• 식물조직배양학회지
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• 제27권4호
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• pp.309-315
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• 2000

Panax ginseng is an important medicinal plant that has been used worldwide for geriatric, tonic, stomachic, and aphrodisiac treatments. Ginsenosides contained in the ginseng root are the main substances having active functions for human body. The price of ginseng is very expensive due to a complex process of cultivation, and the yield of ginseng is limited, which cannot meet the demand of the increasing market. Researchers have applied plant biotechnology to solve the problems but there are still things to be determined towards ginsenoside production by large-scale adventitious root culture. In this experiment, 5 to 20 liter bioreactors were employed to determine optimal conditions for adventitious root culture and ginsenoside production of Panax gineng. Callus was induced from the ginseng root on MS agar medium containing 1.0 mg. $L^{-1}$ 2,4-D and 0.1 mg. $L^{-1}$ kinetin. Then the callus was cultured on MS agar medium supplemented with 2.0 mg. $L^{-1}$ IBA, 0.1 mg. $L^{-1}$ kinetin, and 30 g. $L^{-1}$ to induce adventitious roots. The maximum root growth and ginsenoside production were obtained in 1/2 MS medium. 2.0 mg. $L^{-1}$ naphthalene acetic acid resulted in greater root growth than 2.0 mg $L^{-1}$ indole-3-butyric acid. Ginsenoside content increased with 2.0 mg. $L^{-1}$ benzyl adenin or kinetin. High concentrations of benzyl adenin (above 3.0 mg. $L^{-1}$ ) decreased the adventitious root growth and ginsenoside productivity. N $H_{4}$$^{+}$ inhibited the ginsenoside accumulation, while high concentrations of $K^{+}$, $Mg_{2}$$^{+}$, and $Ca_{2}$$^{+}$ increased it. N $H_{4}$$^{+}$ at 0.5 and 1.0 times of the normal amount in 3/4 SH medium resulted in the greatest biomass increase, but the highest ginsenoside productivity was obtained when N $O_{3}$$^{-}$ was used as the sole nitrogen source in the medium. Most microelements at high concentrations in the medium inhibited the root growth, but high concentrations of MnS $O_4$enhanced the root growth. Root dry weight increased with increasing sucrose concentrations up to 50 g. $L^{-1}$ , but decreased from 70 g $L^{-1}$ Ginsenoside productivity was maximized at the range of 20 to 30 g. $L^{-1}$ sucrose. In the experiment on bioreactor types, cone and balloon types were determined to be favorable for both adventitious root growth and ginsenoside production. Jasmonic acid was effective for increasing ginsenoside contents and Rb group ginsenosides mainly increased. These results could be employed in commercial scale bioreactor cultures of Panax ginseng.x ginseng.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제28권4호
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• pp.588-596
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• 2018

An endo-${\beta}$-1,4-glucanase gene, cel9K, was cloned using the shot-gun method from Paenibacillus sp. X4, which was isolated from alpine soil. The gene was 2,994 bp in length, encoding a protein of 997 amino acid residues with a predicted signal peptide composed of 32 amino acid residues. Cel9K was a multimodular enzyme, and the molecular mass and theoretical pI of the mature Cel9K were 103.5 kDa and 4.81, respectively. Cel9K contains the GGxxDAGD, PHHR, GAxxGG, YxDDI, and EVxxDYN motifs found in most glycoside hydrolase family 9 (GH9) members. The protein sequence showed the highest similarity (88%) with the cellulase of Bacillus sp. BP23 in comparison with the enzymes with reported properties. The enzyme was purified by chromatography using HiTrap Q, CHT-II, and HiTrap Butyl HP. Using SDS-PAGE/activity staining, the molecular mass of Cel9K was estimated to be 93 kDa, which is a truncated form produced by the proteolytic cleavage of its C-terminus. Cel9K was optimally active at pH 5.5 and $50^{\circ}C$ and showed a half-life of 59.2 min at $50^{\circ}C$. The CMCase activity was increased to more than 150% in the presence of 2 mM $Na^+$, $K^+$, and $Ba^{2+}$, but decreased significantly to less than 50% by $Mn^{2+}$ and $Co^{2+}$. The addition of Cel9K to a commercial enzyme set (Celluclast 1.5L + Novozym 188) increased the saccharification of the pretreated reed and rice straw powders by 30.4% and 15.9%, respectively. The results suggest that Cel9K can be used to enhance the enzymatic conversion of lignocellulosic biomass to reducing sugars as an additive.

