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지르코니아 표면 처리와 시멘트 종류에 따른 치면과의 전단 결합 강도 비교 연구 (In Vitro Evaluation of Shear Bond Strengths of Zirconia Cerami with Various Types of Cement after Thermocycling on Bovine Dentin Surface)

  • 조수현;조인호;이종혁;남기영;김종배;황상희
    • 구강회복응용과학지
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    • 제23권3호
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    • pp.249-257
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    • 2007
  • State of problem : The use of zirconium oxide all-ceramic material provides several advantages, including a high flexural strength(>1000MPa) and desirable optical properties, such as shading adaptation to the basic shades and a reduction in the layer thickness. Along with the strength of the materials, the cementation technique is also important to the clinical success of a restoration. Nevertheless, little information is available on the effect of different surface treatments on the bonding of zirconium high-crystalline ceramics and resin luting agents. Purpose : The aim of this study was to test the effects of surface treatments of zirconium on shear bond strengths between bovine teeth and a zirconia ceramic and evaluate differences among cements Material and methods : 54 sound bovine teeth extracted within a 1 months, were used. They were frozen in distilled water. These were rinsed by tap water to confirm that no granulation tissues have left. These were kept refrigerated at $4^{\circ}C$ until tested. Each tooth was placed horizontally at a plastic cylinder (diameter 20mm), and embedded in epoxy resin. Teeth were sectioned with diamond burs to expose dentin and grinded with #600 silicon carbide paper. To make sure there was no enamel left, each was observed under an optical microscope. 54 prefabricated zirconium oxide ceramic copings(Lava, 3M ESPE, USA) were assigned into 3 groups ; control, airborne-abraded with $110{\mu}m$ $Al_2O_3$ and scratched with diamond burs at 4 directions. They were cemented with a seating force of 10 ㎏ per tooth, using resin luting cement(Panavia $F^{(R)}$), resin cement(Superbond $C&B^{(R)}$), and resin modified GI cement(Rely X $Luting^{(R)}$). Those were thermocycled at $5^{\circ}C$ and $55^{\circ}C$ for 5000 cycles with a 30 second dwell time, and then shear bond strength was determined in a universal test machine(Model 4200, Instron Co., Canton, USA). The crosshead speed was 1 mm/min. The result was analyzed with one-way analysis of variance(ANOVA) and the Tukey test at a significance level of P<0.05. Results : Superbond $C&B^{(R)}$ at scratching with diamond burs showed the highest shear bond strength than others (p<.05). For Panavia $F^{(R)}$, groups of scratching and sandblasting showed significantly higher shear bond strength than control group(p<.05). For Rely X $Luting^{(R)}$, only between scratching & control group, significantly different shear bond strength was observed(p<.05). Conclusion : Within the limitation of this study, Superbond $C&B^{(R)}$ showed clinically acceptable shear bond between bovine teeth & zirconia ceramics regardless of surface treatments. For the surface treatment, scratching increased shear bond strength. Increase of shear bond strength by sandblasting with $110{\mu}m$ $Al_2O_3$ was not statistically different.

Lovastatin 고생산성 변이주의 신속 선별을 위해 통계적 방법을 적용한 Sporulation 배지 개발 및 Miniature 배양 방법 개발 (Mass Screening of Lovastatin High-yielding Mutants through Statistical Optimization of Sporulation Medium and Application of Miniaturized Fungal Cell Cultures)

