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전자빔 조사를 이용한 호박꽃과실파리의 불임 수컷 제조 기술과 유전방제 응용 (Technique to Generate Sterile Males of Striped Fruit Flies, Zeugodacus scutellata, using Electron Beam Irradiation and their Application to Genetic Control)

  • 김용균;압둘라알바키;권기면
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제59권1호
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    • pp.25-35
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    • 2020
  • 호박꽃과실파리(Zeugodacus scutellata)는 국내 자생종으로 국제적으로는 검역 대상 과실파리 중 하나로 분류되고 있다. 불임충방사기술(sterile insect release technique (SIT))은 검역 대상 과실파리를 박멸하는 데 이용되어 왔다. 본 연구는 호박꽃과실파리를 대상으로 불임충 제조 기술을 개발하여 SIT 기술로 이 해충에 대한 방제 가능성을 분석하였다. 이에 앞서 먼저 형광현미경 기술로 호박꽃과실파리의 생식관련 기관을 관찰하였다. 다영양실형 난소소관을 갖는 1 쌍의 난소는 약 100 개의 난포를 발달시키며, 각 난포는 난모세포와 영양세포를 지니며 난포세포가 둘러싸는 구조를 지닌다. 난소 발육은 우화 후 10 일이 지나 발육을 시작하고 우화 후 20 일이 되면 난각을 가지고 있는 난모세포를 발달시켰다. 수컷의 경우 성숙된 정소가 우화 직후에 관찰되었으며 수정관에는 운동성이 있는 정자로 채워져 있었다. 불임 수컷을 제조하기 위해 다양한 선량(0~1,000 Gy)의 전자빔을 3~5 일 경과된 번데기에 조사하였다. 200 Gy 세기 전자빔으로 번데기에 조사하면 무처리와 차이 없이 성충으로 발육하였고 이후 정상 암컷과 교미행동을 보였다. 비록 이들 처리 수컷의 교미는 무처리 수컷과 비교하여 큰 차이 없는 산란력을 보였지만 산란된 알들은 부화하지 못했다. 다음으로 200 Gy 조사로 형성된 불임 수컷을 정상 암컷과 수컷이 함께 있는 장소에 방사하였다. 이때 불임충 수컷 은 정상 수컷에 비해 9 배 많은 수로 방사하였다. 이러한 불임충 처리는 차세대 부화율을 현격하게 감소시켰다. 이상의 결과는 200 Gy 세기의 전자빔으로 호박꽃과실파리의 불임충을 제조할 수 있고, 이렇게 형성된 불임충은 SIT 방제에 적용할 수 있다는 것을 제시하고 있다.

정자기장 처리에 따른 실내 관엽식물의 생육 및 생리적 특성 변화 (Growth and Physiological Characteristics of Five Common Foliage Plant Species Grown under the Influence of Static Magnetic Field)

