• 생물환경조절학회지
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• 제13권4호
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• pp.226-232
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• 2004

착색단고추 동계재배시 주${\cdot}$야 온도관리방법 차이에 의한 환경변화가 생육 및 수량에 미치는 영향을 구명코자 하였다. 수량은 품종 간에는 'Fiesta'가 'Jubilee' 보다 총수량은 많았으나 상품률이 떨어져 상품수량은 차이가 없었고, 평균과중도 차이가 없었다. 품종간 총 수량 차이의 주원인은 착과수, 수확개시기 및 뿌리상태의 차이였고, 상품률 저하의 주요인은 열과발생률 차이였다. 야간온도 간에는 $18^{\circ}C$가 $15^{\circ}C$에 비해 총수량이 많은데다 상품률도 높아서 상품수량은 현저하게 많았으나 과중은 $15^{\circ}C$가 다순 무거웠다. 야간온도 간의 수량차이의 주요인도 착과수와 수확개시기의 차이였다. 주간온도 간에는 $28^{\circ}C$와 $31^{\circ}C$는 차이가 없었으나 $34^{\circ}C$는 이산화탄소 농도저하 및 고온다습으로 인해 영양생장이 촉진되었고, 엽록소 함량도 가장 적었다. 따라서 총수량 및 상품수량이 현저하게 적었고 평균과중도 가벼웠다. 본 시험에서 처리한 주${\cdot}$야 온도는 개엽의 광합성률, 증산률, 엽록소형광, 항산화효소 활성 등에 영향을 미치지 않았으나 통계적인 오차범위 내의 근소한 차이들이 어떤 식으로든 광합성능력에 영향을 미쳤을 것임은 분명하다. 주간고온에 의한 야간저온 보상효과는 없었다.

• 생명과학회지
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• 제19권4호
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• pp.442-448
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• 2009

대부분의 열대 식물은 chilling에 민감하게 반응한다. 대표적 열대 식물인 벼 잎에 대한 light-chilling 처리와 이 후의 회복기(post-chilling) 동안 일어나는 반응들을 알아보았다. Chilling 시 벼 잎에서의 광합성 효율($F_v/F_m$)은 대조구보다 50% 감소하였고, 상대적으로 $H_2O_2$ 양은 48% 증가하였다. 항산화 효소들 중 SOD와 GR 활성은 chilling과 post-chilling 시 증가하였다. 특히 SOD isoforms의 경우 CuZn-SOD와 Mn-SOD 가 발현된 반면 Fe-SOD는 발현되지 않았다. CAT 활성은 chilling 시 감소하였으며, 반면에 APX는 크게 증가하였다. Chilling 시 CAT의 isoforms의 변화를 보면, CAT-2와 -3의 활성이 감소한 것과 대조적으로 post-chilling 시 이들 isoforms의 활성은 증가하였다. 이처럼 APX와 CAT 활성은 벼 잎이 chilling stress를 겪게 될 때 상반되는 변화를 보여주었다.

• 한국환경과학회지
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• 제19권12호
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• pp.1323-1334
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• 2010

The effect of nitric oxide (NO) on antioxidant system and protective mechanism against oxidative stress under UV-B radiation was investigated in leaves of maize (Zea mays L.) seedlings during 3 days growth period. UV-B irradiation caused a decrease of leaf biomass including leaf length, width and weight during growth. Application of NO donor, sodium nitroprusside (SNP), significantly alleviated UV-B stress induced growth suppression. NO donor permitted the survival of more green leaf tissue preventing chlorophyll content reduction and of higher quantum yield for photosystem II than in non-treated controls under UV-B stress, suggesting that NO has protective effect on chloroplast membrane in maize leaves. Flavonoids and anthocyanin, UV-B absorbing compounds, were significantly accumulated in the maize leaves upon UV-B exposure. Moreover, the increase of these compounds was intensified in the NO treated seedlings. UV-B treatment resulted in lipid peroxidation and induced accumulation of hydrogen peroxide ($H_2O_2$) in maize leaves, while NO donor prevented UV-B induced increase in the contents of malondialdehyde (MDA) and $H_2O_2$. These results demonstrate that NO serves as antioxidant agent able to scavenge $H_2O_2$ to protect plant cells from oxidative damage. The activities of two antioxidant enzymes that scavenge reactive oxygen species, catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) in maize leaves in the presence of NO donor under UV-B stress were higher than those under UV-B stress alone. Application of 2-(4-carboxyphenyl)-4, 4, 5, 5-tetramethylimidazoline-1-oxyl-3- oxide (PTIO), a specific NO scavenger, to the maize leaves arrested NO donor mediated protective effect on leaf growth, photosynthetic pigment and free radical scavenging activity. However, PTIO had little effect on maize leaves under UV-B stress compared with that of UV-B stress alone. $N^{\omega}$-nitro-L-arginine (LNNA), an inhibitor of nitric oxide synthase (NOS), significantly increased $H_2O_2$ and MDA accumulation and decreased antioxidant enzyme activities in maize leaves under UV-B stress. This demonstrates that NOS inhibitor LNNA has opposite effects on oxidative resistance. From these results it is suggested that NO might act as a signal in activating active oxygen scavenging system that protects plants from oxidative stress induced by UV-B radiation and thus confer UV-B tolerance.