  • 안현정;정용섭;김평현;전계택
    • KSBB Journal
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    • 제22권5호
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    • pp.297-304
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    • 2007
  • Lovastatin은 근사형성 균류인 Aspergillus terreus가 생합성하는 이차대사산물로 강력한 고지혈증 치료제로 널리 이용되는 물질이다. 본 연구에서는 lovastatin 고생산변이주를 이용하여 포자배지 최적화를 통한 miniature 배양 방법을 확립하고자 하였다. 우선 miniature 배양에 필수적인 효과적인 포자 형성 방법을 개발하고자 포자 형성 배지의 통계학적 배지 최적화를 수행하였다. Miniature 배양의 inoculum으로 이용되는 대량의 포자를 획득하기 위해 Plackett-Burman 실험법을 이용하여 포자 형성을 향상시키는 성분을 조사한 결과, glucose, sucrose, yeast extract 그리고 $KH_2PO_4$가 주목할 만한 효과를 보였다. 상기 성분의 최적 농도를 확인하기 위해 반응표면분석법 (RSM)을 이용한 결과, PDA 포자 형성 배지와 비교하여 볼 때, 최적 성분 농도에서 포자 형성이 약 190배 증가하였다. 최적화된 포자형성 배지를 이용하여 lovastatin 고생산성 변이주의 대량 선별을 위한 miniature 배양 방법을 확립하기 위해 기존의 실험 과정에 'PaB (adaptation)'라는 한 번의 계대배양을 더 추가한 결과 생산균주의 안정성과 재현성이 큰 폭으로 증가하는 주목할 만한 결과를 얻을 수 있었다. 단기간에 가능한 한 다량의 균주를 스크리닝하기 위해 성장배양과 생산배양 모두 조업부피가 7 ml인 tube를 이용해 miniature 배양을 반복 수행하여, lovastatin 생산성과 배양형태가 훌륭한 변이주를 선별할 수 있었는데, 이 균주는 7 ml tube배양과 250 ml flask배양 (조업부피 50 ml) 모두에서 생산성이 높은 것으로 보아 산소 의존도가 비교적 낮고 생산 안정성이 높은 균주인 것으로 판단되었다. 한편 miniature 배양을 이용해서 lovastatin 고생산성을 보이는 균주를 신속 선별하기 위해서는 균주의 적절한 배양형태 유도가 매우 중요한 것으로 관찰되었다. 즉 생산배양으로의 고활성 균주의 접종을 위해서, 또한 생산배양에서 pellet의 배양형태 유도를 위해서 성장배양 시에는 반드시 고농도의 균사모양을, 생산배양 시에는 직경 1 mm 이하의 pellet모양의 배양 형태를 유지해야만, 생산균주가 lovastatin을 안정적으로 고생산할 수 있는 것으로 관찰되었다. 초기에 선별된 균주를 이용하여 miniature 배양에 의해 고속 균주선별 실험을 반복함으로써 고생산성 균주들을 다량 선별할 수 있었는데, 이들의 lovastatin 생산성을 조사한 결과, 기존의 flask 배양대비 오차범위가 $\pm$20% 이내의 생산성을 보이는 균주가 초기 선별시의 32%에 비해 81%로 크게 증가함을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과는 lovastatin 고생산성, 고안정성 균주의 고속 스크리닝을 위해서 본 연구에서 개발한 tube를 이용한 miniature 배양이 기존의 flask 배양을 대체할 수 있는 훌륭한 배양방법임을 제시해 준다.

The intrinsic instabilities of fluid flow occured in the melt of Czochralski crystal growth system

