• Journal of Ginseng Research
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• 제47권2호
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• pp.265-273
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• 2023

Background: The intestinal microbiota is an important regulator of bone health. In previous studies we have shown that intestinal microbiota dysbiosis, induced by treatment with broad spectrum antibiotics (ABX) followed by natural repopulation, results in gut barrier dysfunction and bone loss. We have also shown that treatment with probiotics or a gut barrier enhancer can inhibit dysbiosis-induced bone loss. The overall goal of this project was to test the effect of Korean Red Ginseng (KRG) extract on bone and gut health using antibiotics (ABX) dysbiosis-induced bone loss model in mice. Methods: Adult male mice (Balb/C, 12-week old) were administered broad spectrum antibiotics (ampicillin and neomycin) for 2 weeks followed by 4 weeks of natural repopulation. During this 4-week period, mice were treated with vehicle (water) or KRG extract. Other controls included mice that did not receive either antibiotics or KRG extract and mice that received only KRG extract. At the end of the experiments, we assessed various parameters to assess bone, microbiota and in vivo intestinal permeability. Results: Consistent with our previous results, post-ABX- dysbiosis led to significant bone loss. Importantly, this was associated with a decrease in gut microbiota alpha diversity and an increase in intestinal permeability. All these effects including bone loss were prevented by KRG extract treatment. Furthermore, our studies identified multiple genera including Lactobacillus and rc4-4 as well as Alistipes finegoldii to be potentially linked to the effect of KRG extract on gut-bone axis. Conclusion: Together, our results demonstrate that KRG extract regulates the gut-bone axis and is effective at preventing dysbiosis-induced bone loss in mice.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제27권6호
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• pp.346-355
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• 2024

Groupers are economically important species in the fishery and aquaculture industries in Asian countries. Various species of grouper, including hybrids, have been brought to market even without precise species identification. In this study, we analyzed the structure and expression profile of the gene encoding prolactin (PRL) in the red-spotted grouper Epinephelus akaara based on genomic DNA and cDNA templates. The results showed that the PRL gene consists of five exons encoding an open reading frame of 212 amino acids, including a putative signal peptide of 24 amino acids and a mature structural protein of 188 amino acids. It showed amino acid identities of 99% with Epinephelus coioides, 83% with Amphiprion melanopus, 82% with Acanthopagrus schlegelii, 75% with Oreochromis niloticus, 70% with Coregonus autumnalis, and 67% with Oncorhynchus mykiss, indicating its closer similarity to E. coioides and other groupers but marked distinction from non-teleost PRLs. PRL mRNA expression was detected mostly in the brain, including the pituitary gland, with little expression in other tissues. While the 5-exon structure of the PRL gene of red-spotted grouper and the exon sizes were conserved, the sizes of the introns, particularly the first intron, were markedly different among the grouper species. To examine whether these differences can be used to distinguish groupers of similar phenotypes, exon-primed intron-crossing analysis was carried out for various commercially important grouper species. The results showed clear differences in size of the amplified fragment encompassing the first intron of the PRL gene, indicating that this method could be used to develop species-specific markers capable of discriminating between grouper species and their hybrids at the molecular level.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제42권3호
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• pp.245-256
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• 2015

농업에서의 LED는 단지 광을 보충해주는 역할로만 이용되는 것뿐 아니라, 시설 재배 시스템에 있어 매우 중요한 주광원이다. 인공광을 이용한 시설재배에서 주광인 형광등에 다양한 파장의 광질을 혼합하여 식물의 생육 및 대사를 증진시키는 시도가 있어 왔다. 주광인 형광등에 청색광을 혼합한 조건과 청색 단독광 조건을 배추 유묘에 조사한 후 마이크로어레이 분석을 수행한 결과 배추 속 작물의 기능성 물질로 주목을 받고 있는 글루코시놀레이트 합성에 관여하는 일부 유전자들 중 청색 혼합광 조건에서 3.6-4.6배는 증가 하는 유전자 3개를 찾을 수 있었다. 글루코시놀레이트 합성 유전자를 배추 데이터베이스에서 더 선발하여 적, 녹, 청색광을 형광등에 각각 혼합한 조건에 반응하여 발현이 변하하는지 관찰하였는데 청색광 혼합 조건뿐아니라 적색광 혼합 조건에서도 발현이 증가하는 유전자들이 있었다. 각각 애기장대 CYP79F1, ST5a, FMOGS-OX1와 이종상동 유전자인 Bra026058, Bra015379와 Bra021429는 청색광 조건에서 발현량이 증가하였으나 MAM1, AOP3, UGT74B1, BCAT4의 이종상동유전자인 Bra029355, Bra034180, Bra024634, Bra022448은 청색광 보다 적색 혼합광 조건에서 발현이 증가하였다. 혼합광 처리에 의한 글루코시놀레이트 합성의 효과는 배추 품종에 따라 차이를 보였으나 몇가지 글루코시놀레이트가 청색광을 혼합한 조건에서 합성이 증가하였다. 이러한 결과는 유묘의 생육 시설에서 기능적으로 우수한 작물을 생산하는 인공광 조건을 조성하는데 유용한 기초 자료가 될 것으로 사료된다.

