대두 85개 재조합순계주의 미숙배로부터 얻은 자엽절편을 MS salt, B5비타민, 40 mg$^{-1}$ 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) 및 30 g$^{-1}$ sucrose로 조성된 체세포배유도배지 (SIM, somatic induce medium)에 치상하여 5주간 배양하였다. 10%이하의 체세포배형성빈도는 36계통에서, 11~49%의 형성빈도는 37계통에서, 50~80%의 형성빈도는 9계통에서 그리고 90% 이상의 형성빈도는 3계통에서 각각 관찰되었다. 90% 이상의 체세포배형성빈도와 자엽당 6.36개의 체세포배를 형성하는 계통으로는 KM1010, KM1032 및 KM1064이었으며, 3계통에서 얻은 일차배를 동일배지상에서 계대배양하면서 2차배 증식방법으로 1년 이상 증식 유지하였다. 체세포배를 성숙배지와 식물체전환배지 (Komatsuda 1992)에 옮겼을 때 약 25% 정도가 정상식물체로 생육하였다.
식물은 여러 환경스트레스에 적응하기 위해 스트레스 내성 유전자의 발현 혹은 proline, trehalose, glycine betaine (GB) 등과 같이 삼투압을 조절하는 compatible solute를 생성하면서 진화해 왔다. GB는 고염, 저온 등 환경스트레스 조건에서 식물의 엽록체에서 축적되는 물질 중 하나이다. 토양 박테리아 Arthrobacter globiformis에서 분리한 choline oxidase (codA) 유전자는 choline을 GB로 전환하는 기능을 한다. 본 연구에서는 산화스트레스 유도성 SWPA2 프로모터의 발현조절 하에 codA 유전자를 엽록체에 과발현시킨 형질전환 고구마 식물체(SC식물체)를 제작하여 다양한 환경스트레스 조건에서의 특성을 분석하였다. SC 식물체는 methyl viologen (MV)에 의한 산화스트레스와 건조 처리 조건에서 내성 증가를 보였다. $5{\mu}M$ MV 처리시 형질전환 식물체는 GB의 함량이 증가하였고 낮은 수준의 이온 전도도를 보였다. 건조 스트레스 조건에서 형질전환 식물체는 codA 유전자의 발현이 증가하였으며, 대조구 보다 높은 상대수분함량을 유지하였다. 따라서 본 연구결과의 SC식물체는 고염, 건조토양 등 조건 불리지역에 재배하면 바이오매스를 증가시킬 수 있을 것으로 예상된다.
산화스트레스 유도성 SWPA2 프로모터 조절하에 항산화 효소 SOD와 APX 유전자를 동시에 엽록체에 발현시킨 형질전환 감자 (품종 수미)를 대상으로 methyl viologen (MV) 처리에 의해 유도되는 산화스트레스 내성을 잎절편체, 소식물체 및 식물체 수준에서 조사하였다. 잎 절편에 $3{\mu}M$ MV를 처리하였을 때 SSA 식물체의 잎절편체는 비형질전환 (NT) 식물체에 비해 40% 정도 상해를 적게 받았다. 소식물체 수준에서 MV에 의한 산화스트레스 내성을 조사하기 위하여 SSA감자 shoot을 $0.3{\mu}M$ MV 첨가 배지에 배양하였을 때 뿌리의 생장에서 내성이 나타났다. 또한 온실에서 4주 생장한 식물체에 $350{\mu}M$ MV를 처리하였을 경우에도 SSA 식물체는 NT 식물체에 비해 약 75% 손상을 적게 입은 것으로 나타내었다. 추후 SSA 식물체를 이용하여 건조, 고온 등의 복합재해에 내성을 분석이 진행되어야 할 것이며 그 결과 복합스트레스 내성 감자 품종 (수미)을 개발할 수 있을 것으로 기대한다.
