• The Plant Pathology Journal
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• 제25권2호
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• pp.113-120
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• 2009

Microscopic study of chili pepper (Capsicum annuum L.) infected with Phytophthora capsici, causing Phytophthora blight of chili pepper, was conducted to compare histological and cytological characteristics in the root and stem of susceptible (C. annuum cv. Bugang) and resistant (C. annuum cv. CM334) pepper cultivars. The susceptible pepper roots and stems were extensively penetrated and invaded by the pathogen initially into epidermal cells and later cortical and vascular cells. Host cell walls adjacent to and invaded by the infecting hyphae were partially dissolved and structurally loosened with fine fibrillar materials probably by cell wall-degrading enzymes of the pathogen. In the resistant pepper, the pathogen remained on root epidermal surface at one day after inoculation, embedded and captured in root exudation materials composed of proteins and polysaccharides. Also the pathogen appeared to be blocked in its progression at the early infection stages by thickened middle lamellae. At 3 days after inoculation, the oomycete hyphae were still confined to epidermal cells of the root and at most outer peripheral cortical cells of the stem, resulting from their invasion blocked by wound periderms formed underneath the infection sites and/or cell wall appositions bounding the hyphal protrusions. All of these aspects suggest that limitation of disease development in the resistant pepper may be due to the inhibition of the pathogen penetration, infection, invasion, and colonization by the defense structures such as root exudation materials, thickened middle lamellae, wound peridems and cell wall appositions.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제26권3호
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• pp.549-557
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• 2016

Aphids are a large group of hemipteran pests that affect the physiology, growth, and development of plants by using piercing mouthparts to consume fluids from the host. Based an recent data, aphids modulate the microbiomes of plants and thereby affect the overall outcome of the biological interaction. However, in a few reports, aboveground aphids manipulate the metabolism of the host and facilitate infestations by rhizosphere bacteria (rhizobacteria). In this study, we evaluated whether aphids alter the plant resistance that is mediated by the bacterial community of the root system. The rhizobacteria were affected by aphid infestation of pepper, and a large population of gram-positive bacteria was detected. Notably, Paenibacillus spp. were the unique gram-positive bacteria to respond to changes induced by the aphids. Paenibacillus polymyxa E681 was used as a rhizobacterium model to assess the recruitment of bacteria to the rhizosphere by the phloem-sucking of aphids and to test the effect of P. polymyxa on the susceptibility of plants to aphids. The root exudates secreted from peppers infested with aphids increased the growth rate of P. polymyxa E681. The application of P. polymyxa E681 to pepper roots promoted the colonization of aphids within 2 days of inoculation. Collectively, our results suggest that aphid infestation modulated the root exudation, which led to the recruitment of rhizobacteria that manipulated the resistance of peppers to aphids. In this study, new information is provided on how the infestation of insects is facilitated through insect-derived modulation of plant resistance with the attraction of gram-positive rhizobacteria.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권4호
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• pp.280-291
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• 2007

