• 한국농림기상학회지
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• 제24권4호
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• pp.275-284
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• 2022

기후변화에 따른 대기 온도 및 이산화탄소 농도의 상승은 농업 생산성에 큰 영향을 미칠 것으로 예상된다. RCP 8.5 시나리오에 따른 21세기말(2071~2100) 기후조건에서는 전 생육기간에 걸쳐 군락광합성이 크게 증가하였으나 이러한 효과가 종실 수량 증가로는 이어지지 않았다. 특히 높은 광합성능으로 인한 바이오매스의 증가는 분지 수 확보에 긍정적으로 작용하여 협수와 립수는 큰 변동이 없었던 반면 립중은 단독 고온 조건과 유사하게 현저히 감소하였다. 이는 등숙기간 중 고온에 의한 동화산물의 축적 및 전류 불량이 주요 요인으로 판단된다. 이러한 결과는 미래 기후 환경에서 종실 수량 감소가 협수와 립수 보다는 립중의 감소에 의한 것임을 의미한다. 이와 같은 결과들은 우리나라 남부지역에서 기후변화에 따른 콩 생육의 불확실성을 해소하고 피해 대책을 마련하기 위한 기초자료로써 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• Journal of Plant Biology
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• 제14권4호
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• pp.19-26
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• 1971

The sample stand of Pinus rigida plantation was chosen from those at the Choongnam Forest Experiment Station, Choongnam. The diameter at breast height (D) and the height of tree (H) of each tree in the sample plot of 200$m^2$ were measured yearly a from 1967 through 1969. The stand was 12.7-13.4cm in mean diameter and had a stand density of 2,150 trees per ha. The trunk, branches and leaves of each sample tree were separately weighed according to the stratified clip technique. The allometric relation between D2H and dry weight of trunk (Ws), branches (Wb) and leaves (Wl) were approximated by $$W_s=0.05917 (D^2H)^{0.837}$$ $$W_0=0.00655 (D^2H)^{0.989 }$$ $$W_l=0.04466(D^2H)^{0.690}$$ From the above, the standing crops in the sample stand was estimated to be as much as 76.7, 81.7 and 88.2 tons of dry matter, above ground, per ha in 1967, 1968 and 1969, respectively. Annual net production, as the sum of the biomass newly produced during one year, was estimated at 4.97-5.47 tons per ha per year. The respiratory and the photosynthetic rate deduced from theoretical calculations were 0.045 and 0.74kg of dry matter per kg per year. Tentative estimate of annual respiratory loss was made and annual gross production was roughly estimated at 4.4-4.7 and 10.7-12.9 tons of dry matter per ha per year. The ratio of respiratory loss to gross production was approximately 36-41:1.

• Environmental Engineering Research
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• 제23권2호
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• pp.205-209
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• 2018

The spectral composition of light can affect the growth and biochemical composition of photosynthetic microalgae. This study examined the use of light filtering through a solution of soluble colored additives, a cost-effective method to alter the light spectrum, on the growth and lipid production of an oleaginous microalga, Nannochloropsis gaditana (N. gaditana). Cells were photoautotrophically cultivated under a white light emitting diode (LED) alone (control) or under a white LED that passed through a solution of red and yellow color additive (4:1 ratio) that blocked light below 600 nm. The specific growth rate was significantly greater under filtered light than white light ($0.2672d^{-1}$ vs. $0.1930d^{-1}$). Growth under filtered light also increased the fatty acid methyl ester (FAME) yield by 22.4% and FAME productivity by 80.0%, relative to the white light control. In addition, the content of saturated fatty acids was greater under filtered light, so the biodiesel products had better stability. These results show that passing white light through an inexpensive color filter can simultaneously enhance cellular growth and lipid productivity of N. gaditana. This approach of optimizing the light spectrum may be applicable to other species of microalgae.

• KSBB Journal
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• 제31권3호
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• pp.158-164
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• 2016

Plant growth promoting (PGP) hormones, which are produced in a small quantity by bacteria, affect in plant growth and development. PGPs play an important role on the crop productivity in agricultural field. In this study, a photosynthetic bacterial strain producing the PGP was isolated from paddy soil. Bacterial isolate was gram negative, rod-shaped and motility positive. From the 16s rRNA gene sequence analysis, the isolate was identified as Rhodobacter capsulatus PS-2. The mass cultivation of R. capsulatus PS-2 was optimized by considering of the carbon, nitrogen and inorganic salt sources. Optimal medium composition was determined as Na-succinate 4.5 g, yeast extract 5 g, $K_2HPO_4$ 1 g, $MgSO_4$ 5 g, per liter. From the result of 500 L fermentation for 2 days using the optimal medium, the viable cells were $8.7{\times}10^9cfu/mL$. R. capsulatus PS-2 strain produced the carotenoid and indole-3-acetic acid (IAA). The carotenoid extraction and quantitative analysis were performed by HCl-assisting method. Total carotenoid contents from R. capsulatus PS-2 culture broth were measured as $7.02{\pm}0.04$ and $6.93{\pm}0.05mg/L$ under photoheterotrophic and chemoheterotrophic conditions, respectively. To measure the productivity of IAA, colorimetric method was employed using Salkowski reagent at optical density 535 nm. The results showed that the highest content of IAA was $197.44{\pm}5.92mg/L$ in the optimal medium supplemented with 0.3% tryptophan.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권1호
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• pp.80-85
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• 2017