• 원예과학기술지
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• 제31권5호
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• pp.607-616
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• 2013

광은 모든 살아 있는 세포에 있어서 매우 중요한 신호이며 생물체에게 이익이 되면서 동시에 해가 되기도 하는데, 광 환경에 잘 적응한 유기체는 자연에서의 경쟁에서 더 잘 살아남을 수 있다. 광질과 식물 생육에 대한 정보는 LED와 같은 인공광을 효율적으로 사용하게 하여 경제적인 손실을 줄일 수 있다. 초기 1주 동안 단일 광파장에 노출된 배추 유묘의 생장을 보면 백색광 조건에서 생장한 묘와 비교했을 때 적색광과 청색광 조건에서는 유묘의 발달과 생육이 정상이었다. 암조건에서 자란 유묘는 하배축이 길고 황화된 반면, 초적외광 조건에서 자란 유묘는 황화되었으나 하배축이 거의 신장하지 않았다. 마이크로어레이를 이용하여 유전자 대량 발현분석 실험을 수행한 결과, 청색광 조건에서 유묘의 생육이 가장 왕성하였으며 적색광 조건과 비교하여 발현변화를 보인 유전자의 수가 2배 많았다. 각각의 광질 조건에서 발현 증가 된 유전자들을 기능별로 분류해 보면(GO 분석) 적색광과 청색광은 생물학적 과정(biological process)과 관련된 유전자의 발현에 영향을 많이 주었다. 특히 대사과정(metabolic process)과 발달과정(developmental process) 그리고 세포 요소(cellular component) 중 색소체(plastid)나 엽록체(chloroplast)관련 유전자들의 발현이 청색광 조건에서 더 많이 증가하였다. 또한 초적외광 조건에서도 다양한 유전자들이 발현 변화를 보였다. 본 논문은 다양한 배추 유묘의 생장에 대한 광질의 영향을 분자생물학적으로 증명하기 위해 수행되었으며 유묘의 배양에 LED 광원이 효율적으로 이용될 수 있음을 보여 주었다.

• 원예과학기술지
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• 제29권4호
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• pp.352-357
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• 2011

장미의 발아율은 약 20% 정도이고 과피 안에 발아억제물질이 존재하며 물 투과성이 어렵기 때문에 육종의 한계가 있다. 본 연구는 장미속 식물인 해당화의 종자를 이용하여 위하여 $25^{\circ}C$ 배양실에 16시간 광주기 하에서 기내배양을 수행하였다. 해당화 종자를 half-cut하여 치상 방향에 따른 발아율을 확인하기 위하여 치상방향을 달리하여 2주간 배양하였다. 종자의 절단면이 배지에 닿지 않도록 치상하였을 경우 모두 발아가 되었으나, 반대로 치상한 경우에는 전혀 발아되지 않았다. Intact 종자와 half-cut된 종자의 수분 후 경과일수와 저온 요구도에 따른 발아율을 비교하기 위해 2주 동안 배양한 결과 intact 종자는 발아되지 않았으며 수분 후 경과 90일된 half-cut 종자에서는 저온처리의 유무에 관계없이 100% 발아하였으며, 수분 후 경과일수가 지날수록 발아율이 높았다. 또한 half-cut 종자를 적색, 청색, 흰색, 황색, 녹색 LED 하에서 배양한 결과 1주 후에 청색 LED에서 90%로 가장 높은 발아율을 보였다. 본 연구에서는 다양한 실험을 수행하여 층적 저온처리 없이도 해당화의 발아기간을 성공적으로 단축시켰고, 종자의 half-cut 방법을 장미의 육종연구에 적용한다면 더 효율적인 발아연구 및 육종연구를 할 수 있을 것이라 생각된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제25권2호
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• pp.77-82
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• 2016

