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Use of FT-IR to Identify Enhanced Biomass Production and Biochemical Pool Shifts in the Marine Microalgae, Chlorella ovalis, Cultured in Media Composed of Different Ratios of Deep Seawater and Fermented Animal Wastewater

  • Kim, Mi-Kyung;Jeune, Kyung-Hee
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제19권10호
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    • pp.1206-1212
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    • 2009
  • Growth rates, photosystem II photosynthesis, and the levels of chlorophyll $\alpha$ and secondary metabolites of Chlorella ovalis were estimated to determine if they were enhanced by the addition of swine urine (BM) or cow compost water (EP) that had been fermented by soil bacteria to deep seawater (DSW) in an attempt to develop media that enabled batch mass culture at lower costs. Growth of C. ovalis in f/2, f/2-EDTA+BM60%, DSW+BM30%, and DSW+EP60% was enhanced and maintained in the log phase of growth for 16 days. The cell densities of C. ovalis in DSW+EP60% ($4.1{\times}10^6$ Cells/ml) were higher than those of f/2 ($2.9{\times}10^6$ Cells/ml), f/2-E+BM60% ($3.7{\times}10^6$ Cells/ml), and DSW+BM30% ($2.7{\times}10^6$ Cells/ml). The growth rate was also more favorable for C. ovalis cultured in DSW+EP60% ($0.15\;day^{-1}$) than that of C. ovalis cultured in the control medium (f/2) ($0.12\;day^{-1}$). Furthermore, the chlorophyll a concentration of C. ovalis cultured in DSW+EP60% (4.56 mg/l) was more than 2-fold greater than that of C. ovalis cultured in f/2 (2.35 mg/l). Moreover, the maximal quantum yields of photo system II at 470 nm (Fv/Fm) were significantly higher in organisms cultured at f/2-E+BM60% (0.53) and DSW+EP60% (0.52) than in the other treatment groups. Finally, Fourier transformation infrared (FT-IR) spectroscopy revealed that C. ovalis grown in DSW+EP60% had more typical peaks and various biochemical pool shifts than those grown in other types of media. Taken together, the results of this study indicate that the use of DSW+EP60% to culture C. ovalis can reduce maintenance expenses and promote higher yields.

Using Chlorophyll Fluorescence and Vegetation Indices to Predict the Timing of Nitrogen Demand in Pentas lanceolata

  • Wu, Chun-Wei;Lin, Kuan-Hung;Lee, Ming-Chih;Peng, Yung-Liang;Chou, Ting-Yi;Chang, Yu-Sen
    • 원예과학기술지
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    • 제33권6호
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    • pp.845-853
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    • 2015
  • The objective of this study was to predict the timing of nitrogen (N) demand through analyzing chlorophyll fluorescence (ChlF), soil-plant analysis development (SPAD), and normalized difference vegetation index (NDVI), which are positively correlated with foliar N concentration in star cluster (Pentas lanceolata). The plants were grown in potting soil under optimal conditions for 30 d, followed by weekly irrigation with five concentrations (0, 4, 8, 16, and 24 mM) of N for an additional 30 d. These five N application levels corresponded to leaf N concentrations of 2.62, 3.48, 4.00, 4.23, and 4.69%, respectively. We measured 13 morphological and physiological parameters, as well as the responses of these parameters to various N-fertilizer treatments. The general increases in Dickson's quality index (DQI), above-ground dry weight (DW), total DW, flowering rate, ${\Delta}F/Fm$', and qP in response to treatment with 0 to 8 mM N were similar to those of SPAD, NDVI, and Fv/Fm. Consistent and strong correlations ($R^2$= 0.60 to 0.85) were observed between leaf N concentration (%) and SPAD, NDVI, ${\Delta}F/Fm$', and above-ground DW. Validation of leaf S PAD, NDVI, and ${\Delta}F/Fm$' revealed that these vegetation indices are accurate predictors of leaf N concentration that can be used for non-destructive estimation of the proper timing for N-solution irrigation of P. lanceolata. Moreover, irrigation with 8 mM N-fertilizer i s recommended w hen leaf N concentration, SPAD, NVDI, and ${\Delta}F/Fm$' ratios are reduced from their saturation values of 4.00, 50.68, 0.64, and 0.137%, respectively.

