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관비용액의 비료 조성 및 농도가 상추의 생장과 근권 환경 변화에 미치는 영향 (Impact of Compositions and Concentrations of Fertilizer Solution on Growth of Lettuce and Changes in Chemical Properties of Root Media)

  • 신보경;손정익;최종명
    • 생물환경조절학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.193-201
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    • 2013
  • 비료의 종류 및 농도가 청축면 및 적축면 상추의 생장과 근권부 화학성 변화에 미치는 영향을 구명하고자 본 연구를 수행하였다. 연구 목적을 달성하기 위해 산성(AF), 중성(NF) 및 알칼리성(BF)의 세 종류 비료 처리용액을 만들고, 각각 질소 기준 100 또는 $200mg{\cdot}L^{-1}$로 농도를 조절하여 시비하면서 근권부 화학성 변화와 식물생장에 미치는 영향을 밝혔다. 청축면 상추의 정식 10주 후 생장에서 AF를 시비한 처리보다 BF를 시비한 처리의 생체중과 건물중이 무거웠고, BF를 $200mg{\cdot}L^{-1}$로 시비한 처리의 생장이 가장 우수하였다. 적축면 상추도 BF 시비구의 생장이 가장 우수하였고, NF 및 AF 순으로 저조해지는 경향이었으며 각각의 비료를 $200mg{\cdot}L^{-1}$으로 시비한 처리들보다 $100mg{\cdot}L^{-1}$으로 시비한 처리들의 생장이 우수하였다. 토양 pH는 정식 6주 후부터 처리간 뚜렷한 차이를 보이기 시작하였다. 정식 10주 후 농도를 $200mg{\cdot}L^{-1}$으로 조절한 처리가 $100mg{\cdot}L^{-1}$ 처리보다 AF 시비구는 pH가 더욱 낮았고 BF 시비구는 더욱 높게 측정되었다. 두 종류의 상추를 재배하면서 세종류 비료의 농도를 $200mg{\cdot}L^{-1}$으로 조절한 처리들의 EC가 $100mg{\cdot}L^{-1}$보다 약 $0.2{\sim}0.4dS{\cdot}m^{-1}$ 더 높았다. 산성비료를 시비한 처리들은 토양용액의 $NH_4-N$ 농도가 높았고, 알칼리 비료를 시비한 처리들은 Ca과 Mg 농도가 높았다. AF 시비구에 비해 BF 시비구의 토양 $NO_3-N$ 농도가 높았으며, $PO_4^{-3}$ 농도는 AF, NF 및 BF 시비구 순으로 농도가 낮아지는 경향이었다. 토양용액의 무기이온 농도에서 차이가 발생하는 것은 비료의 조성과 근권부 pH 변화에 기인한 결과라고 판단하였다.

크립토스포리디움의 활성/감염성 판별법을 이용한 오존 및 자외선 소독능 평가 (Evaluation of Cryptosporidiurn Disinfection by Ozone and Ultraviolet Irradiation Using Viability and Infectivity Assays)

