• 제목/요약/키워드: Photomixotrophic Growth

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미생물 유래 Dykellic Acid가 담배 녹색배양세포의 생장 및 Superoxide Dismutase 활성에 미치는 영향 (Effects of Dykellic Acid Derived from Microorganism on the Cell Growth and Superoxide Dismutase Activity in Tobacco Photomixotrophic Cultured Cells)

  • 곽상수;권혜경;권석윤;이행순;이호재;고영희
    • 식물조직배양학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.133-136
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    • 2000
  • 미생물에서 분리한 dykellic acid가 식물세포에 미치는 생리적 영향을 평가하기 위하여, 담배 광혼용영양배양세포(photomixotrophic cultured cells, PM세포)에 dykellic acid를 다양한 농도로 처리하여 세포의 생장과 단백질 함량 및 superoxide diamutase (SOD)활성에 미치는 영향을 조사하였다. 담배 PM세포는 0.7 mg/L 2,4-D, 0.3 mg/L kinetin, 30g/L sucrose, 200 mM NaCl를 함유한 MS배지에서 $25^{\circ}C$, 광조건에서 현탁배양 (100 rpm) 하였다. 계대배양시 화합물을 처리한 후 12일째의 세포생장 억제와 배지의 이온 전도도를 측정한 세포막손상의 결과는 일치하였으며, 화합물은 세포생장을 강하게 억제시켰다 ($IC_{50}$/, 약 20 $\mu$M). Dykellic acid 처리농도가 증가함에 따라 단위세포 무게당 단백질 함량과 SOD 비활성도를 현저히 증가시켰다. 이상의 결과로 dykellic acid는 식물세포 생장을 저해하는 활성을 가지고 있으며, 담배 PM세포는 적은 양으로도 천연물의 생리활성을 평가할 수 있는 유용한 생물소재임이 확인되었다.

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광독립영양 기내 미세증식 시스템에서 생육단계별 환경조절을 통한 감자의 기내 및 기외 생육과 에너지 효율 향상 (Improvement of Growth of Potato (Solanum tuberosum L. cv. Dejima) Plants at In Vitro and Ex Vitro and Energy Efficiency by Environmental Control with Growth Stage in Photoautotrophic Micropropagation System)

  • 오명민;이훈;손정익
    • 생물환경조절학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.23-28
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    • 2009
  • 이전 실험에서 결정된 생육 단계별 최적 환경조건을 평가하기 위한 4가지 처리는 다음과 같았다: 생육 단계별 최적 환경 조건을 사용한 광독립 영양배양(photoautotrophic optimum condition with growth stage (POG)), 생육 단계별 평균 광합성 광량자속 밀도(photosynthetic photon flux density(PPFD))와 $CO_2$ 농도를 사용한 광독립 영양배양(photoautotrophic constant condition with average PPFD and $CO_2$ of POG(PCA)), 생육 단계별 최대 PPFD와 $CO_2$농도를 사용한 광독립 영양배양(photoautotrophic constant condition with maximum PPFD and $CO_2$ of POG(PCM)) 그리고 대조군으로 3%의 당을 포함한 광혼합 영양배양(photomixotrophic conventional condition with 3% sucrose(PMC)). 실험 결과 각 생육 단계별 환경제어(POG)는 기내에서 배양된 감자 소식물체의 모든 생육 관련 항목에서 유의적 증진을 유도하였다. 또한 단위 건물중 당 소비된 전력과 $CO_2$는 모든 처리 중 POG에서 가장 낮았다. 기외 이식 이후에도 POG에서 생산된 감자 묘는 PMC에서 자란 감자 묘와 전체적으로 큰 차이 없이 왕성한 생육을 유지하였다. 특히 POC는 기존 광혼합 영양방식(PCM)과 비교했을 때 기외 이식전과 이식 후 20일째 각각 4.7배와 3.8배 높은 건물중을 기록하였다. 따라서 POG와 같은 생육 단계별 환경 조절을 통한 광독립 영양 미세 증식 방법은 에너지 절감 효과와 함께 무균의 건강한 감자 묘의 생산에 효과적이었다.

