서로 다른 물리-화학적 성격이 다른 저온기 두 부영양수계에서 우점하는 규조류 중심의 현장수에 대한 한국산 말조개(Unio douglasiae)의 섭식특성-여과능 및 배설물 생산을 각각 비교 조사하였다. 두 실험수 모두 패류밀도가 증가할수록 뚜렷한 엽록소 $\alpha$ 감소를 보였으며, 한강시료는 1시간 이후부터, 일감호 시료는 패류 처리와 함께 즉시 감소였다. 한강시료는 고밀도 처리에서 감소율이 높았으며 (약 90%), 일감호시료는 패류밀도 간에 다소 차이는 보였으나 고밀도군에서도 50% 정도 감소하였다. 조류 현존량의 변화경향는 엽록소와 유사하였으며, 시료와 조류종에 따라 차이를 보였다. 패류의 조류여과능은 패류적용 1시간째 시료 간에는 큰 차이를 보였으나 시간이 경과할수록 유사한 수준에 도달하였다. 배설물 생산은 한강시료에서는 밀도간에 차이가 적었으며 일감호의 높은 전도도와 탁도, 낮은 DO 포화도에서는 밀도 간에 100배 이상의 큰 차이를 나타냈다. 특히 일감호에서 고밀도 패류 적용시, 낮은 엽록소(조류)감소 및 높은 배설물 생산 등은 소화가 어려운 고형물의 축적효과가 높아 저온기 동안 탁도가 높은 하천 및 호수의 수질개선에 매우 효과적일 것으로 사료되었다.
This study aimed to investigate dietary concentrate:forage ratios (C:F) and undegraded dietary protein (UDP) on nitrogen balance and urinary excretion of purine derivatives (PD) in lambs. Four Dorper${\times}$thin-tailed Han crossbred castrated lambs with $62.3{\pm}1.9$ kg body weight at 10 months of age were randomly assigned to four dietary treatments in a $2{\times}2$ factorial arrangement of two levels of C:F (40:60 and 60:40) and two levels of UDP (35% and 50% of CP), according to a complete $4{\times}4$ Latin-square design. Each experimental period lasted for 19 d. After a 7-d adaptation period, lambs were moved into individual metabolism crates for 12 d including 7 d of adaption and 5 d of metabolism trial. During the metabolism trial, total urine was collected for 24 h and spot urine samples were also collected at different times. Urinary PD was measured using a colorimetric method and creatinine was measured using an automated analyzer. Intake of dry matter (DM) (p<0.01) and organic matter (OM) (p<0.01) increased as the level of UDP decreased. Fecal N was not affected by dietary treatment (p>0.05) while urinary N increased as the level of UDP decreased (p<0.05), but decreased as dietary C:F increased (p<0.05). Nitrogen retention increased as dietary C:F increased (p<0.05). As dietary C:F increased, urinary excretion of PD increased (p<0.05), but was not affected by dietary UDP (p>0.05) or interaction between dietary treatments (p>0.05). Daily excretion of creatinine was not affected by dietary treatments (p<0.05), with an average value of $0.334{\times}0.005$ mmol/kg $BW^{0.75}$. A linear correlation was found between total PD excretion and PDC index ($R^2$ = 0.93). Concentrations of creatinine and PDC index in spot urine were unaffected by sampling time (p>0.05) and a good correlation was found between the PDC index (average value of three times) of spot urine and daily excretion of PD ($R^2$ = 0.88). These results suggest that for animals fed ad libitum, the PDC index in spot urine is effective to predict daily excretion of PD. In order to improve the accuracy of the spot sampling technique, an appropriate lag phase between the time of feeding and sampling should be determined so that the sampling time can coincide with the peak concentration of PD in the urine.