  • 박상정;조민;윤제용;전용성;임연택;진익렬;정현미
    • 생명과학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.534-539
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    • 2006
  • 크립토스포리디움은 염소내성이 매우 강해 일반적인 표준정수처리공정의 소독으로는 제거가 불가능하다. 따라서 본 연구에서는 오존 및 UV를 이용한 단위소독공정에서 DAPI/PI 및 in vitro excystation을 이용하여 크립토스포리디움 불활성화를 평가하였으며, 또한 오존을 이용한 고도산화처리 파일럿에서는 세포배양법을 이용하여 크립토스포리디움 불활성화를 평가하였다. 오존 소독연구는 50 mL 용량의 piston type batch reactor에서 용존오존을 자동적으로 측정해주는 flow injection analysis (FIA) 시스템을 이용하여 실험한 결과, 1 log 제거에 필요한 CT값은 $25^{\circ}C$에서 DAPI/PI 및 in vitro excystation에 의해 각각 약 1.8, 2.2 $mg/L{\cdot}min$으로 나타났으며, 2 log 제거에 필요한 CT값은 각각 약 3.2, 3.8 $mg/L{\cdot}min$으로 나타났다. 또한 $5^{\circ}C$에서 크립토스포리디움 1 log 제거에 필요한 CT값은 DAPI/PI 방법에 의해 약 9.1 $mg/L{\cdot}min$으로 나타났으며, 2 log제거에 필요한 CT값은 14.8 $mg/L{\cdot}min$로 나타나, 같은 소독효과를 나타내기 위해서 저온에서는 상온에서보다 요존 요구량이 약 $4{\sim}5$배 정도 증가하여야 함을 확인하였다. 40 L규모의 오존 반응조를 이용한 파일럿 실험에서는 정수처리공정상 모래여과를 거친 물에 살아있는 크립토스포리디움을 접종한 것을 시료로 하여 연속적으로 흐르게 한 다음, 오존량을 변화시키고 체류시간은 5분으로 고정하여 불활성화를 평가하였다. 실험결과, 8 $mg/L{\cdot}min$의 CT값에서 DAPI/PI 및 excystation과 같은 생사판별법을 이용하였을 경우에는 약 0.2 log정도의 불활성화를 나타내었으며, 세포감염시험법을 이용하였을 경우에는 약 1.2 log정도의 불활성화를 나타냈다. 오존에 의한 크립토스포리디움의 소독능 평가에 단위공정 및 파일럿 실험 모두 2가지 생사판별법(DAPI/PI와 excystation) 사이에는 큰 차이를 나타내지 않았으나, 생사판별법과 세포감염시험법 사이에는 현저한 차이를 나타내었는데, 이는 세포감염시험법으로 측정하는 sporozoite 및 merozoite로의 분화과정이 생사판별법이 근거한 세포벽의 구조와 기능 유지 보다 더 오존 소독에 더 민감함을 알 수 있었다. 파일럿 실험에서의 CT값이 piston batch reactor에서의 CT값 보다 낮게 나타난 것은 파일럿 실험에서 수작업으로 인한 용존 오존 측정이 정밀하지 못하여 IOD가 농도에 반영되지 않았고, 반응조 규모(50 mL vs 40 L) 및 형태(회분식 vs 연속식)의 차이에 기인하는 것으로 여겨진다. 한편, UV를 이용한 단위공정에서는 크립토스포리디움 1, 2 log 제거에 필요한 IT값은 $25^{\circ}C$에서 각각 DAPI/PI 방법에 의해 약 25, 50 $mWs/cm^2$로 나타났으며, $5^{\circ}C$에서의 크립토스포리디움 1, 2 log제거에 필요한 IT값은 약 40, 80 $mWs/cm^2$로 나타났다. 온도 $20^{\circ}C$ 감소 시 약 60% 정도의 IT값이 더 필요한데, 이것은 저온에서는 약한 자외선을 발산하는 저압저출력 UV 램프의 특성 때문인 것으로 사료되었다.

국내 온대 혼효림에 서식하는 산림성 조류의 번식기 개체군 모니터링 방법에 대한 비교 (Comparison of Population Monitoring Methods for Breeding Forest Birds in Korean Temperate Mixed Forests)

