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젖산탈수소효소 eye-specific C4 동위효소의 생화학적 특성: 파랑볼우럭(Lepomis macrochirus)과 큰입우럭(Micropterus salmoides) (Biochemical Properties of Lactate Dehydrogenase Eye-Specific C4 Isozyme: Lepomis macrochirus and Micropterus salmoides)

  • 염정주;구보라
    • 생명과학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.209-219
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    • 2012
  • 눈조직의 젖산탈수소효소(LDH, EC 1.1.1.27) eye-specific $C_4$ 동위효소의 특성을 native-PAGE, Western blotting, 면역침강반응 및 효소 역학을 이용하여 연구하였고, LDH eye-specific $C_4$ 동위효소의 활성을 측정하는 조건을 제시하였다. 파랑볼우럭(Lepomis macrochirus)과 큰입우럭(Micropterus salmoides) 눈조직의 세포기질에서 LDH eye-specific $C_4$ 동위효소가 확인되었으며 $B_4$ 동위효소보다 $A_4$ 동위효소에 유사하였다. 파랑볼우럭 눈조직의 LDH/CS는 9월에 증가하여 혐기적 대사가 높게 이루어졌다. 파랑볼우럭과 큰입우럭 눈조직 미토콘드리아 LDH의 전기영동상은 세포기질 LDH와 유사하였다. 눈조직의 LDH eye-specific $C_4$ 동위효소는 Preparative native-PAGE에 의해 정제되었다. 파랑볼우럭과 큰입우럭의 LDH eye-specific $C_4$ 동위효소의 활성은 피루브산 0.2 mM과 0.1 mM 이상의 농도에서 각각 감소되었고, 피루브산 10 mM에서 5.2%, 15.8% 활성이 남아 저해 정도가 크게 나타났다. 그리고 눈조직의 LDH 활성도 젖산 22 mM과 24 mM 이상의 농도에서 각각 감소되어졌다. 파랑 볼우럭 eye-specific $C_4$ 동위효소의 $Km^{PYR}$는 0.088 mM, 큰입우럭 eye-specific $C_4$ $Km^{PYR}$는 0.033 mM였으며, 세포기질과 미토콘드리아 eye-specific $C_4$ 동위효소는 ${\alpha}$-ketobutyric acid에서 활성이 높게 나타났다. 눈조직과 eye-specific $C_4$ 동위효소의 활성은 피루브산 0.5 mM과 Tris-HCl 완충액, pH 7.5에서 측정하는 것이 적합한 것으로 확인되었다. 실험 결과, 큰입우럭 LDH eye-specific $C_4$ 동위효소는 파랑볼우럭 LDH eye-specific $C_4$보다 피루브산에 대한 친화력이 큰 것으로 확인되었고, 더 낮은 피루브산의 농도에서 최대 활성에 이르고, 더 높은 젖산의 농도에서 최대 활성을 나타냈다. 따라서 LDH eye-specific $C_4$ 동위효소에 의해 생성된 에너지가 포식 행동의 초기 반응에 사용되는 것으로 사료된다.

전기적 융합과 활성화 방법이 돼지 체세포 복제수정란의 체외발달에 미치는 영향 (Effects of Electric Stimulation and Activation Conditions on the Fusion and Development of Porcine Somatic Cell Nuclear Transfer Embryos)

