• 제목/요약/키워드: 생명과학

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온실 내 백다다기 오이의 생육단계에 따른 흡광계수 변화 모델 개발 (Development of a Light Extinction Coefficient Change Model according to the Growth Stage of Cucumber in a Greenhouse)

  • 전기범;신종화
    • 생물환경조절학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.1-7
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    • 2023
  • 시설 내 작물이 이용하는 수광특성의 이해와 지속적으로 변화하는 광환경의 추적은 광합성과 증산반응 연구에서 중요하다. 또한 재배기간 동안 작물이 생장함에 따라 광이용 형태가 지속적으로 변화한다. 따라서 본 연구에서는 작물의 생육을 반영한 흡광계수 추정 모델을 개발하였다. 흡광계수의 측정을 위하여 작물의 높이에 따라 수직으로 일사량계를 5개 설치하였으며, 작물의 전 생육기간(1-85DAT) 동안 1초 단위로 측정을 하였다. 초기, 중기, 후기 각각의 생육단계에 따라 최상단 광량과 최하단의 광량의 차이가 69%, 72%, 81%로 증가하는 경향을 보였다. LAI와 초장이 증가함에 따라 흡광계수는 감소하였으며, 지수적 감소 관계를 보였다. 두 생육지표를 모두 반영한 3차원 모델에서는 Paraboloid 식이 평균 제곱근 오차(RMSE)가 1.340으로 가장 낮았고, 결정계수(R2)는 0.968로 가장 높았다. 본 연구를 통하여 작물 재배기간 동안 보다 정확한 흡광계수를 예측할 수 있게 되었고, 이는 작물의 높이에 따른 광합성 및 증산량 예측과 분석 연구에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

가로수와 바닥 포장 표면 알베도의 도시 열 환경 개선 효과 (Impact of Urban Thermal Environment Improvement by Street Trees and Pavement Surface Albedo)

  • 김나연;김은섭;윤석환;박정강;김상혁;남상준;제화준;이동근
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.47-59
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    • 2023
  • Due to climate change and urbanization, abnormally high temperatures and heat waves are expected to increase in urban and deteriorate thermal comfort. Planting of street trees and changing the albedo of urban surfaces are the strategies for mitigating the thermal environment of urban, and both of these strategies affect the exposure and blocking of radiative fluxes to pedestrians. After measuring the shortwave and longwave radiation according to the ground surface with different albedo and the presence of street trees using the CNR4 net radiometer, this study analyzed the relationship between this two strategies in terms of thermal environment mitigation by calculating the MRT(Mean Radiant Temperature) of each environment. As a result of comparing the difference between the downward shortwave radiation measured under the right tree and at the control, the shortwave radiation blocking effect of the tree increased as the downward shortwave radiation increased. During daytime hours (from 11 am to 3 pm), the MRT difference caused by the albedo difference(The albedo of the surfaces are 0.479 and 0.131, respectively.) on surfaces with no tree is approximately 3.58℃. When tree is present, the MRT difference caused by the albedo difference is approximately 0.49℃. In addition, in the case of the light-colored ground surface with high albedo, the surface temperature was low and the range of temperature change was lower than the surrounding surface with low albedo. This result shows that the urban thermal environment can be midigate through the planting of street trees, and that the ground surface with high albedo can be considered for short pedestrians. These results can be utilized in planning street and open space in urban by choosing surfaces with high albedo along with the shading effect of vegetation, considering the use by various users.

인삼의 논 재배시 파종 후 진압처리가 출아율과 생육에 미치는 영향 (Effects of Soil Surface Compaction on Emergence and Growth of Directed Seeded Ginseng in Paddy Field)