  • 이성한;우수영;곽명자
    • 원예과학기술지
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    • 제30권5호
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    • pp.484-492
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    • 2012
  • 본 연구는 정자기장 처리가 실내 관엽식물의 생육 및 생리적 특성에 미치는 영향과 그 작용 메커니즘을 파악하기 위해 수행되었다. 이를 위해 스파티필름(Spathiphyllum spp), 산호수(Ardisia pusilla DC.), 싱고니움(Syngonium podophyllum), 홀리아페페(Peperomia pereskiifolia) 및 필레아(Pilea cadierei)의 5종 관엽식물을 대상으로 안쪽 바닥면에 표면자속밀도 3,500G의 이방성 NdFeB계 원형 소결영구자석을 장착하여 자성처리한 화분에서 6개월간 생육시켜 나타난 변화를 관찰하였다. 자성처리화분에서의 생육은 스파티필름, 산호수 및 필레아에서 유의성 있는 생육증대를 유도하였으며 대부분의 식물종에서 조직 내 함수율을 증대시키는 것으로 나타났다. 스파티필름은 광합성률 또한 유의성 있게 증대되었으나 산호수 및 필레아의 경우 광합성률의 유의성 있는 증가가 나타나지 않았는데 이는 자성처리화분이 동화산물에 대한 정상적인 대사과정에서의 수요를 감소시킴으로써 생물량 축적에 보다 유리한 조건을 제공하는 것으로 해석된다. 그러나 홀리아페페의 경우 생육이나 광합성에 있어 별다른 차이가 유도되지 않았기 때문에 자성처리화분의 이와 같은 효과는 식물종에 따라 차이를 보일 것으로 생각된다. 실험에 사용된 대부분의 식물종에서 자성처리에 따른 엽 내 질소 및 엽록소 함량과 엽록소 a/b 비율에 유의성 있는 증가가 나타났다. 이와 같은 결과들은 식물종에 따른 제한은 있으나 적절한 자기장 처리를 통해 환경변화에 대한 관엽식물의 잠재적 적응능력을 높이고 실내 환경개선을 위한 실내식물의 활용도를 증대시킬 수 있는 가능성을 제시한다.

강원도 보호수의 현황과 관리 실태에 관한 연구 (A Study on Current Status and Management of Protected Trees in Gangwon-Province)

  • 김혜란;김동엽;박준석;이기의;박원제
    • 한국전통조경학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.12-26
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    • 2010
  • 본 연구는 강원도 18개 시 군에서 지정한 보호수를 조사한 결과 425개소에 701주였다. 총 종수는 42종이며, 느티나무가 29%로 가장 많았고, 다음이 소나무 24%, 느릅나무 11%, 은행나무 5%의 순이었다. 강원도 보호수의 유형으로는 당산목, 정자목, 풍치목, 명목, 보목, 기형목 등으로 분류되었고, 당산목이 43%로 가장 많았으며, 다음이 정자목과 풍치목이 각 26%였다. 강원도 보호수의 수령은 300년 이상 되는 것이 51%(357주)였고, 수고는 20m 이상 되는 것이 53%(371주)였으며, 흉고둘레도 300 cm 이상인 것이 57%(400주)였다. 강원도의 보호수는 1982년 11월 13일에 69%가 지정되었고 나머지 31%는 2008년까지 꾸준히 지정되어 왔다. 영서와 영동지방의 보호수를 비교해 보면 영서지방이 종수가 8종이나 많았고, 영서지방에서는 느티나무가, 영동지방은 소나무가 많았다. 상록수와 외래종의 비율은 영동이 매우 높았으며, 이는 기후 등 환경 요인의 영향이라고 사료된다. 강원도 보호수의 입지 현황은 들판형이 29%, 동산형이 28%, 주택지 마을형이 25%의 순이었고, 근원부 현황은 초본류로 피복된 곳이 45%로 가장 많았고, 나지상태가 39%, 자갈 멀칭이 10%의 순이었다. 보호수의 생육 상태는 88%가 양호하였고 관리 상태는 약 70%가 비교적 잘 되어 있었으며, 30% 정도는 거의 방임상태였다. 토양분석 결과는 전국의 평균값과 큰 차이가 없었으며, 보호수 생육에 지장이 없었다. 전체적으로 종합해 보면 보호수의 생장에 토양으로부터의 문제는 거의 없는 것으로 보였으며, 보호수 주변에 이용시설 즉 쉼터나 소공원을 조성하여 주민의 휴식공간으로 이용하기 위한 환경의 개선이 요구된다. 또한 보호수의 보호를 위해 보호철책과 안내판의 설치 등이 필요하다고 판단되었으며, 지자체나 지역주민의 주기적인 관리와 정비와 함께 전문가들의 의견수렴과 행정적 지원이 필요한 것으로 생각되었다. 강원도의 전통과 역사성, 향토미, 학술적 이용 등에 바탕을 둔 계속적인 보호수의 지정이 필요하며, 보호수 지역의 이용과 관리방법의 개선 방안 등을 제시하는 것은 강원도 자연유산의 가치 제고를 위해 매우 중요하고 바람직한 일이라고 생각된다.

