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신갈나무와 굴참나무 수간류, 임내우의 pH, 전기전도도 및 음이온 변화 (Variations of pH, EC and anion of stemflow and throughfall in Quercus mongolica and Q. variabilis)

  • 김민식;서문원;츠지오 에자키;전근우
    • Journal of Forest and Environmental Science
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    • 제16권1호
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    • pp.82-92
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    • 2000
  • 강원대학교 산림과학대학에서는 부속연습림의 주요 활엽수종인 신갈나무와 굴참나무의 pH, 전기전도도 및 음이온 농도를 1996년부터 측정하고 있으며, 1998년까지의 결과는 다음과 같다. 1. 임외우의 pH범위는 4.47~6.55, 평균값은 5.39였으며, 신갈나무와 굴참나무 임내우의 pH범위는 각각 4.07~6.25, 4.34~6.57, 평균값은 5.45와 5.62로 수종간의 차이는 크게 나타나지 않았다. 또한 신갈나무 수간류의 pH 범위는 4.08~6.13. 평균 5.17 였으며, 굴참나무 수간류의 pH 범위는 3.62~6.11, 평균 4.68로 임외우의 pH에 반듯이 비례하지는 않았다. 그러나 봄철이 낮고 상대적으로 여름과 가을철에는 높은 계절적 차이를 발견할 수 있었다. 2. 임외우의 EC범위는 $3.0{\sim}62.6{\mu}s/cm$로 평균값은 $18.8{\mu}s/cm$였으며, 신갈나무와 굴참나무 임내우의 EC범위는 각각 $5.4{\sim}85.0{\mu}s/cm$, $5.0{\sim}253.0{\mu}s/cm$. 평균값은 $25.1{\mu}s/cm$$31.2{\mu}s/cm$였다. 또한 신갈나무와 굴참나무 수간류의 EC범위는 각각 $9.5{\sim}500{\mu}s/cm$, $11.5{\sim}534.5{\mu}s/cm$로 평균값은 $81.8{\mu}s/cm$, $80.2{\mu}s/cm$였다. 즉 임외우의 EC는 계절에 상관없이 $20{\sim}30{\mu}s/cm$범위에서 일정한 값을 나타냈으나, 수간류의 EC는 3월~4월에 두 수종 모두 $100{\mu}s/cm$이상을, 그리고 여름철에는 $30{\mu}s/cm$ 내외의 값을 나타내었나, 10월과 11월에 다시 높아지는 계절에 따른 차이가 명확히 나타났다. 3. 임외우와 임내우의 $Cl^-$, $NO_3{^-}$$SO_4{^{2-}}$ 농도는 0~15ppm였으나, $PO_4{^{2-}}$농도는 임외우가 0.57ppm과 0.23ppm 2차례, 신갈나무에서 0.08ppm 1차례, 굴참나무에서 0.14ppm, 0.12ppm 및 1.19ppm으로 3차례가 각각 검출되었을 뿐이다. 또한 수간류의 $Cl^-$, $NO_3{^-}$, $SO_4{^{2-}}$$PO_4{^{2-}}$ 농도는 전체적으로 임외우보다 높게 나타났으며, 계절적인 차이가 뚜렷하였다. 그러나 $PO_4{^{2-}}$농도의 경우, 임외우와 임내우에서는 거의 발생하지 않았으나 신갈나무와 굴참나무에서 각각 0.08~31.99ppm, 0.06~12.28ppm, 평균값은 각각 3.22ppm, 1.93ppm으로 나타났다.

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북서태평양에 서식하는 살오징어(Todarodes pacificus) 계군 분석에 대한 고찰 (Stock Identification of Todarodes pacificus in Northwest Pacific)

