에서는 25cm까지, 저 수준의 채식허용량에서는 20cm까지 분포되어 있던 청엽은 모두 채식되었다. 방목깊이와 예취된 채식초의 부피는 채식허용량의 수준에 따라 유의적인 영향을 받았다. 방목후 초생량은 방목전 수준에 비해 고, 중 및 저 수준의 채식허용량에서 방목전 수준에 비래 각각 35, 36 및 52%가 감소되었다. 채식허용량과 방목후 초장(r=0.79), 생엽의 비율(r=0.94) 및 생엽의 밀도(r=0.91)간에 각각 고도의 정의 상관관계가 인정되었다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.8-9
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• 2017

Soybean yield has been low and unstable in Japan and other areas in East Asia, despite long history of cultivation. This is contrasting with consistent increase of yield in North and South America. This presentation tries to describe perspective of breaking stagnation of soybean yield in East Asia, considering the factors of the different yields between regions. Large amount of rainfall with occasional dry-spell in the summer is a nature of monsoon climate and as frequently stated excess water is the factor of low and unstable soybean yield. For example, there exists a great deal of field-to-field variation in yield of 'Tanbaguro' soybean, which is reputed for high market value and thus cultivated intensively and this results in low average yield. According to our field survey, a major portion of yield variation occurs in early growth period. Soybean production on drained paddy fields is also vulnerable to drought stress after flowering. An analysis at the above study site demonstrated a substantial field-to-field variation of canopy transpiration activity in the mid-summer, but the variation of pod-set was not as large as that of early growth. As frequently mentioned by the contest winners of good practice farming, avoidance of excess water problem in the early growth period is of greatest importance. A series of technological development took place in Japan in crop management for stable crop establishment and growth, that includes seed-bed preparation with ridge and/or chisel ploughing, adjustment of seed moisture content, seed treatment with mancozeb+metalaxyl and the water table control system, FOEAS. A unique success is seen in the tidal swamp area in South Sumatra with the Saturated Soil Culture (SSC), which is for managing acidity problem of pyrite soils. In 2016, an average yield of $2.4tha^{-1}$ was recorded for a 450 ha area with SSC (Ghulamahdi 2017, personal communication). This is a sort of raised bed culture and thus the moisture condition is kept markedly stable during growth period. For genetic control, too, many attempts are on-going for better emergence and plant growth after emergence under excess water. There seems to exist two aspects of excess water resistance, one related to phytophthora resistance and the other with better growth under excess water. The improvement for the latter is particularly challenging and genomic approach is expected to be effectively utilized. The crop model simulation would estimate/evaluate the impact of environmental and genetic factors. But comprehensive crop models for soybean are mainly for cultivations on upland fields and crop response to excess water is not fully accounted for. A soybean model for production on drained paddy fields under monsoon climate is demanded to coordinate technological development under changing climate. We recently recognized that the yield potential of recent US cultivars is greater than that of Japanese cultivars and this also may be responsible for different yield trends. Cultivar comparisons proved that higher yields are associated with greater biomass production specifically during early seed filling, in which high and well sustained activity of leaf gas exchange is related. In fact, the leaf stomatal conductance is considered to have been improved during last a couple of decades in the USA through selections for high yield in several crop species. It is suspected that priority to product quality of soybean as food crop, especially large seed size in Japan, did not allow efficient improvement of productivity. We also recently found a substantial variation of yielding performance under an environment of Indonesia among divergent cultivars from tropical and temperate regions through in a part biomass productivity. Gas exchange activity again seems to be involved. Unlike in North America where transpiration adjustment is considered necessary to avoid terminal drought, under the monsoon climate with wet summer plants with higher activity of gas exchange than current level might be advantageous. In order to explore higher or better-adjusted canopy function, the methodological development is demanded for canopy-level evaluation of transpiration activity. The stagnation of soybean yield would be broken through controlling variable water environment and breeding efforts to improve the quality-oriented cultivars for stable and high yield.

