• 문화기술의 융합
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• 제5권3호
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• pp.327-332
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• 2019

현대 과학자들은 식물정화공정과 같은 새로운 기술로 중금속을 제거하려고 한다. 이런 최첨단 기술 중 하나는 토양의 특정 중금속을 제거하는 형질 전환 식물을 개발하는 것이다. 본 연구자는 T. goingense Metal Transport Protein 1 유전자와 TgMTP1 : GFP 유전자를 발현하는 형질 전환 벡터를 구축했다. 형질전환체 식물을 선택하여 형질 전환 된 유전자를 애기 장대 게놈에서 확인했다. 발현은 Arabidopsis 세포, 조직 및 기관의 여러 부분에서 확인되었다. Arabidopsis thaliana에서 TgMTP1 과발현하는 식물에 중금속이온이 처리되었을 때 형질 전환 식물체는 비 형질 전환 체보다 중금속 내성이 높았다. 추가 연구를 위해 4 (Zn, Ni, Co, Cd.)가지 중금속에 대한 내성이 향상된 형질 전환 식물을 선택했다. 선택된 T3 TgMTP1 과다 발현 애기 장대 식물은 중금속에 내성이 증가된다. 이 식물은 액포 내에 중금속을 축적하고 동시에 원형질막에 발현되는 MTP1 유전자의 발현을 특징으로 한다. 결론적으로, 이러한 식물은 식물 정화 응용 분야 및 내성이 증가 된 식물로 사용될 수 있다.

• 한국과학예술포럼
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• 제37권4호
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• pp.297-308
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• 2019

연일 최대치를 갱신하고 있는 미세먼지 수치로 인해 대한민국 정부는 공기 오염과 씨름하고 있으며, 환기의 어려움과 실내 방출 오염물질로 인한 실내공기 오염 문제 역시 심각하다. 이러한 실내의 공기 질 개선에 식물의 공기 정화 효과가 돋보이고 있다. 본 연구는 현대인의 생활 환경과 실내공기 오염의 위해성 및 식물의 개선 기능을 조사하고, 식물 애플리케이션 사용을 활성화하기 위하여 시작되었다. 본 연구의 목적은 국내외 식물 관련 애플리케이션의 주요기능과 디자인 현황을 파악하고, 현대인의 식물 애플리케이션 사용 실태를 분석하여 더욱 편리한 식물 관련 지식 습득을 돕는 것이다. 따라서 본 논문은 실내공기 오염이 건강에 미치는 영향과 식물 관련 애플리케이션에 대한 사용자 의식조사를 이행하였다. 이를 통해 새로운 복합적 기능의 식물 애플리케이션 디자인을 제안하는 데 근거를 마련하고자 시도하였다. 연구 결과 및 내용은 다음과 같다. 첫째, 이론적 고찰 결과 실내공기 오염은 실내 생활의 비중이 높은 현대인에게 더욱 위험하며 건강에 악영향을 끼친다. 이와 같은 문제 해결을 위하여 실내공간에 식물을 두는 것만으로도 공기 정화 및 스트레스 감소에 크게 효과를 볼 수 있었다. 둘째, 선행 연구 분석 결과 실내공기 오염의 위해성과 건강에 미치는 영향, 공기정화 식물의 실내 공기개선 사례와 관련된 연구 사례를 찾아볼 수 있었으며, 애플리케이션 개발 및 개선을 통한 사용자의 행동 개선 사례를 파악할 수 있었다. 셋째, 국내외 식물 애플리케이션 현황 조사 결과 현재 설치 수가 높은 애플리케이션의 주요 기능은 식물식별, 물 주기 알림, 식물 기초 정보 제공 등이 있었으며, 카메라를 통한 식물 식별 애플리케이션이 다수였다. 넷째, 설문조사 결과 대부분의 응답자가 식물을 키우고 있거나, 키운 경험이 있었다. 식물 애플리케이션을 사용한 경험이 거의 없는 사람 역시 향후 식물 관련 애플리케이션 사용에 긍정적인 의견을 밝혔다. 또한, 공기 오염 등의 사회 문제로 인하여 식물을 활용한 공기 정화, 기능성 식물 등에 높은 관심을 보이었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 실내공기 오염을 개선할 수 있는 식물과 이와 관련된 정보 제공을 용이하게 도울 수 있는 복합적 기능의 식물 애플리케이션의 필요성을 제안하고자 한다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제37권1호
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• pp.12-24
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• 2010

