• Molecules and Cells
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• 제28권2호
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• pp.131-137
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• 2009

Plant defensins are small (5-10 kDa) basic peptides thought to be an important component of the defense pathway against fungal and/or bacterial pathogens. To understand the role of plant defensins in protecting plants against the brown planthopper, a type of insect herbivore, we isolated the Brassica rapa Defensin 1 (BrD1) gene and introduced it into rice (Oryza sativa L.) to produce stable transgenic plants. The BrD1 protein is homologous to other plant defensins and contains both an N-terminal endoplasmic reticulum signal sequence and a defensin domain, which are highly conserved in all plant defensins. Based on a phylogenetic analysis of the defensin domain of various plant defensins, we established that BrD1 belongs to a distinct subgroup of plant defensins. Relative to the wild type, transgenic rices expressing BrD1 exhibit strong resistance to brown planthopper nymphs and female adults. These results suggest that BrD1 exhibits insecticidal activity, and might be useful for developing cereal crop plants resistant to sap-sucking insects, such as the brown planthopper.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제25권3호
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• pp.177-185
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• 2009

Dryland species and ecosystems have developed unique strategies to cope with low and sporadic rainfall. They are highly resilient and recover quickly from prevailing disturbances such as fires, herbivore pressure and drought. Dryland people have engineered pastoral and farming systems, which are adapted to these conditions and have sustained the livelihoods of dryland people for centuries. In this article, we present the status of potentials and threats to dryland biodiversity and explore options for its conservation and sustainable use. Findings of the research can be summarized as follows: (i) The ecosystem goods and services are highly valued by the community but mechanism for wise use of the resources has disappeared, (ii) forests are under the ownership of the government but the local community is the realistic custodian of the forests through village leaderships and environmental committees; (iii) the immediate major threat to dryland biodiversity held in the forests appears to be the degradation of ecosystems and habitats caused by new and powerful forces of environmental degradation such as large scale irrigation of rice farms, poverty-induced overexploitation of natural resources, and disappearance and ignorance of traditional institutions for management of dryland biodiversity. These new forms of disturbances often overpower the legendary resilience of dryland ecosystems and constitute potentially serious threats to dryland biodiversity. Forests, wetlands and oases all of which are micro hot spots of dryland biodiversity, appear to be particularly vulnerable hence the need to set up some rules and regulations for sustainable utilization of these resources.

• 한국응용곤충학회지
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• 제50권4호
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• pp.267-278
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• 2011

본 연구는 강원도 고성, 강릉, 삼척의 3개의 산불지에서 딱정벌레군집에 대한 산불강도와 복원방법의 영향을 평가하기 위해서 수행되었다. 4개의 조사지는 산불강도와 복원방법에 의해서 야기된 교란강도(Disturbance Degree, DD)에 따라 각 조사지역에서 선정되었다. 조사지의 교란강도는 미피해지 (DD = 0), 지표화피해지 (DD = 1), 수관화피해지 (DD = 2), 수관화피해 후 인공복원 (DD = 3)로 구분하였다. 함정트랩법으로 채집된 딱정벌레류는 부식자, 식식자와 포식자의 3개 기능군으로 분류되었다. 딱정벌레류의 종수와 풍부도는 통계적으로 유의한 차이는 없었지만, 비산불지(DD = 0)보다 산불지(DD = 1-3)에서 다소 높았다. 딱정벌레군집은 산불의 강도나 복원방법에 따라 차이가 나타났다. 인공복원과 자연복원 두 방법을 사용한 산불지의 복원은 산불지역에서 딱정벌레군집의 다양성을 증가시키는 것으로 판단된다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제64권2호
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• pp.141-151
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• 2021

Insects affect crop harvest yield and quality, making plant response mechanisms to insect herbivores a heavily studied topic. However, analysis of plant responses to honeybees is rare. In this study, comprehensive metabolic profiling of Arabidopsis thaliana exposed to honeybees was performed to investigate which metabolites were changed by the insect. A total of 85 metabolites-including chlorophylls, carotenoids, glucosinolates, policosanols, tocopherols, phytosterols, β-amyrin, amino acids, organic acids, sugars, and starch-were identified using high performance liquid chromatography, gas chromatography-mass spectrometry, and gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry. The metabolite profiling analysis of Arabidopsis exposed to honeybees showed higher levels of stress-related metabolites. The levels of glucosinolates (glucoraphanin, 4-methoxyglucobrassicin), policosanols (eicosanol, docosanol, tricosanol, tetracosanol), tocopherols (β-tocopherol, γ-tocopherol), putrescine, lysine, and sugars (arabinose, fructose, glucose, mannitol, mannose, raffinose) in Arabidopsis exposed to honeybees were higher than those in unexposed Arabidopsis. Glucosinolates act as defensive compounds against herbivores; policosanols are components of plant waxes; tocopherols act as an antioxidant; and putrescine, lysine, and sugars contribute to stress regulation. Our results suggest that Arabidopsis perceives honeybees as a stress and changes its metabolites to overcome the stress. This is the first step to determining how Arabidopsis reacts to exposure to honeybees.

