• 제목/요약/키워드: environmental biotechnology

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Lux operon을 함유한 유전자 재조합 Escherichia coli의 발광 안정화 조건 및 독성물질에 대한 민감성 (Conditions for Stable light Production of Recombinant Escherichia coli Containing Lux Operon and Sensitivity to Toxic Chemicals)

  • 배희경;이상민;정윤철;송방호;신평균
    • KSBB Journal
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    • 제17권6호
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    • pp.571-576
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    • 2002
  • 수환경에 영향을 미치는 독성물질을 확인하기 위한 생물학적 경보장치로 현재 상용화된 Lumistox의 단점을 보안하기위해, Photohabdus luminescence의 lux CDABE 유전자가 응합되어 기질첨가의 번거러움이 없는 재조합 E. coli DH5$\alpha$/pSB311을 제조하였다. 적정 생장 상태와 생균수, 발광 측정 완충용액들을 중심으로 재조합 S. coli DH5$\alpha$/pSB311의 발광 안정화 조건을 조사한 결과, 적정 세포수가 유지되면 측정 완충용액은 그 종류에 크게 영향을 받지 않으며, O $D_{660nm}$ 0.6~0.7 정도의 middle-exponential stage까지의 cell age를 가지고 $10^{6}$-$10^{7}$ 정도 희석한 세포수가 가장 안정화된 발광량을 보여 주는 것으로 확인되었다. 온도에 따른 재조합 E. coli와 Lumistox의 발광량의 변화를 살펴보면, Lumistox는 15$^{\circ}C$에서는 안정하나 실온(25 ~ 3$0^{\circ}C$)에서는 급격하게 발광량이 감소하는 현상을 보이는 반면, E. coli DH5$\alpha$/pSB311은 Photohabdus luminescence의 lux operon을 함유함으로써 온도에 대한 영향을 많이 받지 않음을 확인하였다. 그리고 재조합 E. coli와 Lumistox의 중금속에 대한 독성정도를 EC값으로 산출하였다. Cd, Cu, Hg, Zn에 대해서 E. coli DH5$\alpha$/pSB311은 Lumistox보다 더 민감하거나 유사한 반응을 보였다. 이는 Lumistox의 성장과 발광을 안정화시켜 주는 고농도의 salt에 의한 민감도의 저하에 따른 현상으로, 광산이나 공장폐수와 같은 수계의 중금속 독성도를 측정하기 위한 생물경보장치로 사용하기에는 해양 발광 미생물을 이용하기보다는 재조합 E. coli가 더 효과적임을 알 수 있었다.

영양염제거에서 해수 및 해수염에 관한 비교연구 (A Comparative Study on the Use of Seawater and Sea Salt in Nutrient Elimination)

  • ;김우항
    • 해양환경안전학회지
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    • 제22권7호
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    • pp.829-835
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    • 2016
  • 부영양화를 일으키는 대표적인 영양물질인 질소와 인을 제거하기 위하여 많은 연구들이 진행되어오고 있다. 본 연구에서는 질소와 인을 제거하기 위하여 해수 및 해수염에 존재하는 마그네슘과 칼슘을 사용하여 스트루바이트와 수산화인회석을 만들어 침전을 시켰다. 실험의 목적은 해수와 해수염을 사용하여 pH와 농도의 변화에 따른 영양염의 제거율을 비교평가 하였다. 하수의 실험조건에서 해수를 사용한 결과 인의 제거율은 90 %, 질소의 제거율은 50 %로 나타났다. 또한 pH 9, 질소와 인의 농도 10 mM, ${Mg/PO_4}^{3-}$, ${NH_4}^+$의 비율 2의 조건에서 해수염을 사용하여 실험한 결과 질소의 제거율은 90 %, 인의 제거율은 70 %로 나타났다. 상대적으로 인의 제거율이 높은 이유는 해수를 사용한 경우 질소와 인의 몰 농도의 차이에서 비롯되었으며, 해수염을 사용한 경우 해수에 포함된 칼슘이 인과 반응하여 수산화인회석으로 침전 제거되었다고 할 수 있다. 수중의 질소와 인을 제거를 위하여 해수와 해수염을 사용한 결과 높은 제거율을 나타내었다.