식물 대사체 (plant metabolomics) 연구는 식물 세포 및 조직에 존재하는 모든 대사산물의 시간적, 공간적 변화를 추적 조사함으로써 식물의 복잡한 생리 현상을 총체적으로 이해하는 연구이다. 이와 같은 식물 대사체 연구는 최근 개발이 이루어지고 있는 여러 오믹스 연구 분야의 하나로 시스템생물학의 한 분야이다. 식물 대사체 연구는 시료로부터 순수 화합물 또는 복합물을 정제하거나 또는 정제가 이루어지지 않은 혼합액으로부터 대사체 스펙트럼 정보를 확보하여 분석이 이루어지므로 추출액 제조 및 얻어진 대사체 데이터의 분석과정의 표준화가 필수적으로 이루어져야 한다. 이는 대사체 분석 결과의 해상도 및 재현성의 확보의 핵심 요소 이다. 식물 대사체 연구는 기능유전체학의 연구 수단은 물론 식물의 종, 품종, 더 나아가 GM 식물의 식별, 대사조절 기작 규명, 유용물질 생산, 식물의 외부 환경 스트레스 요인에 대한 다양한 생리적 반응 이해 등 다양한 연구 분야에서 활용이 이루어지고 있다. 최근 식물 대사체 연구는 모델식물(벼, 애기장대)의 유전체 정보와 연계하여 돌연변이주의 분석을 통해 유전자의 기능 정의 수단으로 활용되고 있다. 따라서 향후 유전체 정보와 대사체 정보의 연계를 통해 복잡한 대사경로 규명이나 다양한 생리 현상 해석 연구가 더욱 활발하게 진행될 것으로 전망된다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제33권3호
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• pp.318-328
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• 2017

Chitinase-producing Paenibacillus elgii strain HOA73 has been used to control plant diseases. However, the antimicrobial activity of its extracellular chitinase has not been fully elucidated. The major extracellular chitinase gene (PeChi68) from strain HOA73 was cloned and expressed in Escherichia coli in this study. This gene had an open reading frame of 2,028 bp, encoding a protein of 675 amino acid residues containing a secretion signal peptide, a chitin-binding domain, two fibronectin type III domains, and a catalytic hydrolase domain. The chitinase (PeChi68) purified from recombinant E. coli exhibited a molecular mass of approximately 68 kDa on SDS-PAGE. Biochemical analysis indicated that optimum temperature for the actitvity of purified chitinase was $50^{\circ}C$. However, it was inactivated with time when it was incubated at $40^{\circ}C$ and $50^{\circ}C$. Its optimum activity was found at pH 7, although its activity was stable when incubated between pH 3 and pH 11. Heavy metals inhibited this chitinase. This purified chitinase completely inhibited spore germination of two Cladosporium isolates and partially inhibited germination of Botrytis cinerea spores. However, it had no effect on the spores of a Colletotricum isolate. These results indicate that the extracellular chitinase produced by P. elgii HOA73 might have function in limiting spore germination of certain fungal pathogens.

• 식물병연구
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• 제28권1호
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• pp.54-56
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• 2022

2021년 7월, 고창 땅콩 재배포장에서 시들음 증상을 보이는 땅콩 지상부를 발견하였다. 병징은 잎이 갈색으로 시들어 말라 죽은 것처럼 보였으며, 채집한 식물체의 지제부를 잘라 표면소독 후 멸균수에 넣었을 때 ooze 현상을 관찰하였다. 땅콩에서 순수분리된 병원균은 16s rRNA 유전자 염기서열과 phylotype 분류, 유연관계 분석을 통해 분리된 균주가 Ralstonia pseudosolanacearum이라는 것을 확인하였다. 현재까지 국내에 보고된 풋마름병은 고추, 토마토, 감자 등을 기주로 발생한다고 알려져 있다. 본 연구는 국내 처음으로 R. pseudosolanacearum에 의해 발생한 땅콩 풋마름병을 보고하고자 한다.