토양중 중금속을 흡수해서 체내에 고농도로 축적할 수 있는 식물, 이른바 고축적식물(hyperaccumulator)의 발견으로 오염토양에 대한 식물복원(phytoremediation) 기술에 대한 많은 연구들이 수행되고 있다. 이들 연구의 방향은 크게 고축적식물의 중금속 축적 기작을 밝히기 위한 것과 축적효율을 높임으로써 복원 효율을 향상시키는 실용적인 기술개발로 나누어진다. 지금까지 고축적식물에 의한 중금속 축적 기작은 다섯 가지의 특이 기작으로 알려져 있는데, 1) 뿌리세포의 중금속 흡수 증진, 2) 식물체 조직내의 중금속 이동성 향상, 3) 중금속의 무독화(detoxification) 및 격리(sequestration), 4) 토양-뿌리 경계면에서의 중금속 유효도 증진, 그리고 5) 중금속 오염토양으로의 능동적인 뿌리의 성장 등이 이에 속한다. 일반적으로 토양 중 낮은 중금속 유효도는 식물복원 기술의 현장 적용에 있어 제한요소로 간주된다. 이를 극복하기 위해서는 위에 기술된 다섯 가지 기작 중 고축적식물의 뿌리가 근권 토양중 중금속의 화학변화에 미치는 영향을 이해하는 것이 매우 중요하다. 식물 뿌리에 의한 근권 토양의 pH 변화와 뿌리에서 나오는 분자량이 적은 유기산(low-molecular-weight organic acids, LMWOAs)과 같은 유기성 분비물은 근권부 토양의 화학적 특성을 변화시키고 결과적으로 중금속의 유효도를 변화시킨다. 예를 들어 뿌리에서 나오는 $H^+$ 이온은 토양 pH를 감소시키고 이에 따라 중금속의 유효도는 증가한다. 또한 고농도의 중금속에 노출된 뿌리는 많은 양의 유기물질을 분비하게 되고 근권 토양에 축적되는 이 유기물질은 토양중 중금속과 결합하여 유기복합물질(organo-metallic complexes)을 형성하면서 유효도를 증가시킨다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제39권3호
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• pp.375-381
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• 2009

Purpose: Root resection can be a valuable procedure when the tooth in question has a high strategic value. The prognosis of root resection has been well documented in previous studies, but the results focused on the palatal root resection have not been discussed in depth. I represent here the short term effectiveness of palatal root resection of maxillary first molars. Methods: Palatal root resection was performed on maxillary first molars of three patients. All the palatal roots were floating state on the radiographic finding and showed full probing depth and purulent exudation at initial examination. Reduction of palatal cusp and occlusal table was performed concomitantly. Endodontic therapy was completed after root resection. Results: Compromised maxillary first molars were treated successfully by palatal root resection in 3 cases. The mobility of resected tooth was decreased a little bit. The probing pocket depth of remaining buccal roots was not increased compared to initial depth. All the patients satisfied with comfort and cost effective results and the fact they could save their natural teeth. Conclusions: Within the above results, palatal root resection is an effective procedure treating compromised maxillary first molar showing advanced palatal bone loss to root apex with or without pulp involvement when proper case selection is performed.

• 한국토양비료학회지
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• 제30권3호
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• pp.257-264
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• 1997

논 토양에서 벼 품종간 $CH_4$ 배출과 근 분비물 특성 등을 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 중만생종에 비하여 조생종의 $CH_4$ 배출이 적은 경향이었으며 자포니카 형보다는 통일형의 $CH_4$ 배출이 적은 경향이었다. 2. $CH_4$ 배출과 분얼수 및 근중과는 유의성이 인정되었으며 상관계수는 분얼수보다 근중에서 높은 경향이었고, 유수형성기 및 출수기에 $CH_4$ 배출이 많았다. 3. 토양용액중 $CH_4$ 함량은 계화벼가 가장 높았으며 다른 품종들은 비슷한 경향이었는데 이는 근권 산화력에 크게 좌우되었던 것으로 생각된다. 4. 뿌리에서 분비된 탄수화물류는 이앙 40일을 기준으로 조생종인 남원벼가 $1,306{\mu}g\;l^{-1}day^{-1}$, 중만생종이 $283{\mu}g\;l^{-1}day^{-1}$ 통일형인 풍산벼가 $984{\mu}g\;l^{-1}day^{-1}$를 분비하였다.

