• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.124-124
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• 2017

Cadmium (Cd) is of particular concern because of its widespread occurrence and high toxicity and may cause serious morpho-physiological and molecular abnormalities in in plants. The present study was performed to explore Cd-induced morpho-physiological alterations and their potentiality associated mechanisms in Sorghum bicolor leaves at the protein level. Ten-day-old sorghum seedlings were exposed to different concentrations (0, 100, and $150{\mu}M$) of $CdCl_2$, and different morpho-physiological responses were recorded. The effects of Cd exposure on protein expression patterns in S. bicolor were investigated using two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) in samples derived from the leaves of both control and Cd-treated seedlings. The observed morphological changes revealed that the plants treated with Cd displayed dramatically altered shoot lengths, fresh weights, and relative water content. In addition, the concentration of Cd was markedly increased by treatment with Cd, and the amount of Cd taken up by the shoots was significantly and directly correlated with the applied level of Cd. Using the 2-DE method, a total of 33 differentially expressed protein spots were analyzed using MALDI-TOF/TOF MS. Of these, treatment with Cd resulted in significant increases in 15 proteins and decreases in 18 proteins. Significant changes were absorbed in the levels of proteins known to be involved in carbohydrate metabolism, transcriptional regulation, translation and stress responses. Proteomic results revealed that Cd stress had an inhibitory effect on carbon fixation, ATP production and the regulation of protein synthesis. In addition, the up-regulation of glutathione S-transferase and cytochrome P450 may play a significant role in Cd-related toxicity and stress responses. Our study provides insights into the integrated molecular mechanisms involved in response to Cd and the effects of Cd on the growth and physiological characteristics of sorghum seedlings. The upregulation of these stress-related genes may be candidates for further research and use in genetic manipulation of sorghum tolerance to Cd stress.

• 원예과학기술지
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• 제33권4호
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• pp.575-584
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• 2015

건조 스트레스는 작물의 생존과 생산성을 결정하는데 매우 중요한 환경요인이다. 본 연구의 목적은 배추에서 신규 건조 스트레스 저항성 유전자를 동정 검정하는 것이다. 건조 스트레스 하에서 생육된 지부('Chiifu') 배추를 이용하여 제작된 KBGP-24K 마이크로어레이 데이터 분석을 통해 738개의 건조 반응 유전자 중 기능은 밝혀져 있지 않지만, 건조 스트레스 하에서 발현량이 6배 이상 크게 증가한 1개의 유전자를 선발하여 BrDSR(B. rapa Drought Stress Resistance)이라 명명하였다. 이의 검정을 위해 내혼계배추('CT001')에서 BrDSR을 동정한 결과 438bp의 오픈리딩프레임과 145개의 아미노산을 가지고 있음을 확인하였고, 동정된 완전장의 cDNA 염기서열은 형질전환용 과발현 vector인 'pSL100' 제작에 이용하였다. BrDSR이 식물체에서 건조 스트레스 저항성을 향상시켜줄 수 있는지 분석하기 위해 담배 형질전환을 수행하였다. PCR과 DNA 블롯 분석으로 선발된 T1 세대 담배 형질전환체들을 대상으로 quantitative real-time RT PCR 분석을 수행한 결과, 형질전환체의 BrDSR 발현량은 비형질 전환체 보다 2.6배까지 증가하였다. 또한 건조처리 10일째 수행한 표현형 분석에서 BrDSR이 발현되는 담배 형질전환체들이 비형질전환체들 보다 우수한 건조 저항성을 보였다. 연구 결과들을 종합하면 BrDSR은 건조 스트레스 하에서 식물의 생장과 생존에 효과적인 저항성 기능을 할 것으로 기대된다.