수퇘지의 정액 성상과 혈중 항산화물 농도에 대한 통마늘분말 급여의 영향 (Effects of Dietary Supplementation of Whole Garlic Powder on Semen Characteristics and Blood Antioxidant Level in Boars)

  • 박준철;조규호;류재원;홍준기;이성대;사수진;김인철;이상철
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제52권5호
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    • pp.407-412
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    • 2010
  • 본 연구는 통마늘분말의 급여가 수퇘지의 정액 성상과 혈중 항산 화물 농도에 미치는 영향을 구명하기 위해 12개월령의 듀록종 수퇘지 9두를 공시하여 시험사료만을 급여한 대조구(4두)와 시험사료에 0.3% 통마늘분말을 첨가하여 급여한 실험구(5두)를 이용해 13주간 수행되었다. 통마늘분말의 급여가 수퇘지의 정액생산량과 정자농도에 미치는 영향을 8주간에 걸쳐 평가한 결과, 정액생산량에서는 통마늘분말 급여 여부에 따른 차이를 보이지 않았으나, 수퇘지 정액의 평균 총정자수는 0~4주의 평균 총정자수는 통마늘분말 급여여부에 상관없이 차이가 없었다. 그러나, 5~8주에 채취된 정액의 평균 총정자수는 통마늘분말을 급여한 실험구가 대조구에 비해 유의적으로 높게 나타났다(P<0.05). 통마늘분말 급여가 수퇘지의 성욕에 미치는 영향을 알아보기 연속 사정횟수와 전체 사출정액에 대한 총정자수를 조사한 결과, 통마늘분말을 급여한 실험구가 대조구에 비해 사정횟수와 총정자수가 유의적으로 높게 나타났다(P<0.05). 수퇘지에 대한 통마늘분말의 급여가 정장 및 혈장 내 polyphenol 농도에 미치는 영향에서는 정장 내에서의 polyphenol 농도는 통마늘분말 급여여부에 상관없이 차이를 보이지 않았다. 그러나, 혈장 내에서의 polyphenol 농도는 9주, 12주 및 13주차에 통마늘분말을 급여한 실험구가 대조구에 비해 유의적으로 높은 수치를 나타내었다(P<0.05). 본 실험의 결과를 종합하면, 정액채취용 수퇘지에 대한 통마늘분말의 급여는 성욕의 향상에 영향을 미쳐 정액채취빈도와 정액내 총 정자수를 증가시키고, 혈액 내 항산화물 농도를 높이는 것으로 나타나, 통마늘분말이 정액채취용 수퇘지의 성적을 향상시키는데 사료적 가치가 있는 것으로 사료된다.

작은땃쥐 Crocidura suaveolens의 치아 마모에 의한 연령결정과 번식의 계절적 변이의 조직학적 분석 (Age Determination by Tooth Wear and Histological Analysis of Seasonal Variation of Breeding in the Lesser White-Toothed Shrew, Crocidura suaveolens)