• 환경생물
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• 제20권3호
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• pp.197-204
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• 2002

저선량 $\gamma선 조사가 참박의 초기생육과 생리활성에 미치는 효과를 알아보기 위하여 참박 종자에 $\gamma선을 0-2O Gy 수준으로 조사하여 생육을 관찰하였다. 저선량 $\gamma선에 의한 참박의 초기생육은 대조구에 비해 4-16Gy에서 다소 증가하였고, 생육 조사시 측정한 자엽의 경우 catalase와 Peroxidase 활성이 대조구에 비해 8 Gy 조사구에서 가장 높았으며 본엽은 peroxidase활성이 4 Gy 조사구에서 확연히 증가하였다. 저선량 $\gamma선을 조사한 박 식물체의 광 스트레스에 대한 반응효과는 광계II의 광화학적 효율이 대조구와 8 Gy의 경우 50% 정도 감소되었으나 4 Gy에서는 40% 정도의 감소를 보였다. 반면 Fo는 광저해가 진행됨에 따라 약간의 증가를 보였으나 대조구나 저선량 조사구사이의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 광계II의 광양자 수율, $\varphi_{PSII}$과 광계II 반응중심의 흥분 포획능, 1/Fo-l/Fm 또한 광저해가 진행되는 동안 감소하여 $\varphi_{PSII}$는 대조구와 8 Gy의 경우 20% 정도 감소를 보인 반면 4 Gy 조사구는 15%의 감소를 보였고, 1/Fo-lF/m은 대조구와 8 Gy는 55%, 4 Gy는 45%의 감소를 나타냈다. 비광화학적 소멸인 NPQ는 대조구와 저선량 조사구 모두 70% 정도 감소되는 경향을 보였다. 이러한 결과를 볼 때 종자의 종피를 투과한 저선량의 $\gamma선이 참박의 생육을 촉진시키고 4 Gy에서 광 스트레스에 대한 저해가 감소되었다.

• 한국양식학회지
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• 제17권2호
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• pp.109-114
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• 2004

유용 미생물과 한약재가 포함된 새로운 사료첨가제의 다양한 농도(0.3, 0.6 및 0.9%)에 따른 넙치의 간기능의 활성에 미치는 영향 및 사료첨가제의 특성에 대해서도 조사하였다. 첨가제에 포함된 유용미생물(유산균, 바실러스균, 효모 및 광합성균)의 총수는 한방천이 5.6${\times}$$10^{8}$ CFU/g이었으며, 어력천은 3.0${\times}$$10^{8}$ CFU/g 이었다. 앙식에 일반적으로 사용되는 습사료의 병원미생물(Edwardsiella tarda, Vibrio anguillarum and Streptorwccus sp.)은 모든 첨가군에 있어서 첨가제의 농도의존적으로 유의한 감소를 나타내었다. 간중량 지수는 0.3%의 첨가군에서 유의하게 증가하였다. 혈중의 단백질량은 모든 첨가군이 유의한 증가를 나타내었으나. 간장내의 단백질량은 대조군이 높은 수치를 나타내었다. 생체방어기작을 하는 catalase 및 superoxide dismutase는 0.3% 및 0.6% 첨가군에서 각각 높은 활성을 나타내었다. 이상의 결과로 한약재와 유용미생물 혼합 사료첨가제의 사용으로 넙치의 항산화효소의 활성을 증대시켜 어류스트레스의 면역증대를 기대할 수 있을 것으로 여겨진다.

• 환경생물
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• 제20권1호
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• pp.73-77
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• 2002