• 한국산림과학회지
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• 제106권2호
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• pp.121-129
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• 2017

토양미생물은 산림 생태계 구성 요소로써 산림 내 물질 순환 및 식물 생장 등에 중요한 역할을 한다. 그러나 국내 산림과학분야에서는 토양 균류 일부 종에 대한 연구가 주로 실시되어졌으며, 박테리아를 포함한 미생물 군집에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 16S rRNA gene 영역에 대한 차세대염기서열분석법을 통해, 장군봉 천연 소나무림 토양 내 존재하는 박테리아 군집 구성을 파악하였다. 분석 결과, phylum 수준에서 Proteobacteria, Acidobacteria, Actinobacteria, Planctomycetes 등이 나타나, 전형적인 토양 박테리아 군집 구성을 보였다. 또한, 부영양 환경을 선호하는 Proteobacteria가 가장 높은 비율을 차지하였는데, 다른 인공림과 비교하여 장군봉 천연 소나무림 토양 유기물량이 상대적으로 풍부한 것이 원인으로 생각된다. 한편, 토양 내 질소 순환에 기여를 하는 뿌리혹박테리아 분류군을 살펴본 결과, Burkholderia, Bradyrhizobium, Rhizobium 속이 주로 존재하는 것을 확인하였다. 토양 물리 화학적 특성과 박테리아 군집 구성간의 상관관계를 분석한 결과, 토양 내 pH가 박테리아 군집 구성과 관련된 주요 토양 특성인 것으로 확인되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제35권1호
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• pp.39-45
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• 2016

장기간의 무기질비료 연용은 토양생태계의 비생물적 및 생물적 요소에 영향을 미쳤다. 질소 투입은 식물의 생장과 토양 유기물 함량을 증가시켰다. 하지만 이것이 토양미생물의 증가로 이어지지 않았으며, 토양 pH의 감소나 EC의 증가와 같은 환경스트레스 증가에 의한 것으로 판단된다. 한편 미생물 밀도는 처리간 차이가 있었지만, 이를 섭식하는 미소동물과의 상관관계는 없었다. 다만 동적평형에 의해 표면적으로 밀도변화가 나타나지 않았거나, 각 생물군의 군집조성이 변화했을 가능성에 대해서는 추가적인 검토가 필요하다. 유기물함량과 선충밀도의 유의적 상관관계는 시비에 의한 토양 이화학성 변화가 직접적으로 미소동물에게 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여준다. 또한, 분해자인 미생물과 이를 섭식하는 미소동물간의 상관적 관계가 없었다는 것은 먹이연쇄에서 환경요소의 변화가 먹이양보다 더 큰 영향을 미칠 수 있다는 점을 보여준다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제7권1호
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• pp.59-67
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• 2004

This study was carried out to select proper species for early stage replantation in granite forest roads cut-slope. From one to fourteen year elapsed forest roads in eight regional areas of Gyeongsang-do and Jeolla-do, sample plots were selected, and their vegetations and environmental factors were investigated. Soil organic matter, total nitrogen, soil moisture content, and bulk density in the granite weathering soils were below 0.4%, 0.03%, 12.4%, and above 1.2g/$cm^3$, respectively. The result indicated that the soil was not good for plant growth. The environmental factors affecting distribution of species in the granite forest roads were the elapsed year, elevation, and cut-slope aspect. Invaded species with high frequency in the forest road cut-slope ordered Pinus densiflora, Lespedeza bicolor, Rubus crataegifolius, Alnus hirsuta, Youngia denticulata, Patrinia villosa, Artemisia princeps var. orientalis, Zanthoxylum schinifolium, and Dactylis glomerata. Herbs seeded in earth stage such as Dactylis glomerata, Eragrostis curvula, Festuca arundinacea, Lespedeza sp., and Amorpha fruticosa had changed into perennial herbs and shrubs such as Youngia denticulata, Patrinia villosa, Aster scaber, Patrinia scabiosaefolia, Melica onoei, Astilbe chinensis var. davidii, Chrysanthemum zawadskii var. latilobum, Pueraria thunbergiana, Stephanandra incisa, and Clematis apiifolia, and had changed into plants such as Artemisia princeps var. orientalis, Artemisia keiskeana, Miscanthus sinensis, Pinus densiflora, Rhododendron mucronulatum, Rubus crataegifolius, and Zanthoxylum schinifolium according to elapsed year of forest roads. Leguma such as Lespedeza sp., Pueraria thunbergiana, Amorpha fruticosa, etc., herbs such as Artemisia keiskeana, Artemisia princeps var. orientalis, Chrysanthemum zawadskii var. latilobum, Miscanthus sinensis, etc., and woody plants such as Pinus densiflora, Rubus crataegifolius, Rhododendron mucronulatum, etc., with foreign herbs were considered as proper species for replantation in granite forest road cut-slope.