  • 정순정;윤명희;김숙향;함주현;임도선;최백동;박진주;정문진
    • Applied Microscopy
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    • 제40권3호
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    • pp.125-132
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    • 2010
  • 작은땃쥐 Crocidura suaveolens는 치아 마모도를 이용하여 3개의 연령군으로 분류하였고 생식기관의 계절적 변이를 조사하였다. 유수들의 구치는 치아 마모를 보이지 않았고 세 번째 구치의 높이가 첫 번째와 두 번째 구치보다 낮았으며, 아성수는 약간의 치아 마모를 보였고 세 번째 구치의 높이가 첫 번째와 두 번째 구치의 높이에 이르렀고, 성수들은 깊은 치아 마모를 보였으며 세 번째 구치 높이 역시 첫 번째와 두 번째의 구치에 도달하였다. 조직학적 조사를 근거로, 번식의 계절적 변이가 명확해졌으며, 수컷 성수의 번식 상태는 2월 초에서 10월 초까지 유지되었고 4월과 7월에 가장 높은 번식 활동을 보였고 비번식기는 10월 중순에서 1월 말까지였다. 번식기에 포획된 아성수와 성수 수컷은 다양한 생식세포들로 채워진 확장된 세정관을 가진 큰 정소와 많은 정자들을 가진 팽창된 부정소 미부를 가졌고 비번식기에 포획된 아성수와 성수 수컷들은 정원세포만으로 채워진 가늘어진 세정관을 가진 작은 정소와 정자를 가지지 않는 감소된 부정소를 가졌다. 몸무게가 3.9g 이상이고 정소와 부정소 무게가 0.013 g 이상인 수컷은 번식기에 성적 성숙에 도달하였고, 몸무게가 3.8 g 이상이고 번식기에 포획된 암컷들은 5~6마리의 새끼를 가진 임신상태이거나 난소에 성숙난포들과 황체를 가지고 있었다.

펄닭새우 생식세포형성과정 및 초기발생 (GAMETOGENESIS AND EARLY DEVELOPMENT OF LINUPARUS TRIGONUS(VON SIEBOLD))

  • 김창현
    • 한국수산과학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.71-96
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    • 1977
  • 제주도 수림리 해역에서 어획된 펄닭새우, Linuparus trigonus를 재료로 1976년 2월부터 1977년 1월까지 생식세포형성과정 및 생식주기의 변화과정과 산란후 난내배발생과정 등을 조직학적 방법에 의하여 조사하였고, 초기부화 유생의 특징을 형태학적 면으로 고찰하였다. 1. 정소는 세장된 맹관상구조로서 좌우 대칭이며 중앙전부에서 융합되어 H자형을 나타낸다. 외측은 결제성직물모에 의해 싸여 있고, 내부에는 단관상인 정세관이 간곡되어 존재하며 소량이 간질이 분포한다. 난소는 1쌍이 맹관상엽으로 구성되어 정소와 마찬가지로 중앙전부에서 양엽이 융합되어 있다. 난소는 이중결제성조직모에 의하여 구분된 몇 개의 난낭으로 구성되어 있다. 2. 정세관의 생식상피상에서 정원세포의 분열상은 연중 관찰되고 있으며, 부분적으로는 계절과 관계없이 점진적으로 정자형성과정이 진행되고 있다. 따라서 소수이긴 하나 정자 역시 연중 관찰된다. 3. 초기난원세포들은 난낭내에 풍부히 분포하는 조직성간충직으로부터 영양공급을 받으며, 난모세포는 세포질이 풍부한 여포세포에 의하여 성장된다. 산란은 난소내에서 완전히 성숙분열을 마치고 반감된 염색체를 가진 완숙난자가 된 후 산란된다. 4. 생식주기는 9월부터 12월까지의 분열증식기, 1월부터 3월까지의 성장기, 4월부터 5월까지의 성숙분열기 및 6월부터 8월까지의 완숙기로 구분할 수 있으며 산란기는 5월부터 시작하여 8월말까지초 그 성기는 7월말부터 8월초순으로 간주된다. 5. 배발생은 표할로서 배반역의 세포밀집구로부터 원구가 형성되며, 이곳에서 배엽의 분화가 시작된다. 중배엽형성은 배반역에서 분화된 중내배엽모세포로부터 기원된다. 6. 내배엽형성은 중내배엽모세포 이외 난황낭 상방에서 엽열법으로 분화되어 온 것이 있고 이들내배엽이 중장형성에 관여하는 것 같다. 7. 펄닭새우의 제1기 유생은 체장 및 각 부속피의 형태학적 특징면에서 Scyllaridae과의 유생과는 물론이고, 같은 Palinuridae과의 Panulirus 속의 제1기 Phyllosoma 유생과도 많은 형태적 상이점이 있어 본종의 분류학적 재검토가 필요하다고 생각된다.