  • 김정연;문창호;윤문근;강창근;김경렬;나태희;최은정;이충일
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제17권4호
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    • pp.292-302
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    • 2012
  • 본 종설논문은 살오징어의 기존 및 최근에 새롭게 적용되고 있는 계군 분석방법들을 비교 분석하여 각 분석방법의 장단점과 분석방법간의 상호보완에 대하여 고찰하였다. 살오징어는 북서태평양의 넓은 지역을 회유하는 어종으로 생태계 및 상업적으로 중요한 자원이다. 살오징어는 해양환경변화의 생물학적 지표로서의 가능성을 평가 받고 있으며, 장단기적인 어획량 및 분포역의 변화가 환경 변화와 함께 나타난다. 예를 들어, 1987/1988 무렵에 발생한 기후체제전환 이후 한류성 어종으로 분류되는 명태의 어획량은 급감하여 현재까지 그 영향이 지속되고 있는 반면, 살 오징어 어획량은 크게 증가하였다. 현재까지 명태 어획량의 감소에 대하여 남획과 기후변화에 초점이 맞추어진 해석이 있으나, 뚜렷한 원인 분석은 이루어지지 않고 있다. 그 이유 중 한 가지는 계군 분석에 근거한 생태, 환경적 측면에 대한 정확한 원인 분석이 이루어지지 않고 있는 것과 관련이 된다. 계군은 유사한 생물학적 특징을 가진 개체들이 제한된 영역 내에서 유성생식과정을 통하여 동일한 유전자 풀(gene pool)을 공유하는 집단으로, 동일 계군을 형성하는 개체들은 산란에서 자원으로 가입 후 다시 재생산 과정에 이르기까지 시간 및 공간적으로 각기 다른 환경의 영향을 받을 수 있다. 따라서, 종에 대한 정확한 계군 분석은 자원의 효과적인 관리 및 급격한 변화에 대한 중요한 대응 방안의 역할을 할 수 있다. 살오징어 계군 분석에 적용된 주요 방법은 크게 4가지로 형태학적 방법, 생태학적 방법, 표지방류법, 유전학적 방법이 있다. 형태학적인 방법은 분석방법이 가장 간단하고 다수의 개체를 비교적 쉽게 분석할 수 있지만 각 형질들은 성장기간 동안 환경에 의해 영향을 많이 받게 되어 개체간의 차이가 생긴다. 생태학적 방법은 주로 개체의 생리적인 변화와 분포 및 회유상태, 기생충의 기생상태나 종류 및 기생률 등을 분석, 산란장의 차이를 알아보는 연구이며, 현재 활발히 연구되고 있는 방법으로 유사한 환경에서 생활하는 집단을 알 수 있지만 유전적으로 같은 집단인지는 알기 어렵다. 표지방류법은 직접적인 방법으로 계군의 회유 및 분포, 산란장의 위치를 파악할 수 있지만 수거가 어렵고 초기 단계에는 표식을 하기 어렵다. 수산생물의 계군 분석을 위한 유전학적 방법은 자원관리학적 연구에 관한 기본적 정보를 제공해 왔다. 계군 분석을 위한 유전학적 방법은 이에 사용하는 유전자 마커(marker)의 감도에 따라 결정되며, 유전자 마커의 다형성이 높은 것을 선택해야 한다. 계군 분석을 위한 유전자 마커로는 오랜 기간 동안 동위효소 다형이 사용되어졌으며, 최근에는 mitochondria, microsatellite와 같이 DNA 염기배열 중에서도 변이성이 높은 영역을 선택하여 마커로 이용한 연구가 증가되고 있다. 기존의 형태학적 방법, 표지방류법, 생태학적인 방법들은 살오징어의 생활사, 회유경로, 산란장의 변화 등을 밝혀내어 계군을 파악하는데 많은 기여를 하였지만 여전히 각 해역에 분포하는 살오징어의 계군을 파악하기에는 어려움이 있다. 최근에는 기존의 계군 분석이 지닌 장단점을 비교 분석하여 복합적인 방법의 계군 분석이 이루어지며, 이러한 정보들을 바탕으로 유전학적 방법을 보완한다면 살오징어 자원의 변동에 대한 관리 방안을 마련하는데 도움을 줄 것이다.

쇠살모사 개체군의 성적 크기이형 (Sexual Size Dimorphism in the Red-tongued viper snake(Gloydius ussuriensis) of Population)

  • 김병수;오홍식
    • 한국환경생태학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.542-549
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    • 2014
  • 이 연구는 2006년 5월부터 2009년 6월까지 제주도와 작은 부속섬인 가파도 두 지역에 서식하는 쇠살모사 개체군간 몸의 크기와 성적크기이형 및 이에 따른 환경요인을 밝히고, 종 다양성 유지에 필요한 자료를 제공하기 위하여 이루어졌다. 연구결과, 제주도 개체군의 몸길이는 암컷 242-532mm ($422.0{\pm}46.7mm$, n = 100), 수컷 296-580mm ($434.5{\pm}51.7mm$, n = 63)이었고, 가파도 개체군의 몸길이는 암컷 205-395mm ($335{\pm}43.6mm$, n = 55), 수컷 215-430mm ($328{\pm}39.4mm$, n = 73)으로 암수 모두 제주도 개체군이 가파도 개체군에 비해 큰 것으로 나타났다(암컷 t = 17.343, df = 115, P<0.001; 수컷 t = 19.128, df = 101, P<0.001). 성적크기이형 지수(SSD)는 제주도 개체군이 -0.03으로 수컷이 다소 크고, 가파도 개체군은 0.02로 암컷이 다소 컸다. 이처럼 제주도 개체군과 가파도 개체군이 몸의 크기에 있어 차이가 나타나는 것은 서로 다른 환경에 적응된 결과라 판단된다. 또한 두 지역 개체군 및 새끼의 성적크기이형은 제주도 개체군의 몸길이는 수컷이 암컷보다 다소 컸으나(t = -2.011, df = 117, P<0.05), 가파도 개체군과 새끼에서는 유의한 차이가 없었다. 제주도 개체군에서 머리 길이(F = 6.318, $df_{1,2}$ = 1,117, P<0.05), 머리 폭(F = 8.090, $df_{1,2}$ = 1,117, P<0.01), 눈 사이 거리(F = 15.898, $df_{1,2}$ = 1,117, P<0.001) 및 꼬리 길이(F = 238.488, $df_{1,2}$ = 1,111, P<0.001)에서 수컷이 암컷보다 컸으며, 체중은 암컷이 수컷보다 무거운 것으로 나타났다(F = 64.111, $df_{1,2}$ = 1,114, P<0.001). 가파도 개체군에서는 머리 길이, 머리 폭, 눈 사이 거리에서는 암컷과 수컷 간에 유의한 차이는 없었고, 꼬리 길이에서 수컷이 암컷보다 길었으며(F = 168.555, $df_{1,2}$ = 1,74, P<0.001), 체중은 암컷이 수컷보다 무거운 것으로 나타났다(F = 17.812, $df_{1,2}$ = 1,76, P<0.001). 새끼에서는 머리길이, 머리 폭, 눈 사이 거리에서 유의한 차이가 없었으나, 꼬리 길이(F = 67.793, $df_{1,2}$ = 1,72, P<0.001)와 체중(F = 4.558, $df_{1,2}$ = 1,72, P<0.05)에서 수컷이 암컷보다 크게 나타났다. 새끼에서 성적크기이형 현상이 나타나지 않았던 몸길이, 머리길이, 머리 폭 및 눈 사이 거리가 제주도 개체군에서는 모두 수컷이 암컷보다 큰 것으로 나타나 제주도 개체군에서의 성적크기이형 현상은 성장과정에서 생기는 것이라 판단된다.

