• 제목/요약/키워드: Secondary productivity

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이탄습지 공극수내 용존유기탄소와 페놀계열 물질의 변화도 (Variations of DOC and Phenolics in Pore-water of Peatlands)

  • ;김선영;강호정
    • 생태와환경
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    • 제35권4호통권100호
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    • pp.306-311
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    • 2002
  • 습지내의 용존유기탄소의 함량과 구성은 이차생산, 다양한 생지화학적 반응, 그리고 수생태계의 기능에 중요한 영향을 미친다. 본 연구에서는 북구이탄습지 (bog, fen, swamp)의 공극수내의 용존유기탄소와 페놀계열 물질의 농도를 1997년도에 1년에 걸쳐 조사하였다. 일반적인 미생물의 활성 (토양 호흡도)와 페놀산화효소의 활성도 측정하여, 용존유기탄소와 페놀계열 물질의 변화에 대한 기작을 밝히고자 했다 용존유기탄소 농도는 25.5-45.4 (bog), 29.2-71.4 (fen), 13.5-87.6 (swamp) mg/L를 보였고, 페놀계열 물질의 경우에는 13.3-45.4 (bog),7.6-29.5 (fen),4.9-30.8 (swamp) mg/L의 변화정도를 보였다. Swamp에서의 계절적인 변화양상을 살펴보면, 낙엽생산이 용존유기탄소의 변화에 많은 영향을 미침을 알 수 있었다 Bog에서의 미생물활성도와 페놀산화효소의 활성이 가장 낮게 나타났는데 이것이 bog내의 높은 페놀계열물질의 농도를 야기시킨 것으로 사료된다. 본 연구의결과는 습지내 용존유기탄소의 양 뿐만 아니라 그 화학적인 구성이 습지 생지화학에서 중요함을 보여주었다.

M.7 사과 대목이 고밀식 '후지' , '홍로' , '산사' 사과나무의 생산량 및 과실품질에 미치는 영향 (Influence of M.7 Apple Rootstock on Productivity and Fruit Quality of High Density 'Fuji', 'Hongro' and 'Sansa' Apple Trees)

  • 권영순;김정희;사공동훈;박종택
    • 한국환경농학회지
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    • 제42권3호
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    • pp.239-252
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    • 2023
  • Most apple trees in South Korea are grafted on M.9 and M.26 rootstocks; however, these rootstocks are susceptible to fire blight. Although M.7 rootstocks are moderately resistant to fire blight, they tend to exhibit excessive vigor, which is unsuitable for high-density planting, unless weak cultivars are used. This study investigated the vegetative growth, yield, and fruit quality of apple trees grafted onto M.7, M.9, or M.26 rootstocks to assess the feasibility of establishing high-density apple orchards domestically using the M.7 rootstock a period of seven years (1-7 years after planting). Rootstocks were tested using three cultivars with contrasting induced vigor and harvesting times: vigorous and late-maturing 'Fuji,' moderate vigor and middle-maturing 'Hongro,' and low vigor and early-maturing 'Sansa.' The planting density was maintained constant, with 190 trees per 10 a. Primary thinning (leaving only the king fruit on clusters) was performed, whereas secondary thinning (controlling crop load) was not. Vegetative growth, accumulated yield per 10 a, and yield efficiency varied depending on cultivars and rootstocks; however, the cultivars had a more notable effect on fruit quality than the rootstocks. Biennial bearing often occurred in the M.26 rootstock. 'Fuji'/M.7 was overly vigorous for high-density planting. The fruit quality and accumulated yield per 10 a of M.7 were similar to those of M.9 with the 'Hongro' and 'Sansa' cultivars. In particular, 'Hongro'/M.7 did not show tree vigor reduction due to heavy crop load, and the degree of biennial bearing in 'Sansa'/M.7 was not particularly high. These results indicated that high-density apple planting using the M.7 rootstock was achievable using the 'Hongro' and 'Sansa' cultivars.