  • 정기화
    • 한국수정란이식학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.43-51
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    • 2004
  • 본 연구에서는 체세포를 이용한 돼지 복제수정란의 생산효율을 높이는 최적의 방법을 구명코자 핵이식 수정란에 각기 다른 조건들의 전기적 자극에 의한 융합과 활성화를 유도하여 융합율, 분할율, 후기배로의 발달율 및 배반포기배의 할구수를 비교ㆍ조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 핵이식 복제 수정란과 전기자극에 의한 단위발생란과의 체외배양후 분할율을 비교한 결과 두 처리간에 유의적인 차이를 나타내지 않았으나, 배양7일째 배반포기배로의 발달율에 있어서는 복제수정란이 7.6%로 나타나 단위발생란의 20.4%에 비해 낮은 후기배로의 발달율을 나타내었다. 핵이식 수정란의 전기적 융합에 있어서 각기 다른 전기자극의 조건에 따른 융합율과 분할율 그리고 후기배로의 발달율에 있어서 110 V/mm의 전기적 자극이 주어진 군에서는 47.1%로 나타나 130 V/mm의 자극과 150 V/mm의 자극이 주어진 두 군에서의 70.2%와 72.6%에 비해 낮은 융합율을 나타내었고, 분할율에 있어서도 각각 48.6%, 72.6%와 70.5%로 나타나 110 V/mm의 자극이 주어진 군에서 두 처리군보다 낮은 성적을 나타내었다. 그러나 배반포기배로의 발달율에 있어서는 각각의 처리군에 있어서 8.1%, 9.7% 및 10.7%로 나타나 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 체세포를 이용한 핵이식수정란의 전기적 자극에 의한 융합과 활성화에 있어서 3가지의 각기 다른 처리군(A type, SA 방법; B type, SA 방법과 CB 처리군; C type, DA 방법과 CB 처리군)으로 나누어 조사한 결과 3가지의 처리군에 있어서의 분할율은 각각 71.4%, 74.7% 및 70.8%로 나타나 유의적인 차이를 나타내지 않았으며, 배반포기배로의 발달율에 있어서도 각각 9.7%, 8.0% 및 11.2%로 나타나 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 또한 배반포기배의 할구수에 있어서도 3가지 처리군에서 각각 22.5$\pm$12.8, 23.3$\pm$11.2 및 21.6$\pm$10.4로 나타나 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 이상의 실험 결과들을 종합해 보면, 본 연구에서는 돼지의 체세포를 이용한 핵이식 수정란의 융합시 130 V/mm 또는 150 V/mm, 50 ${\mu}\textrm{s}$ec, 2 pul-se의 전기적 강도를 이용하고, 활성화 방법으로는 SA 방법 또는 DA 방법을 병행한다면 복제수정란의 생산효율을 향상시킬 수 있음을 시사하였다. 따라서 돼지의 체세포를 이용한 복제수정란의 생산효율을 향상시키기 위해서는 핵이식 수정란의 전기적 자극에 의한 융합과 활성화에 관한 조건이 확립되어야 하며, 또한 후기배로의 발달율 향상을 위한 최적의 체외배양조건이 확립되어야 할 것으로 사료된다.

홀스타인 젖소 분뇨의 특성과 비료성분 및 오염물질 부하량 추정 (Characteristics of Manure and Estimation of Nutrient and Pollutant of Holstein Dairy Cattle)

