• Journal of Crop Science and Biotechnology
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• 제11권1호
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• pp.31-38
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• 2008

Improvement of $N_2$ fixation by symbiotic rhizobia is considered an effective means for enhancing its productivity without high input of nitrogen(N) fertilizer. Several methods to improve $N_2$ fixation have been proposed including the use of supernodulating mutants. The objective of this research was to identify the varietal difference in N and $N_2$-fixation ability among the soybean supernodulating mutants, SS2-2 and Sakukei 4, with different nodulation abilities using $^{15}N$ in field conditions in both Korea and Japan. The dry weight(DW) was higher in wild-type soybeans. The distribution rate of DW in each plant part was high in seeds of supernoduating and wild-type soybeans but high in stems and leaves of non-nodulating mutants. Although the supernodulating mutants had a low DW rate at maturity, they showed a similar $N_2$ fixation ability compared with wild-type. Supernodulating mutant plants mainly obtained N from $N_2$ fixation, while soil N was the main resource for obtaining N in non-nodulating mutants. The percentage of N derived from atmospheric dinitrogen(Ndfa) was higher in supernodulating mutants than in wild-type and relatively high in seeds between plant parts at maturity. In particular, supernodulating mutants showed higher N content in roots than those of wild-type and non-nodulating mutants. It was considered that supernodulating mutants have the advantage of saving nitrate in soil and being beneficial for N absorption of subsequent crops due to their conserving more N in the field and releasing considerable amounts of N from roots and leaves fallen to the soil.

• 한국토양비료학회지
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• 제21권4호
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• pp.455-461
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• 1988

질소고정력(窒素固定力)이 큰 두과작물(豆科作物)로 알려진 Sesbania를 Growth cabinet에서 Leonard-Jar법(法)으로 재배(栽培)한 시험결과(試驗結果)는 다음과 같다. 1. 근류균접종시(根瘤菌接種時) Sesbania의 부위별(部位別) 건물중(乾物重)은 경(莖)>엽(葉)>근(根)> Stem nodule > Root nodule순(順)으로 많으며 총건물중(總乾物重)은 근(根)+경근류균접종(莖根瘤菌接種)>근근류균(根根瘤菌) 접종(接種)> 무접종(無接種)으로 경(莖)에 근류균(根瘤菌) 접종효과(接種效果)가 인정(認定)되었다. 2. 질소고정력(窒素固定力)은 총건물중(總乾物重)과 같이 건물중(乾物重)이 많은 것이 질소고정력(窒素固定力)도 큰 경향(傾向)이며 뿌리외(外) 경(莖)에서도 질소고정력(窒素固定力)이 컸다. 3. 공기중(空氣中)에 $^{15}N$을 기준(基準)해서 자연(自然)에 존재(存在)하는 물질(物質)의 동위체(同位體)의 부위별(部位別) ${\delta}^{15}N$증가(增加)는 근(根)+경(莖)>근(根)> 무접종구(無接種區)의 순(順)이고 Root nodule 과 Stem nodule은 positive 근(根), 경(莖), 엽등(葉等)은 Negative이었다.

• Genomics & Informatics
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• 제10권4호
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• pp.249-255
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• 2012

In this study, fosmid cloning strategies were used to assess the microbial populations in water from the International Space Station (ISS) drinking water system (henceforth referred to as Prebiocide and Tank A water samples). The goals of this study were: to compare the sensitivity of the fosmid cloning strategy with that of traditional culture-based and 16S rRNA-based approaches and to detect the widest possible spectrum of microbial populations during the water purification process. Initially, microbes could not be cultivated, and conventional PCR failed to amplify 16S rDNA fragments from these low biomass samples. Therefore, randomly primed rolling-circle amplification was used to amplify any DNA that might be present in the samples, followed by size selection by using pulsed-field gel electrophoresis. The amplified high-molecular- weight DNA from both samples was cloned into fosmid vectors. Several hundred clones were randomly selected for sequencing, followed by Blastn/Blastx searches. Sequences encoding specific genes from Burkholderia, a species abundant in the soil and groundwater, were found in both samples. Bradyrhizobium and Mesorhizobium, which belong to rhizobia, a large community of nitrogen fixers often found in association with plant roots, were present in the Prebiocide samples. Ralstonia, which is prevalent in soils with a high heavy metal content, was detected in the Tank A samples. The detection of many unidentified sequences suggests the presence of potentially novel microbial fingerprints. The bacterial diversity detected in this pilot study using a fosmid vector approach was higher than that detected by conventional 16S rRNA gene sequencing.

