• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제23권1호
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• pp.1.1-1.14
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• 2020

Background: Dietary protein requirements are dependent on a variety of factors and water temperature is one of the most important abiotic factors affecting protein requirement of fish. This study was, therefore, conducted to investigate effects of water temperature on dietary protein requirement of fry Heteropneustes fossilis which has high demand in most of the Asian markets. Methods: Quadruplicate groups of 30 fish per treatment (2.97 ± 0.65 cm; 5.11 ± 0.34 g) were fed seven isoenergetic diets (17.9 kJ g^-1 gross energy; 14.99 kJ g^-1 digestible energy) containing dietary protein levels ranging from 28 to 52% at two water temperatures (18 and 26 ℃). Experimental diets were fed to apparent satiation as semi-moist cakes thrice daily at 17:00, 12:00, and 17:30 h for 12 weeks. For precise information, various growth parameters, protein deposition, hematological parameters, metabolic enzymes, and stress response were analyzed, and effects of water temperature on dietary protein requirement was recommended on the basis of response from above parameters. Results: Groups held at 26 ℃ attained best growth, feed conversion, and protein deposition at 44% dietary protein indicating that temperature affected dietary protein requirement for optimum growth of H. fossilis fry and protein requirement seems to be satisfied with 44% dietary protein. Interestingly, interactive effects of both dietary protein levels and temperature were not found (P > 0.05). Fish reared at 18 ℃ had comparatively higher values for aspartate and alanine transferases than those reared at 26 ℃ water temperature which exhibited normal physiological value for these enzymes indicating that body metabolism was normal at this temperature. Hematological parameters also followed same pattern. Furthermore, fish reared at 26 ℃ water temperature exhibited more resistant to thermal stress (P < 0.05). The 95% maximum plateau of protein deposition data using second-degree polynomial regression analyses exhibited dietary protein requirement of fry H. fossilis between 40.8 and 41.8% of diet at 26 ℃ water temperature. The recommended range of dietary protein level and protein/digestible energy ratio for fry H. fossilis is 40.8-41.8% and 27.21-27.88 mg protein kJ^-1 digestible energy, respectively. Conclusions: Information developed is of high significance for optimizing growth potential by making better utilization of nutrient at 26 ℃ and, to develop effective management strategies for mass culture of this highly preferred fish species.

• 생명과학회지
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• 제20권9호
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• pp.1314-1323
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• 2010

유전자를 이소성으로 발현하고 억제하는 것은 유전자의 기능 연구에 있어서 매우 유용하다. 본 연구에서는 표적 유전자의 동시 과발현, 조직/발달 단계 특이적 발현 및 스트레스 유도성 발현을 위해 pPZP를 골격으로 다양한 binary 벡터를 제작하고 그 유용성을 검증하였다. 변형된 CaMV 35S 프로모터를 이용하여, 다른 두 개의 유전자를 동시 과발현시키는 binary 벡터를 제작하였고, 이 벡터가 동시에 그리고 같은 장소에서 다른 두 개의 표적 유전자를 과발현 하는데 효과적임을 확인하였다. At2S3, KNAT1 및 LFY 프로모터를 포함하는 조직 또는 발달 단계 특이적 발현 binary 벡터들을 제작하고 분석한 결과, 이 벡터들은 각각 배/유식물 시기, 새싹 끝의 분열조직 및 잎 원기 특이적 발현에 유용하였다. RD29A와 AtNCED3 프로모터를 포함하는 스트레스 유도성 발현 binary 벡터들은 고염, ABA, MV 또는 저온과 같은 비생물성 스트레스에 의한 유전자의 이소성 발현에 유용하였다. 본 연구에서 제작된 binary 벡터들은 표적 유전자의 이소성 발현을 통해 유전자의 생물학적 기능연구, 분자생물학적작용 기작 연구에 유용하게 사용될 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제18권3호
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• pp.304-310
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• 2008