3주간 생장한 닭의장풀을 Hoagland용액에서 3주 동안 수경배양하면서, 100$\mu$M C$d^{2+}$과 100$\mu$M salicylic acid(SA)를 처리한 후 성장, 엽록소 함유량, 수분퍼텐셜, 엽록소 형광, 광합성능 및 기공전도도를 조사하였다. Hoagland용액에 C$d^{2+}$ 처리시 3주 동안 2.1cm생장했으나, 대조구는 7.2cm생장했다. 반면에 C$d^{2+}$ + SA 처리구는 1주 동안 0.7cm자랐으며, 2주 후에는 생장이 멈추거나 고사되었다. 엽록소 함량은 C$d^{2+}$ 처리구는 대조구에 비해 3주 때 7% 그리고 C$d^{2+}$ + SA처리구는 86% 억제되었다. 대조구와 C$d^{2+}$ 처리구는 1주와 2주 때를 제외하고는 정상적인 엽록소 a/b 비율을 보여주었으나, C$d^{2+}$ + SA 처리구는 1.6 이하를 보여주었다. Fv/Fm 측정 결과 C$d^{2+}$처리는 Fv/Fm값에 큰 영향을 주지 않았으나, C$d^{2+}$ + SA처리구는 대조구에 비해 2주간 처리한 경우 27%억제하였다. 수분퍼텐셜을 살펴보면 C$d^{2+}$ 처리구는 대조구에 비해 1주, 2주, 3주에서 16-39% 증가되었다. C$d^{2+}$ + SA 처리구에서는 수분퍼텐셜이 40-78% 억제되었다. $CO_2$농도의 차이에 따른 광합성능은 대조구에 비해 모든 광 조건에서 C$d^{2+}$ 처리구는 12-15%내에서 억제되었으나, C$d^{2+}$ + SA처리구는 37-58% 억제되었다. 기공전도도는 대조구에 비해 500과 1,000$\mu$mo1 $m^{-2}$ $s^{-1}$광도에서 C$d^{2+}$ 처리구는 21%와 31% 각각 기공전도도가 억제되었으며, C$d^{2+}$ + SA 처리구는 모든 광조건에서 14-46% 기공전도도가 억제되었다. 이들 결과로부터 C$d^{2+}$에 대한 내성 시스템은 미미하게나마 작동되나, C$d^{2+}$ + SA처리구는 두 화합물의 이중 효과에 의해 전반적인 생리 활성을 억제하여, 결국에는 식물의 고사를 유도하는 것으로 사료된다.

• Ocean and Polar Research
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• 제34권4호
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• pp.365-384
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• 2012

Microalgae are photosynthetic microorganisms that are highly productive in the presence of basic renewable natural sources (light, $CO_2$, water and nutrients). They can synthesize lipids, carbohydrates and proteins in a small number of days. Subsequently, these carbon-captured products can be processed into both biofuels and valuable co-products. Additionally, microalgae would be an ideal feedstock for replacing land-based food crops with cellular products as high energy density transportation fuels. These microscopic organisms could contribute a significant amount of renewable energy on a global scale. In Korea, microalgae biofuel research was common in the early 1990s. The research activities were unfortunately stopped due to limited governmental funds and low petroleum prices. Interest in algal biofuels in Korea has been growing recently due to an increased concern over oil prices, energy security, greenhouse gas emissions, and the potential for other biofuel feedstock to compete for limited agricultural resources. The high productivity of microalgae suggests that much of the Korean transportation fuel requirements can be met by biofuels at a production cost competitive with the increasing cost of petroleum seen in early 2008. At this time, the development of microlalgal biomass production technology remains in its infancy. This study reviewed microalgae culture systems and biomass production, harvesting, oil extraction, conversion, and technoeconomical bottlenecks. Many technical and economic barriers to using microalgal biofuels need to be overcome before mass production of microalgal-derived fuel substitutes is possible. However, serious efforts to overcome these barriers could become a large-scale commercial reality. Overall, this study provides a brief overview of the past few decades of global microalgal research.

• 한국산림과학회지
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• 제96권5호
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• pp.551-560
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• 2007

We investigated physiological damages and biochemical alleviation of five species of genus Acer under ozone fumigation in order to assess their tolerant ability against ozone toxicity. At the end of 150 ppb $O_3$ fumigation, photosynthetic characteristics were measured, and chlorophyll contents, malondialdehyde (MDA) and antioxidative enzyme activities were analyzed in the leaves of five maple trees (Acer buergerianum, A. ginnala, A. mono, A. palmatum, and A. palmatum var. sanguineum). The reduction of chlorophyll (chl) a in ozone-exposed plants was 16.8% (A. buergerianum) to 26.7% (A. ginnala) of control plants. For the content of chi b, A. ginnala and A. palmatum var. sanguineum represented the high reduction of 26.3% and 23.6%, respectively. The highest reduction on the chi a:b ratio was observed in the leaves of A. palmatum. The reduction of net photosynthesis in five species varied from 2.4% to 37.6%. Among five species, A. ginnala showed remarkable reduction (37.6%) for net photosynthesis in comparison with control. Carboxylation efficiency differed significantly (P < 0.05) among species and between control and ozone treatment. The reduction of carboxylation efficiency was the highest in the leaves of A. ginnala (44.7%). A. palmatum var. sanguineum showed the highest increase (41.7%) for MDA content. The highest increase of superoxide dismutase (SOD) activity represented in A. palmatum (26.1%) and the increase of ascorbate peroxidase (APX) activity ranged from 16.5% (A. ginnala) to 49.1% (A. palmatum var. sanguineum). A. mono showed the highest increase (376.6%) of glutathione reductase (GR) activity under ozone fumigation and A. buergerianum also represented high increase (42.3%) of GR activity. Catalse (CAT) activity increased in the leaves of A. ginnala, A. palmatun and A. palmatum var. sanguineum under ozone exposure, whereas A. buergerianum and A. mono decreased in comparison with control plants. In conclusion, physiological markers such as chlorophyll content and photosynthesis that responded sensitively to $O_3$ in maple trees were considered as the very important indicators in order to evaluate the tolerance against $O_3$ stress, and parameters were closely related with each other. Among anti oxidative enzymes, SOD and APX might be contributed to alleviate to $O_3$ toxicity through the increase of activity in all maple trees. Therefore, these compounds can be used as a biochemical maker to assess the stress tolerance to $O_3$.