  • 남현영;최창용;박진영;허위행
    • 한국산림과학회지
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    • 제108권4호
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    • pp.663-674
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    • 2019
  • 조류는 포획과 채집에 의존하지 않고 관찰 조사를 통해 서식 현황을 평가할 수 있는 유용한 생태계 지표이다. 그러나 우리나라의 산림성 조류의 개체군 변동을 파악하기 위한 통일된 모니터링 지침이 아직 없으며 이를 위한 자료도 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 이를 위한 기초 자료를 제공하기 위해 실시되었으며, 중부의 온대혼효림 두 곳에 서식하는 번식기 산림성 조류를 대상으로 가장 일반적으로 사용되는 선조사 및 조사시간이 다른 정점조사를 적용하여 그 조사 결과를 비교하였다. 단위 조사노력당 관찰되는 종수 및 개체수는 선조사와 정점조사간에 유의한 차이를 보이지 않았으나, 서로 다른 연구지역의 조류상 차이를 파악할 수 있는 것으로 나타났다. 정점조사에서는 단위 정점당 조사 시간이 길수록 종과 개체수가 많이 관찰되었으나, 조사횟수를 누적하면 뚜렷한 차이를 보이지 않았다. 정점조사와 선조사 모두 조사반경이 커질수록 단위 정점 또는 구간 내에서 더 많은 종과 개체수가 관찰되었으며, 정량적 또는 정성적인 목적에 따라 활용할 수 있도록 거리에 따라 구분하여 다층구조로 결과를 기록할 필요가 있다. 또한 조류의 관찰률은 일출 후 시간이 경과하면서 점차 감소하므로, 조사는 일출 후 4시간 이내의 가급적 이른 오전에 수행해야 하는 것으로 나타났다. 특정 지역의 산림성 조류의 전체 종 풍부도의 70%를 파악하기 위해서는 7.0-7.6시간이 소요되는 42회(95% 신뢰한계: 26-61회)의 3분 정점조사 또는 33회(95% 신뢰한계: 19-53회)의 5분 정점조사가 필요한 것으로 예측되었다. 반면 동일한 수준의 종 풍부도 파악을 위해서는 26회(95% 신뢰구간: 15-45회)의 200 m 세부구간에 대한 선조사가 필요하며, 이는 약 4.8시간이 소요되는 것으로 평가되었다. 따라서 선조사는 정점조사에 비해 대상 지역의 전체적인 종 풍부도를 파악하는데에는 보다 효율적인 방법으로 나타났다. 향후 산림성 조류조사의 목적과 규모, 현장상황 등에 따라 본 연구에서 확인된 조사방법을 택일하거나 병행하는 방법을 고려할 수 있다.

혐기(嫌氣) 및 호기조건하(好氣條件下)에서 토양처리(土壤處理)된 돈분(豚糞) 중(中) 질소형태변화(窒素形態變化) (Transformation of Nitrogen Derived from Solid Piggery Manure in Soil under Aerobic or Anaerobic Incubation Condition)

  • 윤순강;정광용;유순호
    • 한국토양비료학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.121-126
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    • 1993
  • 혐기(嫌氣) 및 호기(好氣)조건하에서 토양(土壤)에 처리(處理)된 돈분(豚糞) 중 질소행동(窒素行動)에 관한 기초자료(基礎資料)를 얻고자 사양토(砂壤土)에 생돈분(生豚糞) 및 발효돈분(醱酵豚糞)을 2:1로 혼합하고 혐기(嫌氣) 및 호기조건하(好氣條件下)에서 8주간(週間) 항온(恒溫)($30^+/-1^{\circ}C$) 하면서 토양(土壤)과 돈분(豚糞) 혼합물(混合物)의 pH 변화와 $CH_4$ 발생량(發生量) 그리고 무기태질소(無機態窒素) 농도(濃度)변화를 조사(調査)하였다. 토양(土壤)에 생돈분(生豚糞)처리시 혐기조건(嫌氣條件)에서의 pH가 호기조건(好氣條件)에서 보다 1.87 단위(單位) 낮아졌고 발효돈분(醱酵豚糞) 처리에서는 혐기(嫌氣), 호기조건(好氣條件) 간에 pH 차이가 적었다. 혐기(嫌氣)조건에서 항온기간(恒溫期間) 경과에 따른 pH 감소(減少) 회귀식(回歸式)(P<0.01)으로 부터 얻어진 회귀계수(回歸係數)는 생돈분(生豚糞)에서 -0.114, 발효(醱酵)돈분에서 -0.08로 발효돈분(醱酵豚糞)에 비하여 생돈분(生豚糞)에서 pH 감소율(減少率)이 컸다. 생돈분(生豚糞), 발효돈분(醱酵豚糞)을 토양에 처리시 혐기(嫌氣)조건에서 $CH_4$ 발생량은 항온(恒溫) 3주(週)까지는 두처리 간에 차이가 없었으나 3주(週) 이후에는 생돈분(生豚糞)에서의 $CH_4$ 발생량이 현저히 증가되었으며 8주(週) 까지의 누적(累積) $CH_4$ 발생량은 발효돈분(醱酵豚糞)에 비하여 3.2배(倍) 증가되었다. 항온(恒溫) 3주(週)부터 8주(週)까지 일당(日當) $CH_4$ 발생량은 생돈분(生豚糞)에서 0.211 mole/g, 발효돈분(醱酵豚糞)에서 0.046 mole/g였다. 호기조건(好氣條件)에서 생돈분(生豚糞)처리시 $NH_4-N$ 농도는 항온기간(恒溫期間)이 경과(經過)됨에 따라 점차 감소(減少)되었으며 $NO_3-N$ 농도는 초기(初期)에 11.2 ppm에서 8주(週) 후(後)에 67ppm으로 6배(倍) 증가되었는데 이러한 결과는 호기(好氣)조건의 발효돈분(醱酵豚糞)에서도 유사(類似)한 경향이었다. 그러나 혐기(嫌氣)조건에서는 항온기간별(恒溫期間別) $NH_4-N$ 농도가 급격(急激)히 증가되었으나 $NO_3-N$ 농도는 4~8ppm으로 호기조건(好氣條件)에 비하여 매우 낮았다.

