• 한국농림기상학회지
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• 제14권3호
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• pp.108-118
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• 2012

본 연구는 기후변화 하에서 우리나라 기후와 산림토양에 적합한 수종을 개발하기 위해서, 상부 개방형 온실(Open Top Chamber)을 이용하여, $CO_2$ 농도를 대기보다 1.4배와 1.8배 증가시킨 상태에서, 질소 농도에 따른 백합나무의 생리적 반응을 조사하고자 실시하였다. 백합나무 유묘의 건중량은 모든 $CO_2$ 농도 하에서, 질소 시비량의 증가와 함께 증가하였다. 그러나 $CO_2$ 농도 증가에 따른 백합나무 건중량 변화는 질소 시비 농도에 따라 다른 결과를 보였다. 총 엽록소와 카로테노이드 함량은 모든 질소 시비구에서 $CO_2$ 농도 증가와 함께 증가하였으나, 질소 시비에 대한 효과는 $CO_2$ 농도에 따라 차이가 있었다. 백합나무의 광합성 특성은 $CO_2$ 측정 농도, $CO_2$ 처리 농도 및 질소 시비 농도에 따라 차이를 보였으며, 기공전도도와 증산속도는 $CO_2$ 처리에 의해 증가하였다. 백합나무의 탄소고정효율은 $CO_2$ 농도 증가와 함께 증가하는 경향을 보였으나, 질소 시비구에서는 $CO_2$ 농도 증가에 의해 오히려 감소하였다. 백합나무의 잎, 줄기, 뿌리에 축적된 질소와 탄소 함량은 $CO_2$ 증가와 질소 시비와 함께 증가하였다. 결론적으로 $CO_2$ 농도가 높은 상태에서 백합나무의 생리적 특성과 탄소 흡수 능력은 질소 시비에 의해서 개선되거나 증가하였지만, $CO_2$ 농도에 따라 크게 영향을 받았다.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권4호
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• pp.357-365
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• 2016

본 연구는 대기 중 $CO_2$ 농도의 증가가 배추(B. campestris subsp. napus var. pekinensis)의 광합성과 생리적 특성에 미치는 영향을 조사하여 미래의 대기중 $CO_2$ 농도 증가로 인한 고랭지 배추의 생산성을 예측해 보고자 수행하였다. 대기 $CO_2$ 농도를 달리하여 배추를 5주 동안 재배하였을 때, 지상부 생체량, 엽수, 엽면적, 엽장, 엽폭은 모두 대기 $CO_2$ 농도 조건($400{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$)에서 재배된 배추에서보다 고농도의 $CO_2$ 조건($800{\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$)에서 재배된 배추에서 더 높게 나타났다. 그리고 증산률(E)이 다소 낮았지만, $CO_2$ 고정률(A), 기공전도도($g_s$)와 수분이용효율(WUE)도 고농도의 $CO_2$에서 높았다. 최대광합성률($A_{max}$)은 대조구인 대기 중 $CO_2$ 농도에서 보다 고농도의 $CO_2$ 조건에서 2.2배 더 높았다. 광보상점($Q_{comp}$)은 대조구에서보다 고농도의 $CO_2$ 조건에서 다소 낮았다. 순양자수율(${\varphi}$)은 고농도의 $CO_2$ 조건에서 재배된 배추에서 높았다. 그러나, $CO_2$반응곡선으로부터 얻은 광호흡률($R_p$), 최대카르복실화속도($V_{cmax}$), $CO_2$ 보상점(CCP), 최대전자전달률($J_{max}$), 탄소고정효율(ACE) 등은 $CO_2$ 농도에 따라서 차이가 없거나 있더라도 미미하였다. 그리고, 광계II의 최대 광화학적 효율($F_v/F_m$)과 잠재적 광합성능($F_v/F_o$)이 $CO_2$ 농도에 따라 유의한 차이를 보이지 않아 고농도 $CO_2$ 조건이 고랭지 재배시 배추의 생육에 스트레스로 작용하지 않는 것으로 보인다. 배추의 광합성을 위한 최적 온도는 고농도 $CO_2$에서 $2^{\circ}C$ 정도 더 높았으며, 최적온도 이상의 조건에서는 대기 $CO_2$와 고농도 $CO_2$에서 모두 $CO_2$ 고정률은 감소하고 암호흡은 증가하는 양상을 보였다. 이상의 결과로부터 미래의 대기 중 $CO_2$ 증가는 고랭지 재배시 배추의 생육에 있어서 스트레스 요인으로 작용하지는 않으며 수광량의 증가가 생산성을 향상시킬 것으로 보인다.

