• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제27권9호
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• pp.1681-1691
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• 2017

This study investigated the effect of proline addition on the salt tolerance of Tetragenococcus halophilus. Salt stress led to the accumulation of intracellular proline in T. halophilus. When 0.5 g/l proline was added to hyperhaline medium, the biomass increased 34.6% (12% NaCl) and 27.7% (18% NaCl) compared with the control (without proline addition), respectively. A metabolomic approach was employed to reveal the cellular metabolic responses and protective mechanisms of proline upon salt stress. The results showed that both the cellular membrane fatty acid composition and metabolite profiling responded by increasing unsaturated and cyclopropane fatty acid proportions, as well as accumulating some specific intracellular metabolites (environmental stress protector). Higher contents of intermediates involved in glycolysis, the tricarboxylic acid cycle, and the pentose phosphate pathway were observed in the cells supplemented with proline. In addition, addition of proline resulted in increased concentrations of many organic osmolytes, including glutamate, alanine, citrulline, N-acetyl-tryptophan, and mannitol, which may be beneficial for osmotic homeostasis. Taken together, results in this study suggested that proline plays a protective role in improving the salt tolerance of T. halophilus by regulating the related metabolic pathways.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권7호
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• pp.926-933
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• 2023

Aspergillus oryzae KCCM 11372 was used to enhance the production of β-glucan using humidity control strategies. Under conditions of 60% humidity, solid-state fermentation (SSF) increased the yields of enzymes (amylase and protease), fungal biomass (ergosterol), and β-glucan. The maximum concentrations obtained were 14800.58 U/g at 72 h, 1068.14 U/g at 120 h, 1.42 mg/g at 72 h, and 12.0% (w/w) at 72 h, respectively. Moreover, the β-glucan containing fermented brown rice (β-glucan-FBR) extracts at concentrations of 25-300 ㎍/ml was considered noncytotoxic to 3T3-L1 preadipocytes. We then studied the inhibitory effects of the extracts on fat droplet formation in 3T3-L1 cells. As a result, 300 ㎍/ml of β-glucan-FBR extracts showed a high inhibition of 38.88% in lipid accumulation. Further, these extracts inhibited adipogenesis in the 3T3-L1 adipocytes by decreasing the expression of C/EBPα, PPARγ, aP2, and GLUT4 genes.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제50권
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• pp.215-224
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• 2023

Disinfecting water containing pathogenic microbes is crucial to the food safety of fresh green agricultural products. The UV-activated peracetic acid (UV/PAA) treatment process is an efficient advanced oxidation process (AOP) and a versatile approach to disinfecting waterborne pathogens. However, its effects on plant growth remain largely unknown. This study found that low-dose UV/PAA treatment induced moderate oxidative stress but enhanced the innate immunity of Arabidopsis against Pseudomonas syringae pv. (Pst) DC3000. When applied as water sources, 5- and 10-ppm UV/PAA treatments slightly reduced biomass and root elongation in Arabidopsis seedlings grown under hydroponic conditions. Meanwhile, treatments of the same doses enhanced defense against Pst DC3000 infection in leaves. Accumulation of hydrogen peroxide and callose increased in UV/PAA-treated Arabidopsis samples, and during the post-infection period, UV/PAA-treated seedlings maintained vegetative growth, whereas untreated seedlings showed severe growth retardation. Regarding molecular aspects, priming-related defense marker genes were rapidly and markedly upregulated in UV/PAA-treated Arabidopsis samples. Conclusively, UV/PAA treatment is an efficient AOP for disinfecting water and protecting plants against secondary pathogenic attacks.

• 한국작물학회지
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• 제59권4호
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• pp.532-538
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• 2014

비소 함유 골재를 토양개량제로 사용하였을 경우 광미에 포함된 유효태 또는 광물로 존재하는 비소가 용출되어 식물생육에 미치는 영향을 조사하기 위해 실험 한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 중세사에서 자갈크기의 유비철석 입자시료에서는 비소가 약 $95.28mg\;kg^{-1}$ 정도 함유된 있으나 밭토양 시료에서는 비소가 없는 것으로 조사되었다. 2. 상추 재배토양에 함유된 양을 기준으로 생물학적 이용가능 비소와 그리고 상추로 전이된 비소의 양의 비율을 비교한 결과 토양으로부터 생물학적 이용 가능 비소 형태로 전환된 비소의 비율은 최저 2.20%에서 최대 3.31%로 조사되었다. 3. 상대적 생물학적 이용가능 비소와 상추내 비소 지수는 정의 상관관계를 보이고 있는 반면 이의 비소 지수가 증가함에 따라 상추의 엽장, 엽폭, 엽수, 생체중과 건물중 모두 반비례로 감소하는 것으로 조사되었다. 4. 입자직경이 토양보다 큰 모래 또는 자갈크기의 비소를 포함한 자갈이 혼합량이 증가됨에 따라 식물가용수분 함량이 감소될 뿐만 아니라 상추가 자라는 동안 비소를 포함된 유비철석입자부터 비소가 토양내로 용존되어 작물체내로 전이기 증가되어 상추 엽장, 엽폭 엽수, 생체중, 그리고 건물중에 영향을 준 것으로 판단한다.