• 생명과학회지
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• 제16권3호
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• pp.485-492
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• 2006

광합성세균인 Rhodobacter sphaeroides의 PrrBA two-component system은 산소분압의 변화에 따라 광합성 유전자의 발현을 조절하는 주요한 조절계 중 하나이다. PrrBA two-component system은 PrrB histidine kinase와 PrrA response regulator로 구성되어 있는데, PrrB의 N-말단 transmembrane 도메인은 신호인지 도메인으로서, 여섯 개의 transmembrane helix가 세 개의 periplasmic loop와 두 개의 cytoplasmic loop을 형성하고 있다. 그 중 세 번째, 네 번째 transmembrane helix와 두 번째 periplasmic loop가 산화/환원 인지 기능에 있어 중요한 역할을 할 것이라고 제안되었다. 본 연구에서는, 두 번째 periplasmic loop와 그 인접 부위에서의 돌연변이 (Asp-90, Gln-93, Leu-94, Leu-98, Asn-106)에 의해 PrrB의 인지 기능에 있어 심각한 결함이 생기는 것을 증명하였고, 이는 이 아미노산들이 PrrB의 산화/환원 인지 기능에 연관되어 있을 수 있다는 것을 보여준다. PrrB의 돌연변이 형태 (D90E, D90N, D90A)가 대장균에서 과발현되어서 affinity chromatography에 의해 정제되었고, 정제된 단백질의 자가인산화 반응이 측정되었다. PrrB D90N 변이형태는 PrrB wild-type보다 높은 자가인산화 활성을 가지는 반면에, PrrB D90E 변이형태는 PrrB wild-type보다 낮은 자가인산화 활성을 나타내었다. 그리고 D90A 변이형태는 PrrB의 자가인산화 활성이 매우 약화되었다.

• 미생물학회지
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• 제40권2호
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• pp.94-99
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• 2004

산소의 존재 유ㆍ무 등과 같은 배양 환경의 변화에 따라 통성 혐기성 광합성 세균인 Rhodobacter sphaerodes B-230이 만들어내는 산소 유도체에 작용하는 효소의 특성을 조사한 결과 세포내 SOD는 호기적 배양에서는 초기 배양액의 pH가 7일 때, 혐기적 배양에서는pH 8일 때 활성이 높은 반면 세포외 방출 SOD는 두 배양조건에서 모두 약산성인 pH 6에서 활성이 높았다. Catalase는 두 조건 모두 중성 부근에서 최고의 활성을 보였으며, 산성 pH 부위에서는 급격히 활성이 낮아졌다. Mn-SOD의 활성 유도제인 methyl viologen을 첨가했을 때 두 조건 모두에서 성장의 저해를 보였으며, 배지에 철 이온을 첨가하여 배양 하였을 때 호기적 조건에서만 두 배 이상 활성이 증가되었다. 혐기적 조건에서는 전체적인 활성이 낮아 금속이온의 추가적인 첨가에도 더 이상 활성이 유도되지 않았다. Mn-SOD 활성 저해제인 $NaN_3$와 CuZn-SOD활성 저해제인 NaCN를 배양액에 첨가했을 때 NaCN은 두 가지 배양 조건에서 생성되는 SOD 모두를 저해하지 않았으며, $NaN_3$는 혐기적 배양조건에서만 0.3 mM 이상에서 급격한 SOD활성의 저해를 가져왔다. 따라서 Rhodobacter sphaeroides D-230도 혐기적 배양 조건에서 Mn-SOD가 생성되는 것을 확인할 수 있었으며,호기적 조건에서는 Fe-SOD가 생성되는 것을 확인할 수 있었다. Catalase의 활성도 두 가지 배양조건 모두에서 methy1 viologen에 의해 활성이 유도되었으며, NaCN와 $NaN_3$에 의해서 급격히 저해되었다.