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수확시 숙기 및 젖산균 제제가 호밀 라운드베일 사일리지의 품질에 미치는 영향 (Effect of Maturity at Harvest and Inoculants on the Quality of Round Baled Rye Silage)

  • 김종근;김동암;정의수;강우성;함준상;서성
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.347-354
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    • 1999
  • 본 시험은 1998년 축산기술연구소 초지사료과 시험포장에서 수확시 숙기 및 젖산균 제제가 호밀 라운드 베일 사일리지의 품징에 미치는 영향을 구명하기 위하여 수행되었다. 시험설계는 분할구 배치법으로 주구로는 수잉기, 출수기 및 개화기에 수확하는 수확시 숙기를 두고 세구로는 무처리(control), Inoculant A 및 Inoculant B를 두고 3 반복으로 수행하였으며 라운드베일 사일리지 제조시 호밀은 수잉기에는 1일 그리고 출수기 및 개화기에는 0.5일간 예건 하였다. 저장 2개월 후 호밀 라운드베일 사일리지의 섬유소 함량(ADF 및 NDF)은 수확시 숙기가 지연됨에 따라 증가하였고(p<0.01), 첨가제 처리에 따른 차이는 없었다. 한편 IVDMD에 있어서도 수확이 지연됨에 따라 감소되었다. pH의 변화는 개화기에서 평균 4.35로 가장 낮았고 출수기에서 평균 4.91로 가장 높았다. 또한 젖산균 처리구는 대조구에 비해 유의적으로 낮게 나타났다. 무처리구의 건물 함량이 젖산균 처리구보다 높게 나타났다. 암모니아태 질소의 함량은 전체적으로 10% 미만으로 고품질 사일리지의 적정 수준에 도달하였으며, 젖산균 제제 이용은 암모니아태 질소 함량을 줄였다. 젖산 함량은 첨가제 처리로 증가한 반면 초산 및 낙산 함량은 감소하였다. 젖산 생성균의 수는 젖산균 처리구에서 대조구에 비해 2~3배 높게 나타났으며 개화기의 Inoculant B구에서 가장 높았다. 이상의 결과를 종합할 때 고품질의 호밀 라운드베일 사일리지 제조시에는 출수기 이후에 수확하여 젖산균 제제를 처리하는 것이 바람직한 것으로 나타났다.