• 생태와환경
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• 제53권3호
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• pp.286-294
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• 2020

깔따구(Diptera: Chironomidae)는 저서성 대형무척추동물로 환경오염 및 수질 모니터링에 이용되는 중요한 지표생물이다. 본 연구에서는 인천 수돗물 정수장에서 발견된 깔따구류의 정밀한 종 동정을 위해 형태적 분류와 미토콘드리아 DNA에서 cytochrome c oxidase subunit I (COI) 유전자의 염기서열을 이용하여 분석하였다. 정수장 6곳의 20개체는 안개무늬날개깔따구(Chironomus kiiensis) 12개체, 노랑털깔따구(Chironomus flaviplumus) 6개체, 등깔따구(Chironomus dorsalis) 1개체, 용산무늬깔따구(Polypedilum yongsanensis) 1개체 등 4종으로 확인되었다. 각 깔따구 종의 형태적 특징은 두부, 하순기절, 대악, 안테나, 발톱의 형태적 특징을 살펴보았다. NCBI Genbank에 등록된 깔따구 17종 21개체의 COI 염기서열을 바탕으로 본 연구에서 조사된 20개체의 계통진화적 분석한 결과 각 4종의 깔따구 COI 염기서열은 등록된 동인 종과 높은 상동성을 보이며 (99~100%) 같은 계통군(clade)으로 나타났다. 이러한 결과는 국내 깔따구의 종 동정을 위한 형태적- 유전적 정보를 통합적으로 제공함으로 담수생태계의 모니터링을 위한 주요한 정보로 활용될 것이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제24권2호
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• pp.73-86
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• 1999

현재 경수로형 원자력발전소의 일차계통 냉각수 정화를 위해 사용되는 이온교환방법은 제염효과가 우수하고 공정이 단순하며 조작이 간편하기 때문에 광범위하게 활용되고 있으나 비금속성분도 함께 제거하여 수지의 수명이 단축되고 폐이온교환수지가 발생되는 단점이 있다. 본 연구에서는 일차계통 냉각수 정화를 위해 사용되는 이온교환수지의 대체공정으로서 전기투석과 이온교환이 결합된 전기탈이온법의 사용가능성을 조사하기 위해 모의 용액을 이용하여 다양한 실험조건하에서 수행하였다. 실험결과 유입유량이 증가할수록 제거율은 증가하고 전력소모는 감소하였다. 금속성분 제거율에서 제염계수 1000으로 일정한 경향을 나타내었으며 전력소모 면에서는 TDS 3 ppm이하를 기준으로 유입유량이 $2.0{\ell}/min$일 때 $40.3mWh/{\ell}$ 이었다. 유입유속이 동일한 조건에서는 희석실에 채운 이온 교환수지의 함량이 증가할수록 금속성분 제거율과 전력소모에서 효과적인 것으로 평가되었다. 이온 교환수지를 채운 전기탈이온 공정은 이온교환수지 자체에 의한 수리적 저항과 현탁질에 의한 수지의 오염으로 인해 운전이 계속될수록 유량이 감소하게 된다. 이러한 단점을 극복하기 위해 이온교환수지 대신 이온전도성 스페이서를 설치하여 실험한 결과 유입유량 문제는 해결할 수 있었으나 전력소모와 금속성분 제거율 및 전류효율 면에서 비효율적인 것으로 평가되었다. 전기탈이온 공정의 연속운전에서도 금속성분 제거율에서 제염계수가 1000으로 안정적인 수준을 유지하였다.

• KSBB Journal
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• 제23권6호
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• pp.557-560
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• 2008