최근 고부가가치 산물의 생산이 가능한 미세조류는 이산화탄소의 생물학적 전환 측면에서 많은 주목을 받고 있다. 그렇지만 미세조류 종 자체가 지닌 낮은 광합성 효율 및 생산성의 한계는 미세조류를 활용한 공정의 상업화를 막는 장애요인이다. 따라서 본 연구에서는 대표 미세조류 Chlamydomonas reinhardtii의 광독립영양 성장성 분석을 위한 미세액적 광생물반응기를 개발하였다. PDMS 기반의 미세유체 칩 내에 미세기둥을 배열하고 미세챔버의 높이를 조절하여 미세액적 내 이산화탄소의 전달속도를 증가시켰으며, 이는 세포 성장성과 형광 세기 변화를 통해 확인하였다. 마지막으로 미세액적 광생물반응기를 활용하여 다양한 이산화탄소 농도 및 광량 조건에서 C. reinhardtii의 광독립영양배양에서 성장성을 96 시간동안 관찰하고 분석하였다. 본 연구 결과를 통해 미세액적 광생물반응기는 성장성 및 유용물질 생산성이 우수한 미세조류 종을 빠르게 분석하고 쉽게 분리할 수 있는 효율적인 플랫폼임을 입증하였다.

• KSBB Journal
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• 제10권4호
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• pp.401-405
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• 1995

S. platensis의 옥외연속 대량배양을 위해 125P 배양조를 설계, 제작하여 배양조건에 따른 생육 변수를 검토하였다. 0.30(1/day)의 비생육 속도와 1.69(g/$\ell$) 의 최대 세포농도가 회분배양에셔 얻어졌 으며 유가삭 배양에셔 비생육 속도와 최대 세포농도 는 각각 0.22(1/day)와 1.75(g/$\ell$) 였다. 연속 배양 에서 얻어진 상.하층 배양조의 최대 균처l생산생은 각각 0.44와 0.43(g/$\ell/day$) 였다. 따라서 인위적으로 온도, 광도 등의 생육조건을 고려하여 S. platensis를 연속 배양할 경우 경제성이 클 것으로 사려된다. 아울라 top-driven stirrer와 air sparging 장치를 이용하여 교반 효과를 비교한 결과 top­d driven stirrer를 이용한 배양조의 균채 생산성이 다소 높은 갯으로 냐타났다.

• 생태와환경
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• 제40권1호
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• pp.61-71
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• 2007

본 연구는 국내 최대의 수질정화용 인공습지인 시화호 인공습지의 개방수역(open water)에서 식물플랑크톤에 의한 광합성특성 및 유기물생산력을 조사 평가하여 효율적인 습지관리를 위해 open water관리방안의 기초자료를 제공하기 위함이다. 식물플랑크톤의 광합성특성 및 1차 생산력은 유입수의 수질특성과 체류시간이 다른 반월천습지와 동화천습지의 open water에서 조사되었다. 조사기간 동안 시화호 인공습지내 5개 open water에서 식물플랑크톤에 의한 1차 생산력은 $481{\sim}11,275mgC\;m^{-2}\;day^{-1}$의 범위로 연중 부영양화 수준을 보였고 계절과 지점에 따라 변동이 컸다. 시화호 인공습지에서 식물플랑크톤의 P-I curve 모델계수를 통한 광합성특성은 두 습지로 유입되는 유입수의 상반되는 수질특성(인과 질소 농도)에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 최대광합성속도 (Pmax)는 $42{\times}1,014 mgC\;m^{-3}\;hr^{-1}$로 chi. ${\alpha}$ 농도와 양의 상관(R=0.47)을 보였다. 식물플랑크톤의 광합성효율을 나타내는 동화계수(AN)두 습지 모두 고습지와 저습지의 AN값의 차이를 보이지 않았지만 동화천습지의 AN값이 평균 8.5gC $gChl^{-1}\;hr^{-1}$로 반월천습지의 평균 5.8gC $gChl^{-1}\;hr^{-1}$보다 높은 값을 보여 인 농도가 높은 동화천습지에서 식물플랑크톤의 광합성효율이 큰 것으로 나타났다. 두 하천의 수질특성으로부터 식물플랑크톤의 광합성효율은 질소보다 인 농도 그리고 작은 TN/TP와 관련이 있는 것으로 사료된다. 낮은 광도에 대한 광합성능력을 나타내는 초기기울기와 동화계수 사이에는 높은 양의 상관(R=0.81)을 보인 것으로 보아, 낮은 광조건에서 광합성능력이 큰 식물플랑크톤이 광합성효율도 큰 것으로 나타났다. 본 연구에서 시화호 인공습지의 open water에서 식물플랑크톤에 의한 유기물생산이 매우 높은 것으로 보아 식물플랑크톤이 습지의 수질 및 수처리효율에 영향을 미칠 것을 판단된다. 습지의 수처리효율을 향상시키기 위해서는 체류시간을 짧게 해주거나 open water의 면적을 줄여 식물플랑크톤의 증식을 억제하거나 또는 증식한 식물플랑크톤이 습지외부로 유출되지 않도록 하는 관리방안이 필요할 것으로 본다.