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기계발골가금육의 특성 및 이용에 관한 연구 (Chemical and Functional Characteristics of Mechanically Deboned Chicken meat and its Utilization in Processed Meat)

  • 김종원;안병윤;이유방
    • 한국가금학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.37-46
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    • 1980
  • 국내의 산란노계의 브로일러로부터 생산된 수동 및 기계발골육의 수율, 화학적 조성, 기능적특성, 저장성, 미생물 등을 조사하고 이들 발골육을 여러 가지 비율로 배합하여 제조한 치큰패티와 프랭크의 특성성, 보존성, 기호성을 평가하였던 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) HDCM 수율은 도체 중의 35%, MDCM은 45%로서 총 산육량은 도체중의 80%에 이르렀다. 2) MDCM은 수분 65%, 단백질 12%, 지방 20%회분 1.7%, Ca 0.2-0.4%로서 HDCM에 비해 수분과 단백질은 낮고 지방, 회분, Ca은 현저히 높았다. 또한 MDCM의 총 색소함량은 HDCM의 2.5배로서 이는 주로 Hemoglobin의 증가에 기인하였다. 3) MDCM의 고기 g당 유화능은 HDCM의 70%에 불과하나 단백질 g당 유화능은 오히려 더 높았는데 이는 MDCM의 염용성 단백질 구성비가 HDCM보다 높았기 때문이었다. 4) -2$0^{\circ}C$에서의 냉동저장 중 MDCM의 TBA value는 4주 이후부터 급격히 증가하였으므로 MDCM의 최적 저장기간은 4주 이내로 추정되었다. 5) MDCM의 미생물수는 약 1.8$\times$$10^{6}$g/ 으로서 HDCM이나 적육의 미생물수와 큰 차이가 없었다. 6) MDCM을 사용한 chicken patty의 TBA value는 냉동저장중 계속 증가하였으나 8주까지는 보존성이 양호하였다. 7) chicken patty의 색과 기호성에 있어 MDCM을 30% 첨가한 것이 가장 우수하였고 50%까지도 양호하였으나 70%이상 첨가는 권장할 수 없었다. 8) Frankfurter의 제조에 있어 MDCM을 50%까지 첨가한 것의 기호성이나 조직적 특성은 HDCM으로만 만들 제품과 비등하게 양호하였으나 70%이상 첨가는 불량하였다. 9) MDCM을 함유한 frankfurter의 보존성은 4$^{\circ}C$에서 4주까지 무난하였으며 저장 기간에 따른 TBA가의 변화는 거의 없었다. 10) 결론적으로 patty나 frank등의 육제품 제조에 있어 MDCM을 총 원료육의 30-50%까지 첨가하여도 조직이나 기호성이 우수한 제품을 생산할 수 있었다.

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서울지역 유통한약재의 약용부위에 따른 유해중금속 분포 (Distribution of hazardous heavy metals in commercial herbal medicines classified by plant parts used in seoul)

  • 김동규;김복순;한은정;한창호;김욱희;최병현;황인숙;채영주;김민영;박승국
    • 분석과학
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    • 제22권6호
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    • pp.504-513
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    • 2009
  • 본 연구는 유통한약재에 대한 중금속의 안전성을 약용부위에 따른 유해중금속의 함량으로 평가 하였다. 시료는 서울지역에서 포장단위로 구매된 244품목 3152건을 대상으로 ICP-MS와 수은분석기로 분석하였다. 납의 함량(mg $kg^{-1}$)은 한약재의 지상부(0.92)가 지하부(0.43)보다 높았다. 그러나 비소는 지하부(0.26)와 지상부(0.18)으로 차이가 있었고, 카드뮴도 지하부(0.13)가 지상부 (0.08)보다 높았다. 유통한약재에서 카드뮴의 기준을 초과한 건수가 다른 유해중금속에 비교하여 많았다. 수은은 지상부(0.009)와 지하부(0.008)에서 유의적인 차이가 있었으나, 수은의 기준을 초과한 시료는 없었다(t-test, p<0.05). 원산지간의 비교에서, 납, 비소, 수은은 국산보다 수입산 한약재가 중금속의 함량이 높았으나, 카드뮴에서는 차이가 없었다(t-test, p<0.05). 납, 비소, 카드뮴, 수은 사이의 상관관계는 납은 비소와 상관관계(r=0.386)를 보였으나, 다른 부위에서는 관계가 적었다 (p<0.01). 약용부위에 따른 개별중금속의 합(mg $kg^{-1}$)은 씨(0.422), 과실부위(0.475)가 적었고, 뿌리(0.825), 뿌리줄기부위(0.828), 버섯부위(0.861)가 다음이고, 잎(1.154), 표피(1.634), 줄기(2.238), 꽃부위(6.241)의 순으로 중금속 오염이 심했다 (ANOVA-test, p<0.05).

