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제주시험림 한남 지역의 조류 군집 특성 (The Characteristics of Bird Community at Hannam Area of Jeju Experimental Forests)

  • 박찬열;김은미;강창완
    • 한국환경생태학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.828-835
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    • 2011
  • 본 연구는 제주시험림 한남지역에서 2006년 11월부터 2007년 9월까지 매월 3일 연속으로 11개월 동안 선조사법에 의한 2개 지역과 정점조사법에 의한 5개 지역을 정하여 이동성, 둥지 길드, 출현비율의 군집 분석을 통하여 조류 군집의 특성을 살펴보았다. 총 58종의 조류를 확인하였으며, 조류를 이동성(migration habit)에 따라 나누면, 텃새 24종, 여름철새 8종, 겨울철새 10종, 나그네새 16종이었다. 대개 육지에서는 여름철새의 종 수가 높지만, 조사지역에서 나그네새 종수가 더 많은 것으로 나타났다. 또한, 월별 출현종의 관찰비율을 군집 분석한 결과, 11월부터 2월의 모둠, 3월~7월의 모둠으로 나누어져 계절성을 보였으나, 월별 종 수 변화는 육지에서 나타나는 계절 변동이 없었다. 번식기와 비번식기에 종 구성은 변화하지만, 전체 종수는 계절 변동을 나타내지 않았다. 이는 나그네새 등 이동성 조류가 제주시 험림을 다수 방문하는 것을 나타낸다. 산림성 조류에게 둥지를 제공하는 딱따구리류는 본 조사지에서는 큰오색딱다구리 1종으로 육지의 5종과 차이를 나타낸다. 둥지 길드는 덤불 및 지면에서 둥지를 튼 새는 9종, 숲지붕층 8종, 나무구멍 7종, 인가에서 번식하는 1종이 기록되었다. 조사지에서 큰오색딱다구리는 박새류, 흰눈썹황금새, 호반새의 둥지를 제공하는 핵심종(keystone species)으로서 이 종을 보호하기 위한 산림시업을 고려해야 할 것으로 판단된다.

토천궁(土川芎) 노두(蘆頭)와 근경(根莖)의 재식시기(栽植時期) 및 수확연차(收穫年次)가 수량(收量)에 미치는 영향(影響) (Effect of Planting and Harvesting Time of Vegetative Nodes and Rhizomes on Yield of Ligusticum chuanxiong Hort)