• 한국해양학회지
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• 제27권2호
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• pp.91-100
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• 1992

한국 동해 남부해역 일차생산계의 구조와 특성을 밝히기 위해 엽록소량, 식물플랑 크톤 현존량, 영양염 및 수리적 성분들을 C-14 방법에 의한 일차생산력 측정과 병행하 여 조사, 분석하였다. 그 결과 본는 구해역 일차생산력은 기존의 연구들에서 보다 높 은 284 - 4.574 mgC·m/SUP -2/·day/SUP -1/의 범위로 측정되었으며 평균값은 2,000 mgC·m/SUP -2/·day/SUP -1/로 계산되었다. 진광대 내의 일차생산자 현존량은 비교적 컸으나 해수중 무기 질소태 영양염은 높은 일차생산을 유지시키기는 어려운 낮은 농도 로 측정되었다. 따라서 질소태 영양염은 종속영양 생물과정과 수층의 수직혼합에 의한 상층으로의 유입에 의해 빠른 순환 공급이 예상된다. 표층하 엽록소량 최대 현상은 진 광대의 기저부에서 계속적으로 관찰되었으며 그 깊이는 등밀도 표면대 보다는 영양염 약층과 더 밀접한 관계를 보여 엽록소량 분포와 일차생산이 일차적으로 영양염 공급에 영향받는 것으로 보인다. 따라서 본 연구해역은 낮은 영양염 농도에서 불구하고 식물 플랑크톤 현존량과 생산량은 비교적 크고 자가영양 미소 및 초미소플랑크톤의 생산량 이 중요하였다.

• 한국해양학회지
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• 제21권2호
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• pp.110-117
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• 1986

본 연구 해역에서의 동물성 부유 생물에 의한 NH$_{4}$ 분비율은 0.90에서 2.32$\mu\textrm{g}$ atoms NH $_{4}$ -N.m$^{-3}$.h$^{-1}$의 범위를 보이며, 이에 의해 해 양 기초생산에 필요한 총질소요구량의 3내지 15%을 공급함을 밝혀졌다. 동물성 부 유생물의 습중량 및 단백질량의 정량결과, 외부연안수로 갈수록 그 양이 증가되는 경향을 나타내었다. 동물성 부유생물의 가장 중심적인 생화학적 단위인 GDH의 활 성도를 측정한 결과, 전형적인 Michaelis-Menten 효소기작을 보였다. 단백질 단위 GDH활성도는 본 연구 해역에서 1.5에서 3.2$\mu\textrm{g}$ atoms NH $_{4}$ -N mg$^{-1}$protein h$^{-1}$의 범위를 보였다. 외해수에서 동물성 부유생물의 GDH활성도가 높게 나타난 것은 조사당시의 외해수에서의 높은 기초 생산량을 포식하는 동물성 부유생물의 활발한 질소대사가 이루어지고 있음을 암시 한다. 본 연구를 통하여 한국 동남해역의 동물성 부유생물의 GDH활성도와 NH $_{4}$ 분비율 사이에 매우 높은 상관계가 밝혀졌으며 그 평균 GDH 활성도/ NH $_{4}$ 분비율의 비율은 18.8$\pm$2.6(n=6) 이었다. 차후 GDH활성도 측정등을 통 한 생화학적 효소연구방법은 여러 해양 환경에서 생물활동에 의하여 영향를 받는 비보전적인 해수원소의 동적 변화 및 해양생태계내에서의 각 생물군의 여러 생화학 적 역할을 규명하는데 중요하게 이용될 것으로 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제22권3호
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• pp.205-214
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• 2020