Trichoderma pseudokoningii에 의한 팽이버섯 푸른곰팡이병 (Forest Green Mold Disease Caused by Trichoderma pseudokoningii in Winter Mushroom, Flammulina velutipes)

  • 최인영;이왕휴;최정식
    • 한국균학회지
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    • 제26권4호통권87호
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    • pp.531-537
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    • 1998
  • 자동화 시설내에서 재배되는 팽이버섯에 발생하는 푸른곰팡이병의 발생상황, 병원균 접종시기에 따른 피해정도, 병원균의 배양적 특성 및 팽이버섯 품종별 피해정도 등에 관한 연구를 수행하였다. 팽이버섯 재배시기별 푸른곰팡이병의 발병률을 배양병수(PP병)로 조사한 바, 배양기에 7.7%로 가장 높았으며, 그후 각 재배단계별로 약간씩 증가하여 수확기까지는 14.9%를 나타냈다. 접종시기에 따른 피해정도는 배양기에 접종시 100%의 감염률을 나타냈으며, 피해정도로 구분하면 +++(40% 이상 수량감소)이었고, 발이초기에는 100%의 이병률을 나타냈지만 피해정도는 감소하여 ++($10{\sim}39%$ 수량감소)를 나타냈으며, 발이 10일후에는 34.4%의 이병률과 피해도는 10% 이하로 푸른곰팡이병이 팽이버섯 발병에 끼치는 영향이 매우 컸다. 팽이버섯에 푸른곰팡이병을 일으키는 병원균은 Trichoderma pseudokoningii로 동정되고, 이 균은 $25^{\circ}C$에서 균사생육이 왕성하며, 팽이버섯 균사보다 2.6배의 빠른 균사생장을 나타냈다. PDA배양시 균총의 색은 황록색을 띄며, phialospore는 한 개의 세포로 레몬형, 표면은 매끈하였고, 크기는 $1.3{\sim}3.0{\times}1.0{\sim}2.5\;{\mu}m$였다. phialides는 볼링핀과 유사한 $2{\sim}3$개가 뭉쳐서 분생자병에 붙어있으며, 크기는 $3.2{\sim}9.2{\times}2.0{\sim}5.6\;{\mu}m$이었다. 계통에 따른 푸른곰팡이병 피해도는 팽이버섯 5개 계통중 FV 4-1계통이 다른 계통보다 교차생장률이 낮고 T. psedokoningii에 의한 생장억제 정도가 낮았다.

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Dot blot hybridization법을 이용한 Fusobacterium nucleatum 아종-특이 DNA 프로브의 특이성 평가 (Identification of Fusobacterium nucleatum isolated from Korean by F. nucleatum subspecies-specific DNA probes)

  • 김화숙;국중기
    • 한국치위생학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.311-324
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    • 2006
  • The purpose of this investigation was to evaluate of the specificity of Fusobacterium nucleatum subspecies-specific DNA probes using dot blot hybridization. To confirm whether the clinical isolates were F. nucleatum or not, 16S rDNA of them were cloned and sequenced. The sequencing data were used in homology search with database of GenBank. When the homology was above 98% compared with the nucleotide sequence of a certain bacteria, it was judged as the same species with the bacteria. 23 strains of F. nucleatum were isolates from subgingival plaque of periodontitis patient. The clinical isolates of F. nucleatum were classified into 10 groups using phylogenetic analysis of 16S rDNA sequence. F. nucleatum subspecies nucleatum-specific DNA probe Fu4(1.3 kb) reacted with genomic DNAs from 8 type strains of F. nucleatum and it reacted strongly with those from 8 clinical isolates. The Fp4(0.8 kb) reacted with F. nucleatum subsp. polymorphum ATCC 10953 and one clinical isolates. Fv35(1.9 kb) and Fs17(8.2 kb) probes reacted with genomic DNAs from F. nucleatum subsp. vincentii ATCC 49256 and F. nucleatum subsp. fusiform ATCC 51190, respectively. Our results showed that it is not enough to evaluate the specificity of F. nucleatum subspecies-specific DNA probes with only dot blot hybridization. Therefore, Southern blot analysis will be necessary to confirm the specificity of F. nucleatum subspecies-specific DNA probes.