베트남 농업구조개혁과 협동조합의 계약영농: 중부베트남의 농촌을 사례로 (Contract Farming Through a Cooperative to Boost Agricultural Sector Restructuring: Evidence from a Rural Commune in Central Vietnam)

  • 드응 티 투 하;김두철
    • 한국경제지리학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.109-130
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    • 2022
  • 베트남 정부는 농업구조개혁을 위해 새로운 협동조합을 통한 계약농업을 추진하고 있으며, 베트남 농민은 정책에 따른 구조 전환의 영향을 직접적으로 받고 있다. 따라서 정책 과정에 따른 농민들의 토지이용 및 생존전략을 이해하는 것은 이러한 농업개발정책에 있어 필수적이라 할 것이다. 이 연구는 중부 베트남의 전형적인 농촌 마을 중 하나인 빈다오사(社)(Binh Dao commune)를 대상으로 이루어졌다. 이 논문에서는 먼저 GIS을 이용한 토지이용 변화 분석 및 190명의 농민과의 심층 인터뷰를 통해 계약농업 도입 전후의 농촌 노동력 구조와 생업활동의 변화와 그 원인을 분석하였다. 그 결과, 새로운 협동조합을 통한 계약농업은 농민-협동조합-농산물판매회사로 이어지는 수직적 가치사슬을 형성하고, 기계화를 통한 효율적 토지이용에 기여하여, 생산성을 향상시키고 농산물 시장가격의 리스크로 부터 농민들을 보호하는 순효과를 가져왔다는 것이 밝혀졌다. 한편, 이러한 긍정적인 효과에도 불구하고, 베트남의 협동조합을 통한 계약농업은 애초에 의도했던 농촌 노동력을 비농업부문으로 재배치하지는 못한 것으로 나타났다. 오히려 빈다오사(社)의 농민들은 농업구조개혁 과정에서 경작면적을 늘리려는 경향이 있었다. 즉, 베트남 농촌지역의 제한적인 농외 취업기회로 인해, 빈다오사(社)의 농민들은 기계화와 생산성 향상으로 생긴 잉여 가족노동력을 역설적으로 농업부문에 집중시키는 생존전략을 선택한 것으로 보여된다. 그 결과 빈다오사(社)의 농민들은 협동조합의 계약농업을 통한 농업구조개혁에도 불구하고 여전히 가족노동력에 의존한 소농체제에 머물러 있다.

산업관련표(産業關聯表)에 의(依)한 임업구조분석(林業構造分析)과 유발생산액(誘發生産額) -임업(林業)이 한국경제(韓國經濟)에 미치는 영향(影響)- (Analysis of Forestry Structure and Induced Output Based on Input - output Table - Influences of Forestry Production on Korean Economy -)