본 연구는 식물공장 인공광원이 수경재배 케일의 생육, 수량 및 글루코시놀레이트(GLS) 함량에 미치는 영향을 구명코자 수행하였다. 인공광원으로 LED B:W(1:1, BW), R:B:W(2:1:3, RBW), BW+형광등(1:1+FL, BW+FL) 등 3처리를 하였다. 수확 엽수와 엽중은 BW+FL이 BW와 RBW보다 우수하였다. 엽장은 BW+FL에서, 엽폭은 RBW가 우수하여 다른 처리와 통계적인 유의성을 나타냈다. 엽록소 함량과 'L' 값은 처리간에 유의성이 없었으며, 'a' 값과 'b' 값은 BW+FL에서 가장 낮았다. GLS 함량은 모든 처리에서 glucobrassicin, glucoiberin, gluconasturtiin, sinigrin, progoitrin, glucoraphamin, epiprogoitrin 순으로 많았으며, 총 GLS 함량은 RBW에서 가장 높았다. 잎의 수분 함량, 조단백질, 조지방 함량, 회분 함량은 처리간에 유의성을 나타내지 않았다. 결론적으로 광은 생육과 2차 대사산물의 합성에 차이가 나타내며, 기능성 향상을 위해 후속 연구가 필요하다고 판단된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권5호
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• pp.233-240
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• 2012

백색 발광다이오드(white light-emitting diodes)를 이용한 광소자는 소비전력이 상대적으로 작고, 안정적이며, 수은과 같은 유해 중금속을 포함하지 않기 때문에, 에너지 절약 및 친환경 산업측면에서 유망한 산업으로 급속히 발전하고 있다. 국내의 경우 LED 조명의 효율, 신뢰성, 연색성을 향상시키는데 필수 소재인 형광체의 기술 확보에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 관점에서 기존의 YAG, TAG, silicate 계열 산화물 형광체 뿐만 아니라 고온특성이 우수한 산/질화물계 형광체 개발에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 산/질화물계 형광체 조성에서 $M_2Si_5N_8$ : $Eu^{2+}$, $MAlSiN_3$ : $Eu^{2+}$ M-SiON(M = Ca, Sr, Ba), ${\alpha}/{\beta}$-SiAlON : $Eu^{2+}$과 같은 재료는 440~460 nm 영역에서의 넓은 여기파장과 우수한 발광효율로 청색 LED 칩을 이용한 백색 LED에 넓게 사용되고 있다. 이 논문에서는 이러한 산/질화물계 형광체 조성의 결정학적, 광학적 특성 및 응용에 대해서 정리하였다. 또한 최근에 주목받고 있는 양자점(quantum dots) 형광체를 응용한 white LEDs의 개발동향에 대해서도 알아보도록 한다.

• 한국환경농학회지
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• 제38권4호
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• pp.225-236
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• 2019

