Kyung-Hee JUNG;Sang-Soo KWAK;Cha Yong Choi;Jang R. LIU
식물조직배양학회지
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제22권4호
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pp.183-187
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1995
일일초 모상근배양에서 세포내 인산농도와 Catharanthine 생산과의 관계를 규명하였다. 모상근의 생장은 생장배지의 인산농도에 비례하여 증가하였다. Catharanthine 함량은 인산을 첨가하지 않은 배지에서 모상근을 배양하였을 때 최대값을 나타내었고 배지내의 인산농도를 증가함에 따라 비례적으로 감소하였다. 그리고 세포내의 인산농도에 비례하여 모상근의 생장은 증가하나 catharanthine의 함량은 감소하였다. Catharanthine 함량은 g 건조세포당 인산농도가 100mole 이하일 때에 현저하게 증가하였다. 이상의 결과로 세포내 인산농도는 모상근의 생장과 이차대사산물의 조절에 중요하게 관여함을 시사한다.
배양액중 무기영양, 인산농도가 수도, 대맥의 철흡수에 미치는 영향을 검토하기 위하여 수도는 영남조생, 대맥은 밀양 006를 공시하였다. 실험1은 각종무기영양(N, $P_2O_5$, K, Ca, Mg)이 결핍된 배양액에서, 시험 II는 철, 인산농도가 철은 0,50,100,200,300ppm, 인산은 0,50,100ppm의 배양액에 35일묘를 이용하여 15일간 처리하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 수도, 대맥의 철전이율은 무기영양중 가이, 인산결핍에서 높은 경향이었고, 대맥은 수도보다 높았다. 2. 수도, 대맥의 무기영양함량은 (p, K, Mg, Mn) 철저농도보다 철고농도에서 생육한 것이 감소되었다. 3. 수도, 대맥의 철함량은 배양액중 철농도가 높을수록 많았으며 특히 수도근에서 많은 경향이었다. 그러나 배양액중 인산농도가 증가될수록 철함량은 감소되었다. 4. 철과잉증은 배양액중 인산이 공존하지 않을 경우 수도는 100 ppm, 대맥은 50 ppm 철농도에서 나타났으며, 공존할 경우 수도는 300ppm, 대맥은 100ppm 철농도에 서 나타났다. 5. 수도는 배양액중 철농도와 철전이율과는 정의 유의 상관관계가 인정되었으며, 대맥은 부의 회귀곡선이었다. 6. 이상의 결과로 철은 수도보다 대맥의 생육에 크게 영향을 미치고 있었다.
실리콘 오일에 인산처리 셀룰로오스 분말을 분산시킨 비수계 전기유변성(ER) 유체 의 전기유변 거동을 상온에서 최대 2.5KV/mm의 전기장하에서 실험하였다. 넓은 온도 영역 에서 사용이 가증한 비수계 ER 유체를 개발하기 위해 셀룰로오스의 인산 에스테르 반응이 ER 유체의 전기유변효과에 미치는 영향을 조사하였다. 먼저 여러 가지의 인산처리 농도로 처리된 인산처리 셀룰로오스 미립자를 분산시킨 ER 유체를 제조한 후 ER 유체의 유전상수, 전류밀도 및 전기전도도 등과 같은 전기적 특성을 측정하였으며 ER 유체의 전기유변 특성 또한 측정하였다. 인산처리 셀룰로오스가 분산된 비수계 ER 유체의 전류밀도는 셀룰로오스 의 인산 에스테르 반응에서의 인산처리 농도에 의해 조절할수 있음을 알수있었으며 셀룰로 오스의 인산처리 농도가 2.5 M과 3.0 M 사이일 때 인산처리 셀룰로오스가 첨가된 비수계 ER 유체의 전기유변효과 ($\tau$/$\tau$0)가 가장 높게 측정되었다.