경단의 기준 조리법 설정을 위해 경단의 조리 과정에서 품질 특성에 영향을 끼친다고 생각되는 제요인을 찾아내고, 그 요인들 중에서 가장 유의차가 크게 나타난 요인 즉 찹쌀 침수 시간과 첨가하는 물의 온도 및 물의 양과의 상호 자용이 경단의 기호성과 texture에 어떤 영향을 끼치는가를 관능 검사와 기계적 측정에 의해 검토하였다. 아울러 보존 중 저장 온도와 시간 경과에 따른 호화도의 변화를 살펴보았다. 그 결과는 다음과 같다. 1. 경단의 조리 과정 중에서 경단의 품질 특성에 영향을 미치는 주요인은 첨가하는 물의 양, 물의 온도, 반죽 횟수, 가루의 상태였다. 또한 각 요인간의 상호작용으로는 침수 시간과 물의 온도, 침수 시간과 물의 양, 첨가하는 물의 양과 물의 온도, 물의 양과 반죽횟수, 물의 양과 소금의 양 등이 품질 특성에 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 2. 침수 시간과 첨가하는 물의 온도 및 물의 양과의 상호 작용에 대한 관능 검사 결과에서는 찹쌀을 12시간 침수하여 만든 가루로 25%의 온수를 첨가하여 만든 경단이 가장 좋게 평가되었다. 이 조건을 기계 측정 결과와 비교해 보면 대체로 Hardness, Gumminess, Chewiness가 작고 Springiness와 Cohesiveness가 큰 시료였다. 3. 호화도는 시간 경과에 따라 감소하였으며, 저장 2일까지 급속히 감소하였다. 보존 중의 저장 온도에 따른 호화도의 비교에서는 냉장 저장이 냉동 저장이나 실온 저장에 비해 호화도가 낮은 경향을 나타내 노화가 빨리 진행됨을 알 수 있었다. 본 연구에서 검토한 요인 이외의 제요인에 대해서도 계속적인 연구가 필요하다고 생각된다. 본 연구는 1986년도 문교부 학술 연구 조성비 지원으로 이루어진 것임.
고염 스트레스는 식물의 성장과 수확량에 치명적인 영향을 야기한다. 그와 같은, 환경 스트레스에 의하여 식물은 다양한 유전자의 발현으로 저항성을 가지게 하는 기작이 발달되어 있다. 본 연구에서는 애기장대에서 다양한 환경 스트레스에 관여하는 유전자를 분리할 목적으로 GGM(Graphical Gaussian Model) program을 사용한 후, BLH8(BEL1-Like Homeodomain Gene 8) 유전자의 돌연변이 식물체를 구축하였다. atblh8-1 돌연변이체는 고농도의 $Na^+$과 $K^+$ 이온에 특이적으로 백화현상을 보이지만, 뿌리 성장에는 변화를 보이지 않았다. 그러므로, BLH8 단백질은 $Na^+$과 $K^+$과 같은 환경스트레스 저항성에 관여하는 중요한 인자임을 시사한다. 이와 같이, GGM program은 환경 스트레스에 관여하는 유전자를 분리하기 위한 유용한 도구일 것으로 사려된다.
독도의 해안에 군락을 이룬 해안식물 근권에서 호염성 및 염내성을 가지는 세균의 분리를 위해 3종의 해안식물의 군락을 선정한 후 각 식물의 군집 하부에서 토양시료를 채취하였다. 시료는 marine broth 한천배지를 이용하여 형태학적인 구분을 통해 순수분리 되었다. 분리된 161개 세균들을 NaCl 9.0% 농도로 조정된 배지에서 생존하는 26개 균주를 선발하여 genomic DNA를 얻은 후, 16S rRNA gene sequence를 증폭하여 부분동정 하였다. 이들의 유연관계 확인을 위해 계통수를 작성한 결과, 이들은 각각 Firmicutes (30.8%), Gamma proteobacteria (53.8%), Bacteroidetes (7.7%), Alpha proteobacteria (7.7%), Actinobacteria (7.7%)에 속하였으며, 이는 기존의 독도 토양 및 해수 미생물상 연구와 특징적 차이를 보인다. 또한, 분리된 세균의 종 조성도 기존 독도 토양 및 해양연구와 유의적으로 상이함을 보였다. 이에 더하여 선발된 26개 균주들 중에서 4균주가 12.0% 이상의 염농도에서 생장하였으며, 이들 중에서 3개 균주가 15.0% 이상의 염농도에서 생장하여 극호염성의 특성을 나타내었으며, 광범위한 염분농도에서도 생장하는 특성을 보였다. 이들은 해안식물 근권에서 독도 특유의 고염분 및 염분변화라는 환경적 스트레스를 극복하며 해안식물과 어떠한 상호작용을 하는 것으로 생각된다.
