• Animal Bioscience
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• 제37권2_spc호
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• pp.337-345
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• 2024

Ruminants possess a specialized four-compartment forestomach, consisting of the reticulum, rumen, omasum, and abomasum. The rumen, the primary fermentative chamber, harbours a dynamic ecosystem comprising bacteria, protozoa, fungi, archaea, and bacteriophages. These microorganisms engage in diverse ecological interactions within the rumen microbiome, primarily benefiting the host animal by deriving energy from plant material breakdown. These interactions encompass symbiosis, such as mutualism and commensalism, as well as parasitism, predation, and competition. These ecological interactions are dependent on many factors, including the production of diverse molecules, such as those involved in quorum sensing (QS). QS is a density-dependent signalling mechanism involving the release of autoinducer (AIs) compounds, when cell density increases AIs bind to receptors causing the altered expression of certain genes. These AIs are classified as mainly being N-acyl-homoserine lactones (AHL; commonly used by Gram-negative bacteria) or autoinducer-2 based systems (AI-2; used by Gram-positive and Gram-negative bacteria); although other less common AI systems exist. Most of our understanding of QS at a gene-level comes from pure culture in vitro studies using bacterial pathogens, with much being unknown on a commensal bacterial and ecosystem level, especially in the context of the rumen microbiome. A small number of studies have explored QS in the rumen using 'omic' technologies, revealing a prevalence of AI-2 QS systems among rumen bacteria. Nevertheless, the implications of these signalling systems on gene regulation, rumen ecology, and ruminant characteristics are largely uncharted territory. Metatranscriptome data tracking the colonization of perennial ryegrass by rumen microbes suggest that these chemicals may influence transitions in bacterial diversity during colonization. The likelihood of undiscovered chemicals within the rumen microbial arsenal is high, with the identified chemicals representing only the tip of the iceberg. A comprehensive grasp of rumen microbial chemical signalling is crucial for addressing the challenges of food security and climate targets.

• 방사선산업학회지
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• 제17권2호
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• pp.199-207
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• 2023

Since seeds can be directly used as food resources as well as for crop cultivation or preservation of genetic resources, it is essential to develop high-quality seed processing technology to increase agricultural productivity. Seed treatment means processing technologies of seeds through physical or chemical treatment processes from after harvesting seeds to before sowing of seeds to improve germination and growth rate, durability, and immunity, etc. Since chemical seed treatment technology using pesticides or plant growth regulators has problems of environmental pollution and human toxicity, it is desired to develop an alternative technology. As a physical seed treatment method, various technologies such as ionizing radiation, plasma, microwave, and magnetic field are being developed, and some of them are being used practically. In this paper, I will summarize the mechanism of seed priming and disinfection, and the advantages and disadvantages of application, focusing on these physical seed treatment methods. Low dose or moderate intensity ionizing radiation, microwave, low-temperature plasma, and magnetic field treatments often promoted seed germination and seedling growth. However, effective removal of direct seed pathogens at these treatment intensities appears to be difficult. And it has been shown that relatively high-dose electron beam treatment using low-energy electron beams kills microorganisms on the seed surface and hull layer while not damaging the inner tissue of the seed, and is also effectively used for seed treatment on a commercial scale. In order to put the physical seed treatment technology to practical use in Korea, it is necessary to develop an economical scale treatment device along with the development of individual treatment technology to each crop.

• 식물병연구
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• 제10권2호
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• pp.105-111
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• 2004