소형 개 정액의 단기보존과 동결보존후의 생존성에 관한 연구 (Studies on the Viability of Short-preserved Whole Semen and Frozen Semen in Small Species Dogs)

  • 김용섭;김상근;유상식;정진호
    • 한국가축번식학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.127-132
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    • 1999
  • 본 연구는 소형견 정액의 원정액과 정장제거 정액의 일반성상, 채취분획별 및 단기보존시 정자의 생존성과 아울러 동결보존시의 정자의 생존성에 대해 조사하고자 수행하였다. 1. 원정액과 정장제거 정액에 saline 및 Tris-buffer를 희석 후 각각 일반성상 검사를 실시했을 때 원정액의 경우 정자농도는 5.07$\pm$2.32$\times$$10^{6}$cells/$m\ell$, 정자의 운동성은 95.42$\pm$2.65%, 기행정자수는 4.42$\pm$0.15%로 나타났으며, RSP(saline 및 Tris-buffer)군의 경우 정자농도는 4.69$\pm$3.27~4.25$\pm$3.65$\times$$10^{6}$cells/$m\ell$, 정자의 운동성은 91.17$\pm$3.85~88.52$\pm$3.85%, 기형정자수는 6.57$\pm$0.43~5.54$\pm$0.52%로 나타났다. 2. 분획별 채취 전정액중 제 1 분획에서는 정액량이 0.92$\pm$0.7$m\ell$, 정자농도는 4.57$\pm$0.78$\times$$10^{6}$cells/$m\ell$, 정자활력은 10.72$\pm$3,21%, 기형정자수는 5.50$\pm$0.70%로 나타났으며, 제 2분획에서는 정액량이 2.14$\pm$0.19$m\ell$, 정자농도는 2.01$\pm$0.12$\times$$10^{6}$cells/$m\ell$, 정자활력은 95.44$\pm$4.21%, 기형정자수는 4.31$\pm$0.53%로 나타났다. 또한, 제3 분획에서는 정액량이 2.66$\pm$0.23$m\ell$, 정자농도는 2.35$\pm$0.21$\times$$10^{6}$cells/$m\ell$, 정자활력은 90.71$\pm$2.63%, 기형정자수는 6.33$\pm$0.91%로 나타났다. 3. 원정액과 정장제거 정액을 4$^{\circ}C$ 와 2$0^{\circ}C$ 및 37$^{\circ}C$ 에서 각각 보존했을 때 보존시간별 정자의 활력은 2$0^{\circ}C$ 의 경우 1, 6, 13, 24, 30 및 40 시간에서 각각 98.51%와 98.32%, 86.32%와 92.15%, 83.71% 와 89.20%, 74.29% 와 82.08%, 52.98% 와 72.07%, 15.45% 와 60.02%, 2.41% 와 37.19% 의 정자활력을 나타내어 4$^{\circ}C$와 37$^{\circ}C$에 비해 높은 정자운동성을 나타냈다. 4. 제 2 분획 정액과 정장제거 정액을 각각 제 1차 및 제 2차 희석액으로 희석 평형 시킨 후 동결 융해했을 때 정자의 생존율은 각각 33.3$\pm$8.7, 54.7$\pm$9.5%로서 대조군의 15.4$\pm$5.2% 에 비해 높게 나타났다.

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섬유질자원(纖維質資源)의 사료(飼料) 전환(轉換) (A Study on the Conversion to Feed Stuff from Cellulosic Biomass)

