일본재첩의 자원관리를 위한 기초조사로 배우자 형성과정 및 생식주기, 군성숙도, 발생과정 등을 조사한 결과, 자웅이체 난생 종으로 암컷의 생식소는 회흑색, 수컷의 생식소는 유백색을 띄어 육안적으로 뚜렷히 구별되었다. 배우자의 형성과 성장은 수온에 지배되는 것으로 나타났으며, 성숙한 난모세포는 원형으로 그 크기는 약 80$\mu\textrm{m}$ 전후였다. 생식주기는 초기활성기 (2-4월), 후기활성기 (5-7월), 완숙기 (6-9월), 부분산란기 (7-9월), 퇴화 (9-10월) 및 비활성기 (10-익년 5월)의 연속적인 5 단계로 구분할 수 있었으며, 방란.방정후 생식소 자체가 완전히 퇴화되지 않고 새로운 조직에서 신생되면서 비활성기를 지나 이듬해 봄에 다시 분화가 활발히 개시되었다 따라서 일본재첩의 번식생태는 긴 생식소의 발달기간에 비해 짧은 방란.방정기를 가지는 종으로 특징 지워진다. 자원의 증식과 관리를 위한 자료로 매우 중요한 군성숙도를 조사한 결과 암컷과 수컷의 50% 개체가 각각 생식에 참가하는 각장은 약 10-12 mm로 추정되었고, 각장 16 mm 이상이면 전 개체가 생식에 참가하는 것으로 나타났으며, 생식에 참가하는 최소각장에 있어 암.수 개체간 차이는 볼 수 없었다. 방출된 알은 분리침성란으로 수정란의 난경은 약 80-90 $\mu\textrm{m}$ 범위에 있었으며, 수온 26.5-28.$0^{\circ}C$에서 수정 후 약40분이 지나면서 극체 (polar body) 가 방출되었다. 수정 14시간 후에는 낭배기, 27시간 후에는 담륜자기로 발생하였다. 이어 수정후 4일경부터 유각이 형성되고 폐각근, 장관, 면반 등이 분화된 D형 자패가 출현하였다. 개체간 성장 차이는 있었지만 57일간의 사육일수에 대한 각장과 각고의 상대성장식을 구한 결과, 사육일수 (X) 에 대하여 각장 (Y) 의 성장은 Y = 14.4X + 209.58 ($r^2$= 0.9078), 각고 (Y) 는 Y = 11.5l7X + 167.48 ($r^2$= 0.8744)로 나타났다.
1993년 초순에 경남 하동군 섬진강 하류역에서 채집한 자웅성체를 동의대학교 생물생산 연구소내에서 사육$\cdot$채난하여 부화시킨 유생을 사용하여 그들의 생육에 따른 호적한 수온역을 $22^{\circ}C,\; 24^{\circ}C,\;26^{\circ}C,\;28^{\circ}C$와 호적한 염도수역을 $10.5\%o,\; 17.5\%o,\; 24.5\%o,\;31.5\%o,$ 의 4단계실험구로 각각 나눈후 그들의 수온과 염도를 임의로 조합시킨 복합적인 수온-염도의 생육조건하에서 부화유생으로부터 megalopa유생기를 거쳐 제 1기 치게로 변태하기까지의 생육에 따른 최적수역을 조사함과 아울러 그때의 각성장단계별 유생에 대한 탈피간격 및 제 1기 치게로의 변태간격일수를 비교$\cdot$조사하였다. 1. 수온-염도에 대한 복합조건하에서 초기유생의 생육에 따른 최적수역은 그들의 탈피$\cdot$ 변태속도와 변태생존율을 감안할때 $22^{\circ}C-24.5\%o,\;24^{\circ}C-24.5\%o,\;26^{\circ}C-24.5\%o$인듯하다. 2. 