  • Yi, Kyung-Woo;Koichi Kakimoto;Minoru Eguchi;Taketoshi Hibiya
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 1996년도 The 9th KACG Technical Annual Meeting and the 3rd Korea-Japan EMGS (Electronic Materials Growth Symposium)
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    • pp.179-200
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    • 1996
  • The intrinsic instabilities of fluid flow occurred in the melt of the Czochralski crystal growth system Czochralski method, asymmetric flow patterns and temperature profiles in the melt have been studied by many researchers. The idea that the non-symmetric structure of the growing equipment is responsible for the asymmetric profiles is usually accepted at the first time. However further researches revealed that some intrinsic instabilities not related to the non-symmetric equipment structure in the melt could also appear. Ristorcelli had pointed out that there are many possible causes of instabilities in the melt. The instabilities appears because of the coupling effects of fluid flow and temperature profiles in the melt. Among the instabilities, the B nard type instabilities with no or low crucible rotation rates are analyzed by the visualizing experiments using X-ray radiography and the 3-D numerical simulation in this study. The velocity profiles in the Silicon melt at different crucible rotation rates were measured using X-ray radiography method using tungsten tracers in the melt. The results showed that there exits two types of fluid flow mode. One is axisymmetric flow, the other is asymmetric flow. In the axisymmetric flow, the trajectory of the tracers show torus pattern. However, more exact measurement of the axisymmetrc case shows that this flow field has small non-axisymmetric components of the velocity. When fluid flow is asymmetric, the tracers show random motion from the fixed view point. On the other hand, when the observer rotates to the same velocity of the crucible, the trajectory of the tracer show a rotating motion, the center of the motion is not same the center of the melt. The temperature of a point in the melt were measured using thermocouples with different rotating rates. Measured temperatures oscillated. Such kind of oscillations are also measured by the other researchers. The behavior of temperature oscillations were quite different between at low rotations and at high rotations. Above experimental results means that the fluid flow and temperature profiles in the melt is not symmetric, and then the mode of the asymmetric is changed when rotation rates are changed. To compare with these experimental results, the fluid flow and temperature profiles at no rotation and 8 rpm of crucible rotation rates on the same size of crucible is calculated using a 3-dimensional numerical simulation. A finite different method is adopted for this simulation. 50×30×30 grids are used. The numerical simulation also showed that the velocity and flow profiles are changed when rotation rates change. Futhermore, the flow patterns and temperature profiles of both cases are not axisymmetric even though axisymmetric boundary conditions are used. Several cells appear at no rotation. The cells are formed by the unstable vertical temperature profiles (upper region is colder than lower part) beneath the free surface of the melt. When the temperature profile is combined with density difference (Rayleigh-B nard instability) or surface tension difference (Marangoni-B nard instability) on temperature, cell structures are naturally formed. Both sources of instabilities are coupled to the cell structures in the melt of the Czochralski process. With high rotation rates, the shape of the fluid field is changed to another type of asymmetric profile. Because of the velocity profile, isothermal lines on the plane vertical to the centerline change to elliptic. When the velocity profiles are plotted at the rotating view point, two vortices appear at the both sides of centerline. These vortices seem to be the main reason of the tracer behavior shown in the asymmetric velocity experiment. This profile is quite similar to the profiles created by the baroclinic instability on the rotating annulus. The temperature profiles obtained from the numerical calculations and Fourier transforms of it are quite similar to the results of the experiment. bove esults intend that at least two types of intrinsic instabilities can occur in the melt of Czochralski growing systems. Because the instabilities cause temperature fluctuations in the melt and near the crystal-melt interface, some defects may be generated by them. When the crucible size becomes large, the intensity of the instabilities should increase. Therefore, to produce large single crystals with good quality, the behavior of the intrinsic instabilities in the melt as well as the effects of the instabilities on the defects in the ingot should be studied. As one of the cause of the defects in the large diameter Silicon single crystal grown by the

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철 기반 촉매의 Fischer-Tropsch 합성에서 γ-Al2O3/SiO2 혼합 지지체 조성의 영향 (Effect of Composition of γ-Al2O3/SiO2 Mixed Support on Fischer-Tropsch Synthesis with Iron Catalyst)