• Applied Biological Chemistry
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• 제40권3호
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• pp.243-248
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• 1997

미나리 (O. javanica)는 오염된 하수 등에서도 매우 잘 자라는 식물체이다. 이런 미나리를 phytoremediation에 응용하기 위하여 $50\;{\mu}M$ 카드늄을 처리하여 카드늄에 대한 저항성 및 식물체에 축적된 카드늄을 정량하고 생리적, 생화학적 변화를 조사하였다. 카드늄을 처리하고 3주 뒤에 미나리는 거의 성장저해를 받지 않았으나 대조구로 사용한 담배 (N. tabacum Xanthi)는 75% 성장저해를 받았다. 미나리는 뿌리, 줄기, 잎에 건중량 1 그램당 각각 2.1, 7.3, $113\;{\mu}moles$의 카드늄을 축적하였다. 카드늄을 처리한 미나리의 경우 전체 thiol 잔기의 농도가 카드늄을 처리하지 않은 미나리에 비해 뿌리, 줄기, 잎에서 각각 0.5, 1,7배 증가하였으나 글루타치온 농도의 경우는 대조구에 비해 각각 57%, 30%, 53% 까지 감소하였다. 이를 HPLC로 조사해본 결과 증가된 thiol의 함량은 새로운 thiol 잔기를 지닌 물질의 생성으로 기인된 것이고, retention time을 기초로 이는 phytochelatin인 것으로 보여진다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제29권4호
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• pp.299-306
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• 2009

저온 스트레스에 대한 내성을 지닌 신품종 톨 페스큐를 개발할 목적으로 CaMV35S 프로모터 하류에 NDP kinase 2 유전자가 항상적으로 발현하도록 제작한 벡터를 Agrobacterium법을 이용하여 톨 페스큐에 도입하였다. Hygromycin이 첨가된 선발배지에서 내성을 나타내며 재분화된 형질전환 식물체를 pot로 이식하여 기내순화 시킨 후, Southern blot 분석을 실시하여 본 결과, NDP kinase 2 유전자가 형질전환 식물체의 genome에 정상적으로 도입되었음을 확인하였다. 프로테옴 분석을 통하여 도입유전자의 조절을 받는 항산화관련 유전자들의 발현이 유도되었음을 확인 할 수 있었다. 형질전환 식물체 잎 절편을 산화스트레스 중의 하나인 저온 스트레스를 처리하여 세포의 손상 정도를 조사한 결과, 비형질전환체에 비해 형질전환체는 강한 내성을 나타내었다. 또한 유식물체 수준에서 저온 스트레스를 처리하여 내성을 비교한 결과, 비형질전환체에 비해 형질전환체는 높은 내성을 나타내었다. 이 형질전환 톨페스큐는 산화스트레스 내성 품종개발을 위한 소재로 활용 될 수 있을 것이다.

• 한국균학회지
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• 제37권1호
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• pp.96-103
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• 2009