  • 이계호;성창근;정규옥
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제27권
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    • pp.29-46
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    • 1984
  • 속성수로서 현재까지 이용연이 그리 넓지 못한 활엽수(闊葉樹)를 이용(利用)한 당화액(糖化液)으로 단세포단백질(單細胞蛋白質) 생산(生産)에 의(依)한 사료화(飼料化) 전환(轉換)에 관(關)한 기초적(基礎的)인 몇가지 실험(實驗)을 한 결과(結果)는 아래와 같다. Aspergillus niger sm-10, Irpex lacteus, Tricoderma viride sm-6 3균주(菌株)의 셀룰라아제 역가(力價)를 비교(比較)해 본 결과(結果) Tricoderma viride sm­6 의 역가(力價)가 가장 높았으며, 이들을 combination하였을 때에는 상조에 의한 역가상승(力價上昇)(Synergistic effect)은 보이지 않았다. T. viride sm-6의 배양학적(培養學的)인 면을 살펴본 결과(結果) 밀기울배지에 질소원으로서 proteose peptone, 유도제 (inducer)로서 Tween 80, cellulose를 첨가(添加)했을때 역가증가(力價增加) 현상(現象)이 나타났으며 이와 같은 배지에서 배양시(培養時) C.M. Cellulose와 Filter paper 분해 효소역가(酵素力價)는 120hr에 최고에 도달(到澾)했다. 기질(基質)에 효소(酵素)를 반응(反應)시켜 당화액(糖化液)을 생성(生成)하는데 있어서 전처리(前處理)를 한 기질(基質)은 대조주에 비해 약 40%의 환원당 증가(增加)를 보였고, 또한 기질입자(基質粒子)가 작을수록 환원당 증가현상(增加現象)을 보였으며 글루코스 등의 당(糖)은 반응액중(反應液中) 적은 농도(濃度)에서도 커다란 feed back inhibition현상을 나타냈다. 기질(基質)을 rehydralysis시에는 약 31%의 환원당 전환율(轉換率)을 보였다. 이때 당화액(糖化液)을 정량해 본 결과(結果) glucose : xylose의 양이 1.77:1로서 glucose의 양이 많았다. 여기에 단세포(單細胞) 단백질(蛋白質)을 생산(生産)할 목적(目的)으로 부식토, 퇴비, 수액, 토양등의 42점의 시료로부터 xylose 자화성 효모(酵母) 13균주(菌株)를 선별하였으며 그때의 우수균주(優秀菌株)로서 3개균주(個菌株)를 선발(選拔)하였다. 이들 분리주의 배양학적(培養學的) 특징(特徵)을 살펴 본 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 분리주중(分離株中) CHS-2, CHS-3, ST-40, CHS -12, CHS-13 균주(菌株)가 당화액(糖化液)을 잘 자화함을 알았다. 2. 분리균주중(分離菌株中) CHS-13 균주(菌株)의 생육도(生育度)가 가장 양호하였으며 초기 최적 pH는 4.4이었으며 최적온도(最適溫度)는 $30^{\circ}C$이었다. 3. CHS-3 균주(菌株)의 specific growth rate는 $0.23\;h^{-1}$, generation time 은 3.01h이었다. 4. CHS -13균주(菌株)의 기질소비율(基質消費率)은 81%이었다. 5. CHS-13 균주(菌株)의 형태학적(形態學的) 배양학적(培養學的) 특성(特性)을 조사(調査)한 결과(結果) Candida guilliermondii var. guilliermondii 로 동정(同定)되었다. 6. CHS-13 균주(菌株)를 당화액(糖化液)에 배양(培養)시켰을 때 Lowry-protein 함량은 $0.72\;mg/m{\ell}$ 이었으며 , yeast extract 첨가(添加)하여 배양시(培養時)는 yeast extract 농도(濃度)가 증가(增加)함에 따라 단백질(蛋白質) 함량(含量)도 증가(增加)하였다. 7. CHS-13 균주(菌株)의 RNA 함량(含量)은 $4.92{\times}10^{-2 }\;mg/m{\ell}$이었으며 yeast extract 농도(濃度)가 증가(增加)함에 따라 증가(增加)하다가 농도(濃度) 0.2%에서 최대함량(最大含量)을 나타내고 그후는 감소(減少)하였다.

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Bacillus sp.를 이용한 분뇨처리 (The Treatment of Night Soil using Bacillus sp.)

  • 염혜경;이은숙;이병헌;이민규;정일호;김중균
    • 생명과학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.700-707
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    • 2002
  • 높은 COD 농도의 유입수질에 따른 Bacillus 균주의 유기물 및 영양소 제거특성을 파악하고자 실험실 규모의 3가지 다른 기질 조성을 가지는 회분식 반응조(Rl, R2, R3)를 운전하였다. $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 농도는 호기적 상태에서 95% 이상 제거되었으며, 각 반응조의 $NH_4^+$-N 및 $COD_{cr}$, 제거율은 각각 22.6 와 90.5%(Rl), 23.9 와 65.8%(R2), 30.2와 86.4%(R3)이었다. $NH_4^+$-N의 제거는 $NO_3^{-}$-N의 농도가 충분히 공급이 될 경우 제거효율이 높은 것으로 나타났고, 초기 nitrite의 농도가 높을 시에는 COD 처리효율을 크게 떨어뜨림을 알 수 있으며, 탈질에 이용되는 탄소량은 거의 없었다. 따라서, Bacillus 균주에 의한 탈질과정에서는 일반적 전자공여체 대신에 암모니아성 질소가 전자공여체로서 이용될 수 있다는 가능성을 보였다. $NO_3^{-}$-N농도는 무산소 조건에서 거의 탈질 되는 것으로 나타났으며, R3 반응조의 경우에만 호기상태에서도 10%의 제거가 일어났다. 총질소(TN)와 총인(TP)의 제거율은 각각 41.8 와 49.5%(Rl), 40.1와 35.8%(R2) 및 47.0 와 57.6%(R3) 이었다. Alkalinity는 호기조건에서 alkalinity의 농도가 많이 소모되었다가 다시 무산소 조건에서 탈질반응에 의하여 회복됨을 알 수 있었는데, 호기적 조건하에서 1 mg/L의 $NH_4^+$-N이 산화될 때 소모된 alkalinity는 Rl, R2, R3 반응조에서 각각 4.96, 5.41, 3.93 mg/L($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었으며, 무산소 조건하에서는 1 mg/L의 $NO_3^{-}$-N이 제거되는 동안 회복되는 alkalinity는 각각 3.06, 3.17, 2.60 mg/L.($CaCO_3$으로 환산한 농도로서)이었다 Rl, R2, R3 각 반응조의 SOUR 값을 구해보면, 각각 38.5, 52.7 및 42.0 mg $O_2$/g MLSS/hr으로서 기존의 활성슬러지보다 높은 미생물 활성을 보였다. 각 반응조의 유기물질 용적부하율(OLR) 및 슬러지 생산량을 계산하면 각각 0.69 와 0.28(Rl), 0.77 와 0.20(R2) 및 0.61 kg COD/$m^3$/day 와 0.25 kg MLSS/kg COD(R3)이 었다. 유기물 부하율이 상당히 높은데 반해 슬러지 생산량은 다른 공법에 비해 다소 낮은 것으로 나타났다. 초기 $NO_3^{-}$-N 농도가 높은 R3 반응조는 무산소 조건하에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 제거 당 가장 많은 양의 $NO_3^{-}$-N 제거 및 COD 1 mg 제거 당 가장 많은 $NO_3^{-}$-N 량이 제거되었다. Rl, R2 반응조에서의 $NH_4^+$-N 1 mg 당 제거된 COD mg수는 10.41-12.63으로서 호기적 탈질을 일으킨다고 보고된 T. pantotropha 균주를 사용한 실험결과와 비슷한 값을 나타내었고, $N_2$로의 변환에 의한 질소제거를 N-balance로부터 구해보면, R3 반응조의 경우가 가장 높은 제거율(40.9%)을 보였다. 이상의 결과들을 볼 때, Bncillus 균주는 호기적 탈질을 일으킬 수 있는 가능성이 있고, Bncillus 균주를 이용한 B3 공정은 탈질에 이용되는 탄소량이 거의 없고, 적은 alkalinity 소모에 의한 경제적 이익 등 장점을 가진 공정으로 보여 진다.