• 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.

• 한국산림과학회지
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• 제71권1호
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• pp.33-39
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• 1985

여천공업단지주변(麗川工業團地周邊)의 곰솔림(林)에 6개(個)의 조사지(調査地)를 설정(設定)하고, 대기오염물질(大氣汚染物質)이 곰솔림(林)의 물질생산량(物質生産量)에 미치는 영향(影響)을 조사(調査)하였다. 곰솔의 활력도(活力度)와 엽내(葉內)의 수용성(水溶性) 황(黃) 및 불소(弗素)의 함량(含量)은 오염원(汚染源)에 가까울수록 그 값이 증가(增加)하였다. 현존량밀도(現存量密度) 및 순생산량(純生産量)은 조사지(調査地)4가 각각(各各) $1.01kg/m^3$, 5.90t/ha/yr으로 가장 큰 값을, 조사지(調査地) 3이 각각(各各) $0.66kg/m^3$, 0.32t/ha/yr으로 가장 작은 값을 나타냈다. 잎의 순동화율(純同化率) 및 간재생산능률(幹材生産能率)은 각각(各各) 0.4~1.6kg/kg/yr, 0.3~1.3kg/kg/yr이었다. 최근(最近)의 연년재적생산율(連年材積生産率)은 피해(被害)가 경미한 지역(地域)이 16.0%이었으며, 심한 지역(地域)이 4.0%내외(內外)이었고, 단목당(單木當) 최대총평균생산량(最大總平均生産量)은 경미한 지역(地域)이 $0.0040m^3$이었고, 심한 지역(地域)이 $0.0008m^3$이었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권1호
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• pp.96-104
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• 2010

무균 및 온실조건에서 indole-3-acetic acid (IAA)의 처리와 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase (ACCD) 및 IAA 활성을 갖는 Methylobacterium 균주 접종 시 토마토와 고추의 생장을 비교 평가하였다. 무균조건에서 1.0 ${\mu}g\;mL^{-1}$의 IAA는 고추와 토마토의 뿌리생장을 촉진시키는데 비해 10.0 ${\mu}g\;mL^{-1}$ 이상의 높은 농도에서는 뿌리생장이 억제되었다. 그러나 높은 ACCD 활성을 갖고, IAA 활성은 낮거나 가지고 있지 않은 Methylobacterium 균주들을 접종하였을 때에는 고추와 토마토 모두 IAA 처리구 보다 뿌리생장이 증진되는 것을 확인하였다. 마찬가지로 온실조건에서 Methylobacterium 균주들을 접종했을 때, 마디길이와 잎의 크기 그리고 단위 면적당 잎의 무게 (SLW)에서 유의성 있는 증진효과를 보였다. 전반적인 식물 생장에서 저농도의 IAA 처리 효과는 Methylobacterium의 효과와 비슷한 경향을 나타냈다. 유묘의 지상부 길이는 ACCD 활성과 IAA 생산능을 갖는 Methylobacterium 균주 처리구에서 유의성 있는 증가를 확인할 수 있었으며, 전체 건물중 또한 Methylobacterium 처리 시 유의성 있는 증진 효과를 확인 할 수 있었다. 하지만 고농도의 IAA는 고추와 토마토의 생물량을 억제시켰다. 이러한 결과는 접종 균주의 IAA와 ACCD가 고추와 토마토 유묘의 생장 증진에 영향을 끼친다는 것을 증명한다.

• 자원환경지질
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• 제42권5호
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• pp.427-434
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• 2009

