• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.140-140
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• 2017

Nutritious and functional foods from crop have received great attention in recent years. Colored-grain wheat contains high phenolic compound and a large number of flavonoid. The anthocyanin and polyphenolic synthesis and accumulation is generally stimulated in response to biotic or abiotic stresses. Here, we analyzed genome wide transcripts in seedling of colored-grain wheat response to ABA and PEG treatment. About 900 and 1500 transcripts (p-value < 0.05) from ABA and PEG treatment were aligned to IWGSC1+popseq DB which is composed of over 110,000 transcripts including 100,934 coding genes. NR protein sequences of Poaceae from NCBI and protein sequence of transcription factors originated from 83 species in plant transcription factor database v3.0 were used for annotation of putative transcripts. Gene ontology analysis were conducted and KEGG mapping was performed to show expression pattern of biosynthesis genes related in flavonoid, isoflavonoid, flavons and anthocyanin biopathway. DroughtDB (http://pgsb.helmholtz-muenchen.de/droughtdb/) was used for detection of DEGs to explain that physiological and molecular drought avoidance by drought tolerance mechanisms. Drought response pathway, such as ABA signaling, water and ion channels, detoxification signaling, enzymes of osmolyte biosynthesis, phospholipid metabolism, signal transduction, and transcription factors related DEGs were selected to explain response mechanism under water deficit condition. Anthocyanin, phenol compound, and DPPH radical scavenging activity were measured and antioxidant activity enzyme assays were conducted to show biochemical adaptation under water deficit condition. Several MYB and bHLH transcription factors were up-regulated in both ABA and PEG treated condition, which means highly expressed MYB and bHLH transcription factors enhanced the expression of genes related in the biosynthesis pathways of flavonoids, such as anthocyanin and dihydroflavonols in colored wheat seedlings. Subsequently, the accumulation of total anthocyanin and phenol contents were observed in colored wheat seedlings, and antioxidant capacity was promoted by upregulation of genes involved in maintaining redox state and activation of antioxidant scavengers, such as CAT, APX, POD, and SOD in colored wheat seedlings under water deficit condition. This work may provide valuable and basic information for further investigation of the molecular responses of colored-grain wheat to water deficit stress and for further gene-based studies.

• 환경영향평가
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• 제29권2호
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• pp.144-155
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• 2020

본 연구에서는 다양한 생태계의 보전 및 생물다양성 보전과 증진을 통한 생태계의 지속가능한 이용을 위하여 우리나라 생태계 보호지역 확대를 위한 평가기법과 이의 정책적 활용 방향을 제시하였다. 이를 위하여 첫째, 생태계 보호지역 평가기법 활용 현황을 분석하였고, 둘째, 생태공학 기법을 기반으로 지역 규모의 생태계 보호지역 평가를 위한 개념 모형을 제시하였으며, 셋째, 이러한 분석 결과의 활용 방안을 제언하였다. 국외에서 보호지역 지정 시 다양한 분석 모형을 활용하고 있는 것과 달리, 우리나라의 경우 장기 생태계 모니터링 및 생태연구 자료가 부족하여 보호지역 지정 분석기법의 개발 및 적용이 미흡한 상태이다. 특히 미소 규모나 지역 규모보다는 국가 규모의 분석에 기반한 보호지역 지정이 주를 이루고 있어 지역 규모의 다양한 생태계가 반영되지 못하고 있다. 보호지역의 합리적인 지정과 효과적인 관리를 위해서는 다양한 인자들과 인자들 간의 상호작용을 고려한 지역 규모의 종합분석이 필요하며, 이를 위하여 본 연구에서는 생태공학 기법을 토대로 한 보호지역 분석의 개념 모형을 제시하였다. 본 연구에서 제시한 생태계 보호지역 분석은 다양한 생물 인자 및 비생물 인자, 그리고 이들의 상호작용 및 미래 환경변화를 고려한 각 지역 생태계의 특성을 반영하기 때문에 현재 우수한 생태계뿐만 아니라 앞으로 중요하게 보호해야 할 생태계를 보호지역으로 편입할 수 있는 근거를 제시하였다. 그러나 본 연구에서 제시한 분석 기법의 충분한 활용을 위해서는 각 지표항목과 지표항목에 속하는 인자들에 대한 개별 생태연구 자료 및 공간자료가 필요하다. 이러한 분석의 한계를 해결하기 위해서는 장기간의 생태자료와 종별 서식지 환경조건에 대한 연구 자료가 필요하며 서식지 모형, 생태모형, hybrid 모형 등 경관생태모형을 활용한 분석이 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.632-640
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• 2017

