• Horticulture, Environment, and Biotechnology : HEB
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• 제59권6호
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• pp.775-786
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• 2018

To test the hypothesis that humic acid (HA), anaerobically digested pig slurry filtrate (APS), and their combination would differently affect the chemical speciation and extractability of metals (cadmium, copper, and zinc) and their uptake by plants, we conducted a pot experiment using wormwood in two texturally contrasting soils (sandy loam and clay loam) collected from a field near an abandoned Cu mine. Four treatments were laid out: HA at $ 23.5g\;kg^{-1}$ (HA), APS at $330mL\;kg^{-1}$ (APS), HA at $ 23.5g\;kg^{-1}$ and APS at $330mL\;kg^{-1}$ (HA + APS), and a control. Each treatment affected the chemical speciation and mobility of the metals, and thereby resulting in variable patterns of plant biomass yield and metal uptake. The APS supported plant growth by increasing nutrient availability. HA supported or hindered plant growth by impacting the soil's water and nutrient retention capacity and aeration, in a soil texture-dependent manner, while consistently enhancing the immobilization of heavy metals. Temporal increases in whole-plant dry matter yield and metal accumulation suggested that the plants were capable of metal hyperaccumulation. The results were discussed in terms of the mobility of metals and plant growth and corroborated by the $^{15}N$ recovery of soil- and plant-N pools under H and HS treatments. Therefore, for effective phytoremediation of polluted soils, an appropriate combination of plant growth promoters (APS) and chelating agents (HA) should be predetermined at the site where chemical stabilization of pollutants is desired.

• 한국농림기상학회지
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• 제22권4호
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• pp.233-238
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• 2020

식물의 생리적 과정과 환경 요인 간 상호작용에 바탕을 둔 프로세스 모형은 작물 생육 및 생산성 예측을 위한 좋은 도구이다. 탄소 획득과 바이오매스 증가는 프로세스 모형 개발의 주요 구성요소로서, 작물모형 내에서 광합성 과정의 이해 및 통합에 중요한 역할을 한다. 본 연구는 1980년 Farquhar 등에 의해 제안된 C3 식물 잎의 광합성 모델인 FvCB 모형의 양파에 대한 적용 가능성 평가 및 적합한 모수 추정을 목표로 수행되었다. 이를 위해 온도구배하우스에서 재배된 조생종 양파 품종인 '싱싱볼'과 '썬더볼'의 광합성 측정 결과를 바탕으로 Vcmax, Jmax, TPU 및 Rd 값을 추정하였다. 본 연구에서 개발된 양파의 기체교환 모형은 다양한 환경 조건에서 양파의 광합성 반응 예측 및 설명에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 한국자원식물학회지
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• 제29권4호
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• pp.363-375
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• 2016

가락지나물은 장미과에 속하는 다년생 초본으로 potentillin, agrimoniin 등 생리활성물질은 한약재와 화장품 원재료로 이용되고 있다. 본 연구는 가락지나물의 재배 시 차광, 광질 및 화학적 elicitation에 따른 생육, 바이오매스, 엽록소함량, 생리활성물질 함량 축적효과를 조사하여 생산조건을 구명하고자 하였다. 온실에서 재배 중인 가락지나물을 각각 다른 차광조건[0% (200 μmol·m⁻²·s⁻¹), 35% (95 μmol·m⁻²·s⁻¹), 55% (65 μmol·m⁻²·s⁻¹), 75% (40 μmol·m⁻²·s⁻¹)]에서 60일간 재배한 결과, 엽록소 함량과 카로티노이드 함량은 35% 처리구에서 가장 높았으나 개체당 초장, 엽수와 바이오매스는 무차광구에서 가장 높은 것으로 조사되었다. 식물생장상 내(25 ± 2℃, 185 ± 3 μmol·m⁻²·s⁻¹)에서 형광등과 3가지 혼합광원 [red:white:blue(RWB) = 8:1:1, red:blue(RB) = 8:2, red:green:blue(RGB) = 8:1:1] 처리구에서 재배한 결과, RWB 처리구에서 생장, 바이오매스, 엽록소함량, 총 페놀화합물과 플라보노이드 함량이 높은 것으로 나타났다. DPPH 라디칼 소거능은 모든 처리구에서 높았으며, 특히 형광등과 RGB 처리구에서 가장 높았다. 화학적 elicitor (SA; salicylic acid, MeJA; methyl jasmonate)를 0, 50, 100, 200 μM 농도별로 처리한 결과, 무처리구와 MeJA 50 μM 처리구에서 초장, 엽병직경, 바이오매스가 높게 조사되었다. 또한 MeJA 50 μM 처리구의 생체중과 건체중이 높은 것으로 나타났다. SA 50 μM 처리구에서의 총 페놀화합물(33.20 ㎎·g DW⁻¹)과 플라보노이드 함량(7.18 ㎎·g DW⁻¹)은 높게 분석되었으나 DPPH 라디칼 소거능은 MeJA 200 μM 처리구(88.65%)에서 유의적으로 높게 나타났다. 본 연구를 통해 가락지나물의 높은 생장, 바이오매스, 기능성물질 함량을 얻기 위한 온실과 식물생장상 내 최적의 차광 및 광질조건을 구명하였으며, 화학적 elicitation 농도에 따른 생리활성물질 함량과 항산화도를 확인하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제19권4호
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• pp.266-274
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• 2010