  • 이승윤
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제2권4호
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    • pp.4-14
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    • 1974
  • The total forest land area in Korea accounts for some 67 percent of the nation's land total. Its productivity, however, is very low. Consequently, forest production accounts for only about 2 percent of the gross national product and a minor proportion of no more than about 5 percent versus primary industry. In this case, however, only the direct income from forestry is taken into account, making no reference to the forestry output induced by other industrial sectors. The value added Or the induced forestry output in manufacturing the primary wood products into higher quality products, makes a larger contribution to the economy than direct contribution. So, this author has tried to analyze the structure of forestry and compute the repercussion effect and the induced output of primary forest products when utilized by other industries for their raw materials, Hsing the input-output table and attached tables for 1963 and 1966 issued by the Bank of Korea. 1. Analysis of forestry structure A. Changes in total output Durng the nine-year period, 1961-1969, the real gross national product in Korea increased 2.1 times, while that of primary industries went up about 1. 4 times. Forestry which was valued at 9,380 million won in 1961, was picked up about 2. 1 times to 20, 120 million won in 1969. The rate of the forestry income in the GNP, accordingly, was no more than 1.5 percent both in 1961 and 1962, whereas its rate in primary industries increased 3.5 to 5.4 percent. Such increase in forestry income is attributable to increased forest production and rise in timber prices. The rate of forestry income, nonetheless, was on the decrease on a gradual basis. B. Changes in input coefficient The input coefficient which indicates the inputs of the forest products into other sectors were up in general in 1966 over 1963. It is noted that the input coefficient indicating the amount of forest products supplied to such industries closely related with forestry as lumber and plywood, and wood products and furniture, showed a downward trend for the period 1963-1966. On the other hand, the forest input into other sectors was generally on the increase. Meanwhile, the input coefficient representing the yolume of the forest products supplied to the forestry sector itself showed an upward tendency, which meant more and more decrease in input from other sectors. Generally speaking, in direct proportion to the higher input coefficient in any industrial sector, the reinput coefficient which denotes the use of its products by the same sector becomes higher and higher. C. Changes in ratio of intermediate input The intermediate input ratio showing the dependency on raw materials went up to 15.43 percent m 1966 from 11. 37 percent in 1963. The dependency of forestry on raw materials was no more than 15.43 percent, accounting for a high 83.57 percent of value added. If the intermediate input ratio increases in any given sector, the input coefficient which represents the fe-use of its products by the same sector becomes large. D. Changes in the ratio of intermediate demand The ratio of the intermediate demand represents the characteristics of the intermediary production in each industry, the intermediate demand ratio in forestry which accunted for 69.7 percent in 1963 went up to 75.2 percent in 1966. In other words, forestry is a remarkable industry in that there is characteristics of the intermediary production. E. Changes in import coefficient The import coefficient which denotes the relation between the production activities and imports, recorded at 4.4 percent in 1963, decreased to 2.4 percent in 1966. The ratio of import to total output is not so high. F. Changes in market composition of imported goods One of the major imported goods in the forestry sector is lumber. The import value increased by 60 percent to 667 million won in 1966 from 407 million won in 1963. The sales of imported forest products to two major outlets-lumber and plywood, and wood products and furniture-increased to 343 million won and 31 million won in 1966 from 240million won and 30 million won in 1963 respectively. On the other hand, imported goods valued at 66 million won were sold to the paper products sector in 1963; however, no supply to this sector was recorded in 1963. Besides these major markets, primary industries such as the fishery, coal and agriculture sectors purchase materials from forestry. 2. Analysis of repercussion effect on production The repercussion effect of final demand in any given sector upon the expansion of the production of other sectors was analyzed, using the inverse matrix coefficient tables attached to the the I.O. Table. A. Changes in intra-sector transaction value of inverse matrix coefficient. The intra-sector transaction value of an inverse matrix coefficient represents the extent of an induced increase in the production of self-support products of the same sector, when it is generated directly and indirectly by one unit of final demand in any given sector. The intra-sector transaction value of the forestry sector rose from 1.04 in 1963 to 1, 11 in 1966. It may well be said, therefore, that forestry induces much more self-supporting products in the production of one unit of final demand for forest products. B. Changes in column total of inverse matrix coefficient It should be noted that the column total indicates the degree of effect of the output of the corresponding and related sectors generated by one unit of final demand in each sector. No changes in the column total of the forestry sector were recorded between the 1963 and 1966 figures, both being the same 1. 19. C. Changes in difference between column total and intra-sector transaction amount. The difference between the column total and intra-sector transaction amount by sector reveals the extent of effect of output of related industrial sector induced indirectly by one unit of final demand in corresponding sector. This change in forestry dropped remarkable to 0.08 in 1966 from 0.15 in 1963. Accordingly, the effect of inducement of indirect output of other forestry-related sectors has decreased; this is a really natural phenomenon, as compared with an increasing input coefficient generated by the re-use of forest products by the forestry sector. 3. Induced output of forestry A. Forest products, wood in particular, are supplied to other industries as their raw materials, increasng their value added. In this connection the primary dependency rate on forestry for 1963 and 1966 was compared, i. e., an increase or decrease in each sector, from 7.71 percent in 1963 to 11.91 percent in 1966 in agriculture, 10.32 to 6.11 in fishery, 16.24 to 19.90 in mining, 0.76 to 0.70 in the manufacturing sector and 2.79 to 4.77 percent in the construction sector. Generally speaking, on the average the dependency on forestry during the period 1963-1966 increased from 5.92 percent to 8.03 percent. Accordingly, it may easily be known that the primary forestry output induced by primary and secondary industries increased from 16, 109 million won in 1963 to 48, 842 million won in 1966. B. The forest products are supplied to other industries as their raw materials. The products are processed further into higher quality products. thus indirectly increasing the value of the forest products. The ratio of the increased value added or the secondary dependency on forestry for 1963 and 1966 showed an increase or decrease, from 5.98 percent to 7.87 percent in agriculture, 9.06 to 5.74 in fishery, 13.56 to 15.81 in mining, 0.68 to 0.61 in the manufacturing sector and 2.71 to 4.54 in the construction sector. The average ratio in this connection increased from 4.69 percent to 5.60 percent. In the meantime, the secondary forestry output induced by primary and secondary industries rose from 12,779 million Wall in 1963 to 34,084 million won in 1966. C. The dependency of tertiary industries on forestry showed very minor ratios of 0.46 percent and 0.04 percent in 1963 and 1966 respectively. The forestry output induced by tertiary industry also decreased from 685 million won to 123 million won during the same period. D. Generally speaking, the ratio of dependency on forestry increased from 17.68 percent in 1963 to 24.28 percent in 1966 in primary industries, from 4.69 percent to 5.70 percent in secondary industries, while, as mentioned above, the ratio in the case of tertiary industry decreased from 0.46 to 0.04 percent during the period 1963-66. The mining industry reveals the heaviest rate of dependency on forestry with 29.80 percent in 1963 and 35.71 percent in 1966. As it result, the direct forestry income, valued at 8,172 million won in 1963, shot up to 22,724 million won in 1966. Its composition ratio lo the national income rose from 1.9 percent in 1963 to 2.3 per cent in 1966. If the induced outcome is taken into account, the total forestry production which was estimated at 37,744 million won in 1963 picked up to 105,773 million won in 1966, about 4.5 times its direct income. It is further noted that the ratio of the gross forestry product to the gross national product. rose significantly from 8.8 percent in 1963 to 10.7 percent in 1966. E. In computing the above mentioned ratio not taken into consideration were such intangible, indirect effects as the drought and flood prevention, check of soil run-off, watershed and land conservation, improvement of the people's recreational and emotional living, and maintenance and increase in the national health and sanitation. F. In conclusion, I would like to emphasize that the forestry sector exercices an important effect upon the national economy and that the effect of induced forestry output is greater than its direct income.

