• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권5호
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• pp.1067-1072
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• 2005

A metagenomic library was constructed using a fosmid vector, and total genomic DNA was extracted directly from soil at Cisolok (hot spring area, Indonesia). This library was composed of 10,214 clones and screened for lipolytic enzyme on tributyrin agar plates. An esterase gene (estMa) was subcloned and sequenced from a positive lipolytic active clone. Esterase EstMa was encoded by a 954-bp open reading frame and showed low ($11-33\%$) amino acid similarity to known esterases. The amino acid sequence analysis demonstrated that the enzyme is a new member of lipolytic enzyme family VI. The estMa gene encodes a preprotein of 317 amino acids with a predicted molecular mass of 34,799 Da. The purified enzyme exhibited optimal activity at $50^{\circ}C$ and pH 6.5. The $K_m,\;and\;V_{max}$ values of EstMa for the hydrolysis of p-nitrophenyl valerate were $45.3\;{\mu}M$ and 4.45 U/mg, respectively.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2005년도 생물공학의 동향(XVI)
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• pp.317-321
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• 2005

L- arabinose residues are widely distributed in plant cell walls, where they are present in polymers such as arabinans, arabinoxylans, arabinogalactans and arabinogalactan proteins. L-arabinose suppress intestinal sucrase and decrease the adsorption of sugar in the small intestine, consequently, weight loss and fatness prevent. Now, xylose be used replacement sugar and arabinose be utilized fatness prevent of our time. Various Agricultural surplus like com fiber, contain $20\;{\sim}\;40%$ of hemicellulose. Corn fiber from Agricultural Renewable Biomass was chosen the best suitable material for arabinose production. In this work, we searched about for L-arabinose gene in compost, metagenome pool and indonesian soil. So, the B1029 TS2-8 of L-arabinase gene in compost was selected by YNB media(5% yeast nitrogen base, 5% arabinogalactan). After enzyme reaction with corn fiver, B1029 TS2-8 produced 2.15 g/L of L-arabonose.

• 식물병연구
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• 제30권2호
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• pp.165-175
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• 2024

구상나무(Abies koreana)는 한국의 고유종이지만 기후 변화로 인한 심각한 개체수 감소 현상이 일어나고 있다. 구상나무의 보전을 위한 다양한 연구가 기존에 진행되었지만 구상나무와 근권 세균 군집의 상관관계에 대한 연구는 비교적 미진한 편이기 때문에 추가적인 연구 진행이 필요하다. 식물의 근권 미생물 군집을 구성하는 일부 세균은 식물이 수분, 양분 등이 부족한 환경에서 살아남을 수 있게 돕는다. 또한 계절 변화에 의한 급격한 환경 변화에 대한 식물의 적응력을 향상시켜 줄 가능성이 있다. 본 연구에서는 이러한 세균 군집이 구상나무의 근권에 존재하거나 구상나무의 서식지 유형(자생지, 대체서식지, 고사지, 비재배토양)과 계절 변화(4월, 6월, 9월, 11월)에 따른 군집 구조의 차이가 발생하는지 파악하기 위해 세균의 16S rRNA V4 영역을 대상으로 한 metagenome amplicon sequencing을 진행하였다. 그 결과 우리는 구상나무와 매우 특이적으로 상호작용하는 근권 세균 군집이나 특정 분류군은 찾을 수 없었지만 구상나무 비재배토양에 비해서 구상나무 자생지의 근권 세균 군집이 계절 변화에 의한 변동성이 적게 나타난다는 사실을 알아냈다. 이러한 결과는 구상나무의 근권의 환경이 비재배토양에 비해 상대적으로 안정하다는 것을 보여준다. 그러나 구상나무와 명확하게 상호작용하는 세균 군집이나 분류군을 찾을 수 없었기 때문에 세균 군집 이외의 진균과 같은 기타 근권 미생물 군집들에 대한 추가 연구의 필요성이 제시된다.