울산만에서 강우에 의한 염분구배 및 환경요인이 분변계 대장균의 계절적, 지역적 분포에 미치는 영향을 파악하기 위해, 2013년 2월부터 2015년 11월까지 계절 조사를 총 12회 수행하였다. 아울러 울산만 내측과 외측의 염분구배 및 지리학적 특성을 기반으로 13개 정점을 3개의 구역(I, II, III)으로 나누어 평가하였다. 조사기간 중 수온과 염분은 각각 $8.5-26.1^{\circ}C$와 13.5-34.4 psu의 범위, 엽록소-a는 $0.4-74.0{\mu}g\;L^{-1}$, 투명도는 0.5-10.0 m로 변화하였다. 특히 염분농도는 2014년 춘계, 하계, 추계 울산만 내측의 구역 I에서 낮은 농도로 관찰되었고, 만 외측의 구역 III으로 갈수록 증가하였다 (one-way ANOVA, p < 0.05). 아울러, 해역의 염분구배는 대장균의 분포에도 영향을 미쳤고, 특히 태화강의 영향을 강하게 받는 구역 I에서 가장 높게 관찰되었고, 다음으로 구역 II, 구역 III순으로 나타났다. 대장균 개체수는 투명도(r = -0.36; p < 0.05)와 더불어 염분과 음의 상관성(r = -0.53; p < 0.01)이 확인되었고, 이는 육상기원의 대장균이 해역으로 유입될 경우 염분이 낮은 환경에서 보다 유리하게 증식한다는 것을 의미한다. 결과적으로 울산만 내만에서는 잦은 집중강우(< 50 mm)로 인한 육상기원 오염원이 하천 및 태화강으로 유입되어 울산만 최내측인 구역 I에서 현저하게 영향을 미쳤고, 염분구배에 따라서 대장균 개체수도 희석되어 만 외측으로 향할수록 낮게 나타나는 것을 파악하였다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.1-6
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• 2013

생태계는 다양한 환경 내에 다양한 생물종이 서로 상호작용하고 있는 복잡계이다. 이들 상호작용은 계층적 먹이그물 구조를 이루고 있는데, 많은 경우, 포식자-피식자-식물의 관계를 보여준다. 포식자-피식자 경쟁관계는 시공간적으로 일어나는 현상이기 때문에, 초기시점에서의 개체들 분포와 밀도가 어떠한가는 매우 중요한 정보를 담고 있다. 본 연구에서는, 이들 세 단계 계층구조의 생태계를 간단한 격자 모델로 구성하고 이 모델을 사용하여 각 종의 초기 개체군 밀도가 변함에 따라 생태계 안정성이 어떻게 변하는지를 연구하였다. 격자공간은 $L{\times}L$ 크기의 L(=100) 사각격자로 구성되었다. 식물의 초기 밀도는 0.2로 고정하였다. 시뮬레이션 결과는, 포식자의 밀도가 0.4이하, 피식자의 밀도가 0.5이하일 때 두 종이 공존하는 것을 보여 주었으며, 포식자 밀도가 0.5이상, 피식자 밀도가 0.6 이상의 조건에서는 두 종이 멸종하는 것을 보여 주었다. 공존과 멸종의 두 상태가 접하는 영역의 조건에서는 확률적으로 공존하기도하고 멸종하기도 하는 비선형성이 강한 행동을 보여 주었다. 본 연구를 통해 초기종의 밀도가 생태계 안정성에 매우 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다.

• 한국환경생태학회지
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• 제33권6호
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• pp.722-733
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• 2019

본 연구는 계룡산국립공원 공원문화유산지구로 지정된 동학사, 갑사, 신원사를 대상으로 식물사회학적 식생조사자료를 바탕으로 식생구조를 파악하여 생태적 특성을 구명하여 사찰림의 생태적 보전관리 방안을 마련하는데 기초 자료를 제공하고자 2018년 9월부터 2019년 5월까지 총 29개소의 산림식생조사를 수행하였다. 계층적 군집분석 결과, 느티나무-으름덩굴-황매화군락(VU1), 졸참나무-작살나무-까치박달군락(VU2), 소나무-산벚나무-쇠물푸레나무군락(VU3)으로 식생유형이 각각 구분되었으며, 각 식생단위별 지표종은 각각 12분류군, 8분류군, 6분류군으로 나타났다. 중요치 분석 결과, 모든 식생단위에서 느티나무의 중요치가 가장 높게 나타났으며, 종다양도 분석 결과, 식생단위 3의 종다양도가 0.939으로 다른 식생단위와 비교하였을 때 상대적으로 높게 나타났다. 식생유형과 무생물적입지환경, 생물적입지환경과의 상관관계분석을 CCA를 통해 분석한 결과, 무생물적 환경인자와의 관계는 식생단위 2와 해발고도가 음의 상관관계를 가지는 경향을 보였으며, 생물적 환경인자와의 관계에서는 뚜렷한 상관관계가 나타나지 않았다.