  • 김충국;이승택;임대준
    • 한국약용작물학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.181-186
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    • 1994
  • 산천궁(山川芎)의 노두(蘆頭)와 근경(根莖)을 봄과 가을에 식재(植栽)하여 1년(年) 또는 2년간(年間)을 재배(栽培)하였을 때의 지상부(地上部) 생육특성(生育特性)과 수량(收量)을 조사(調査)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 생육기간중(生育期間中) 초장(草長), 주당엽수(株當葉數) 및 경수(莖數)는 근경(根莖) 춘식(春植) 2년생(年生) > 근경(根莖) 추식(秋植) 1년생(年生) > 노두(蘆頭) 추식(秋植) 1년생(年生) > 노두(蘆頭) 춘식(春植) 1년생(年生)의 순(順)이었으며 근경(根莖) 춘식(春植) 2년생(年生)의 경우는 생육기간(生育後期)에 경수(莖數)가 급속히 감소(減少)되었다. 2. 노두(蘿頭) 춘식(春種) 1년생(年生)의 경우 건엽중(乾葉重)과 엽면적(葉面積), 엽면적(葉面積) 지수(指數)는 8월(月) 16일(日)에 최고에 달하였으며 건경중(乾莖重)과 건근경중(乾根莖重)은 수확시(收穫時)까지 계속 증가(增加)되었다. 3. 수권적기(收權適期)는 근경(根莖) 춘식(春植) 2년생(年生)의 경우 10월(月) 17일(日), 근경(根莖) 춘식(秋植) 1년생(年生)과 노두(蘆頭) 춘식(秋植) 1년생(年生)은 11월(月) 9일(日), 노두(蘆頭) 춘식(春植) 1년생(年生)은 11월(月) 13일(日)로 추정(推定)되었다. 4. 근경(根莖) 식재(植栽) 2년생(年生)의 수량(收量)은 443kg/10a으로 근경(根莖) 식재(植栽) 1년생(年生)의 수량(收量) 194kg /10a에 비해 2.8배(倍)가 증가(增加)되었다. 5. 식재시기(植栽時期)는 가을식재(植栽)가 봄식재(植栽)보다 증가(增收)되었으며, 종구(種球)는 근경(根莖) 식재(植栽)가 노두(蘆頭) 식재(植栽)보다 수량(收量)은 17% 증가(增加)되었지만 종구비(種球費)가 많이 소요(所要)되므로 경제적(經濟的)으로는 노두(蘆頭) 식재(植栽)가 유용(有利)할 것으로 판단(判斷)되었다.별(部位別)로 비교(比較)했을 때 thymol, ${\gamma}-terpinene$은 잎에서 많이 검출(檢出)되었으나 f-cymene은 잎보다는 꽃에서 특징적(特徵的) 으로 많이 검출(檢出)되는 경향(傾向)을 보였다.{\beta}-gurjunene$, ar-curcumene+geranvl acetate 등의 함량비가 높아 생강의 부위에 따른 항기 성분 조성 pattern 또한 상당한 차이를 보였다.다 유의하게 낮았다(P<0.01). 백신 접종후 부작용 발생률이 피내주사군에서 31.6%로서 근육주사군의 14.8%보다 높은 것으로 나타났으며, 근육주사군에서는 피로감, 발열 등의 전신부작용과 주사부위의 동통이 흔히 나타났으며, 피내주사군에서는 색소침착 등의 국소부작용이 흔하게 나타났다. 결 론 : 유전자재조합 B형간염백신은 항체양전율이나 항체역가면에서 0, 1, 2개월 방법보다는 0, 1, 6개월 방법 이 효과적이며, 소량 피내접종에 의한 면역효과는 기존의 근육주사법과 동등한 것으로 사료된다. 후 일초 노력성 호기량은 수술 후 24시간에서 $1.33{\pm}0.56L,\;1.00{\ge}0.28L$로 유의한 차이를 보였고(t=2.530, P=0.017), 술 후 72시간에서 $1.72{\pm}0.65L,\;1.33{\pm}0.3L$로 유의한 차이를 보였다(t=2.540, P=0.016). 6) 대상자의 술 후 폐환기능에 영향을 미치는 요인은 성별로 나타났다. 이에 따른 폐환기능의 차이를 보면, 실험군의 술 후 노력성 폐활량이 48시간에 남자($1.78{\pm}0.61L$)가 여자($1.27{\pm}0.45L$)보다 더 높게 나타났으며 (t=2.170, P=0.042), 72시간에도 역시 남자($2.16{\pm}0.56L$)가 여자($1.

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콩 논 재배시 연차별 토양특성 및 생산력변화 (Annul Variation of Soil Properties and Yield of Soybean in Paddy Field)

