• Journal of Plant Biotechnology
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• 제38권3호
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• pp.221-227
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• 2011

본 실험은 사계성 딸기의 무병묘 대량생산을 위한 bioreactor 배양 시 배지조건을 구명하기 위해 실시하였다. 배지조건은 MS배지 내 질소질 종류 2처리 ($NH_4NO_3-KNO_3$혼합, $KNO_3$ 단독), MS배지 내 질소농도 4처리 (1/2배, 1배, 2배, 3배), sucrose농도 3처리 ($10g{\cdot}L^{-1}$, $20g{\cdot}L^{-1}$, $30g{\cdot}L^{-1}$)와 배지 pH 3처리 (pH 4.6, 5.6, 6.6) 등을 실험하였다. 사계성 딸기의 bioreactor 배양 시 MS배지 내에 $NH_4NO_3$와 $KNO_3$를 혼합처리한 배지가 생육량이 많았다. 질소농도가 높아질수록 배지 EC가 급격히 높아지고, 그에 따라 유식물체 생육이 억제되었다. 질소질 1/2배에서 생육량이 많고 신초가 10.8개로 가장 많이 발생하였다. Bioreactor 배양 시 sucrose농도는 $30g{\cdot}L^{-1}$에서 생체중이 3,101 mg으로 가장 무거웠고, 지상부와 지하부 생육량 모두 다른 농도에 비해 많았다. 또한 sucrose농도가 높아질수록 신초수도 증가되는 경향을 보였다. 배지 pH는 5.6-6.6 범위에서 지상부와 지하부 생육량이 모두 많았다. 따라서 사계성 딸기 조직배양묘의 bioreactor를 이용한 대량증식 및 뿌리발달에 알맞은 배지 조건은 MS 무기염을 기본으로 하여 배지 내 질소질은 $NH_4NO_3$와 $KNO_3$ 혼합, 농도는 1/2배, sucrose농도는 $30g{\cdot}L^{-1}$과 배지 pH는 5.6-6.6 범위가 가장 적당하였다.

• 농업생명과학연구
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• 제46권2호
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• pp.163-168
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• 2012

본 연구의 목적은 강제환기가 적용되는 슬러리 돈사를 대상으로 돼지 생육 단계별 돈방 유형 측면과 계절적 조건에 따른 암모니아와 황화수소의 실내 농도를 측정 분석하여 정량화하는 데 있다. 임신/분만 돈방의 경우 봄철은 5.60(${\pm}2.48$) ppm과 178.4(${\pm}204.8$) ppb, 여름철은 2.51(${\pm}3.08$) ppm과 86.6(${\pm}112.5$) ppb, 가을철은 4.96(${\pm}2.84$) ppm과 182.3(${\pm}242.6$) ppb, 겨울철은 6.82(${\pm}3.42$) ppm과 206.3(${\pm}356.8$) ppb로, 자돈방의 경우 봄철은 7.18(${\pm}3.26$) ppm과 486.0(${\pm}190.2$) ppb, 여름철은 4.23(${\pm}2.95$) ppm과 206.4(${\pm}186.9$) ppb, 가을철은 7.02(${\pm}2.65$) ppm과 465.4(${\pm}156.8$) ppb, 겨울철은 9.25(${\pm}3.68$) ppm과 618.4(${\pm}298.3$) ppb로, 육성/비육 돈방의 경우 봄철은 9.26(${\pm}3.02$) ppm과 604.4(${\pm}186.8$) ppb, 여름철은 6.78(${\pm}3.88$) ppm과 312.5(${\pm}215.4$) ppb, 가을철은 9.34(${\pm}2.14$) ppm과 578.2(${\pm}248.1$) ppb, 겨울철은 14.65(${\pm}3.15$) ppm과 825.3(${\pm}316.9$) ppb로 분석되었다. 측정 결과 암모니아와 황화수소 모두 돼지 생육 단계별 돈사 유형 측면에서는 육성/비육 돈사>자돈사>임신/분만 돈사의 순서로 나타났고(p<0.05), 계절적 측면에서는 겨울>봄>가을>여름 순서로 조사되었으나 봄철과 가을철 데이터 간의 차이는 통계적으로 입증되지 않았다(p>0.05).