본 연구는 토마토의 토양 수분결핍조건에서의 생장과 생리적인 반응을 근본적으로 조사하기 위하여 수행되었다. 토양에 두가지 수분조건, 심한 수분결핍(-100kPa)과, 대조구인 약한 수분결핍 처리(-25kPa)는 실시간 토양수분함량을 모니터링을 할 수 있는 토양센서와 관수 모듈을 갖춘 micro-irrigation 시스템을 고안, 온실에서 유지되었다. 토양수분함량은 30일동안 변동되었으며, -25kPa로 맞춰진 처리구는 평균 -47kPa, -100kPa 처리구는 평균 -119kPa로 차이를 나타냈다. 이 두 가지 다른 토양수분상태에서 자란 식물체 사이의 생육을 비교해 본 결과 수분결핍상태(-100kPa)에서 자란 식물체가 대조구인 약한 수분결핍(-25kPa) 처리구에 비해 절간수의 차이없이 신장이 유의하게 감소하였으며 건물중의 축적은 더 높게 나타났다. 또한 건물중 당 엽면적의 차이 없이, 엽면적과 엽건중이 수분 결핍이 약한 처리구에 비해 수분결핍이 심한 처리구가 더 높게 나타났다. 이러한 생육상의 차이는 심한 수분스트레스가 엽두께의 변화없이 생체중의 증가와 엽면적 확보를 통해 토마토의 수분스트레스에 적응을 야기시킬 수 있음을 제시했다. 수분결핍에 따른 토마토 생육기간동안, 생리적변화를 조사한 결과, -100kPa 처리구에서 자란 토마토가 대조구인 -25kPa 처리구에 비해 엽의 상대수분함량의 증가와 잎의 삼투압이 낮게 나타났다. 이는 수분스트레스아래서 토마토의 더 나은 수분상태를 유지하기 위한 생리적인 적응을 설명해준다. 아울러 심한 수분스트레스는 대조구에 비해 PSII 활성과 수분활용도를 증가되었으며, 낮은 기공저항도를 나타내었다. 처리간의 광합성의 차이는 없었으며, 토마토 과실의 수와 생육량의 차이는 없었다. 이러한 결과는 토마토 'Picco'가 엽형태의 변형과 삼투압, 수분활용도와 PSII의 활성을 통해 수분결핍상태에서 적응할 수 있게 만들 능력을 보여준다. 본 연구결과에서 나타난 토마토의 수분스트레스 적응 메커니즘은 토마토의 가뭄저항성 스크린에 있어서 고려되어져야 할 것으로 보인다.

• 한국환경보건학회지
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• 제28권5호
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• pp.77-85
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• 2002

중온과 고온의 혐기성 연속회분식 공정(anaerobic sequencing batch reactor ; ASBR)에서 소화슬러지의 고액분리특성이 처리효율에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 연구결과 침전가능 고형물농도가 높은 도시하수슬러지 처리시 고액분리특성 및 고액분리형태가 전체처리의 안정성 및 처리효율에 상당한 영향을 미쳤다. 중온ASBR에서는 부상농축현상이 일어났으나, 고온ASBR에서는 중력농축에 의한 고액분리가 일어났으며, 상대적으로 고온 ASBR의 처리효율이 우수하였다. 그리고 수리학적 체류시간, cycle period 및 고액분리형태는 소화슬러지의 농축 특성과 임계 고형물농축을 지배하는 중요한 인자였다. 중온ASBR에서 고액분리 후 농축슬러지베드용적(thickened sludge bed volume)은 매우 중요한 운전 요소이며, 소화슬러지의 중력농축특성은 배출시 농축고형물의 유실현상과 침전시 계속적으로 발생하는 소화가스에 의한 슬러지계면의 파괴현상 및 슬러지베드의 불안전성을 야기시켜 처리효율을 감소시켰다. 중력농축의 경우 소화가스와 슬러지농축용적간의 상호작용(cyclic mutual effect)이 주기적으로 일어났으나, 부상농축에서는 이러한 현상이 일어나지 않았다.