본 연구에서는 중량식 라이시미터를 이용하여 토양 및 물관리 방법에 따라 배추와 옥수수 재배기간 동안 물수지를 평가하였으며, 작물 생산성과 물 부족 상황을 고려하여 작물 수분스트레스 계수와 최소 물 필요량을 산정하였다. 2018 년 배추 재배는 정식 2 주 후 빈번한 강우로 인해 관개가 실시되지 않아 무관개구와 적습관개구의 관개량 차이가 없었으며, 생산량 차이 또한 나타나지 않았다. 2018 년 배추 재배를 제외하고 배추와 옥수수 재배에서 적습관개구가 무관개구보다 생산량이 높게 나타났으며 대체적으로 증발산량 또한 높게 나타났다. 생산량과 증발산량은 밀접한 관련이 있으며 바이오매스 증가에 따라 증산작용이 활발해짐을 알 수 있었다. 작물 수분스트레스 계수는 배추 중기 0.8, 후기 0.8, 옥수수 중기 0.8, 후기 0.5 로 산정되었다. 배추와 옥수수의 최소 물 필요량(2017 년 배추 196.2 mm, 2018 년 옥수수 321.0 mm)은 적정 물 필요량(배추 239.4 mm, 2018 년 옥수수 466.9 mm) 대비 각각 82.0%, 68.8% 수준으로 나타났다. 이러한 산정 결과는 물부족 시기에 최소 관수량을 확보하여 작물 재배를 위한 물관리의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제32권3호
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• pp.274-288
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• 2018

낙동강 유역에 조성된 신규습지에서 서식환경에 대한 어류의 분포 특성을 평가하고, 이를 기반으로 한 관리방안 도출을 위해 42개 습지에서 환경요인의 측정과 어류 조사를 시행하였다. 조사 기간 동안 총 30종의 어류가 출현하였으며, 이 중에서 배스(Micropterus salmoides)와 블루길(Lepomis macrochirus)과 같은 외래어종의 비율이 상대적으로 높았다. 특히, 밀어(Rhinogobius brunneus)나 끄리(Opsariichthys uncirostris amurensis), 피라미(Zacco platypus) 등의 어류는 흐름이 있는 환경을 선호하기 때문에 배스가 우점하는 습지(정체수역)에서 상대적으로 낮은 밀도를 가지는 것으로 사료된다. SOM (Self-Organizing Map)을 활용한 패턴분석 결과, 각 습지의 서식환경 특성에 따라 어류 종의 출현빈도가 상이한 것으로 분석되었다. 어류 종의 분포는 각 습지의 수심 변화와 수생식물 피도에 민감하게 영향 받는 것으로 나타났으며, 수온이나 pH, 용존산소 등의 이화학적 요인 변화에 대한 영향은 적었다. 특히 수생식물의 피도는 어류의 종다양성이나 밀도에 강한 영향을 주는 것으로 분석되었으며, 수변식생이 부족한 습지에서는 어류가 적은 풍부도와 다양성을 가지는 것으로 나타났다. 본 연구 결과를 기반으로 평가할 때 어류 등의 생물다양성 증진을 위해 호안사면의 높은 인공성이나 수변식생의 부족한 습지 등은 개선이 필요할 것으로 사료되며, 건강성 확보를 위한 지속가능한 관리방안이 마련되어야 할 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제35권2호
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• pp.140-147
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• 2024