수온 $22^{\circ}C,\;24^{\circ}C,\;26^{\circ}C$인 어느 경우에서도 초기유생의 생육에 따른 최적염도인 $24.5\%o$을 기점으로 하여 사육수의 염도가 이보다도 낮아지든가 높아짐에 따라서 제1기 치게로 변태되기까지에 소요되는 일수는 길어지는 경향을 나타내며, 특히 사육수의 염도가 더욱 낮아질수록 높은 염도인 경우에 비하여 변태소요일수는 더욱 지연되며 그때의 변태생존율도 점진적으로 감소된다. 3. 최적염도역에서도 수온이 $26^{\circ}C$ 이상으로 높아지면 변태소요일수는 다소 단축되나 그때의 변태생존율은 급격하게 감소되며, 더욱이 이 같은 경우에도 사육수의 염도가 낮은 경우에는 높은 염도인 경우에 비하여 변태생존율은 더욱 감소되는 경향을 나타낸다. 4. 최적염도역에서도 수온 $28^{\circ}C$인 경우에 대한 각성장단계별 개체군의 탈피$\cdot$변태에 따른 간격일수는 수온 $26^{\circ}C$인 경우에 비하여 다소 단축되나 그때의 탈피$\cdot$변태생존율은 모든 유생기 및 제 1기 치게를 통하여 수온 및 염도에 관계없이 가장 현저하게 저하된다. 5. 수온-염도의 복합적인 조건하에서 각성장단계별 개체군에 대한 탈피 및 변태에 소요되는 간격일수는 체액의 삼투질농도 및 산소소비량등에 의한 신진대사작용과 적응성의 강도 등에 밀접한 영향을 받게됨으로 사육수의 염도 $24.5\%o$을 기점으로 하여 해수염도에 대한 농도간격이 넓어질수록 그들의 탈피 변태에 소요되는 간격일수의 차이는 점진적으로 지연되고 넓어진다.
화학농약의 오남용은 환경오염을 유발하고, 사람의 건강에 악영향을 미치므로 그 대안으로 미생물을 이용한 생물학적 방제에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 환경에서 안정성을 유지할 수 있는 생물방제균을 확보하기 위하여 잿빛곰팡이병균인 Botrytis cinerea의 생육을 억제할 수 있는 Bacillus 속 균주를 탐색한 후, 선정된 균주의 항진균 물질 생산을 위한 조건, 항진균 기작 및 물리화학적 안정성에 대하여 조사하였다. 가장 높은 항진균 활성을 가진 균주는 고추의 근권 토양에서 분리된 AF4 균주였으며, 표현형적 특성 및 16S rRNA 유전자 염기 서열에 근거하여 동정한 결과, Bacillus subtilis로 확인되었다. AF4 균주는 최적 탄소원으로 glycerol을, 최적 질소원으로 casein을 요구하였으며, 25-40℃ 및 pH 7-10에서 항진균 활성을 나타내었다. 최적조건에서 항진균 활성은 140±3 AU/ml로, 기본배지보다 활성이 증가했음을 알 수 있었다. AF4 균주는 B. cinereas 균사를 형태적으로 변화시킴으로써 항진균 효과를 나타내는 것으로 추정되었으며, 다양한 식물병원성 곰팡이의 생육을 억제할 수 있었다. 또한 AF4 균주가 생성하는 항진균 물질은 열, pH, 유기용매 및 단백질 분해효소 처리에도 항진균 활성을 유지하였으므로 대단히 안정한 물질인 것으로 판단되었다. 따라서 Bacillus subtilis AF4는 다양한 곰팡이유래 식물질병방제에 적용가능성이 높은 균주임을 알 수 있었다.