  • 최동윤;최홍림;곽정훈;김재환;최희철;권두중;강희설;양창범;안희권
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제49권1호
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    • pp.137-146
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    • 2007
  • 2005년 말을 기준으로 우리나라의 농림업 생산액은 총 36.3조원으로 이중 축산업 생산액은 11.8조원으로 전체 생산액의 32.5%를 차지하여 가장 많은 비율을 점유하고 있으며(농림부, 2006), 유제품의 소비량도 꾸준히 증가하여 1인당 63.6kg의 우유․유제품을 섭취하는 것으로 나타났다(농촌경제연구원, 2005). 이 같은 성장은 축산농가들이 국제 경쟁력 확보를 위해 그동안 보여준 각고의 노력과 꾸준한 투자의 결과로 평가되고 있으며, 이제는 축산물이 국민의 식생활에서 없어서는 안될 중요한 위치를 차지하게 되었다. 우리나라의 가축사육두수는 1970년대부터 해마다 계속 증가하여 2005년 말 현재 한우 1,819천두, 젖소 479천두, 돼지 8,962천두, 닭 109,628천수가 사육되고 있으며 사육농가의 전업화로 인하여 농가수는 점차 줄어들고 있는 반면에 농가당 사육두수는 증가하고 있는 실정이다(농림부, 2005). 농가당 평균 가축사육두수는 한우 8.8두, 젖소 51.7두, 돼지 671.4두, 닭 813.0수이며, 이중 부업이 아닌 전업농으로 볼 수 있는 한우 50두 이상의 사육농가가 전체 한우농가의 2.9%, 젖소 50두 이상 사육농가가 46.8%, 돼지 1,000두 이상의 농가가 21.6%, 닭 30,000수 이상의 농가가 1.0%를 차지하고 있어, 젖소가 다른 축종에 비해 전업농의 규모가 가장 많이 이루어졌다고 볼 수 있다(농림부, 2005). 따라서 매년 축산농가로부터 발생되는 분뇨의 양도 증가되고 있으며, 1990년초부터는 가축분뇨가 작물의 비료원으로 쓰이는 순기능보다는 환경오염의 한 요인으로 지목되면서 토양, 수질 및 대기오염이라는 역기능이 더 부각됨에 따라 도시근교의 낙농가, 초지나 사료작물포를 확보하지 못한 목장, 상수원 보호구역내에 위치한 목장에서는 분뇨처리에 고심을 하지 않을 수 없게 되었다. 특히 체격이 크고 방목지 및 운동장 등의 야외에서 사육되는 경우가 많은 젖소는 다른 가축에 비해 분뇨배설량이 많을 뿐 아니라, 운동장 등 축사 외부에서 활동하는 시간이 많기 때문에 주변으로부터 환경을 오염시키는 주범으로 지목을 받아 왔다. 또한 조사료 생산기반인 동시에 생산된 분뇨를 환원해야 할 경지면적이 협소한 상황에서 이루어진 젖소의 규모확대는 가축분뇨의 토양에 대한 부하를 높이게 되었고, 하천의 수질을 오염시키는 환경오염의 주범으로 인식되어 왔다. 이와같은 대내외적인 요인으로 인해 낙농가들은 목장의 규모에 관계없이, 분뇨를 적절하게 처리하는 것이 목장관리에 필수적인 사항으로 인식하게 되었다. 가축분뇨는 2, 3차 산업에서 발생하는 폐기물과는 그 성격 자체가 판이하게 달라 제도적 접근 방식도 나라와 환경에 따라 현격하게 다르다. 미국과 EC의 경우는 가축분뇨 자체를 환경보전재(Natural Resource)로 규정하고 적정한 사용방법을 정립하여 계도(Guide) 하므로서 환경을 보전하는 적극적인 환경보전 제도를 채택하고 있으며, 일본의 경우는 방류수의 수질을 규제하는 소극적 환경보전 제도로 출발했으나 1993년부터는 환경보전형 농업(축산)으로 정책방향을 전환하여 실행해 오고 있다. 우리나라도 이미 1981년부터 가축분뇨에 의한 환경오염 방지제도(법)가 시행되어 왔으나 법의 시행으로부터 25년이 경과한 현재까지도 가축분뇨에 의한 환경오염은 사회로부터 계속 지탄을 받고 있는 상태이다. 가축분뇨의 처리방식은 축종이나 농가 경영여건별로 크게 다르나, 궁극적으로는 경작지에 퇴비․액비 형태로 살포하여 이용하거나 또는 정화하여 방류하는 방법으로 이루어지고 있다. 따라서 젖소분뇨 또는 슬러리 처리에 필요한 시설 또는 활용계획을 세우기 위해서는 젖소로부터 배출되는 분뇨의 특성뿐만 아니라 오염물질 및 비료성분 배출량 추정이 무엇보다 중요하다고 할 수 있다. 본 연구는 젖소분뇨를 효율적이고 적절하게 처리하기 위한 기초자료를 제공하고 국가단위 관리방안을 제시하기 위하여 수행하였다.

돈분퇴비의 시용이 배추재배지 토양의 미생물상 및 화학성에 미치는 영향 (Soil Microbial Flora and Chemical Properties as Influenced by the Application of Pig Manure Compost)

  • 원항연;권장식;서장선;최우영
    • 한국토양비료학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.76-83
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    • 1999
  • 가축분 퇴비가 토양의 미생물상에 미치는 영향을 조사하고자 농업과학기술원 시험포장에 시용량($8Mg\;ha^{-1}$, CM-8구: $29Mg\;ha^{-1}$, CM-29구: $57Mg\;ha^{-1}$, CM-57구)을 달리하여 돈분퇴비를 시비하고 봄배추를 재배하면서 생육시기별로 토양을 채취하여 미생물상을 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 미생물의 생균수는 무비구(대조구)에 비하여 화학비료구(NPK구)에서 세균, 방선균, 사상균수는 높았으나 세균 중에서 Bacillus속과 형광성 Pseudomonas속 균수는 현저히 낮았다. 반면에 퇴비 구에서는 Bacillus속을 제외한 모든 미생물이 시용량에 비례하여 증가하였고, 퇴비 $57Mg\;ha^{-1}$ 시용구(CM-57)에서는 세균 사상균, 방선균, 형광성 Pseudomonas속 균수가 대조구에 비하여 각각 3.4, 2.3, 3.2, 3.1배 높았다. 퇴비구에 있어서 세균(Bacillus속 포함)의 경우 배추의 생육초기에 정점에 도달하였으나, 형광성 Pseudomonas속은 생육후기에 사상균과 방선균은 수확기에 최고의 밀도를 보였다. 한편 토양미생물의 근권효과는 형광성 Pseudomonas속이 가장 컸다. 재배토양의 화학성분은 pH를 제외한 모든 항복에서 퇴비시용량에 비례하여 증가하는 경향이었으며, NPK구의 경우 EC와 K함량은 $0.89dS\;m^{-1}$$1.64cmol^+kg^{-1}$로 각각 대조구에 비하여 3.4 및 5.0배로서 모든 처리구 가운데 가장 높았다. 배추의 수량은 대조구가 $44Mg\;ha^{-1}$이었으나 퇴비구에서는 시용량에 비례하여 증수되어 CM-57구에서 $163Mg\;ha^{-1}$으로 처리구 중 가장 많은 수량을 거두었고 NPK구에서는 이보다 적은 $143Mg\;ha^{-1}$이었다.

