• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제5권3호
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• pp.163-173
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• 2018

본 연구에서 사용된 바이오폴리머는 미생물로부터 추출한 ${\beta}$-glucan 및 xanthan gum 이 주성분인 친환경 신소재이며, 토양에 처리하면 강도 증진을 통한 제방의 침식 및 유실 감소뿐만 아니라 토양 내 수분보유력을 증가시키는 것으로 보고되어 있다. 그러나 바이오폴리머가 제방에 적용되었을 때 주변 식생에 미치는 영향에 대한 연구는 미흡한 상황이다. 본 연구는 가뭄 조건에서 토양 내 바이오폴리머 혼합 유무에 따라 Camelina sativa L. (Camelina)의 생육에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 각각 0, 0.25, 0.5, 1%의 바이오폴리머가 혼합된 토양에서 발아로부터 25일간 가뭄 처리 후 표현형을 관찰한 결과, 혼합된 바이오폴리머 농도가 높을수록 가뭄 피해가 감소하였다. 특히 25일 동안의 가뭄 처리된 0.5% 바이오폴리머 혼합구에서 신장, 엽장, 엽폭이 대조구 보다 각각 약 30, 70, 170% 증가하였다. 이후 재급수를 통한 바이오폴리머 혼합구의 회복률 또한 약 80% 높게 나타났다. 식물의 근권 발달을 보기 위해 20일 동안 가뭄을 처리하였으며, 대조구에 비해 바이오폴리머 혼합구에서 측근 형성 및 발달이 약 40% 감소한 것을 확인하였다. Camelina에 가뭄 처리하여 기공전도도, 전해질 유출도, 상대적 수분함량 등 생리적 반응을 조사한 결과, 바이오폴리머의 혼합이 가뭄으로 인한 피해를 각각 약 50, 70, 50% 감소시켰다. 바이오폴리머가 가뭄 조건 하에서 식물의 생장에 미치는 영향을 분자수준에서 알아보기 위해 Reverse Transcription- Polymerase Chain Reaction (RT-PCR)을 통한 유전자 발현양상을 분석하였다. 수분수송 관련 유전자 (aquaporin)인 PIP1;4, 2;1, 2;6 및 TIP1;2, 2;1 발현이 바이오폴리머 혼합구 및 가뭄 처리된 Camelina 잎에서 더 높게 나타났다. 이러한 결과를 종합하였을 때, 바이오폴리머는 가뭄 조건에서 토양 내 수분보유력을 유지시킴으로써 Camelina의 양 수분의 흡수 및 생육에 긍정적인 영향을 주는 것으로 보인다.

• Applied Microscopy
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• 제37권4호
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• pp.271-280
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• 2007

Tonicity responsive enhancer binding protein(TonEBP)는 콩팥에서 osmolyte의 세포내 축적을 촉매해 주는 전사조절인자로 높은 삼투농도에서 세포를 보호하는데 중요한 역할을 수행한다. 고장성환경은 TonEBP의 양적 증가와 핵 내 분포의 증가를 통해 TonEBP의 활성을 자극한다. 또한 TonEBP는 콩팥 수질내 요소축적에 중요한 역할을 하는 UT-A의 전사를 조절하는 것으로도 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 콩팥수질내 TonEBP와 UT-A의 기능과 상관관계를 밝히는 연구의 일환으로 다른 동물보다 급수가 제한된 환경에서 더 오래 살아남을 수 있는 수분대사능력을 가지고 있는 Mongolian gerbil을 이용하여, 절수로 인한 고장성환경의 유발에서 TonEBP와 UT-A에 대한 발현 변화를 관찰하고자 하였다. 절수에 따른 TonEBP와 UT-A의 발현 양상을 연구하기 위해, 먼저 Mongoian gerbil 각 5마리씩 3그룹으로 나누어 절수 실험을 실시하였고, 면역조직화학법을 실시하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 정상대조군에서 TonEBP의 면역반응성은 속수질 세포들의 핵 내에 주로 분포하였으며, 절수 7일군에서 면역조직화학검사 결과, 속수질집합관에서의 염색성은 대조군에 비해 증가하였고, 특히 바깥수질 부위에 속수질에서 요세관의 가는 부분에서의 증가가 두드러졌다. 절수 14일군에서 염색성이 대조군보다 오히려 감소하였으며, 콩팥의 조직학적 손상이 관찰되었다. UT-A의 경우 바깥수질 속줄무늬층의 짧은-헨레고리가는내림부분과 정상군에서는 미약한 양성반응을 나타낸 속수질 초기부분의 긴-헨레고리가는내림부분에서 강한 발현 양상을 나타내었고, 속수질의 초기에서 중간부위의 속수질집합관도 강한 발현 양상을 확인할 수 있었다. 그러나 속수질 말단부위의 속수질집합관은 콩팥유두 끝으로 갈수록 발현량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 결과는 Mongolian gerbil을 이용한 절수모델에서 증가된 콩팥수질의 Tonicity에 의해 TonEBP의 발현이 증가하고 이에 따라 UT-A의 발현도 동반하여 증가하는 것을 확인하였고, 또한 이렇게 증가된 TonEBP는 UT의 전사를 조절하여 UT를 증가시켜 오줌농축기전을 향상시키는 것으로 생각된다. 이는 속수질 세포의 스트레스에 대한 세포방어기전으로 생각된다. 그러나 절수가 계속되면 이런 적응반응에 한계를 지나쳐 오히려 TonEBP와 UT-A의 발현이 감소함을 확인 할 수 있었다.