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전기동력학 기술을 이용한 시설재배지 토양의 염류제거 효과연구 (A Study on Salt Removal in Controlled Cultivation Soil Using Electrokinetic Technology)

  • 김이열;최정희;이유진;홍순달;배정효;백기태
    • 한국토양비료학회지
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    • 제45권6호
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    • pp.1230-1236
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    • 2012
  • 전기동력학적인 기술 처리가 시설재배 토양의 염류제거에도 효과를 보이는가를 검증하기 위하여 토양의 물리성, 화학성 및 작물생산성을 조사한 포장시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. EK처리는 농가포장에 220 V 농가용 교류를 직류화하여 약 0.8 V $cm^{-1}$의 정전압으로 동전기 처리 하였다. 양전극의 길이는 20 cm로서 고규소철 (HSCI; High Silicon Cast Iron), 음전극은 철판 (Fe Plate)을 바닥에 깔았다. 하단부 흙 속에는 직경 10 cm 정도의 유공 PVC파이프를 매설하고 음 (-)극으로 몰려온 양 (+)이온들을 모아서 배출시켰다. EK처리에 따른 토양 물리성은 토양입단의 경우 파괴 효과가 크고 물의 침투 속도는 증가되었으나, 용적밀도와 공극율의 변화는 적었다. 한편, 토양의 화학성을 보면, 무처리구보다 EK처리구의 EC, $NO_3{^-}$-N, $K^+$, $Na^+$ 등의 주요 이온들이 급격히 감소되었고, pH, $P_2O_5$, $Ca^{2+}$ 등은 EK의 영향력이 적은 성분이었다. EK처리에 따른 작물재배 작기별로 토양화학성 감소율을 비교한 결과 $NO_3{^-}$-N 78.3 % > $K^+$ 72.3 % > EC 71.6 % $$\geq_-$$ $Na^+$ 71.5 % > $Mg^{2+}$ 36.8 %순 이었다. EK를 작물재배 이전 즉 휴경을 하면서 처리한 시험구와 작물을 재배하면서 EK를 처리한 시험구의 화학성 감소효과를 비교한 결과 작물재배 중 처리효과가 더 높았다. EK처리 후 양분의 감소가 뚜렸한 $NO_3{^-}$-N, EC 등은 처리효과가 분명하였으나, 1회의 EK처리만으로는 염류감소 지속효과가 분명하지 않으므로 2회 이상 EK처리 후 토양화학성 검정을 계속하면서 토양검정 시비를 실시하는 것이 바람직하였다. EK처리에 따른 배추생육을 보면 1차 처리 - 2차 처리- 3차 처리구의 무처리 대비 증수율은 225.5 % - 181.0 % - 124.2%로 각각 나타났다. 1차 처리 (2011.4)시 고추는 130.0 %, 2차 처리 시 상추는 248.1 %, 3차 처리 시 열무는 125.4 % 각각 증수됨으로서 공시되었던 모든 작물에서 증수효과가 인정되었다.