  • 민선기;노성래;유성식
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제55권3호
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    • pp.436-442
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    • 2017
  • Fischer-Tropsch 합성(F-T 합성)은 석탄, 바이오매스, 천연가스 등을 개질하여 얻은 합성 가스(CO, $H_2$)를 촉매를 이용하여 탄화수소로 전환 하는 기술이다. Fischer-Tropsch 합성에 이용되는 촉매는 활성 금속, 조촉매, 지지체로 구성되는데 이들의 종류와 조성은 반응의 활성 및 생성물 선택도에 영향을 미친다. 본 연구에서는 ${\gamma}-Al_2O_3$$SiO_2$ 혼합 지지체의 조성이 Fiscsher-Tropsch 반응의 활성과 생성물 선택도에 미치는 영향을 알아 보기위해, ${\gamma}-Al_2O_3/SiO_2$ 혼합 지지체를(100/0 wt%, 75/25 wt%, 50/50 wt%, 25/75 wt%, 0/100 wt%) 이용하여 함침(impregnation)법으로 철 촉매를 제조하였다. 촉매의 물리적 특성은 질소 물리 흡착 법과 X-선 회절 분석법을 통해 분석 하였고, 고정층 반응기에서 Fischer-Trosch 반응을 $300^{\circ}C$, 20bar에서, 60시간 동안 수행 하였다. 촉매의 물리적 특성 분석 결과 촉매의 BET 표면적은 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 감소함에 따라 감소하였으며, 촉매 기공의 부피 및 평균 크기는 지지체 조성이 ${\gamma}-Al_2O_3/SiO_2$ (50/50 wt%)인 경우를 제외 하고 증가하는 경향을 보였다. 또한, X-선 회절 분석법을 통해 ${\alpha}-Fe_2O_3$의 입자 크기를 계산한 결과 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 감소함에 따라 입자 크기가 감소 하였다. Fischer-Tropsch 합성 결과 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 감소함에 따라 CO 전환율은 감소 하였으며, C1-C4의 선택도는 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 25 wt%일 때 까지 감소하였으며 이와 반대로, C5+의 선택도는 ${\gamma}-Al_2O_3$의 조성이 25 wt%일 때 까지 증가 하였다.

불소방출성 콤포짓트 레진계 수복재의 특성 (PROPERTIES OF FLUORIDE-RELEASING RESIN COMPOSITE RESTORATIVE MATERIALS)

  • 김상훈;백병주;김재곤;양연미;박정렬
    • 대한소아치과학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.418-426
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    • 2008
  • 본 연구에서는 구강 환경과 유사한 조건에서 불소방출성을 보이는 콤포짓트 레진계 수복재의 내구성과 불소방출성을 조사하기 위해 4 종의 콤포머와 1 종의 불소방출성 콤포짓트 레진을 실험재료로 선택하고 $5^{\circ}C$$55^{\circ}C$ 수중에서의 열순환 처리 후의 인장강도, 열순환 처리 후 칫솔에 대한 작용력 1.5N으로 100,000회 칫솔질을 시행하였을 때의 표면조도 및 불소치약 칫솔질 후 $37^{\circ}C$ 수중에서의 불소이온 용출 양상을 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 인장강도는 TC($Tetric^{(R)}$ Ceram)군에서 32.3 MPa, CF(Compoglass F)군에서 16.8 MPa이고, TC군과 DF($Dyract^{(R)}$ flow)군 및 CF군에서 유의한 차이를 보였다(P<0.05). 2. 칫솔질 마모시험 후의 표면조도 Ra는 TC군에서 0.287, FT(F2000)군에서 1.516이고, FT군과 나머지 시험군 사이에 유의한 차이를 보였다(P<0.05). 3. 칫솔질 마모시험 후의 표면에서는 필러의 돌출과 탈락 양상이 관찰되었다. 4. 불소치약 Perio Alpine Herb로 칫솔질 한 후 콤포머는 초기에 높은 용출을 보인 후 시간이 경과하면서 용출량이 감소하는 양상을 보였지만, 불소방출성 콤포짓트 레진의 TC군에서는 초기단계부터 낮으면서도 지속적인 용출을 보였다. 5. 불소치약 Perio Alpine Herb로 칫솔질 한 후 1시간이 경과하였을 때의 불소이온 용출량은 CF군에서 $2.064{\mu}g/cm^2$, TC 군에서 $0.1119{\mu}g/cm^2$이고, CF군의 용출량이 나머지 시험군에 비해 유의하게 높은 값을 보였다(P<0.05).