다양한 제초제에 대한 담배 Photomixotrophic 배양세포의 반응 (Responses of Tobacco Photomixotrophic Cultured Cells to Various Herbicides)

  • 권혜경;권석윤;이행순;윤의수;김진석;조광연;곽상수
    • 식물조직배양학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.183-187
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    • 1999
  • 식물배양세포를 이용하여 효율적인 제초제 검정시스템을 확립하기 위하여 다른 작용기작을 가진 몇가지 제초제를 사용하여 담배 PM세포에 대한 반응성을 세포생장과 배지의 이온전도도를 측정하여 조사하였다. 담배 PM세포는 0.7 mg/L 2,4-D, 0.3 mg/L kinetin, 30 g/L sucrose를 함유한 MS배지에서 $25^{\circ}C$, 광조건에서 현탁배양 (100rpm)하였다 계대배양시 약제를 처리한 후 12일째의 세포생장과 배지의 이온전도도를 측정한 결과, 이온전도도 측정결과는 세포생장의 것과 높은 상관관계를 나타내었다. 담배 PM세포에 대한 각 화합물의 반응성은 약제의 작용기작을 반영하면서 다양하였다. PET 저해화합물인 atrazine은 담배 PM세포에 가장 강한 활성을 나타내었다 (IC50, 1 $\mu$M). GS 저해제인 glufosinate, 세포분열저해제인 butachlor, carotenoid 생합성저해제인 fluridone은 농도에 비례하여 저해활성을 나타내었다. 그러나 오옥신활성을 지닌다고 알려진 quinclorac은 억제활성을 나타내지 않았다. 따라서 배지의 이온 전도도 측정은 간편하면서 재현성이 좋은 신규 제초제의 탐색방법으로 유용할 것으로 시사된다.

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세 수준의 자당이 첨가된 배지에서 유기물의 첨가 유무에 따른 Solanum tuberosum L.의 기내 광혼합영양생장 (Photomixotrophic Growth of Solanum tuberosum L. in vitro with Addition and Omission of Organic Materials at Thee Initial Sucrose Levels in the Medium)

  • 정병룡;양찬석;김경희;박영훈
    • 생물환경조절학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.51-55
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    • 2004
  • 식물의 조직배양에서 가장 널리 이용되는 MS 배지 등의 무기성분은 종속영양에 적합하도록 조성되었다. 그러므로 이들 배지가 혼합영양이나 독립영양 배양에는 부적합 할 수 도 있다. 광혼합영양 미세증식에서 배지에 첨가되는 당의 수준은 낮추고 배양기의 광과 $CO_2$ 수준은 올리며, 광합성의 의한 탄소의 획득을 증진시키기 위해 열록소가 있는 절편체를 이용한다. Factorial 실험에서 유기물 (OM, $m^{-3}$ 배지당 각각 0.5g의 thiamine, nicotinic acid 및 pyridoxine과 100g ${\cdot}$ $m^{-3}$ myo-inositiol)의 첨가(+)와 생략(_) 및 세 가지 수준의 당(0, 15 및 30 kg ${\cdot}$ $m^{-3}$)이 감자 소식물체의 생장에 미치는 영향을 조사하였다. 단엽단절 절편체를 0.1${\times}$$10^{-4}m^{-3}$의 MS 아가(8 kg ${\cdot}$ $m^{-3}$) 배지(증기소독 전 pH 5.80)배지가 담긴 유리 시험관(100mm${\times}$25mm)에 치상하여 직경 6mm의 가스투과 필터(5.1 air exchanges ${\cdot}$$h^{-1}$)가 부착된 투명한 필름으로 봉하여 배양하였다. 배양체는 27일간 $23^{\circ}C$, 50% RH에서 16 h ${\cdot}$ $d^{-1}$의 명기 동안에 cool white 형광등으로 130${\mu}mol\;{\codt}\;m\;{\codt}\;s^{-1}$ PPFD의 광과 350-450${\mu}mol\;{\codt}\;mol^{-1}의CO_2$가 공급되는 배양실에서 배양되었다. 유기물이 공급된 처리(+OM)와 공급되지 않은 처리(-OM)에서 감자 소식물체의 생육은 유사하였으나 배지의 pH는 후자에서 0.2 더 낮았다. 배지에 첨가된 당의 수준이 증가할수록 건물중, % 건물율 및 경경은 증진된데 반해 신초와 뿌리의 건물중 비율, 엽면적, 건물중당 엽록소 함량 및 배지의 pH는 감소하였다. 유기물과 당 수준간의 상호작용도 신초길이와 배지 pH에서 관찰되었다. 이상의 결과로부터 광도와 $CO_2$농도를 높인 광혼압영양배양에서 감자 소식물체의 생장에는 배지에 첨가되는 당은 유익하지만 그 이외의 유기물은 첨가하지 않아도 악영향이 없다는 것은 나타낸다.