• 식물조직배양학회지
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• 제27권4호
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• pp.309-315
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• 2000

Panax ginseng is an important medicinal plant that has been used worldwide for geriatric, tonic, stomachic, and aphrodisiac treatments. Ginsenosides contained in the ginseng root are the main substances having active functions for human body. The price of ginseng is very expensive due to a complex process of cultivation, and the yield of ginseng is limited, which cannot meet the demand of the increasing market. Researchers have applied plant biotechnology to solve the problems but there are still things to be determined towards ginsenoside production by large-scale adventitious root culture. In this experiment, 5 to 20 liter bioreactors were employed to determine optimal conditions for adventitious root culture and ginsenoside production of Panax gineng. Callus was induced from the ginseng root on MS agar medium containing 1.0 mg. $L^{-1}$ 2,4-D and 0.1 mg. $L^{-1}$ kinetin. Then the callus was cultured on MS agar medium supplemented with 2.0 mg. $L^{-1}$ IBA, 0.1 mg. $L^{-1}$ kinetin, and 30 g. $L^{-1}$ to induce adventitious roots. The maximum root growth and ginsenoside production were obtained in 1/2 MS medium. 2.0 mg. $L^{-1}$ naphthalene acetic acid resulted in greater root growth than 2.0 mg $L^{-1}$ indole-3-butyric acid. Ginsenoside content increased with 2.0 mg. $L^{-1}$ benzyl adenin or kinetin. High concentrations of benzyl adenin (above 3.0 mg. $L^{-1}$ ) decreased the adventitious root growth and ginsenoside productivity. N $H_{4}$$^{+}$ inhibited the ginsenoside accumulation, while high concentrations of $K^{+}$, $Mg_{2}$$^{+}$, and $Ca_{2}$$^{+}$ increased it. N $H_{4}$$^{+}$ at 0.5 and 1.0 times of the normal amount in 3/4 SH medium resulted in the greatest biomass increase, but the highest ginsenoside productivity was obtained when N $O_{3}$$^{-}$ was used as the sole nitrogen source in the medium. Most microelements at high concentrations in the medium inhibited the root growth, but high concentrations of MnS $O_4$enhanced the root growth. Root dry weight increased with increasing sucrose concentrations up to 50 g. $L^{-1}$ , but decreased from 70 g $L^{-1}$ Ginsenoside productivity was maximized at the range of 20 to 30 g. $L^{-1}$ sucrose. In the experiment on bioreactor types, cone and balloon types were determined to be favorable for both adventitious root growth and ginsenoside production. Jasmonic acid was effective for increasing ginsenoside contents and Rb group ginsenosides mainly increased. These results could be employed in commercial scale bioreactor cultures of Panax ginseng.x ginseng.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제42권2호
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• pp.88-92
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• 2015

카사바는 열대와 아열대지역 뿌리작물로서 중요한 식량자원일 뿐만 아니라 동물 사료, 전분, 바이오에탄올 등 다양한 산업소재로서 이용이 가능하다. 그러나 카사바의 산업적 중요성에 비해 형질전환기술을 이용한 신품종 개발은 아직까지 제한적이다. 본 연구에서는 인도네시아 IDB사가 개발한 다수확 카사바 품종을 이용하여 영양강화 및 환경스트레스에 저항성을 향상시킨 카사바를 개발하기 위하여 체세포배를 이용한 식물체 재분화시스템을 확립하였다. 카로티노이드 축적에 관련된 IbOr 유전자를 체세포배를 이용한 Agrobacterium 매개방법으로 카사바에 형질전환하였다. gDNA PCR과 RT-PCR을 통해 19개의 형질전환식물체를 성공적으로 확보하였다. 향후 카로티노이드 함량분석, 환경스트레스 내성분석 등을 통하여 IbOr 카사바 식물체의 농업적 유용성을 검정할 예정이다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권2호
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• pp.206-215
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• 2020