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파프리카 관비재배를 위한 질소 및 칼륨의 시비량 설정 (Establishment of Optimum Nitrogen and Potassium Application for Paprika Fertigation)

  • 최경이;이한철;여경환;이성찬;강남준;최효길
    • 생물환경조절학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.1-6
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    • 2017
  • 파프리카는 내수 뿐 아니라 수출 수요 증가로 시설재배 작물 중 가장 고소득 작물중의 하나로 부상하였다. 그런데 파프리카가 일반적으로 수경재배로 생산되고 있기 때문에 토양재배에서는 시비기준이 없어 시험을 수행하였다. 질소와 칼륨의 관비기준을 설정하기 위하여 피망의 검정시비량을 기준으로 0.5. 1.0, 1.5, 2.0배로 시험처리구를 두었고 질소 시험은 2012년에, 칼륨 시험은 2013년에 각각 수행하였다. 질소 관비 시험에서는 0.5배 관비구에서 다른 처리에 비하여 측지 두께가 비하여 얇았으나 길이는 처리의 영향을 받지 않았다. 착과수와 수량은 1그룹 수확에서 처리에 따른 차이가 발생하지 않았으나, 2그룹 수확에서는 1.0배 이상 처리에서 시비량이 많아질수록 감소하는 경향을 나타내었으며, 0.5배 처리구에서 가장 낮았다. 전체적인 수량을 기준으로 판단했을 때 파프리카 관비재배 시 질소의 시비량은 피망검정시비량의 1.0배가 적정하다고 판단되었다. 칼륨 관비시험에서는 관비량이 많은 처리구일수록 측지의 길이가 길었던 것을 제외하고 처리간 뚜렷한 생육의 차이를 나타내지 않았다. 심실수, 과피두께, 당도는 처리에 따른 차이를 나타내지 않았다. 과실의 착과수와 수량은 1, 2그룹에서는 통계적 유의차를 나타내지 않았으나 3그룹에서는 처리간에 뚜렷한 차이가 발생하여 1.5배 관비구에서 최대가 되었다. 전체적인 수량을 기준으로 판단했을 때 토양검정을 기준으로 한 관비재배에서 칼륨시비량은 피망검정시비량의 1.5배가 적정하다고 판단된다.

포도 '진옥' 품종의 무가온 하우스 재배시 착과량이 수체생육 및 과실품질에 미치는 영향 (Effects of Crop Loads on Vine Growth and Fruit Quality of 'Jinok' Grape in Unheated Plastic House)

  • 천미건;김영봉;김성란;이강모;홍광표;김진국
    • 생물환경조절학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.296-300
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    • 2015
  • 본 연구는 '진옥' 포도의 안정생산을 위하여 무가온 하우스에서 착과량을 조절하여 2012년부터 2014년까지 3년간 수체생육 및 과실품질을 조사하였다. 처리내용은 10a 기준으로 1.3t, 1.8t, 2.2t, 2.4t, 2.6t의 5처리로 하였다. 시험결과 신초경, 신초장, 절간장 등은 처리간 비슷한 경향이었다. 숙기는 착과량이 많아 질수록 늦어지는 경향이었으며, 포도 '진옥' 무가온 하우스 재배시 노지보다 수확기를 3주 정도 앞당길 수 있었다. 착과량이 많아질수록 수량은 많아졌으나, 평균과중은 착과량이 많을수록 작아져서 10a당 1.3t 착과한 처리구는 363g으로 가장 컸으며, 10a당 2.6t 착과한 처리구가 342g으로 가장 작았다. 가용성 고형물 함량은 착과량이 많아질수록 낮아지는 경향이었다. 수확 후 착과량에 따른 엽 및 신초내 무기성분 함량은 처리 간 비슷한 경향이었다. 따라서 포도 '진옥' 품종은 착과량이 2.4t/10a 이하이면 생산량에 따라 품질차이가 없으며, 가용성 고형물 함량 $15^{\circ}Bx$ 이상의 고품질 포도를 생산 할 수 있었으며, 위의 결과를 토대로 새롭게 육성된 '진옥' 포도의 지속적인 고품질 안전생산을 통하여 농가 소득증진에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

유산발효대두의 품질특성 및 생리활성 (Quality Characteristics and Physiological Activities of Fermented Soybean by Lactic Acid Bacteria)