• Applied Biological Chemistry
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• 제40권6호
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• pp.551-555
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• 1997

본 연구는 숙주특이적인 근류형성에 두과작물의 뿌리분비물에 포함된 기주특이적인 flavonoids와 근류균의 상호작용에 대해 실험하였다. Flavonoid 화합물에 대한 근류균의 생물학적 활성은 B. japonocum의 경우 대두의 뿌리분비물에 포함된 flavonoid화합물인 daidzein과 genistein에서는 생장 증진 효과가 나타났으며, alfalfa의 뿌리분비물에 포함된 flavonoid인 luteolin에서는 생장 저해 효과가 나타났으며, R. meliloti의 경우 luteolin의 경우 생장증진 효과가 나타났으며, daidzein과 genistein의 경우 생장저해효과가 나타났다. 각 근류균의 흡수 특이성은 B. japonicum에서 daidzein과 genistein이 각각 $14.95\;{\mu}g/g$와 $14.20\;{\mu}g/g$로 가장 높고 luteolin이 가장 낮게 나타났으며, R. meliloti의 경우 luteolin이 $18.31\;{\mu}g/g$으로 가장 높고 daidzein과 genistein이 가장 낮게 나타났다. 이와 같은 사실로 숙주특이적인 flavonoids가 근류균의 숙주특이성에 깊은 관련이 있을 것으로 사료된다.

• Molecules and Cells
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• 제24권2호
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• pp.185-193
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• 2007

Symbiotic nitrogen fixation with nitrogen-fixing bacteria in the root nodules is a distinctly beneficial metabolic process in legume plants. Legumes control the nodule number and nodulation zone through a systemic negative regulatory system between shoot and root. Mutation in the soybean NTS gene encoding GmNARK, a CLAVATA1-like serine/threonine receptor-like kinase, causes excessive nodule development called hypernodulation. To examine the effect of nts mutation on the gene expression profile in the leaves, suppression subtractive hybridization was performed with the trifoliate leaves of nts mutant 'SS2-2' and the wild-type (WT) parent 'Sinpaldalkong2', and 75 EST clones that were highly expressed in the leaves of the SS2-2 mutant were identified. Interestingly, the expression of jasmonate (JA)-responsive genes such as vspA, vspB, and Lox2 were upregulated, whereas that of a salicylate-responsive gene PR1a was suppressed in the SS2-2 mutant. In addition, the level of JA was about two-fold higher in the leaves of the SS2-2 mutant than in those of the WT under natural growth conditions. Moreover, the JA-responsive gene expression persists in the leaves of SS2-2 mutant without rhizobia infection in the roots. Taken together, our results suggest that the nts mutation increases JA synthesis in mature leaves and consequently leads to constitutive expression of JA-responsive genes which is irrelevant to hypernodulation in the root.

• Applied Biological Chemistry
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• 제28권3호
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• pp.149-155
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• 1985

전국(全國) 223개(個) 지역(地域)에서 수집(蒐集)한 두과작물(豆科作物)의 근류(根瘤)에서 총(總) 590주(株)의 근류균(根瘤菌)을 분리(分離)하여 숙주특이성(宿主特異性)에 따라, R. japonicum 218종(種), R. phaseoli 101종(種), R. trifolii 97종(種), R. meliloti 4종(種), R. leguminosarum 1종(種), Rhizobium species 101종(種), 미분류(未分類)된 균주(菌株) 159종(種)으로 분류(分類)하였다. 분리(分離)된 R. japonicum 218종(種)의 근류형성능(根瘤形成能)과 질소고정능(窒素固定能)을 비교(比較)하여. R. japonicum R-138, R-168, R-214 균주(菌株)를 우수균주(優秀菌株)로 하였다. 분리(分離) 선발(選拔)된 R. japonicum 중(中) 질소고정능(窒素固定能)이 우수(優秀)한 균주(菌株)의 plasmid를 확인(確認)한 결과(結果), fast-growing group 균주(菌株)들은 $1{\sim}4$개(個)의 거대(巨大) plasmid를 함유(含有)하고 있었으며 그 분자량(分子量)은 약(約) $35{\sim}300{\;}Md$ 정도(程度)이었다. 반면 대부분(大部分)의 slow-growing group 균주(菌株)들은 plasmid가 검출(檢出)되지 않았다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제4권
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• pp.27-35
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• 1986