랫드에서의 Fe-NTA 유발 산화스트레스에 대한 차전초 에탄올 추출물의 전립선보호 효과 (Protective Effect of Plantago asiatica L. Leaf Ethanolic Extract Against Ferric Nitrilotriacetate-Induced Prostate Oxidative Damage in Rats)

  • 홍승택;홍충의;남미현;마원원;홍윤진;손다희;전수현;이광원
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.260-265
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    • 2011
  • Fe-NTA는 전립선에 산화 스트레스를 일으킨다고 보고되어 있으며, 본 연구자는 랫드에 항산화 효과가 있다고 알려진 차전초잎 추출물(P. asiatica leaf extract, PLE)올 1, 2 또는 4 g/kg body weight (b.w.) 1주일간 경구 투여하고 ferric nitrilotriacetate (Fe-NTA)의 복강 주사로 전립선에 손상을 일으킨 후 차전초가 전립선에서 산화 스트레스를 얼마나 억제하여 주는지를 항산화 바이오 마커들인 reduced glutathione (GSH), glutathione-S-transferase (GST), glutathione reductase (GR) 및 지질과산화물의 척도인 malondialdehyde (MDA)를 통해서 측정하였다. 전립선 기능 이상 시 증가되는 GSH 및 GR은 아무것도 처리하지 않은 대조군(193.84${\pm}$37.78 mmol/g tissue, 31.32${\pm}$3.85)에 비해 Fe-NTA로 산화스트레스를 유발한 그룹에서 101.89${\pm}$24.31, 15.74${\pm}$2.92mmol/g tissue 48%의 감소를 나타낸다. 반면 PLE 1 g/kg b.w.을 투여한 그룹에서는 GSH 및 GR 수치가 119.01${\pm}$1.23 mmol/g tissue와 19.24${\pm}$0.53 mmol/g tissue, 2 g/kg b.w.을 투여한 그룹에서는 150.80${\pm}$34.11 mmol/g tissue와 19.17${\pm}$3.31 mmol/g tissue 마지막으로 4 g/kg b.w. 투여 그룹에서는 182.99${\pm}$10.89와 26.88${\pm}$4.40 mmol/g tissue로 Fe-NTA만 처리한 그룹에 비해 농도 의존적으로 GSH와 GR 함량이 회복되는 경향을 보이며, 이는 GSH 함량이 농도에 따라 약 l.2, 1.5, 1.8배 증가, GR 함량이 약 1.2, 1.22, 1.7배 증가한 것이다. 이렇듯 정자 보호와 전립선 조직 세포 보호에 관련이 있는 GSH와 GR값이 유의적 차이로 회복되는 결과에 따라 PLE의 전립선 보호 효과를 확인하였다. 또한, 항산화의 또 다른 바이오 마커인 GST 값은 아무것도 처리하지 않은 그룹 96.11${\pm}$6.23 mmol/g tissue에 비해 Fe-NTA 만 처리한 그룹 53.29${\pm}$11.45 mmol/g tissue이 약 45% 정도 감소하였지만, PLE 1, 2 또는 4 g/kg b.w.을 투여 한 그룹에서 각각 65.74${\pm}$9.79 mmol/g tissue, 76.54${\pm}$4.44 mmol/g tissue, 91.66${\pm}$5.53 mmol/g tissue의 값을 나타내며 Fe-NTA에 의해 생성된 산화 스트레스의 자유라디칼을 효과적으로 억제함을 확인하였다. 또한, 전립선에서 철 이온에 의해 유도된 산화스트레스에 의해 발생된 지질과산화물을 측정하였을 때 Fe-NTA에 의해 산화 스트레스만 유발한 그룹은 192.74${\pm}$33.20mmol/g tissue로 대조군 그룹의 75.66${\pm}$14.90 mmol/g tissue 보다 2.55배 높은 MDA를 생성한 것으로 지질과산화가 많이 일어난 것을 확인하였으나, PLE 1, 2 또는 4 g/kg을 투여한 그룹의 MDA의 생성량은 137.84${\pm}$23.29, 125.16${\pm}$16.69, 85.98${\pm}$5.12 mmol/g tissue로 약 29%, 35%, 55% 감소한 것을 확인하였다. 랫드의 전립선에서, 독성을 유발하는 Fe-NTA를 투여 후 PLE를 투여하였을 때 전립선 인지질 막의 손상지표인 MDA의 농도 의존적 감소와 항산화 및 정자 보호의 전립선 기능의 지표인 GSH, GR의 값이 증가하였다. 위의 결과들을 종합하였을 때, 우리는 Fe-NTA가 전립선에서 산회스트레스를 유발하고, 전립선 인지질 막의 손상을 줄 수 있으며, PLE는 이러한 전립선 손상을 항산화 효과를 기본으로 하여 전립선 보호 효과가 있음을 확인하였다.