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ON THE INTEGRAL THEORY OVER DIFFERENTIABLE MANIFOLDS (II)

  • KWAK, HYO-CHUL
    • 호남수학학술지
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    • 제2권1호
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    • pp.1-8
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    • 1980
  • 논문(論文)[3] (본(本) 논문(論文) 제1부(第1部))에서 미분가능다양체(微分可能多樣體) M 위의 (n-1)차(次) 미분형식(微分型式) ${\beta}^{(n-1)}$이 Compact인 Carrier를 가지면 ${\int}d{\beta}^{(n-1)}=0$이며, (p-1)차(次) 미분형식(微分型式) ${\beta}^{(p-1)}$과 p차(次) 미분가능쇄(微分可能쇄鎖) $C^{(p)}=\Sigma\limits_ik_iS_i{^{(p)}}$에 대(對)하여 ${\int\limits_{c^{(p)}}}d{\beta}^{(p-1)}={\int\limits_{{\partial}{c}^{(p)}}}{\beta}^{(p-1)}$이 성립(成立) (Stokes 정리(定理)의 일반화(一般化))⋯등(等) M위의 적분(積分)에 관한 여러 가지 성질(性質)들을 구명(究明)하였다. 이 성질(性質)들을 토태(土台)로 하여 본(本) 논문(論文)에서는; 제2절(第2節)에서 미분가능다양체(微分可能多樣體) M위의 Lie 도함수(導函數)의 정의(定義)와 Lie적분(微分)에 관(關)한 여러가지 성질(性質)들을 고찰(考察)하고, 제3절(第3節)에서 div X와 Laplace 작용소(作用素) ${\Delta}f$의 정의(定義) 및 실(實) n차원(次元) 가부호미분가능(可符號微分可能) 다양체(多樣體) M 위에서의 divX와 ${\Delta}f$의 적분(積分)에 관(關)한 성질(性質), 즉(卽) $V=\sqrt{{\mid}g{\mid}}dx^1{\Lambda}{\cdots}{\Lambda}dx^n{\in}A^n(M)$에 대(對)하여 $$\int_MdivXV\limits=\int_M{\Delta}fv=0$$인 관계(關係)가 성립(成立)함을 구명(究明)한다. (정리(定理) 3.3)

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저선량 $\gamma$선 조사가 참박의 초기 생육과 효소 활성 및 광합성 능에 미치는 영향 (Effects of Low Dose $\gamma$-Radiation on the Growth, Activities of Enzymes and Photosynthetic Activities of Gourd (Lagenaria siceraria))

  • 이혜연;김재성;백명화;이영근;임돈순
    • 환경생물
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    • 제20권3호
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    • pp.197-204
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    • 2002
  • 저선량 $\gamma선 조사가 참박의 초기생육과 생리활성에 미치는 효과를 알아보기 위하여 참박 종자에 $\gamma선을 0-2O Gy 수준으로 조사하여 생육을 관찰하였다. 저선량 $\gamma선에 의한 참박의 초기생육은 대조구에 비해 4-16Gy에서 다소 증가하였고, 생육 조사시 측정한 자엽의 경우 catalase와 Peroxidase 활성이 대조구에 비해 8 Gy 조사구에서 가장 높았으며 본엽은 peroxidase활성이 4 Gy 조사구에서 확연히 증가하였다. 저선량 $\gamma선을 조사한 박 식물체의 광 스트레스에 대한 반응효과는 광계II의 광화학적 효율이 대조구와 8 Gy의 경우 50% 정도 감소되었으나 4 Gy에서는 40% 정도의 감소를 보였다. 반면 Fo는 광저해가 진행됨에 따라 약간의 증가를 보였으나 대조구나 저선량 조사구사이의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 광계II의 광양자 수율, $\varphi_{PSII}$과 광계II 반응중심의 흥분 포획능, 1/Fo-l/Fm 또한 광저해가 진행되는 동안 감소하여 $\varphi_{PSII}$는 대조구와 8 Gy의 경우 20% 정도 감소를 보인 반면 4 Gy 조사구는 15%의 감소를 보였고, 1/Fo-lF/m은 대조구와 8 Gy는 55%, 4 Gy는 45%의 감소를 나타냈다. 비광화학적 소멸인 NPQ는 대조구와 저선량 조사구 모두 70% 정도 감소되는 경향을 보였다. 이러한 결과를 볼 때 종자의 종피를 투과한 저선량의 $\gamma선이 참박의 생육을 촉진시키고 4 Gy에서 광 스트레스에 대한 저해가 감소되었다.