부추의 건조 온도 조건별 클로로필, Superoxide Dismutase 유사활성의 변화 (Changes of Chlorophyll and SOD-like Activities of Chinese Chives Dehydrated at Different Heat Treatments)

  • 곽연주;김정상
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제38권7호
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    • pp.879-884
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    • 2009
  • 부추 건조 분말을 제조하기 위한 최적 열풍건조온도 조건을 확립하고 건조온도 조건에 따른 부추 건조 분말의 생리활성을 가진 클로로필과 SOD 유사활성의 변화정도를 살펴본 결과는 다음과 같다. 건조온도는 부추의 수분함량의 변화에 큰 영향을 미쳤으며 건조온도가 증가함에 따라 건조시간은 현저하게 단축되었다. 부추의 전처리에서 건조시간은 건조 온도가 $70^{\circ}C$ 또는 $80^{\circ}C$에서는 건조 완결시간이 200분 이상소요되었으나 $100^{\circ}C$에서는 120분 이내에 건조가 거의 완료되었다. $100^{\circ}C$에서 30분간 건조하고 그 이후는 $70^{\circ}C$에서 건조하는 조건에서는 약 160분, $100^{\circ}C$에서 60분간 건조하고 그 이후는 $70^{\circ}C$에서 건조하는 조건에서는 건조완료 시간이 120분으로 건조조건의 변화로 건조시간을 단축시킬 수 있었다. 또한 건조온도는 부추의 색도의 결과에도 큰 영향을 미쳤으며 L값은 대조구인 동결 건조한 시료가 49.56, $100^{\circ}C$에서 30분간 건조한 다음 $70^{\circ}C$에서 건조를 완료하는 조건의 시료가 49.19, $100^{\circ}C$에서 60분에서 건조한 다음 $70^{\circ}C$에서 건조한 것으로 각각 48.55로 높았으며, 녹색도(a)는 대조구인 동결 건조한 시료가 -13.24, $100^{\circ}C$에서 30분간 건조한 다음 $70^{\circ}C$에서 건조를 완료하는 조건의 시료가 -9.15, $100^{\circ}C$에서 60분에서 건조한 다음 $70^{\circ}C$에서 건조를 완료하는 조건의 시료는 -8.86로 가장 높았으며, 황색도(b)값 역시 대조군인 동결 건조한 시료는 22.01, $100^{\circ}C$에서 30분에서 건조한 다음 $70^{\circ}C$에서 건조를 완료하는 시료는 15.71, $100^{\circ}C$에서 60분에서 건조한 다음 $70^{\circ}C$에서 건조한 시료는 15.31로 가장 높게 나타내어 부추의 건조에 적정 조건이라 생각되었다. 또한 건조 조건별 클로로필 함량 역시 $100^{\circ}C$에서 30분에서 건조한 다음 $70^{\circ}C$에서 건조를 완료하는 시료가 177 mg%로 가장 낮은 온도인 $70^{\circ}C$에서 건조시킨 부추 시료 179 mg%와 유사한 값을 나타내어 여러 건조 조건 중에서 가장 엽록소 함량이 높았다. SOD 유사활성 역시 대조구인 동결건조 부추에서 1,250(unit/g)으로 가장 높았으며 다음은 $100^{\circ}C$ 60분$-70^{\circ}C$ 건조완료한 부추가 1,176, $100^{\circ}C$ 30분$-70^{\circ}C$ 건조완료한 부추가 1,141로 고온이나 비교적 장시간 열풍에 노출되는 조건에 비해서 높은 값을 나타내었다. 이렇듯 $100^{\circ}C$에서 제한된 시간 동안 건조하고 $70^{\circ}C$에서 건조를 완료하는 것이 부추의 색도와 생리활성 물질을 최대로 유지하면서 건조시간을 단축시킬 수 있는 조건임을 확인하였으며 열풍건조 이후에도 색도와 생리활성 물질인 클로로필과 SOD 유사활성 물질의 효과가 상당량 존재하여 부추 건조 분말의 저장성 및 생리활성 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