Streptomyces sp. A75와 A501 균주의 인삼 잘록병에 대한 방제효과 (Control of Ginseng Damping-off by Streptomyces sp. A75 and A501)

  • 이상엽;송재경;윤봉식;박경훈;김정준;한지희
    • 한국균학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.330-337
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    • 2016
  • Streptomyces sp. A75와 A501 균주는 인삼 잘록병을 일으키는 R. solani와 Pythium sp.의 균사 생장을 억제하였다. 인삼 잘록병 R. solani에 대하여 Streptomyces sp. A75와 A501 균주의 배양액을 혼합한 50배 희석액에 종자 침지처리, 100배 희석액의 관주처리와 종자 침지처리(50배) + 관주처리(100배)는 81.3%, 84.8%와 32.2%의 방제 효과를 각각 나타내었다. 인삼 잘록병 Pythium sp.에 대하여 Streptomyces sp. A75와 A501 균주의 배양액을 혼합한 50배 희석액에 종자 침지처리, 100배 희석액의 관주처리와 종자 침지처리(50배) + 관주처리(100배)는 51.0%, 52.1%, 75.3%의 방제효과를 각각 나타내었다. 이들 결과에서 Streptomyces sp. A75와 A501 균주의 배양한 혼합액으로 종자 침지한 후 관주처리가 인삼 잘록병 발생을 효과적으로 감소시켰다.

금산 인삼과 토양의 희토류 원소 함량관계 (Rare Earth Element Contents of the Ginsengs and their Soils, Keumsan area)

  • 송석환;민일식;유선균;이용규
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제30권1호
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    • pp.31-40
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    • 2006
  • 풍화 토양에서 셰일 지역이 높고 화강암 지역이 낮았으며, 셰일 지역이 화강암 및 천매암 지역에 비해 더욱 많은 원소에서 유의성이 높은 상관관계를 보였다. 인삼의 평균값에서 셰일 지역이 높고, 천매암 지역이 낮았다. 지역적 비교에서 셰일 지역이 높았고, 3년생이 많은 원소에서 유의성이 높은 상관관계를 보였는데, 이는 인삼이 연생이 증가함에 따라 토양으로 부터 필요한 만큼의 원소를 흡수하고 있음을 암시한다 인삼의 연생 차이별 비의 비교에처 화강암과 천매암 지역은 2년생이, 셰일은 3년생이 높았다. 지상부에 대한 연생 차이별 비교 시 화강암 지역은 2년생이, 천매암 지역은 1년생이 높았다. 동일 연생 비교 시 셰일지역이 높고 천매암 지역이 낮았다. 대부분 원소 쌍에서 정의 상관관계를 보였고, 3년생이 높은 유의성의 상관관계를 보였다. 뿌리에 대한 연생 차이별 비교 시 화강암 지역은 2년생이, 천매암 및 셰일 지역은 3년생이 높았다. 동일 연생 비교에서 셰일 지역이 높고 천매암 지역이 낮았다. 지상부에 비해 높은 유의성의 상관관계를 보였는데 이는 뿌리 부분에거 흡수되는 원소들 사이에서 좋은 상관성이 있음을 암시한다. 지상부와 뿌리 부분의 비교에서 지상부가 높은 원소 함량을 보이고,이 경향은 천매암 지역의 2년생에서 가장 높았다. 지상, 지하부의 비에서 LREE가 HREE 보다 커서 지상, 지하부의 차이가 LREE에서 컸음을 암시하고, 2년생이 대체로 높아 2년생의 지상부가 뿌리에 비해 높음을 암시한다. 토양과 인삼 함량과의 비교에서 거의 대부분 원소가 인삼에 비해 토양에서 높았고, 토양/지상부 비보다 토양/지하부비가 컸다. HREE의 비율 차이가 커서 HREE가 더욱 토양의 조성과 차이를 보임을 암시한다. 2년에서 3년생으로 갈수록 비율 차이가 커져 토양과 인삼의 조성차이가 나이가 들어감에 따라 커짐을 암시한다. 전체적인 결과들은 셰일 지역의 인삼이 제일 토양의 조성에 가까웠고 천매암 지역에서 가장 차이가 컸음을 암시한다.

