• 한국환경농학회지
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• 제17권1호
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• pp.76-83
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• 1998

Hormesis법칙의 주핵심은 유해작용을 가진 물질이 유해량 이하에서는 다량의 동일 작용물질이 보여주는 장해영향과는 정반대의 영향을 보여주는 것이다. 미량의 유해물질 투여는 생체에 미세 변화를 일으키고, 조절기능은 생체를 통상상태에서 예민상태와 회복태세로 바꾼다. 자극 받은 생체는 이전과는 다르게 환경 변화에 민감하게 반응하며, 통상기능은 지연되고 회복과 방어와 같은 기능에 에너지와 자원을 우선 이용하게 한다. 예민상태하의 생체는 영양분을 효과적으로 이용하고 성장을 빠르게 하며 방어 반응을 향상시키고 성숙도 빠르게하여 보다 효율적으로 번식시키며 질병이 감소되고 오래 살게된다. 저선량 전리 방사선 조사효과는 hormesis 일반 개념과 일치하였는데 방사선 종류에 상관없이 저선량으로 조사된 생물은 자극효과를 보여주었다. 식물에서는 발아, 출아, 생장, 발육, 개화, 결실촉진과 수량증대와 질병저항력 증가 및 저선량 조사 이후의 고선량 방사선에 대한 저항력 증가 등이 나타났다. 방사선 hormesis 작용은 대상식물, 종자상태, 환경 및 재배조건, 측정하는 생리적 기능, 선량율과 선량에 따라 다르고, 조절되지 않은 많은 변수 때문에 일관된 재현성이 적으나, 일반적 용선량은 환경방사선량의 약 100배($10{\sim}1,000$), 또는 확실한 유해작용이 있는 선량의 100($10{\sim}1,000$)분의 1정도로 생각되나 실험조건에 따라 변경될 것이다. 방사선 hormesis의 생화학적 작용기작은 아직 미확인 상태이나 회복기능의 과잉보상이 주요 작용기작의 하나로 제시되고 있다.

• 원예과학기술지
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• 제18권4호
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• pp.508-512
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• 2000

식물 생육을 저해하는 물질을 제거하기 위하여 48시간 수돗물에 침지 또는 6개월간 노지에 적재하여 후숙시킨 밤나무 목재입자를 각각 입상 암면과 25:75, 50:50 또는 75:25(v/v)의 비율로 혼합한 상토에서 고추(Capsicum annuum) 'Kumtap', 토마토(Lycopersicon esculentum) 'Seokwang', 페튜니아(Petunia hybrida) 'Madness Rose' 및 팬지(Viola tricolor) 'Magestic Giant'의 생육을 조사하였다. 대조구로는 공정육묘용 전용 혼합상토를 이용하였다. 초장, 생체중, 건물중 및 엽록소 농도 모두 목재입자의 함량이 많을수록 대조구보다 생육이 저조하였다. 그러나 토마토는 오히려 초장, 생체중, 건물중 등이 대조구보다 유의성 있게 컸으며, 48시간 수돗물에 침지한 목재입자나 6개월간 노지에서 후숙한 목재입자가 비슷한 경향을 보였다. 페튜니아, 팬지 및 고추는 48시간 수돗물에 침지시켰던 목재입자보다 노지에서 6개월간 후숙시킨 목재입자를 사용한 혼합상토에서 생육이 약간 더 좋았다. 팬지, 페튜니아는 상토내 목재입자의 비율이 높을수록 입모율이 저조하였다. 또한 토마토의 경우 목재입자를 상토 재료로 활용할 수 있다는 가능성이 입증되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제14권4호
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• pp.302-306
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• 2005

본 연구는 재활용 PET-Bottle-Particles(PBT)가 함유된 4가지 생육배지를 이용하여 플러그묘 재배의 가능성을 실험하기 위해 유리온실에서 수행되었다. 토마토 '서광'의 플러그묘를 PBT $100\%$, peat moss $100\%$, 그리고 PBT $50\%+peat\;moss\;50\%$가 함유된 배지 및 상업적으로 이용되는 배지(토실이)를 대조구로 이용하여 육묘하였다. 128공 플러그 트레이에서 2004년 7월 12일에 파종하여 플러그묘의 생육은 파종 후 30일째 측정하였다. 모든 처리에서 $95\%$ 이상 발아하였다. 초장, 지상부 생체중과 건물중, 엽면적, 그리고 하배축 길이는 대조구에서 가장 컸다. 뿌리 길이와 무게는 PBT $100\%$처리에서 가장 컸으며, 이 배지의 pH는 7.3이었다. PBT $50\%+peat\;moss\;50\%$처리에서 엽면적과, 지상부 건물중이 PBT $100\%$ 처리에서 보다 컸으며, peat moss $100\%$처리에서 가장 작았다. PBT를 사용함으로 인한 독성증상은 관찰되지 않았다. 이 결과는 원예 묘종 생산에 있어 배지의 물리성 개선을 위한 구성요소로써 재활용 가능한 PBT의 이용 가능성을 제시해 준다.