고온 단백질 heat shcok protein 70 (HSP70)은 분자샤페론으로써 환경스트레스와 발달단계 동안 단백질을 보호하고 합성하는 다양한 과정에 관여하는 기본적인 단백질이다. 하지만 그 생물학적 기능이 식물에서 아직 정확하게 밝혀지지 않았다. 이에 본 연구에서는 담배에서 고온에 의해 유도된 HSP70인 NtHSP70-1 (AY372069)를 분리하여 그 기능을 연구하였다. NtHSP70-1의 고온 내성 기능을 분석하기 위해 NtHSP70-1이 식물 형질전환용 벡터인 pBKS1-1에 sense 또는 antisense 방향으로 도입되어 형질전환된 식물체와 pBKS1-1만 도입된 형질전환 식물체들을 제조하였다. 형질전환체에 있어서 NtHSP70-1의 발현량은 western blot 분석법을 사용하여 수행하였고 확인된 형질전환체들은 고온 내성 기능분석에 이용되었다. 그 결과 고온 환경에 있어서 NtHSP70-1이 과다발현된 형질전환체들은 그 클로로필의 함량과 생존율이 정상환경 일 때와 유사하였고 반대로 벡터 또는 벡터인 pBKS1-1에 antisense 방향으로 도입되어 형질전환된 식물체들은 클로로필의 파괴로 인한 감소된 생존율을 나타내었다. 고온 처리된 형질전환 식물체에서 클로로필의 함량비교 결과로 NtHSP70-1이 클로로필을 보호함으로써 식물의 고온내성에 기여함을 알 수 있었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제41권4호
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• pp.194-200
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• 2014

Monodehydroascorbate reductase (MDHAR)는 활성산소종 제거에 중요한 효소이다. 본 연구에서는 MDHAR 유전자를 현사시나무(Populus alba ${\times}$ P. glandulosa)에서 분리하여 이를 PagMDHAR1이라 명명하고 유전자의 구조와 발현특성을 조사 하였다. PagMDHAR1 유전자는 434개의 아미노산으로 구성된 단백질을 암호화하며 3개의 FAD/NAD(P)H 결합 영역이 보존되어 있다. PagMDHAR1은 현사시나무의 염색체에 1 ~ 2 copy가 존재하며, 배양세포와 꽃에서 높게 발현하였다. 현탁배양세포의 생장주기에서는 유도기와 초기 지수생장기에서 높게 발현하였다. 또한 PagMDHAR1은 건조와 염, 저온, 상처 및 ABA 처리에 의해서 발현이 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 PagMDHAR1은 ABA를 경유한 신호전달경로를 따라 다양한 스트레스에 반응하며, PagMDHAR1의 기능이 활성산소종에 의해 유도되는 산화 스트레스 방어기작에서 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 스트레스 내성에도 기여할 것으로 생각된다. 이는 향후 PagMDHAR1 형질전환 식물체 생산 등 생명공학적 기술을 이용한 유전자 기능에 대한 연구를 비롯하여 신기능성 임목의 개발에 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권3호
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• pp.217-225
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• 2023

본 실험은 마이크로웨이브 처리가 상추 유묘의 생육 변화와 이차대사산물 함량의 변화를 알아보고자 수행되었다. 파종 후 3주째 상추 유묘에 2.45GHz 주파수와 200W의 마이크로웨이브를 0, 4, 8 및 12초 동안 처리하고, 4주간 식물공장에서 재배한 후 생육 및 성분 분석을 수행하였다. 지하부와 지상부의 생체중과 건물중, 엽면적, 엽장 및 엽수는 마이크로웨이브 처리시간이 증가할수록 감소하였다. 4초 처리구와 비교하여 12초 처리구에서 chlorophyll a, chlorophyll b 및 총 carotenoids의 함량이 증가되었으며 총 페놀 함량은 감소하였다. 무처리구와 비교하여 8초 처리구에서 총 플라보노이드 함량이 감소하였다. 이러한 결과들은 산화적 스트레스에 의해 이차대사산물 함량이 변화된 것으로 사료된다. 총 플라보노이드 함량을 제외한 이차대사산물 함량은 각 처리구에서 무처리구와 비교하여 유의한 차이가 없었지만, 각 처리구 사이의 유의한 차이는 200W와 2.45GHz의 마이크로웨이브 처리가 4주 후 상추의 이차대사산물 함량에 영향을 줄 수 있다는 것을 시사한다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.194-194
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• 2017

