• Journal of Plant Biotechnology
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• 제41권3호
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• pp.146-158
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• 2014

카멜리나(Camelina sativa)는 십자화과(Brassicaceae)에 속하는 유지작물이다. 카멜리나 종자에는 건물 중의 약 40%에 해당하는 저장 오일을 가지고 있고, 이러한 저장오일은 식품뿐만 아니라 산업재료로 이용이 가능하다. Microsomal delta-12 fatty acid desaturase2 (FAD2) 효소는 oleic acid를 linoleic acid로 전환시키는데, 종자 내 oleic acid의 함량 차이를 보이는 품종들에서 FAD2 유전자의 polymorphism이 보고되었다. 본 연구에서는 카멜리나(Camelina sativa L. 품종 CAME)에 존재하는 3개의 FAD2 유전자를 발달하는 종자로부터 분리하였다. 3개의 카멜리나 FAD2 유전자의 염기서열 및 아미노산 서열은 카멜리나 품종 Sunesone과 SRS933으로부터 확인된 FAD2 유전자들과 여러 단자엽 및 쌍자엽 식물의 FAD2 유전자들의 염기서열 및 아미노산 서열과 상동성을 비교하였다. FAD2 효소의 활성을 결정짓는다고 알려진 histidine motif (HECGHH, HRRHH 그리고 HVAHH)와 효소 활성에 영향을 주는 SNP (single nucleotide polymorphism) 마커라고 알려진 소수성 아미노산 계열인 valine 혹은 isoleucine이 3 개의 카멜리나 FAD2에서도 잘 보존되어 있음을 확인하였다. 세개의 카멜리나 FAD2 유전자들 중 CsFAD2-1의 경우 카멜리나의 발달하는 조직에서 전반적으로 높은 발현 양상을 보이는 반면 CsFAD2-2와 CsFAD2-3.1은 꽃과 발달하는 종자에서 특이적인 발현을 보였다. 애기장대 fad2-2 돌연변이체에 3개의 카멜리나 FAD2를 각각 도입한 형질전환 식물체의 종자에는 애기장대 fad2-2 돌연변이체 종자대비 oleic acid의 함량이 감소하고, linoleic acid 함량은 증가하는 표현형이 관찰되었다. 이러한 결과는 카멜리나로부터 분리된 3개의 FAD2가 효소로서 활성을 가지고 있다는 것을 의미한다. 더불어 분리된 카멜리나의 FAD2 유전자는 종자 오일 성분이 변화된 유지작물을 개발하는데 응용될 수 있을 것이다.

• 유기물자원화
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• 제19권1호
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• pp.123-130
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• 2011

바이오가스를 위주로 에너지자립을 추구하는 저탄소녹색마을 내에서 발생하는 혐기소화액을 순환 이용함에 있어서 벼 재배시 통합혐기소화액과 돈분혐기소화액 시용의 영향을 비교하였다. 토양검정분석을 통해 혐기소화액을 시용하고 토양 특성과 벼의 생육을 조사하였다. 벼의 생육은 화학비료구와 혐기소화액 처리구가 유사한 경향을 보였으며 수확량에서는 화학비료구에 비해 혐기소화액 처리구에서 모두 수량이 높게 나타났으며, 통합혐기소화액은 200%, 돈분혐기소화액은 100% 처리구에서 높은 수량을 보였다. 알곡과 볏짚의 질소흡수량은 화학비료구에 비해 혐기소화액 처리구에서 많았으며 흡수된 질소 효율은 화학비료 처리구에서 가장 높았으며 시용된 질소량의 이용 효율면에서는 돈분혐기소화액 100% 처리구가 가장 높았다. 수확후 토양에서는 혐기소화액을 처리한 구에서 pH와 치환성 양이온이 증가하였으며 염류 집적은 나타나지 않았다. 혐기소화액을 활용할 수 있는 적정 농경지 확보와 토양검정을 통한 적정 양분 시용으로 저탄소녹색마을에서의 자원 순환을 추구할 수 있을 것으로 판단되며, 장기적인 관점에서 농경지 환경과 논 생태계에 미치는 영향에 대한 연구가 지속되어야 할 것이다.