바이오매스 활용을 높이기 위하여, 열처리 공정을 통해 강아지풀 기반 리튬 이온 이차 전지용 탄소음극재(SV-C)를 제조한 뒤 전기화학적 성능을 고찰하였다. 강아지풀의 열처리 온도가 750 ℃로 낮을 때 낮은 결정성과 높은 비표면적(126 m²/g)과 함께, 표면에 많이 존재하는 산소의 (-) 전하가 리튬을 끌어당김으로 인하여 비정전용량(1003.3 mAh/g, at 0.1 C)이 높지만, 용량 유지율은 61.0% (at 500 cycles and 1 C)로 낮아지는 것으로 여겨진다. 또한, 열처리온도가 1150 ℃로 증가하면 탄소층이 축합되어 배열이 우수해짐에 따라 구조 결함이 감소하여 기공이 크게 줄어 비표면적(32 m²/g)이 감소한 것으로 확인되었다. 또한, 음극재 표면결함이 감소하여 결정성이 높아지게 되면, 용량 유지율은 89.7% (at 500 cycles and 1 C)로 높지만, 결함 정도가 작아 활성점이 줄어들어 비정전용량이 471.7 mAh/g로 매우 낮은 것으로 여겨진다. 본 연구 범위에서, 열처리 온도에 따라 제조된 강아지풀 기반 탄소음극재의 경우, 비표면적에 비해 표면 산소 함량과 결정성 등이 음극재의 전기화학적 특성에 더 높은 신뢰도를 갖는 것으로 나타났다.

• 환경생물
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• 제42권2호
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• pp.193-206
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• 2024

본 연구는 한반도 전체 산림면적과 탄소저장량의 변화를 추정하기 위해 수행되었다. 위성영상을 활용하여 2000~2019년 기간 산림면적의 변화를 연도별로 분석하였으며, 한국형 산림탄소모형을 기반으로 2000~2020년의 산림탄소 변화를 추정하였다. 모형의 검증을 위해 국가산림자원조사 자료와 임업통계연보, European Space Agency (ESA)에서 구축한 산림 바이오매스 지도를 활용하였다. Landsat 위성자료를 기반으로 한 한반도 산림손실 면적은 478,334 ha로 추정되었으며, 북한과 남한은 각각 48.6% (232,610 ha)와 51.3% (245,725 ha)의 총 손실 면적을 차지하여 지난 20년간 북한과 남한이 비슷한 면적의 산림이 손실된 것이 확인되었다. 모델 분석 결과 2000년의 우리나라와 북한 산림의 지상부 탄소저장량은 211.5, 277.1 Tg C으로 추정되었으며, 2020년에는 각각 357.9, 417.4 Tg C으로 증가할 것으로 나타났다. 같은 기간 우리 나라와 북한 산림의 단위면적당 평균 탄소저장량은 각각 34.8, 29.4 Mg C ha^-1에서 58.9, 44.2 Mg C ha^-1으로 증가할 것으로 분석되었으며, 이러한 결과는 우리나라 산림이 북한의 산림보다 전반적인 생산성과 탄소흡수량이 높다는 것을 의미한다. 또한, ESA의 분석 결과에서 우리나라의 산림 바이오매스가 다소 낮게 추정된 것이 확인되었으며, 따라서 앞으로 보다 활발한 연구와 정보공유 등을 통해 국제사회 및 학문의 영역에서 우리나라 산림의 평가가 제고될 필요성이 있다고 사료된다. 본 연구 결과는 한반도 전체 산림 탄소 및 자원의 추정에 행정구역 및 국가 단위의 유용한 정보를 제공할 뿐만 아니라, 향후 북한 산림환경복구 계획수립을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권3호
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• pp.436-442
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• 2017