염화칼슘 처리가 산벚나무 엽의 엽록소형광반응과 광합성기구에 미치는 영향 (Effect of Calcium Chloride($CaCl_2$) on Chlorophyll Fluorescence Image and Photosynthetic Apparatus in the Leaves of Prunus sargentii)

  • 성주한;제선미;김선희;김영걸
    • 한국산림과학회지
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    • 제99권6호
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    • pp.922-928
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    • 2010
  • 겨울철 제설제로 사용되고 있는 염화칼슘($CaCl_2$)이 산벚나무(P. sargentii) 가로수에 미치는 영향을 조사하기 위해서, 염화칼슘 농도가 다른 수용액을 2회 처리 후 엽록소형광이미지와 광반응-광합성속도와 같은 광합성기구의 반응, 엽과 근원경 생장을 조사하였다. 3년생 산벚나무를 대상으로 개엽 전에 염화칼슘 0.5%(9 mM), 1.0%(18 mM), 3.0%(54 mM)를 2(1 L)회 뿌리둘레 부위에 처리하였다. 염화칼슘의 처리결과, 염화칼슘의 농도가 짙어짐에 따라 대조구에 비해 염화칼슘처리구의 총엽록소함량과 엽록소 a/b, 광합성속도, 양자수율, 암호흡이 감소하였다. 반면 광보상점은 염화칼슘의 농도가 높아짐에 따라 증가였다. 광합성과 양자수율, 암호흡, 광보상점과의 상관관계에서 양자수율과 광보상점에서 유의성이 나타났다(p<0.05). 한편, 최대형광($F_M$)과 최소형광($F_0$)의 차이인 Fv값의 형광이미지를 통해 빛을 이용하는 능력의 차이가 처리구와 대조구간에 확실하게 나타나는 것을 알 수 있었으며, 광계의 활성(Fv/$F_M$과 비광화학적 소멸(NPQ)의 처리 80일째 값이 모든 처리구에서 대조구에 비해 급격히 감소하였다. 이와 같은 결과로 염화칼슘 수용액에 의해서 산벚나무의 광합성, 동화기관 및 비대생장이 장애를 받고 있음을 알 수 있었다.

Substitution of Heavy Complementarity Determining Region 3 (CDR-H3) Residues Can Synergistically Enhance Functional Activity of Antibody and Its Binding Affinity to HER2 Antigen

  • Moon, Seung Kee;Park, So Ra;Park, Ami;Oh, Hyun Mi;Shin, Hyun Jung;Jeon, Eun Ju;Kim, Seiwhan;Park, Hyun June;Yeon, Young Joo;Yoo, Young Je
    • Molecules and Cells
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    • 제39권3호
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    • pp.217-228
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    • 2016
  • To generate a biobetter that has improved therapeutic activity, we constructed scFv libraries via random mutagenesis of several residues of CDR-H3 and -L3 of hu4D5. The scFv clones were isolated from the phage display libraries by stringent panning, and their antiproliferative activity against HER2-positive cancer cells was evaluated as a primary selection criterion. Consequently, we selected AH06 as a biobetter antibody that had a 7.2-fold increase in anti-proliferative activity ($IC_{50}$: 0.81 nM) against the gastric cancer cell line NCI-N87 and a 7.4-fold increase in binding affinity ($K_D$: 60 pM) to HER2 compared to hu4D5. The binding energy calculation and molecular modeling suggest that the substitution of residues of CDR-H3 to W98, F100c, A101 and L102 could stabilize binding of the antibody to HER2 and there could be direct hydrophobic interactions between the aromatic ring of W98 and the aliphatic group of I613 within HER2 domain IV as well as the heavy and light chain hydrophobic interactions by residues F100c, A101 and L102 of CDR-H3. Therefore, we speculate that two such interactions were exerted by the residues W98 and F100c. A101 and L102 may have a synergistic effect on the increase in the binding affinity to HER2. AH06 specifically binds to domain IV of HER2, and it decreased the phosphorylation level of HER2 and AKT. Above all, it highly increased the overall level of p27 compared to hu4D5 in the gastric cancer cell line NCIN82, suggesting that AH06 could potentially be a more efficient therapeutic agent than hu4D5.