  • 김민태;서종호;조현숙;성기영;이종기;엄순표;전원태;이장용
    • 한국작물학회지
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    • 제52권4호
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    • pp.370-374
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    • 2007
  • 본 연구는 논에서 콩을 연속으로 재배 하였을 때 연차별 토양 특성 및 생산력 변화를 구명하여 식용콩 자급률을 높이기 위한 기초 자료를 제공하고자 시험한 결과를 하면 다음과 같다. 1. 논-밭 윤환에 따른 토양 물리성은 표토의 기상률은 매년 윤환구에서 17.4%였으나 콩 4년 재배구에서는 21.8%로 증가하였고, 액상률은 29.0%에서 24.5%로 낮아졌으며, 심토도 비슷한 경향을 나타내었다. 2. 토양 화학성분의 변동은 콩 1년 재배지에 비하여 유기물은 콩 1년 재배지 $21.5g\;kg^{-1}$보다 2년 재배지가 $21.8g\;kg^{-1}$로 약간 높아졌다가 3년부터는 떨어지는 경향이었으며, 치환성가리는 약간 감소하는 경향이었으나 그밖에 무기성분은 증가하는 경향을 보였다. 3. 콩 생육은 콩 $1{\sim}2$년 재배구에 비하여 콩 $3{\sim}4$년 연작구가 경장도 $5{\sim}9cm$ 짧고 분지수도 $0.5{\sim}1.0$개 적었으며, 엽색도도 $3.5{\sim}7$정도 낮았는데 이는 연작기간이 길어질수록 생육이 떨어지는 것을 알 수가 있었다. 4. 콩 수량은 논밭 윤환시 255 kg/10a에 비하여 2년 연작시 222 kg/10a로 12.9%, 3년 연작시 201 kg/10a로 21% 감수하였으며, 생육시기별 뿌리혹 건물중 및 뿌리혹 착생은 1년 재배지에 비하여 재배 년수가 증가할수록 감소하는 경향을 보였다.

수변식생지수를 이용한 금강본류와 미호천의 건강성 평가 및 식생분석 (Health Condition Assessment Using the Riparian Vegetation Index and Vegetation Analysis of Geumgang mainstream and Mihocheon)

  • 이승연;장래하;한영섭;정영호;이수인;이응필;유영한
    • 한국환경생태학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.105-117
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    • 2018
  • 금강의 하천관리의 실질적인 자료를 얻고자 본류와 미호천의 30지소에서 수변식생지수를 이용하여 건강성평가와 다변량식생분석을 하였다. 그 결과 금강본류와 미호천에서 출현한 식물군락은 54개이었고, 식물상은 75과 185속 243종 2아종 21변종 2품종 268분류군이었다. 수변식생지수는 평균 38.3(3.3;G-D1 ~ 66.7;G-U2, G-U4, G-M3)으로 이 지역의 하천의 건강성은 보통(C등급)으로 평가되었다. 하천의 건강성은 금강본류의 상류가 가장 높았고, 금강본류의 하류에서 가장 낮았다. 수변식생지수와 수질의 클로로필-a의 함량과의 관계는 관련성이 낮게 나타났다. 집락분석결과, 식생은 바랭이군락 그룹, 갯버들군락 그룹, 개망초군락 그룹, 환삼덩굴, 버드나무, 물억새 그리고 달뿌리풀 군락이 우점하는 그룹, 망초와 물피 군락이 우점하는 그룹 등의 5개 집단으로 나누어졌고, 지소들은 비슷한 건강상태를 갖는 것들끼리 가까이 나타났다. CCA분석결과, 식생의 분포에 영향을 주는 환경요인은 식생면적, 인공구조물 면적, 수로면적, 지점폭, 수로폭, 제방높이 등의 물리적인 조건과 생물학적 요인의 출현종수였다. 이상과 같이 하천의 건강성이 높은 지역은 모니터링을 통하여 하천 식생의 지속적인 유지관리가 필요하고 건강성이 낮은 지역은 생태복원과 같은 적극적인 시행이 필요하다고 판단된다.

부산 이기대 지역의 해조상 및 군집구조 (Marine Algal Flora and Community Structure of Igidea Area in Busan, Korea)