인산처리가 근류의 bacteroid 함량과 energy 상태에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 Bradyrhizobium japonicum MN10을 접종한 대두식물(Glycine max [L.] Merr.)에 저해농도(0.05 mM-P)와 정상농도(1.0 mM-P)를 처리하여 온실에서 재배하였다. 인산결핍은 식물체의 근류량과 근류량 식물체량의 비에 유의성있는 감소를 보였다. 잎, 줄기, 뿌리의 인산농도는 인산결핍에 의하여 75%가 감소하였으나 근류의 인산농도는 40%만 감소하였다. 근류의 bacteroid 함량과 근류에서 전인산, 전질소의 bacteroid와 식물세포로의 분배는 인산결핍의 영향을 받지 않았으며 전질소의 22%, 전인산의 27%가 bacteroid에 존재하였다. 근류의 ATP농도, 전 adenylate 농도와 energy charge는 인산결핍에 의하여 각각 77%, 46%, 37%가 감소되었다. 인산결핍은 근류내 식물세포의 ATP 농도와 energy charge를 각각 86%, 59%를 감소시켰으나 bacteroid의 ATP농도와 energy charge에는 영향을 미치지 않았다. 이러한 결과는 근류가 인산의 강한 보유원이며, 기주식물에 대한 인산결핍조건하에서 bacteroid는 정상적인 인산 농도와 energy양을 함유한다는 것을 나타낸다.
풋고추 플러그 육묘시에 인산의 최적 시비농도를 구명하기 위하여 32구 플러그 트레이에 TK2를 채워서 종자를 파종한 다음 인산을 농도별로 처리하여 식물체의 생육과 광합성에 미치는 효과를 조사하였다. ‘녹광’과 ‘꽈리’ 두 품종의 생장은 표준 농도인 1.0배로 처리하였을 때에 엽면적과 초장의 생장이 가장 촉진 되었으며, 1.5배 이상의 농도에서는 농도가 높을수록 생육이 억제되었다. 반면 식물체의 총 건물중은 인산의 농도가 증가할수록 무거웠다. 엽록소의 함량은 ‘꽈리’ 보다 ‘녹광’이 더 높았는데, 0.5배 이상의 농도에서는 농도간의 차이가 없었다. 광합성율은‘녹광’의 경우에는 1.0배, ‘꽈리’의 경우에는 0.5배의 농도로 시비하였을 때에 가장 높았으며, 식물체의 생장과 마찬가지로 고 농도의 인산시비는 두 품종 모두 광합성을 억제시켰다. 기공전도도와 수분증발율은 ‘녹광’의 경우에는 1.9배까지 인산의 농도를 높일수록 증가하였으나, 1.0배 이상의 고농도에서는 감소하였다.
PG의 농도가 AM의 경피투과에 미치는 영향은 용해도곡선과 유수분배곡선의 교점인 40% 농도에서 투과극대를 보였다. 지방산 및 지방산 알코올의 촉진효과는 리놀레인산>올에인산>올레일알코올> DHA=EPA=라우린산의 순이었고 PG에 리놀레인산 또는 올레인산을 첨가한 경우는 PG 단독에 비해 129.9 및 43.0배의 투과를 나타냈다. 또, 리놀레인산의 농도증가 (2,5,10%)에 따라 피부/매질 간의 분배계수가 가장 큰 5% 농도의 리놀레인산을 사용했을 때 투과효과가 최대로 나타났다. 한편, AM의 농도증가에 따른 투과효과에 있어서는 포화용해상태인 2% 약물농도에서 투과 flux가 가장 컸다. 라우릴황산타트륨의 첨가는 유의성 있는 효과를 발현하지 못했고 지방산과 병용시에도 지방산 단독 사용시에 비해 오히려 투과를 감소시켰다. 종차에 따른 AM의 피부투과에 있어서는 리놀레인산을 투과촉진제로 사용한 결과 흰주와 무모마우스의 투과 flux가 각각 23.78 및 213.29 $\mu\textrm{g}$/$\textrm{cm}^2$/hr로 무모마우스가 8.97배 높았다. 흰주의 추출액 및 호모지네이트 중에서의 AM의 대사에 있어서는 겉보기 1차 분해속도정수가 표피측추출액, 장막측추출액, 호모지네이트에서 각각 0.0105, 0.572 및 6.153$hr^{-1}$로 호모지네이트 중의 분해속도가 가장 빨라 AM은 피부투과 중에 가장 많이 분해됨을 알았다.