• 유기물자원화
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• 제16권2호
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• pp.57-65
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• 2008

일반적 중 저농도형 하수처리시설을 통해서는 처리가 힘든 고농도 유기성 폐수의 경우 재생에너지 생산이 가능한 혐기성 분해로 처리하는 것이 유리하다. 기존 호기성 처리에서 이미 그 실용성과 우수성이 입증된 E-PFR을 혐기성 처리에 적용하여 그 효용성과 재생에너지 생산 효율 증대 효과 등을 검증하고, 효율적인 재생에너지 생산을 위한 조건 등을 제시하기 위한 연구를 수행하였다. N 음식물쓰레기 처리시설에서 발생하는 탈리액을 대상으로 수행한 Pilot Plant 규모의 실험 연구에서 반응기의 구조적 특성으로 인해 혐기성 분해의 효율 향상 및 메탄가스 발생량이 증가함을 확인하였다. 이러한 처리 효율의 향상은 유체 이동관과 각단을 분리하는 격벽을 설치한 E-PFR의 구조적 특성에 기인한 원활한 혼합조건 형성과 스컴제어로 혐기성 처리에 있어서도 매우 이상적인 반응 조건을 형성시키기가 용이하였기 때문이다. E-PFR은 상향류식 폐수 유입과 각 단별로 분리된 다단형 처리로 인해 폐수 유입 구역에는 상대적으로 높은 MLSS가 유지될 수 있으므로 충격부하에 대한 내성이 강하고, 전체적으로 혐기성 최적 pH인 7.0~8.0 정도를 유지하여 상대적으로 높은 가스 발생량 및 메탄가스 함량을 유지하는 것이 가능하였다. 뿐만 아니라, 각 단별로 각기 다른 MLSS를 유지시키면서 SRT를 상대적으로 길게 유지함으로써 유기물 분해 및 가스 발생 효율을 증가시키는 효과가 있었다. 향후, 반응기의 구조적 개선과 발생가스를 이용한 교반 효과 개선 등을 통해 메탄가스 함량 70 % 수준의 안정적 혐기성 분해가 가능한 실증 플랜트 설계가 가능할 것으로 판단되며, 이를 통해 한층 향상된 재생에너지 획득 시스템 확보가 가능할 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권1호
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• pp.46-51
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• 2006

광합성 미생물을 이용하여 $CO_2$를 항산화성 카로티노이드를 다량 함유하고 있는 바이오매스로 전환하는 새로운 방법의 생물학적 $CO_2$ 저감 기술이 제시되었다. 본 연구에서 담수 녹색 미세 조류인 Haematococcus pluvialis가 광합성 미생물로 사용되었으며, 이 균주는 녹색의 성장 세포에서 적색의 포낭 세포로 전환될 때 2차 카로티노이드인 astaxanthin을 세포 내에 다량 축적하는 것으로 알려졌다. 균주의 이러한 특성을 이용하여 $CO_2$가 연속적으로 공급되는 광 반응기에서 자가 영양 배양 방식으로 $CO_2$ 고정화 및 그것을 통한 astaxanthin 생산 연구가 수행되었다. 녹색 성장 세포의 성장은 5％ $CO_2$ 공급 환경 및 기본 NIES-C 배지에서 최대로 이루어졌다. 적색 포낭 세포로 효과적인 전환을 위해 5％ $CO_2$ 주입과 강한 빛 조사로 이루어진 자가 영양 유도법을 적용하였으며, 이 공정을 통해 $9.6mg/L{\cdot}day$의 astaxanthin 생산성을 획득하였다. 이때 astaxanthin으로 전환되는 $CO_2$의 균주 내 고정화 속도는 $27.8mg/L{\cdot}day$로 나타났다. 본 연구를 통해 제시된 H. pluvialis를 이용한 자가 영양 배양, 유도 공정은 $CO_2$ 고정화뿐만 아니라 고부가 생리 물질 생산기능을 겸비하여 새로운 $CO_2$ 저감기술로 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제26권4호
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• pp.222-230
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• 1983