• 한국잡초학회지
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• 제15권2호
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• pp.131-140
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• 1995

본 실험은 allelopathic물질을 함유한 것으로 알려진 alfalfa식물을 이용하여 주요 특용작물과 잡초의 발아 및 생육에 어떠한 영향을 미치는가에 대한 특성을 조사하기 위하여 실시하였던바 그 결과는 다음과 같다. 1. Alfalfa 건조분말의 토양혼화시 건조분말의 농도가 높아짐에 따라 작물, 들깨, 도라지 및 잡초(바랭이, 강아지 풀, 털진득찰, 개비름, 까마중)의 발아율 및 줄기와 뿌리생육이 억제되었으며, 건조분말농도가 10% 이상일때는 80% 이상 발아 및 생육의 억제를 가져왔다. 2. Alfalfa의 생체추출물도 작물(알팔파, 보리, 호밀, 참깨) 및 잡초(피, 강아지풀, 쇠비름)의 발아 및 뿌리와 줄기생육을 억제하였으며 억제정도는 생체추출 농도, 작물 및 잡초의 종류에 따라 반응의 차이를 보였다. 일반적으로 생체추출물의 농도가 증가함에 따라 잡초 및 작물발아 및 뿌리와 줄기생육을 억제하는 정도가 크게 나타났다. 3. 알팔파 건조분말 추출물질도 알팔파, 도라지, 보리, 참깨 및 잡초(바랭이, 털진득찰, 강아지풀, 쇠비름, 피) 등의 발아율, 줄기 및 뿌리의 생육을 억제하였으며 억제정도는 추출농도, 작물 및 잡초의 종류에 따라 차이를 보였다. 건조분말 농도가 10% 이상이었을때 털전득찰, 쇠비름 등의 발아가 전혀 안되었으며 강아지폴은 15%만 발아가 되었다. 4. Gas chromatography에 의하여 분석한 알팔파가 함유한 phenol compounds 중 salicylic acid가 전체 phenol compounds의 70% 정도 차지하고 있어서 가장 많이 함유하고 있었으며 syringic acid, ferulic acid가 가장 적게 함유되어 있었다.

• 한국환경농학회지
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• 제28권2호
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• pp.146-157
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• 2009

The influence of Pb-citrate complex formation on Pb uptake and the effect of Pb on organic acid exudation were investigated using four plant species, viz., sunflower (Helianthus annuus L), Indian mustard (Brassica juncea), canola (Brassica napus) and vetiver grass (Vetiveria zizanioides) under hydroponic conditions. Seedlings were exposed to different levels of Pb and Pb-citrate for 24 hrs and subsequently Pb distributions in plant shoot, root and hydroponic solution were measured. The dissolved organic carbon (DOC) concentration generally decreased as the concentration of Pb in the hydroponic solution increased. In contrast to DOC, the total organic acid concentrations exuded from Indian mustard roots significantly increased (424 to 6656 mg $kg^{-1}$) with increased Pb treatment, implying that exuding organic acids were involved in Pb accumulation in Indian mustard. The complexation of Pb with citrate enhanced Pb accumulation in the above ground portions. Lead concentration in Indian mustard increased from 2.05 mg $kg^{-1}$ to 6.42 mg $kg^{-1}$ when the concentration of citrate in solution increased from 0 to 50 mg $L^{-1}$. This result showed enhanced translocation of Pb from root to shoot with observation of transfer coefficient ($K_t$) increase from 2.03E-3 to 5.72E-3.

• 한국환경농학회지
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• 제27권3호
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• pp.279-284
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• 2008

We investigated whether carboxylate exudation of Brassica pekinensis Rupr. was affected by nitrate deposition from simulated acid rain. A gas chromatographic (GC) analysis was employed for the determination of low molecular weight organic acids (LOA) in rhizosphere soils, bulk soil, roots and leaves of Brassica pekinensis Rupr.. Rhizosphere soils were collected after 8 weeks of plant growth by first removing the bulk soil from the root system and then by mechanical move off the rhizosphere soil that adhered to the root surface with soft brush. Soil and plant materials were simultaneously extracted with the mixture of methanol and sulfuric acid (100:7, v/v). Seven organic acids, oxalic, malonic, fumaric, succinic, maleic, L-malic and citric acid were identified and quantified by GC equipped with FID. Oxalic, L-malic, and citric acids were found in both the bulk and rhizosphere soils, while most LOAs were not detected in the control treatment. On the contrary, except maleic acid, all other organic acids were detected in the leaves and roots of cabbages treated with nitrate deposition.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제31권2호
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• pp.109-118
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• 2015