Trichoderma reesei is the major filamentous fungus used to produce cellulase and there is huge interest in promoting its ability to produce higher titers of cellulase. Among the many factors affecting cellulase production in T. reesei, the mycelial phenotype is important but seldom studied. Herein, a close homolog of the Neurospora crassa COT1 kinase was discovered in T. reesei and designated TrCOT1, which is of 83.3% amino acid sequence identity. Functional disruption of Trcot1 in T. reesei by RNAi-mediated gene silencing resulted in retarded sporulation on potato dextrose agar and dwarfed colonies on minimal medium agar plates containing glucose, xylan, lactose, xylose, or glycerol as the sole carbon source. The representative mutant strain, SUS2/Trcot1i, also displayed reduced mycelia accumulation but hyperbranching in the MM glucose liquid medium, with hyphal growth unit length values decreased to 73.0 ㎛/tip compared to 239.8 ㎛/tip for the parent strain SUS2. The hyperbranching phenotype led to slightly but significantly increased cellulase secretion from 24 to 72 h in a batch culture. However, the cellulase production per unit of mycelial biomass was much more profoundly improved from 24 to 96 h.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제2권1호
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• pp.102-112
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• 1999

히로시마만에 존재하고있는 간석지에 있어서 유입하천의 유무, 폐쇄성 등의 환경조건이나 조성 후 경과연수가 다른 인공간석지 7개소와 자연간석지 3개소를 선정해 간석지 토양에 있어서 물리화학적 및 생물학적인 구조나 유기물분해기능에 관해 비교 검토하였다. 또한 인공간석지에 있어서는 입지장소, 조성방법, 조성 후 경과연수 등의 차이에 의한 영향, 자연간석지와 동일하게 조성하기 위한 조성인자를 검토해서, 아래와 같은 결과를 얻었다. 인공간석지는 자연간석지와 다른 특성을 갖고 있는 것과 그렇지 못한 것으로 분리되었다. 그렇지만 대부분이 자연간석지와 전혀 다른 특성을 나타내었다 토양구조 중에서 가장 다르게 나타난 것은 세균수, 실트함유량, 유기물함유량을 들 수 있으며, 각 실험 항목이 인공간석지 보다 자연간석지가 높은 값을 나타내었다. 자연간석지와 현저하게 차이를 보인 세균수, 실트함유량 및 유기물함유량에 관해서, 각 인공간석지의 조성 후 경과연수, 표면구배, 유입 하천의 유무, 폐쇄성 등의 조성 인자와의 상관성을 분석 했지만, 명확한 상관관계는 알 수 없었다. 자연간석지와 유사한 토양구조 특성을 갖기 위한 간석지를 조성하는 데에는, 간석지 전면에 있어서 해수로부터 실트 성분이 침강 가능한 장소의 선정이 중요하다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제29권4호
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• pp.234-239
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• 2001

천연풍미소재로 정미성 nucleotide 함량이 높은 효모추출물을 만들기 위해서 세포내 RNA 함량이 높은 효모균주 S , cerevisat MTY 62를 선별하여TRh, 당밀과 CSL배지로 발효조 회분배양과 유가배양을 수행하였다. 여러가지 단양한 간헐적 유가배양 중에서 40% 당밀과 20% CSL의농축기질액을 50ml 다섯번 공급하는 간헐적 유가배양 (IFB-IV) 에서 최대 세포농도는 33.8g-DCW/1 RNA 농도는 5221 mg/l RNA 함량은 153 mg-RNA/g DCW 값을 나타내었다. 일정속도의 유가배양에서는 기질 요액(40% molasses, 20% CSL)을 배양 9~13시간에서는 49 ml/h 13~21 이시간에서는 24 ml/h 그 이후로는 18 ml/h 로 기질공급속도를 단계적으로 감소시키는 유가배양 (CFB-III) 에서 42.7g-DCW-1 최대 세포농도를 5545 mg RNA/1의 RNA농도를 보여, 간헐적 및 일정 속도 유가배양 중에서 가장 높은 세포농도와 RNA 농도 값을 나타내었다. 그러나 RNA 함량 면에서는 가장 낮은 130 mg-RNA/g-DCW 값을 보여다. 즉 세포농도가 높을수록 RNA 함량은 감소하는 경향을 나타내었다. 이 상의 두 가지 유가배양에 대해 비증식속도 ($\mu$)에 따른 RNA 함량을 조사한 결과, $\mu$값이 증가할수록 RNA 함량도 증가하였다. 그러나 일정한 $\mu$에서는 일정속도의 기질공급 방식보다 간헐적 기질공급 방식이 더 높은 RNA 함량을 나타내었다.