• 환경생물
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• 제36권2호
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• pp.206-216
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• 2018

동해안 산불피해지역에서 참나무 잎 생산량의 시공간적 변이가 초식자의 밀도, 종풍부도 및 초식 피해에 미치는 영향을 분석하였다. 본 조사지역에서 참나무 잎의 주요 초식자는 나방 유충이었다. 초식곤충의 유충의 종풍부도와 밀도가 가장 높아지는 시기는 8월 중순이었다. 연간 출현한 초식곤충 유충의 60.5%가 8~9월에 집중적으로 출현하였다. 참나무 잎 생산량이 가장 많은 시기는 7~8월이었고, 초식곤충에 의한 피해가 가장 많은 시기는 8~9월이었다. 조사시기와 장소에 따라 참나무 잎 생산량, 초식곤충의 유충밀도 및 종풍부도는 큰 변이를 나타내었다. 본 조사지역에서 7~8월에 평균 참나무 잎 생산량은 $0.96ton\;ha^{-1}$로 추정되었다. 또한 이 시기에 참나무 잎의 생산량은 $0.34{\sim}1.89ton\;ha^{-1}$의 공간적인 변이를 나타내었다. 8월에 초식자에 의한 참나무 잎의 소비량은 $0.15{\sim}1.51ton\;ha^{-1}$의 공간적인 변이를 나타내었다. 참나무 잎의 생산량이 많은 곳일수록 초식자의 종풍부도와 밀도가 증가하는 경향이 있었다. 참나무 잎 생산량의 증가에 따라 초식자에 의한 소비량과 소비비율도 증가하였다. 이것은 참나무 잎의 생산이 많은 시기와 공간으로 초식자들이 모이는 집중화 반응이 일어난다는 것을 의미한다. 산불피해지역에서 먹이자원의 시공간적인 이질성과 그로 인한 먹이망의 상위단계에 미치는 영향에 대한 연구는 산불지역 생태계의 구조와 기능을 정량적으로 이해하고 평가하는 데 도움을 줄 수 있다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제49권1호
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• pp.23-29
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• 2010

토마토나 고추 등의 유용작물에 자주 발생하여 생산량을 저하시키는 오이모자이크병에 대한 저항성을 높여 생산량을 증대시키기 위하여 개발된 CMVP0-CP (Cucumber mosaic virus-coat protein) gene이 삽입된 유전자 변형 CMVP0-CP 고추 (line 7)에 대한 환경위해성을 평가하였다. 2007년 고추의 생육기간 동안 절지동물의 군집구조를 3회(6월 19일, 7월30일, 8월 31일)에 걸쳐 조사를 하였다. 두 가시의 고추, 즉 모본(P915, nTR)고추와 유전자변형 고추(CMVP0-CP (line 7), TR)의 꽃과 잎에 서식하는 곤충을 포함한 절지동물의 군집구조를 파악하기 위하여 곤충을 포획할 수 있는 곤충진공포획기를 사용하여 절지동물을 정량적으로 채집하였다. 절지동물의 군집은 채집 시기별로 출현 종과 빈도수에 차이는 있었지만 두 작물간의 군집 구조는 통계학적으로 차이를 나타내지 않았다. 지금까지 수행된 본 연구결과를 근거로 판단하여 볼 때, 유전자 변형 고추로 인한 비표적 생물체의 군집구조가 모본 고추의 군집구조와 차이가 나타나지 않아 환경 위해서도 없는 것으로 볼 수 있지만, 좀더 확실한 유전자변형생물체인 고추의 환경위해성이 없다는 결론을 얻기 위해서는 추가적인 연구가 수행되어져야 할 것이다.

• 한국환경생태학회지
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• 제20권3호
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• pp.340-344
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• 2006

본 연구의 목적은 겨울철 눈 위 발자국 조사를 통해서 도로횡단구조물(교량, 박스형 통로, 박스형 수로, 원형 수로)에 대한 야생동물 생태통로로서의 기능과 종별 이동 특성을 파악하는 것이다. 총 86개소의 구조물을 조사한 결과는 다음과 같다. 첫째, 입구의 면적이 넓을수록 동물들의 이용률이 높아졌다. 둘째, 원형 수로, 박스형 수로, 박스형 통로 등 조사된 모든 구조물 유형이 중소형 식육목에 속하는 너구리 삵 족제비의 생태통로 기능을 하고 있었다. 마지막으로 대형 초식동물인 고라니는 교량 하부로만 이동하는 것이 확인되었다. 따라서 고라니가 안전하게 이용할 수 있는 도로 구조물의 규격에 대한 연구가 향후 진행되어 고라니 의 교통사고와 서식지 파편화에 대한 취약성을 감소시켜야 할 것이다.