건조 스트레스가 난대 상록활엽수의 광합성 반응 및 엽록소 형광반응에 미치는 영향 (Photosynthesis and Chlorophyll Fluorescence of Evergreen Hardwoods by Drying Stress)

  • 진언주;윤준혁;배은지;최명석
    • 한국농림기상학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.196-207
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    • 2019
  • 본 연구는 현재 국내에서 조경소재로 이용하고 있는 목본식물 중 동백나무(C. japonica), 황칠나무 (D. morbifera), 굴거리나무(D. macropodum), 붓순나무(I. anisatum), 후박나무(M. thunbergii), 종가시나무(Q. glauca), 다정큼나무(R. indica) 등 7수종에 대해서 건조 스트레스에 따른 광합성 능력, 엽록소 함량, 엽록소 형광분석에 미치는 영향 및 생리적 환경지표를 알아보고자 수행하였다. 28일 동안 무관수 상태에서 건조 스트레스를 유발한 결과 광합성 속도, 암호흡 속도, 기공전도도, 증산속도는 전반적으로 감소하는 경향을 보였으나 I. anisatum, Q. glauca 및 R. indica의 경우 무관 수 처리 28일까지 40% 이하의 낮은 감소율을 보였다(p<0.05). 총 엽록소 함량의 경우 D. macropodum> D. morbifera> C. japonica> Q. glauca> M. thunbergii> R. indica> I. anisatum 순으로 무관수 기간이 길어질수록 유의적으로 감소하는 경향으로 나타났다. 엽록소 형광을 분석한 결과 광화학적 소멸(qP)는 변동이 없는 반면, 무관수 28일 이후 광계II 활성(Fv/Fm), 암적응 형광값(Fo), 형광감소량($R_{fd}$), 정류상태 광화학적 소광($NPQ_{_-LSS}$), 명적응 기간 동안 연속광에 의한 정류상태 PSII양자 수득율 ${\Phi}PSII$에서 뚜렷한 감소율로 짧은 시간 내에 정략적으로 파악하는데 있어 유용한 지표가 될 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 내건성이 높게 나타난 I. anisatum, Q. glauca, R. indica의 경우 최대 20일 간격으로 물관리를 할 수 있다면 가로수 및 조경수에 식재하여도 무방할 것으로 판단된다.

수영만 지역의 미세조류로부터 ToxY-PAM을 이용한 조류 대번식 예측을 위한 에코-모니터링

  • 이동규;김무상;프라사드 비노드;조만기
    • 한국해양바이오학회지
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    • 제5권4호
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    • pp.46-50
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    • 2011
  • Phytoplankton forms the base of sea ecosystems. Various environmental factors and anthropogenic pollution, primarily, affect the concentration and photosynthetic activity algal cells, and the changes in the phytoplankton photosynthesis influence other elements of aquatic ecosystems. The increase in anthropogenic pollution markedly damages natural aquatic ecosystems, particularly, in the coastal zones, where an intense blooming of microalgae occurs, including the release of highly dangerous ecotoxic substances of various chemical natures (red tides). In this study, we tried to apply as a parameter for the algal blooming prediction in the ocean from fluorescence values in the taken samples around Busan coastal area. F0 value was almost constant but Fv/Fm value showed the irregular pattern. We presume that these results are due to the changes of the ocean environment and climate. To predict or give early warning the algal blooming, we need to investigate the specific area or fixed area through real-time monitoring. Especially, algal blooming prediction or warning can be achieved via continuously monitoring and interpretation of fluorescence changes.