북방전복, Haliotis discus hannai의 해상가두리 양성 시 적정 수용밀도에 관한 연구 (A Study on the Optimum Stocking Density of Abalone, Haliotis discus hannai, reared in Net Cage Culture)

  • 김병학;박민우;손맹현;김태익;이시우
    • 한국패류학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.219-226
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    • 2014
  • 본 연구는 해상가두리에서 2년 동안 수용밀도별로 사육된 북방전복 (Haliotis dicus hannai) 의 성장 및 생존율 조사를 통해 적정 수용밀도를 구명하고 생산성을 향상시키고자 수행 하였다. 수용밀도는 쉘터 단면적 당 점유율로 15, 30, 45, 60 percentage $(=per.)/m^2$로 설정하여 약 1년을 기준으로 1차 양성기간 (the primary rearing period, PRP), 2차 양성시간 (the second rearing period, SRP) 으로 실시하였다. PRP와 SRP의 1년간 평균 수온은 $2^{\circ}$의 차이를 보였다. PRP의 북방전복 (평균각장 $36.14{\pm}2.28mm$) 은 성장에서 각장과 각폭의 절대성장율 (absolute growth rate, ARG), 일간성장율 (daily growth rate, DGR), 특수생장율 (specific growth rate, SGR) 에서 $15per./m^2$ 유의적으로 높았고 (P < 0.05), 생존율은 차이가 없었다. SRP의 북방전복 (평균각장 $55.26{\pm}6.93mm$) 은 ARG, DGR, SGR에서 $45per./m^2$제외한 실험구간 유의적 차이는 없었으며, 생존율은 저밀도인 15, $30per./m^2$는 70% 이상을 보였으나, 고밀도인 45, $60per./m^2$는 각각 31%, 9%이하였다. 본 실험결과 해상가두리 내에서 각장 3-4 cm 북방전복의 1차 양성기간 적정 수용밀도는 $15per./m^2$ ($2.4{\times}2.4m$, 1칸 당 750마리) 가 적정하였다. 2차 양성기간 육성용 북방전복 (각장 5-6 cm) 은 경제성을 고려하여 $30per./m^2$인 양성하는 것이 양식 생산성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

마을단위 농업경영체 조직전략 및 운영요소 도출 연구 (A Study on Organizational Strategy and Operational Elements of Community-based Agricultural Management Bodies)

  • 김종안;길청순;김기태;김원경
    • 농촌지도와개발
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    • 제20권3호
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    • pp.777-822
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    • 2013
  • 이 연구의 목적은 한국 농업 농촌의 쇠퇴와 공동화 위기에 대응하기 위한 새로운 농업경영 주체로서 마을단위 농업경영체의 조직전략 및 운영요소를 도출하는데 있다. 연구의 목적을 달성하기 위해 지역농업조직화 이론의 틀 속에서 마을 단위 공동경영에 대한 한국과 일본의 최신 논의 동향을 검토하였으며, 마을단위 공동경영 사례에 대한 조직관리 및 경영관리 실태를 조사였다. 이를 통해 한국 농업 농촌의 현실 여건에 적합한 조직전략 및 운영요소를 도출하고자 하였다. 이 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 마을단위 농업경영체는 농업생산의 효율화만을 추구하는 단순한 협업조직이 아니며 '농업생산력 유지, 농업소득 증진, 농촌사회 유지'라는 복합적 목적을 달성하기 위한 공동 경영체이다. 이러한 관점을 반영하여 본 논문에서는 마을단위 농업경영체를 '농업생산력 유지, 농업소득 증진, 농촌사회 유지 등을 달성하기 위해 다수의 농업인과 주민이 협조적, 집단적, 조직적 의사결정을 통해 개별적으로 보유한 농업자원을 마을 단위로 공동으로 이용하거나 공동 자본을 조성하여 운영하는 법인'으로 정의하였다. 둘째, 마을단위 공동경영을 실천하는 국내 사례에 대한 조사 결과 공동경영의 영역은 '생산'보다는 '가공, 유통. 체험' 등 2~3차 영역에 집중되어 있었다. 소규모 전업농이 다수를 차지하는 국내 농업구조에서는 일본 수도작 지역의 집락영농 유형과 같이 '1마을 1농장' 방식의 경영통합은 쉽지 않은 상황이다. 또한 마을단위 농업경영체는 '생활공동체' 성격과 '농업경영체' 성격을 동시에 갖고 있기 때문에 조직운영 방식과 의사결정 체계도 두 가지 틀 속에서 구성되어야 한다. 이러한 관점을 반영하여 본 논문에서는 마을단위 농업경영체의 추진체계, 최고의사결정기구의 조직관리 요소, 사업조직 관리 요소, 단계별 운영요소, 공동 농작업 관리 요소, 조직전략 수립요소 등을 제시하였다. 셋째, 마을단위 농업경영체를 활성화하기 위한 정책지원 방향에 대해서는 한국 농업 농촌의 사회문화적 특성, 각각의 마을 여건 등을 고려하여 획일화된 지원보다는 마을단위 농업경영체를 설립하고 운영해나가는 일련의 과정을 지원하고 활동을 촉진할 수 있는 퍼실리테이션(facilitation) 방식의 지원 시스템을 제안하였다.