• KSBB Journal
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• 제29권5호
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• pp.316-322
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• 2014

Xylanase have been used to convert the polymetric xylan into fermentable sugars from the production of ethanol and xylitol from plant biomass. The aim of this study was to isolate and identify xylanolytic bacterium from herbivore feces and was to used the xylanase for enzymatic hydrolysis of biomass. Xylanolytic strains were isolated from 59 different feces of herbivores from Seoul Grand Park located in Gwacheon Gyeonggi-do. The xylanolytic strains were selected by congo red staining and DNS method. Total 67 strains isolated from the herbivores feces were tested for xylanase activity. Among the strains, H10-1, which has the highest xylanase activity, was isolated from feces of Ceratotherium simum. The H10-1 strain was identified as Bacillus pumilus based on its morphological/biochemical characteristics and partial 16S rDNA gene sequences. Culture conditions of B. pumilus H10-1 such as initial medium pH, incubation temperature and incubation time were optimized for maximum xylanase production. And also xylanase produced by B. pumilus H10-1 was applied for the saccharification of Miscanthus sacchariflorus cv. 'Geodae 1', which was pretreated with 1.5M NaOH. The optimized culture conditions of B. pumilus H10-1 were pH 9, $30^{\circ}C$ incubation temperature, and 7 day incubation time, respectively. This xylanase activity under the optimized conditions was $20.4{\pm}3.3IU$. The crude xylanase produced by B. pumilus H10-1 was used for the saccharification of xylan derived from pretreated 'Geodae 1'. The saccharification conditions were $50^{\circ}C$, 200 rpm, and 5 days. Saccharification efficiency of pretreated 'Geodae 1' by B. pumilus H10-1 was 8.2%.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제4권1호
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• pp.44-53
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• 2017

대표적 모래하천인 내성천의 사주에서 식생 정착에 대한 지면 서식 육상곤충의 생물상과 생물군집의 반응을 파악하기 위하여, 나지 사주와 식생 사주에서 함정법으로 곤충을 채집하여 종조성, 종다양성, 기능특성군 및 생물군집 구조를 비교하였다. 내성천에서 육상곤충은 나지사주에 식생이 정착함에 따라서 서식 곤충의 종다양성은 증가하였으나 서식 밀도는 감소하였다. 특히 나지 사주에서는 강변길앞잡이, 동양알락방울벌레 등의 사주 지표성 곤충이 서식하였다. 사주의 곤충군집은 사주 식생의 피도에 따라서 나지사주와 식생사주로 뚜렷하게 구분되었다. 모래하천의 나지 사주의 먹이망은 쇄설물 - 쇄설물 섭식자와 청소자 - 주로 딱정벌레목에 속하는 포식자로 구성되었다. 반면에 식생 사주 먹이망은 식물 - 흡즙 초식자와 저작 초식자 - 포식기생자와 포식자로 구성되었다. 결론적으로 모래하천에서 나지 사주에 식생에 정착함에 따라서 종다양성은 증가하고 초식 먹이사슬로 변화하고, 나지 사주에 특이적인 곤충상과 쇄설물 기반 먹이사슬이 사라지는 것으로 판단되었다.

• 대한의생명과학회지
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• 제9권4호
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• pp.241-248
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• 2003

Sodium salicylate, a plant stress hormone that plays an important role(s) in defenses against pathogenic microbial and herbivore attack, has been shown to induce a variety of cell responses such as anti-inflammation, cell cycle arrest and apoptosis in animal cells. p38MAPK plays a critical role(s) in the cell regulation by sodium salicylate. However, the signal pathway for sodium salicylate-induced p38MAPK activation is yet unclear. In this study, we show that although sodium salicylate enhances reactive oxygen species (ROS) production, N-acetyl-L-cysteine, a general ROS scavenger, did not prevent sodium salicylate-induced p38MAPK, indicating ROS-independent activation of p38MAPK by sodium salicylate. Sodium salicylate-activated p38MAPK appeared to be very rapidly down-regulated 2 min after removal of sodium salicylate. Interestingly, sodium salicylate-pretreated cells remained fully responsive to re-induction of p38MAPK activity by a second sodium salicylate stimulation or by other stresses, $H_2O$$_2$ and methyl jasmonate (MeJA), thereby indicating that sodium salicylate does not exhibit both homologous and heterologous desensitization. In contrast, pre-exposure to MeJA, $H_2O$$_2$, heat shock, or hyperosmotic stress reduced the responsiveness to subsequent homologous stimulation. Sodium salicylate was able to activate p38MAPK in cells desensitized by other heterologous p38MAPK activators. These results indicate that there is a sensing mechanism highly specific to sodium salicylate for activation of p38MAPK, distinct trom pathways used by other stressors such as MeJA, $H_2O$$_2$ heat shock, and hyperosmotic stress.