인공광 식물공장에서는 작물을 생산하기 위하여 일반적으로 화학비료 유래 무기성분을 포함하는 배양액을 시용하여 수경재배한다. 본 연구에서는 광질이 상이한 식물공장에서 관행의 무기배양액 일부 또는 전량을 유기배양액으로 대체할 수 있는 폐기 농업부산물 유래 유기배양액을 시용하여 수경재배하고 작물의 생장에 미치는 영향을 검토하였다. 청색, 적색 및 백색 LED를 1:2:1의 비율로 혼합한 혼합LED 및 관행의 형광등 조사 조건에서 적치마와 청치마 상추 실생묘를 35일간 수경재배한 결과, 적치마와 청치마 상추의 생체중 및 전개엽수 증가는 형광등을 조사한 Y구에서 통계적으로 유의하게 증가하였다. 그러나 유·무기 혼합배양액 처리구인 YK 및 YTJ에서는 오히려 혼합LED 조사구에서 증가하였다. 유기배양액 단용 또는 유·무기 혼합배양액 처리시 엽내 SPAD치는 두 실생묘 모두 Y구와 유사하거나 증가하는 경향을 나타내었다. 관행의 무기배양액인 Y구에서 배양액내 구성성분 중 가장 많은 양을 차지하고 있는 무기성분인 NO₃-N은 재배 개시일에 약 97 mg/L으로, 적치마와 청치마 상추 실생묘에서 모두 재배기간이 경과함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 적치마의 경우 재배종료시 각 처리구별 NO₃-N 농도는 형광등 조사시 약 29 mg/L, 혼합LED 조사시 24 mg/L였으며, 청치마의 경우 형광등 조사시 약 26 mg/L, 혼합LED 조사시 47 mg/L로, 초기 투입량 대비 25~48% 정도의 양이 재배종료시까지 흡수되지 않고 남아 있었다. 재배개시일 NH₃-N 농도는 Y구3-N 잔여량은 약 13%로 최대값을 나타내었다. 관행의 무기배양액내 질산태질소는 작물체에 흡수되어 생체중, 엽수 증가와 같은 지상부 생장을 좌우하는 주요 성분이지만 재배종료시까지 전량이 흡수되지 않고 남아 있는 것으로 보아 상추 수경재배시 배양액내 질산태질소의 초기 투입량을 조절할 필요성이 대두되었다. 연구결과 농업부산물 유래 유기배양액을 활용하여 적치마와 청치마 상추를 수경재배할 경우 유기배양액 단용보다 유·무기 혼합배양액 시용으로 유기배양액내 부족한 질소 성분을 무기질소로 보충할 수 있어 무기성분 사용량 저감이 기대된다. 또한 상추 실생묘의 양적생장 추이와 달리 엽내 색소합성이 관행 무기배양액보다 특정 유기배양액 단용 또는 혼용에 의해 유의하게 증가하는 것으로 보아 작물체내 물질합성량, 유기배양액 사용기간 및 재이용 등 유기배양액의 화학적 특성 변화에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국유기농업학회지
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• 제21권4호
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• pp.659-668
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• 2013

The objective of this study was carried out to elucidate the effect of LEDs (light emitting diodes) irradiation in relation to early growth and inorganic elements in leaf lettuce (Lactuca sativa L. 'Chung Chi Ma'). In morphological changes of leaves, shoot elongation and hypocotyl length showed poor growth in red light irradiation, while the red+blue light irradiation induced shorter plant height and much greater leaf numbers resulting in increased fresh weight. In change of the Hunter's color and SPAD values, lettuce seedlings grown under in red+blue and fluorescent light irradiation had a higher $a^*$ value, otherwise SPAD values were not changed in these light irradiations. Interestingly, relative chlorophyll contents showed 1.8 times increased redness in the treatment of red+blue light irradiation. Inorganic element (N, Ca, Mg, Mn, and Fe) and ascorbic acid contents were increased in lettuce plants grown under LEDs light irradiation compared to those of lettuce grown under the fluorescent light which showed higher P and Mn contents. In conclusion, it is considered that red+blue light irradiation which stimulates growth and higher nutrient uptake in leaf lettuce could be employed in containers equipped with LEDs.

• 대한본초학회지
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• 제27권6호
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• pp.99-105
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• 2012

Objectives : Korean red ginseng and Morus alba L. are used as a traditional treatment for diabetes. This study was designed to elucidate whether combination with Korean red ginseng and Morus alba L. (MPM) ameliorates metabolic syndrome in fructose-fed rats. Methods : Animals were divided into four groups; Control receiving tap water, fructose-fed, rosiglitazone-treated fructose-fed rats, and MPM-treated fructose-fed rats both receiving supplemented with 60% fructose (n=10). The MPM or rosiglitazone groups initially received a high-fructose (HF) diet alone for 8 weeks, with supplementation with MPM or rosiglitazone occurring during the final 6 weeks. Results : MPM and rosiglitazone, synthetic $PPAR{\gamma}$ agonist, treatment significantly prevented the increase in fasting serum glucose, leptin, triglyceride, and low density lipoprotein in the HF group when comparing with the control group. MPM and rosiglitazone also led to an increase in high density lipoprotein level in the HF group. The administration of MPM and rosiglitazone prevented the development of the metabolic disturbances such as impaired glucose tolerance, and blood pressure. MPM suppressed increased expressions of endothelin-1 (ET-1) in HF rat aorta. In addition, MPM significantly increased IR-${\beta}$ and PPAR-${\gamma}$ expression in muscle. Conclusions : Based on these results, we suggest that the administration of MPM improves metabolic syndrome through the alteration in lipid profiles and suppression of insulin resistant and blood pressure.