마늘흑색썩음균핵병에 대한 국내재배 마늘의 품종저항성을 구명하기 위하여 발병에 관여하는 Sclerotium cepivorum과 대균핵을 형성하는 Sclerotium sp.에 대한 invitro clove inoculation법에 의한 균사생장과 균핵형성소요 일수 그리고 이병포장에서의 품종별 발병정도를 조사하였다. 마늘인편 절편상에서의 병원균의 생장과 균핵형성은 품종 또는 병원균간에 차이를 보였다. 대서종에서는 두 가지 병원균 모두 가장 높은 균사생장을 보였다. S. cepivorum과 Sclerotium sp.의 균핵은 고당종에서 가장 빠르게 형성되었고, 남도종에서 가장 늦게 형성되었다. 포장에서의 품종별 병 저항성에 있어서는 S. cepivorum에 대해서는 모든 마늘에서 이병주율이 50% 이상으로 시험 품종 모두 감수성인 것으로 판명되었으며, 난지형마늘에 비해 한지형마늘에서 발병이 적었다. Sclerotium sp.에 대해서는 난지형 마늘 모두 고도의 감수성이었고, 한지형마늘은 서산종, 단양종 그리고 예천종이 중도저항성이었으며 의성종은 저항성인 것으로 나타났다. 마늘의 품종저항성을 정량적으로 평가하기 위하여 병진전곡선을 1차 회귀직선화하여 얻은 초기발병치(intercept), 병진전속도 및 병진전곡선하면적(AUDPC)을 비교한 결과 초기발병과 병진전이 함께 고려된 AUDPC가 품종별 병저항성을 평가하는데 적당한 것으로 나타났다. In vitro 조건하에서의 균사생장 및 균핵형성과 포장에서의 역학지수(초기발병치, 최종발병치, 병진전속도, AUDPC)와의 상관관계를 조사한 결과, S. cepivorum에 대하여 균사생장과 최종발병치, 균사생장과 병진전속도간에는 정의상관을, 그리고 균핵형성과 역학지수간에는 부의 상관을 보였으나 5％ 수준에서 유의성은 없었다.

• 식물병연구
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• 제18권4호
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• pp.361-369
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• 2012

고추 풋마름병 예찰을 위한 개체군 모형을 개발하였다. 이 모델은 포장에서 고추 시들음을 일으키는 풋마름병원균의 월동 후 1차 감염 시기를 예측할 수 있는 모델이다. 이 모델은 감염환 중 병원균의 밀도와 기주에서의 병원성에 관여하는 요인이 발병의 주요소라 가정하여 만든 것이다. 병원균 증식은 재배 지역 토양 내부와 기주뿌리 내부에서 모의하였다. 뿌리에서 풋마름병 발병에 영향을 주는 주된 환경요소는 온도 및 감염 초기의 병원균 밀도로 가정하였고, 이 두 요소의 액체 배양액에서 증식실험을 통해 정량화 하였다. 또한 고추묘에서 온도에 따라 발병이 얼마나 달라지는 정도를 실험실 실험을 통해 접종원의 감염 수준을 정량화하여 감염을 모의하는 발병모형을 만들었다. 토양에 서식하는 병원균은 400 cells/g이상에서 기주 뿌리에 성공적으로 침입하고 뿌리내에서 온도에 따라 증식하다가 $10^9$ cells/g 이상이면 최소 고사율에 도달하므로, 이 시기를 풋마름병이 최초 감염(1차 감염)되는 초발일로 추정하였다. 2010년과 11년 전국 기상청 종관관측 자료를 통해 풋마름병을 예측한 결과 2011년에 초발일은 대부분의 지역에서 7월 중순과 하순이었는데 이는 2010년에 비해 10-15일 빠른 것이었다. 또한 경기도 지역내에서 종관관측 자료와 실제 논과 과수원 포장 관측 기상 자료로 구동된 모델 초발일을 비교한 결과 포장 기상 자료의 초발일이 1-3일 빠르게 나타났다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제33권5호
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• pp.499-507
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• 2017

In an attempt to develop a biological control agent against mycotoxigenic Fusarium species, we isolated Bacillus amyloliquefaciens strain DA12 from soil and explored its antimicrobial activities. DA12 was active against the growth of mycotoxigenic F. asiaticum, F. graminearum, F. proliferatum, and F. verticillioides both in vitro and in planta (maize). Further screening using dual culture extended the activity range of strain DA12 against other fungal pathogens including Botrytis cinerea, Colletotrichum coccodes, Endothia parasitica, Fusarium oxysporum, Raffaelea quercus-mongolicae, and Rhizoctonia solani. The butanol extract of the culture filtrate of B. amyloliquefaciens DA12 highly inhibited the germination of F. graminearum macroconidia with inhibition rate 83% at a concentration of $31.3{\mu}g/ml$ and 100% at a concentration of $250{\mu}g/ml$. The antifungal metabolite from the butanol extract was identified as iturin A by thin layer chromatography-bioautography. In addition, volatile organic compounds produced by DA12 were able to inhibit mycelial growth of various phytopathogenic fungi. The volatile compounds were identified as 2-heptanone, 5-methyl heptanone and 6-methyl heptanone by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) analysis. These results indicate that the antagonistic activity of Bacillus amyloliquefaciens DA12 was attributable to iturin A and volatile heptanones, and the strain could be used as a biocontrol agent to reduce the development of Fusarium diseases and mycotoxin contamination of crops.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제44권4호
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• pp.394-400
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• 2017