  • 신봉균;권천중;이석모;최창근
    • 해양환경안전학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.121-129
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    • 2014
  • 우리나라 동남해 연안 해역에 위치한 이기대 지역에서 2010년 5월부터 2011년 2월까지 계절별로 해조상 및 군집구조에 관한 연구를 수행하였다. 조사기간 동안 녹조류 9종, 갈조류 14종, 홍조류 43을 포함한 총 66종이 동정되었으며, 16종의 해조류는 조사지역에서 연중 출현하였다. 계절별 평균 현존량은 봄 $123.6g{\cdot}m^{-2}$, 여름 $2,061.6g{\cdot}m^{-2}$, 가을 $412.0g{\cdot}m^{-2}$, 겨울 $678.9g{\cdot}m^{-2}$로 나타났다. 종조성의 차이는 주변의 오염원이 존재하지 않는 정점 3과 4에 비하여 주변 하천의 영향을 받는 정점 1로 갈수록 종조성이 상대적으로 낮은 경향을 보였는데 이는 주변의 용호천, 대연천, 남부하수처리장 방류수에 의한 영향으로 판단되었다. 해조군집의 생태적 특성을 판단할 수 있는 R/P, C/P, (R+C)/P 값은 각각 3.07, 0.64, 3.71로 나타났으며, 해조류의 외부형태와 내부구조 등에 따라 구분되는 6가지 기능형군에 따른 분류결과는 성긴분기형 39.39 %, 엽상형 30.30 %, 다육질형 13.64 %, 사상형 12.12 %, 각상형 3.03 %, 유절산호말형 1.52 %으로 나타났다. 한편, 이기대 지역의 해조류 개체수는 1996년부터 1997년에 96종, 2010년부터 2011년에 66종으로 감소된 것을 확인하였다. 이는 주변하천과 하수처리장의 방류수 등에 의한 영향으로 판단된다. 결론적으로 대도시 인근 연안의 해조군락 보호 및 육성을 위하여 연안역에 유입되는 오하수의 처리 및 해조장 복원과 같은 적극적인 해양환경 유지관리방법이 체계적으로 추진되어야 할 것이다.

온도에 따른 죽절초 왜화효과 (Dwarfing Effect by Different Temperature Treatment in Chloranthus glaber)

  • 길미정;최성열;권영순
    • 생물환경조절학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.343-347
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    • 2012
  • 온도에 따른 왜화효과를 알아보기 위해 죽절초 1년생과 3년생 각각을 2011년 1월 3일부터 광도 $500{\pm}20$ lux, 상대습도가 $40{\pm}5$%로 유지되는 $5^{\circ}C$, $10^{\circ}C$, $15^{\circ}C$, $20^{\circ}C$의 생육상에 약 120일간 처리한 후 즉시 유리온실(50% 차광)에 입실시켜 60일 동안 계속 재배하였다. 그 결과 죽절초 1년생은 $5^{\circ}C$ 처리에서 초장 증가율이 가장 낮아 왜화에 효과가 있었지만, 생육상태는 양호하지 않았다. $10^{\circ}C$ 처리의 초장은 약간 신장 하였지만, 엽수와 엽폭이 가장 많이 증가되어 미관상 생육이 가장 양호하였다. $15^{\circ}C$$20^{\circ}C$ 처리는 초장이 오히려 감소되고 하엽이 지는 등 생육이 좋지 않았다. 따라서, 죽절초 1년생의 소형화를 위해서는 $10^{\circ}C$가 가장 적정한 온도로 생각된다. 3년생 죽절초의 초장은 처리온도가 높을수록 증가하였고, 초장 신장률은 $5^{\circ}C$$10^{\circ}C$, $15^{\circ}C$$20^{\circ}C$ 처리구가 서로 비슷한 경향을 보였다. 엽수는 $5^{\circ}C$에서 가장 많이 증가하였다. 한 마디당 측지도 $5^{\circ}C$$10^{\circ}C$는 많이 발생한데 비해 $15^{\circ}C$$20^{\circ}C$는 거의 발생하지 않았다. 또한 $5^{\circ}C$$10^{\circ}C$ 처리구는 8월말까지 각각 약 90%와 60% 이상 개화 되었지만 $15^{\circ}C$$20^{\circ}C$는 거의 개화되지 않았다. 위 결과로 보아 1년생과 3년생 죽절초를 소형분화로 상품화하기 위한 왜화 온도는 각각 $10^{\circ}C$$5^{\circ}C$가 가장 적정한 것으로 판단된다.

