• Journal of Ecology and Environment
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• 제45권1호
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• pp.54-61
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• 2021

Background: The sunfleck is an important light environmental factor for plants that live under the shade of trees. Currently, the smartfarm has a system that can artificially create these sunfleks. Therefore, it was intended to find optimal light conditions by measuring and analyzing photosynthetic responses of Eutrema japonica (Miq.) Koidz., a plant living in shade with high economic value under artificial sunflecks. Results: For this purpose, we used LED pulsed light as the simulated sunflecks and set the light frequency levels of six chambers to 20 Hz, 60 Hz, 180 Hz, 540 Hz, 1620 Hz, and 4860 Hz of a pulsed LED grow system in a plant factory and the duty ratio of the all chambers was set to 30%, 50%, and 70% every 2 weeks. We measured the photosynthetic rate, transpiration rate, stomatal conductance, and substomatal CO2 partial pressure of E. japonica under each light condition. We also calculated the results of measurement, A/Ci, and water use efficiency. According to our results, the photosynthetic rate was not different among different duty ratios, the transpiration rate was higher at the duty ratio of 70% than 30% and 50%, and stomatal conductance was higher at 50% and 70% than at 30%. In addition, the substomatal CO2 partial pressure was higher at the duty ratio of 50% than 30% and 70%, and A/Ci was higher at 30% than 50% and 70%. Water use efficiency was higher at 30% and 50% than at 70%. While the transpiration rate and stomatal conductance generally tended to become higher as the frequency level decreased, other physiological items did not change with different frequency levels. Conclusions: Our results showed that 30% and 50% duty ratios could be better in the cultivation of E. japonica due to suffering from water stress as well as light stress in environments with the 70% duty ratio by decreasing water use efficiency. These results suggest that E. japonica is adapted under the light environment with nature sunflecks around 30-50% duty ratio and low light frequency around 20 Hz.

• 농업과학연구
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• 제50권3호
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• pp.383-394
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• 2023

In Korea, the U.S. Tier-4 Final emission standards have been applied to agricultural machinery since 2015. This study was conducted to analyze the emission characteristics of agricultural tractors during plow tillage operations using PEMS (portable emissions measurement systems). The tractor working speed was set as M2 (5.95 km/h) and M3 (7.60 km/h), which was the most used gear stage during plow tillage operation. An engine idling test was conducted before the plow tillage operation was conducted because the level of emissions differed depending on the temperature of the engine (cold and hot states). The estimated level of emissions for the regular area (660 m²), which was the typical area of cultivation, was based on an implement width of 2.15 m and distance from the work area of 2.2 m. As a result, average emission of CO (carbon monoxide), THC (total hydrocarbons), NOx (nitric oxides), and PM (particulate matter) were approximately 6.17×10-2, 3.36×10^-4, 2.01×10^-4, and 6.85×10^-6 g/s, respectively. Based on the regular area, the total emission of CO, THC, NOx, and PM was 2.62, 3.76×10^-2, 1.63, and 2.59×10^-4 g, respectively. The results of total emission during plow tillage were compared to Tier 4 emission regulation limits. Tier 4 emission regulation limits means maximum value of the emission per consumption power (g/kWh), calculated as ratio of the emission and consumption power. Therefore, the total emission was converted to the emission per power using the rated power of the tractor. The emission per power was found to be satisfied below Tier 4 emission regulation limits for each emission gas. It is necessary to measure data by applying various test modes in the future and utilize them to calculate emission because the emission depends on various variables such as measurement environment and test mode.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제40권5호
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• pp.1126-1135
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• 2023