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홀아비꽃대(Chloranthus japonicus) 뿌리로부터 분리한 shizukanol들의 생물활성 (Biological activity of shizukanols isolated from Chloranthus japonicus roots)

  • 박미란;김혜영;최경자;이선우;장경수;김진석;홍경식;박노중;조광연;김진철
    • 농약과학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.338-346
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    • 2004
  • 홀아비꽃대(Chloranthus japonicus) 뿌리 조직의 메탄을 추출물은 벼 도열병(Magnaporthe grisea), 벼 잎집무늬마름병(Corticium sasaki), 토마토 잿빛곰팡이병(Botrytis cinerea), 토마토 역병(Phytophthora infestans) 및 밀 붉은녹병(Puccinia recondita) 등의 다양한 식물병을 효과적으로 방제하였다. 이 메탄올 추출물로부터 3개의 항균물질을 분리하였고 이들은 질량분석과 핵자기공명분석을 통하여 shizukanol B, C 및 D로 동정되었다. 이들 세 개의 물질들 중에서 shizukanol C가 실험한 식물병원균들의 균사생육 저해 활성이 가장 큰 것으로 나타났다. 즉, $12.5{\mu}g/m\ell$ 이상의 농도에서 벼 도열병균과 고추 탄저병균(Colletotrichum gloeosporioides와 C. acutatum)의 균사 생육을 완전히 억제하였고, $3.13{\mu}g/m\ell$ 이상의 농도에서는 토마토 역병균의 균사 생육이 완전히 억제되었다. 세 가지 물질은 또한 in vivo에서 벼 도열병과 밀 붉은녹병에 대하여 특히 높은 방제효과를 보였다. 다른 한편으로 세 가지 물질들은 밀과 보리 잎에 약해를 유발하였고, 또한 좀개구리밥(Lemna paucicosta)의 생장을 억제하였으며, shizukanol B, C, D의 50% 생육억제 농도는 각각 $30.0{\mu}g/m\ell$, $49.9{\mu}g/m\ell$$154{\mu}g/m\ell$였다. 그리고 shizukanol C는 시험한 5종류의 해충중에서 벼멸구(Nilaparavata lugens), 복숭아혹진딧물(Myzus persicae), 배추좀나방(Plutella xylostella) 및 담배거세미나방(Spodoptera litura)에 대해서 $1,000{\mu}g/m\ell$ 수준에서 60% 이상의 살충활성을 보였다.

산림훼손토양 복원을 위한 부숙토 개발 연구 (The Study of Solid Waste Compost Development for Reclaiming Damage Soil in Forest)