• 한국자원식물학회지
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• 제29권1호
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• pp.128-135
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• 2016

귀리 종자에 감마선을 조사한 후 발아율과 생존율 및 초기 생장 특성을 조사하여 돌연변이 유도를 위한 적정 방사선량을 구명하고, DNA 손상 정도를 평가 하였다. 연구의 결과, 발아율은 500 Gy 이상의 선량에서 급격히 감소하였고, 단순회귀분석으로 평가한 LD50 선량은 392 Gy였다. 감마선 조사 30일 후 초장, 생체중, 근장, 분얼수를 조사한 결과 대조구와 100∼200 Gy 처리구간 차이가 없었으며, RD₅₀ 선량은 초장과 생체중은 411 Gy로 동일하였고, 근장 403 Gy, 분얼수 394 Gy였다. LD₅₀과 RD₅₀ 선량을 바탕으로 결정한 귀리의 적정 조사선량은 300~400 Gy였다. Comet assay로 DNA 손상 정도를 측정한 결과, 파종 7일 후에는 모든 감마선 처리구가 대조구와 비교하여 DNA 손상이 크게 나타났으며, 파종 30일 후에는 300 Gy 이상의 처리구에서 대조구보다 유의성 있는 DNA 손상이 관찰되어 생육형질과 동일한 경향이었다. 선량과 생장, 코멧분석 결과간의 상관관계를 분석한 결과, 머리의 비율을 제외한 다른 조사 항목에서 높은 상관관계를 나타내었다. M₂ 세대의 생육특성은 400 Gy 이상에서 생육이 감소하였고, 돌연변이 양상은 주로 고선량에서 단간, 불임이었다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2018년도 춘계학술발표회
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• pp.99-99
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• 2018

본 연구는 4종의 산야초 추출물(개느삼, 엄나무, 참취, 60가지 산야초혼합 - 모두 원 식물재료를 설탕과 혼합하여 추출한 발효추출물을 15년 숙성시킨 원액의 3% 수용액으로 처리)과 8종의 허브 정유(베르가모트, 클라리세이지, 휀넬, 제라니움, 마조람, 타임, 로즈우드, 스페어민트 원액의 0.3% 농도로 처리) 및 2종의 호르몬(지베렐린, 카이네틴, 0.3%)을 2종의 보리종자(1998년산 새올보리, 2016년산 찰쌀보리) 발아율 향상에 영향을 미치는지를 알아보고자 수행하였다. 특히 새올보리 묵은 종자의 발아력 증진에 효과가 있는지 알아볼 목적으로 수행하였다. 묵은 종자 새올보리의 무처리구에서 8%와 43%의 낮은 발아세와 발아율을 보인 반면, 산야초 추출물 처리구에서 84~93%와 86~100%의 높은 발아세와 발아율을 보였다. 호르몬처리구는 새올보리에서 발아세와 발아율은 각각 43~87%와 55~95%였다. 또한, 찰쌀보리의 경우 무처리의 발아세와 발아율은 각각 54%와 91%였다. 반면, 산야초 추출물 처리구에서 92~100%의 발아세와 95~100%의 높은 발아율을 보였고, 호르몬 처리구에서는 각각 77~85%와 87%의 발아세와 발아율을 보였다. 무처리(증류수)와 2종의 호르몬 및 8종의 허브 정유에 비해 산야초 추출물의 발아 증진 효과가 현저하게 높았다. 특히 냉장고($4^{\circ}C$)에서 20년 보관한 묵은 보리종자에 대해서도 유의한 발아율 향상을 보였다. 정유는 대체로 발아를 억제하는 것으로 나타나 잡초 종자에 대한 발아억제(제초제 대용) 가능성을 시사한다.