  • 송효남;정경식
    • 한국식품과학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.475-482
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    • 2006
  • 유산균으로 발효시킨 대두의 품질특성과 생리활성을 원료대두 및 시판 청국장분말과 비교분석하였다. 조단백, 조지방 및 조섬유 함량은 청국장분말과 유사한 수준으로 증가하였고, 청국장분말의 비타민 $B_2$ 함량이 0.2mg%인데 비해 유산발효대두는 발효후에도 1.4mg%로 원료대두의 1.3mg%과 거의 동일하게 유지되는 특징을 보였다. 색도 측정결과 발효생대두 분말은 붉은 갈색에 가까운 청국장분말과 달리 원료대두분말과 유사한 미황색으로 나타나 발효에 따른 색의 변화가 거의 없었으며, pH는 가장 낮았다. 대두 발효식품의 품질평가 지표가 될 수 있는 아미노태 질소량도 원료대두의 194.3m% 보다 높은 517.2mg%로 468.1mg%의 청국장분말보다도 높았다 아미노산은 모두 glutamic acid, aspartic acid, leucine의 순으로 많이 존재하였고, 특히 유산발효대두의 glutamic acid 증가량이 두드러졌으며, 발효에 의한 지방산 조성은 큰 차이가 없어 발효에 따른 지질의 변화는 영향이 없는 것으로 판단되었다. 유리당은 발효에 따라 sucrose와 fructose가 현저히 감소하고 glucose가 증가하였으며, isoflavone 함량 분석결과 daidzein과 genistein이 원료대두보다 크게 증가하였을 뿐만 아니라 각각 38.04 및 27.37mg%인 청국장분말에 비해 48.33 및 52.82mg%로서 더 많이 생성된 것으로 나타났다. DPPH free radical 소거능으로 측정한 항산화활성은 청국장과 유사하게 원료대두의 1.8배에 달했고, fibrin plate법으로 측정한 항혈전 활성은 혈전용해환의 직경이 시간경과에 따라 차이가 커져 6시간 후에는 유산발효대두가 0.80mm로 원료대두의 0.37mm 및 청국장분말의 0.70mm과 차이가 있었다. 이상에서 유산발효대두는 영양성분이나 생리활성에 있어 청국장과 유사한 또는 그 이상의 품질을 지닌 것으로 나타나 향후 생선식을 비롯한 다양한 기능성 식품의 소재로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

토양수분(土讓水分) 및 재식심도(栽植深度)가 저년근(低年根) 고려인삼(高麗人蔘)의 생육(生育)에 미치는 영향(影響) (Effects of Soil Moisture and Planting Depth on the Growth of 2-year Old Ginseng Plant (Panax ginseng C. A. Meyer))

  • 이종철;목성균;이종화;조재성
    • 농업과학연구
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    • 제10권2호
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    • pp.235-241
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    • 1983
  • 토양수분(土壤水分) 및 재식심도(栽植深度)가 인삼(人蔘)의 생육(生育) 및 수량(收量)에 미치는 영향(影響)을 구명(九命)하고져 본(本) 실험(實驗)을 수행(遂行)하였던바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1) 엽장(葉長) 및 근장(根長)과 지근수(支根數)는 4~5cm 심도(深度)의 재식구(栽植區)에서 현저한 감소(減少)를 보였던 반면(反面) 경직경(莖直徑)은 오히려 증가(增加)되었고 그 외의 생육(生肉) 형질(形質)은 심도(深度)에 따르는 유의차(有意差)가 인정(認定)되지 않았다. 2) 경직경(莖直徑)을 제외한 경엽(莖葉) 및 근(根)의 주요(主要) 생육(生育) 형질(形質)은 토양수분(土壤水分)의 증가(增加)에 따라 고도(高度)로 현저한 2차곡선적(次曲線的) 변이(變異)를 나타내었다. 3) 경장(莖長)의 최대(最大) 생육(生育)에 요(要)하는 최적토양수분함량(最適土壤水分含量)의 추정치(推定値)는 75%였고 엽장(葉長) 및 엽폭(葉幅)에 요(要)하는 최적수분(最適水分)은 65~66%였으며 근장(根長) 및 지근수(支根數)에 요(要)하는 최적수분(最適水分)은 56~58%였고 근중(根重)의 증가(增加)에 요(要)하는 최적수분(最適水分)은 60~61%였다. 4) 2cm심도(深度)의 재식구(栽植區)에 비(比)해 3cm 심도(深度)의 재식구(栽植區)에서 근중증가(根重增加)에 요(要)하는 최적(最適) 토양수분(土壤水分)의 추정치(推定値)는 1~5% 낮았다. 31%의 토양수분하(土壤水分下)에서만은 깊게 심을 수록 근건물중(根乾物重)은 현저히 증가(增加)되었다. 5) 근건물중(根乾物重)과 엽장(葉長), 엽폭(葉幅) 및 지상부(地上部) 건물중간(乾物重間)에는 정(正)의 유의(有意) 상관(相關)이 인정(認定)되었고 근(根)의 생체중(生體中)에 대(對)한 건물중(乾物重)의 비율(比率)은 경장(莖長), 엽장(葉長), 엽폭(葉幅) 및 지상부(地上部) 건물중(乾物重)과 역시 정(正)의 유의(有意) 상관(相關)이 인정(認定)되었다.