본 연구에서는 식물세포배양으로부터 항암제 paclitaxel 정제를 위한 전처리 공정으로 계면활성제 (surfactant)를 이용한 마이셀(micelle) 공정을 개발하였으며, 특히 마이셀 공정에서의 계면활성제 영향에 대해 조사하였다. 마이셀은 친수성 그룹과 소수성 그룹으로 구성되어 있어 마이셀 내부로는 물에 녹지 않는 paclitaxel을 소수성 그룹이 감싸게 되고 외부는 친수성 그룹이 되어 수용액에 용해될 수 있게 된다. 따라서 식물세포인 biomass로부터 유기용매 추출액을 건조하여 상 분리에 적합한 유기용매에 녹인 후 마이셀 형성에 적합한 계면활성제를 첨가하고 교반하여 정체시키면 물에 녹지 않는 paclitaxel이 마이셀 내부의 소수성 그룹에 감싸여 수용액 상로 이동하고 paclitaxel을 제외한 여러 가지 불순물들 (특히 lipid 성분들)은 유기용매 상에 그대로 존재하게 되어 paclitaxel과 불순물들을 효율적으로 분리하게 된다. 본 실험에서는 분리 및 정제에 많이 쓰이는 대표적인 양이온(CPC, CTMAC, LTMAC), 음이온 (SDS, AOT), 비이온 (Tween, PEG, Triton) 계면활성제의 영향에 대한 실험을 수행하였다. 양이온 계면활성제인 CTMAC (5%, w/v)을 이용한 마이셀 공정에서 가장 높은 수율 (${\sim}99%$)과 순도 (${\sim}21%$)를 얻었으며 또한 마이셀 형성 후 상 분리에 30 min 정도 소요되어 가장 단시간에 상 분리가 이루어짐을 알 수 있었다. 전처리 공정에서의 마이셀 형성 및 상 분리 방법은 불순물로부터 효과적으로 높은 순도의 paclitaxel을 고수율로 회수할 수 있어 최종 정제를 위한 전처리 공정으로 매우 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.545-551
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• 2011

최근 고품질의 수돗물에 대한 소비자의 요구가 상승함에 따라 상수도 배급수관의 내부 부식에 의한 수질악화 및 부식제어 연구에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 노후 관 교체 사업을 대신하여 수질 관리를 위한 부식 제어 수단을 강구하지 않고서는 근본적인 문제 해결이 이루어질 수 없는 실정이다. 본 연구에서는 수질안정화 약품 주입에 의한 상수도관 내부 부식제어 효율을 평가하기 위해 Pilot Plant 실험을 실시하였으며, 부식성제어 효율은 물의 부식성을 나타내는 LSI(Langelier Saturation Index)값에 의해 평가되었다. 실험결과, Pilot Plant에 의해 제조된 반응수는 수질안정화 약품인 액상소석회($Ca(OH)_2$, liquid lime)의 주입으로 부식성이 개선되어 철 용출이 억제되는 효과가 확인되었다. 강관과 동관을 절단하여 제작한 시편의 부식도 측정을 통해 각각 35.4, 44.5%의 부식제어 효과가 있음을 확인하였고 수질안정화 약품이 주입된 Sample관이 더 두터운 부식 생성물 층을 갖고 있는 것으로 밝혀졌으며, 결과적으로 수질안정화 약품을 투입한 배관이 부식 방지 측면에서 안정한 수질을 갖고 있음을 알 수 있었다.

• 인간식물환경학회지
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• 제23권6호
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• pp.603-614
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• 2020

Background and objective: This study was conducted to understand urban residents' perception of indoor plants in order to assist in the preparation of guidelines for growing plants indoors. Methods: Questionnaires were distributed to urban residents currently growing plants or with experience of growing plants. The data of 247 respondents were subjected to analysis to assess their level of interest and ability with regard to growing plants, and their recognition of the selection and function of plants. Results: Respondents showed high interest in growing plants at a level of 6.77, but their ability was moderate. This suggests that information regarding plant maintenance should be provided to urban residents. They recognized the function of plants for improving the environment as important, and expected that indoor plants would improve their mood and visual experience. Satisfaction with growing plants was high from an emotional perspective. They recognized that the function of air purification function was important even if the actual performance or effect was not great. This indicates that the function of air purification should be emphasized more. As the result of the IPA, plants should be selected in consideration of morphological characteristics such as leaf, flower and fruit, and continuously managed to maintain their characteristics. Since the performance of pots was less satisfactory compared to their importance, they should be selected so that they harmonize better with plants and are of the appropriate size to fit the space. The type of plants is an important factor in plant selection in order to perform an environmental function, and the flower color and pot size are important in terms of aesthetics and healing. Conclusion: When horticulture information on indoor plants is provided to urban residents, first, it should be provided to satisfy the functions of the plants required by urban residents and in order to promote and maintain the proper growth of plants. Second, various contents that utilize components should be developed to achieve plant function so that resident can determine the function of plants and select the type, quantity, and shape of plants to achieve the desired function.