병원성 미생물을 방제하기 위하여 국내의 고추 재배지에서 탄저병균에 감염된 고추로부터 Bacillus속 균주를 분리하였다. 이들 중 고추탄저병균인 C. gloeosporioides 균주와 식물에 회색곰팡이병을 일으키는 Botrytis cinerea 균주에 대한 길항작용이 가장 우수한 Bacillus sp. IUB158-03을 선발하였다. 선발된 균주의 형태적, 생리 생화학적 특성과 MicroLog 방법을 이용하여 동정된된 균주는 B. amyloliquefaciens IUB158-03로 명명하였다. 항진균물질 생산을 위한 최적배지 조건은 2% soluble starch, 3% yeast extract, 0.5% tryptone, 0.5% $NH_4H_2PO_4$, 1% NaCl의 pH 6.0에서 $25^{\circ}C$, 72시간 배양한 추출물에서 가장 높은 항진균활성을 나타내었다. B. amyloliquefaciens IUB158-03이 생산한 항진균물질을 butanol로 추출한 후 silica gel column chromatography, preparative thin layer chromatography, and HPLC을 이용하여 항진균물질을 정제하였다. 정제된 항진균물질은 TLC plate 상에서 $R_f$값이 0.27인 것이 확인되었으며, 이 물질은 식물병원균인 Fusarium solani, Rhizoctonia solani, Botrytis cineria, Alternata alternaria와 인체병원성 진균인 Trichophyton mentagrophytes, Epidermophyton floccosum, Cryptococcus neoformans 등에만 선택적으로 높은 항진균 활성을 보였다.

• Journal of Microbiology
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• 제45권5호
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• pp.460-465
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• 2007

This study was carried out in order to investigate the potential of using plant oils derived from Leptospermum petersonii Bailey and Syzygium aromaticum L. Merr. Et Perry as natural antifungal agents. The antifungal effects of essential oils at concentrations of 0.05, 0.1, 0.15, and 0.2 mg/ml on the dermatophytes Microsporum canis (KCTC 6591), Trichophyton mentagrophytes (KCTC 6077), Trichophyton rubrum (KCCM 60443), Epidermophyton floccosum (KCCM 11667), and Microsporum gypseum were evaluated using the agar diffusion method. The major constituents of the active fraction against the dermatophytes were identified by gas chromatography-mass spectrometry and high-performance liquid chromatography analysis. The antifungal activities of S. aromaticum oil (clove oil) against the dermatophytes tested were highest at a concentration of 0.2mg/ml, with an effectiveness of more than 60%. Hyphal growth was completely inhibited in T. mentagrophytes, T. rubrum, and M. gypseum by treatment with clove oil at a concentration of 0.2 mg/ml. Eugenol was the most effective antifungal constituent of clove oil against the dermatophytes T. mentagrophytes and M. canis. Morphological changes in the hyphae of T. mentagrophytes, such as damage to the cell wall and cell membrane and the expansion of the endoplasmic reticulum, after treatment with 0.11 mg/ml eugenol were observed by transmission electron microscopy (TEM). At a concentration of 0.2 mg/ml, L. petersonii oil (LPO) was more than 90% effective against all of the dermatophytes tested, with the exception of T. rubrum. Geranial was determined to be the most active antifungal constituent of L. petersonii oil. Taken together, the results of this study demonstrate that clove and tea tree oils exhibited significant antifungal activities against the dermatophytes tested in this study.

• 한국응용곤충학회지
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• 제53권1호
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• pp.15-26
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• 2014

다양한 먹이 조건에서 생활하는 아메리카동애등에(Hermetia illucens)는 장내 세균의 의존성을 가질 수 있다. 이 가설을 증명하기 위해 본 연구는 종령 유충의 소화관에 존재하는 세균을 분리, 동정하고 효소활성 및 항균 능력을 분석하였다. 종령 유충의 소화관은 몸 체장에 약 7 배의 길이를 나타냈다. 한 개체의 소화관 내 존재하는 세균 수는 $5.0{\times}10^6$ cfu로 98% 이상이 후장에 존재했다. 소화관에는 3 종류의 상이한 세균이 존재했고, 미생물 동정 장치는 이들이 각각 Morganella morganii, Providencia rettgeri 및 Bacillus halodurans로 동정하였다. 이들 소화관 세균을 16S rDNA 서열을 분석한 결과 이 외에 Proteus mirabilis, Providencia alcalifaciens, Providencia sp.를 검출하였다. 이들 장내세균은 항생제 내성을 보였고, 타 미생물의 성장을 억제하였다. 또한 섬유소, 지질, 단백질 및 탄수화물의 분해 능력을 보유하였다. 본 연구 결과들은 아메리카동애등에 소화관에 유용성이 높은 세균을 보유하고 있다고 제시하였다.