플라워 주얼리의 디자인 트렌드와 표현기법 분석에 관한 연구 (A Study on the Analysis of the Trends and Expression Techniques of Flower Jewelry)

  • 김연희;김미진;윤숙영;최병진
    • 한국화예디자인학연구
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    • 제43호
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    • pp.123-138
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    • 2020
  • 본 연구는 2011~2019년의 9년간 화훼장식 전문 월간지에 나타난 플라워 주얼리 작품을 추출하고, 추출된 플라워 주얼리 작품을 대상으로 표현유형, 표현기법, 사용된 식물재료와 비식물재료의 종류와 수 등을 작품별, 연도별로 분석하여 국내 플라워 주얼리의 트렌드를 알아보고자 실시하였다. 표현유형별로 살펴보면 머리장식의 경우 20.83%, 목걸이의 경우 57.29%, 귀걸이의 경우 5.21%, 리스트의 경우 10.42%, 기타 6.25%로 총 96작품으로 분석되었다(χ2=94.833, p<.001). 표현기법의 사용빈도를 분석한 결과 각 작품당 머리장식, 목걸이, 리스트는 5~6가지의 표현기법, 귀걸이는 2~4가지의 표현기법을 사용하여 제작되었다. 사용된 표현기법은 소재 결합기법 34.43%, 꽃과 잎의 이용기법 30.17%, 시각적 기법 16.63%, 집단화 기법 14.12%, 테크닉 강조기법 4.26%, 기타 0.39%로 나타났다(χ2=455.222, p<.001). 가장 많이 사용된 기법은 프레이밍 기법 16.63%, 노팅기법 16.44% 순으로 나타났다. 플라워 주얼리에 사용된 식물 재료는 절화의 경우 호접란 22.61%, 천일홍 13.48%, 글로리오사 9.57%, 에피덴드럼7.39%, 왁스플라워 6.96%, 골든볼 4.78% 등으로 나타났다(χ2=718.104, p<.001). 절지의 경우 말채나무 70.00%로 가장 많이 사용되었고, 다래덩굴, 노박덩굴, 능수버들이 각각 10.00% 사용되었다(χ2=10.800, p=.013). 절엽의 경우 엽란 24.65%, 아스파라거스 스마일락스 24.62%, 콩란 11.54%, 러브체인 6.15% 등으로 나타났다(χ2=269.385, p<.001). 열매의 경우 청미래덩굴의 열매 44.44%, 하이페리쿰 33.33%, 미국자리공 11.11% 등으로 나타났다(χ2=11.444, p=.022). 플라워 주얼리 제작에 사용된 비식물재료는 2mm 알루미늄와이어 47.34%, 카파와이어 33.73%, 1mm 알루미늄와이어 10.06% 등으로 나타났다(χ2=186.704, p< .001). 와이어 이외에 진주 53.57%, 리본 12.50%, 스팽글과 깃털 4.14% 등의 순으로 나타났다.

뽕나무애바구미의 생태 및 방제에 관한 연구 (Studies on Biology and Control of the Mulberry Small Weevil, Baris deplanata ROELOFS (Coleoptera: Curculionidae))