Although the problems of the algal blooms have been world-widely observed in freshwater, estuary, and marine throughout the year, it is not yet certain what are the basic causes of such blooms. Consequently, it is very difficult to predict when and where algal blooms occur. The constituents of the Asian dust are in a good agreement with the elements required for the algal growth, which suggests some possible relationship between the algal blooms and the Asian dust. There have been frequently algal blooms in drinking water from rivers or lakes. However, there is no any algal blooms in upwelling waters where the Asian dust cannot penetrate into the soil due to its relatively weak settling velocity (size of particles, $4.5{\pm}1.5{\mu}m$), which implies the possible close relationship of the Asian dust with algal blooms. The present initiative study is thus intended firstly in Korea to illustrate such a relationship by reviewing typical previous studies along with 12 years of weekly iron profiles (2001~2012) and two slant culture experiments with the dissolved Asian dust. The result showed bacterial suspected colonies in the slant culture experiment that are qualitatively in a good agreement with the recent Japanese studies. Since the diatoms require cheap energy (8%) compared to other phytoplankton (100%) to synthesize their cell walls by silicate, the present results can be used to predict algal blooms by diatoms if the concentrations of iron and silicate are available during spring and fall. It can be postulated that the algal blooms occur only if the environmental factors such as light, nutrients, calm water surface layer, temperature, and pH are simultaneously satisfied with the requirements of the micronutrients of mineral ions supplied by the Asian dust as enzymatic cofactors for the rapid bio-synthesis of the macromolecules during algal blooms. Simple eco-friendly methods to regulate the algal blooms are suggested for the initial stage of blooming with limited area: 1) to cover up the water surface with black curtain and inhibit photosynthesis during the day time, 2) to blow air (20.9%) or pure oxygen into the bottom of the water and inhibit rubisco for carbon uptake and nitrate reductase for nitrogen uptake activities in algal growth during the night, 3) to eliminate the resting spores or cysts by suction of bottom sediments as deep as 5 cm to prevent the next year germinations.
본 연구는 31 일령 broiler 병아리에 297 nm의 자외선을 조사하여 경과시간에 따라 다리의 피부를 채취하고 previtamin D$_3$(PreD$_3$), lumistero1$_3$(고), tachysterol$_3$(T$_3$), Vitamin D$_3$(VD$_3$) 및 provitaminD$_3$ (PreD$_3$) 함양을 측정코저 실시되었다. Broiler Hubbard계통 1일령 병아리 82수(2조사시간$\times$9 경과시간$\times$4회복+10대조구)를 무창약등 육계사에 넣고 VD-결핍사료로 315간 사육한 후 조사선양 0.204mJ/$ extrm{cm}^2$ (30분 조사) 또는 0.409mJ/$\textrm{cm}^2$(60분 조사)로 UVB 등을 조사하였으며 0, 6, 12, 18, 30, 42, 66, 90또는 138시간 후에 다리의 피부를 채취하였다. 9% ethyl acetate/n-hexane으로 처리하여 지질을 추출하였으며 Sep-Pak silica cartridge로 정제한 후 순상 HPLC로 PreD$_3$, L$_3$, T$_3$, VD$_3$ 및 ProD$_3$의 함양을 분석하였다. UVB를 조사하지 않은 대조구 병아리의 다리 피부중에는 PreD$_3$, L$_3$, T$_3$, VD$_3$가 검출되지 않았으며 PreD$_3$ 함양은 966$\pm$89ng/$\textrm{cm}^2$이었다. 0.204 또는 0.409mJ/$\textrm{cm}^2$(30분 또는 60분) .조사시 다리 피부중 PreD$_3$의 mole %(절대함량 ng/$\textrm{cm}^2$)는 열사직후 각각 4.67%(44ng/$\textrm{cm}^2$) 또는 3.97%(37ng/$\textrm{cm}^2$)이었으며 시간이 경과됨에 따라 점차 감소되었다. 병아리의 다리 피부 면적은 25.81$\pm$0.50$\textrm{cm}^2$이었으며 다리 피부전체에서 합성된 PreD$_3$는 각각 0시간대에 961ng/$\textrm{cm}^2$, 738ng/$\textrm{cm}^2$이었다. 다리 피부중의 은 0시간 경과 시 각각 1.24%(12ng/$\textrm{cm}^2$) 또는 0.92%(9ng/$\textrm{cm}^2$)이었으며 시간이 지남에 따라 점차 감소되었다 함량은 각각 0.58%(5ng/$\textrm{cm}^2$) 또는 0.57%(6ng/$\textrm{cm}^2$)이었으며 역시 시간의 경과와 더불어 감소되었다. VD$_3$함량은 0시간대에 각각 2.13(21ng/$\textrm{cm}^2$) 또는 0.97%(16 ng/$\textrm{cm}^2$), 12시간대에 4.30%(33ng/$\textrm{cm}^2$) 또는 6.40%(76ng/$\textrm{cm}^2$)을 나타내었고 0.204mJ/$\textrm{cm}^2$ 조사시에는 18시간대에, 0.409mJ/$\textrm{cm}^2$ 처리시에는 30시간 후에 최고치를 보였다 PreD$_3$가 VD$_3$로 열전환되는데 각각 18 또는 30시간이 소요된다는 것을 시사한다. 다리 피부중의 PreD$_3$함량은 0시간대에 각각 948또는 815ng/$\textrm{cm}^2$이었으며 대조구의 ProD$_3$ 함량 966ng/$\textrm{cm}^2$에 비하면 18 또는 151ng/$\textrm{cm}^2$의 PreD$_3$가 PreD$_3$, L$_3$, T$_3$ 및 VD$_3$이성화된 것이다. mole %로 보았을 때는 각각 8.63%, 6.43%가 광합성물로 전변 된 것이다 결논적으로 자외선을 2배 .무사하였을 때 VD$_3$등 광생성물이 2배는 아니지만 더 많이 생성된다는 것이 증명되었다.