유류 및 중금속으로 오염된 토양에서 Pb 및 Cd에 내성을 갖는 미생물을 분리하여 미생물 내 중금속 흡착 특성을 조사하였다. 분리한 토착미생물의 Pb 및 Cd의 흡착특성과 흡착에 영향을 미치는 요인 중에 생장단계, 중금속 농도, 생물량, pH, 온도에 따른 영향을 비교하였다. 또한 흡착등온식을 적용하여 중금속의 흡착용량과 흡착강도를 알아보았다. 낮은 중금속 초기 농도와 높은 생물량에서 높은 중금속 제거 효율을 가지며 중금속 마다 다른 흡착 효율을 보여 주었다. 흡착 효율은 미생물 생장 말기, pH 5~9 조건에서 최적의 효율을 나타내었으나, 25~$35^{\circ}C$에서 온도 변화에 따른 영향은 미미하였다. 생물흡착 과정을 Langmuir 등온 흡착식에 적용하면, 이론적 최대 흡착량은 Pb와 Cd에 대해서 각각 62.11과 192.31 mg/g로 나타났고, $R^2$가 0.71과 0.98로 계산되었다. Cd는 세포 표면의 단일 층에 단분자 흡착에 의한 생물흡착이 진행되었으나, Pb는 미생물 대사 작용을 통한 세포 내로의 축적 작용과 미생물 내 음이온과의 반응에 의한 침전물 형성작용 둥을 통하여 생물흡착이 진행된 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권1호
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• pp.4-11
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• 2007

시설하우스 토양의 염류 집적은 연작장해로 인한 작물의 수량성 감소뿐만 아니라 지하수 등 수계의 오염 가능성을 높이고 있다. 본 연구는 이러한 시설하우스 토양의 염류집적 양상을 개선하는 한 방법을 제시하고자 시행되었다. 볏짚 (RS)과 파쇄목 (W)의 시용으로 토마토의 수량은 높아졌고 배꼽 썩음과의 발생은 줄었으며, 배추의 수량도 표준시비했을 때보다 증가되었다. 토양에 잔류하는 질산과 인산, 카리의 함량 및 전기전도도가 표준시비 처리구보다 낮았는데, 이는 토양검정을 기준으로 한 비료 시용량 절감도 한 이유일 것이다. 또한, 볏짚과 파쇄목의 시용은 토양 가비중을 낮춰 공극량을 높였으며, 토양 미생물체 탄소와 dehydrogenase 활성을 증가시켰다. 파쇄목의 시용은 볏짚과 비교하여 토마토와 배추의 수량이 높았으며, 작물 수확 후 토양에 질산과 인산이 덜 잔류하였고, 토양 미생물체와 dehydrogenase 활성은 높았다. 본 연구는 파쇄목 시용과 검정시비에 의한 화학비료의 절감이 하우스토양의 염류집적을 경감시킬 수 있는 가능성을 제시하였으며, 토양의 화학성뿐만 아니라 물리성과 미생물성도 함께 검토하면 토양 질의 변화에 미치는 영향을 평가하는 데 도움이 됨을 보여주었다.

• 한국환경과학회지
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• 제19권12호
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• pp.1323-1334
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• 2010

The effect of nitric oxide (NO) on antioxidant system and protective mechanism against oxidative stress under UV-B radiation was investigated in leaves of maize (Zea mays L.) seedlings during 3 days growth period. UV-B irradiation caused a decrease of leaf biomass including leaf length, width and weight during growth. Application of NO donor, sodium nitroprusside (SNP), significantly alleviated UV-B stress induced growth suppression. NO donor permitted the survival of more green leaf tissue preventing chlorophyll content reduction and of higher quantum yield for photosystem II than in non-treated controls under UV-B stress, suggesting that NO has protective effect on chloroplast membrane in maize leaves. Flavonoids and anthocyanin, UV-B absorbing compounds, were significantly accumulated in the maize leaves upon UV-B exposure. Moreover, the increase of these compounds was intensified in the NO treated seedlings. UV-B treatment resulted in lipid peroxidation and induced accumulation of hydrogen peroxide ($H_2O_2$) in maize leaves, while NO donor prevented UV-B induced increase in the contents of malondialdehyde (MDA) and $H_2O_2$. These results demonstrate that NO serves as antioxidant agent able to scavenge $H_2O_2$ to protect plant cells from oxidative damage. The activities of two antioxidant enzymes that scavenge reactive oxygen species, catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) in maize leaves in the presence of NO donor under UV-B stress were higher than those under UV-B stress alone. Application of 2-(4-carboxyphenyl)-4, 4, 5, 5-tetramethylimidazoline-1-oxyl-3- oxide (PTIO), a specific NO scavenger, to the maize leaves arrested NO donor mediated protective effect on leaf growth, photosynthetic pigment and free radical scavenging activity. However, PTIO had little effect on maize leaves under UV-B stress compared with that of UV-B stress alone. $N^{\omega}$-nitro-L-arginine (LNNA), an inhibitor of nitric oxide synthase (NOS), significantly increased $H_2O_2$ and MDA accumulation and decreased antioxidant enzyme activities in maize leaves under UV-B stress. This demonstrates that NOS inhibitor LNNA has opposite effects on oxidative resistance. From these results it is suggested that NO might act as a signal in activating active oxygen scavenging system that protects plants from oxidative stress induced by UV-B radiation and thus confer UV-B tolerance.