포도나무 피어스병에 대한 품종간 저항성을 검정하는 데에 이용되는 병원균 접종법이나 포장저항성 검정법을 대체할 수 있는 방법으로 병원균(Xylella fastidiosa)이 생산하는 배양여액을 이용할 수 있는 검정법을 개발하고자 하였다. 상처를 가한 포도나무 잎에 병원균의 배양여액을 처리한 결과 독성이 발현되었으며 품종간에 차이가 나타났다. 병원균 배양여액의 에틸아세테이트 추출물은 공시한 포도나무에서 배양여액 처리와 동일한 반응을 유도하였다. 병원균 배양여액의 독성과 감수성은 에틸아세테이트 추출물과 동일하였다. 감수성 품종은 높은 비율로 희석된 배양여액에도 감수성을 나타내었으며, 저항성품종은 원액에서도 반응하지 않았다. 감수성 품종은 희석된 배양여액보다 원액에서 감수성이었으나 저항성 품종은 원액에도 저항성을 나타내었다. 본 연구에서 유럽종 포도 품종이 중도 감수성이었으나, 배양여액을 이용한 피어스병해 저항성 검정은 병해에 저항성인 유전자원 선발과, 교배조합의 저항성 실생의 조기에 선발에 중요한 기술로서, 향후 병해에 저항성인 포도품종 육성에 크게 기여할 것으로 여겨진다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제47권2호
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• pp.131-140
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• 2020

Solanum stoloniferum은 가지과에 속하는 4배체 감자 야생종 중의 하나로 감자 육종에서 다양한 병원균에 대한 저항성으로 인하여 좋은 재료로 활용되고 있다. 하지만, 감자와의 생식적 장벽으로 인하여 감자와 직접적인 교배를 통해 육종을 할 수 없어 이를 극복하기 위해 체세포 융합 등의 방법이 이용될 수 있다. 세포 융합 이후에는 분자마커를 이용하여 적합한 융합체 선발이 필요한데 이를 위해 본 연구에서는 S. stoloniferum 특이적 마커를 개발하기 위하여 S. stoloniferum의 엽록체 전장 유전체 정보를 분석하고 이를 기반으로 한 마커를 개발하였다. S. stoloniferum의 cpDNA 총 길이는 155,567 bp이고, 6개의 다른 Solanum 종과의 비교를 통해 S. stoloniferum가 S. berthaultii와 가장 가까운 유연관계인 것을 확인하였다. 다섯 종의 Solanum과의 엽록체 전장 유전체 다중 정렬에서는 S. stoloniferum 특이적인 6개의 InDel과 39개의 SNP를 구명하였으며, 이 정보를 이용하여 최종적으로 네개의 S. stoloniferum 특이적인 PCR 기반의 분자마커를 개발하였다. 이 마커들은 적절한 체세포 융합체를 선발하고 S. stoloniferum을 이용한 감자 품종 육성에 기여할 수 있을 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제47권2호
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• pp.141-149
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• 2020