Allelopathy is an ecological phenomenon that refers to the beneficial or harmful effects of one plant on another plant, both crop and weed species, by the release of organic chemicals (allelochemicals) from plant parts by leaching, root exudation, volatilization, residue decomposition in soil and other processes in both natural and agricultural systems. Allelopathy can affect many aspects of plant ecology including occurrence, growth, plant succession, the structure of plant communities, survival, dominance, diversity, and plant productivity. In this review, we describe the concept of allelopathy, some mechanisms of operation within plants and then focus on a select number of gymnospermous tree genera: Ephedra, Pinus, Taxus, Cedrus, Juniperus, Picea, Cunninghamia and Araucaria. Pinus, Taxus (yew) and Cedrus (cedar) trees have a strong negative allelopathic effect on the germination, growth, or development of other plant species in the forest community.

• 한국토양비료학회지
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• 제41권1호
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• pp.55-64
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• 2008

일반적으로 근권부로 알려진, 토양과 뿌리 사이의 계면(soil-root interface)에서 일어나는 주요 기작에 대한 세부적 이해는 성공적인 phytoremediation 기술을 위해 특정 식물의 적용 가능성을 평가하는데 있어 매우 중요하다. 가령 어떤 식물은 토양중 낮은 중금속 유효도라는 제한인자를 극복하기 위해 근권부에서 특정 기작을 일으키기도 한다. 본 연구는 토양 고정 (land stabilization)에 탁월한 효과를 보이고 있는 vetiver grass(Vetiveria zizanioides)를 중금속으로 오염된 3가지의 다른 토양에 재배함으로써, 식물 뿌리가 근권부 토양의 화학적 특성에 미치는 영향과 이에 따른 식물의 중금속 흡수 특성을 조사하였다. Vetiver grass 재배 후 근권부 토양의 토양수 pH는 시험에 이용된 모든 토양에서 0.3-1.1 만큼 증가하였고, 토양수 중 유기탄소의 함량도 $23mg\;L^{-1}$ 에서 $173mg\;L^{-1}$로 가장 많이 증가한 PP02 토양을 비롯해서 모든 토양에서 증가하였다. 이와 같은 근권부 토양수의 화학적 변화는 중금속 오염토양에 노출된 vetiver grass의 뿌리에서 나온 분비물(exudates)에서 비롯된 것이다. 결과적으로 근권부 토양수의 화학적 특성 변화는 중금속(카드뮴, 납, 구리, 아연) 유효도 및 화학종 변화에 영향을 미쳤다. 중금속의 최초 유효도는 시험에 이용된 토양의 종류에 따라 달랐으며 vetiver grass 재배 후 이 유효도의 변화 또한 토양 종류의 영향을 받아 증가 또는 감소하였다. 가장 높은 중금속 유효도를 보인 토양은 Ko01 토양으로 토양수 중 카드뮴과 납의 농도가 각각 $2,091{\mu}g\;L^{-1}$, $318{\mu}g\;L^{-1}$ 이었다. 일반적으로 vetiver grass에 의해 증가한 pH는 중금속 유효도를 감소시켰고, 반면에 증가한 유기탄소는 토양중 중금속과 복합물질을 형성하면서 토양수 중 중금속의 농도를 높였다. Donnan speciation 기술을 이용한 화학종 분리 결과 토양수 중 순이온으로 존재하는 카드뮴과 아연의 농도가 현저히 감소하였고, vetiver grass에 의하여 체내에 축적된 중금속의 함량은 토양중 중금속 총함량이 아닌 토양수 중 중금속 유효도와 깊은 관계를 보였다.