• 한국습지학회지
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• 제22권2호
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• pp.113-120
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• 2020

본 연구에서는 국가적색목록 취약종(VU)인 꼬리명주나비와 그것의 유일한 먹이 식물인 쥐방울덩굴의 보전을 위하여, 수변 지역에 서식하는 쥐방울덩굴의 서식지 환경과 이들 중 생육과 생식에 영향을 미치는 주요 환경 요인을 파악하고자 하였다. 이를 위하여 네 개의 국내 쥐방울덩굴 서식지(가평, 평택, 청주, 여주)에서 2018년 7월과 10월에 방형구 조사를 수행하였으며, 주요 동반종, 초식 곤충의 출현 여부, 지지대의 유형, 토양의 이화학적 특성을 조사하였다. 조사결과 쥐방울덩굴 개체군의 서식지 환경과 생육 및 생식 양상은 지역에 따라 다르게 나타났다. 특히, 평택 개체군에서 가장 빠른 생육 속도와 개화 및 결실 시기를 나타냈으며, 청주와 여주 개체군에서는 인간의 교란으로 인한 지상부 손상이 원활한 생육을 방해한 것으로 드러났다. 본 연구에서 쥐방울덩굴의 생육 속도는 쥐방울덩굴의 초기 생육 시기부터 제공된 지지대의 유형에 영향을 받은 것으로 판단된다. 쥐방울덩굴의 개화 및 결실 시기에는 경쟁과 섭식 스트레스의 생물적 요인과 높은 토양 양이온 함량의 비생물적 요인이 복합적으로 작용한 것으로 여겨진다. 따라서 쥐방울덩굴 개체군의 빠른 생육과 적절한 시기의 개화와 결실을 위해서 안정적인 지지대의 제공과 경쟁과 섭식 스트레스의 완화를 위한 노력이 필요할 것으로 보인다.

• 생명과학회지
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• 제29권11호
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• pp.1281-1293
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• 2019

근권은 식물 뿌리와 토양 미생물이 서로의 신호를 주고 받으며 끊임없이 상호반응하는 역동적인 장소이다. 근권 주위에서 식물의 생장과 생산성에 유익한 토양 미생물을 식물생장촉진근권미생물(Plant Growth Promoting Rhizobacteria, PGPR)이라 칭하며, 이 PGPR은 식물 전 생장기간동안 생물학적 및 비생물학적 스트레스에 대한 저항성, 식물 호르몬 조절, 영양분의 흡수와 이용 등에 영향을 끼침으로써 식물의 생장과 발달, 면역, 생산력 등 중요한 생명 과정에 관여한다. 그리고, PGPR은 식물 생장을 유도하는 2차 대사산물이나 휘발성 유기 화합물을 생산하고, 식물의 뿌리 역시 식물 유해한 인자 혹은 병원성 인자에 대항하여 자신을 보호하거나 토양 성질 개선을 위해, PGPR을 유인하고 정착시키기 위한 물질을 생산, 분비한다. 그러므로, 식물과 PGPR 사이의 상호작용은 필수적이면서도 상호의존적이다. 현재까지, PGPR에 대한 많은 연구는 직간접적 개념에 대하여 공통적 또는 다양한 조건들에서 여러 방식으로 PGPR의 기능을 밝히는 방향으로 전개되어 왔다. 본 총설에서는 세포분열과 팽창, 분화에 의한 식물의 생장과 발달의 촉진, 식물생장조절인자와 호르몬의 유도, 영양물질의 고정, 용해, 무기화를 촉진하기 위한 PGPR의 역할과 전략을 소개하였다. 또한 PGPR와 토양 미생물군의 효과에 대한 현재까지의 연구 정보를 요약하였다.