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그물코쥐치, Rudarius ercodes의 생식주기 (Reproductive Cycle of Small Filefish, Rudarius ercodes)

  • 이택열
    • 한국수산과학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.423-435
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    • 1984
  • 1982년 9월부터 1983년 8월까지 일본국 정강현 빈명군 빈명호입구 연안에서 채집된 그물코쥐치, Rudarius ercodes를 대상으로 생식생태를 파악하기 위하여 연간 생식소숙도지수(GSI)와 간숙도지수(HSI)의 변화를 조사하였고 이들 생식소발달과정을 광학 및 전자현미경적 방법에 의해 조사하였다. GSI는 일장이 길어지며 수온이 상승하는 3월부터 상승하기 시작하여 6월에서 8월까지 년중 최대값을 나타내고, 9월부터 하강하여 11월부터 이듬해 2월까지 변화없이 연중 최저값을 나타냈다. GSI의 연간변화는 수컷의 경우 뚜렷하지 못하고 암컷의 경우는 GSI와 역상관 관계를 가지고 변하고 있다. 즉 생식소가 발달하는 하계에는 HSI값이 떨어지고, 생식소가 퇴화되는 동계에는 HSI값이 최대로 높아진다. 난소는 많은 난소소낭으로 구성된 1쌍의 낭상형 구조를 이루고 있고, 이들 난소소낭 상피에서 난원세포가 분열증식되고 있다. 초기 난모세포는 세포질이 호염기성이고 핵막을 따라 여러 개의 분산인을 가진다. 완숙 난모세포는 $300{mu}$ 내외로 핵이 동물극으로 이동되면서 핵막이 소실되고, 원형질구성이 극히 한정되며, 대부분의 세포질은 난황과 유구에 의해 충만된다. 배란후 난소소낭에 잔존하는 여포성장중인 난모세포들은 퇴화흡수되나, 아직 여포가 형성되지 못한 초기 주변인기 난모세포들은 퇴화되지 않고 이듬해 난소활성과 함께 성장되어 간다. 난모세포가 성숙되고 난황 축적이 활발해지면서 mitochondria와 과립성소포체가 급격히 증가하는데 이들은 난모세포의 성숙과 난황 축적에 기능적으로 관계가 있는 것 같다. 성숙난모세포의 미세융모의 홈에 뻗은 여포돌기 선단에 난황전구물질로 생각되는 $5{\sim}6$ 층의 원반상고전자밀도 구조물이 나타나고 있다. 정소는 좌우 1 쌍의 엽상구조를 가지며 후방에서 합일되어 저정낭을 이룬다. 정소의 피질층은 정자형성이 일어나는 정소소낭으로 구성되어 있고 수질층은 이들 소낭과 연결된 여러 갈래의 수정관이 분포한다. 성장중인 정소의 간질에는 소관상 cristae가 발달된 대형 mitochondria와 다수의 소포체를 가진 steroid 계 hormone 생성분필세포가 존재한다. 정자의 두부는 핵중앙에 깊이 함입된 중심강이 있어 U 자형을 이루고 첨체는 극히 빈약하다. 중편의 mitochondria는 커다란 구형의 부핵을 형성하고 있으며, 미부의 axoneme을 이루는 미세소관은 9+9+2형을 나타낸다. 생식연주기는 3월부터 7월에 걸친 성장기 5월부터 9월까지의 성숙기, 5월중순부터 10월 초순까지의 산란기, 그리고 10월부터 이듬해 2월까지의 휴식기 등 연속적인 주기로 구분할 수 있었고 산란성기는 6월부터 8월까지였다.

