• 한국유기농업학회지
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• 제24권4호
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• pp.833-847
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• 2016

가뭄은 농작물의 생산성을 저해하는 주요 원인 중 하나이며, 잎을 먹는 쌈채류의 경우 물 부족 스트레스에 더 치명적일 수 있다. 본 연구는 케일 유묘에 대한 식물생육촉진 균주(PGPB)의 가뭄 내성 효과를 알아보기 위해 수행되었다. 쌈채류의 토양 및 근권 토양으로부 터 형태학적으로 구분되는 146개의 콜로니를 분리하고 온실 생물검정을 통해 케일 생육촉진이 우수한 균주 SB19를 최종 선발하였다. SB19 균주는 케일 재배 토양으로부터 분리하였으며 16S rRNA 유전자 염기서열 분석 결과 Bacillus sp.로 확인되었다. Bacillus sp. SB19 균주를 처리한 케일에 7일 간 수분 부족 스트레스를 유도하고 7일째에 가뭄 피해 조사 후 모든 처리구에 1회 관수하였다. 이후 다시 7일 간 수분 부족 스트레스를 주어 14일째에 케일의 내건성 증진 여부를 조사하였다. 가뭄 조건 7일째에 $10^6$와 $10^7cell\;mL^{-1}$ 농도의 SB19 균주를 처리한 케일에서 무처리와 비교하여 가뭄 스트레스 경감 효과를 보였다. 7일째에 모든 처리구에 관수 후 다시 가뭄 스트레스를 주었을 때에도 $10^6$와 $10^7cell\;mL^{-1}$ 농도의 SB19 균주 처리구에서 무처리구와 비교하여 가뭄 피해 경감 효과가 있었으며, 7일째와 14일째 모두에서 $10^7cell\;mL^{-1}$ 농도의 SB19 균주 처리구에서 가뭄 피해의 완화 정도가 가장 효과적인 것으로 나타났다. $10^6cell\;mL^{-1}$ SB19 균주 처리구에서는 물 부족으로 인한 잎의 노화가 $10^7cell\;mL^{-1}$ 농도 처리구에 비해 빠르게 발생하였다. 본 연구 결과를 바탕으로 유용 미생물과 식물의 상호작용이 식물의 물 이용률을 증진시키는 중요한 역할을 하고 약한 가뭄 조건에서 쌈채류의 품질을 향상시킬 수 있는 방안이 될 수 있을 것이라고 예측한다. 즉, 미생물학적인 환경 스트레스 극복 방법으로서의 가치를 뒷받침하는 것이라 할 수 있다.

• 식물병연구
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• 제25권2호
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• pp.62-70
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• 2019

The global warming by increased $CO_2$ will effect of plant pathogenic microorganisms and resistance of host plants, and it is expected to affect host-pathogen interactions. This study used Capsicum annuum L. and Xanthomonas euvesicatoria, a pathogenic bacteria of pepper, to investigate interactions between hosts and pathogens in a complex environment with increasedcultivation temperature and drought stress. As a result, the bacterial spot disease of C. annuum L. caused by X. euvesicatoria was $35^{\circ}C$ higher than $25^{\circ}C$. In addition, the effect on water potential on bacterial spot disease was much greater water potential -150 kPa than -30 kPa. The disease progress and severity higher than water potential -30 kPa. This result will useful for understanding interaction with red pepper and X. euvesicatoria under the complex environment with increased cultivation temperature and in water potential -150 kPa drought stress in the future.