본 연구에서는 가장 대중적인 한국의 전통주 막걸리의 제조과정이 기능성 분획에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. Saccharomyces cerevisae 균주별, 발효온도별, 발효기간별로 다르게 만든 막걸리로부터 ethanol 침전법을 이용해 crude polysaccharides(CP-M)를 분리하여 peritoneal macrophage 활성화 효과와 세포 배양액 중의 interleukin(IL)-6와 -12 농도에 미치는 영향을 조사하였다. S. cerevisae 89-1-1, 98-2, 268-3, 113-4의 4가지 효모 중 S. cerevisae 113-4로 발효한 CP-M을 peritoneal macrophage에 $10{\mu}g/mL$ 처리했을 때 세포 배양액 중 nitric oxide(NO) 농도 $33.3{\mu}M$로 가장 높았으며, IL-6와 -12의 농도 역시 116.3 pg/mL와 59.8 pg/mL로 가장 높게 나타났다. S. cerevisae 113-4를 접종하여 온도별로 발효한 발효물에서 분리한 CP-M 중 $25^{\circ}C$에서 발효 후 얻은 CP-M을 peritoneal macrophage 세포에 처리했을 때, NO 농도가 Control 대비 2.7~3.3배, IL-6 농도는 5.7배까지 증가하였다. 그러나 15, 20, $30^{\circ}C$에서 발효하여 얻은 CP-M의 경우 peritoneal macrophage의 NO와 IL-6 생성량에는 Control(무처리구)과 비교하여 영향이 없었다. 발효기간별 영향을 관찰한 결과 5일째 술덧에서 분리한 CP-M에 의한 NO 생성량이 가장 높아 0일째 MCP에 비해 2.2배 증가하였다. 그러나 급격하게 IL-6와 -12의 농도가 감소한 10일째 MCP를 제외하고는 발효기간에 따른 IL-6와 -12의 유의적인 농도 차이는 없었다. 이상의 결과에서 가장 활성이 좋은 발효 조건은 S. cerevisae 113-4를 접종하여 $25^{\circ}C$에서 5일간 발효시킨 술덧의 CP-M이었다. 이때 CP-M의 조성은 neutral sugar 함량 78.6%, acidic polysaccharide 11.6%, 단백질 9.8%였다. 특히 neutral sugar의 구성당 비율은 mannose 47.8 mole%, glucose 29.6 mole%, galactose 12.7 mole%였다. 이상의 결과에서 면역증강 활성이 있는 기능성 조다당 CP-M은 mannose 함량이 높은 yeast 유래의 extracellular polysaccharide로 추정하였다.
원형질체 융합 기술은 종·속간 유전적 한계를 넘어 육종과 그 소재로 활용하고데 목적이 있다. 본 연구에서는 '흑타리'(P. ostreatus)와 '호산'(P. pulmonarius)의 단핵균사를 이용하여 원형질체를 나출하고 나출된 원형질체를 융합하여 종간 교배 계통을 육성하였다. 육성계통의 균사생장속도는 '호산', '흑타리', PF160313, PF160306 계통 순으로 빠른 편이었다. 균사 밀도는 PF160306 계통이 가장 높았고, 나머지는 중간 수준의 밀도를 나타내었다. 원형질체 융합계통인 PF160306과 PF160313 계통은 '흑타리' 품종보다 배양 기간이 10일, '호산' 품종보다 2일 단축되었다. 자실체 생장 기간은 '흑타리'와 '호산에 비하여 각각 3일, 1일 단축되었다. PF160306 계통의 생산량은 135.9 g/병으로 '호산'에 비하여 높았으나 통계적으로 유의차가 없었다. 자실체 발생기간은 15℃에서 9일, 25℃에서 4.5일로 온도가 높아짐에 빨라졌다. 자실체의 갓색은 21℃ 노란색이 가장 선명하게 발현되었다. URP primer 7을 사용하여 PCR 밴드 패턴을 비교하였을 때, 전체적으로 '호산' 품종과 유사하였다. DPPH radical 소거능과 폴리페놀 함량에 있어 '순정'은 각각 62.5%, 43.5 mg/mL였으며, PF160313 계통은 각각 65.7%, 49.9 mg/mL를 나타내어 계통간 유의차가 있었다. ACE 활성은 '순정' 74%, PF160313 계통 75%로 유사한 수준이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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