  • 성봉재;지무근;김선익;조진웅
    • 한국작물학회지
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    • 제67권4호
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    • pp.362-366
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    • 2022
  • 본 연구는 논 직파재배시 인삼 종자를 직파한 후 진압강도를 달리하여 진압을 처리한 후 인삼토양의 삼상 변화와 인삼의 생육 및 수량에 미치는 영향을 구명하기 위하여 수행하였고, 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 파종 후 이랑에 대해 진압강도를 달리하여 처리 한 후 연차별로 토양의 경도를 조사한 결과 1년차에는 진압강도가가 무거워질수록 표토의 경도가 증가하였으나, 2년차에는 30 kg 진압강도에서 경도가 증가하였다. 진압강도별 직파재배의 출아율은 1년생 인삼은 25 kg과 30 kg의 진압강도 처리에서 각각 79.4%와 79.1%로 유의적으로 높았으며, 대조구와 15 kg의 진압강도 처리는 74.5%와 75.3%를 보였다. 초장은 진압처리를 하지 않은 4년생 인삼은 35.7 cm로 가장 길었고, 25 kg과 30 kg 진압강도 처리시 각각 26.9 cm와 26.5 cm로 유의적으로 작았다. 또한 4년생 인삼뿌리의 생체중은 진압강도를 25 kg과 30 kg을 처리하였을 때 각각 31.3 g과 30.3 g으로 가장 높았고, 진압을 하지 않은 대조구가 25.6 g으로 가장 낮았다. 따라서 논에서 인삼을 직파하여 재배하고자 할 때 종자를 파종한 후 진압을 약 25~30 kg정도의 진압강도로 진압을 실시하는 것이 인삼 뿌리 수량에 효과적이라고 생각된다.

병풀(Centella asiatica) 착즙액과 추출물의 Asiaticoside 분석법 검증 및 항산화 활성 (Validation of Asiaticoside as Marker Compound of Centella asiatica Juice and Extract, and Its Antioxidant Activity)

  • 김연숙;신현영;하은지;구자평;정세빈;김가을에;정미연;유광원
    • 한국식품영양학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.93-102
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    • 2023
  • Centella asiatica (C. asiatica) has been widely used in food, cosmetics, and pharmaceutical industry as a functional material. In a previous study, we have investigated not only pharmacological effects such as antioxidative and anti-inflammatory effects, but also analyzed various functional ingredients. In this study, triterpenoids were analyzed using HPLC-DAD to determine marker compounds among functional ingredients. When triterpenoids were analyzed, asiaticoside from C. asiatica was determined as an optimal marker compound. Next, specificity, linearity, limited of detection (LOD), limited of quantification (LOQ), precision, accuracy, and range were evaluated using HPLC-DAD to determine asiaticoside contents in C. asiatica juice and extracts. The specificity was elucidated by chromatogram and retention time using an established analytical method. The coefficient of correlation obtained was 0.9996. LOD was 4.99 ㎍/mL and LOQ was 15.12 ㎍/mL. Intra- and inter-day precision of asiaticoside were determined to be 0.48~1.68% and 0.08~1.09%, respectively. Furthermore, the recovery rate of asiaticoside was 98.88% and the analytical range of Field-70E was determined to be 0.625~10 mg/mL. As a results of evaluating ABTS, DPPH, and FRAP antioxidative effect, Field-70E showed potent antioxidant activities. Results of this study could be used as basic data for quality standardization of C. astiatica juice and extracts.

보리 유묘기의 염처리가 생리적 반응에 미치는 영향 (Physiological Response of Winter Barley to Salt Stress at Seedling Stage)

  • 최원열;권용웅;박종환
    • 한국작물학회지
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    • 제42권5호
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    • pp.534-538
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    • 1997
  • 보리 품종들의 염해반응의 생리적 특성과 품종간 차이를 이해하여 간척지에서의 재배법 개선을 위한 기초자료로 활용코자 NaCl용액으로 염해를 유발하여 생장저해정도, 엽록소 및 유리 proline 함량, 그리고 엽수분 potential 등을 조사하였던 바 그 결과를 보면 다음과 같다. 1. 품종간 생육저해 정도는 상당히 큰 차이를 보였는데 대조구에 비해 NaCl용액(Ψ/sub π/ =-20bar) 처리의 경우 초장은 2∼22%, 유묘건물중은 25∼39%가 감소되었다. 2. 엽록소함량은 대조구에 대하여 염분처리구에서 33∼49% 감소되었고 엽건물 g당 유리 proline 함량은 대조구가 0.2∼0.3mg이나 염분처리 구는 9.6∼14.7mg으로 32∼74%나 증가되었다. 3. 엽수분 potential은 대조구가 -3.0 ∼ -4.1bar이나 염분처리구에서는 -7.4 ∼ -11.2bar와 -15.0 ∼ -17.9bar로 낮아졌으나 시간의 경과함에 따라 품종간 차이는 많지는 않았다. 4. 품종별로 엽생존율은 백동>밀양1002>올보리>두루보리>향맥의 순으로 높았으나 유묘 건물중 감소율은 백동>올보리>향맥>밀양1002>두루보리 순이었다. 5. 염처리구에서 제2엽의 유리 proline 증가율은 밀양1002>향맥>백동>두루보리>올보리의 순이 었다.