분말활성탄 및 제올라이트 담지 폴리우레탄 담체를 이용한 바이오필터에서의 악취가스 제거 (Odorous Gas Removal in Biofilter with Powdered Activated Carbon and Zeolite Coated Polyurethane Foam)

  • 이수철;김동진
    • 청정기술
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    • 제18권2호
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    • pp.209-215
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    • 2012
  • 분말활성탄과 제올라이트가 담지된 폴리우레탄 담체를 충진한 파일롯 규모의 바이오필터를 이용하여 암모니아와 황화수소의 처리 성능을 평가하였다. 약 10개월간 하수처리장 슬러지 농축조에서 발생하는 악취를 대상으로 바이오필터 유입 암모니아 농도는 0.1~1.5 $ppm_v$, 황화수소 농도는 2~20 $ppm_v$ 범위에서 운전되었다. 바이오필터의 공탑체류시간 3.6~5초 범위에서 초기 순응기간을 제외하고는 거의 모든 경우 100%에 가까운 악취 제거율을 보여주었다. 바이오필터에서의 기체흐름에 의한 압력손실도 매우 낮아 10개월 동안 최대 31 mm $H_2O$ 정도의 차압이 발생하였다. 이것은 본 연구에 이용된 바이오필터의 막힘이나 담체의 압착 현상이 거의 일어나지 않아 장기간의 운전에도 안정성을 확인할 수 있었다. 담체에 부착하여 서식하는 미생물군집은 바이오필터의 처리 성능에 중요한 영향을 미치는데 특히 암모니아나 황화수소를 제거하기 위한 암모니아 산화균과 황산화균의 분포가 중요하다. FISH (Fluorescence in Situ Hybridization) 방법으로 확인한 결과 질산화를 주관하는 암모니아 산화균인 Nitrosomonas sp.와 황산화균인 Thiobacillus ferroxidans가 검출되었다. 또한 바이오필터의 운전기간이 길어질수록, 그리고 악취의 유입부분이 유출부분에 비해 미생물 분포량이 더 많음을 확인하였다.

혐기소화에서의 바이오가스 생산 증진을 위한 슬러지 전처리 기술 (Pre-treatment Technology of Wastewater Sludge for Enhanced Biogas Production in Anaerobic Digestion)

  • 김동진
    • 청정기술
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    • 제19권4호
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    • pp.355-369
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    • 2013
  • 재생 원료인 바이오매스를 이용한 에너지 생산에 있어서 경제성은 가장 중요한 인자 중 하나이다. 이러한 관점에서 슬러지 혐기소화에 의해 생산되는 바이오가스는 다른 바이오매스에 비해 매우 저렴하며 처분 비용 절감으로 얻는 이익이 부가적으로 발생하기 때문에 경제성이 매우 높다. 슬러지 혐기소화에서 기질의 가수분해 속도는 전체 소화 성능을 결정짓는 인자이며 혐기소화 속도를 향상시키기 위한 슬러지 전처리 기술이 많이 개발되었다. 슬러지 전처리는 생물학적, 열 가수분해, 초음파, 기계적 방법 등 다양한 기술이 실제 시설에 적용되었다. 전처리는 슬러지 가용화를 촉진하고 고형물을 감소시키면서 바이오가스 생산을 늘리는 등 혐기소화 효율을 향상시켰다. 본문에서는 전처리 방법의 기술적 특성을 소개하고 각 전처리 방법의 에너지 수지와 경제성을 비교하여 적절한 전처리 기술을 선정하기 위한 기준을 마련하고자 하였다. 조사 결과 고온 혐기소화와 열 가수분해가 가장 경제성이 높고 다음으로 Cell rupture$^{TM}$, OpenCEL$^{TM}$, MicroSludge$^{TM}$, 초음파의 순서로 평가되었다. 경제성 평가에 있어서 슬러지의 최종 처분 비용이 가장 큰 요소가 되며 따라서 최종 처분 슬러지의 수분 함량이 경제성 평가에 결정적인 역할을 하였다.