• 한국작물학회지
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• 제54권4호
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• pp.452-457
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• 2009

본 시험은 벼가 저온 피해를 받았을 때 수확 전에 쌀 수량 및 품질변화를 예측하여 쌀 수급계획 수립 및 벼 안정생산기술 개발의 기초자료를 제공하고자, 2007년 국립식량과학원 춘천출장소 냉해검정 포장에서 오대벼를 이용하여 수행하였다. 냉해를 유발하기 위해서 수온이 $17^{\circ}C$인 물을 유수형성기부터 출수기까지 관개 처리하였다. 수확은 임실률에 따라서 하였고, 품질분석 항목은 등숙률, 제현률, 현미천립중, 단백질함량 등을 조사하였다. 품질특성분석은 임실률 변화에 따라서 각 항목별로 하였다. 1. 임실률에 따른 등숙률은 y=1.0444x-7.6597$(R^2=0.9874^{**})$의 관계가 있어서 임실률이 1% 증가하면 등숙비율은 1.0444% 증가하여, 임실률이 40~50%일 때 등숙비율은 34.1~44.6%, 임실률 60~70%일 때 등숙비율은 55~65.4%, 임실률 80~90%일 때 등숙비율은 75.9~86.3%이었다. 2. 완전미율은 임실률 변화에 따라 회귀분석을 하면 y=-0.2306x+104.32$(R^2=0.634^*)$로 임실률과 부의 관계가 있어서, 저온 피해를 받았을 때 임실률에 따른 완전미율 예측이 가능하여 임실율이 40%일 때 완전미율은 95.1%, 임실률이 50~60%일 때 완전미율은 92.8~90.5%, 임실률이 70~80%일 때 완전미율은 88.2~85.9%, 임실률이 90%일 때 완전미율은 83.6%로 임실률이 높으면 완전미율은 낮았다. 3. 단백질함량는 임실률에 따라서 y=-0.046x+10.875$(R^2=0.6973^*)$의 관계가 있어서 임실률이 증가하면 감소하는 경향으로 임실률이 40~50%일 때 단백질함량은 9.0~8.6%, 임실률 60~70%일 때 단백질함량은 8.1~7.7%, 임실률 80~90%일 때 단백질함량은 7.2~6.7%이었다. 이와 같이 저온피해 정도가 커서 임실립수가 적어지면 단백질함량은 높아져서 쌀 품질을 저하시킨다. 4. 저온피해를 받은 벼의 쌀은 자연구보다 아밀로스함량은 높고, 현미천립중, 정현비율, 현백비율은 낮으며, 백미의 백도는 비슷하였으나, 임실률에 따른 뚜렷한 경향은 없었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권4호
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• pp.514-523
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• 2020

이동성이 없는 식물은 주위 환경에서 다양한 형태의 스트레스를 받게 되는데 이를 대응하기 위한 방어 기작으로 스트레스 저항성 단백질과 조절 단백질이 생성된다. 앱시스산은 이러한 신호전달 역할을 하는 호르몬 분자로 잘 알려져 있으며, 잎의 노화, 종자의 휴면 등 식물의 생리적 반응에도 관여한다. 특히 식물이 아닌 동물, 조류(algae) 등 다른 생물계에서도 다양한 기능을 수행하는 것으로 밝혀졌다. 본 총설에서는 앱시스산의 생합성 및 신호전달 과정 그리고 그 기능에 대하여 조사하였고, 농생명공학, 의생명공학, 산업생명공학을 포함한 다양한 생명공학분야에서 앱시스산을 활용한 작물량 증대, 질병 치료제 개발, 바이오에너지 생산 등 최신 응용 연구 및 산업적 활용에 대한 동향을 살펴보았다.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제6권4호
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• pp.355-358
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• 2017

