• Journal of Life Science
• /
• v.28 no.3
• /
• pp.376-387
• /
• 2018

Among a variety of environmental stresses heat, cold, chilling, high salt, drought, and so on exposed to plants, drought stress has been reported as a crucial factor to adversely affect the growth and productivity of plants. Therefore, to understand the mechanism for the drought stress signal transduction pathway in plants is more helpful to develop useful crops that display the enhanced tolerance against drought stress, and to expand crop growing areas. The signal transduction pathway for the drought stress in plants is largely categorized into two types; ABA-dependent pathway and ABA-independent pathway. It has been reported that two transcription factors, AREB/ABF and DREB2, play predominant roles in ABA-dependent and ABA-independent pathways, respectively. In addition to transcriptional regulation mediated by AREB/ABF and DREB2 transcription factors, post-translational modification (such as phosphorylation and ubiquitination) and epigenetic control are importantly involved in the signal transduction for drought stress. In this paper, we review current understanding of signal transduction pathway on drought stress in plants, especially focusing on the biological roles of a variety of signaling components related to drought stress response. Further understanding the mechanism of drought resistance in plants through this review will be useful to establish theoretical basis for developing drought tolerant crops in the future.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2023.05a
• /
• pp.223-223
• /
• 2023

토양수분은 지표면과 지하 영역 사이에 존재하는 수분 및 열에너지의 분배를 제어하거나, 토양 영양분, 식물 성장 및 미생물 활동과 같은 다양한 환경 과정에 영향을 미치는 핵심 구성요소이다. 토양수분은 생태수문학 및 생지화학적 역학, 저수지 관리, 가뭄 및 홍수의 경고, 토양 수분 변화에 따른 작물 수확량 등을 이해하는 데 매우 중요한 역할을 한다. 따라서, 토양 수분의 정확한 측정은 필수적이며, 이러한 필요성에 따라 중력 측정법, 장력 측정법, 전기 저항법 및 시간-주파수 영역반사측정법 등의 다양한 측정 방법들이 다년간 개발되어 사용되었다. 다만, 앞선 방법들은 철저한 실험을 통해 높은 정확성을 확보하였지만, 토양 교란이 발생하는 단점이 존재하며 실험 현장 토양의 물리적, 생물학적, 그리고 화학적 특성의 보존은 매우 어려운 한계점을 가지고 있다. 따라서, 이러한 단점을 극복하기 위해, 본 연구에서는 레일리파를 이용한 비접촉식 비교란 토양수분 센서 개발을 목표로 한다. 모래, 실트, 점토와 같은 세 가지 특징적인 토양 유형에 따른 파동을 측정하고, 측정된 파동으로부터 토양 수분을 추정하기 위해 기존에 개발된 시간-주파수 방법을 활용하여 토양수분을 함께 측정하였다. 비접촉 파동신호를 토양수분으로 변환하기 위하여, fully convolutional network을 개발하였다. 개발한 모델의 결과 검증은 RMSE(Root Mean Square Error)를 활용하여 검증하였으며, 모래, 실트, 점토에서 각각 0.0131, 0.0021, 0.0034 m³ m^-3으로 상대적으로 높은 정확성을 보였다. 즉, 본 연구에서 제시한 누출 레일리파를 사용한 비교란-비접촉 토양수분 측정 방법으로, 토양을 교란하지 않고 토양수분을 측정 할 수 있는 높은 가능성을 제시하였다.