온도구배터널 내 상승온도에 의한 난지형 마늘(Allium sativum L.)의 광합성 및 생육 특성의 변화 (Photosynthesis and Growth of Southern-type Garlic (Allium sativum L.) in Response to Elevated Temperatures in a Temperature Gradient Tunnel)

  • 오서영;문경환;송은영;신민지;고석찬
    • 한국농림기상학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.250-260
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    • 2019
  • 본 연구는 마늘을 온도구배터널에서 재배하면서 생육기간 동안 인편의 발아, 지상부 생육과 광합성 특성, 인경 발달 등을 조사함으로써 기후변화에 대응하여 마늘 생육 전반에 미치는 기온상승의 영향을 살펴보고 이를 최소화 할 수 있는 방안을 모색하고자 하였다. 터널 중앙부 온도(Tamb+3℃)와 후미부 온도(Tamb+6℃)는 입구의 대기온도(Tamb)를 기준으로 각각 3.2℃, 5.8℃가 높게 유지되었다. 인편의 발아는 터널 입구보다 중앙부와 후미부에서 더 늦었다. 그러나 추대기간과 개체당 최대 엽수에 도달하는 기간이 터널 입구에서 보다 중앙부와 후미부에서 짧게 나타났다. 지상부의 생장은 터널 입구에서 생육하였을 때 전반적으로 높고 중앙부와 후미부에서 감소하는 양상을 보였으며, 인경은 터널 내부의 온도 간에 큰 차이를 보이지는 않았으나 생육후기에 인경 생체량과 건체량은 터널 입구와 중앙부에서 생육하였을 때 다소 높았다. 광합성률(A), 기공전도도(gs), 증산률(E)은 터널 입구에서 보다 중앙부에서 재배하였을 때 증가하였다. 또한 최대 광합성률(Amax)은 중앙부에서 생육하였을 때 높았으며, 호흡률(Rd)은 낮았다. 터널 입구 및 중앙부에서 인경발달이 더 왕성하여 크기가 크고 상품성이 높은 인경을 수확할 수 있었으나 터널 후미부인 대기온도 +6℃에서는 인경의 크기가 작아지고 소인편들이 생겨서 상품성이 낮았다. 따라서 대기온도보다 기온이 상승하였을 때에는 파종 전에 인편 발아에 필요한 저온요구도를 미리 충족시키거나 파종시기를 늦춘다면 인편 발아율을 높이면서 생산량도 증가시킬 수 있을 것으로 보인다. 그리고 인경 발달 단계에서 고온에 의한 상품성 하락을 최소화하기 위하여 수확시기를 앞당겨 수확하는 것도 고려할 필요가 있다.