• 미생물학회지
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• 제52권3호
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• pp.365-374
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• 2016

고위도에서의 온도 상승은 $0.6^{\circ}C$/10 년으로, 이는 토양 유기 탄소에 대한 미생물의 분해 활성 증가를 유도한다. 게다가, 분해된 토양 유기 탄소는 이산화탄소 또는 메탄 같은 온실가스로 전환, 방출되어 기후 변화를 가속화시킨다. 따라서, 토양 유기 탄소 분해와 관련된 미생물의 다양성 및 기능 이해를 위한 토양 해동 모델 연구가 필요하다. 이러한 연구를 위하여 Alaska Council의 두 깊이의 토양(SPF와 PF라 각각 명명한 30-40와 50-60 cm 깊이의 토양)을 $0^{\circ}C$에서 108일 동안 배양하였다. 환경 모사 실험 동안 pyrosequencing을 수행하였고, metagenome을 분석하여 총 111,804개의 미생물 sequence를 얻었다. 이 중, 574-1,128개의 세균 operational taxonomic unit (OTU)과 30-57개의 고세균 OTU를 확인하였다. 토양 배양에 따라 두 토양 모두에서 Crenarchaeota phyla의 상대적 분포가 증가하였으며, Actinobacteria와 Firmicutes phyla의 분포가 SPF와 PF에서 각각 크게 증가하였다. 추출한 토양 유기 탄소에 대한 무게 측정 및 gel permeation chromatography를 통해, 환경 모사 실험이 진행되는 동안 토양 유기 탄소의 주요 구성 성분인 부식산(humic acids)이 중합화(humification)되는 것을 확인하였다. 결론적으로, 냉대 툰드라 동토의 해동은 Crenarchaeota, Actinobacteria 및 Firmicutes phyla의 증가를 야기시키며, 미생물에 의한 토양 유기 탄소 분해 및 이용을 야기시키는 것으로 예측된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권12호
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• pp.1203-1210
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• 2011

Function-driven metagenomic analysis is a powerful approach to screening for novel biocatalysts. In this study, we investigated lipolytic enzymes selected from an alluvial soil metagenomic library, and identified two novel esterases, EstDL26 and EstDL136. EstDL26 and EstDL136 reactivated chloramphenicol from its acetyl derivates by counteracting the chloramphenicol acetyltransferase (CAT) activity in Escherichia coli. These two enzymes showed only 27% identity in amino acid sequence to each other; however both preferentially hydrolyzed short-chain p-nitrophenyl esters (${\leq}C_5$) and showed mesophilic properties. In vitro, EstDL136 catalyzed the deacetylation of 1- and 3-acetyl and 1,3-diacetyl derivates; in contrast, EstDL26 was not capable of the deacetylation at $C_1$, indicating a potential regioselectivity. EstDL26 and EstDL136 were similar to microbial hormone-sensitive lipase (HSL), and since chloramphenicol acetate esterase (CAE) activity was detected from two other soil esterases in the HSL family, this suggests a distribution of CAE among the soil microorganisms. The isolation and characterization of EstDL26 and EstDL136 in this study may be helpful in understanding the diversity of CAE enzymes and their potential role in releasing active chloramphenicol in the producing bacteria.

• 생명과학회지
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• 제15권6호
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• pp.851-856
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• 2005

Although valuable microbes have been isolated from the soil for the various productions of useful components, the microbes which can be cultivated in the laboratory are only $0.1-1\%$ of all microbes. To solve this problem, the study has recently been tried for making the valuable components from the environment by directly separating unculturable micrbial DNA in the soil. But it is known that humic acid originated from the soil interrupts various restriction enzymes and molecular biological process. Thus, in order to prevent these problems, this study modified the method separated soil DNA with phenol, CTAB and PEG. In order to compare the degree of purity for each DNA and the molecular biological application process, $A_{260}/A_{280}$ ratio, restriction enzymes, and PCR were performed. In case of DNA by the modified method, total yield of DNA was lower but $A_{260}/A_{280}$ ratio was higher than the previously reported methods. It was confirmed that the degree of purity is improved by the modified method. But it was not cut off by all kinds of tested restriction enzymes because of the operation of a very small amount of interrupting substances. When PCR was operated with each diluted DNA in different concentrations and GAPDH primer, the DNA by the modified method could be processed for PCR in the concentration of 100 times higher than by the previously reported separation method. Therefore, this experiment can find out the possibility of utilization for the unknown substances by effectively removing the harmful materials including humic acid and help establishing metagenomic DNA library from the soil DNA having the high degree of purity.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2023년도 임시총회 및 춘계학술대회
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• pp.36-36
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• 2023