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Novel quantitative trait loci for the strong-culm and high-yield related traits in rice detected from the F2 population between the super thick-culm and super grain-bearing line 'LTAT-29' and the high-yielding variety 'Takanari'

  • Nomura, Tomohiro;Yamamoto, Toshio;Ueda, Tadamasa;Yonemaru, Junichi;Abe, Akira;Adachi, Shunsuke;Hirasawa, Tadashi;Ookawa, Taiichiro
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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    • pp.95-95
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    • 2017
  • Lodging is a serious issue in rice production, because it drastically decreases the biomass production and grain yield. Since the Green Revolution, the lodging resistance has been increased by lowering the moment of above-ground parts due to the short culm by the semi-dwarf gene sd1. However, it has been pointed out that sd1 alone has suppressive effects for biomass production and yield. To increase rice yield, the long-culm and large panicle type varieties with a superior lodging resistance need to be developed. To improve the lodging resistance and yield of these type varieties, it would be effective to identify novel alleles for these traits underlying natural variations in rice and to pyramid these alleles to a single rice variety. In order to perform this strategy, we have developed new rice lines derived from crosses among varieties with superior alleles. At first, TULT-gh-5-5 was selected from a cross between strong culm and high biomass variety Leaf Star and high-yielding variety Takanari, and TUAT-32HB was selected from a cross between high-yielding variety Akenohoshi and Takanari. Then, we developed the super thick-culm and super grain-bearing line, LTAT-29 derived from a cross between TULT-gh-5-5 and TUAT-32HB. In the current study, to identify the QTLs and genes relating to the strong culm and the high yield of LTAT-29, we performed QTL analysis using SNPs markers with $F_2$ population derived from a cross between LTAT-29 and Takanari. LTAT-29 has never lodged throughout the growth period despite it had long culms and heavy panicles. LTAT-29 had a larger outer diameter of the culm and twice the size of the section modulus than Takanari. As a result, the bending moment at breaking of LTAT-29 was significantly larger than that of Takanari. Brown rice yield of LTAT-29 was $9.2t\;ha^{-1}$ about 10% higher than that of Takanari due to the larger number of spikelets per panicle. LTAT-29 had a greater number of secondary branches per panicle. In the $F_2$ population between LTAT-29 and Takanari, we found continuous frequency distributions in the section modulus and the spikelet number per panicle. Two QTLs increased the section modulus by the alleles of LTAT-29 were detected on Chr.1L and Chr.2L. One QTL increased the spikelet number per panicle of Takanari by the allele of LTAT-29 was detected on Chr.1L, and two QTLs increased the number of secondary branches per panicle by the alleles of LTAT-29 were detected on Chr.1L and Chr.4L. It was found that the alleles of these QTLs were the japonica type originated from Leaf Star or Akenohoshi. The novel QTLs for the traits related to super thick-culm and super grain-bearing and their combinations could be utilized for improving the lodging resistance and yield in rice varieties.

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