Microprogation And Environment Conditions Affecting On Growth Of In Vitro And Ex Vitro Of A. Formosanus Hay

  • Ket, Nguyen-Van;Paek, Kee-Yoeup
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2002년도 심포지엄
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    • pp.29-30
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    • 2002
  • The goal of this research was to develop the effectiveness of in vitro culture method for A. formosanus and study the environment in vitro conditions affecting on growth. The first series of experiments were examined to investigate the response of three different basal media, MS (Murashige and Skoog, 1962), Knudson (KC; Knudson, 1946) and modified hyponex on growth and multiplication during in vitro culture. Multiple shoot proliferation was induced in shoot tip explants on Hyponex (H3) media supplemented with BA (1 mg1$\^$-1/) or TDZ (1-2 mg1$\^$-1/). Addition of activated charcoal (1%) to the TDZ containing medium promoted rapid shoot tip proliferation (11.1 shoots per explant) but the same medium had an opposite effect resulting in poor proliferation in the nodal explants. However, the regenerated shoots had slow growth rate and failed to elongate. This problem was overcome by transferring the shoot clumps to a hormone free H3 media supplemented with 2% sucrose and 0.5% activated charcoal. Using bioreactor culture for scaling up was also shown the best way for multiple shoot induction and growth of this plant. The second series of experiments was studied to investigate the effect of physical environment factors on growth of in vitro plantlets. The Anoectochilus formosanus plantlets were cultured under different air exchange rate (0.1, 0.9, 1.2h$\^$-1/), without sucrose or supplement 20g.1$\^$-1/ (photoautotrophic or photomixotrophic, respectively), and different photosynthesis photon flux (40, 80, 120 ,${\mu}$mol.m$^2$.s$\^$-1/- PPF). Under non-enrichment CO$_2$ treatment, slow growth was observed in photoautotrophical condition as compared with photomixotrophical condition on shoot height, fresh weigh and dry weight parameters; High air exchange (1.2.h-l) was found to be inadequate for plant growth in photomixotrophical condition. On the contrary, under CO$_2$, enrichment treatment, the plant growth parameters were sharply (visibly) improved on photoautotrophic treatments, especially on the treatment with air exchange rate of 0.9.h-1. The growth of plant in photoautotrophic condition was not inferior compared with photomixotrophic, and the best growth of plantlet was observed in treatment with low air exchange rate (0.9.h-1). Raising the PPF level from 80 to 120${\mu}$mol.m$\^$-2/.s$\^$-1/ decreased the plant height, particularly at 120${\mu}$mol.m$\^$-2/.s$\^$-1/ in photoautotrophic condition, fresh weight and dry weight declined noticeably. At the PPF of 120${\mu}$mol.m$\^$-2/,s$\^$-1/, chlorophyll contents lowed compared to those grown under low PPF but time courses of net photosynthesis rate was decreased noticeably. Light quality mainly affected morphological variables, changes of light quality also positively affected biomass production via changes in leaf area, stem elongation, chlorophyll content. Plant biomass was reduced when A. formosanus were grown under red LEDs in the absence of blue wavelengths compare to plants grown under supplemental blue light or under fluorescent light. Stem elongation was observed under red and blue light in the present experiment. Smaller leaf area has found under blue light than with other lighting treatments. Chlorophyll degradation was more pronounced in red and blue light compared with white light or red plus blue light which consequent affected the photosynthetic capacity of the plant. The third series of experiment were studied to investigate the effect of physical environment factors on growth of ex vitro plants including photosynthesis photon flux (PPF), light quality, growing substrates, electrical conductivity (EC) and humidity conditions. In the present experiments, response of plant on PPF and light quality was similar in vitro plants under photosynthesis photon flux 40${\mu}$mol.m,$\^$-2/.s$\^$-1/ and white light or blue plus red lights were the best growth. Substrates testing results were indicated cocopeat or peat moss were good substrates for A. formosanus growth under the greenhouse conditions. In case of A. formosanus plants, EC is generally maintained in the range 0.7 to 1.5 dS.m-1 was shown best results in growth of this plant. Keeping high humidity over 70% under low radiation enhanced growth rate and mass production.