Fischer-Tropsch 합성(F-T 합성)은 석탄, 바이오매스, 천연가스 등을 개질하여 얻은 합성 가스(CO, $H_2$)를 촉매를 이용하여 탄화수소로 전환 하는 기술이다. Fischer-Tropsch 합성에 이용되는 촉매는 활성 금속, 조촉매, 지지체로 구성되는데 이들의 종류와 조성은 반응의 활성 및 생성물 선택도에 영향을 미친다. 본 연구에서는 ${\gamma}-Al_2O_3$와 $SiO_2$ 혼합 지지체의 조성이 Fiscsher-Tropsch 반응의 활성과 생성물 선택도에 미치는 영향을 알아 보기위해, ${\gamma}-Al_2O_3/SiO_2$ 혼합 지지체를(100/0 wt%, 75/25 wt%, 50/50 wt%, 25/75 wt%, 0/100 wt%) 이용하여 함침(impregnation)법으로 철 촉매를 제조하였다. 촉매의 물리적 특성은 질소 물리 흡착 법과 X-선 회절 분석법을 통해 분석 하였고, 고정층 반응기에서 Fischer-Trosch 반응을 $300^{\circ}C$, 20bar에서, 60시간 동안 수행 하였다. 촉매의 물리적 특성 분석 결과 촉매의 BET 표면적은 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 감소함에 따라 감소하였으며, 촉매 기공의 부피 및 평균 크기는 지지체 조성이 ${\gamma}-Al_2O_3/SiO_2$ (50/50 wt%)인 경우를 제외 하고 증가하는 경향을 보였다. 또한, X-선 회절 분석법을 통해 ${\alpha}-Fe_2O_3$의 입자 크기를 계산한 결과 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 감소함에 따라 입자 크기가 감소 하였다. Fischer-Tropsch 합성 결과 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 감소함에 따라 CO 전환율은 감소 하였으며, C1-C4의 선택도는 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 25 wt%일 때 까지 감소하였으며 이와 반대로, C5+의 선택도는 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 25 wt%일 때 까지 증가 하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제69권1호
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• pp.56-68
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• 1985

본(本) 연구(硏究)는 경기도(京畿道) 광주군(廣州郡) 도척면(都尺面)에 위치(位置)한 서울대학교(大學校) 중부연습림(中部演習林)의 24년생(年生) 잣나무 인공조림지(人工造林地)를 대상(對象)으로 하여 (1) 임분내(林分內) 전질소(全窒素)의 분포(分布)를 조사(調査)하여 갱신법(更新法)에 따른 잣나무림(林) 생태계(生態系)의 자기시비계(自己施肥系)가 받는 충격(衝擊)의 정도(程度)를 알아보며, (2) 그 임분(林分)의 토양(土壤)에서 여러 깊이에 따른 무기태(無機態) 질소(窒素)의 계절별(季節別) 변화양상(變化樣相)을 암모니아태(態) 질소(窒素)와 질산태(窒酸態) 질소(窒素)로 나누어 분석연구(分析硏究) 하고, 또한 잣나무림(林)에 있어서 질소질양료(窒素質養料)에 대(對)한 자기시비기구(自己施肥機構)를 연구(硏究)하여 적절(適切)한 시비시기(施肥時期)와 방법(方法)에 대한 정보(情報)를 얻으려고 시도(試圖)하였는데 다음과 같은 결론(結論)을 얻을 수 있었다. 1) 뿌리를 제외(除外)한 현존량(現存量)에 포함(包含)된 전질소중(全窒素中) 61.5%는 침엽중(針葉中)에, 20%는 가지에, 5.5%는 수피(樹皮)에, 13%는 수간(樹幹)의 목질부(木質部)에 분포(分布)한다. 따라서 수간(樹幹)의 목질부(木質部)만 수확(收穫)하는 것이 생태계(生態系)의 자기시비계(自己施肥系)에 충격(衝擊)을 가장 적게 준다고 볼 수 있다. 2) 토양중(土壤中)의 무기태질소(無機態窒素)의 함량(含量)은 토양(土壤)이 깊게 들어 갈수록 변화(變化)가 약해졌으며 그 함량(含量)을 계절별(季節別)로 보면 봄, 가을, 한여름, 초여름 순(順)으로 감소(減少)하였다. 이러한 양상(樣相)은 질산태질소(窒酸態窒素)의 손실(損失)이 환경인자(環境因子)에 크게 좌우(左右)되기 때문에 일어나며, 이러한 결과(結果)에 따라 속효성(速效性) 질소비료(窒素肥料)를 봄에 시비(施肥)하는 것이 가장 적합(適合)하다고 결론(結論)을 내릴 수 있었다.