Amur silver grass, Miscanthus sacchariflorus is one of the promising biofuel weeds. A damage of noctuid pest, Leucapamea askoldis was firstly observed from Amur silver grass in Hwasun silver grass plantation during the survey of insect pests of Amur silver grass in Iksan, Hwasun, and Sancheong plantation areas in Korea. The host of L. askoldis was not known yet in Korea. The L. askoldis damage was observed as larval feeding on newly grown shoots and roots of M. sacchariflorus close to soil surface from early May in 2013. Investigated larval density was $1.6{\pm}1.1per\;m^2$ on April 4 and damage rate of shoots was $0.8{\pm}0.4%$ on May 4, 2013. The larvae bore into shoots of M. sacchariflorus and feed on the inside of plant. The damaged shoots are easily pulled out and distinguished by the boring hole on the shoots. L. askoldis was potential insect pest in M. sacchariflorus plantation areas.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제16권3호
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• pp.653-682
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• 2007

In this study, multi-sectoral partial equilibrium and computable general equilibrium models of Taiwan are used to investigate the direct and indirect effects of energy price increases on overall economies and agro-food sector in Taiwan. The results suggest that agricultural prices, production cost would increase between 0.27% to 1.88%, and a reduction in GDP around 0.39% to 0.54 %. The negative impact on livestock sector is slightly higher than that on the crop sector. Negative impacts are also observed in the employment and wages. The rising oil price has the potential to discourage production of energy-intensive activity because of the possibility of substitution and adaptations. The growth rate of real GDP will shrink by 0.64% to 1.06% and CPI will increase by 1.17% to 1,95%. Both the agriculture and non-agricultural sector also respond by raising output prices by 0.80% to 1.33%. The rising international oil price has urged the government to take policy actions like using alternative fuels such as biodiesel, bioethanol, and adopting measures to cut down on energy consumptions mainly in transportation sectors in response to public concern over economic shocks.

• 한국농공학회논문집
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• 제55권6호
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• pp.69-75
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• 2013

Miscanthus has received wide attention as an option for biomass production in Korea, recently. New strain of giant miscanthus has been developed and was planted in two large trial sites (184 ha) in the lower reaches of the Geum River. To evaluate the susceptibility of the giant miscanthus as an bioenergy crop for the future, we investigated the influence of the giant miscanthus on the soil properties. The particle size, CEC, pH, EC, T-N, T-P, heavy metal total concentration, and heavy metal fractions of soil samples collected from abandoned field, 1 year old giant miscanthus field (1st Year GM), and 2 year old giant miscanthus field (2nd Year GM) at different depths of 0~15, 15~30, and 30~45 cm in April and August were analyzed. Results showed that the CEC and pH of the soil of the giant miscanthus field were lower than those of the soil of abandoned field. The EC of 2nd GM was lower than that of abandoned field, indicating that the giant miscanthus may facilitate soil desalination process. The organic and sulfide fraction and residual fraction of heavy metals in the giant miscanthus field was higher than in abandoned field, due to the low pH of the giant miscanthus field and the excretion of phytosiderophores by rhizome of the giant miscanthus. This study showed that the giant miscanthus can influence on the soil properties and further study for long term is needed to elucidate the interaction between the soil and the giant miscanthus.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권6호
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• pp.1286-1294
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• 2011

This paper reviews the future directions and perspectives on the soil environmental researches in the 21 century. Previously, the principal emphasis of soil environmental researches had put on the enhancement of food and fiber productions. Beside the basic function of soil, however, the societal needs on soil resources in the 21st century have demands for several environmental and social challenges, occurring regionally or globally. Typical global issues with which soil science should deal include food security with increasing agronomic production to meet the exploding world population growth, adaptation and mitigation of climate change, increase of the carbon sequestration, supply of the biomass and bioenergy, securing the water resource and quality, protection of environmental pollution, enhancing the biodiversity and ecosystem health, and developing the sustainable farming/cropping system that improve the use efficiency of water and agricultural resources. These challenges can be solved through the sustainable crop production intensification (SCPI) or plant welfare concept in which soil plays a key role in solving the abovementioned global issues. Through implementation of either concept, soil science can fulfill the goal of the modern agriculture which is the sustainable production of crops while maintaining or enhancing the ecosystem function, quality and health. Therefore, directions of the future soil environmental researches should lie on valuing soil as an ecosystem services, translating research across both temporal and spatial scales, sharing and using data already available for other purposes, incorporating existing and new technologies from other disciplines, collaborating across discipline, and translating soil research into information for stakeholders and end users. Through the outcomes of these approaches, soil can enhance the productivity from the same confined land, increase profitability, conserve natural resource, reduce the negative impact on environment, enhance human nutrition and health, and enhance natural capital and the flow of ecosystem services. Soil is the central dogma, final frontier and new engine for the era of sustainability development in the $21^{st}$ century and thus soil environmental researches should be carried according to this main theme.