Evolutionary Explanation for Beauveria bassiana Being a Potent Biological Control Agent Against Agricultural Pests

  • Han, Jae-Gu
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2014년도 춘계학술대회 및 임시총회
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    • pp.27-28
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    • 2014
  • Beauveria bassiana (Cordycipitaceae, Hypocreales, Ascomycota) is an anamorphic fungus having a potential to be used as a biological control agent because it parasitizes a wide range of arthropod hosts including termites, aphids, beetles and many other insects. A number of bioactive secondary metabolites (SMs) have been isolated from B. bassiana and functionally verified. Among them, beauvericin and bassianolide are cyclic depsipeptides with antibiotic and insecticidal effects belonging to the enniatin family. Non-ribosomal peptide synthetases (NRPSs) play a crucial role in the synthesis of these secondary metabolites. NRPSs are modularly organized multienzyme complexes in which each module is responsible for the elongation of proteinogenic and non-protein amino acids, as well as carboxyl and hydroxyacids. A minimum of three domains are necessary for one NRPS elongation module: an adenylation (A) domain for substrate recognition and activation; a tholation (T) domain that tethers the growing peptide chain and the incoming aminoacyl unit; and a condensation (C) domain to catalyze peptide bond formation. Some of the optional domains include epimerization (E), heterocyclization (Cy) and oxidation (Ox) domains, which may modify the enzyme-bound precursors or intermediates. In the present study, we analyzed genomes of B. bassiana and its allied species in Hypocreales to verify the distribution of NRPS-encoding genes involving biosynthesis of beauvericin and bassianolide, and to unveil the evolutionary processes of the gene clusters. Initially, we retrieved completely or partially assembled genomic sequences of fungal species belonging to Hypocreales from public databases. SM biosynthesizing genes were predicted from the selected genomes using antiSMASH program. Adenylation (A) domains were extracted from the predicted NRPS, NRPS-like and NRPS-PKS hybrid genes, and used them to construct a phylogenetic tree. Based on the preliminary results of SM biosynthetic gene prediction in B. bassiana, we analyzed the conserved gene orders of beauvericin and bassianolide biosynthetic gene clusters among the hypocrealean fungi. Reciprocal best blast hit (RBH) approach was performed to identify the regions orthologous to the biosynthetic gene cluster in the selected fungal genomes. A clear recombination pattern was recognized in the inferred A-domain tree in which A-domains in the 1st and 2nd modules of beauvericin and bassianolide synthetases were grouped in CYCLO and EAS clades, respectively, suggesting that two modules of each synthetase have evolved independently. In addition, inferred topologies were congruent with the species phylogeny of Cordycipitaceae, indicating that the gene fusion event have occurred before the species divergence. Beauvericin and bassianolide synthetases turned out to possess identical domain organization as C-A-T-C-A-NM-T-T-C. We also predicted precursors of beauvericin and bassianolide synthetases based on the extracted signature residues in A-domain core motifs. The result showed that the A-domains in the 1st module of both synthetases select D-2-hydroxyisovalerate (D-Hiv), while A-domains in the 2nd modules specifically activate L-phenylalanine (Phe) in beauvericin synthetase and leucine (Leu) in bassianolide synthetase. antiSMASH ver. 2.0 predicted 15 genes in the beauvericin biosynthetic gene cluster of the B. bassiana genome dispersed across a total length of approximately 50kb. The beauvericin biosynthetic gene cluster contains beauvericin synthetase as well as kivr gene encoding NADPH-dependent ketoisovalerate reductase which is necessary to convert 2-ketoisovalarate to D-Hiv and a gene encoding a putative Gal4-like transcriptional regulator. Our syntenic comparison showed that species in Cordycipitaceae have almost conserved beauvericin biosynthetic gene cluster although the gene order and direction were sometimes variable. It is intriguing that there is no region orthologous to beauvericin synthetase gene in Cordyceps militaris genome. It is likely that beauvericin synthetase was present in common ancestor of Cordycipitaceae but selective gene loss has occurred in several species including C. militaris. Putative bassianolide biosynthetic gene cluster consisted of 16 genes including bassianolide synthetase, cytochrome P450 monooxygenase, and putative Gal4-like transcriptional regulator genes. Our synteny analysis found that only B. bassiana possessed a bassianolide synthetase gene among the studied fungi. This result is consistent with the groupings in A-domain tree in which bassianolide synthetase gene found in B. bassiana was not grouped with NRPS genes predicted in other species. We hypothesized that bassianolide biosynthesizing cluster genes in B. bassiana are possibly acquired by horizontal gene transfer (HGT) from distantly related fungi. The present study showed that B. bassiana is the only species capable of producing both beauvericin and bassianolide. This property led to B. bassiana infect multiple hosts and to be a potential biological control agent against agricultural pests.