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유식물체 증식.순화용 배양시스템 개발 (Development of Culture System for Masspropagation and Acclimatization of Tissue Cultured Plantlets)

  • 한길수;허정욱;김시찬;이용범;김상철;임동혁;최홍기
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제32권2호
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    • pp.109-114
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    • 2007
  • In mass production of seed-potato plantlets, the processes for in vitro propagation and ex vitro acclimatization with a high cost should be improved by a culture system with environmental control using scaled-up culture vessels. The experiment was conducted to design a hydroponic culture system for enhancement of growth and development of seed-potato (Solanum tuberosum) plantlets cultured under photoautotrophic (without sugar in culture medium) conditions with controlled light intensity and ventilation rate. The culture system was consisted of scaled-up culture vessels, ventilation pipes, a multi-cell tray and an environmental control system (ECS) for optimum controlling in temperature, light intensity, ventilation rate, and culture-medium supply. Growth and development of the plantlets was significantly increased under the ECS compared with a conventional culture system (CCS) of photomixotrophic culture (with sugar in culture medium) using small scale vessels. For 21 days, leaf area of the plantlets was expanded more than 2 times, and number of internodes also approximately 4 times greate. under the ECS. In addition, the photoautotrophic growth in sweetpotato (Ipomoea batatas) and chrysanthemum (Chrysanthemum morifolium) plantlets was greater more than 2 times compared with the CCS.

Identification of a Glucokinase that Generates a Major Glucose Phosphorylation Activity in the Cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803

  • Lee, Jung-Mi;Ryu, Jee-Youn;Kim, Hyong-Ha;Choi, Sang-Bong;de Marsac, Nicole Tandeau;Park, Youn-Il
    • Molecules and Cells
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    • 제19권2호
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    • pp.256-261
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    • 2005
  • In silico analysis of genome of the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 identified two genes, slr0329 and sll0593, that might participate in glucose (Glc) phosphorylation (www.kazusa.or.jp/cyano). In order to determine the functions of these two genes, we generated deletion mutants, and analyzed their phenotypes and enzymatic activities. In the presence of 10 mM Glc, wild-type (WT) and slr0329 defective strain (M1) grew fast with increased respiratory activity and NADPH production, whereas the sll0593 deletion mutant (M2) failed to show any of the Glc responses. WT and M1 were not significantly different in their glucokinase activity, but M2 had 90% less activity. Therefore, we propose that Sll0593 plays a major role in the phosphorylation of glucose in Synechocystis cells.

