• 한국육종학회지
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• 제50권4호
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• pp.364-377
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• 2018

차세대 염기 서열 분석 기술의 적용은 빠르게 식물 유전체학의 지식을 확장시킴으로 기능유전자 연구의 발전을 도모하고 있다. 특히, 밀의 기능유전체학의 발전은 기존의 염기서열 분석 기술로는 가능성이 없어 보였다. 하지만 NGS의 발전은 고품질 보통밀의 RefSeq를 완성뿐만 아니라 다양한 밀 계통들의 재염기서열분석을 가능하게 한다. 현재 이렇게 얻어진 고품질 유전정보와 유전적 다형성이 밝혀진 유전자원의 이용으로 밀 기능유전체 연구가 새로운 단계로 접어들고 있다. NGS 기술 및 reverse genetics의 발전은 앞으로 전세계에 펼쳐져 있는 야생형 밀과 재배종 밀 계통들의 유전적인 다양성 분석을 가능케 하고 밀의 유전과 진화 과정을 깊게 이해하는데 큰 도움이 될 것이다. NGS 기술의 사용과 생물정보학의 결합은 타 작물에 비해 뒤쳐진 밀의 기능유전체 연구 속도를 가속화할 것이다. 기능유전체 연구를 활용한 밀 육종의 시대가, 애기장대 및 벼 분야와 같이, 다가오고 있다.

• 한국육종학회지
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• 제50권4호
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• pp.434-441
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• 2018

본 연구에서는 배 '원황'(Pyrus pyrifolia)의 유전체 정보를 바탕으로, 유용 유전자 관련 SSR 마커를 선발하였고, 선발된 SSR과 SNP 마커를 이용하여 '원황' ${\times}$ 'Bartlett' $F_1$ 교배집단에 대한 유전자 지도를 작성하였다. '원황'의 scaffold에서 제작된 SSR 마커 유래 염기서열들과 NCBI nucleotide DB와 BLASTn 분석하여, 유용한 유전자들과 높은 상동성을 보이는 510개 SSR 마커를 선발하였다. 이들 마커를 사용하여 양친과 F1 집단 94개체의 대립 단편의 증폭 양상을 확인한 결과, 88개 마커들이 헤테로 집단에 맞는 분리비를 보였다. 선발된 88개의 SSR 마커는 GBS 분석을 통해 획득한 579개 SNP 마커와 함께 '원황'의 유전자지도를 작성하였다. 70개의SSR 마커들은 배 염색체 수와 같은 17개의 염색체에 잘 위치하였고, 모든 염색체에 한 개 이상의 마커로 위치하였다. 유전자지도의 총 유전거리는 3784.2cM이고 마커간 평균거리는 5.8cM이었다. 본 연구에서 개발된 SSR 분자마커 및 이를 기반으로 만들어진 유전자지도는 배의 육종 및 유전 연구에 유용한 정보를 제공할 것으로 기대한다.

• 식물병연구
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• 제26권4호
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• pp.210-221
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• 2020

곤충은 장내에 서식하고 있는 미생물과 상호작용을 통해 공생하는 것으로 알려져 있으며, 이러한 공생자는 공진화를 통하여 극한 환경에서도 서식을 가능하게 한다. 이러한 관점에서 토양 속에서 부엽토와 식물 잔재를 먹고 사는 장수풍뎅이 유충의 장내에 존재하는 공생자는 식물병원균을 방제하는 데 유용한 미생물이 존재할 것으로 생각된다. 따라서, 식물병원균에 대해 활성을 갖는 유용 미생물 10종을 장수풍뎅이 유충의 소화기관 전장, 중장, 후장으로부터 분리하였다. 분리된 10종의 유용 미생물은 유묘 검정을 통하여 토마토 잿빛곰팡이병, 배추 뿌리혹병, 고추 탄저병, 고추 역병에 대하여 강력한 항균 활성을 확인하였다. 10종의 항균활성 미생물은 형태적 특성과 16s rRNA gene 분석으로 Bacillus속 4종, Paenibacillus속 3종 및 Streptomyces속 3종으로 동정되었다. 유용 미생물은 인산 가용화, indole-3-acetic acid, siderophore 생성 활성이 우수하며 진균외막가수분해 효소인 β-1,3-glucanase, pretease 활성을 보였다. 10종의 유용 미생물 중, DM152 균주는 토마토와 고추 식물체의 모든 기관에서 생장을 촉진시켰다. 따라서, 장수풍뎅이 유충의 소화기관으로부터 분리된 10종의 장내 미생물은 생물학적 방제제 및 생물비료의 활용 가능성을 나타내었다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제41권1호
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• pp.47-55
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• 2021