인산암모늄의 첨가에 따른 재조합 대장균의 성장과 그 부산물 생성 관계를 알기 위하여 인산암모늄의 청가 상태에 따른 영향을 검토하였다. 인산암모 늄은 세포 성장에 중요한 작용을 하고 있다. 배양 실시후 8시간에서 12시간 전후에서 인산 암모늄이 거의 흡수되었고 탄소원이 세포에 흡수되는 속도와 인산암모늄이 세포에 흉수되는 속도가 거의 비슷한 현 상으로 진행되었다. 인산 암모늄의 초기농도를 O.5g/ L로 사용할 때 세포 최대 농도는 4.2g/L로 최고를 보였다. 그러으로 세포 성장에 펼요한 인산 암모늄 의 첨가를 초기 인산암모늄 농도 O.5g/L 전후로 첨가함이 적당하다. 그리고 인산암모늄에 trypton을 첨가하지 않는 LB 배지와 trypton을 첨가할 LB 배지에서 세포 성장은 비슷한 결과로 성장되었으며 부산물들의 생성은 acetic acid의 경우는 Trypton을 첨가하지 않으면 많이 생성되고 lactic acid의 경우 는 trypton을 첨가할 때 매우 높게 축적되어졌다. 그러므로 trypton은 세포성장에 그렇게 중요하지 않 는 결과를 보였으며 저해제인 부산물을 적게 나오게 하려면 trypton을 첨가함이 좋고 lactic acid 생성 관계는 더욱 연구되어져야 한다.
본 연구에서는 알루미늄 제작 공정에서 폐기물로 발생하는 gibbsite를 이용하여 용액 내에 존재하는 인산염을 제거하였다. 실험을 수행함에 있어 용액의 pH를 3, 7, 10으로 변화시켜 보았고 인산염 제거에 미치는 여러 인자들 중에서 P : Al 의 비율이 미치는 영향을 살펴보고자 인산염의 농도를 100, 200, 500, 800, 1000 mg/l 로 변화시켰으며, gibbsite 의 양을 2, 4, 8, 10 g 으로 변화시켜 실험하였다. 이러한 실험 결과로부터 72 hr 이후에 용액 내의 인산염 농도가 일정하게 유지된다는 것을 알 수 있있다. 인산염의 제거율은 pH가 낮을수록 높아졌다. 또한 인산염의 초기농도가 낮을수록 제거율이 높아졌으며, 투여된 gibbsite 의 양이 많을수록 제거율이 높아지는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 HT-PEMFC 공기극용 Pt계열 연료극 촉매의 인산이온 피독 특성에 대한 새로운 평가 방법을 제시하였다. 이를 위하여, 기존의 전기화학적 인산이온 피독 측정법인 CV와 ORR RDE 측정법이 갖고 있는 문제점을 저감하기 위하여, 과산화수소를 Pt 촉매와의 반응물로 이용하여 고농도 인산 이온 분위기에서의 내피독성 측정값 오차를 감소시켰다. 그 결과 인산이온 농도 0.1 M 이하의 저농도와 0.5 M 이상의 고농도에서 인산농도 대비 전류밀도의 변화가 직선적으로 나타나, 실제 HT-PEMFC의 구동 환경과 유사한 고농도의 인산이온 분위기에서의 Pt계 인산이온 피독 정량화에 대하여 기존의 측정방법에 비해 우수함을 확인하였다.
시비농도를 인위적으로 조절하여 잎들깨를 관비재배하면서 인산의 시비수준이 생장과 결핍증상 발현에 미치는 영향을 구명하고, 생육을 우수하게 유지할 수 있는 식물체 및 토양의 한계농도를 밝히기 위하여 본 연구를 수행하였다. 인산이 결핍될 경우 전체 지상부 생육이 심하게 억제되었으며, 노엽에서 초기증상이 발현되고, 엽병과 엽신이 자주색을 띄는 특징을 보였다. 증상이 나타난 부위는 점차 갈변하고 괴사하였다. 본 연구의 인산 시비수준 내에서는 농도가 높아질수록 식물 생육이 증가하여 0, 0.5 및 4.0mM 시비구에서 생체중이 각각 0.48g, 9.289 및 25.5g였고, 건물중이 0.06g, 1.46g 및 4.13g으로 조사되었다. 생육이 가장 우수하였던 4.0mM 처리에서 지상부 인산함량과 엽병추출액의 인산 농도가 1.78% 및 $2,040mg{\cdot}kg^{-1}$였고, 이 보다 10%낮은 식물 생육을 최저 한계점으로 판단한다면 각각 0.3% 및 $900mg{\cdot}kg^{-1}$ 이상의 인산 농도를 유지하도록 시비해야 한다고 판단하였다. 정식 65일 후 인산 4.0mM 처리의 토양 인산 농도가 $1.26mg{\cdot}L^{-1}$였으며, 이 또한 수량감소를 방지하기 위해 $0.57mg{\cdot}L^{-1}$ 이상의 토양 농도를 유지하도록 시비해야 할 것으로 판단하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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