천마(天麻, Gastrodia elata Blume)는 난초과(蘭草科, Orchidaceae)에 속하는 식물로 잎과 뿌리가 없어 탄소동화능력이 없으며, 뽕나무버섯균과 공생하는 기생식물이다. 천마는 노지 재배에 따른 안정생산 문제가 지속적으로 발생하고 있다. 혹한, 폭우 등 기상환경에 따른 연차간 수량성 차가 673~1,175kg/10a로 크고, 연작에 따른 수량성이 연작 1회 시 29%, 연작 2회 시 68%가 감소하는 경향을 보이고 있다. 따라서, 본 연구는 천마의 연작에 따른 토양내 미생물상의 변화를 분석하기 위해 수행하였다. 본 실험은 초작지, 연작 1회지, 연작 2회지 및 자생지의 각각 3곳에 대한 토양을 Metagenome 분석법을 활용하여 미생물상을 분석하였다. metagenome 분석 결과, 초작지 3곳의 시료를 이용하여 확보한 총 read는 699,221개였으며, 이 중에서 Eukaryota로 분류되지 않은 read는 1,377개(0.2%), no hit, not assign된 read는 10,510개 (1.5%), Bacteria로 분류된 read는 342,916개(49.0%), Eukaryota로 분류된 read는 총 344,418개(49.3%)였다. 그리고 천마의 생육에 영향을 주는 Fusarium 속과 종은 3곳 포장에서 고르게 분포하고 있으며, 총 11,242 read로 전체의 3.3%를 차지하였다. 연작 1회지 3곳의 시료를 이용하여 확보한 총 read는 655,097개였으며, 이 중에서 Eukaryota로 분류되지 않은 read는 1,694개(0.3%), no hit, not assign된 read는 18,985개(2.9%), Bacteria로 분류된 read는 312,201개(47.7%), Eukaryota로 분류된 read는 총 322,217개 (49.2%)였다. 그리고 천마의 생육에 영향을 주는 Fusarium 속과 종은 3곳 포장에서 고르게 분포하고 있으며, 총 11,597 read로 전체의 3.6%를 차지하였다. 연작 2회지 3곳의 시료를 이용하여 확보한 총 read는 651,624개였으며, 이 중에서 Eukaryota로 분류되지 않은 read는 1,753개(0.3%), no hit, not assign된 read는 7,995개(1.2%), Bacteria로 분류된 read는 307,178개(47.1%), Eukaryota로 분류된 read는 총 334,698개(51.4%)였다. 그리고 천마의 생육에 영향을 주는 Fusarium 속과 종은 총 43,877 read로 전체의 13.1%를 차지하였다. 자생지 3곳의 시료를 이용하여 확보한 총 read는 731,719개였으며, 이 중에서 Eukaryota로 분류되지 않은 read는 2,828개(0.4%), no hit, not assign된 read는 585개(0.1%), Bacteria로 분류된 read는 356,690개(48.7%), Eukaryota로 분류된 read는 총 371,616개(50.8%)였다. 그리고 천마의 생육에 영향을 주는 Fusarium 속과 종은 MJH01 자생지에서만 전체의 0.2%(총 660 read)로 극히 일부가 분리되었다. 따라서, 천마의 생육에 영향을 미치는 Fusarium 속과 종은 초작지 3.3%, 연작 1회지 3.6%, 연작 2회지 13.1%, 자생지 0.2%로 나타났으며, 연작 2회 시 급격히 증가하는 것으로 판단되었다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.46-46
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• 2019