Lovastatin은 근사형성 균류인 Aspergillus terreus가 생합성하는 이차대사산물로 강력한 고지혈증 치료제로 널리 이용되는 물질이다. 본 연구에서는 lovastatin 고생산변이주를 이용하여 포자배지 최적화를 통한 miniature 배양 방법을 확립하고자 하였다. 우선 miniature 배양에 필수적인 효과적인 포자 형성 방법을 개발하고자 포자 형성 배지의 통계학적 배지 최적화를 수행하였다. Miniature 배양의 inoculum으로 이용되는 대량의 포자를 획득하기 위해 Plackett-Burman 실험법을 이용하여 포자 형성을 향상시키는 성분을 조사한 결과, glucose, sucrose, yeast extract 그리고 $KH_2PO_4$가 주목할 만한 효과를 보였다. 상기 성분의 최적 농도를 확인하기 위해 반응표면분석법 (RSM)을 이용한 결과, PDA 포자 형성 배지와 비교하여 볼 때, 최적 성분 농도에서 포자 형성이 약 190배 증가하였다. 최적화된 포자형성 배지를 이용하여 lovastatin 고생산성 변이주의 대량 선별을 위한 miniature 배양 방법을 확립하기 위해 기존의 실험 과정에 'PaB (adaptation)'라는 한 번의 계대배양을 더 추가한 결과 생산균주의 안정성과 재현성이 큰 폭으로 증가하는 주목할 만한 결과를 얻을 수 있었다. 단기간에 가능한 한 다량의 균주를 스크리닝하기 위해 성장배양과 생산배양 모두 조업부피가 7 ml인 tube를 이용해 miniature 배양을 반복 수행하여, lovastatin 생산성과 배양형태가 훌륭한 변이주를 선별할 수 있었는데, 이 균주는 7 ml tube배양과 250 ml flask배양 (조업부피 50 ml) 모두에서 생산성이 높은 것으로 보아 산소 의존도가 비교적 낮고 생산 안정성이 높은 균주인 것으로 판단되었다. 한편 miniature 배양을 이용해서 lovastatin 고생산성을 보이는 균주를 신속 선별하기 위해서는 균주의 적절한 배양형태 유도가 매우 중요한 것으로 관찰되었다. 즉 생산배양으로의 고활성 균주의 접종을 위해서, 또한 생산배양에서 pellet의 배양형태 유도를 위해서 성장배양 시에는 반드시 고농도의 균사모양을, 생산배양 시에는 직경 1 mm 이하의 pellet모양의 배양 형태를 유지해야만, 생산균주가 lovastatin을 안정적으로 고생산할 수 있는 것으로 관찰되었다. 초기에 선별된 균주를 이용하여 miniature 배양에 의해 고속 균주선별 실험을 반복함으로써 고생산성 균주들을 다량 선별할 수 있었는데, 이들의 lovastatin 생산성을 조사한 결과, 기존의 flask 배양대비 오차범위가 $\pm$20% 이내의 생산성을 보이는 균주가 초기 선별시의 32%에 비해 81%로 크게 증가함을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과는 lovastatin 고생산성, 고안정성 균주의 고속 스크리닝을 위해서 본 연구에서 개발한 tube를 이용한 miniature 배양이 기존의 flask 배양을 대체할 수 있는 훌륭한 배양방법임을 제시해 준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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