• 한국토양비료학회지
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• 제43권3호
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• pp.390-399
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• 2010

한발과 염 스트레스에 대한 콩의 저항성 검정에 있어서 Non-photochemical quenching (NPQ)을 적용하기 위하여, 저항성 콩 (신팔달콩 2호)와 대조구 콩 (태광콩)을 이용하여 제한적 관수 (50 m/pot/day) 와 염 (200 mmol NaCl) 처리를 한 후, 엽록소 형광반응의 변수, maximum efficiencies of photosystem II photochemistry ($F_v/F_m$), efficiencies of photosystem II photochemistry (${\Phi}_{PSII}$), NPQ와 $CO_2$ 동화율 ($P_N$) 을 측정하였다. 콩 두 품종의 엽 수분포텐셜은 한발처리에서 -0.2 MPa에서 -0.8 MPa로, 염처리에서는 -0.7 MPa에서 -1.7 MPa로 감소하였다. 염처리에서 엽 수분함량의 감소는 신팔달콩 2호에서 적었다. 두 품종 모두 엽의 수분포텐셜이 감소함에 따라 $F_v/F_m$은 변화가 없었으며, ${\Phi}_{PSII}$와 $P_N$는 감소하였다. NPQ의 경우, 신팔달콩 2호은 한발과 염처리에 모두에서 반응이 나타난 반면, 태광콩에서는 한발처리에서만 나타났다. 두 품종의 모든 처리에서 ${\Phi}_{PSII}$와 $P_N$간에 정의 상관 관계를 보였으나, $P_N$의 감소에 대한 ${\Phi}_{PSII}$의 감소 정도가 신팔달콩 2호에서 적었다. 또한 삼투처리에 따른 ${\Phi}_{PSII}$의 감소와 NPQ의 증가는 신팔달콩 2호에서만 나타나 ${\Phi}_{PSII}$와 NPQ 간의 부의 관계가 유지된 반면, 태광콩에서는 염처리에서 이들간의 연관성이 없었다. 따라서 본 연구는 삼투 저항성의 검정에 있어서 엽록소 형광반응의 단일변수($F_v/F_m$, ${\Phi}_{PSII}$, 및 NPQ)의 이용보다 ${\Phi}_{PSII}$와 NPQ 의 상호관계 분석이 더 유효한 것을 제시하였다.

• Water Engineering Research
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• 제3권2호
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• pp.143-153
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• 2002

As the natural flows in rivers dramatically decrease during drought season in Korea, a deterioration of river water quality is accelerated. Thus, consideration of downstream water quality responding to changes in reservoir release is essential for an integrated watershed management with regards to water quantity and quality. In this study, water quality models based on artificial neural networks (ANNs) method were developed using historical downstream water quality (rm $\NH_3$-N) data obtained from a water treatment plant in Geum river and reservoir release data from Daechung dam. A nonlinear multiple regression model was developed and compared with the ANN models. In the models, the rm NH$_3$-N concentration for next time step is dependent on dam outflow, river water quality data such as pH, alkalinity, temperature, and rm $\NH_3$-N of previous time step. The model parameters were estimated using monthly data from Jan. 1993 to Dec. 1998, then another set of monthly data between Jan. 1999 and Dec. 2000 were used for verification. The predictive performance of the models was evaluated by comparing the statistical characteristics of predicted data with those of observed data. According to the results, the ANN models showed a better performance than the regression model in the applied cases.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제30권4호
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• pp.319-324
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• 2007