• Journal of Bio-Environment Control
• /
• v.19 no.4
• /
• pp.266-274
• /
• 2010

This study aim to investigate fundamentally the growth and physiological responses of tomato plants in responses to two different levels of water deficit, a weak drought stress (-25 kPa) and a severe drought stress (-100 kPa) in soil. The two levels of water deficit were maintained using a micro-irrigation system consisted of soil sensors for the real-time monitoring of soil water content and irrigation modules in a greenhouse experiment. Soil water contents were fluctuated throughout the 30 days treatment period but differed between the two treatments with the average -47 kPa in -25 kPa set treatment and the -119 kPa in -100 kPa set treatment. There were significant differences in plant height between the two different soil water statuses in plant height without differences of the number of nodes. The plants grown in the severe water-deficit treatment had greater accumulation of biomass than the plants in the weak water-deficit treatment. The severe water-deficit treatment (-119 kPa) also induced greater leaf area and leaf dry weight of the plants than the weak water-deficit treatment did, even though there was no difference in leaf area per unit dry weight. These results of growth parameters tested in this study indicate that the severe drought could cause an adaptation of tomato plants to the drought stress with the enhancement of biomass and leaf expansion without changes of leaf thickness. Greater relative water content of leaves and lower osmotic potential of sap expressed from turgid leaves were recorded in the severe water deficit treatment than in the weak water deficit treatment. This finding also postulated physiological adaptation to be better water status under drought stress. The drought imposition affected significantly on photosynthesis, water use efficiency and stomatal conductance of tomato plants. The severe water-deficit treatment increased PSII activities and water use efficiency, but decreased stomatal conductance than the weak water-deficit treatment. However, there were no differences between the two treatments in total photosynthetic capacity. Finally, there were no differences in the number and biomass of fruits. These results suggested that tomato plants have an ability to make adaptation to water deficit conditions through changes in leaf morphology, osmotic potentials, and water use efficiency as well as PSII activity. These adaptation responses should be considered in the screening of drought tolerance of tomato plants.

• Korean Journal of Environmental Biology
• /
• v.40 no.3
• /
• pp.239-246
• /
• 2022

Lactuca scariola L. is one of ecosystem-disturbance plants that grow everywhere such as roadsides, grasslands, railroads, banks, and fields. L. scariola usually occurs in autumn. It overwinters in rosette form. It flowers and produces seeds in early summer of the next year. Seeds of L. scariola can germinate immediately without dormancy when the temperature is over 20℃. Due to endogenous bacteria in seeds of L. scariola, it has a strong drought tolerance. Thus, it can grow well on roadsides. L. scariola should be controlled as it can result in 60-80% of soybean yield loss at densities above 50 plants m^-2. It is advisable to remove L. scariola as it competes with native plants by acting as a pioneer to other ecosystem-disturbance plants. Among various control methods, chemical control is the most effective method that is widely used. Soil treatment with herbicides such as oxyfluorfen EC and pendimethalin EC can inhibit the development of L. scariola. Foliar treatment herbicides glyphosate and glufosinateammonium are widely used. L. scariola is resistant to 2,4-D, dicamba, and MCPA among foliar treatment herbicides. Thus, it is recommended to apply herbicides with different modes of action.

• Journal of Life Science
• /
• v.30 no.9
• /
• pp.798-803
• /
• 2020

Late in the 1960s, South Korea established cultivation technology and began breeding new "Tongil" type rice cultivars by crossing indica and japonica. To date, this cultivation technique has been used to produce a wide variety of cultivars to meet consumer preferences and adapt to extreme weather conditions. Once major genetic traits are no longer segregated through advanced generations, varieties obtained from a cross between different crops may become a new variety. In this study, we confirmed the agronomic traits of F₄, F₅, and F₆ by advanced generation a population in which drought tolerance and brown planthopper (BPH) resistance were crossed. HV23, Ilmi/HV23, and Drimi2ho/HV23 were used. HV23 was drought-tolerant, and Drimi2ho was resistant to BPH. As a result, it was possible to consider that the agronomic traits were fixed because none of them showed a significant difference from the others. While it takes more than 10 years for the pedigree method of breeding, this study confirmed that the agronomic traits were fixed in 4-6 years. In the future, we will investigate the homology of the CaMsrB2 gene and the Bph1 gene, to confirm that both genes are closely related to each other, and analyze the stable inheritance of the introduced gene for multiple successive generations.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2005.05b
• /
• pp.1430-1434
• /
• 2005