고구마의 경정조직 유래 기내 소식물체의 생장촉진과 순화 (Growth Acceleration and Acclimatization of In Vitro Plantlets derived from Apical Meristem of Sweet Potato)

  • 은종선;김영선
    • 식물조직배양학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.115-119
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    • 1999
  • 고구마의 기내 소식물체의 생장촉진 및 순화율을 높이기 위하여 마디를 광혼합영양과 종속영양, 광독립영양 조건하에서 각각 배양하였다. Shoot길이는 3$0^{\circ}C$의 종속영양배양에서 11.9 cm로 가장 길었고 $25^{\circ}C$의 혼합영양배양에서 3.4cm로 가장 짧았다. 3$0^{\circ}C$에서 배양된 마디의 생육이 가장 빨라 마디수가 10.5개로 가장 많았지만 식물체는 도장되어 연약하였다 엽면적은 MF-처리구인 종속영양배양보다 MF+처리구인 혼합영양배양에서 2배로 넓었고 shoot의 건물률도 약간 높게 나타나 함수량이 비교적 적은 편이었다. 투명화된 불량묘는 광혼합영양배양의 경우 $25^{\circ}C$와 3$0^{\circ}C$ 모두 14.8%였고, 종속영양배양에서는 $25^{\circ}C$에서 22.2%, 3$0^{\circ}C$에서 31.5%로 MF+처리구에서 훨씬 적게 나타났다. Sucrose-free배지의 경우 MF-처리구에서 배양 30일 후에 마디절편이 노랗게 변하고 결국 고사되었으나 MF+처리구의 광독립영양배양에서는 정상적인 식물체로 생장되었다. 또한 sucrose와 호르몬이 첨가되지 않은 MS기본배지에서 MF+처리구의 경우 마디절편의 생존율은 양호하였다.

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Micropropagation of Sweetpotato (Ipomoea batatas) in a novel $CO_2$-Enriched Vessel

  • Silva Jaime A. Teixeira da;Giang Dam Thi Thanh;Tanaka Michio
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제7권1호
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    • pp.67-74
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    • 2005
  • To overcome various disadvantages of conventional cul-ture vessels for micropropagation, a novel disposable vessel, the 'Vitron', made of a multi-layered $OTP^{(R)}$ film and supported by a polypropylene frame, was developed. The film possesses superior properties such as: high light transmittance, low water vapor transmittance and thermal stability and in particular, high gas-permeability. Single nodal explants, which were excised from the multiple shoots derived from shoot-tip culture, were cultured in Vitron and polycarbonate vessels on $3\%$ sugar-containing agar on MS medium and placed at 3000 ppm $CO_2$-enrichment at a low photosynthetic photon flux density (PPFD) ($45{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$). The in vitro and ex vitro growth, and the net photosynthetic rate of in vitro and ex vitro plantlets were significantly enhanced in the Vitron compared to those cultured in a polycarbonate vessel. Explants that were cultured on the same MS medium under low PPFD at various $CO_2$ concentrations were also cultured at 3000 ppm $CO_2$- enrichment at various PPFD: 30, 45, 60, 75 and $90{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$. The best in vitro and ex vitro growth obtained for 3000 ppm $CO_2$-enrichment at $75{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$ PPFD. The novel Vitron vessel, when placed under the two conditions, may replace conventional culture vessels for the successful micropropagation of sweetpotato.