Camelina (Camelina sativa L.) is a potential bio-energy crop that has short life cycle about 90 days and contains high amount of unsaturated fatty acid which is adequate to bio-diesel production. Enhancing environmental stress tolerance is a main issue to increase not only crop productivity but also big mass production. CsRCI2s (Rare Cold Inducible 2) are cold and salt stress related protein that localized at plasma membrane (PM) and assume to be membrane potential regulation factor. These proteins can be divide into C-terminal tail (CsRCI2D/E/F/G) or no-tail group (CsRCI2A/B/C/H). However, function of CsRCI2s are less understood. In this study, physiological responses and functional characterization of CsRCI2s of Camelina under salt stress were analyzed. Full-length CsRCI2s (A/B/E/F) and CsPIP2;1 sequences were confirmed from Camelina genome browser. Physiological investigations were carried out using one- or four-week-old Camelina under NaCl stress with dose and time dependent manner. Transcriptional changes of CsRCI2A/B/E/F and CsPIP2;1 were determined using qRT-PCR in one-week-old Camelina seedlings treated with NaCl. Translational changes of CsRCI2E and CsPIP2;1 were confirmed with western-blot using the antibodies. Water transport activity and membrane potential measurement were observed by cRNA injected Xenopus laevis oocyte. As results, root growth rate and physiological parameters such as stomatal conductance, chlorophyll fluorescence, and electrolyte leakage showed significant inhibition in 100 and 150 mM NaCl. Transcriptional level of CsPIP2;1 did not changed but CsRCI2s were significantly increased by NaCl concentration, however, no-tail type CsRCI2A and CsRCI2B increased earlier than tail type CsRCI2E and CsRCI2F. Translational changes of CsPIP2;1 was constitutively maintained under NaCl stress. But, accumulation of CsRCI2E significantly increased by NaCl stress. CsPIP2;1 and CsRCI2A/B/E/F co-expressed Xenopus laevis oocyte showed decreased water transport activity as 61.84, 60.30, 62.91 and 76.51 % at CsRCI2A, CsRCI2B, CsRCI2E and CsRCI2F co-expression when compare with single expression of CsPIP2;1, respectively. Moreover, oocyte membrane potential was significantly hyperpolarized by co-expression of CsRCI2s. However, higher hyperpolarized level was observed in tail-type CsRCI2E and CsRCI2F than others, especially, CsRCI2E showed highest level. It means transport of $Na^+$ ion into cell is negatively regulated by expression of CsRCI2s, and, function of C-terminal tail is might be related with $Na^+$ ion influx. In conclusion, accumulation of NaCl-induced CsRCI2 proteins are related with $Na^+$ ion exclusion and prevent water loss by CsPIP2;1 under NaCl stress.

• 생물환경조절학회지
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• 제23권4호
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• pp.329-336
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• 2014

저온은 식물 생장을 저해하는 주된 요인이며 병원균에 대한 감수성을 증가시킨다. 그러므로 식물체에서 스트레스 내성을 증대시키는 것은 불리한 환경 조건에서 살아남기 위한 중요한 전략이다. 본 실험의 목적은 고추 묘에서 저온 내성과 식물병 발생에 대한 외생 살리실산(SA)과 일산화질소(NO) 처리의 효과를 밝히는 것이다. 정식 후 23일 동안 고추 묘(Capsicum annuum L. '기대만발')는 온도 $20/25^{\circ}C$(낮/밤), 광주기 15시간, 광도 $145{\pm}5{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 정상적인 생육환경에서 자랐다. 1주일에 2번 계면활성제 0.1%를 포함한 SA와 NO 3mL을 고추 묘에 각각 분사해주었다. 처리 후 고추 묘는 암 상태에서 6시간 동안 $4^{\circ}C$ 저온에 노출시킨 후 정상적인 생육환경에서 2일 동안 회복시켜주었다. 저온 스트레스에 대한 식물 내성을 평가하기 위해 저온 처리 후 생육특성, 엽록소 형광 값, 세포막 투과성을 측정하였다. 총 페놀릭 농도와 항산화도는 실험하는 동안 측정하였다. 또한, 고추의 점무늬병과 풋마름병 발생 정도도 조사하였다. 저온 처리 전 후를 비교하여 대조구 고추묘에서는 저온에 의해 상대적으로 많은 수분을 손실하여 건물율이 높지만 SA와 NO 처리 된 고추 묘는 비슷한 건물율을 유지하였다. 저온 처리 후 대조구에 비해 SA와 NO 처리구의 전해질 유출 값은 더 낮았다. 저온 처리 동안 SA와 NO 처리구의 엽록소 형광값은 약 0.8 수준으로 유지하였지만 대조구는 빠르게 감소하였다. 화학적 처리 동안 SA 처리구의 총 페놀릭 농도와 항산화도는 NO 처리구보다 높았다. 또한 저온 처리 후 대조구와 NO 처리구의 총 페놀릭 농도는 증가하였다. 고추에서 풋마름병에 대한 저항성은 SA가 보다 효과적이었다. 본 실험의 결과는 SA와 NO의 외생처리는 고추 묘의 저온 내성을 증대시켰고 병 발생 정도를 감소시키는 데 효과적이었음을 보여준다.