본 시험에서 사용된 상추는 대조구인 양액과 양액에 30 mM $KNO_3$, 혹은 양액에 50 mM $KNO_3$를 첨가한 염류농도가 다른 3가지의 양액에서 재배하였으며 이들 양액의 EC는 각각 1.0, 4.5, 6.5 ds/m이었다. 상추의 생육은 처리간에 차이를 보였으며 $KNO_3$를 첨가하여 염류농도를 높여준 용액에서 재배한 상추는 잎끝이 마르는 생리적 장해를 보이면서 발아율의 감소는 물론 초장, 경태, 엽장 및 엽폭 등 성장이 대조구와 비교하여 현저히 부진하였다. 이들 양액에서 자란 상추의 뿌리로부터 마이크로솜을 분리하여 ATPase의 특성을 조사하였다. 마이크로솜 ATPase의 활성은 대조구에 비하여 양액에 30 mM $KNO_3$와 50 mM $KNO_3$를 첨가한 용액에서 자란 상추에서 더 높았다. 상추뿌리로부터 분리한 마이크로솜 ATPase의 총활성은 재배양액 조건에 관계없이 pH 7.0에서 최대로 나타났다. ATPase의 활성은 반응용액의 $K^+$ 농도를 증가시키면 증가하였고 반응용액에 $Na^+$ 농도를 증가시키면 감소하였다. $K^+$에 의한 활성증가 효과는 양액에서 재배한 대조구보다 $KNO_3$를 첨가하여 EC를 높여준 양액에서 재배한 상추뿌리의 마이크로솜 ATPase에서 더 크게 나타났다. 이러한 결과는 생육환경내 $KNO_3$ 농도의 증가에 따라 뿌리의 생리활성을 조절하는 ATPase의 활성이 증가함을 보여준다.
본 연구에서는 소형 퇴비화용기에서 미생물이나 퇴비화보조제를 첨가하지 않고 가정에서 발생하는 쓰레기를 매일 1kg씩 투입하면서 퇴비화를 진행 하였다.시험결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 시기별 발생되는 음식쓰레기를 성분함량에는 큰 차이를 나타내었다.2) 실온에서 시간당 1,321.6 l 의 공기를 주입했을때 토비 중 수분함량이 74.36 ${\sim}$ 85.14% 그리고 $45^{\circ}C$에서는 시간당 472 l 의 공기를 주입했을 때 퇴비화에 적절한 수분함량을 유지할 수 있 었다.이때 가동에 필요한 전력 소비량은 한 달에 약 132kwh이였다. 3) 20일 동안의 실험결과 실온에서 약28% 그리고 $45^{\circ}C$에서는 약 44%의 유기물이 분해되었다. 4) 퇴비화 과정 중 일반 성분함량들의 변화에서 축적현상과 같은 경향은 나타나지 않았다.다만 중금속 중 Cd 과 염분의 함량에는 주의가 요구된다. 5) 생물의 여과에 의한 악취의 제거는 $45^{\circ}C$에서는 별 문제가 없었으나 실온에서는 표면적 부하 증가 에 의하여 별 효과가 나타나지 않았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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