• 한국농림기상학회지
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• 제13권3호
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• pp.115-122
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• 2011

본 연구는 최근 전 지구적으로 문제시 되고 있는 기후변화와 관련하여, 우리나라에서의 대기 중 $CO_2$ 농도 증가와 평균 온도 상승에 따른 수목의 생장 및 생리 반응의 변화를 예측하고자 실시되었다. 온도와 $CO_2$ 농도 증가 하에서 다릅나무의 건중량은 감소하였으나, 백당나무의 건중량은 증가하였다. 또한, $CO_2$ 농도 증가는 다릅나무의 지상부와 지하부의 비(S/R)를 감소시킨 반면, 백당나무의 지상부와 지하부의 비는 증가시켜, 두 수종의 생장 반응은 서로 상반되는 결과를 나타냈다. 그러나 두 수종 모두 온도 증가에 의해 S/R율이 증가하였다. 탄소고정효율은 다릅나무의 경우, 온도와 $CO_2$ 농도 증가에 의해 뚜렷하게 감소하였으나, 백당나무는 온도 증가로 탄소고정효율이 감소한 반면, $CO_2$ 증가는 뚜렷한 효과를 나타내지 않았다. 광색소함량은 다릅나무의 경우, $CO_2$ 농도가 증가하면서 모든 광색소 함량이 감소하였다. 그러나 백당나무에서는 뚜렷한 변화가 없었다. 한편 온도 증가는 다릅나무의 잎내 광색소 함량을 크게 증가 시켰으나, 백당나무는 반대로 광색소 함량이 모두 감소하였다. 다릅나무의 엽록소 a/b 비는 $CO_2$ 농도 증가로 뚜렷하게 감소하였으며, 백당나무는 온도 증가로 엽록소 a/b 비가 감소하였다. 결론적으로 온도와 $CO_2$ 농도 변화에 따른 수목의 생장 및 생리적 반응은 처리 농도 또는 기간에 따라 큰 차이를 나타내며, 공시재료의 연령에도 큰 영향을 받는다. 본 연구는 1년생의 어린 묘목을 대상으로 단기간 온도와 $CO_2$ 농도 변화에 대한 반응을 분석한 것이므로, 장기적인 환경 변화에 대한 수목의 적응 특성은 예측하기 어렵다. 따라서 미래의 기후변화에 대한 수목의 반응을 정확한 예측을 위해서는 장기적인 환경 변화 조건하에서 다각적인 연구가 이루어져야 한다. 또한 환경 변화에 따른 반응은 수종에 따라 큰 차이를 나타내므로, 기후변화에 따른 수목의 반응을 예측하기 위해서는 우리나라 주요 수종 및 기후변화에 민감한 수종들을 대상으로 지속적인 연구가 이루어져야 한다.

• 생물환경조절학회지
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• 제30권4호
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• pp.448-454
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• 2021