  • 나승주;장기운;양희영;전한기;이종진
    • 유기물자원화
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    • 제13권2호
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    • pp.107-120
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    • 2005
  • 산림훼손토양 복원 유기성소재로 부숙토를 제조하기 위하여 하수슬러지와 제지슬러지의 혼합에 따른 부숙토 제조과정중의 온도변화는 외부온도가 낮았던 초기 5일간은 변화가 없었으나 5일차에 1차 뒤집기 이후 A, C처리구는 각각 10, 9일차에 $50^{\circ}C$ 이상으로 온도가 증가된 후 15일 이후 감소하는 경향을 나타내었다. 부숙화 18일에 2차 뒤집기 이후 온도변화는 $10^{\circ}C$이하로 주발효 종료시점으로 판단되었고 이후 후숙기간 동안 온도는 점차 낮아져 30일차에는 안정화되었다. 수분함량은 모든 처리구가 9일차부터 감소하는 경향을 나타내었으나 부자재의 혼합이 적은 A, B처리구는 수분감소량이 1일차와 36일차에 비슷하였다. pH 변화는 5에서 10일 사이 약 pH 1 감소를 하였으나 10일 전후를 기준으로 다시 상승하여 36일차에는 1일차와 비교하여 약 pH 0.4 내외의 감소를 보였다. 총탄소 함량은 4~7% 감소하였으며 총질소는 0.5%이내 증가하는 결과를 보였다. C/N율은 모든 처리구에서 8 이내 감소하였다. 암모니아태 질소는 500mg/kg 이내 감소하고 질산태 질소는 173mg/kg 이내 증가하는 경향을 나타내었다. 양이온치환용량(CEC)은 모든 처리구에서 $30cmol^+/kg$ 이상 증가하는 경향을 나타내었다. 부숙토 제조과정 중 중금속의 함량은 초기와 최종에서 큰 변화는 없었으며 공정규격 가 등급에 적합하였다. 부숙도 판정에서 C처리구가 원형여지크로마토 그래피에서 완숙은 아니지만 부숙이 진행된 것을 확인할 수 있었고 식물독성 실험에서도 배추와 잔디에서 각각 64, 66의 G.I값을 나타내어 처리구 중 가장 높은 부숙도를 나타내었다.

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굴껍질분(紛)의 화학성(化學性) 및 작물(作物)에 대한 시용효과(施用效果) (Composition of Crushed Oyster Shell and its Application Effect on Vegetables)

  • 김종균;이한생;조재규;이영한
    • 한국토양비료학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.350-355
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    • 1995
  • 환경오염(環境汚染)을 유발(誘發)하는 굴패각(貝殼)을 농업적(農業的) 토양개량자재(土壤改良資材)로 재활용(再活用) 하고자 이를 비료공정규격(肥料工程規格)에 맞게 가공(加工)한 패각석회(貝殼石灰)에 대하여 주요성분(主要成分) 분석(分析)과 중화량(中和量)을 측정(測定)하고, 미사질양토(微砂質壤土)에 중화량(中和量)을 처리(處理)하여 상추, 양배추, 시금치, 양파, 고추, 콩을 재배(栽培)하여 작물생육(作物生育) 및 수양(收量)과 토양무기성분(土壤無機成分)의 변화(變化) 및 작물흡수(作物吸收) 등을 조사(調査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 패각석회(貝殼石灰)는 pH(1 : 5)가 9.8로 CaO 함량은 55.5%였고, 유기물과 인산은 각각 1.3%, 0.29%였으며, Sol. Mn 47ppm, Sol. B 1.61ppm, Av. $SO_4$ 32ppm, EC 18.0ds/m이고, 입도분포는 1~60mesh가 73.4%, 61mesh 이상이 26.6%를 차지하여 석회시용이 용이하였다. 2. 패각석회(貝殼石灰)의 중화량(中和量)은 초기(初期)에는 3.68ton/ha로 소석회(消石灰)보다 30~35%더 소요(所要) 되나 24개월(個月) 후(後)에는 동일(同一)하였으나. 작토(作土)의 중화점(中和點)에는 도달(到達)되지 않았다. 3. 패각석회시용(貝殼石灰施用)으로 토양의 pH, Av. $P_2O_5$, Av, $SiO_2$, Ex.-Ca 함량(含量) 등이 증가하였다. 4. 석회무시용(石灰無施用)의 대조구에 비해 구각석회시용(具殼石灰施用)으로 양파를 제외(除外)한 시험작물(試驗作物)의 식물체중(植物體中) T-N, 인산함량(燐酸含量)은 높은 경향(傾向)이였으며, 특히 시금치는 K와 인산의 흡수(吸收)가 조장(助長)되었다. 재배작물(栽培作物)의 Ca 흡수(吸收)는 뚜렷한 경향(傾向)이 없었다. 양배추에서는 패각석회 처리가 소석회처리보다 대부분 무기성분 흡수량이 증가하였다. 5. 패각석회처리(貝殼石灰處理)는 대조구에 비(比)해 초장(草長), 엽장(葉長) 및 엽수(葉數) 등이 증가 상추 120%, 양배추 6%, 양파 154%, 고추 13%, 콩 8%가 각각(各各) 증수(增收)하였으며, 소석회처리(消石灰處理)와 비교하여 볼때 유의성(有意性)은 없었으나 모든 작물(作物)에서 증수(增收)하는 경향(傾向)이였다.

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