Field Studios of In-situ Aerobic Cometabolism of Chlorinated Aliphatic Hydrocarbons

  • Semprini, Lewts
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2004년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.3-4
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    • 2004
  • Results will be presented from two field studies that evaluated the in-situ treatment of chlorinated aliphatic hydrocarbons (CAHs) using aerobic cometabolism. In the first study, a cometabolic air sparging (CAS) demonstration was conducted at McClellan Air Force Base (AFB), California, to treat chlorinated aliphatic hydrocarbons (CAHs) in groundwater using propane as the cometabolic substrate. A propane-biostimulated zone was sparged with a propane/air mixture and a control zone was sparged with air alone. Propane-utilizers were effectively stimulated in the saturated zone with repeated intermediate sparging of propane and air. Propane delivery, however, was not uniform, with propane mainly observed in down-gradient observation wells. Trichloroethene (TCE), cis-1, 2-dichloroethene (c-DCE), and dissolved oxygen (DO) concentration levels decreased in proportion with propane usage, with c-DCE decreasing more rapidly than TCE. The more rapid removal of c-DCE indicated biotransformation and not just physical removal by stripping. Propane utilization rates and rates of CAH removal slowed after three to four months of repeated propane additions, which coincided with tile depletion of nitrogen (as nitrate). Ammonia was then added to the propane/air mixture as a nitrogen source. After a six-month period between propane additions, rapid propane-utilization was observed. Nitrate was present due to groundwater flow into the treatment zone and/or by the oxidation of tile previously injected ammonia. In the propane-stimulated zone, c-DCE concentrations decreased below tile detection limit (1 $\mu$g/L), and TCE concentrations ranged from less than 5 $\mu$g/L to 30 $\mu$g/L, representing removals of 90 to 97%. In the air sparged control zone, TCE was removed at only two monitoring locations nearest the sparge-well, to concentrations of 15 $\mu$g/L and 60 $\mu$g/L. The responses indicate that stripping as well as biological treatment were responsible for the removal of contaminants in the biostimulated zone, with biostimulation enhancing removals to lower contaminant levels. As part of that study bacterial population shifts that occurred in the groundwater during CAS and air sparging control were evaluated by length heterogeneity polymerase chain reaction (LH-PCR) fragment analysis. The results showed that an organism(5) that had a fragment size of 385 base pairs (385 bp) was positively correlated with propane removal rates. The 385 bp fragment consisted of up to 83% of the total fragments in the analysis when propane removal rates peaked. A 16S rRNA clone library made from the bacteria sampled in propane sparged groundwater included clones of a TM7 division bacterium that had a 385bp LH-PCR fragment; no other bacterial species with this fragment size were detected. Both propane removal rates and the 385bp LH-PCR fragment decreased as nitrate levels in the groundwater decreased. In the second study the potential for bioaugmentation of a butane culture was evaluated in a series of field tests conducted at the Moffett Field Air Station in California. A butane-utilizing mixed culture that was effective in transforming 1, 1-dichloroethene (1, 1-DCE), 1, 1, 1-trichloroethane (1, 1, 1-TCA), and 1, 1-dichloroethane (1, 1-DCA) was added to the saturated zone at the test site. This mixture of contaminants was evaluated since they are often present as together as the result of 1, 1, 1-TCA contamination and the abiotic and biotic transformation of 1, 1, 1-TCA to 1, 1-DCE and 1, 1-DCA. Model simulations were performed prior to the initiation of the field study. The simulations were performed with a transport code that included processes for in-situ cometabolism, including microbial growth and decay, substrate and oxygen utilization, and the cometabolism of dual contaminants (1, 1-DCE and 1, 1, 1-TCA). Based on the results of detailed kinetic studies with the culture, cometabolic transformation kinetics were incorporated that butane mixed-inhibition on 1, 1-DCE and 1, 1, 1-TCA transformation, and competitive inhibition of 1, 1-DCE and 1, 1, 1-TCA on butane utilization. A transformation capacity term was also included in the model formation that results in cell loss due to contaminant transformation. Parameters for the model simulations were determined independently in kinetic studies with the butane-utilizing culture and through batch microcosm tests with groundwater and aquifer solids from the field test zone with the butane-utilizing culture added. In microcosm tests, the model simulated well the repetitive utilization of butane and cometabolism of 1.1, 1-TCA and 1, 1-DCE, as well as the transformation of 1, 1-DCE as it was repeatedly transformed at increased aqueous concentrations. Model simulations were then performed under the transport conditions of the field test to explore the effects of the bioaugmentation dose and the response of the system to tile biostimulation with alternating pulses of dissolved butane and oxygen in the presence of 1, 1-DCE (50 $\mu$g/L) and 1, 1, 1-TCA (250 $\mu$g/L). A uniform aquifer bioaugmentation dose of 0.5 mg/L of cells resulted in complete utilization of the butane 2-meters downgradient of the injection well within 200-hrs of bioaugmentation and butane addition. 1, 1-DCE was much more rapidly transformed than 1, 1, 1-TCA, and efficient 1, 1, 1-TCA removal occurred only after 1, 1-DCE and butane were decreased in concentration. The simulations demonstrated the strong inhibition of both 1, 1-DCE and butane on 1, 1, 1-TCA transformation, and the more rapid 1, 1-DCE transformation kinetics. Results of tile field demonstration indicated that bioaugmentation was successfully implemented; however it was difficult to maintain effective treatment for long periods of time (50 days or more). The demonstration showed that the bioaugmented experimental leg effectively transformed 1, 1-DCE and 1, 1-DCA, and was somewhat effective in transforming 1, 1, 1-TCA. The indigenous experimental leg treated in the same way as the bioaugmented leg was much less effective in treating the contaminant mixture. The best operating performance was achieved in the bioaugmented leg with about over 90%, 80%, 60 % removal for 1, 1-DCE, 1, 1-DCA, and 1, 1, 1-TCA, respectively. Molecular methods were used to track and enumerate the bioaugmented culture in the test zone. Real Time PCR analysis was used to on enumerate the bioaugmented culture. The results show higher numbers of the bioaugmented microorganisms were present in the treatment zone groundwater when the contaminants were being effective transformed. A decrease in these numbers was associated with a reduction in treatment performance. The results of the field tests indicated that although bioaugmentation can be successfully implemented, competition for the growth substrate (butane) by the indigenous microorganisms likely lead to the decrease in long-term performance.