  • 백현준;백운하
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.65-78
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    • 1976
  • 본 시험은 뽕나무애바구미의 외부형태, 생활사 및 약제방제법을 구명하기 위하여 실시하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1. 성충은 칠흑색, 장정원형이고 주둥이는 길다. 암컷의 체장은 3.30$\pm$0.04mm, 폭 1.47$\pm$0.04mm, 주둥이 길이는 1.25$\pm$0.014mm이고 숫컷의 체장은 3.28% 0.06mm, 체폭 1.40$\pm$0.04mm, 주둥이 길이는 1.30$\pm$0.02mm이었다. 더듬이는 12절의 슬상이다. 숫컷의 복부는 끝이 뽀족하게 튀어 나왔고 암컷은 거의 일직선이다. 2. 난은 유백색의 장타원형이고 길이 0.51$\pm$0.05mm, 폭 0.32$\pm$0.02mm이었다. 3. 유충은 유백색, 원통형이며 두부는 농갈색이다. 다리는 없고 체장 3.88$\pm$0.06mm, 체폭 1.40$\pm$0.02mm이고 각절에는 많은 주름과 잔털이 있다. 4. 용은 장타원형 유백색이며 나용이다. 체장은 3.53$\pm$0.09mm. 체폭 1.40$\pm$0.03mm이었다. 5. 대부분 1년1세대이고 벌채후 남는 가지속에서 성충으로 월동하며 이듬해 4월하순에서 5월초순에 탈출한다. 그러나 일부 암컷은 당년에 탈출산난하며 유충(0.4%)이나 용(0.1%)으로 월동한다. 6. 난은 대부분 벌채후 남은 가지의 전피층에 산난하고 암컷의 평균 산난수는 73.44$\pm$8.74개이고 평균 산난일수는 33.88$\pm$6.04일이었다. 난기간은 11.69$\pm$0.39일, 유충기간은 45.04$\pm$1.63일, 용기간은 11.05$\pm$0.49일이었다. 성충의 잠복기는 약 270일이고 활동기간은 46.7$\pm$5.9일이었다. 7. 유충은 가지의 형성층을 먹고 성충은 동아, 잠복아, 엽병, 신초의 기부를 가해한다. 8. 성충의 발생소장은 춘벌유전에서는 5월초순에, 하벌유전에서는 6일 중순에 두면 peak를 나타냈다. 9. 유충밀도와 가지의 지름과 길이와는 정(+)의 상관을 이루었다. 10. 뽕나무애바구미의 가지당 성충의 분포는 부(-)의 이항분포를 이루였다. 11. 조사된 천적은 유충외부에 기생하는 좀벌이 발견되었고 이 좀벌의 기생률은 11.9%이었다. 12. Phosvel분제, Halir분제, Salithion유제, DDVP유제, Cidial 유제의 성충에 대한 방제효과가 우수하였고 핵충에 대해서는 Satchukoto-S유제, Salithion유제가 비교적 우수한 편이였다.

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꽃게 Portunus trituberculatus (MIERS)의 종묘 생산에 관한 연구 (PROPAGATION OF THE BLUE CRAB, PORTUNUS TRITUBERCULATUS (MIERS))

  • 변충규
    • 한국수산과학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.187-198