인삼부산물 및 인삼밭 토양에서 분리한 9균주 중 𝛽-Glucosidase 생성 균주 GYP-1과 GYP-3-3 균주를 선발하였다. 선발된 𝛽-Glucosidase 생성 균주에 대하여 16S rRNA 유전자 염기서열과 ITS 염기서열을 기반으로 계통 분석을 실시한 결과, GYP-1 균주는 Rhodotorula 속에 속하며, GYP-3-3은 Brachybacterium 속에 속하는 것으로 확인되었다. 특히, Rhodotorula sp. GYP-1 균주는 호기성 효모종으로 biomass 생산량이 높아 최종 우수 균주로 선발하였다. Rhodotorula sp. GYP-1가 생성하는 𝛽-Glucosidase의 온도 및 pH에 따른 효소 활성 및 안정성을 검정한 결과, 30 ℃에서 6.7 unit/ml로 가장 높은 활성을 나타내었고, 20 ℃ ~ 40 ℃에서 효소 활성의 약 70 % 이상을 유지하는 것으로 확인하였다. pH에 따른 효소의 활성 및 안정의 경우, pH 5에서 6.8 unit/ml으로 가장 높은 활성을 나타내었고 pH 5~pH 8까지 93.3 % 이상의 효소 활성을 유지하는 것으로 확인하였다. Rhodotorula sp. GYP-1가 생성하는 𝛽-Glucosidase는 ginsenoside Rb1 minor 진세노사이드로 분해하는 것으로 확인되었다. 또한, 인삼 뿌리 병원균(Botrytis cinerea)에 대해 항진균능을 갖는 것으로 확인되었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제50권
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• pp.63-69
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• 2023

본 연구는 유채(Brassica napus L.)의 배축을 이용하여 수량 증대 유전자인 ORE7 그리고 선발유전자로 제초제저항성을 나타내는 bar 유전자를 Agrobacterium 기법을 이용하여 형질전환 하였다. 효율적인 유채형질전환 기법을 확립하기 위해 한국 유채 '영산' 품종의 배축 절편체를 이용하여 Agrobacterium 접종 시, 20분간의 접종시간 그리고 3일간의 공동배양기간을 적용할 때 100개의 접종된 배축 절편체들로부터 약 32-36개 개체가 PPT (Phosphinothrixin) 20 mg/l 첨가된 선발배지에서 생존하여 높은 형질전환 효율을 보여주었다. 또한 본 연구에서 도입된 선발 및 생산성 증대 유전자 도입 여부를 확인하기 위해 PCR을 수행하여 도입여부를 확인하였다. 또한 생산성 증대 유전자 ORE 7 유전자와 같이 도입된 bar 유전자의 발현여부를 확인하기 위해 0.5% Basta 용액에 처리한 결과, 제초제저항성 형질이 발현됨을 확인하였다. 본 연구결과를 통해 향후 국내 유채품종을 대상으로 Agrobacterium을 이용하여 제초제 저항성, 건조저항성. 생산성 증대 형질 그리고 오일함량 증대 등의 유용형질 개량에 이용되리라 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권2호
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• pp.130-140
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• 2020

본 연구는 대체에너지, 생태복원 및 밀원식물용 등으로 이용되어 묘목 수요가 증가되고 있는 쉬나무의 우량한 용기묘 생산을 위한 적정 차광수준을 구명하고자 실시하였다. 공시용기는 임업시설양묘용 플라스틱 용기(350ml/구)를 사용하였다. 차광수준은 전광과 전광의 35%, 55%, 75%로 처리하였다. 실험결과, 간장과 근원경 생장은 전광에서 현저히 높은 값을 보였으며, 차광수준이 강해질수록 낮은 생장값으로 조사되었다. 묘목의 뿌리형태특성을 측정한 결과 전광에서 뿌리발달이 가장 왕성하게 조사되었다. 건물생산량도 전광에서 가장 높았고 전체적으로 간장 및 근원경 생장 결과와 유사한 경향으로 나타났다. 묘목의 품질을 나타내는 지수인 QI(Quality Index)도 차광실험의 경우 전광에서 0.98로 가장 높게 조사되었다. 묘목의 엽록소 함량은 상대적으로 차광수준이 가장 높은 75% 차광처리에서 가장 높은 엽록소 함량을 보였으며, 광합성속도 및 수분이용효율은 전광에서 각각 8.48μmolCO₂·m^-2s^-1, 1.40μmolCO₂·mmolm^-1H₂O 가장 높은 것으로 조사되었다. 연구결과를 종합하면, 쉬나무 용기묘의 우량한 묘목생산을 위한 적정 차광수준은 전광(0%)으로 판단되며, 쉬나무 용기묘의 대량생산을 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국작물학회지
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• 제65권1호
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• pp.30-39
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• 2020