Epigenetic Regulation of Fungal Development and Pathogenesis in the Rice Blast Fungus

  • Jeon, Junhyun
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2014년도 추계학술대회 및 정기총회
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    • pp.11-11
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    • 2014
  • Fungal pathogens have huge impact on health and economic wellbeing of human by causing life-threatening mycoses in immune-compromised patients or by destroying crop plants. A key determinant of fungal pathogenesis is their ability to undergo developmental change in response to host or environmental factors. Genetic pathways that regulate such morphological transitions and adaptation are therefore extensively studied during the last few decades. Given that epigenetic as well as genetic components play pivotal roles in development of plants and mammals, contribution of microbial epigenetic counterparts to this morphogenetic process is intriguing yet nearly unappreciated question to date. To bridge this gap in our knowledge, we set out to investigate histone modifications among epigenetic mechanisms that possibly regulate fungal adaptation and processes involved in pathogenesis of a model plant pathogenic fungus, Magnaporthe oryzae. M. oryzae is a causal agent of rice blast disease, which destroys 10 to 30% of the rice crop annually. Since the rice is the staple food for more than half of human population, the disease is a major threat to global food security. In addition to the socioeconomic impact of the disease it causes, the fungus is genetically tractable and can undergo well-defined morphological transitions including asexual spore production and appressorium (a specialized infection structure) formation in vitro, making it a model to study fungal development and pathogenicity. For functional and comparative analysis of histone modifications, a web-based database (dbHiMo) was constructed to archive and analyze histone modifying enzymes from eukaryotic species whose genome sequences are available. Histone modifying enzymes were identified applying a search pipeline built upon profile hidden Markov model (HMM) to proteomes. The database incorporates 22,169 histone-modifying enzymes identified from 342 species including 214 fungal, 33 plants, and 77 metazoan species. The dbHiMo provides users with web-based personalized data browsing and analysis tools, supporting comparative and evolutionary genomics. Based on the database entries, functional analysis of genes encoding histone acetyltransferases and histone demethylases is under way. Here I provide examples of such analyses that show how histone acetylation and methylation is implicated in regulating important aspects of fungal pathogenesis. Current analysis of histone modifying enzymes will be followed by ChIP-Seq and RNA-seq experiments to pinpoint the genes that are controlled by particular histone modifications. We anticipate that our work will provide not only the significant advances in our understanding of epigenetic mechanisms operating in microbial eukaryotes but also basis to expand our perspective on regulation of development in fungal pathogens.

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축분자원화물 발생 및 배출부하 원단위 특성 (Characteristics of Unit Load Generation and Discharge from Livestock Resources)

  • 한기봉;이영신;임재명
    • 유기물자원화
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    • 제16권4호
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    • pp.82-90
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    • 2008
  • 돼지의 분뇨 발생량을 측정한 결과, 3계절과 생체 중량을 고려한 평균 분뇨 발생량은 분이 1.49kg/head/d, 뇨가 3.08kg/head/d로서 총 4.57kg/head/d가 발생하였다. 오염물질 항목별 발생부하 원단위는 BOD 199.5g/head/d, CODCr 413.5g/head/d, 총질소 27.8g/head/d, 총인이 5.3g/head/d로서 BOD를 제외한 기타 오염물질의 발생부하 원단위는 기존 문헌상의 값과 유사하게 나타났다. 한우의 경우 분 발생량은 10.9kg/head/day 뇨 발생량은 3.3kg/head/day 으로 조사되어 농림부(2000)의 조사결과보다 다소 적게 나타났다. 젖소의 경우 분 발생량은 24.6L/head/day 로 다른 기관과는 차이가 났지만, 환경부(2006)의 자료와는 비슷하게 나타났으며, 뇨 발생량은 10.5L/head/day 로 농림부(2000)와 축산기술연구소(2000)보다는 높았지만, 환경부(2006)와 국립환경연구원(1986)과 한국과학기술원(1990)보다는 다소 낮게 조사되었다. 닭의 오염물질 배출량 및 농도분석 원단위를 통하여 산출된 배출부하 원단위는 사육두수 및 사료의 종류, 분의 처리방법의 상이함에 의해 산란계에서 높게 나타난 것으로 판단된다. 배출부하 원단위 중 사슴의 경우 기존의 문헌보다 높게 측정된 것은 사슴의 축종별 체중과 오염물질 발생량의 차이에 의한 것으로 판단된다.