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    • 1970
  • 1970년 7월 11일에 꽃게 Portunus trituberculatus (MIERS)의 인공 부화를 실시하여 조이야 유생으로부터 성체형 꽃게 새끼로 된 후 9회 탈피할 패까지의 성장 과정을 조사하였다. 1. 어미 게의 갑폭(C)과 포란수(E)와의 관계는 E=27.9049C-281.8155의 식으로 표시되었고, 체(W)과 포란수 (E)와는 E=0.5682W-116.4606의 관계식으로 표시되었다. 2. 조이야 유생은 수온 $21.4\~25.2^{\circ}C$ 범위에서 5회를 탈피하여 $13\~14$일만에 메갈로파 유생기로 변태하였고, 조이야 유생기의 1회 탈피 기간은 평군 $2\~$일이 소요되었다. 3. 메갈로파 유생의 배갑폭 평균 길이는 1.70mm였고, 배갑 후면에서부터 전두극 끝까지의 길이는 평균 2.78mm였으며 메갈로파 유생기에서 탈피하여 성체형 게로 되는 데까지는 수온 $25.3\~26.9^{\circ}C$범위에서 $5\~6$일이 소요되었다. 4. 최초의 성체형 꽃게 새끼로 변태한 것은 부화 후 18일째였고, 이 때의 평균 갑폭은 4.48mm, 평균 갑장은 2.62mm 였다. 5. 성체형으로 변태한 새끼 꽃게는 $4\~5$일만에 첫회의 탈피를 하였으며, 탈피 후의 평균 갑폭은 6.47mm, 평균 갑장은 4.66mm 였다. 6. 유생 사육은 염분 농도가 높은 실내 수조보다 낮은 야외 탱크가 효과적이었고, 유생 기간의 폐사율은 조이야 1기에서 2기로 탈피할때 가장 높았으며, 새끼 꽃게로 된 후 9회 탈피기까지의 잔존율은 $55\~65\%$였다. 7. 성체형으로 변태한 후 40일간의 경과 일순(D)에 대한 각 수조별 성장식은 다음과 같이 표시되었다. 갑폭(C)은 실내 수조에서 C=1.1250D+1.7227 야외 수조에서 C=1.3465D-0.2449 갑장(L)은 실내 수조에서 L=0.6654D+1.6712 야외 수조에서 L=0.7893D+0.6919 이상과 같이 회귀 직선으로 표시되었고, 체중(W)은 야외 수조에서 $W=1.15e^{0.12423D}$, 실내 수조에서는 새끼 게 변태 후 9일부터 19일까지는 $W=6.759\times10^{-2}D^{1.2598}$이었고, 21일부터 40일 까지에서는 $W=4.136\times10^{-2}D^{1.6024}$ 등 의지수 곡선으로 표시되었다. 8. 성체형으로 변태한 후 9회의 탈피 기간 중 탈피 회수(N)에 따른 갑폭(C)과 갑장(L) 및 체중(W)과의 성장 관계는 $C=5.2e^{0.28119N}$ $L=3.65e^{0.26372N}$ $W= 0.14e^{0.7037N}$ 등의 지수 곡선으로 표시되었다. 9. 성체형으로 변태한 후 9회 탈피까지의 갑장(L)에 대한 갑폭(C)과 체중(W)과의 상대 성장식은 갑장 2.62mm부터 27.17mm(변태 후 40일)까지는 L=1.6864C-1.0387의 회귀 직선으로 표시되었고, 체중은 갑장 7.47mm부터 18.53mm까지(새끼 게 변태 후 23일)는 $W=9.367\times10^{-5}C^{3.5567}$였고, 갑장 22.11mm부터 27.17mm까지(새끼 게 변태 후 40일)는 $W=3.406\times10^{-5}C^{3.8571}$ 등의 지수 곡선으로 표시되었다.