벼 직파재배나 육묘에서 종자소독, 병충해방제, 시비 등에 요구되는 생산비절감기술로 개발된 기존 규산코팅볍씨(규산/Zeolite)의 단점 보완으로 신규 규산코팅기술이 개발되었다. 신규 규산코팅볍씨의 제조 및 이용특성과 육묘상자에서 건묘육성 및 벼 키다리병 경감효과를 명확하게 하기 위하여 벼 키다리병 이병성 감염종자를 소독 없이 마른 상태로 코팅한 볍씨와 중도저항성 소독된 보급종자를 마른 상태로 코팅한 볍씨를 토경조건과 수경조건에서 시험이 수행되었다. 1. 신규 규산코팅볍씨는 종자 100 g에 코팅 바인더 점액성 수용성규산 18 ml을 충분히 묻히고 거기에 Dolomite 80 g/철 5 g의 혼합분말을 고루 뿌려서 코팅되었다. 2. 신규 규산코팅볍씨의 특성은 종자무게의 1.84배이었고 중량, 코팅강도와 코팅색택 등이 기존 규산코팅볍씨보다 훨씬 개선되었다. 3. 신규 규산코팅볍씨의 묘는 무코팅볍씨에서 자란 묘의 연한 엽색과 늘어지는 초형에 비하여 짙은 엽색(SPAD치)으로 직립되었고 엽신의 규질화가 현저히 높았으며 묘소질(w/cm)은 유의하게 증가되었다. 특히 생육량과 엽색도는 토경조건에서 보다 영양이 결제된 수경조건에서 뚜렷하였다. 4. 47일간 육묘 중 벼 키다리병 발생은 파종 후 38일에 peak를 보였고 무코팅볍씨 발병률 54.2%에 비하여 신규 규산코팅에서는 68.8~70.7%의 방제가를 나타내었다. 이상을 종합하여 보면 벼농사에서 가장 많이 요구되는 규산질 비료를 Dolomite와 철분으로 종피에 코팅시켜서 만든 신규 규산코팅볍씨로 종자소독, 건묘육성 및 벼 키다리병 경감 효과 등은 친환경 저비용과 안전 쌀 생산에 크게 기여되리라 본다. 또한 장기 영양결제에도 육묘 중 뿌리 활력이나 엽의 노화 없이 정상생육이 지속되어 육묘시비량 절감 가능성도 보였고 금후 묘의 노화경감을 위한 최소 영양공급 연구가 요구되었다.

• 미생물학회지
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• 제41권1호
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• pp.67-73
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• 2005