본 연구는 기후요인과 토양요인이 알팔파 건물수량에 어느 정도 영향을 미치는지를 기여도로 평가할 목적으로, 기상변수와 토양물리성변수를 고려하여 일반선형모형으로 수량예측모델을 구축하였다. 알팔파 수량예측모델 구축과정은 알팔파, 기상 및 토양자료수집, 가공, 통계분석 및 모델구축 순이었다. 수량예측모델은 알팔파와 양적자료인 기상변수를 선택하기 위한 다중회귀분석과 질적자료인 토양물리성변수도 고려하기 위해서 일반선형모형을 사용하였다. 그 결과 DMY에 영향을 미치는 기상변수는 적산온도와 생육일수이었으며, 토양물리성변수는 점토함량이 선택되었다. DMY에 영향을 미치는 변수별 기여도는 점토함량(63%), 적산온도(21%) 및 생육일수(11%)순 이었으며 요인별 기여도는 기후요인(적산온도, 21%와 생육일수, 11%)이 32%, 토양요인(점토함량)이 63%로 나타나 토양요인이 기후요인보다 알팔파 건물수량에 더 기여하는 것으로 평가하였다. 본 연구에서 이용한 알팔파 자료는 토성, 시비수준 및 품종이 제한되어 있어 앞으로 이들 요인을 고려한 다양한 조건의 재배실험을 통하여 보다 많은 자료축적이 요구된다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.57-67
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• 1997

가상공간 탐색은 근본적으로 가상카메라의 조작으로 귀결된다. 이때 가상카메라는 자유도 6을 가지고 움직인다. 그러나 우리가 주로 사용하는 마우스나 조이스틱 등의 입력장치는 2D 장치이다. 따라서 입력장치의 운동에 대응되는 카메라의 운동은 어느 한 순간에는 2D운동이다. 그러므로 카메라의 6DOF(degrees of freedom) 운동은 2D 또는 1D 운동들의 결합으로 표현할 수밖에 없다. 많은 가상공간 탐색 브라우저에서는 이 문제를 해결하기 위해 여러 가지 탐색 모드를 사용한다. 그러나 다수의 모드를 설정하는데 사용된 기준이 분명하지 않고 각 모드에서 가능한 조작들이 서로 중복되는 경향이 있을 뿐만 아니라 입력장치의 감각 대응성(kinesthetic correspondence)이 미흡하기 때문에 사용자가 공간을 탐색할 때 상황을 장악하고 있다는 느낌을 가지기 힘들다. 이 문제를 해결하기 위해서는 일관적이면서도 포괄적인 단일 탐색 메타포어가 필요한데 본 논문에서는 이를 위해 헬리콥터 조종사 메타포어를 제안한다. 헬리콥터 조종사 메타포어를 이용한다는 것은 조종장치들에 의해 사용자가 공간에서 날고있는 가상 헬리콥터의 조종사가 되어 공간 영상을 탐색 한다는 의미이다. 본 논문에서는 헬리콥터의 6DOF 운동을 직관적으로 조작하기 위해서 이를 6개의 2D 운동공간, 즉, (1) 평면상의 이동, (2) 수직면상의 이동, (3) 현위치중심의 피치, 요회전, (4) 현위치중심의 롤, 피치회전, (5) 좌우상하 선회, (6) 물체중심회전, 으로 분할하고, 각 2D 운동공간을 가시화 시켜 그 공간 자체를 메뉴화 하였다. 이렇게하면 사용자로 하여금 의식적으로 특정 모드를 선택하는 부담없이 단지 필요에 의해 적절한 2D 운동공간을 시각적으로 판단할 수 있도록 해준다. 각 운동공간에서의 헬리콥터 운동은 조이스틱의 2D 조작으로 제어한다.