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배양액과 산소농도가 돼지난포란의 체외성숙과 배발달에 미치는 영향 (Effects of Different Media and Oxygen Concentrations on In Vitro Maturation and Development of Porcine Follicular Oocytes)

  • 천행수;한만희;김종화;박병권;이규승;서길웅
    • Reproductive and Developmental Biology
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    • 제28권2호
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    • pp.119-126
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    • 2004
  • 본 실험은 돼지체외수정란을 생산하는데 적합한 배양액과 산소조건을 구명하기 위하여 NCSU(North Carolina State University)-23, PZM(Porcine Zygotes Medium)-3, PZM-4 및 TCM(Tissue Culture Medium)-199 배양액과 5% 산소조건(39, 5% $O_2$, 5% $CO_2$ , 90% $N_2$ 및 포화습도) 및 20% 산소조건(39, 5% $CO_2$ 및 포화습도)에서 돼지 미성숙난포란의 체외성숙과 체외배발달을 실시하였다. 본 연구에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 돼지 난포란을 5 및 20% 산소조건하에서 NCSU-23, PZM-3, PZM-4 및 TCM-199 배양액에 44시간 동안 성숙을 유도한 결과 난핵포붕괴율과 핵성숙률에 있어서 산소조건 및 배양액간 유의적(p>0.05)차이는 없었다. 2) 체외수정을 실시한 결과 정자 침투율, 자ㆍ웅전핵형성률, 다정자 침입률 및 평균정자수에 있어서 산소조건 및 배양액간에 유의적인 차이가 없었다. 3) 체외수정을 실시한 후, 5 및 20% 산소조건의 NCSU-23, PZM-3, PZM-4 및 TCM-199 배양액에서 배양하여 배발달에 미치는 영향을 조사한 결과, 난할률에 있어서는 유의적(p<0.05)인 차이가 없었으며. 배발달 7일째 배반포기 발달률에 있어서 5% 산소조건에서는 PZM-3 배양액이, 20% 산소조건에서는 NCSU-23 배양액이 유의적(p<0.05)으로 높은 결과를 나타냈다. 4) 배발달 7일째 배반포기 배의 세포수를 조사한 결과, 내부세포괴세포수와 총세포수는 산소조건과 배양액간에 통계적인 유의성이 인정되지는 않았으나, 5% 산소조건에서 PZM-3 배양액(36.8$\pm$6.5개)이 다소 높은 총세포수를 나타냈다. 위의 결과를 종합하면 돼지체외수정란의 생산에는 5% 산소조건에서 PZM-3 배양액에서 배발달을 유도하는 것이 배반포기 발달률과 세포수에 있어 효과적이라고 판단된다.

전핵 시기에서의 수정란 동결이 체외수정 및 배아이식술에서의 누적 분만율에 미치는 영향 (Effect of Cryopreservation of Sibling 2PN Zygotes on Cumulative Delivery Rates in the Human IVF-ET Program)