• 청정기술
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• 제25권3호
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• pp.223-230
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• 2019

본 연구에서는 강원도 5개 지자체에서 발생된 음식물류 폐기물의 특성을 분석하고 메탄가스 발생량을 평가하였다. 시료는 2017년 7월과 9월에 걸쳐 총 2회 채취하였다. 메탄가스 발생가능량을 평가하기 위하여 BMP (biochemical Methane potential) 시험과 원소조성을 이용한 계산방법을 이용하였다. 음식물류 폐기물의 겉보기밀도는 평균 $0.758{\sim}0.850g\;cm^{-3}$, pH는 4.29 ~ 4.75이었다. 물리적 조성 중 주성분은 채소류가 56.43 ~ 72.81%로 가장 높았고, 과일류는 5.31 ~ 8.95%, 곡물류는 1.60 ~ 18.73%, 어육류는 4.47 ~ 12.11%, 여액은 1.76 ~ 3.64%이었다. 평균 수분함량은 69.30 ~ 75.87%, 가연분함량은 22.50 ~ 27.98%, 회분함량은 1.63 ~ 2.48%를 나타내었다. 또한 $BOD_5$는 $17,690.3{\sim}33,154.9mg\;L^{-1}$, $COD_{Cr}$은 $106,212.3{\sim}128,695.5mg\;L^{-1}$, 그리고 $COD_{Mn}$은 $51,266.1{\sim}63,426.3mg\;L^{-1}$의 범위를 보였고 NaCl 함량은 0.81 ~ 1.17%의 범위를 나타내었다. 원소분석 결과 C, H, O, N, S 함량은 각각 44.87 ~ 48.16%, 7.12 ~ 7.57%, 40.13 ~ 43.78%, 3.22 ~ 4.14%, 그리고 0.00 ~ 0.02%를 나타내었다. 음식물류 폐기물의 VS 단위질량당 메탄수율을 살펴보면 BMP 시험에 의한 메탄가스 발생누적량(${0.303{\sim}0.354m_{CH4}}^3\;{kg_{VS}}^{-1}$)은 원소조성과 생분해율을 반영하여 예측한 결과(${0.294{\sim}0.352m_{CH4}}^3\;{kg_{VS}}^{-1}$)와 큰 차이가 없었다.

• 농업생명과학연구
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• 제53권5호
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• pp.137-143
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• 2019

본 연구에서는 단순 폐기 되는 농업폐기물(토마토, 고추, 파프리카)을 고형연료로 재활용하기 위한 열풍건조장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구를 위해 건조용량 500 kg/hr인 쓰레기소각장 폐열을 열원으로 사용하는 건조기를 제작하였다. 경상남도 진주시 농산물 시장에서 구입한 남해산 시금치를 실험원료로 사용하였다. 열교환기에서 스팀 열교환에 의해 가열된 건조공기를 열풍으로 사용하여 절단 원료 투입량(126, 250, 300 kg), 원료교반여부(수동 교반, 수동 비교반), 건조방식(건조물 정치, 건조물 이송), 건조시간(0.25, 0.5, 0.6 hr)에 따른 건조특성을 파악하였다. 투입 원료의 함수율은 85.65%로 측정되었으며, 소각장 공급 스팀에 의해 열교환기에서 가열된 건조공기온도는 건조기에 투입된 실험원료의 퇴적고에 따른 압력저항에 의해 다소 차이를 보였으며 약 108 내지 144℃로 측정되었다. 동일 건조방식, 투입량, 건조시간, 건조공기온도에서 상하층간 원료를 교반하는 하는 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 약 2배 정도의 높은 건조속도를 보였다. 각 실험에서 건조용량은 약 500 kg/hr으로 나타났다. 국내 농산물 건조기 157개의 농업실용화재단 검사성적서를 기준으로 투입 에너지에 대한 건조 소요에너지 비를 나타내는 건조효율을 비교한 결과 국내 농산물 건조기 57.76%, 개발된 농업폐기물 건조기 33.46%로 기존 농산물 건조기에 비해 낮게 나타났다. 개발된 농업폐기물 건조기는 건조시간이 1시간 이내로 건조시간이 짧으며, 건조 중 많은 풍량이 손실되어 건조효율이 저하된 것으로 판단되었다. 소각장 폐열을 직접 건조열원으로 사용하는 경우 건조공기온도는 최저 160℃ 이상으로 예상 되는 바 건조용량이 크게 향상될 것으로 예측된다.