본 연구에서는 남세균인 Synechocystis sp. PCC 6803 (Syn6803)을 대상으로 transposable element Tn5를 이용하여 획득된 1,200여 돌연변이주로부터 모균주에 비하여 PHB 축적량이 크게 증진된 균주를 선별하고, Tn5 삽입에 의해 결함을 나타낸 유전자를 확인함으로써 Syn6803에서의 PHB 생합성에 영향을 주는 세포내 생리학적 요인을 조사하고자 하였다. 모균주인 야생형 균주의 경우 질소원이 제한된 $BG11_0$ 배지에서의 PHB 생합성량이 건체량의 $4\%$ (w/w) 수준인데 반하여, $10-34\%$의 생합성량을 보이는 25개의 돌연변이 균주를 얻을 수 있었다. Inverse PCR을 이용하여, 선별된 돌연변이 균주내 돌연변이가 일어난 유전자를 조사한 결과, 아직까지 그 기능이 규명되지 않은 유전자가 대부분이었으나, NADH-ubiquinone oxidoreductase, O-succinylbenzoic-CoA ligase 또는 photosystem II PsbT protein과 같이 광합성과 호흡에 관여하는 유전자에 돌연변이가 일어난 4 균주와 histidine kinase가 결여된 1균주가 확인되었다. 이들 균주를 대상으로pulse-amplitude modulated fluorometer를 이용하여 세포내 $NAD(P)H/NAD(P)^+$비를 측정한 결과, 에너지 대사 흐름의 차단에 의해 세포내의 $NAD(P)HNAD(P)^+$비가 모균주에 비하여 현저하게 높은 것으로 나타났다. 이는 잉여의 전자로 포화된 세포, 즉 NAD(P)H에 의해 환원적 상태를 유지하고 있는 세포의 경우 PHB 축적 이 증진될 수 있음을 시사한다. 이러한 사실은 인위적으로 광합성과 호흡 관련 유전자가 제거되어 $NAD(P)H/NAD(P)^+$비가 높아진 것으로 알려진 다수의 Syn6803 돌연변이 균주들을 대상으로 PHB 생합성량을 조사한 결과로부터 재확인되었다.

• 한국버섯학회지
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• 제14권4호
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• pp.202-206
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• 2016

느타리의 새로운 품종을 개발하기 위해 갓이 짙은 흑회색이며 대가 굵고 길어 고품질인 느타리 신품종을 육성하였다. 2014년에 경기도농업기술원으로부터 'ASI 0665(흑타리)'를 분양받아 포자를 분리하여 'ASI 2504(수한)'의 이핵균주와 교잡하여 꺾쇠연결체(clamp connection)를 형성한 교잡주 25점을 선발하였다. 그 후 미토콘드리아 마커 MtPo1을 이용하여 모균주 'ASI 0665'와 같은 밴드 양상을 보이는 교잡주를 선발하여 반복 재배실험을 수행하였다. 병 당 수량이 대조구인 'ASI 2504'보다 높고 자실체의 갓과 대의 형태가 더 우수한 'Po2013-538'을 최종 우량계통으로 선발하여 특성검정, 생산력검정시험을 통해 2015년 농작물 직무육성 품종 심의회에서 '솔타리'로 명명되었다. 주요 특성은 균사 생장 적온이 $25{\sim}30^{\circ}C$이며 버섯 원기형성 및 발생온도가 $13{\sim}20^{\circ}C$로 중고온성 계통이다. 자실체의 갓 색깔은 진한 흑회색이며 갓의 형태는 깊은 깔때기형이다. 대길이는 75.24 mm, 대굵기는 19.69 mm로 대조구 'ASI 2504'와 비슷한 값을 가지나 대의 육질이 탄탄하고 색깔이 밝아 고품질로 선호된다. 자실체 수량은 병 당(1100 mL) 158.8 g으로 'ASI 2504'의 수량지수를 100으로 놓았을 때 솔타리는 103으로 수량이 약 3% 증가하였다. 가변특성으로는 감자한천배지(PDA)와 버섯완전배지(MCM)에서 균사를 배양한 결과 감자한천배지에서 생장이 양호하였고 대조구 또한 같은 결과를 보였다. 2종류의 primer(UPF 2, UPF 5)를 이용하여 새로운 품종 '솔타리'와 모균주에 대한 DNA profile을 분석한 결과 솔타리가 양친의 주요 DNA 밴드를 갖고 있으며 대조구인 'ASI 2504'와는 구별되는 것을 볼 수 있었다. 신품종 느타리 '솔타리'는 소비자들이 선호하는 짙은 흑회색의 갓과 굵으면서 색이 하얀 대의 특징을 갖고 있어 느타리 재배 농가에서 널리 보급될 것으로 기대된다.