To investigate the impacts of transgenic rice on freshwater organisms, we conducted two life table experiments using Daphnia magna for fifteen and twenty days, respectively. We examined life history traits such as population growth rates (r), reproductive rates ($R_0$), generation times, and survivorship. In the first experiment, we used non-drought-stressed transgenic and non-transgenic rice harvested in 2005. In the second study, we used non-transgenic and transgenic rice harvested in 2006 following drought stress. Each experiment involved three treatments in which D. magna neonates were fed with Selenastrum capricornutum (control treatment) and S. capricornutum with 5% aqueous extracts of non-transgenic rice (N-T) and transgenic rice (T). In the first experiment, D. magna showed reduced population growth rates and lowered fecundity in the N-T and T treatments. In the second experiment, D. magna receiving both transgenic and non-transgenic rice extracts showed very high mortality, low population growth rates and reproduction rates. We could not detect any significant negative effects of extracts from transgenic rice on D. magna life history traits at 95%.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제39권3호
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• pp.175-181
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• 2012

Drought and high salinity stresses often imposes adverse effects on crop yield. MYB transcription factors have been shown to be an important regulator in defense responses to these environmental stresses. In this study, we have cloned and characterized a soybean gene GmMYB184 (Glycine max MYB transcription factor 184). Deduced amino acid sequences of GmMYB184 show highest homology with that from Vitis vinifera legume plant (75%). Different expression patterns of GmMYB184 mRNA were observed subjected to drought, cold, high salinity stress and abscisic acid treatment, suggesting its role in the signaling events in the osmotic stress-related defense response. Subcellular localization studies demonstrated that the GFP-GmMYB184 fusion protein was localized in the nucleus. Using the yeast assay system, the C-terminal region of GmMYB184 was found to be essential for the transactivation activity. These results indicate that the GmMYB184 may play a role in abiotic stress tolerance in plant.

• 한국환경농학회지
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• 제36권2호
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• pp.97-105
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• 2017

BACKGROUND : Environmental stress has a major effect on the growth and yields of vegetables, and can significantly affect nutritionally important phytochemicals, causing large economic losses. METHODS AND RESULTS : The present study was aimed at exploring the effects of water stress on the carotenoid and proline contents in kale leaves to understand drought tolerance of kale plants. Kale was randomly divided into two groups at 57 days after sowing (DAS). One of the groups was well-watered (WW) and the other was water stressed (WS). Harvesting of kale leaves was started one day after treatment (58 DAS) and continued for 10 days (~67 DAS). We investigated the status of plant growth (leaf number, length, width, fresh weight) of kale throughout the study. Carotenoid (lutein, ${\alpha}-carotene$, zeaxanthin, ${\beta}-carotene$) and proline contents were analyzed by high-performance liquid chromatography (HPLC). Our results showed that the total carotenoid contents ranged from 926.0 to 1,212.0 mg/kg dry wt. (at 3 and 2 days, respectively) in WW treatment and 887.8 to 1,157.4 mg/kg dry wt. (at 10 and 4 days, respectively) in WS treatment. The ratio of individual carotenoid to the total carotenoid contents of kale leaves was 51.4 for lutein, 4.44 for zeaxanthin, 2.76 for ${\alpha}-carotene$, and 41.4% for ${\beta}-carotene$. Total carotenoid contents showed a significant reduction from 7 days (1,037.2 mg/kg dry wt.) to 10 days (887.8 mg/kg dry wt.) in WS treatment. The lutein content did not show a significant difference in WW between 7 and 10 days after treatment but showed a significant difference in WS treatment. The ${\alpha}-carotene$ content showed no significant difference between the treatments. However, zeaxanthin content was higher during 4-10 days and ${\beta}-carotene$ content was lower during 6-10 days in WS than in WW on each harvest day. In WW, the proline content showed no significant difference, but in WS, the proline content started to increase at 7 days and almost doubled in 10 days. CONCLUSION : The marked increase in zeaxanthin and proline contents in kale leaves indicated that the two phytochemicals are associated with drought tolerance in the plant.