• 생명과학회지
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• 제26권12호
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• pp.1376-1382
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• 2016

Xylitol은 식품 및 의료산업에서 이용가치가 높은 물질로, lignocellulosic biomass인 xylose의 환원으로부터 생산되며, 대부분 유전적으로 안전한 Saccharomyces cerevisiae 균주를 사용하여 생산되고 있다. 따라서 본 연구에서는 S. cerevisiae에서 xylitol을 효율적으로 생산하기 위해 xylose reductase를 code하는 GRE3 (YHT104W)유전자의 발현시스템을 구축하여, xylose reductase의 분비생산 및 xylitol 생산성을 조사하고자 하였다. 먼저 GRE3 유전자의 발현에 적합한 promoter의 선별을 위해 GAL10 promoter와 ADH1 promoter 하류에 각각 mating factor ${\alpha}$ ($MF{\alpha}$) signal sequence와 GRE3 유전자를 가진 pGMF-GRE3와 pAMF-GRE3 plasmid를 구축하였다. 각각의 plasmid는 S. cerevisiae $SEY2102{\Delta}trp1$균주에 형질전환되었고, $SEY2102{\Delta}trp1$/pGMF-GRE3와 $SEY2102{\Delta}trp1$/pAMF-GRE3 형질전환주가 선별되었다. 그 중 $SEY2102{\Delta}trp1$/pGMF-GRE3 균주에서 NADPH를 cofactor로 사용했을 때 0.34 unit/mg-protein의 xylose reductase 활성(total activity)을 보였고, ADH1 promoter를 가진 $SEY2102{\Delta}trp1$/pAMF-GRE3 균주에 비해 1.5배 높은 활성증가를 확인 할 수 있었다. 또한 두 균주에서 모두 91%의 분비효율을 보여 대부분의 재조합 xylose reductase가 세포 밖으로 효율적으로 발현 분비되었음을 알 수 있었다. $SEY2102{\Delta}trp1$/pGMF-GRE3 균주를 사용한 baffled flask 배양에서 xylitol 생산량을 조사해 본 결과, 20 g/l의 xylose로부터 12.1 g/l의 xylitol을 생산하였고, 소모된 xylose의 약 83%정도가 xylitol로 환원되었음을 알 수 있었다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제11A권5호
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• pp.383-390
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• 2004