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민간공원 특례사업이 도시공원의 생태계 서비스에 미치는 영향 - 경기도 광주시 중앙근린공원을 중심으로 - (Effect of the Private-Initiated Park Development Project on Ecosystem Services of an Urban Park - Focused on the Central Park in Gwangju, Gyeonggi-Do -)

  • 김도윤;석영선;전진형
    • 한국조경학회지
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    • 제51권4호
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    • pp.31-45
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    • 2023
  • 민간공원 특례사업이 시행됨에 따라 장기미집행 도시공원 개발로 인한 생태계 서비스 저하가 우려된다. 본 연구는 장기미집행 도시공원인 경기도 광주시의 중앙근린공원을 대상으로, 민간공원 특례사업이 도시공원의 생태계 서비스에 미치는 영향을 분석하였다. 민간공원 특례사업 계획부터 도시공원 조성 후까지의 생태계 서비스 변화를 복합적으로 파악하기 위해 시스템 사고를 활용하여 연구를 진행하였다. 연구결과 첫째, 민간공원 특례사업 시행 원인은 지자체의 재정 부족이었다. 둘째, 민간공원 특례사업을 통한 도시공원 조성은 초기에는 문화 서비스를 저하시키지만, 시간이 흐를수록 향상되는 반면, 조절 서비스와 지지 서비스는 지속적으로 낮아지는 것으로 나타났다. 셋째, 도시공원 조성 후, 생태계 서비스(문화 서비스, 조절 서비스, 지지 서비스) 간에 상충관계(trade-off)가 나타남에 따라 이를 줄일 수 있는 도시공원 조성 계획 및 관리방안 마련의 필요성을 확인했다. 이에 '지방재정', '녹지 면적', '생물다양성'을 주요 전략으로 도출하였으며, 도시공원 경영, 주민참여, 전 과정 평가, 스마트 기술 도입 필요성 등을 제시했다. 연구결과는 도시공원 조성 계획 및 관리방안 수립 시 시간의 흐름에 따른 환경변화와 생태계 서비스의 영향 관계에 대한 이해가 필요함을 시사했다.

저수지 물수지에 의한 수로 공급량의 신뢰도 평가 (Evaluating reliabilities of canal discharges by reservoir water balances)

  • 유석균;노재경
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.128-128
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    • 2023
  • 우리나라 농업용 저수지는 저수량만을 참조하여 운영한다. 이러한 현실을 개선하기 위해, 유입량을 고정시키고 저수지 물수지 분석에 의해 방류량을 생산하는 체계를 구축했다. 2018년부터 2021년까지 총저수량 142만m3의 옥서저수지, 106만m3의 홍동저수지에 적용하여 일별로 저수량을 모의하여 관측값과 비교하고, 저수지 물수지 분석에 의해 실시간 계측되는 수로유량의 신뢰도를 평가하였다. 장기간의 계측 자료를 보유하고 있는 인근 다목적댐인 보령댐의 운영자료(2018~2021)를 이용하여 유입량 모형의 매개변수(α=3.500)를 결정하고, 저수지 유입량을 모의한 결과 NSE 0.854, R2 0.858의 높은 신뢰도를 얻었다. 유입량을 고정시키고, 저수지 물수지 분석에 의해 방류량을 계산한 결과 옥서저수지는 일최대 방류량 5.7m3/s, 일평균 0.2m3/s, 홍동저수지는 각각 5.9m3/s, 0.2m3/s로 나타났다. 총방류량을 측정 수로유량과 여수로 방류량으로 분할하고, 저수지 물수지 분석에 의해 수로유량의 신뢰도를 평가한 결과 옥서저수지는 R2가 0.771, 일평균 저수위 오차 88.6cm, 일평균 저수량 오차 9.4%, 홍동저수지는 R2가 0.086, 일평균 저수위 오차 69.9cm, 일평균 저수량 오차 18.0%로 오차가 크게 나타났다. 저수지 수위가 만수위(FWL) 이하일 때는 여수로 방류량을 0으로 하여 총방류량을 여수로 방류량과 수로유량으로 분할한 후, 물수지 분석에 의해 신뢰도를 평가한 결과, 옥서저수지의 경우 R2는 0.941, 일평균 저수위 오차 2.6cm, 일평균 저수량 오차 0.35%를 나타내, 신뢰도가 크게 증가했다. 그러나 홍동저수지의 경우는 R2는 0.521, 일평균 저수위 오차 2.2cm, 일평균 저수량 오차1.02%를 나타냈지만, 낮은 신뢰도를 보였다. 측정 수로유량의 신뢰도는 두 저수지 모두 낮게 나타났다. 수로유량 조정을 통해 옥서저수지의 신뢰도는 향상 시킬 수 있었지만 홍동저수지의 경우는 향상 시킬 수 없었다. 이는 여수토 비상수문조작 실적과 저수지 사통 수문 조작 실적이 없어, 그 결과를 정확히 반영할 수 없었기 때문인 것으로 결론을 내렸다.