• 한국환경농학회지
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• 제27권3호
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• pp.225-230
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• 2008

하수종말처리장 방류수를 이용한 포장적응시험에서 토양 검정시비량의 50%시비수준에서 대체용수원 20일 관개구의 벼 생육 및 수량은 비교적 대조구와 비슷하게 나타났다. 표면수의 수질에 대한 $EC_i$ 및 SAR값은 하수종말처리장 방류수 관개구가 지하수 관개구에 비해 2배 이상 높은 것으로 나타났다. 관개기간별 하수종말처리장 방류수 10일과 20일 관개구의 표면수 $EC_i$ 및 SAR값은 유의차가 없었지만, 생육초기 단계에서 30일간 관개구에서 가장 높게 나타났다. 그리고 침출수중의 $EC_i$ 및 SAR값은 비료시용 수준별 및 대체용수 관개기간에 따라 일정한 경향을 보이지 않았다. 결론적으로 이앙기의 한발기 20일 동안은 검정시비량의 50% 시비수준으로 하수종말처리 방류수를 관개할 수 있는 것으로 판단된다. 그리고 한발 20일 동안 대체용수 관개 이용 효율성은 벼 재배기간 동안 총 관개량에 비교하여 32.7%인 것으로 나타났다.

• 한국환경농학회지
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• 제36권3호
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• pp.147-153
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• 2017

본 연구는 기상 조건 및 관개 여부가 양분용탈 및 콩의 양분 흡수에 영향을 미치는지 평가하기 위하여 중량식 라이시미터에서 2015년부터 2016년까지 콩을 재배한 결과를 제시하였다. 콩 재배기간인 6월부터 10월까지의 증발산량은 무관개구의 경우 강우에 따라 변동되었으며, 2016년 7월 중순부터 8월 말까지 지온상승 및 강우 빈도의 감소로 증발산량이 감소하다가 9월 중순 강우에 의해 유효수분 함량을 회복하여 생육 후기에 증발산량이 증가하였다. 질산태질소의 지하 용탈량은 2016년 7월 초 5일간 강우가 지속되었을 때 가장 많았으며, 그동안 지하배수가 거의 없었던 무관개구에서 더 높게 나타났다. 개화기 및 착협기인 7월 중순부터 8월까지 한발로 인하여 무관개구의 토양 수분함량은 7월 초의 50% 수준으로 유지되었으며, 콩 수량은 적습관개구의 25% 수준이었다. 적습관개구와 무관개구의 양분 흡수량을 비교한 결과 질소 흡수량이 적습관개구에서 20~50% 더 높았으며, 인산, 칼리 흡수량 차이는 미미하였다. 토양 수분함량은 콩의 질소 흡수에 영향을 미치며, 적정 수량을 생산하기 위해서는 관개를 통한 적정 수분 공급이 필수적이었다.

• 미생물학회지
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• 제49권1호
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• pp.46-50
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• 2013

일부 근권세균은 ACC deaminase를 생성하여 식물의 생장을 저해하고 노화를 촉진시키는 식물호르몬 에틸렌의 수준을 낮춤으로써 스트레스 조건 하의 식물의 생장을 지속시킨다. 본 연구에서는 모래사장에서 자라는 식물의 근권에서 ACC deaminase를 생성하는 세균 균주들을 분리하여 16S rDNA 염기서열 분석을 통해 Escherichia hermannii m-2, Enterobacter asburiaem-4, Pseudomonas thivervalensis BD2-26, and Pseudomonas brassicacearum subsp. neoaurantiaca BD3-35로 동정하였다. BD3-35 균주는 이들 중 가장 높은 ACC deaminase 활성, 20.26 ${\alpha}$-ketobutyrate ${\mu}M/mg$ protein/h을 나타내었다. 균주 BD3-35와 BD2-26는 식물호르몬 시토키닌, m-4는 옥신 IAA와 IBA, 그리고 균주 m-2는 ABA 생성능을 가졌다. 이 균주들은 모두 토마토종자 발아 시 유묘의 뿌리신장을 유의성 있게 촉진하였다. 또한 7일간 자란 토마토 식물에 처리하고 가뭄 스트레스 하에서 7일간 재배하였을 때 비접종 대조군에 비해 균주 BD3-35, m-2와 m-4는 토마토 뿌리의 길이를 각각 14, 15와 35% 증가시켰으며, m-2, BD2-26와 BD3-35는 토마토 식물의 건조중량을 각각 22, 33과 68% 증가시켰다. 따라서 이 균주들은 가뭄 스트레스 하의식물을 위한 미생물 비료로 사용될 수 있는 가능성을 보였다.