Rhizobium의 Nitrogenase 생성요인(生成要因)과 감염기작(感染機作)을 구명(究明)하고 배양세포(培養細胞)와 Rhizobia의 혼합배양(混合培養)에서 질양고정계(窒養固定係)를 확립(確立)하기 위(爲)하여 황금(黃金), 남천(南川), D68-0099등(等) 세 품종(品種)을 조직배양(組織培養)한 결과(結果)는 다음과 같다. Callus 형성능(形成能)은 배(胚)와 유근(幼根)에서는 양호(良好)하나 배축(胚軸)에서는 전혀 없었으며 2mg/${\ell}$ 2,4-D, 4mg/${\ell}$ NAA에서 가장 양호(良好)하고 2,4-D/Kinetin 조합농도(組合濃度)에서는 0.2mg(2,4-D)/${\ell}$과 0.05mg(Kinetin)/${\ell}$에서 가장 이상적(理想的)이었다. 배양세포(培養細胞)의 성장(成長)에는 2,4-D 2mg/${\ell}$와 2,4-D (0.2mg/${\ell}$)/Kinetin(0.05mg/${\ell}$)일 때가 가장 양호(良好)하며 R. japonicum 019, 011을 접종(接種)하였을때 배양세포(培養細胞)의 성장(成長)은 상당히 둔화되었다. 단일(單一) 아미노산은 배양세포(培養細胞)의 성장(成長)을 저해(沮害) 하였는데 황금(黃金)의 경우 Methionine, Leucine에서 저해(沮害)가 가장 컷으며 다른 아미노산의 첨가(添加)로 저해작용(沮害作用)이 상당히 회복되었다. 부정근(不定根)의 생성(生成)은 2,4-D 2.0mg/${\ell}$에서나 0.2mg/${\ell}$ 2, 4-D/0.05mg/${\ell}$ Kinetin에서 양호(良好)하였다. 배양세포(培養細胞)-Rhizobium의 친화(親和)에 의(依)한 질소고정력(窒素固定力)은 25개(個) 사용(使用) 균주중(菌株中)에서 황금(黃金)에서는 10개(個) 균주(菌株), 남천(南川)에서는 7개(個) 균주(菌株)에서 나타났으며 D68-0099에서는 전혀 나타나지 않았으며 황금(黃金)의 경우(境遇) 85-HG-1 019, 007, 남천(南川)에서는 007, 119등(等)이 높은 활성(活性)을 나타내었다.

• 한국작물학회지
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• 제54권3호
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• pp.299-306
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• 2009

콩과식물의 뿌리혹 형성을 조절하는 신호물질의 확인을 위해 신팔달콩2호의 줄기 수액 단백질 중에서 B. japonicum USDA110의 접종 후 2.5일(DAI)에 20 kDa의 SKTI 단백질이 증가하였다가 7 DAI에는 감소되면서 6 kDa의 작은 크기의 단백질이 증가되었다. 이러한 단백질의 차등발현은 조사한 3종의 콩에서 모두 유사하게 나타났으며 특히 대원콩에서 가장 두드러졌다. Western 분석으로 7 DAI에서 증가하는 6 kDa 단백질이 SKTI 항체와 특이적 반응을 하는 것으로 확인하여 SKTI가 절단되어 생긴 펩타이드로 추정되었다. 이러한 결과를 통해 20 KDa의 SKTI단백질이 콩의 뿌리혹 착생 초기단계인 2.5 DAI에 영향을 주고, 7 DAI로 진행되면서 6 kDa의 작은 크기의 단백질로 분해되어 그 양이 감소하는 것으로 생각된다. RNAi를 이용하여 유전자 기능이 억제된 형질전환된 모상근의 뿌리혹을 실제 형질전환이 확인된 모상근에 착생된 뿌리혹의 수를 비교한 결과 비재조합 A. rhizogenes을 접종시킨 대조구에 비해 SKTI RNAi 유전자를 형질전환한 모상근에서 모상근 당 착생된 뿌리혹 수가 감소되었다. 실시간 PCR 방법으로 형질전환된 모상근의 SKTI 전사체 수준에서도 상응하는 차이를 확인하였다. 이에 정확한 기작을 알 수 없지만 SKTI유전자가 뿌리혹 형성 초기에 뿌리혹 형성과정에 직간접적으로 관련하고 있음을 확인하였다. Sesbania rostrata의 뿌리혹 발생과정의 Protease 저해제와 같이 뿌리 혹 내의 감염세포 대 비감염세포의 비율을 조절하는 SKTI 발현 억제는 이러한 균형을 교란하여 뿌리혹의 생성을 억제하는 것으로 추정된다.