• KSBB Journal
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• 제16권4호
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• pp.344-350
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• 2001

염 성분이 처리된 조건배지에서 발아를 유도한 양배추와 고추 종자는 각각 400 mM, 200 mM의 염분농도에서부터 발아상태만 유지되고 유묘로서의 성장은 더 이상 진행되지 않았다. 뿌리의 분화에서 고추의 경우는 성장하는 유묘에서 뿌리털만이 왕성하게 분화되는 것을 관찰할 수 있었지만, 양배추는 전체적으로 고른 뿌리털의 분화가 유도되다가 200 mM에서는 오히려 1차 근의 발달이 두드러지게 나타났다. 이러한 뿌리털의 뚜렷한 분화 현상은 염에 의한 hyperosmotic stress에 대하여 식물 세포가 cellular ion homeostasis를 유지하기 위한 것으로, 이러한 영향이 뿌리조직 중 1차 근의 분화가 둔화되고 결국 유묘의 성장이 억제된다. 유묘로부터 anthocyanin을 추출한 결과 양배추의 경우 200 mM NaCl 첨가 배지에서, 고추는 50 mM K-gluconate 첨파배지에서 가장 많은 anthocyanin이 검출되었다. 이 결과는 염분 스트레스에 의해 식물색소의 합성량을 변화시킬수 있다는 것을 시사하는 것으로 이 조건을 토대로 식물체로부터 anthocyanin의 합성을 다량으로 유도할 수 있을 것이다. Betaine합성과 BADH와의 관계를 알아본 결과, 영양변이에 의한 스트레스가 BADH의 활성을 유도하게 되면 아울러 betaine 생합성을 조절하고 있음을 알 수 있었다. 고추는 100 mM의 K-gluconate 첨가 배지에서 양배추는 200 mM의 NaCl이 처리된 조건배지에서 발아되는 초기에 염분에 대해 많은 영향을 받는 것으로 보이며 유묘의 성장이 왕성한 시기에 betaine의 함량이 증가하였다. Anthocyanin 추출과 BADH활성에서 알 수 있듯이 고추는 $K^{+}$이, 양배추는 $Na^{+}$이 수분 스트레스의 신호로 작용하여 다양한 transcription factor를 합성함으로써 2차 대사반응을 유도하는 것으로 판단된다. 이 과정에시 식물 조직은 염분 스트레스에 따른 특이적 산물과 여러 유용물질을 합성하게 되는 것이다. Proline과 betaine은 높은 농도로 처리된 염 성분이 액포내에 축적되는 것을 방지하여 액포의 노화와 세포질의 효소활성을 보호하여 세포내 ion homeostasis를 유지하고 삼투대사를 조절하여 액포를 보호하는 인자와 같은 역할을 한다.

• 대한화장품학회지
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• 제30권2호
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• pp.241-246
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• 2004

발아 과정을 통한 식물 종자의 변화를 확인하고, 발아된 식물종자로부터 새로운 펩타이드를 개발하여 항노화 화장품 소재로서의 가능성을 확인하였다. 발아과정을 통한 식물 종자의 변화는 단백질 양 측정, 겔 투과 크로마토그램(GPC)과 SDS-PAGE를 통한 단백질 분자량 분포 변화, 아미노산 조성분석을 통해 발아 전과 비교하였다. 발아된 검은 쌀로부터 펩타이드를 생산하기 위해 단백질 분해효소를 처리하였으며, 생산된 발아 검은 쌀 펩타이드의 효과를 발아 검은 쌀 단백질과 비교하여 확인하였다. In vitro matrix-metalloprotease (MMP) 활성 저해효과는 형광 정량법을 이용하였으며, 인간 섬유아세포 활성화 효과를 확인하였고, 콜라겐 생합성 촉진효과와 자외선 조사에 의한 MMP 발현 저해효과는 효소면역분석법(ELISA)을 이용하여 확인하였다. 발아에 의해 검은 쌀의 단백질량, 단백질 분자량 분포 및 아미노산의 조성이 변화함을 확인하였으며, 검은 쌀의 발아와 단백질 분해효소중 파파인 처리를 병행함으로서, 상대적으로 낮은 분자량을 갖는 신규 펩타이드의 제조가 가능하였다. GPC를 이용하여 제조된 발아 검은 쌀 펩타이드의 분자량 분포를 확인한 결과, 대부분이 900dalton 이하의 분자량을 가지는 것을 확인하였으며, 또한, 이러한 발아 검은 쌀 펩다이드는 약 40% 정도의 인간 섬유아세포 활성화 효과를 가지며, 또한 농도 의존적으로 콜라겐 분해효소 활성 저해효과를 가지는 것을 확인하였다. 또한, 자외선 조사에 의해 유도되는 콜라겐 분해효소 발현을 약 50% 억제하며, 콜라겐 생합성을 약 20% 촉진하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국자원식물학회지
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• 제21권4호
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• pp.304-309
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• 2008