Precursor제공 및 생합성 관련 유전자의 cloning을 통한 Monacolin-K 생산성 향상 (Enhanced production of monacolin-K through supplement of monacolin-K precursors into production medium and cloning of SAM synthetase gene (metK))

  • 이미진;정용섭;전계택
    • KSBB Journal
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    • 제23권6호
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    • pp.519-524
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    • 2008
  • Monacolin-K는 Monascus sp.로부터 polyketide pathway를 통해 생합성 되는 이차대사산물로써 강력한 콜레스테롤 저하제로 알려져 있다. 본 연구에서는 monacolin-K의 생합성 경로에 대한 이해에 근거한 지속적인 rational screening을 통해 monacolin-K의 생산성을 향상시킬 수 있었는데 그 중에서 특히 monacolin-K 생합성에 관련된 전구체를 최적화된 생산배지에 첨가함으로써 monacolin-K 생산성이 대조군에 비해 눈에 띠게 증가하는 결과를 확인하였다. 황의 동화작용에서 cysteine이 여러 단계를 거쳐 S-adenosylmethionine (SAM)으로 전환된다는 연구결과와 더불어, SAM은 다양한 세포내에서 주된 methyl donor 역할을 하므로 monacolin-K 구조에 포함되어있는 많은 methyl기 역시 SAM으로부터 유래한다고 알려져 있다. 따라서 첨가한 cysteine이 SAM을 생합성하는데 이용된 것으로 보고 SAM을 생산균주 내에서 고농도로 생산한다면 monacolin-K 생산성이 증가할 것이라 기대하였다. 따라서 여러 균주에서 보고된 SAM synthetase 유전자를 cloning하여 생산균주 내로 도입함으로써 생산균주가 cysteine의 별도첨가 없이도 세포내에서 SAM을 고농도로 생산하도록 하여 monacolin-K의 생산성 향상을 꾀하고자 하였다. 이를 위해 염기서열이 밝혀진 균사형성 곰팡이인 Aspergillus nidulans로부터 SAM synthetase를 암호화하는 metK 유전자를 cloning하고 Monascus 유래의 gpdA promoter에 의해 발현되도록 하는 재조합 발현벡터 pBMmetK를 제작하였고 이를 생산균주 내로 도입하여 형질전환체와 대조군의 monacolin-K 생산성을 확인한 결과, 대조군에 비해 형질전환체에서 Monacolin-K 생산성이 약 3.3배가량 증가한 것을 관찰하였다. 이는 metK 유전자가 생산균주의 DNA 내로 삽입되어 안정적으로 발현됨으로써 세포내에서 많은 methyl 기를 제공함으로써 monacolin-K 생산성이 향상된 것으로 판단되며, 현재는 분자적 수준에서 이러한 형질전환체 내에서 metK 유전자의 발현 정도를 확인하는 중이다.

담수조류 그물말로부터 당 용액의 효율적 제조를 위한 가수분해 방법 (Hydrolysis Methods for the Efficient Manufacture of Sugar Solutions from the Freshwater Alga Water-net (Hydrodictyon reticulatum))

  • 김지현;김슬기;고은혜;김진철;김진석
    • Weed & Turfgrass Science
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    • 제2권2호
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    • pp.176-183
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    • 2013
  • 담수조류인 그물말 (Hydrodictyon reticulatum, HR)의 실용적 당화조건 확립을 위해 산 가수분해 방법으로서 one-step acid hydrolysis과 two-step acid hydrolysis, 그리고 산가수분해 후 효소가수분해를 병행하는 combined hydrolysis를 검토하였다. One-step acid hydrolysis의 경우, $120^{\circ}C$에서 HR 4% 고형분을 2% 황산 용액에 넣어 1시간 동안 반응시킬 경우가 적정하였다. Two-step acid hydrolysis의 적정조건은 1차 가수분해시 HR 건조중: 72% 황산을 1 g : 1.5mL로 하여 $60^{\circ}C$에서 1시간 반응시킨 다음, 증류수 23.5 mL를 첨가하고 $120^{\circ}C$에서 1시간 가수분해시키는 것이었다. Combined hydrolysis의 경우, 2% 염산에 25%의 HR 고형분을 넣고 $120^{\circ}C$에서 1시간 반응시킨 후, citrate buffer로 4% 고형분 함량이 되도록 희석하고 E1+E2 효소를 각각 1+0.2 mL g $DM^{-1}$ 수준으로 첨가하여 $50^{\circ}C$에서 1~2일 동안 반응시키는 것이 바람직하였다. Glucose 생성량, 발효억제물질(HMF, furfural) 생성량, 강산 사용제한 등을 종합적으로 감안할 때, combined hydolysis가 보다 유용할 것으로 판단되었다.