본 논문은 사용자로 하여금 얼굴표정들의 공간으로부터 일련의 표정을 실시간 적으로 선택하게 함으로써 3차원 아바타의 얼굴 표정을 제어하는 기법을 제안하고, 해당 시스템을 구축한다. 본 시스템에서는 얼굴 모션 캡쳐 데이터로 구성된 2400여개의 표정 프레임을 이용하여 표정공간을 구성하였다. 본 기법에서는 한 표정을 표시하는 상태표현으로 얼굴특징 점들 간의 상호거리를 표시하는 거리행렬을 사용한다. 이 거리행렬의 집합을 표정공간으로 한다. 그러나 이 표정공간은 한 표정에서 다른 표정까지 이동할 때 두 표정간의 직선경로를 통해 이동할 수 있는 그런 공간이 아니다. 본 기법에서는 이 경로를 표정 데이터로부터 근사적으로 유추한다. 우선, 각 표정상태를 표현하는 거리행렬간의 거리가 일정 값 이하인 경우 두 표정을 인접해 있다고 간주한다. 임의의 두 표정 상태가 일련의 인접표정들의 집합으로 연결되어 있으면 두 표정간에 경로가 존재한다고 간주한다. 한 표정에서 다른 표정으로 변화할 때 두 표정간의 최단경로를 통해 이동한다고 가정한다. 두 표정간의 최단거리를 구하기 위해 다이내믹 프로그래밍 기법을 이용한다. 이 거리행렬의 집합인 표정공간은 다차원 공간이다. 3차원 아바타의 얼굴 표정은 사용자가 표정공간을 항해하면서 원하는 표정을 실시간 적으로 선택함으로써 제어한다. 이를 도와주기 위해 표정공간을 다차원 스케일링 기법을 이용하여 2차원 공간으로 가시화 했다. 본 시스템이 어떤 효과가 있는지를 알기 위해 사용자들로 하여금 본 시스템을 사용하여 3차원 아바타의 얼굴 표정을 제어하게 해본 결과, 3차원 아바타의 실시간 얼굴 표정 제어가 필요한 각 분야에서 매우 유용하게 사용될 것으로 판단되었다.24시간 경과시킨 후 치아의 장축에 따라 절단하여 침투된 색소의 정도를 광학현미경상에서 40배로 관찰하였다. 각각의 실험결과는 ANOVA/Tukey's test 및 Kruskal-Wallis non-parametric independent analysis와 Mann-Whitney U test에 의하여 통계 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 대조군에 있어서 혼합형 복합레진의 미세인장 결합강도는 미세혼합형에 비하여 높았으며, 실험군 사이에는 유의차를 보이지 않았다. 2.모든 복합레진의 미세인장 결합강도는 와동의 C-factor증가에 따라 감소하는 경향을 나타내었고, 혼합형 복합레진의 실험군은 대조군에 비하여 낮게 나타났으며, 미세혼합형 복합레진에서는 유의차를 보이지 않았다. 3. 절단측 및 치은측 변연부의 미세누출정도는 혼합형 복합레진이 미세혼합형에 비하여 대체로 높게 나타났다. 4. 모든 실험군에서 미세누출은 C-factor증가에 따라 증가하였고 절단측에 비하여 치은측 변연이 높게 나타났으나 통계학적 유의차는 보이지 않았다. C-factor의 변화에 대하여 필러함량과 탄성계수가 높은 혼합형 복합레진이 미세혼합형에 비하여 더 민감한 결과를 보인다. 이는 복합레진 수복시 재료의 선택과 중합수축의 적절한 조절이 중요한 요소임을 시사한다.s에서는 1주, 2주에서 강한 염증반응을 보였으나 12주에서는 염증반응이 감소하였다. 4) 새로 개발된 봉함제 Adseal-1,2는 1주, 2주에서는 가장 약한 염증반응을 보이나 4주, 12주 후에는 AH Plus와 비슷한 수준의 염증 반응을 보였다. 5) Pulp Canal Sealer를 제외한 모든 군에서 인정할 만한 생체친화성을 보였다. 6)

• 식물병연구
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• 제22권4호
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• pp.227-235
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• 2016

뿌리혹선충에 의한 병 발생은 작물수확량의 감소를 초래하여 중요한 문제로 인식되고 있다. 화학농약의 사용은 선충방제를 위해 효과적인 방법 중의 하나로 고려되지만 환경 오염이나 인축에 대한 독성과 같은 문제를 야기하고 있다. 본 연구에서는 친환경 살선충제 개발에 사용될 수 있는 미생물을 선발하고자, 토양으로부터 분리한 670여 개의 방선균을 대상으로 뿌리혹선충에 대한 살선충 활성을 조사하였다. 이들 중 가장 우수한 살선충 활성을 나타내는 KRA15-528 균주를 선발하였으며, 16S rRNA 유전자 염기서열에 기초하여 S. flavogriseus로 동정하였다. S. flavogriseus KRA15-28 균주 배양여액을 최종농도 10%가 되도록 J2 단계의 유충과 선충알에 각각 처리 시, 48시간 후 71%의 선충 치사율과 9일째에 54%의 선충 알 부화 억제율을 확인하였다. 배양여액을 에틸아세테이트, 부탄올을 이용하여 용매 분획하여 에틸 아세테이트와 부탄올, 물 추출물에 대한 살선충 활성을 조사한 결과, 에틸 아세테이트 추출물로부터만 높은 살선충 활성을 확인하였다. 1,000, 500, $250{\mu}g/ml$의 농도에서 각각 91%, 53%, 30%의 치사율을 나타내었다. 이외에도, 오이에 대한 뿌리 혹 선충병 방제활성을 조사한 결과, 배양여액 처리구에서 눈에 띄게 뿌리혹형성이 억제되는 현상을 관찰하였다. 따라서, S. flavogriseus KRA15-528은 뿌리혹선충병을 방제에 사용할 수 있는 미생물제제로서의 가능성이 있음을 확인할 수 있었다.