• 환경생물
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• 제34권1호
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• pp.18-29
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• 2016

김 양식을 하고 있는 해역의 물리 화학적인 해양환경 특성, 식물플랑크톤 색소 조성과 농도, 식물플랑크톤 및 방사무늬김의 일차 생산력을 2014년 3월에 김 양식이 이루어지고 있는 만호해역에서 조사를 하였다. 수온은 $9.1{\sim}9.6^{\circ}C$, 염분은 32.5~33.1이었고, 투명도는 높은 탁도로 인하여 유광층이 낮아져 0.7~1.5 m를 보였다. 수층의 용존 무기질소, 용존 무기인 및 규산 규소 각각의 농도는 $3.59{\sim}5.73{\mu}M$, $0.16{\sim}0.41{\mu}M$, $12.41{\sim}13.94{\mu}M$이었다. 클로로필 a 농도는 $0.51{\sim}1.25{\mu}g\;L^{-1}$이었고, $0.7{\sim}20{\mu}m$ 범위의 nanoplankton의 클로로필 a 농도가 58%를 차지하였다. 규조류의 marker 색소인 fucoxanthin의 농도는 $0.51{\sim}1.25{\mu}g\;L^{-1}$로서 전 정점에서 높은 값이었고, $20{\sim}200{\mu}m$ 범위의 fucoxanthin이 64%를 차지하였다. 식물플랑크톤에 의한 일차 생산력은 $57.72{\pm}4.67(51.05{\sim}66.71)mg\;C\;m^{-2}\;d^{-1}$이었고, $0.7{\sim}20{\mu}m$ 범위의 nanoplankton이 76.9%를 차지하였으며, 면적을 고려한 일차 생산력은 $11,337kg\;C\;d^{-1}$이었다. 방사무늬김에 의한 평균 일차 생산력은 $1,926{\pm}192(1,102{\sim}2,597)mg\;C\;m^{-2}d^{-1}$이었고, 면적을 고려한 일차 생산력은 $39,295kg\;C\;d^{-1}$이었다. 식물플랑크톤과 방사무늬김에 의한 일차 생산력을 토대로 계산된 만호해역의 일차 생산력은 $50,632kg\;C\;d^{-1}$로 나타났다. 만호해역의 식물플랑크톤에 의한 일차 생산력이 다른 해역보다 낮고, 김의 일차 생산력이 식물플랑크톤의 일차 생산력보다 약 3.5배 높았다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제38권3호
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• pp.170-174
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• 2018

Environmental stresses caused by climate change, such as high temperature, drought and salinity severely impact plant growth and productivity. Among these factors, high temperature stress will become more severe during summer. In this study, we examined physiological and molecular responses of maize plants to high temperature stress during summer. Highest level of $H_2O_2$ was observed in maize leaves collected July 26 compared with June 25 and July 12. Results indicated that high temperature stress triggers production of reactive oxygen species (ROS) in maize leaves. In addition, photosynthetic efficiency (Fv/Fm) sharply decreased in leaves with increasing air temperatures during the day in the field. RT-PCR analysis of maize plants exposed to high temperatures of during the day in field revealed increased accumulation of mitochondrial and chloroplastic small heat shock protein (HSP) transcripts. Results demonstrate that Fv/Fm values and organelle-localized small HSP gene could be used as physiological and molecular indicators of plants impacted by environmental stresses.

• KSBB Journal
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• 제6권2호
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• pp.181-187
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• 1991

본 연구에서는 PV에 아나베나세포를 흡착법에 의하여 고정화하였다. 진탕배양하면서 고정화한 겨웅에 비하여 반응기속에 배양액을 trickling 시키면서 배양하고 고정한 경우 높은 세포밀도를 보였다. PV에 고정화한 세포들의 생리적 활성을 조사한 결과 광합성능이 암처보관시에 free cell에 비하여 안정됨을 보였고, msx처리시의 암모니아의 방출도 증가하였다. 뿐만 아니라 고정화한 세포에서 광합성활성의 온도에 대한 내성이 증가하였으며 nitrogenase 효소 활성도 free cell에 비하여 크게 증가하였다. nitrogenase효소에 의한 연속적인 광수소발생을 조사한 결과 혐기적 조건하에서 연속적으로 수소가 생성됨을 볼 수 있었는데 그 발생양은 4mg의 엽록소에 해당하는 아나베나를 충진한 trickling-medium 반응기에서 6일동안 1.6ml의수소가 생성되었다.