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너도방동산이 지방수집종(地方蒐集種)들의 생태적(生態的) 특성(特性) 및 그의 생리적(生理的) 분화(分化)에 관한 연구(硏究) (Ecological Characteristics of Local Collections of Cyperus serotinus Rottb. and Their Geographical Differentiation)

  • 성기영;권용웅
    • 한국잡초학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.14-22
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    • 1983
  • 전국적(全國的)으로 많이 발생(發生)하며 논의 최근(最近) 5대문제(大問題) 다년생(多年生) 잡초(雜草)들 중의 하나로 등장(登場)한 너도방동산이에 대해 그 생태적(生態的) 특성(特性)을 밝히고자 1981년에 춘천(春川), 수원(水原), 이리(裡里), 전주(全州), 광주(光州), 밀양(密陽) 지방(地方)에서 그 영양번식체(營養繁殖體)를 수집(蒐集)하여 서울대(大) 농도(農大) 실험답(實驗畓)에서 증식(增殖)한 후 1982년(年)에 5월(月)20일(日), 6월(月)5일(日), 6월(月)20 일(日), 7월(月)5일(日)의 4時期에 각각 재식(栽植)하여 재식시기(栽植時期)에 따른 형태(形態}, 개화(開花), 생장(生長) 및 번식반응(繁殖反應)을 관찰(觀察) 조사(調査)하였던 바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 생태적(生態的) 특성(特性): 개화기(開花期)는 5월(月)20일(日) 재식시(栽植時) 8월(月)10일(日)~8월(月)29일(日), 7월(月)5일(日) 재식시(栽植時) 8월(月)22일(日)~9월(月)4일(日)이었고, 초장(草長) 분주수(分株數) 및 생체중(生體中)온 각각 5월(月)20일(日) 재식시(栽植時) 85~100cm, 375-1,500 본(本)/$m^2$, 500~1.750 $g/m^2$, 7월(月)5일(日) 재식시(栽植時)는 58~67cm 500-625 본(本)/$m^2$, 125~250$g/m^2$ 이었으며, 종자량(種子量) 및 주당지하경영성수(株當地下莖形成數)는 5월(月)20일(日) 재식시(栽植時) 20~50$g/m^2$, 0.83-2.44 개(個), 7월(月)5일(日) 재식시(栽植時) 5~17.5$g/m^2$, 2.06-3.21 개(個)이었다. 그리고 개화(開花)까지 생육일수(生育日數)와 기타 형질(形質)간에 서로 정(正), 혹은 부(負)의 상관관계(相關關係)를 나타내었다. 2. 형태적(形態的) 특성(特性) : 5월(月)20일(日)을 기준으로 하여 조사(調査)한 수집지역간(蒐集地域間) 형태적(形態的) 특성차이(特性差異)는 다음과 같았다. 제(第)1차(次) 화경(花梗)의 평균(平均)길이는 춘천이 12.5cm, 수원이 10.5cm, 이리가 10.8cm, 전주가 8.5cm, 광주가 8.3 cm, 밀양이 8.1 cm이었고 제 2 소화경과 3 소화경간의 폭은 13.2 cm ~ 6. 6 cm 내(內)에서 1 소화경과 비슷한 변이를 보였으로 소화서의 길이도 1.44 cm ~ 0.67 cm 내(內)에서 비슷한 경향을 보였다. 지하경(地下莖)형태는 춘천, 수원의 것은 굵고 튼튼하나 전주, 광주의 것은 굴곡이 많고 세장(細長)하였으며 이리, 밀양의 것은 그 중간정도로 나타났다. 3. 생장(生長) 및 번식능력(繁植能力)의 지방수집종간(地方蒐集種間) 차이(差異) : 춘천, 수원, 이리, 전주, 밀양에서 수집(蒐集)한 너도방동산이의 초장(草長)은 90cm 정도로 차이(差異)를 보이지 않았으나 광주의 것은 10 cm 정도 타지역에 비해 컸으며, 광주, 밀양의 남쪽지방의 것이 춘천, 수원의 북쪽지방의 것에 비해 분주수(分株數), 지상부생체중량(地上部生體重量)이 많았으나 종자층(種子層), 주당지하경수(株當地下莖數)는 적었다. 또한 이러한 형질(形質)들은 재식기지연(栽植期遲延)에 따라 멸소(滅少)경향을 보였다. 4. 종합결론(綜合結論) : 재식기(栽植期)에 따라 표출(表出)된 바, 각(各) 지방수집종(地方蒐集種)들의 형태(形態)및 생태적(生態的) 특성(特性)은 그들 상호간(相互間)에 차이가 현저하여 각각 다른 생태종(生態種)으로 생각된다. 특히 남부지방(南部地方)에서 수집(蒐集)된 것들은 북부지방(北部地方)에서 수집(蒐集)된 것들에 비해 분주(分株)를 많이하고, 지상부(地上部) 생장량(生長量) 및 지하경생산수(地下莖生産數)가 많았으며, 수도(水稻)와의 경합성(競合性)이 크고, 북부지방(北部地方) 수집종(蒐集種)들은 발생(發生)~개화(開花)까지의 생장기간(生長期間)이 짧고 따라서 營養生長量(영양생장량) 및 수도(水稻)와의 경합성(競合性)은 작지만 남부지방(南部地方) 수집종(蒐集種)들에 비해 개체당(個體當) 종자(種子) 생산수(生産數)가 많고 충실(充實)한 지하경(地下莖)을 생산(生産)하였다. 이상의 너도방동산이의 효율적(效率的) 방제(防除)를 위해서는 각(各) 지방별(地方別) 생태종(生態種)의 특성(특성)을 충분(充分)히 파악하고 그를 이용하는 생태연구(生態硏究)의 필요성(必要性)을 시사한다.