• 미생물학회지
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• 제52권2호
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• pp.148-156
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• 2016

ACC deaminase 활성이 높은 균주인 Enterobacter ludwigii SJR3를 이용하여 건조와 염분 스트레스 환경에서 토마토 식물의 생장촉진 효과와 스트레스-관련 유전자의 발현을 조사하였다. 4주 키운 토마토 식물에 SJR3 균주 접종 후 건조 스트레스와 염분 스트레스를 처리하면서 1주일 후 식물의 생장을 비교하였다. 건조 스트레스 환경에서는 균주 접종군이 비접종군에 비해 뿌리와 줄기 길이 및 습윤과 건조중량이 각각 37.8, 37.2, 96.8과 146.6% 증가하였고 염분 스트레스 환경에서는 각각 19.2, 25.4, 19.5와 105.8% 증가하였다. 또한 스트레스에 반응하여 토마토 잎에 축적되는 proline의 함량은 크게 늘어나지만 건조와 염분 스트레스 처리 시 비접종 대조군 보다 균주 접종군에서 62.1%와 54.1% 감소되었다. 스트레스 환경에서 자라난 토마토 식물에서 스트레스-관련 유전자들인 ACC oxidase의 유전자 ACO1과 ACO4, ethylene response factor의 유전자 ERF1과 ERF4 등의 상대적인 발현량을 조사하였다. 비 스트레스 대조군과 비교해서 건조와 염분 스트레스 환경의 토마토 식물에서 모든 스트레스-관련 유전자들의 발현이 크게 증가하였으나 SJR3 균주를 접종한 식물의 유전자들은 대부분이 비 스트레스-처리 대조군과 유사한 정도의 유전자 발현량을 나타내었다. 따라서 E. ludwigii SJR3는 식물에서 건조와 염분 스트레스의 완화에 중요한 역할을 하여 작물의 생장을 촉진하고 생산성을 높일 수 있을 것으로 여겨진다.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권5호
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• pp.303-306
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• 2006

홍화 생육중 한발이 생육과 수량에 미치는 영향을 구명하기 위해 시험을 수행한 결과는 다음과 같다. 경장은 정상 관수구가 127 cm인데 비해 토양 수분장력이 5월초부터 증가하기 시작해 0.5 MPa까지 도달한 생육 중기 단수시는 96 cm로서 31 cm적었으며 경태, 엽수, 분지수 등의 생육도 생육 중기 단수시가 가장 저조하였다. $m^2$당 유효 화두수는 정상 관수구가 244개인데 비해 생육 중기 단수시는 144개로 매우 적었다. 종실 수량은 정상 관수구가 10a 당 353 kg인데 비해 생육 중기 단수시는 222 kg, 토양 수분 장력이 0.54 MPa까지 도달한 생육 후기 단수시는 307 kg으로서 각각 37%, 13% 감소되었다. 홍화 생육중 한발에 따른 피해를 방지하기 위한 적정 관수 시기(0.05 MPa)는 생육 초기(파종시~파종후 30일)는 무강우 후 23일, 생육 중기(파종후 41~70일)는 10일, 생육후기(파종후 81~110일)는 9일로 예측되었으나, 이 결과는 당년의 기상에만 국한된다는 것을 염두에 두어야 한다. 위와 같은 결과에 대한 일반화는 축적된 기상 자료와 증발산량 자료 등에 대한 해석이 있은 추후 연구가 필요하다.