본 연구에서는 저자등이 분리한 바 있는 Streptomyces griseolus가 분비한 xylose 이성화 효소(D-xylose ketol isomerase, EC 5.3.1.5, 포도당 이성화 효소)의 고정화 및 이 고정화 효소에 의한 파일롯트 규모의 이성화당 생산에의 응용을 시도하였다. 세포내 분비된 Xylose 이성화 효소를 함유한 미생물 균체를 호모 게나이저로 $500kg/cm^2$압력하에 파쇄한 결과 원 효소 역가의 98.8%가 얻어졌고, lysozyme으로 분해 했을 때는 54.7%가 얻어졌다. 이 효소의 고정화를 위한 담체로서는 Diaion HP 20, Duolite A-7, Amberlite IRA 93 및 94와 같은 포리스형 수지류가 효과적임이 밝혀졌고, Amberlite IRA 93에 대한 재생 형태는 $BO_4--$가, Diaion HP 20에 대해서는 $HCO_3-$가 효과적이었다. Amberline IRA 93에 대한 고정화 최적 조건은 pH 8.0에 $55^{\circ}C$로서 80.6%의 효소 고저오하 수율을 나타내었으며 효소 활성 반감기는 $65^{\circ}C$에서 24일 이상이었다. Amberlite IRA 93에 효소를 탈착(脫着) 실험한 결과, 담체는 재 사용이 가능 하였으며 2,3,4,5회째의 효소의 재 고정화율은 각각 98.2, 93.3, 90.7 및 87.5%를 나타내었다. 고정화 효소의 최적 반응 온도는 $60{\sim}70^{\circ}C$로 원효소의 경우에 비하여 다소 낮아지면서 폭이 넓어졌으며, 최적 pH는 $8.0{\sim}8.3$으로 알카리 쪽으로 이동하였다. 파일롯트 규모로 본 고정화 효소 충전탑(내경 30cm, 높이 85cm)에 의한 이성화당의 생산을 시도하였던바, 고정화 효소(350 IXIU/ml-R) 1리터가 30일동안에 약 293리터의 이성화당을 생산할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국육종학회지
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• 제41권4호
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• pp.625-629
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• 2009

국립식량과학원에서 조사료용 조숙호밀을 개발하고자 1995년에 "조춘호밀" 등 10개 품종을 방임수분으로 혼합교배하여 그중에서 형질이 우수한 계통(SR95POP-S1-1072-1-2-4)을 선발하여 생산력을 검정한 결과 그 특성이 우수하여 호밀38호로 계통명을 부여하고 4개 지역에서 3개년간 지역적응성을 검정하여 조숙이면서 조사료 수량이 많을 뿐만 아니라 지역간, 연차간 재배안정성이 높은 것으로 나타나 2008년 직무육 성신품종 선정위원회에서 "올그린"으로 명명하여 신품종으로 등록 보급하게 되었다. 본 품종의 특성을 요약하면 다음과 같다. 1. "올그린"은 녹비 및 청예 조사료용 호밀 신품종으로 초형이 직립이고 잎이 길며 녹색이고 잎폭은 중간정도이다. 줄기는 다소 가늘며 까락은 짧은 편이다. 종실은 작으며 청갈색을 띤다. 2. "올그린"의 출수기는 4월20일로 표준품종인 "올호밀"보다 3일 빠른 조생종이다. 성숙기는 6월11일로 "올호밀" 보다 3일 빠르다. 3. "올그린"의 초장은 120 cm로 "올호밀"보다 9 cm 길고, $m^2$당 경수는 911개로서 "올호밀" 및 "Koolgrazer"보다 다소 적다. 4. 한해는 전혀 발생하지 않았으며 도복은 "올호밀" 및 "Koolgrazer"와 비슷하였고, 흰가루병과 잎녹병의 발생이 없었다. 5. 조사료 건물수량은 평균 8.88 MT ha-1으로 "올호밀"보다 10%, "Koolgrazer"보다 9% 증수를 보였다. 종실수량은 3.68 MT ha-1 으로 "올호밀"보다 14% 증수를 보였다. 6. 호밀 신품종 "올그린"은 전국재배가 가능한 조생종으로 조사료 또는 녹비용으로 이용된다. 조사료 생산을 위한 옥수수와의 이모작 또는 답리작 논 재배에 적합하다. "올그린"은 다른 호밀 품종과 마찬가지로 도복에 취약하므로 적정 파종량을 지키고 표준시비량을 준수하는 것이 좋다.