• 한국지구과학회지
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• 제43권5호
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• pp.591-603
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• 2022

해수 속의 용존 유기·무기물과 플랑크톤 등의 상호 작용은 해수의 색과 광학적 특성을 결정한다. 동중국해에 위치한 이어도 해양과학기지(I-ORS) 주변의 해역은 서쪽으로 양자강 저염수, 남쪽으로 대마 난류에 영향을 받아 한반도 주변의 해수 순환과 광특성 변동 연구에 적합하다. 본 연구에서는 MODIS/Aqua로 관측한 위성 원격 반사도와 NOMAD 실측 원격 반사도를 이용하여 2016년 1월부터 2020년 12월까지 I-ORS 주변의 해수의 원격반사도를 스펙트럼 특성에 따라 23가지의 유형으로 분류하였으며, 이어도 해양 과학기지 주변 해역(d ≤ 10 km)의 위성 일치점 자료 59,532개를 이용하여 연구 해역 수형의 계절 변동 특성을 제시하였다. 각 관측 지점에서의 원격 반사도 스펙트럼은 분광 각도법을 이용하여 기준 스펙트럼과의 유사도를 비교함으로써 가장 근접한 기준 수형으로 분류 하였으며 분광 유사도가 10° 이내일 때만 유의미하다고 판단하였다. 연구 기간내 I-ORS 주변 해역에서는 상대적으로 맑은 해역에서 잘 나타나는 수형이 50% 이상으로 가장 빈번하게 관측되었다. 계절별 수형의 도수분포에서 여름과 겨울의 분포 양상이 다르게 나타났고, 특히 여름에는 맑은 해수에서 주로 나타나는 7 이하의 수형이 주로 출현한 반면에 겨울에는 전체 4% 미만으로 존재하였다. I-ORS 주변을 비롯한 동중국해의 수형의 공간 분포 특성을 고려할 때 I-ORS는 해수 수형의 전이 대에 위치한 것으로 판단된다. 본 연구는 한반도 연안에서의 수형 변동을 분석함으로써 해수의 광학 특성 이해을 이해하고 인공위성 해색 변수의 정확도 향상을 위한 토대 마련에 기여할 것으로 기대된다.

• 유기물자원화
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• 제30권2호
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• pp.17-28
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• 2022

본 실험은 벼 재배 기간 동안 활성바이오차팰렛 비료(ABPFs) 시용에 따른 벼 생육 반응, 논 표면수 및 토양의 화학적 특성 변화를 평가하였다. 시험구 처리는 대조구, 활성왕겨바이오차 팰렛 비료(ARHBP-40%), 활성 야자수 바이오차 팰렛 비료(APBP-40%)로 구성되어 있다. ARHBP-40% 처리구에서 논 표면수의 NH₄⁺-N 및 PO₄^--P의 농도가 가장 낮게 관측되었으며, 대조구에서 토양 중의 NH₄⁺-N농도가 이양 후 30일 까지 급격하게 감소되었다. 또한, 바이오차 혼합처리구에서 NH₄⁺-N 농도는 이양 후 1일에 9.18 mg L^-1로서 가장 낮았으며, 이양 후 56일에 ABPFs 처리구에서 NH₄⁺-N 농도가 1 mg L^-1 이하로 관측되었다. 이앙 후 30일 까지 ARHBP-40% 처리구에서 PO₄^--P농도는 0.06 mg L^-1에서 0.08 mg L^-1 범주로 처리구 사이로 가장 낮았다. 대조구에 있어 논 토양 중의 NH₄⁺-N 농도는 이양 후 14일에 177.7 mg kg^-1 에서 49.4 mg kg^-1로 급격히 감소한 반면, NO₃^--N 농도는 13.2 mg kg^-1로 가장 높았다. 토양 중의 P₂O₅ 농도는 처리에 관계없이 이양 후부터 수확기 까지 증가하는 경향 이었다. APBP-40% 처리구에서 K₂O 농도는 이앙 후 84일에 252.8 mg kg^-1로 가장 높았다. 대조구에서 초장은 다른 처리구에 비해 높았으며, 수량은 대조구와 ARHBP-40% 처리구 사이에 차이가 인정되지 않았다. 따라서 농업 생태계에서 ARHBP-40% 처리를 함에 따라 질소와 인산 시용량을 줄일 수 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_1호
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• pp.669-681
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• 2023