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태풍 힌남노에 따른 왕신저수지의 10분 단위 홍수운영자료 생산 및 평가 (Generating and evaluating 10 min. flood operation data on Wangsin reservoir at typhoon Hinnamnor)

  • 노재경;이재남
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.60-60
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    • 2023
  • 태풍 힌남노에 경주에 위치한 총저수량 184만m3, 유역면적 22km2인 왕신저수지는 303m의 제체가 2시간여 동안 전면 월류하는 초유의 사태를 겪었다. 그때 다행히 저수지 수위는 10분 단위로 기록됐다. 이 자료를 이용하여 제체 월류현상을 평가하기 위해 저수지 운영의 기본자료인 유입량, 저수량, 방류량 등을 10분 단위로 생산코자 했다. 방법은 인근에 위치하고 운영자료가 있는 총저수량 260만m3, 유역면적 3.7km2인 감포댐에 대해 유입량 모의방법을 검증하고, 왕신저수지에 그대로 적용하여 유입량을 모의하고, 물수지에 의해 방류량을 계산하는 것으로 했다. 모의결과는 저수량 오차로 신뢰도를 확인했다. 여기서 저수지 유입량은 ONE 모형을 이용하여 10분 단위로 생산했다. 2022년 9월 5일부터 6일까지 10분 단위로 모의한 결과는 다음과 같다. 첫째, 감포댐 유역은 강우량은 10분 최대 32.3mm, 총강우량 196.0mm였고, 유입량은 10분 최대 80.1m3/s, 총유입량 59만m3로 모의됐고, 신뢰도는 RMSE 2.120mm, NSE 0.947, R2는 0.949로 매우 높게 나타났다. 그리고 저수량 모의 신뢰도도 RMSE 0.153m, NSE 0.993, R2는 0.997로 높았다. 둘째, 왕신저수지 유역은 강우량은 유역내에 위치한 환경부 관리의 화산리 관측소에서 10분 최대 21.0mm, 총강우량은 10시간 동안 422.0mm였고, 유입량은 10분 최대 716.5m3/s, 총유입량 904만m3로 모의됐고, 유출률은 95.7%로 강우량 거의가 유입되는 것으로 나타났다. 셋째, 왕신 저수지의 방류량은 10분 최대 610.8m3/s, 총방류량 848만m3로 계산됐고, 총유입량의 93.8%에 상당한 것으로 나타났다. 그리고 저수지 물수지에 의해 10분 단위 모의 저수위의 신뢰도는 RMSE 0.117m, NSE 0.994, R2는 0.999로 매우 높게 나타났다. 넷째, 왕신저수지의 제체고 EL.59.20m를 월류한 시간은 9월6일 5시50분부터 8시까지 2시간10분 동안였으며, 관측 저수위는 EL59.24m~EL.60.28m, 모의 저수위는 EL.59.31m~EL.60.29m로 나타났다. 월류되는 동안 총유입량은 544만m3, 총방류량은 527만m3로 나타나, 유입량의 96.8%가 월류되는 것으로 계산돼 저수지의 저류효과는 거의 없는 것으로 나타났다. 이때 유입량은 전기간의 60.2%, 방류량은 62.1%에 상당했다. 다섯째, 힌남노에 따른 왕신저수지의 홍수조절효과는 첨두유입량을 105.7m3/s 저감시켰고, 홍수량을 56만m3을 저류시킨 것으로 분석됐다.