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작두콩 청국장 첨가 고추장의 품질 특성 (Effect of Sword Bean Chunggukjang Addition on Quality of Kochujang)

  • 장문익;김재영;김성조;백승화
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제40권9호
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    • pp.1292-1299
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    • 2011
  • 본 연구는 우리의 전통발효식품인 고추장을 제조할 때 품질향상을 부여하기 위한 방법으로 영양성 및 기능성이 풍부하다 알려진 작두콩으로 제조한 청국장 분말을 메주 대신 사용하여 제조한 고추장의 품질 특성 변화를 조사한 결과는 다음과 같다. 작두콩청국장분말(SBC)의 첨가비율을 달리한 SBC 2, 5, 8 및 10%의 숙성기간 중 수분함량 변화는 대조고추장(SBC 0)과 비교하여 차이가 없었다. SBC 2, 5, 8 및 10의 담금 초기 염도는 SBC 첨가량에 따른 변화가 없었고, 90일 숙성 후 염도도 숙성전후의 SBC 0과 차이가 없었다. 환원당 함량은 SBC 첨가비율이 높을수록 증가하였다. 색도는 SBC 첨가에 따른 큰 차이가 없었다. 90일 숙성된 고추장의 미생물상은 호기성 세균의 경우 $5.42{\times}10^7{\sim}9.59{\times}10^7$ CFU/g 수준이었고, 효모의 경우 $1.14{\times}10^2{\sim}9.73{\times}10^2$ CFU/g이었다. 작두콩청국장 첨가 고추장과 대조고추장에서 검출된 Bacillus cereus 식중독 균은 $8.49{\times}10^2{\sim}1.25{\times}10^3$ CFU/g 수준으로 비슷하거나 약간 낮은 수준이었다. 90일 숙성된 고추장의 관능평가 결과 종합적 기호도는 6.95로 SBC 10이가장 우수하였다. 이상의 결과를 보아 작두콩청국장분말을 첨가한 고추장의 품질은 일반메주로 제조한 고추장과 비교하여 큰 차이가 없고, 관능적으로 SBC 10의 품질이 SBC 0보다 우수함을 알 수 있었다.

경상북도 신갈나무 성숙림에서 15% 군상잔존벌 이후 초기 하층식생 변화 (Initial Responses of Understory Vegetation to 15% Aggregated Retention Harvest in Mature Oak (Quercus mongolica) Forest in Gyungsangbukdo)

  • ;김준수;조용찬;배상원;윤충원;변봉규;배관호
    • 한국산림과학회지
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    • 제102권2호
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    • pp.239-246
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    • 2013
  • 본 연구에서는 15% 군상잔존벌채의 식생 및 종다양성 보전 효과를 분석하기 위하여 경상북도 봉화군 신갈나무 성숙림(임령 100년 이상)에서 처리 전 후 조사를 통하여 직접적인 식생 변화를 관찰하였다. 벌채구(0.85), 잔존구(0.15) 및 대조구(1.0)에 1의 초본방형구를 각각 192개, 36개, 300개 설치한 후 하층식생의 피도 및 종다양성의 변화, 초본 및 목본의 생육형별 변화, 그리고 군집 변화(서열분석)등을 분석하였다. 서열분석 결과, 잔존구는 벌채구와 비교하여 전체적인 식생 속성 변화가 낮게 나타났다. 처리 직후, 벌채구는 기계적 피해에 의해 피도가 약간 감소(15.6%에서 14.7%)하였으며, 종풍부도(14종에서 22종)는 증가하였다. 잔존구 및 대조구는 피도 및 종풍부도 모두 증가하였다. 생육형 측면에서 15% 잔존벌채 이후 초기변화는 목본성 종 보다는 초본성 종의 양 증가에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 처리 이후, 잔존구는 가장자리 증가에 의한 환경 변화 및 그에 따른 반응을 나타냈고, 벌채구는 벌채교란에 기인한 기계적 피해를 포함한 임분 구조 변화에 의한 반응이 나타났다. 본 연구는 임분 처리 전 자료를 수집하여 진행되고 있다는 점에서 지속적 관찰의 필요성이 높다.