과일 나무의 생육을 평가하는 중요한 지표인 엽록소 함량을 추정하는데 비교적 많은 노동력의 투입이 요구되고 오랜 시간이 소요되는 기존의 파괴 조사 대신 비파괴적 조사 방식인 원격탐사기술을 적용하기 위한 연구가 시도되고 있다. 이 연구에서는 2년(2021, 2022) 간 무인기 기반의 초분광 영상을 이용하여 배나무 잎의 엽록소 함량을 비파괴적으로 추정하는 연구를 수행하였다. 영상 처리로 추출된 배나무 캐노피(canopy)의 단일 band 반사율은 시간 변화에 따라 불안정한 복사 효과를 최소화하기 위해 밴드비화(band rationing) 되었다. 밴드비(band ratios)를 입력 변수로 머신러닝 알고리즘인 elastic-net, k-nearest neighbors (KNN)과 support vector machine을 사용하여 추정(calibration, validation) 모델들을 개발하였다. Full band ratios 기반 추정 모델들의 성능과 비교하여 계산 비용 절감과 재현성 향상에 유리한 key band ratios를 선정하였다. 결과적으로 모든 머신러닝 모델에서 full band ratios를 이용한 calibration에 coefficient of determination (R²)≥0.67, root mean squared error (RMSE)≤1.22 ㎍/cm², relative error (RE)≤17.9%)와 validation에 R²≥0.56, RMSE≤1.41 ㎍/cm², RE≤20.7% 성능을 비교하였을 때, key band ratios 네 개가 선정되었다. 머신러닝 모델들 사이에 validation 성능에는 비교적 큰 차이가 없어 calibration 성능이 가장 높았던 KNN 모델을 기준으로 삼았으며, 그 key band ratios는 710/714, 718/722, 754/758, 758/762 nm가 선정되었다. Calibration에서 R²=0.80, RMSE=0.94 ㎍/cm², RE=13.9%와 validation에서 R²=0.57, RMSE=1.40 ㎍/cm², RE=20.5%를 나타내었다. Validation의 기준으로 한 성능 결과는 배나무 잎 엽록소 함량을 추정하기에 충분하지 않았지만, 앞으로의 연구에 기준이 될 key band ratios를 선정했다는 것에 의미가 있다. 추후 연구에서는 추정 성능을 향상하기 위해 지속적으로 추가 데이터세트를 확보하여 선정된 key band ratios의 신뢰성 검증과 함께 실제 과원에 재현 가능한 추정 모델로 고도화할 필요가 있다.

• 생명과학회지
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• 제33권10호
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• pp.808-819
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• 2023

본 연구에서는 미생물균총에서 B. licheniformis K12 균주의 양상을 확인하기 위한 선발마커 개발을 시도하였다. Bacillus licheniformis는 바위게 내장에서 유산생산균주로써 분리되었다. 본 균주는 중온에서 성장이 양호할 뿐만 아니라 유전체 분석결과 protease, amylase, cellulase, lipase, protease, xylanase 등 다양한 고분자 물질들을 분해할 수 있는 효소류들을 보유하고 있는 것으로 나타났다. 선발마커 발굴을 위해 recombinase, integrase, transposase, phage-related genes, bacteriocin 등 유전자 변이 유발이 쉬운 게놈상의 영역에 대해 탐색을 실시하였다. 그 결과, 선발마커로써 가능성이 높은 5개 부위를 확보하였다. 후보마커는 recombinase 부위 3개(BLK1, 2, 3) integrase 부위 1개(BLK4), phase 관련 1개(BLK5)로 나타났다. 후보 선발마커로써 Bacillus species가 다른 B. licheniformis, B. velezensis, B. subtilis, B. cereus 등에 대해 PCR 분석을 실시하였다. 그 결과 BLK1 recombinase, BLK2 recombinase family protein, BLK4 site-specific integrase 등에서 B. licheniformis에서 특이적인 위치에 PCR 산물이 나타나는 것을 확인하였다. 또한, B. licheniformis 표준균주로써 subspecies에 대한 PCR을 수행한 결과 BLK1 및 3이 선발마커로써 양호한 것으로 나타났다. 따라서 BLK1이 미생물균총에서 종(species) 및 아종(subspecies) 선발마커로써 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국가금학회지
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• 제50권4호
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• pp.231-240
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• 2023