금강 유역과 같이 복잡한 하천유역 시스템의 관리를 위해서는 시스템 요소들을 통합적으로 분석할 수 있는 효과적인 의사결정지원 도구가 필요하다. K-MODSIM 모형은 단기 물관리, 장기 운영계획, 가뭄 대비계획 및 물관련 분쟁 해결을 위해 보다 개선된 유역관리 전략을 수립하기 위한 컴퓨터 기반 도구로 개발되었으며, 본 연구에서는 K-MODSIM 모형에 저수지 운영률을 반영하여 유역의 용수배분을 평가하였다. 유역 저수지군 운영 환경 및 제약조건을 반영한 네트워크를 구성한 후, 두 단계의 모형 검정을 수행하였다. 먼저 물리적 검정을 통해서 전체 대상 수계의 상하류 물수지를 검토하고, 다음 단계인 운영 측면의 검정에서 물리적으로 나타나는 상황이 댐 운영이나 제약 조건 등에 부합하는지의 여부를 검토하였다. 대청댐과 용담댐의 통합 운영을 위한 최적 운영률의 개발은 동적계획법 소프트웨어인 CSUDP를 이용하여 수행하였으며, 여기서 사유한 접근법은 음해 추계학적 동적계획법이다. 이 접근방법은 유입량 시계열을 추계학적으로 모의발생시키고, CSUDP 모형은 모의발생시킨 유입량 시계열에 대한 최적운영률을 찾기 위해 사용하며, CSUDP의 최적화 결과에 대한 통계적인 분석을 통해 월단위 운영률을 도출하였다. K-MODSIM 모형에 저수지 운영률을 반영하여 유역의 용수배분을 평가하였다. 유역 저수지군 운영 환경 및 제약조건을 반영한 네트워크를 구성하고, 대청댐과 용담댐의 통합 운영을 위한 최적연계 운영를을 개발하여 다음과 같은 운영 시나리오들을 개발하고 평가하였다. $\cdot$ 금강수계에 대한 용당댐의 영향 평가 $\cdot$ 댐 연계운영시 수요량 변화에 따른 영향 평가 $\cdot$ 하도추적을 고려한 일별모형의 검증 개발된 운영률과 하도추적방법을 K-MODSIM 모형에서 검증하기 위해서 vb.net 스크립트 파일을 개발하여 적용하였다.L이하로 이를 유등천 상류부에 공급할 경우 유등천의 수질은 BOD 6.7mg/L, TN 9.80mg/L, TP 0.90mg/L를 나타낼 것으로 예측된다. 고도처리시설의 도입 후 금강 합류점에서 갑천의 예측 BOD는 7.4mg/L로 현재 9.0mg/L에 비하여 개선되지만 이는 금강수계 오염총량 관리계획의 시$\cdot$도 경계지점 목표수질인 5.9mg/L를 만족시키지 못하므로, 이를 만족시키기 위해서는 방류수 BOD 7.2mg/L이하로 처리해야 할 것으로 판단된다.which support only concepts or image features.방하는 것이 선계기준에 적합한 것으로 나타났다. 밸브 개폐에 따른 수압 변화를 모의한 결과 밸브 개폐도를 적절히 유지하여 필요수량의 확보 및 누수방지대책에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.8R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 증가하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $Ro(mm)=Ro_{10}{\times}0.797{\times}e^{-0.021s(\%)}$로 나타났다.천성 승모판 폐쇄 부전등을 초래하는 심각한 선천성 심질환이다. 그러나 진단 즉시 직접 좌관상동맥-대동맥 이식술로 수술적 교정을 해줌으로써 좋은 성적을 기대할 수 있음을 보여주었다.특히 교사들이 중요하게 인식하는 해방적 행동에 대한 목표를 강조하여 적용할 필요가 있음을 시사하고 있다.교하여 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 또한 HSP 환자군에서도 $IL1RN^{*}2$ allele 빈도와

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• v.43 no.3
• /
• pp.347-358
• /
• 2016

Brassinosteroid (BR), a plant steroid hormone, plays key roles in numerous growth and developmental processes as well as tolerance to both abiotic and biotic stress. To understand the biological networks involved in BR-mediated signaling pathways and stress tolerance, we performed comparative genome-wide transcriptome analysis of a constitutively activated BR bes1-D mutant with an Agilent Arabidopsis $4{\times}44K$ oligo chip. As a result, we newly identified 1,091 (562 up-regulated and 529 down-regulated) significant differentially expressed genes (DEGs). The combination of GO enrichment and protein network analysis revealed that stress-related processes, such as metabolism, development, abiotic/biotic stress, immunity, and defense, were critically linked to BR signaling pathways. Among the identified gene sets, we confirmed more than a 6-fold up-regulation of NB-ARC and FLS2 in bes1-D plants. However, some genes, including TIR1, TSA1 and OCP3, were down-regulated. Consistently, BR-activated plants showed higher tolerance to drought stress and pathogen infection compared to wild-type controls. In this study, we newly developed a useful, comprehensive method for large-scale identification of critical network and gene sets with global transcriptome analysis using a microarray. This study also showed that gain of function in the bes1-D gene can regulate the adaptive response of plants to various stressful conditions.