• 생태와환경
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• 제49권2호
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• pp.89-101
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• 2016

본 연구는 농업생태계에 출현하는 $C_4$ 식물의 출현 양상을 파악하기 위하여 2013년 여름과 가을, 2회에 걸쳐 전국 222 지점의 밭 경작지에서 식물상 및 경작환경을 조사하였으며, 광합성 유형을 판단하기 위해 주요 출현 종에 대한 Kranz 구조 확인과 탄소 안정동위원소 분석을 실시하였다. 밭 경작지에 출현하는 $C_4$ 식물은 9과 33속 54종이었으며 주요 출현종은 쇠비름, 바랭이, 돌피 등이었다. 조사 시기와 생육지 유형에 상관없이 밭 경작지에 출현하는 $C_3$, $C_4$ 식물은 출현하는 전체 종수의 일정 비율로 출현하는 경향을 보였다. $C_4$ 식물의 출현 종수의 변동폭은 크지 않았으며, $C_4$ 식물의 출현율은 $C_4$ 식물의 출현 종수보다 $C_3$ 식물의 출현 종수에 의한 영향을 크게 받았다. 경작면적은 $C_4$ 식물의 출현율에 영향을 미치지 않았으며 여러 제초방법의 동시 시행은 $C_3$ 식물의 출현 종수를 감소시켰다. 특히 예취는 $C_3$ 식물 출현 종수에 큰 감소를 가져왔다. 반면 재배작물수의 증가는 $C_3$, $C_4$ 식물의 출현 증가를 가져왔으나 $C_4$ 식물의 출현율에는 큰 영향을 주지 않았다. 본 연구를 통해 농업생태계에서 다른 생태계에 비해 높은 $C_4$ 출현율을 보인 이유는 경작활동에 의한 $C_3$ 식물 출현 종수의 감소에 따른 것으로 사료된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권2호
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• pp.423-432
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• 2018

스피룰리나는 지구상의 가장 오래된 조류중 하나이며 피코시아닌, 토코페롤, 베타카로틴을 함유하고 있어 노화를 방지한다고 보고된 바 있다. 본 연구에서는 재배방법이 다른 스피룰리나 에탄올추출물의 UVB로 유도된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)의 저해와 항산화효과를 확인하였다. 실내배양 스피룰리나 에탄올추출물(ICAE)과 야외배양 스피룰리나 에탄올추출물(OCAE) 0.1, 0.5, $1mg/m{\ell}$의 DPPH 라디칼 소거능과 SOD 유사 활성을 측정하여 항산화효과를 확인하였다. UVB로 유도된 ROS의 저해 효과는 제브라피쉬 배아와 HaCaT 세포를 이용하여 확인하였다. ICAE와 OCAE 0, 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, $1mg/m{\ell}$을 제브라피쉬 배아와 HaCaT 세포에 처리하고 UVB로 ROS를 유도하였고 DCFH-DA로 염색하여 세포내 ROS의 양을 검출하였다. 항산화효과를 측정한 결과 양성대조군인 ascorbic acid의 DPPH 라디칼 소거능은 73%, SOD 유사 활성은 86%로 나타났다. ICAE와 OCAE $1mg/m{\ell}$의 농도에서 각각 43, 57%의 DPPH 라디칼 소거능을 나타내었고, 20, 19%의 SOD 유사 활성을 나타내어 양성대조군인 ascorbic acid보다 낮았지만 유의적인 항산화효과가 있었다. UVB로 유도된 제브라피쉬 배아와 HaCaT 세포의 ROS가 음성대조군보다 증가하였고, ICAE와 OCAE 처리된 군은 농도 의존적으로 UVB만 조사된 양성대조군 보다 ROS가 감소하였다. 본 연구의 결과는 스피룰리나 에탄올추출물이 피부보호용 화장품 소재로 사용가치가 있음을 시사한다.