Solanum hougasii는 감자 야생종 중의 하나로 다양한 종류의 병원균에 대해 저항성을 가지고 있어 감자 육종에서 중요한 재료로 이용되고 있다. S. hougasii는 이질6배체이나 4배체인 감자와 EBN이 4로 같아 직접적인 교배로 육종에 활용될 수 있다. 본 연구에서는 NGS 기술에 의해 완성된 S. hougasii의 엽록체 전장 유전체(cpDNA)와 이를 다른 Solanum종과의 비교를 통해 개발한 분자마커에 대해 보고하였다. S. hougasii의 전체 cpDNA의 크기는 155,549 bp였으며 그 구조는 다른 Solanum 종과 매우 유사하였다. S. hougasii의 cpDNA와 가지과에 속하는 10개 종의 cpDNA 코딩서열을 이용하여 분석한 계통수에서는 S. hougasii와 S. stoloniferum이 거의 동일한 유전체 구성을 보였으며, 다음으로 S. berthaultii 및 S. tuberosum과 유연관계가 가까운 것으로 확인되었다. S. hougasii와 다른 다섯 종의 Solanum과의 전체 cpDNA 다중 정렬을 통해 S. hougasii 특이적인 다섯 개의 InDel과 43개의 SNP 영역을 구명하였으며 이를 기반으로 최종적으로 PCR을 기반으로 한 네 개의 S. hougasii 특이적 마커를 개발하였다. 본 연구의 결과는 Solanum 종들을 대상으로 한 조금 더 세부적인 진화적 그리고 육종적 측면에서의 연구에 기여를 할 수 있을 것이다.

• 식물병연구
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• 제21권4호
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• pp.309-314
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• 2015

자일로곤 가노데르모프쏘라는 자낭균의 일종으로 영지버섯에 노랑병을 일으키는 곰팡이다. 선행 연구에서 저자들은 이 곰팡이의 배양체 추출물이 배양기상에서 몇 가지 수박 병원균에 대하여 항진균활성을 나타낸다고 보고한 바 있다. 흰가루병에 대한 방제효과를 평가하기 위하여 2014년에 비닐하우스에서 시험을 수행하였다. 시험물질(원액 약 $4,000{\mu}g/ml$)은 배양체 800 g을 증류수 6 liter를 첨가하여 멸균할 후 여과하여 조제하였다. 추출물 100배액과 1,000배액 등을 6회 살포하였을 때 흰가루병 발생이 크게 억제되었으며 약해는 관찰되지 않았다. 아인산칼륨 수용액의 수박 흰가루병에 대한 발생 억제 효과와 약해 발생 등을 검토하고자 약효약해 시험을 수행하였다. 약해는 $1,000{\mu}g/ml$과 $2,000{\mu}g/ml$ 처리에서 발생하였으며, 갈색의 원형 내지 부정형의 반점으로 나타났다. 방제효과는 $2,000{\mu}g/ml$ 처리에서 91.9%, $1,000{\mu}g/ml$ 처리에서 64.9%, $500{\mu}g/ml$ 처리에서 62.2%를 나타냈다.

• 식물병연구
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• 제20권4호
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• pp.259-263
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• 2014

차아염소산나트륨의 벼 키다리병 종자소독제로서 활용 가능성을 구명하고자, 항균 활성 효과와 종자소독 효과를 연구한 결과, 차아염소산나트륨이 높은 항균 활성을 나타내어 $100{\mu}l/l$ 이상의 농도에서 균총이 형성되지 않았으며 $80{\mu}l/l$ 농도에서도 균 총형성이 현저히 낮았다. 벼 키다리병균 감염 벼 종자를 차아염소산나트륨 0.3% 농도로 8시간 침지 처리 시 종자소독효과가 90%로 높았다. 또한 차아염소산나트륨 0.5%, 0.3% 용액에 감염종자를 각각 12시간 처리하였을 벼 키다리병 발병율이 4.3%, 4.7%로 무처리 발병율 97.3%에 비해 현저히 억제되었으며, 유묘 출현율이 무처리 대비 29.1%, 26.9% 높았다. 그리고 벼 키다리병이 발생하여 자연 감염된 주남벼 종자를 사용하여 차아염소산나트륨 처리한 후 prochloraz 처리와, prochloraz를 처리한 후 차아염소산나트륨 처리의 종자 감염율이 각각 4.0%, 6.3% 로서 prochloraz 단독처리 13.7% 보다 낮은 경향을 보였으며, 벼 키다리병 발병율도 각각 3.7%, 8.3% 로 prochloraz 단독처리 14.3% 보다 낮았다. 아울러 차아염소산나트륨을 처리한 후 prochloraz를 처리한 것에서 더 높은 종자소독효과를 보였다.