• The Plant Pathology Journal
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• 제27권3호
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• pp.272-279
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• 2011

Root colonization of Arabidopsis thaliana with Pseudomonas chlororaphis O6 induces systemic tolerance against diverse pathogens, as well as drought and salt stresses. In this study, we demonstrated that 11 genes in the leaves were up-regulated, and 5 genes were down-regulated as the result of three- to five-days root colonization by P. chlororaphis O6. The identified priming genes were involved in cell signaling, transcription, protein synthesis, and degradation. In addition, expression of selected priming genes were induced in P. chlororaphis O6-colonized plants subjected to water withholding. Genes encoding defense proteins in signaling pathways regulated by jasmonic acid and ethylene, such as VSP1 and PDF1.2, were additional genes with enhanced expression in the P. chlororaphis O6-colonized plants. This study indicated that the expression of priming genes, as well as genes involved in jasmonic acid- and ethylene-regulated genes may play an important role in the systemic induction of both abiotic and biotic stress due to root colonization by P. chlororaphis O6.

• BMB Reports
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• 제43권1호
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• pp.34-39
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• 2010

Expression patterns of OsAREB1 revealed that expression of OsAREB1 gene can be induced by ABA, PEG and heat. Yeast one-hybrid assay demonstrated it can bind to ABA-responsive element (ABRE), which was found in most stress-induced genes. Transgenic Arabidopsis over-expressing OsAREB1 had different responses to ABA and glucose compared to wild-type plants, which suggest OsAREB1 might have a crucial role in these two signaling pathways. Further analysis indicate that OsAREB1 have multiple functions in Arabidopsis. First, OsAREB1 transgenic plants had higher resistance to drought and heat, and OsAREB1 up-regulated the ABA/stress related gene such as RD29A and RD29B. Second, it delayed plant flowering time by down-regulating the expression of flowering-related genes, such as FT, SOC1, LFY and AP1. Due to the dates, OsAREB1 may function as a positive regulator in drought/heat stresses response, but a negative regulator in flowering time in Arabidopsis.

• 한국작물학회지
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• 제26권4호
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• pp.304-310
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• 1981

맥류의 한발저항성 반응과 정도 그리고 생리학적 기작을 구명하기 위하여 발아 후 10일된 맥류 유묘기(본엽3매시)에 8일간 단수처리하여 초장 유묘건물중 엽녹소 상대팽압도 단백질 환원당의 변화를 조사분석하였던 바 그 결과는 다음과 같다. 1. 전품종의 평균 감소율은 초장 14%, 유묘건물중 24%, 엽녹소 31%, 엽상대팽엽도 27%, 단백질 28%였으며 유일하게 환원당만은 대조구에 비하여 단수구가 4배나 증가하였다. 2. 유묘건물중 감소율을 품종별로 보면 호맥이 가장 낮고, 백동, 목포5005, 이조대맥이 가장 높았으며 또한 맥종별로는 호맥<소맥<대맥<라맥<이조대맥의 순이었다. 3. 엽녹소의 감소율이 가장 낮은 품종은 호맥, 청계밀, 을밀이었고 가장 높은 것은 밀양1002, 방사006, 향맥, 사천004였다. 4. 엽상대팽엽도의 감소율이 가장 낮은 품종(22-25%)은 호맥, 청계밀, 동보리 001였고 가장 높은것(30-33%)은 백동과 이조대맥이었다. 맥종별로 보면 호맥<소맥<라맥<대맥ㆍ이조대맥의 순이었다. 5. 단백질의 감소율을 보면 후광, 그루밀, 동보리 001, 목포5005가 가장 낮은 품종(14～17%)들 이었고 이조대맥이(40%) 가장 심하였으며 맥종별로 보면 소맥<호맥ㆍ대맥<근맥<이조대맥의 순이었다. 6. 환원당의 증가비는 호맥과 소맥이 4～5배였고 이맥과 이조대맥이 약 2배 증가되었다. 맥종별 증가를 보면 호맥<소맥<대맥<라맥<이조대맥의 순이었다. 7 한발저항성 과정에서 생리적 대사작용의 관점에서 볼 때 호맥<소맥<대맥<라맥<이조대맥의 순으로 한발저항성이 강한 것으로 추정된다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제21권3호
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• pp.195-206
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• 2005