• Mycobiology
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• 제46권2호
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• pp.122-128
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• 2018

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are well-known for their ability to improve plant growth and help plants withstand abiotic stress conditions. Unlike other fungi and bacteria, AMF cannot be stored, as they are obligate biotrophs. Long-term preservation of AMF spores is challenging and may lead to the loss of viability and efficiency. This study aimed to understand the effect of prolonged subculture of AMF species on the growth and glomalin-related soil protein (GRSP) from red pepper (Capsicum annuum L.). AMF spores were mass-produced using different techniques and subcultured in pots with sorghum sudangrass as the host plant for 3 years. Experimental soil samples were collected from natural grassland. Five different AMF inocula were used in triplicate as treatments. After 70 days of growth, red pepper plants were harvested and plant dry weight, plant nutrient content, mycorrhizal colonization, AMF spore count, and soil glomalin content were determined. AMF-treated plants displayed higher dry weight than controls, with only fruit dry weight being significantly different. Similarly, significant differences in phosphorous and potassium contents of the above-ground plant parts were observed between mycorrhizal and control treatments. In addition, soil GRSP content was significantly higher in plants inoculated with Rhizophagus sp. and Gigaspora margarita. The increased plant growth and GRSP content suggest that AMF can be maintained for 3 years without losing their efficiency if subcultured regularly with different symbiotic host plants.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제51권3호
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• pp.102-110
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• 2008

Complementation assay of the urea uptake-defective yeast mutants led to the identification of the Arabidopsis AtTIP4;1 gene encoding the aquaporin. However, its physiological functions still remain elusive. In the present study, histochemical and genetic analyses were performed to understand the physiological roles of AtTIP4;1 in urea uptake. The AtTIP4;1 product was detectible in the roots, but not in the leaves, the stem, and the flower. Its promoter allowed the expression of the $\beta$-glucuronidase reporter gene in the roots and the apical meristem in Arabidopsis. The AtTIP4;1 products were induced under nitrogen-deficient conditions. To investigate the role of the tonoplast intrinsic protein in urea transport and developments, Arabidopsis with the loss- and the gain-of-function mutations by T-DNA insertion in AtTIP4;1 and 35S promoter-mediated overexpression of AtTIP4;1 were identified, respectively. The transfer DNA insertion and the AtTIP4;1-overexpressed plants showed normal growth and development under normal or abiotic stress growth conditions. The urea-uptake studies using $^{14}C$-labeled urea revealed higher accumulation of urea in the AtTIP4;1-overexpressed plants. These results provide evidence that overexpression of AtTIP4;1 leads to the increase in the urea-uptake rate in plants without detectable defects to the growth and development.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제20권6호
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• pp.73-84
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• 2015

Nine plant species were selected through vegetation survey at three military shooting ranges at northern Gyeonggi Province. Plants were germinated in normal soil and three seedlings were transplanted to a bottom sealed pot containing sandy loam soils contaminated with either RDX (291 mg/kg) or TNT (207 mg/kg). Planted, blank (without plant), and control (without explosive compound) pots were grown in triplicate at a green house for 134 days. During cultivation, transplanted plants exhibited chlorosis and necrosis in flower and leaf by explosive toxicity and stress. Only three plants, Wild soybean, Amur silver grass, Reed canary grass, survived in TNT treated pot, while seven plant species except for field penny cress and jimson weed, thrived in RDX treated pot. Appreciable amount of TNT (61.6~241.2 mg/g-D.W.) was detected only in plant roots. Up to 763.3 mg/g-D.W. along with 4-amino-2,6-dinitrotoluene, an intermediate of TNT, accumulated in the root of wild soybean. In addition, azoxy compounds, abiotic intermediates of TNT, were detected in TNT treated soils. RDX absorbed average 1,839.95 mg/kg in shoot and 204.83 mg/kg in root. Most of TNT in plant was accumulated in underground part whereas RDX was localized in aerial part. Material balance calculation showed that more than 95% of the initial TNT was removed in the planted pots whereas only 60% was removed in the blank pot. The amount of RDX removed from soil was in the order of Amur Silver Grass (51%) > Chickweed (43%) > Evening primrose (38%). Based on the results of pot cultures, Amur silver grass and Reed canary grass are selected as tolerant remedial plants for explosive toxicity.