• 한국산림과학회지
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• 제106권2호
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• pp.121-129
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• 2017

토양미생물은 산림 생태계 구성 요소로써 산림 내 물질 순환 및 식물 생장 등에 중요한 역할을 한다. 그러나 국내 산림과학분야에서는 토양 균류 일부 종에 대한 연구가 주로 실시되어졌으며, 박테리아를 포함한 미생물 군집에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 16S rRNA gene 영역에 대한 차세대염기서열분석법을 통해, 장군봉 천연 소나무림 토양 내 존재하는 박테리아 군집 구성을 파악하였다. 분석 결과, phylum 수준에서 Proteobacteria, Acidobacteria, Actinobacteria, Planctomycetes 등이 나타나, 전형적인 토양 박테리아 군집 구성을 보였다. 또한, 부영양 환경을 선호하는 Proteobacteria가 가장 높은 비율을 차지하였는데, 다른 인공림과 비교하여 장군봉 천연 소나무림 토양 유기물량이 상대적으로 풍부한 것이 원인으로 생각된다. 한편, 토양 내 질소 순환에 기여를 하는 뿌리혹박테리아 분류군을 살펴본 결과, Burkholderia, Bradyrhizobium, Rhizobium 속이 주로 존재하는 것을 확인하였다. 토양 물리 화학적 특성과 박테리아 군집 구성간의 상관관계를 분석한 결과, 토양 내 pH가 박테리아 군집 구성과 관련된 주요 토양 특성인 것으로 확인되었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제22권3호
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• pp.166-172
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• 1979

두과목초(荳科牧草)의 증산(增産)과 질산비료(窒酸肥料)의 소비절약(消費節約)을 위(爲)하여 근류균(根瘤菌)의 실용화(實用化)를 위(爲)한 일련(一連)의 연구(硏究)를 시도(試圖)하고 그 기초연구(基礎硏究)로서 알팔과군(群)을 대상(對象)으로 근류균(根瘤菌)을 분리(分離)하고 우수균주(優秀菌株)를 선발(選拔)하였다. 1. 대관령(大關嶺), 제주도(濟州道) 및 기타지역(其他地域)에서 수집(蒐集)한 근류(根瘤)로부터 47주(株)의 근류균(根瘤菌)을 분리(分離)하였다. 2. 분리균주(分離菌株)에 대(對)하여 형태적(形態的) 및 배양적(培養的) 성질(性質)을 검토(檢討)하는 동시(同時)에 항원(抗原)의 특성(特性)을 비교(比較)하고 lysogeny 여부(與否)를 확인(確認)한 결과(結果) : (1) yeast mannitol broth 및 agar 상(上)에서의 생육형태(生育形態) 및 증식속도(增殖速度)를 달리하였으며 congo red에 의한 착색정도(着色程度)에도 차이(差異)가 있었고 (2) 항원성(抗原性)의 상호(相互) 근연성(近緣性)이 인정(認定)적는 균주(菌株)는 M-11/SU47, M-13/M-15 및 M-3/M-5 이었으며 (3) latent phage의 감염균주(感染菌株)가 발견(發見)되지 않았다. 3. 항온조명실내(恒溫照明室內)에서 행(行)한 시험관법(詩驗管法)에 의한 식물접종시험(植物接種試驗)을 통(通)하여 분리균주(分離菌株)의 근류형성(根瘤形成) 및 질소고정능력(窒素固定能力)을 비교한 결과(結果), 공시숙주식물(供試宿主植物)에 대(對)하여 근류(根瘤)를 형성(形成)하지 못하는 즉(卽) 친화력(親和力)이 없는 균주(菌株), 근류(根瘤)는 형성(形成)하나 숙주식물(宿主植物)의 생육(生育)에는 영향(影響)을 주지 못하는 무효균주 그리고 숙주식물(宿主植物)의 생육(生育)을 크게 촉진(促進)하는 유효균주등으로 구분(區分)할 수 있었으며 특(特)히 유효균주중에서 M-8, 9, 14, 20, 21, 25 및 34균주등(菌株等)은 질소시용구(窒素施用區) 수준(水準) 또는 그 이상(以上)으로 숙주식물(宿主植物)의 생육(生育)에 유효한 결과(結果)를 나타내었다.