Spatial and temporal expression of pathogenesis-related (PR) gene and proteins has been recognized as inducible defense response in pepper plants. Gene expression and/or protein accumulation of PR-1, $\beta-1,3-glucanase$ and chitinase was predominantly found in pepper plants during the inoculations by Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, Phytophthora capsici and Colletotrichum coccodes. PR-1 and chitinase genes were also induced in pepper plants in response to environmental stresses, such as high salinity and drought. PR-1 and chitinase gene expressions by biotic and abiotic stresses were regulated by their own promoter regions containing several stress-related cis-acting elements. Overexpression of pepper PR-1 or chitinase genes in heterogeneous transgenic plants showed enhanced disease resistance as well as environmental stress tolerances. In this review, we focused on the putative function of pepper PR-1, $\beta-1,3-glucanase$ and chitinase proteins and/or genes at the biochemical, molecular and cytological aspects.

• 생물환경조절학회지
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• 제18권2호
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• pp.132-136
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• 2009

균근을 이용한 Ardisia pusilla의 내건성 증진효과를 알아보기 위하여 내생균근 Glomus spp.을 접종하여 생육상에서 30일 동안 재배한 후 수분스트레스처리를 실시하였다. 수분스트레스처리는 5일간 무관수 상태로 두었다가 관수하는 방법으로 60일 동안 반복 처리하였다. 식물생육은 균근처리시 대조구에 비해 증가하였으며, 관수시 스분스트레스의 회복력도 빨랐다. 식물체내 양분함량은 지하부의 Fe, Mn, 및 Cu의 함량의 경우 균근 접종 식물이 대조구에 비해 현저하 높았으나 이에 반하여 프롤린 함량은 대조구에서 균근 접종식불에 비해 높게 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제24권2호
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• pp.196-208
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• 2014

식물의 생활사 동안 물부족 스트레스는 식물의 생장과 발달에 해로운 영향을 끼치는 대표적인 스트레스이다. 유용 작물의 생산성을 증가시키기 위하여, 물부족 스트레스를 극복하는 일은 식물학 연구 분야에서 가장 중요한 이슈로 대두되어 왔다. 식물의 호르몬 중에서 앱시스산은 물부족 스트레스에 대해 식물이 저항성을 나타내는데 가장 중요한 호르몬으로서 역할을 수행하며, 씨앗의 발아, 기공의 개폐, 유묘의 성장과 같은 다양한 발달 과정에도 관여하고 있다. 그러므로, 앱시스산에 의해 매개되는 식물의 신호전달 기작을 명확히 이해하는 것은 물부족 스트레스에 대한 내성을 갖는 유용 식물을 생산해내기 위해 가장 효과적인 방법이 될 것이다. 한편, 인산화, 유비퀴틴화와 같은 번역 후 변형 과정은 식물이 다양한 환경적 스트레스 하에서 신속하게 적응을 하기 위해 가장 효율적인 기작으로 인식되어 왔는데, 이는 전사수준에서의 조절과 달리 이미 존재하는 신호전달 물질의 활성과 안정성을 직접적으로 빠르게 조절할 수 있기 때문이다. 본 총설에서는 앱시스산의 신호전달 과정과 관련된 최근 연구 동향을 업데이트하고자 하며, 특히 이러한 신호전달 과정을 앱시스산 수송, 인식, 신호전달 및 번역 후 변형 과정에 초점을 맞추어 알아보고자 한다. 또한 그러한 조절 기작이 농업분야에서 유용 작물을 생산하는데 어떻게 적용될 수 있는지에 대한 향후 전망에 대해서도 기술하고자 한다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.321-321
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• 2017