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바이오차의 지하 침투수 확보 능력 및 수질개선 효과 평가 (Evaluation of Bio-cha's ability to secure underground penetration water and its effect on water quality improvement)

  • 강태성;임정하;금동혁;신민환;김종건
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.468-468
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    • 2023
  • 최근 급격한 기후변화에 의한 이상가뭄 발생 등을 대비하기 위한 비상용수 또는 대체 수자원으로서의 지하수 개발수요가 증가함에 따라 기저유량 확보 및 수질개선 방안을 수립하는 것은 지속가능한 수자원 이용 관리 측면에 있어서 매우 중요하다. 국내 지하수 사용에 따른 하천유량의 변동에 관한 연구는 활발히 진행되었으나, 실질적으로 적용가능한 지하수 저감 방안 및 지하 수질개선방안에 대한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 바이오차를 이용하여 시험포를 설계 및 시공하였으며, 실내 인공강우 실험을 통해 지하 침투수 확보 능력 및 수질개선 효과를 평가하였다. 대조구는 폭 1 m × 길이 1 m × 깊이 0.60 m로 시공하였으며, 바이오차 시험포는 폭 1 m × 길이 1 m, 시험포 상단과 하단 각 0.10 m씩 대조구와 동일한 흙으로 채웠으며, 그 사이 0.40 m만큼은 바이오차를 채워서 시공하였다. 시험의 정밀도를 높이기 위해 동일한 조건으로 대조구와 바이오차 시험포 각 2개씩, 총 4개의 시험포를 시공하여 실내 인공강우 실험을 진행하였으며, 시험포에서 발생한 직접유출수와 기저유출수를 이용하여 바이오차의 지하 침투량 확보 및 수질개선효과를 분석하였다. 시험포 완공 후 총 2번의 실내인공강우 실험 결과 대조구에서 발생한 직접유출량은 총 0.214 m3, 바이오차 시험포에서는 총 0.194 m3로 대조구 대비 총 직접유출량 저감효과는 9.4%로 나타났다. 기저유출의 경우 바이오차 시험포(0.036 m3)에서 대조구(0.003 m3) 대비 약13배 많은 양의 기저유출수가 발생한 것으로 나타났다. 각 시험포에서 발생한 유출수의 오염부하를 산정해 대조구 시험포 대비 바이오차 시험포에서 발생한 직접유출수의 오염부하 저감효과를 분석한 결과 BOD5 항목과 CODMn 항목, 그리고 TOC 항목의 경우 26.3%과 22.0%, 그리고 27.6%로 저감 된 것으로 나타났으나, SS 항목과 T-N 항목, 그리고 T-P 항목의 경우 저감효과가 없는 것으로 나타났다. 이와 같이 바이오차는 지하 침투수 확보 능력은 효과적인 것으로 나타났으나, 직접유출수의 수질개선 효과는 미비한 것으로 나타났다. 그러나 바이오차의 지하 침투량 및 수질개선 효과는 바이오차 생산 시 사용된 열분해 방식, 사용된 바이오차의 양 등에 따라 편차가 클것으로 판단되며, 바이오차의 생산 방법, 토양 흡착 기간, 바이오차의 양 등 다양한 조건에서의 모니터링을 통해 정량화 되어야 할 것으로 판단된다.

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자어기 넙치(Paralichthys olivaceus)의 사육 밀도에 따른 기형 발생과 스트레스 및 면역 유전자 발현 분석 (Effects of Rearing Density Stress on Malformation and Stress and Immune Related Gene Expression of Juvenile Olive Flounder Paralichthys olivaceus)

  • 이상현;박종원;정민환;정효선;김주란;김우진;이정호;이다인
    • 한국수산과학회지
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    • 제56권4호
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    • pp.380-387
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    • 2023
  • Stocking density is associated with Paralichthys olivaceus growth; thus, fish should be rapidly reared at high densities for commercial reasons. Studies have reported that high stocking density retards growth; however, few have investigated the malformations caused by stocking density stress. This study compared the growth and malformation rates of P. olivaceus at different densities and stress- and immune-related gene expression between malformed and normal fish. Forty days post-hatching, fish (total length, 1.49±0.02 cm) were reared at 800 (low density; LD), 1500 (medium density; MD), and 4000 (high density; HD) fish/m2, and the growth rate was measured weekly. On day 30, RNA was extracted from the kidneys, and the expression of stress-, immune-, and malformation-related genes was analyzed using qRT-PCR. The malformation rate in the HD groups was approximately three times higher (62%) than that in the LD and MD groups (approximately 20%), and growth was lower regarding length and weight. The stress-related (HSP70 and GPX) and immune-related (PIR and IgM) genes showed higher mRNA expression in the HD group and malformed fish than in the LD group and normal fish. However, TLR3 showed the opposite results. In summary, high stocking density suppressed growth and increased malformation risk in P. olivaceus.