The experiments were performed in the Jinan (elevation: 300 meters above sea level), Jeollabuk-do. Seedlings (n = 63 per $3.3m^2$) of ginseng cultivar (Cheonpung, Yeonpung) were planted on April 10, 2015. Shading material of plastic film house was blue-white film. Before the Planting seedling, silicate (3 kg/10 a) or chitosan (40 kg/10 a) was fertilized and foliar sprayed on the leaves 1000 times dilution solution once a month from May to September every year. The growth results of 5-year old ginseng surveyed in 2018 are as follows. The average air temperature in the plastic film house was the highest at $26.6^{\circ}C$ and $26.5^{\circ}C$ in July and August, respectively, and the highest temperature was $40.5^{\circ}C$ in July. The maximum daily temperature of $35^{\circ}C$ or more was 30 days, with the average soil temperature being $24.9^{\circ}C$ in August. The chemical properties of the test soil are as follows. pH was 6.4~6.9 level and EC was 0.35~0.46 dS/m. The organic matter content was 33.5~41.4 g/kg, and available-P content was 251.9~306.8 mg/kg. Exchangeable cations contents, such as K, Ca and Mg were all the appropriate ranges. The soil microbial density surveyed by the dilution plate method was 10~50 times higher than that of control (Non-treatment) and actinomycete density was 3~6 times higher. Pathogens of the genus Fusarium by Metagenome analysis decreased 91.3% and 68.2% respectively in the foliar sprayed of chitosan and soluble-silicate. The light intensity (PAR) in the blue-white film plastic film house gradually increased until July and then decereased, with the average of light intensity in March-October was $120.3umol/m^2/s$. The growth of aerial parts such as plant height and stem length was better than non-sprayed group in silicate or chitosan treatments and Yeonpung cultivar was superior to the Cheonpung cultivar. The SPAD value was higher in Yeonpung cultivar foliar sprayed with soluble-silicate. The growth of underground parts such as root length and taproot length were better in chitosan and soluble-silicate treatment than control, especially in Yeonpung cultivar foliar sprayed with chitosan was good in taproot length and taproot diameter, and fresh weight of root was 60.1 g. Ginsenoside contents were 24.9 mg/g and 22.4 mg/g, in the Cheonpung cultivar foliar sprayed with soluble-silicate or chitosan respectively, 28% and 15% higher than control (19.5 mg/g). The incidence of disease by Alteraria panax and Botrytis cinerea was 3~9% and 4~9%, respectively. High temperature damage rate was 3~5%.

• 미생물학회지
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• 제46권1호
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• pp.1-8
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• 2010

미생물 군집과 기능연구를 위한 최근의 새로운 분석기술의 발전은 다양한 유전 관련 정보를 제공해왔다. mRNA를 포함하는 핵산을 기초로 한 연구를 뛰어넘어서 메타프로테오믹스는 미생물 군집의 유전형 및 표현형의 특징적인 정보를 보다 정교하게 제공할 수 있다. 이미 서로 다른 미생물 생태계인 해수, 인간의 배설물, 활성 슬러지, 산성 광산 폐수 생물막, 토양 등에 메타프로테오믹스 기술이 유용하게 사용되었다. 이들 연구는 여러 측면에서 상당히 다르지만 미생물 군집의 구조, 기능, 생리, 상호관계, 생태, 진화적 측면을 결정적으로 상호 연결한다는 것을 밝혀냈다. 본 총설은 메타프로테오믹스에 대한 현재까지의 가장 최신의 정보를 요약하여 제공함으로써 메타프로테오믹스에 대한 정확한 이해와 활용을 통해 다방면의 메타프로테오믹스가 가능하도록 하고자 하였다.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제5권1호
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• pp.29-34
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• 2016

갈색퍼짐병은 한국잔디(Korean lawngrass)에 발병하는 병으로 골프장이나 재배지에서 심각하게 발생하는 것으로 알려져 있다. 갈색퍼짐병 방제를 위하여 주로 화학적 방제에 의존하고 있으며 이는 토양, 수질, 생물다양성에 문제를 일으킬 수 있다. 이에 따라 본 연구는 갈색퍼짐병 방제를 위하여 선발된 균주를 이용하여 균주의 근권정착 능력, 갈색퍼짐병 병원균 억제효과와 실제 골프장에 적용하여 병원균 밀도변화를 조사하였다. 실험실 내부에서 근권 정착력 평가를 통하여 선발된 S2, 5, 8과 12 균주의 근권정착 능력을 조사한 결과 4주차까지 $6log\;cfu\;g^{-1}$ 이상으로 생물적 방제 인자의 필수조건이라 할 수 있는 근권정착 능력이 우수한 것으로 나타났다. S2, 5, 8과 12 균주를 처리하여 병원균 밀도를 조사한 결과 S8 균주의 경우 1주차에 평균 0.7에서 4주차에는 1.2로 병원균 밀도 억제효과가 가장 좋은 것으로 나타났으며 갈색퍼짐병 방제효과 또한 S8 균주가 가장 우수한 것으로 나타났다. 갈색퍼짐병 방제효과가 가장 뛰어난 S8 균주를 이용하여 실제 골프장에서 갈색퍼짐병 병원균의 밀도 억제효과를 조사한 결과 S8 균주 처리구는 무처리구에 비하여 병원균의 밀도가 이쑤시개당 1.6 이상 낮게 검출되었으며 S8 균주 처리에 의하여 병원균 밀도 감소한 것으로 판단할 수 있다.