• 한국식품영양과학회지
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• 제37권11호
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• pp.1523-1528
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• 2008

품종에 따른 식혜의 제조 적성을 평가하기 위하여 일품, 설갱, 백진주, 백진주1호 및 동진찰벼 쌀의 품종별 도정특성, 품위특성 및 이화학적 특성 등의 원료특성과 제조된 식혜의 이화학적 및 관능적 특성을 측정한 결과 제현율, 현백율 및 도정율은 일품이 가장 높은 것으로 나타났으며, 천립중은 동진찰이 가장 무겁고 설갱이 가장 가벼운 것으로 나타났다. 알칼리붕괴도는 찹쌀보다 반찰이나 멥쌀이 높게 나타났으며, 단백질함량은 각각 5.4, 7.3, 6.2, 6.8 및 5.9%로 나타났다. 아밀로스 함량은 멥쌀인 일품과 설갱은 18.9 및 19.3%로 나타났으며, 반찰계열인 백진주와 백진주1호는 9.1 및 11.5%로 나타났고 찹쌀인 동진찰은 검출되지 않는 것으로 나타났다. 제조된 식혜의 당화 완료 후 당도는 백진주가 $10.00^{\circ}Bx$로 가장 높게 나타났고 탁도를 측정한 결과 동진찰이 가장 맑은 것으로 나타났고 pH는 일품 식혜가 5.52로 낮게 나타났다. 식혜의 색도를 측정한 결과 L-value는 동진찰에서 24.91로 가장 낮은 수치를 보였고 일품으로 제조한 식혜가 44.62로 가장 백색을 많이 띠는 것으로 나타났다. a-value는 동진찰에서 -0.70로 가장 높은 수치를 보였고 b-value는 백진주1호, 백진주, 일품, 설갱, 동진찰 순으로 높은 수치를 보이는 것으로 나타났다. 식혜의 maltose의 함량은 백진주(6.269 g/100 mL) 및 백진주1호(6.589 g/100 mL)가 높은 함량을 보이는 것으로 나타났다. 상대비교법으로 관능검사를 실시한 결과 전체적인 기호도는 설갱이 동진찰과 유사한 것으로 나타났으며, 색은 전체적으로 흰색을 많이 띠어 선호도가 떨어지는 것으로 나타났으며, 색과 맛은 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권3호
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• pp.190-195
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• 2018

고구마는 21세기 인류가 당면한 식량, 에너지, 환경, 보건문제 등을 해결하는 21세기 구원투수로 등장하고 있다. 고구마는 식량자원 뿐만 아니라 바이오에탄올, 기능성 사료, 항산화물질 등 고부가가치소재를 생산하는 생체반응기로 평가된다. 미국 공익과학단체(The nonprofit Center for Science in the Public Interest, CSPI)는 고구마가 저분자항산화물질, 식이섬유, 칼륨 등을 고함유하고 있는 고구마를 몸에 좋은 10대 슈퍼식품 가운데 하나로 선정하였다. 미국 농무부는 고구마를 전분작물 가운데 식량수급에 영향을 최소화하는 척박한 토양에 가장 적합한 바이오에너지작물로 평가하였다. UN 식량농업기구는 2050년에 세계인구가 97억 명이 될 것이며 지금 추세로 식량을 사용하면 2050년에는 지금의 1.7배의 식량이 필요하다고 전망했다. 어떻게 미래 식량위기를 극복할 것인가? 이러한 측면에서 척박한 토양에서도 어느 정도 수량을 보장하는 고구마가 지구가 당면한 제반 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대된다. 본 논문에서는 세계 고구마 유전자원과 생산현황을 살펴보고, 글로벌 식량자원 및 고부가가치 바이오소재 측면에서 새로운 고구마의 북방로드 개척 및 상업적 대량재배를 위한 선결과제를 기술하고자 한다.