고추냉이(Wasabia japonica (Miq.) Matsum.)의 정단분열조직유래 기내묘의 순화 (Acclimatization of in vitro Plantlets of Wasabia japonica(Miq.) Matsum. Derived from the Apical Meristem Culture)

  • 은종선
    • 식물조직배양학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.257-261
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    • 1998
  • 고추냉이 배양묘의 투명화 방지와 기내 건전묘 생산을 위하여 PPFD처리 및 sucrose농도를 달리하고 배양기 마개의 MF 부착여부에 따른 식물체 생장량을 조사하였다. 투명화된 유묘를 MF처리(MF+)와 무처리한(MF-) 배양기내에서 60일간 배양한 결과 분할묘의 수는 MF+구의 경우 3.6개였으며, MF-구의 경우 2.4개로 MF+구가 다아체수가 많았다. 투명화 현상은 MF-구에서 65.0% 나타났으나 MF가 부착된 배양기내에서는 투명화가 전혀 발생되지 많았다. MF-구에서 생육된 잎의 경우 기공이나 엽육 등에 이상을 보여 기공이 둥글고 평창되어 있었고 정상식물체에 비하여 기공의 크기가 켰으며 밀폐된 용기내에서 수분공급의 과잉으로 기공은 일려있는 상태였고 epicuticular 밀랍구조물은 발달되지 않아 표면이 매끄러운 상태였다. MF+구의 경우 기공모양은 타원형으로 기공이 투명화 잎에 비해 더 작았고 표면은 체내 수분조절을 위해 밀랍구조물의 조직이 치밀하여 MF부착에 의한 가스교환으로 건전식물체의 육성이 관찰되었다. Sucrose농도와 MF의 효과를 조사하기 위하며 sucrose 무처리구에서 MF부착구(광독립영양배양)와 미부착한 경우(대조구)로 분류한 후 배양한 결과 광독립영양배양에서 모든 생장량이 양호하고 다수의 뿌리가 발생되었으나, sucrose 무처리구의 대조구는 배양 60일 후 50%만 생존되였고 발생된 뿌리는 빈약하여 광독립영양배양에서 MF부착에 의한 광합성 효과가 인정되었다. 종속영양배양과 혼합영양배양의 경우 혼합영양배양이 식물체의 생장량이 좋았으며, sucrose가 무처리된 상태의 광독립영양배양과 혼합영양배양을 비교하였을 때 혼합영양배양이 양호한 결과를 보였다.tumefaciens SM643을 사용한 캘러스는 매우 딱딱하며 둥그런 형태의 캘러스와 friable한 캘러스가 혼재한 상태로 생장하였으며, 이중에서 friable한 캘러스는 정상적인 shoot가 형성되었으나 딱딱한 캘러스로 유도된 형질전환체는 식물체로 형성되지 않고 반구형 미색의 전형적인 tumor 캘러스로 생장하였다. 한편 형질전환시 캘러스를 유도하지 않고 직접 shoot를 형성시킨 결과 disarmed Ti-plasmid를 사용하지 않고 wild-type Ti-plasmid를 사용해도 정상적인 형질전환체를 획득할 수 있었다.소비는 토양 이산화탄소에 의한 탄산염 광물의 용해(천층 지하수의 경우), 또는 방해석의 재침전(심층 지하수의 경우)에 의해 조절되고 있음을 확인하였다. 본 지역에 부존하는 지하수의 기원과 유동 및 화학적 진화를 종합적으로 보여주는 모델을 제시한다. 중심으로 하는 비율은 국내 보다 크게 낮았지만 여전히 다른 식사형태 보다 높은 것을 알 수 있다. 한국 고유의 식문화 특성을 가지면서 거주지역의 식품생산 및 사회 문화적 특성에 영향을 받음으로써 거주국의 식품, 식사 형태, 조리방법을 도입하는 등 부분적으로 변화가 진행되고 있음을 확인 할 수 있었다.가장 시급한 개선점이라고 생각된다. 따라서 효과적인 급식운영을 하기 위해서는 학교식당은 맛, 다양한 메뉴의 식단, 위생, 가격의 저렴 등을 통해서 급식대상자들이 만족한 급식을 할 수 있도록 체계적인 관리 및 운영을 통해 적극적으로 개선해 나가야 할 것으로 사료된다.er (p<0.05), $T_{max}$ might be an insignificant parameter because cyclosporin A

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