유채의 새싹 발아와 생리활성에 효과적인 영향을 미치는 LED 광질 종류를 구명하기 위해 청색, 녹색, 적색, 백색, 황색, 적색+청색광을 발광 14시간, 암조건 10시간, 주간 $25^{\circ}C$, 야간 $18^{\circ}C$로 조절하여 종자 발아와 새싹을 생장을 시켰다. 생리활성 조사는 새싹을 메탄올로 추출한 것을 이용하여 실시하였다. 종자 발아율과 발아속도는 광질에 관계없이 3일 만에 100% 발아 되었다. 파종 후 6일째의 신선중은 녹색광과 백색광에서 각각 0.339g/10plants 및 0.339g/10plants로 높았다. 새싹의 총플라보노이드 함량은 적색광과 백색광 처리구에서 각각 72.5 및 70.9mg${\cdot}L^{-1}$로 많았다. 전자공여능은 추출물 2,000mg${\cdot}L^{-1}$일때 청색광과 백색광 처리구에서 각각 90.0 및 90.3%로 높았다. 아질산염 소거능은 적색광 처리구에서 57.4mg${\cdot}L^{-1}$로 가장 낮게 나타났다. Tyrosinase 저해 활성은 녹색광 처리구에서 22.5mg${\cdot}L^{-1}$로 가장 많이 나타났다.

• Molecules and Cells
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• 제40권3호
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• pp.230-242
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• 2017

In the Arabidopsis genome, approximately 80 MAP3Ks (mitogen-activated protein kinase kinase kinases) have been identified. However, only a few of them have been characterized, and the functions of most MAP3Ks are largely unknown. In this paper, we report the function of MAP3K16 and several other MAP3Ks, MAP3K14/15/17/18, whose expression is salt-inducible. We prepared MAP3K16 overexpression (OX) lines and analyzed their phenotypes. The result showed that the transgenic plants were ABA-insensitive during seed germination and cotyledon greening stage but their root growth was ABA-hypersensitive. The OX lines were more susceptible to water-deficit condition at later growth stage in soil. A MAP3K16 knockout (KO) line, on the other hand, exhibited opposite phenotypes. In similar transgenic analyses, we found that MAP3K14/15/17/18 OX and KO lines displayed similar phenotypes to those of MA3K16, suggesting the functional redundancy among them. MAP3K16 possesses in vitro kinase activity, and we carried out two-hybrid analyses to identify MAP3K16 substrates. Our results indicate that MAP3K16 interacts with MKK3 and the negative regulator of ABA response, ABR1, in yeast. Furthermore, MAP3K16 recombinant protein could phosphorylate MKK3 and ABR1, suggesting that they might be MAP3K16 substrates. Collectively, our results demonstrate that MAP3K16 and MAP3K14/15/17/18 are involved in ABA response, playing negative or positive roles depending on developmental stage and that MAP3K16 may function via MKK3 and ABR1.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제4권2호
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• pp.118-123
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• 2015

메타게놈(metagenome)은 연구실에서 배양이 불가능한 미생물을 포함한 자연계에 존재하는 미생물의 유전자를 직접 연구하는 학문분야이다. 지구상 거의 모든 자연, 인공 환경에서 살고 있는 미생물 DNA를 분리 정제하는 것이 가능하며, 재조합 DNA 기술 등을 이용하여 배양 가능한 숙주미생물에 메타지놈을 클로닝함으로서 메타지놈 라이브러리를 제작할 수 있다. 최근 메타게노믹스를 통하여 자연계에 존재하고 있는 대다수의 미생물들이 실험실에서 배양되지 않았던 이유를 구명할 수 있게 되었고, 그들이 가지고 있는 생태학적인 의미와 역할에 대한 이해와 더불어 점차 그 응용 분야와 범위도 확대되고 있다. 이와 같은 메타게놈의 응용 분야 확대의 한 방안으로 본 연구에서는 새로운 제초활성 물질 및 제초활성 물질 생산에 필요한 유전자를 확보하기 위해 메타게놈 라이브러리를 대상으로 오이 떡잎절편 검정, 미세조류 생장저해 검정, 종자발아 저해 검정의 HTS (high throughput screening) 시스템을 구축하였고, 구축된 시스템으로부터 선발된 최종 단일 클론인 9-G1과 9-G12의 바랭이에 대한 in vivo assay를 통해 본 연구에서 개발한 HTS 시스템의 유효성을 확인 하였다. 후속연구로서 활성단일클론이 만들어내는 제초활성물질의 동정 및 제초활성물질을 합성하는 유전자군에 대한 연구를 수행 중에 있다.