Water availability in rainfed lowlands (RFL) is strongly affected by climate change. In RFL, rice plants are exposed to soil moisture fluctuations (SMF) but rarely to simple progressive drought as widely believed. Typical RFL field is characterized by a about 5-cm thick high bulk density hardpan layer underneath the cultivated layer at about 20 cm depth that impedes deep root development. Root system has the ability to develop in response to changes in SMF, known as phenotypic plasticity. We hypothesized that genotypes that can adapt to RFL have root plasticity. The roots can sharply respond to re-wetting after drought period and thus penetrate the hardpan layer when the hardpan is wet and so becomes relatively soft, and thus access water under the hardpan. This study aimed to identify CSSLs derived from a cross between Sasanishiki and Habataki which adapted to such RFL conditions. We used 39 CSSLs together with the parent Sasanishiki, which were grown in hydroponics and pot under transient soil moisture stresses (drought and then rewatering), and compared with continuously well-watered (WW) (control) up to 14 days after sowing (DAS), and 20 DAS, respectively. Based on the results of hydroponics and pot experiments, we selected a few lines, which were grown in the soil-filled rootbox with artificial hardpan layer and without artificial hardpan. For the rootbox without artificial hardpan, plants were grown under WW and transient soil moisture stresses for 49 DAS. While the rootbox with artificial hardpan, the plants were grown under WW (control) and SMF (WW up to 21 DAS, 1st drought (22-36 DAS), rewatering (37-44 DAS), and followed by 2nd drought (45-58 DAS)). Among the 39 CSSLs, only CSSL439 (SL39) consistently showed significantly higher shoot dry weight (SDW) than Sasanishiki under transient soil moisture stress conditions as well as SMF conditions in all the experiments. Furthermore, under WW, SL39 consistently showed no significant differences from Sasanishiki in shoot and root growth in most of traits examined. SL39 showed significantly greater total root length (TRL) than Sasanishiki under transient soil moisture stress, which is considered as phenotypic plasticity in response to rewatering after drought period. Such plastic root development was the key trait that effectively contributed to root elongation and branching during the rewatering period and consequently enhanced the root to penetrate hardpan layer when the soil penetration resistance at hardpan layer reduced. In addition, using the rootbox with artificial hardpan layer ($1.7g\;cm^{-3}$, heavily compacted), SL39 showed greater root system development than Sasanishiki under SMF, which was expressed in its significantly higher TRL, total nodal RL, and total lateral RL at hardpan layer as well as at below the hardpan layer. These results prove that SL39 has plasticity that enables its root systems to penetrate hardpan layer in response to rewatering. Under SMF, such root plasticity contributed to its higher gs and Pn.

• 식물병연구
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• 제23권2호
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• pp.99-113
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• 2017

식물은 재배기간 동안 세균, 진균, 바이러스 등의 생물 스트레스뿐만 아니라 고온, 염, 건조 등 다양한 환경 스트레스에도 노출되어 왔다. 최근에는 기후 이상현상으로 인하여 환경 스트레스의 빈도 및 강도가 불규칙적으로 증가하고 있으며 이로 인해 병원균의 생장과 영향도 변화하여 생물과 환경의 복합 스트레스가 식물 재배에 큰 영향을 주고 있다. 유용미생물을 이용한 식물의 저항성 유도는 다양한 생물과 환경 스트레스로부터 식물을 보호하는 데 도움을 주며, 이러한 스트레스에 대한 피해를 감소시킬 수 있는 가능성을 열어 주었다. 본 리뷰에서는 식물의 생물과 환경 스트레스에 대한 피해를 감소시키는 데 영향을 주는 미생물의 결정인자에 대해 기술하였으며 미생물 결정인자에 의해 유도되는 식물 신호전달 체계 변화에 대해 기술하였다. 또한 복합 스트레스 경감을 위한 미생물의 역할과 연구 방향에 대해 기술하였다. 이 리뷰를 통해 변화하는 환경에 대비하기 위해서 다양한 방안을 마련하고 있는 농민들에게 도움이 되기를 바라며, 실제 유용미생물 연구가 식물 재배 중 발생할 수 있는 다양한 스트레스에 따른 농가 피해를 감소시킬 효과적 대응 방안으로 이어지길 바란다.