전염성 F낭병은 닭에서 F낭의 위축 및 염증이 나타나고, 이로 인해 면역억제를 특징으로 하며, 급성, 높은 점염성을 가지는 질병이다. VP2 유전자의 염기서열 분석을 통해 유전형이 분류되고, 유전형에 따라 항원성 및 병원성에 큰 차이를 나타내고 있다. 최근 중국에서 발생한 항원 변이주의 경우, 기존의 미국형 항원 변이주와는 다른 분자 특성을 보이는 것으로 나타났다. 최근 국내에서도 이러한 중국형 항원 변이주가 발생하고 있고, 따라서 본 연구에서는 국내 양계농장에서 분리된 항원 변이주의 유전체 분석을 통한 분자적 특성을 확인하였다. 국내 육계 및 토종닭으로부터 4개의 항원 변이주를 RT-PCR을 통해 확인하였고, chorioallantoic membrane 접종을 통해 분리하였다. VP2 유전자의 hypervariable region의 분석 결과, 4개의 항원 변이주 중 1개는 미국형 항원 변이주로 확인되었고, 이는 2009년 국내에서 보고된 09D243 균주와 유사한 것으로 나타났으며, 3개의 중국형 항원 변이주는 최근 국내 및 중국의 유행주와 유사한 것으로 확인되었다. 우리의 결과에서 국내 양계농장에서 중국형 및 미국형 항원 변이주가 퍼져 있음을 확인하였고, 또한 백신을 접종한 농장에서의 발생도 이뤄지고 있어 항원 변이주에 대한 상용화 백신의 보호 효능에 대한 연구도 필요합니다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제30권2호
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• pp.272-286
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• 2023

본 연구에서는 스마트팜에서 생산된 새싹마늘의 부위별과 생육기간별의 품질을 비교하였다. 일반성분 함량은 수분과 조회분의 경우 생육기간에 따른 변화를 나타내지 않았으나, 조단백질과 조지방은 생육기간이 경과함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 모든 시료구에서 주요 유리당은 fructose로 나타났으며, 주요 유기산은 oxailc acid와 citric acid로 나타났다. 새싹마늘의 총유리당과 유기산은 생육기간이 경과함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 무기성분은 모든 시료구에서 K와 P가 가장 높은 함량을 나타났으며, 새싹마늘의 생육기간이 길어짐에 따라 함량이 증가하는 경향을 나타내었다. 새싹마늘의 유리아미노산은 생육기간이 길어짐에 따라 새싹마늘의 어린잎(SL)을 제외한 다른 시료구들의 argine은 감소하였으며, glutamic acid는 새싹마늘의 뿌리(SR) 시료구를 제외한 모든 시료구에서 증가하는 경향을 보였다. Alliin은 생육기간이 길어짐에 따라 함량이 감소하는 것으로 나타났고, total thiosulfinate는 일반 마늘 89.24 mmol g^-1, 새싹마늘 71.16-82.36 mmol g^-1으로 나타났다. 총폴리페놀과 플라보노이드 분석 결과 총폴리페놀 함량은 생육기간에 길어짐에 따라 함량이 증가하였으나 플라보노이드는 큰 변화가 나타나지 않았다. 새싹마늘의 DPPH와 ABTS 자유 라디칼 소거 활성 및 SOD 유사 활성은 각각 37.45-65.47%, 59.12-89.81% 및 89.52-98.59%로 일반 마늘 대비 발아에 의해 증가하였으나, 생육기간이 길어짐에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 본 연구결과 새싹마늘은 일반 마늘 대비 발아에 의해 기능성 성분과 생리활성이 향상되었으며, 최적 생육기간은 20일로 나타났다. 이는 기능성 및 식품 가공 소재 연구의 기초자료로 활용될 것으로 판단된다.