본 연구는 생육초기 저온 저일조 조건이 토마토의 수량 및 품질에 미치는 영향을 구명하기 위해서 수행되었다. 비가림 하우스에서 정식 후 17일에 측창 개폐와 차광막을 이용하여 26일간 저온, 저온차광 처리하였다. 처리기간 동안의 토마토 GDD를 산출한 결과 저온 처리로 인해 GDD가 5.5% 감소하였다. 차광 처리에 의한 평균 일사량을 분석한 결과 대조구 대비 차광처리가 25.3% 수준이었으며, 일 최고광량의 평균을 분석한 결과 대조구, 차광처리가 각각 634, 156W·m^-2였다. 처리 결과 저온차광에 의하여 엽수, 엽면적, 생체중, 건물중, SPAD를 분석한 결과 차광에 처리에 의하여 생육이 저하된 것을 볼 수 있었으며 초장은 웃자란 것을 확인할 수 있었다. 수량을 분석한 결과 첫 수확일은 정식 후 63일로 동일 하였으나 무처리구, 저온처리, 저온 강차광 순으로 각각 177, 99, 53g/plant로 최대 3.3배까지 차이를 보였으며, 최종 수확일인 정식 후 87일의 누적수량은 각각 1734, 1131, 854g/plant로 생육 초기 저온, 저온차광 처리에 의하여 수량이 각각 34.8, 50.7% 감소한 것을 확인할 수 있었다. 처리와 수확기에 따른 토마토의 품질을 조사한 결과 당도와 산도는 처리 및 수확기에 따른 차이가 없었다. 처리에 따른 광합성 특성을 조사하기 위하여 이산화탄소반응 곡선을 작성하고 광합성 기구의 생화학적 모델을 활용하여 분석한 결과 최대 광합성 속도와 J, TPU, R_d는 온도에 따른 차이를 보이지 않았으나 차광에 의하여 감소된 것을 확인할 수 있으며, V_cmax의 경우 저온 과 차광에 따라서 값이 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 이로 보아 정식 후 생육초기 저온 저일조는 토마토의 초기생육과 광합성능력을 감소시키며, 생육이 진행되면서 생육에 대한 차이가 없어지거나 줄어들고 품질 변화도 나타나지 않았지만 누적 수량이 감소하기에 이를 방지하기 위해서는 생육초기 저온 및 저온저일조 등 이상기상 발생시 보온 및 보광이 필요하다.

• 핵의학기술
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• 제22권2호
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• pp.74-78
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• 2018

본 연구는 그리냐르 시약과 $[^{11}C]$$CO_2$ 가스의 반응온도를 최적화하여 $[^{11}C]$아세트산의 방사화학적 수율을 향상시킬 수 있는 방법을 개발하고자 하였다. 본 연구에서는 $TRACERlab^{TM}$ $FX_{C-Pro}$ 자동합성장치에 기체포집 반응법과 고체상 추출 카트리지 분리정제법을 적용하여 $[^{11}C]$아세트산을 합성하였다. 그리냐르 시약으로 3.0 M $CH_3MgCl$를 사용하였으며, 표지반응 시 무수 tetrahydrofuran을 사용하여 0.5 M $CH_3MgCl$로 희석하여 사용하였다. 사이클로트론에서 생산된 $[^{11}C]$$CO_2$ 가스를 포집 후 반응용기에 담겨있는 그리냐르 시약에 불어넣을 때 반응용기를 액체질소로 냉각하여 $0^{\circ}C$, $-10^{\circ}C$, $-55^{\circ}C$가 각각 되게 한 후 표지반응을 진행하였다. 표지 반응 후 1 mM 아세트산 용액을 넣어 반응액을 희석한 후 고체상 추출 카트리지 IC-H와 IC-Ag를 차례로 통과시켜 불순물을 제거하고, 최종산물인 $[^{11}C]$아세트산은 SAX 카트리지에 통과시켜 흡착시킨 후 주사용수를 통과시켜 유기용매 및 불순물을 제거한 후 생리식염수로 용출하였다. 용출된 $[^{11}C]$ 아세트산은 $0.22-{\mu}m$ 멸균필터를 사용하여 멸균 후 HPLC로 방사화학적 순도를 측정하였다. 사이클로트론의 빔 전류를 $50{\mu}A$로 고정하고 빔 조사를 20분간 하여 생산된 $[^{11}C]$$CO_2$ 가스를 그리냐르 시약과 반응시킬 때 온도가 $0^{\circ}C$일 때 $15.2{\pm}1.6GBq$ (n=5)의 $[^{11}C]$아세트산이 합성되었고, 표지반응온도가 $-10^{\circ}C$일 때는 $18.7{\pm}2.1GBq$ (n=19)가 합성되었으며, $-55^{\circ}C$일 때는 $7.7{\pm}1.7GBq$ (n=19)가 합성되었다. 방사화학적 수율이 가장 높았던 $-10^{\circ}C$에서 빔 조사시간에 따른 $[^{11}C]$ 아세트산의 합성수율을 비교하였을 때 10분간 빔을 조사할 때보다 20분간 조사할 경우 약 1.9배 생산량이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 $[^{11}C]$$CO_2$ 가스와 그리냐르 시약을 $-10^{\circ}C$에서 반응 할 경우 방사화학적 수율을 크게 개선할 수 있어 향후 임상에서 통상적으로 생산 시 유용한 표지조건으로 활용될 수 있을 것이라 기대된다.