  • 김묘경;이선희;최수진;최혜원;박동욱;임천규;송인옥;이형송
    • Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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    • 제37권4호
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    • pp.329-338
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    • 2010
  • 목적: 본 연구에서는 10개 이하의 2PN 접합자를 얻은 환자군에서 전핵 단계 배아의 동결보관이 누적 분만율을 증가시키는 지를 살펴보고자 하였다. 연구방법: 2003년 1월부터 2007년 12월까지 제일병원 아이소망센터를 내원하여 과배란 유도에 의해 체외수정 및 배아이식술을 시행한 주기를 후향적으로 비교 분석하였다. 본 연구에서는 일반적 체외수정법 또는 세포질내 정자주입술을 이용하여 수정을 시도한 후 20~22시간에 8개의 수정란을 확인하거나, 또는 전핵이 1개만 보이는 접합자와 발달지연 배아를 포함하여 수정란이 10개 미만인 138주기의 체외수정 및 배아이식 주기를 대상으로 분석하였다. 분석대상을 두 군으로 나누었으며 그룹 I (n=86)은 배아의 동결 없이 모든 수정란을 배양하여 3일째 이식한 군으로 하였으며, 그룹 II (n=52)는 전핵 시기에 일부 수정란을 동결하고 나머지를 배양하여 3일째 이식한 군으로 분류하였다. 두 군간 신선배아 이식주기와 그 다음 동결-해동 이식주기 후의 임상적 임신율과 누적 임신율을 각각 비교하였다. 결과: 비교 대상군 사이에 여성의 평균 나이, 획득 난자의 수 및 수정란의 수에서는 통계적 차이를 보이지 않았다. 배양된 배아의 수는 그룹 II ($5.2{\pm}0.5$)가 그룹 I $8.4{\pm}0.7$)에 비하여 유의하게 적었다 (p<0.01). 또한 이식한 배아의 수 역시 그룹 II ($3.3{\pm}0.6$)가 그룹 I ($3.6{\pm}0.6$)에 비하여 통계적으로 유의하게 적었다 (p<0.01). 신선주기 배아이식에서 ${\beta}$-hCG 양성을 보인 환자 수와 분만을 한 환자의 수는 그룹 I이 그룹 II에 비하여 약간 높은 양상을 보였다 (51.2 vs. 46.2% and 41.9 vs. 34.6%). 동결-해동 배아이식 후 누적 분만율을 비교하였을 때 그룹 I (48.8%)과 그룹 II (50.0%)에서 통계적으로 유의한 차이를 관찰할 수 없었다. 결론: 적은 수의 수정란을 얻은 환자군에서 일부 전핵 단계에서의 동결보관이 누적 분만율을 향상 시키는 효과를 확인할 수 없었다. 그러나 일부 수정란의 동결보관은 해당 신선주기에서 임신에 실패하였을 경우 환자에게 추가적인 배아이식 기회를 제공해 줄 수 있는 장점을 가지고 있는 것으로 생각된다.

노천굴착에서 발파진동의 크기를 감량 시키기 위한 정밀파실험식 (On the vibration influence to the running power plant facilities when the foundation excavated of the cautious blasting works.)