• 식물병연구
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• 제27권4호
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• pp.172-179
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• 2021

본 연구에서는 겨울철 사료작물로써 중요성이 증가하고 있는 트리티케일에서 발생한 붉은곰팡이병 원인균의 동정 및 독소 type을 분석하고 트리티케일에 효율적으로 적용 가능한 방제 약제를 선발하고자 분리된 붉은곰팡이 균주의 농약저항성 발생 여부를 분석하였다. 조성, 신조성, 신영, 신성, 세영 등 5개 트리티케일 품종에서 평균 9.15%의 병 발생 이삭률을 보였으며, 병 발생 낱알률은 29.2%로 나타났다. 그 결과 트리티케일에서 발생한 붉은곰팡이병 발생률은 평균 3.52%로 나타났다. 붉은곰팡이병에 감염된 개체로부터 총 91개의 균주가 분리되었으며, 이 중 붉은곰팡이 균주는 총 72개를 분리하였다. 분리한 균주의 형태 및 internal transcribed spacer 1, translation elongation factor 1α 유전자의 염기서열 분석 결과, 트리티케일에서 분리한 균주들은 전부 Fusarium asiaticum으로 동정되었다. 분리 동정된 균주들의 독소 type을 PCR을 통해 분석한 결과, nivalenol (NIV) type 독소는 64.6%, 3-acetyldeoxynivalenol은 4.6%, 15-acetyldeoxynivalenol은 30.8%로 대부분이 NIV type독소를 생성하는 F. asiaticum으로 분석되었다. 최근 봄철 이상 기상현상으로 여러 식량 작물에 붉은곰팡이병 발생률이 높아지고 있다. 트리티케일의 경우 붉은곰팡이병을 방제할 수 있는 등록약제가 없다. 본 실험에서는 보리와 밀에 등록된 약제를 대상으로 트리티케일에서 분리된 붉은곰팡이병 균주들의 약제 내성을 측정한 결과 captan, hexaconazole, difenoconazole·propiconazole 합제는 균사 생장 억제 효과가 있었다. Fludioxonil의 경우 72개 균주 중 6개의 균주가 권장 농도에서 반수영향생육기준치인 42.5 cm를 넘은 47.96±3.15의 균사 생장율을 보여 fludioxonil에 대한 내성이 발생한 것으로 분석되었다. 본 연구는 국내에서 처음 보고 되는 F. asiaticum에 의한 트리티케일의 붉은곰팡이병 발생 사례이며, 또한 붉은곰팡이가 생성하는 독소 타입을 구명하고, 등록 방제 약제가 없는 트리티케일에 효율적으로 방제가 가능한 내성 미발생 약제를 제시하는 중요한 연구 결과이다.

• 생명과학회지
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• 제32권12호
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• pp.947-955
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• 2022

최근 건강 기능성 식품으로 주목받고 있는 누에가 품종 간 기능성 차이를 나타냄에 따라 품종판별에 대한 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 누에의 유전체 내에 존재하는 단일염기가형성(SNP)를 바이오 마커로 이용해 10개의 누에 품종(백황잠, 백옥잠, 대백잠, 대박잠, 대황잠, 골든실크, 항생잠, 주황잠, 금강잠 및 금옥잠)을 판별하기 위하여 전장유전체를 분석하였다. 또한 각 품종 특이적인 SNP를 선발하여 품종을 판별하고자 9개의 SNP를 선발하고 각 품종을 교차 검증 할 수 있는 결정 트리를 작성하여 순차적인 분석을 통한 품종 구분을 실시하였다. 대황잠과 골든실크 그리고 금강잠과 대박잠을 구분하는 각각의 SNP867 및 SNP9183에 대해서는 Restriction fragment length polymorphism을 이용하고, 그 외의 SNP에 대해서는 Tetra-primer Amplification Refractory Mutation System을 이용하여 분석하였다. 그 결과 SNP780부터 SNP9183까지 9개의 SNP를 이용하여 동일 집단을 분리하거나 품종을 선발할 수 있었으며, 해당 영역에 대한 염기서열 분석 결과 대립 유전자가 일치함을 확인하였다. 이러한 결과를 종합해볼 때, 누에 전체 게놈의 SNP와 결정 트리를 이용한 방법은 누에 품종 구분을 위한 판별마커로 이용 가치가 높을 것으로 판단된다.