• 생태와환경
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• 제51권3호
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• pp.205-211
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• 2018

본 연구에서는 다른 환경에서 채집된 윤충류 개체의 체장을 측정하고 기존에 제시된 윤충류 생체량 측정 방법에 적용하여, 생체량 값의 분포 검증 및 비교를 실시하였다. 이를 바탕으로 적절한 윤충류 생체량 계산 방법에 대해 고찰하고, 체장 측정 없이 종별 생체량의 대푯값을 사용하는 것이 가능한지에 대한 여부를 판단했다. 검증을 위한 대상으로 국내외적으로 우점하고 단순한 형태를 가지는 Polyarthra 속을 선정, 한강, 낙동강 및 팔당호에서 시료를 채집, 분석하였다. 지점에 따른 Polyarthra spp. 개체의 체장은 통계적으로 유의한 차이를 나타내어, 지점별 체장의 차이가 생체량 대푯값을 이용하는데 발생하는 오차의 원인이 될 수 있는 것으로 분석되었다. 보다 정확한 생체량 계산을 위해 윤충류 개체의 체장 측정은 필수적인 것으로 판단되며, 생체량 계산 시 오차가 5% 이하일 확률을 99% 이상으로 높이기 위해서는 44개체 이상의 체장을 측정해야 하는 것으로 나타났다. 측정한 체장을 이용한 생체량 계산에는 EPA 계산식 대비 McCauley (1984)의 계산식을 사용하는 것이 보다 적합할 것으로 보이지만, 기술 검증이 어려운 항목이기 때문에 향후 본 조사에서 보여진 지점 간 변이 이외에 윤충류의 복잡한 형태 및 다양한 부속지의 변화 등을 고려하여 다양한 종을 대상으로 한 추가적인 분석이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국환경생태학회지
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• 제33권4호
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• pp.402-407
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• 2019

본 연구에서는 멸종위기 야생생물 II급이자 천연기념물(453호)인 한국산 남생이 Mauremys reevesii가 집단으로 발견된 경북 경주시 내 저수지의 특성을 파악하였다. 또한 서식지 내에서 남생이의 생존에 직 간접으로 위협이 되는 생물 및 비생물적 요인들을 조사하였다. 남생이가 집단으로 발견된 지역은 농업용으로 관리 중인 저수지이다. 서식지 주변에는 수몰나무 지대, 석축, 산림, 갈대밭, 농경지(논)가 형성되어 있었다. 저수지 내 모든 남생이들은 저수지 북면에 형성되어 있는 수몰나무지에서만 발견되었다. 2018년 5월 10일과 8월 9일에 걸친 현지 조사에서 발견된 남생이의 수는 각각 28 개체와 21 개체였다. 남생이에게 위협이 되는 붉은귀거북과 황소개구리가 서식지 주변에서 다수 발견되었다. 문화재 발굴 작업, 화학 비료 그리고 생활 쓰레기가 저수지 곳곳에서 발견되었으며, 이는 남생이에게 큰 위협요인이 될 것으로 추정된다. 당해 연도 태어난 개체들은 확인되지 않았지만 아성체들이 다수 발견된 것을 고려하면 자연 번식이 충분히 이루어지고 있는 것으로 추정된다. 하지만 경쟁종인 붉은귀거북의 아성체 역시 발견되었기 때문에 남생이에게는 지속적인 문제가 될 수 있다. 연구의 결과를 종합하면, 국내 최대 규모의 남생이 개체군을 보호하기 위한 방법으로는 서식지 내 보전 방법이 적극적으로 고려되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제100권1호
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• pp.34-41
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• 2011

본 연구에서는 울릉도 태하령의 섬잣나무-솔송나무림에서 10개의 영구방형구($10m{\times}10m$) 및 30개의 소방 형구($1m{\times}3m$)를 설치하여 임분구조, 식생조성 및 종다양성을 밝히며 종다양성 모형을 수립하였다. 섬잣나무-솔송나무 임분의 광량은 평균 $3.7mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}day^{-1}$, 수관 열림도는 평균 8.6 %로 분석되었다. Mantel 검정 결과, 임분 상층의 구조가 장기적으로 지속되기 어려울 것으로 나타났다. 하층식생의 조성은 지상부의 구조 및 토양 나출도와 유의한 상관을 나타내었다. 중회귀분석을 통한 종다양성 모형에서 섬잣나무의 양적 요인(단면적 및 밀도) 및 숲 바닥 조건이 유의한 예측변수로 분석되었다. 섬잣나무-솔송나무림의 유지에는 비교적 큰 규모의 교란이 필요할 것으로 생각되며, 종다양성을 유지하기 위해서는 여우꼬리사초 및 큰두루미꽃과 같은 단일 군반을 형성하는 교란지 종의 확장을 제어하는 것이 필요하다.