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한국 논에서 제초제 저항성잡초 발생 현황과 전망 (Status and Prospect of Herbicide Resistant Weeds in Rice Field of Korea)

  • 박태선;이인용;성기영;조현숙;박홍규;고재권;강위금
    • 한국잡초학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.119-133
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    • 2011
  • 2010년까지 국내 논에서 설포닐우레아(sulfonylurea : SU)계 제초제들에 대한저항성잡초로 확인된 잡초들 1998년도에 충남서산 간척지 논에서 물옥잠이 확인이후 일년생 물달개비, 올챙이고랭이, 알방동사니 등 7초종, 다년생 올미, 새섬매자기 등 다년생 잡초 3초종이 발생하여 총 10초종이다. 그리고 2009년 ACCase 및 ALS 저해제들에 대한 저항성 피가 담수직파 논의 서 남부지역에서 처음 확인되었다. 초기에는 SU계 제초제들에 대한 저항성잡초들인 물달개비, 올챙이고랭이, 알방동사니 등은 하나의 논 필지에 하나의 초종들이 발생을 하였으나 최근에는 하나의 필지에 다수의 초종들이 동시적으로 발생하고 있다. 2008년도에 전국 861필지의 논에서 채취한 토양에서 발생하고 있는 물달개비 및 올챙이고랭이의 저항성 비율은 각각 42% 및 23%로 나타났다. 저항성잡초들의 생체중을 50% 억제한 농도($GR_{50}$)는 저항성 계통이 감수성 계통에 비해 수 십배에서 수 천배 높게 나타났다. ACCase 및 ALS 저해 제초제들인 cyhalofopbutyl, pyriminobac-methyl, penoxsulam 저항성 강피에 대한 저항성 계통의 $GR_{50}$은 감수성 계통에 비해 각각 14, 8, 11배나 높게 나타났다. 한국의 논에서 제초제 저항성의 다발생과 확산의 원인은 크게 잡초측면과 제초제 측면으로 구분할 수 있다. 잡초측면에서는 종자생산량과 발아율이 높은 잡초들 즉 물달개비, 올챙이고랭이 등이 저항성잡초로 변화한다. 그리고 제초제 측면은 저항성잡초 유발의 원인인 선택성이 탁월하고 약효지속성이 매우 긴 SU계 제초제들의 광범위한 사용이다. SU계 제초제들의 생산 품목들과 처리 논 면적의 비율은 각각 69%와 96%이다. 그리고 2003년까지 처리면적으로 본 선호도 10위까지 제초제들은 대부분 SU계 제초제들이 혼합된 "일발처리제"들이다. 직파재배 논에서 ACCase 및 ALS들이 혼합된 제초제들의 연용은 제초제 저항성 피를 유발하였고, 이는 피에 효과적인 SU계 제초제들인 pyrazosulfuron-ethyl 및 imazosulfuron과 무관하지 않다. SU계 제초제들에 대한 물옥잠의 저항성 계통의 $I_{50}$은 감수성 계통에 비해서 14배에서 76배 높았는데, 이는 제초제의 흡수 및 이행에 의한 차이보다는 ALS 유전자의 점 돌연변이(point mutation)에 의한 것으로 나타났다. 즉 ALS 유전자 아미노산 197번째 proline이 serine로 변화되었기 때문이다. 제초제 저항성잡초 방제로 benzobicyclone, bromobutide 등은 광엽 및 방동사니과 잡초들을 동시에 방제가 가능하다. 그리고 ACCase 및 ALS 저항성 피의 방제는 mefenacet, fentrazamide, cafenstrole로 2엽기까지 방제가 가능하다. 그러나 앞으로 국내 논에서 제초제 저항성잡초 및 관리에 대해서는 많은 문제점들을 내포하고 있다. 첫째, 현재까지 제초제 저항성 유발 약제들인 ALS 및 ACCase 저해제들의 사용량이 증가하기 때문에 제초제 저항성 잡초들은 계속 발생할 뿐만 아니라 더욱 빠른 속도로 확산할 것이다. 둘째, 미국, 유럽, 호주 등 선진국들과 같은 제초제 저항성잡초를 연구할 수 있는 전문 연구기관과 인력이 부족하다.