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도시공원 조성이 도시공간구조 변화에 미치는 영향 분석 - 성동구 서울숲 젠트리피케이션 현상을 중심으로 - (Analysis on the Effect of the Urban Park Development on Change of Urban Spatial Structures - Focused on Gentrification around Seoul Forestry Park in Seongdong-gu -)

  • 문승운;김의준;구진혁
    • 한국조경학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.76-88
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    • 2017
  • 오늘날의 도시공원은 도시자연경관 보호, 도시민의 건강 휴양 및 정서생활 향상 등의 본원적 역할뿐만 아니라, 이론적으로는 도시의 공간구조를 재조정하는 도시시스템으로써의 역할을 기대한다. 본 연구는 도시시스템으로써의 도시공원의 역할이 이론뿐만 아니라, 과연 현실에서 실증적으로 작동하고 있는지를 계량적으로 분석하는데 목적이 있다. 이를 위해 본 연구에서는 도시공원으로 인해 야기되는 젠트리피케이션 현상을 도시공원이 도시공간구조를 변화시키는 과정이라 여기고, 젠트리피케이션 지수를 통해 도시공원 조성과 도시공간구조 변화와의 관계를 실증적 계량적으로 분석하였다. 실증분석의 대상은 '서울숲'이 위치한 성동구이다. 서울숲은 서울을 대표하는 초대형 도시공원으로, 2005년 개장 이후 주변 지역에 젠트리피케이션 현상이 발생하고 있으며, 이에 따라 성동구의 도시공간구조가 변화하였을 것으로 예상된다. 분석 방법으로는 젠트리피케이션 지수 및 도시공원 접급성 지수를 조작적으로 정의하고 도시공원 조성 전과 후의 젠트리피케이션 지수의 변화, 그리고 젠트리피케이션 지수와 도시공원 접근성 지수와의 관계를 분석하였다. 자료는 서울숲이 위치한 성동구 지역의 491개 집계구의 2000년, 2005년, 2010년 통계자료를 이용하였으며, 분석 방법으로는 이중차분법과 선형확률모형을 실시하였다. 분석 결과, 서울숲의 조성으로 인해 성동구의 젠트리피케이션 지수의 분포양상 및 방향성이 역전되었으며, 도시공원과의 접근성이 향상될수록 젠트리피케이션 현상은 크게 나타났다. 결론적으로, 도시공원은 젠트리피케이션을 야기시키고 있으며, 도시공원으로 인한 젠트리피케이션은 도시공간구조를 변화시키는 동인이자 결과로 나타났다. 도시공원은 도시시스템의 일부로써 도시의 공간구조 및 형태를 만드는데 큰 영향을 끼치고 있음이 확인되었다. 본 연구의 의의는 인프라스트럭처로써의 도시공원, 또는 도시의 시스템 등 이론적으로 거론되던 도시공원의 역할들을 실제 사례와 자료를 가지고 실증적 계량적으로 분석했다는데 있다.