  • 허진
    • 화약ㆍ발파
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    • 제9권1호
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    • pp.3-13
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    • 1991
  • 발파에 의한 지반진동의 크기는 화약류의 종류에 따른 화약의 특성, 장약량, 기폭방법, 전새의 상태와 화약의 장전밀도, 자유면의 수, 폭원과 측간의 거리 및 지질조건 등에 따라 다르지만 지질 및 발파조건이 동일한 경우 특히 측점으로부터 발파지점 까지의 거리와 지발당 최대장약량 (W)간에 깊은 함수관계가 있음이 밝혀졌다. 즉 발파진동식은 $V=K{\cdot}(\frac{D}{W^b})^n{\;}{\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots}$ (1) 여기서 V ; 진동속도, cm /sec D ; 폭원으로부터의 거리, m W ; 지발 장약량, kg K ; 발파진동 상수 b ; 장약지수 R ; 감쇠지수 이 발파진동식에서 b=1/2인 경우 즉 $D{\;}/{\;}\sqrt{W}$를 자승근 환산거리(Root scaled distance), $b=\frac{1}{3}$인 경우 즉 $D{\;}/{\;}\sqrt[3]{W}$를 입방근환산거리(Cube root scaled distance)라 한다. 이 장약 및 감쇠지수와 발파진동 상수를 구하기 위하여 임의거리와 장약량에 대한 진동치를 측정, 중회귀분석(Multiple regressional analysis)에 의해 일반식을 유도하고 Root scaling과 Cube root scaling에 대한 회귀선(regression line)을 구하여 회귀선에 대한 적합도가 높은 쪽을 택하여 비교, 검토하였다. 위 (1)식의 양변에 log를 취하여 linear form(직선형)으로 바꾸어 쓰면 (2)式과 같다. log V=A+BlogD+ClogW ----- (2) 여기서, A=log K B=-n C=bn (2)식은 다시 (3)식으로 표시할 수 있다. $Yi=A+BXi_{1}+CXi_{2}+{\varepsilon}i{\;}{\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots}$(3) 여기서, $Xi_{1},{\;}Xi_{2} ;(두 독립변수 logD, logW의 i번째 측정치. Yi ; ($Xi_1,{\;}Xi_2$)에 대한 logV의 측정치 ${\varepsilon}i$ ; error term 이다. (3)식에서 n개의 자료를 (2)식의 회귀평면으로 대표시키기 위해서는 $S={\sum}^n_{i=1}\{Yi-(A+BXi_{1}+CXi_{2})\}\^2$을 최소로하는 A, B, C 값을 구하면 된다. 이 방법을 최소자승법이 라 하며 S를 최소로 하는 A, B, C의 값은 (4)식으로 표시한다. $\frac{{\partial}S}{{\partial}A}=0,{\;}\frac{{\partial}S}{{\partial}B}=0,{\;}\frac{{\partial}S}{{\partial}C}=0{\;}{\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots}$ (4) 위식을 Matrix form으로 간단히 나타내면 식(5)와 같다. [equation omitted] (5) 자료가 많아 계산과정이 복잡해져서 본실험의 정자료들은 전산기를 사용하여 처리하였다. root scaling과 Cube root scaling의 경우 각각 $logV=A+B(logD-\frac{1}{2}W){\;}logV=A+B(logD-\frac{1}{3}W){\;}\}{\;}{\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots}$ (6) 으로 (2)식의 특별한 형태이며 log-log 좌표에서 직선으로 표시되고 이때 A는 절편, B는 기울기를 나타낸다. $\bullet$ 측정치의 검토 본 자료의 특성을 비교, 검토하기 위하여 지금까지 발표된 국내의 몇몇 자료를 보면 다음과 같다. 물론, 장약량, 폭원으로 부터의 거리등이 상이하지만 대체적인 경향성을 추정하는데 참고할수 있을 것이다. 금반 총실측자료는 총 88개이지만 환산거리(5.D)와 진동속도의 크기와의 관계에서 차이를 보이고 있어 편선상 폭원과 측점지점간의 거리에 따라 l00m말만인 A지역과 l00m이상인B지역으로 구분하였다. 한편 A지역의 자료 56개중, 상하로 편차가 큰 19개를 제외한 37개자료와 B지역의 29개중 2개를 낙외한 27개(88개 자료중 거리표시가 안된 12월 1일의 자료3개는 원래부터 제외)의 자료를 computer로 처리하여 얻은 발파진동식은 다음과 같다. $V=41(D{\;}/{\;}\sqrt[3]{W})^{-1.41}{\;}{\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots}$ (7) (-100m)(R=0.69) $V=124(D{\;}/{\;}\sqrt[3]{W})^{-1.66){\;}{\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots}$ (8) (+100m)(R=0.782) 식(7) 및 (8)에서 R은 구한 직선식의 적합도를 나타내는 상관계수로 R=1인때는 모든 측정자료가 하나의 직선상에 표시됨을 의미하며 그 값이 낮을수록 자료가 분산됨을 뜻한다. 본 보고에서는 상관계수가 자승근거리때 보다는 입방근일때가 더 높기 때문에 발파진동식을 입방근($D{\;}/{\;}\sqrt[3]{W}$)으로 표시하였다. 특히 A지역에서는 R=0.69인데 비하여 폭원과 측점지점간의 거리가 l00m 이상으로 A지역보다 멀리 떨어진 B지역에서는 R=0.782로 비교적 높은 값을 보이는 것은 진동성분중 고주파성분의 상당량이 감쇠를 당하기 때문으로 생각된다.

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