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Sesquiterpenoids Bioconversion Analysis by Wood Rot Fungi

  • Lee, Su-Yeon;Ryu, Sun-Hwa;Choi, In-Gyu;Kim, Myungkil
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2016년도 춘계학술대회 및 임시총회
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    • pp.19-20
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    • 2016
  • Sesquiterpenoids are defined as $C_{15}$ compounds derived from farnesyl pyrophosphate (FPP), and their complex structures are found in the tissue of many diverse plants (Degenhardt et al. 2009). FPP's long chain length and additional double bond enables its conversion to a huge range of mono-, di-, and tri-cyclic structures. A number of cyclic sesquiterpenes with alcohol, aldehyde, and ketone derivatives have key biological and medicinal properties (Fraga 1999). Fungi, such as the wood-rotting Polyporus brumalis, are excellent sources of pharmaceutically interesting natural products such as sesquiterpenoids. In this study, we investigated the biosynthesis of P. brumalis sesquiterpenoids on modified medium. Fungal suspensions of 11 white rot species were inoculated in modified medium containing $C_6H_{12}O_6$, $C_4H_{12}N_2O_6$, $KH_2PO_4$, $MgSO_4$, and $CaCl_2$ for 20 days. Cultivation was stopped by solvent extraction via separation of the mycelium. The metabolites were identified as follows: propionic acid (1), mevalonic acid lactone (2), ${\beta}$-eudesmane (3), and ${\beta}$-eudesmol (4), respectively (Figure 1). The main peaks of ${\beta}$-eudesmane and ${\beta}$-eudesmol, which were indicative of sesquiterpene structures, were consistently detected for 5, 7, 12, and 15 days These results demonstrated the existence of terpene metabolism in the mycelium of P. brumalis. Polyporus spp. are known to generate flavor components such as methyl 2,4-dihydroxy-3,6-dimethyl benzoate; 2-hydroxy-4-methoxy-6-methyl benzoic acid; 3-hydroxy-5-methyl phenol; and 3-methoxy-2,5-dimethyl phenol in submerged cultures (Hoffmann and Esser 1978). Drimanes of sesquiterpenes were reported as metabolites from P. arcularius and shown to exhibit antimicrobial activity against Gram-positive bacteria such as Staphylococcus aureus (Fleck et al. 1996). The main metabolites of P. brumalis, ${\beta}$-Eudesmol and ${\beta}$-eudesmane, were categorized as eudesmane-type sesquiterpene structures. The eudesmane skeleton could be biosynthesized from FPP-derived IPP, and approximately 1,000 structures have been identified in plants as essential oils. The biosynthesis of eudesmol from P. brumalis may thus be an important tool for the production of useful natural compounds as presumed from its identified potent bioactivity in plants. Essential oils comprising eudesmane-type sesquiterpenoids have been previously and extensively researched (Wu et al. 2006). ${\beta}$-Eudesmol is a well-known and important eudesmane alcohol with an anticholinergic effect in the vascular endothelium (Tsuneki et al. 2005). Additionally, recent studies demonstrated that ${\beta}$-eudesmol acts as a channel blocker for nicotinic acetylcholine receptors at the neuromuscular junction, and it can inhibit angiogenesis in vitro and in vivo by blocking the mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway (Seo et al. 2011). Variation of nutrients was conducted to determine an optimum condition for the biosynthesis of sesquiterpenes by P. brumalis. Genes encoding terpene synthases, which are crucial to the terpene synthesis pathway, generally respond to environmental factors such as pH, temperature, and available nutrients (Hoffmeister and Keller 2007, Yu and Keller 2005). Calvo et al. described the effect of major nutrients, carbon and nitrogen, on the synthesis of secondary metabolites (Calvo et al. 2002). P. brumalis did not prefer to synthesize sesquiterpenes under all growth conditions. Results of differences in metabolites observed in P. brumalis grown in PDB and modified medium highlighted the potential effect inorganic sources such as $C_4H_{12}N_2O_6$, $KH_2PO_4$, $MgSO_4$, and $CaCl_2$ on sesquiterpene synthesis. ${\beta}$-eudesmol was apparent during cultivation except for when P. brumalis was grown on $MgSO_4$-free medium. These results demonstrated that $MgSO_4$ can specifically control the biosynthesis of ${\beta}$-eudesmol. Magnesium has been reported as a cofactor that binds to sesquiterpene synthase (Agger et al. 2008). Specifically, the $Mg^{2+}$ ions bind to two conserved metal-binding motifs. These metal ions complex to the substrate pyrophosphate, thereby promoting the ionization of the leaving groups of FPP and resulting in the generation of a highly reactive allylic cation. Effect of magnesium source on the sesquiterpene biosynthesis was also identified via analysis of the concentration of total carbohydrates. Our current study offered further insight that fungal sesquiterpene biosynthesis can be controlled by nutrients. To profile the metabolites of P. brumalis, the cultures were extracted based on the growth curve. Despite metabolites produced during mycelia growth, there was difficulty in detecting significant changes in metabolite production, especially those at low concentrations. These compounds may be of interest in understanding their synthetic mechanisms in P. brumalis. The synthesis of terpene compounds began during the growth phase at day 9. Sesquiterpene synthesis occurred after growth was complete. At day 9, drimenol, farnesol, and mevalonic lactone (or mevalonic acid lactone) were identified. Mevalonic acid lactone is the precursor of the mevalonic pathway, and particularly, it is a precursor for a number of biologically important lipids, including cholesterol hormones (Buckley et al. 2002). Farnesol is the precursor of sesquiterpenoids. Drimenol compounds, bi-cyclic-sesquiterpene alcohols, can be synthesized from trans-trans farnesol via cyclization and rearrangement (Polovinka et al. 1994). They have also been identified in the basidiomycota Lentinus lepideus as secondary metabolites. After 12 days in the growth phase, ${\beta}$-elemene caryophyllene, ${\delta}$-cadiene, and eudesmane were detected with ${\beta}$-eudesmol. The data showed the synthesis of sesquiterpene hydrocarbons with bi-cyclic structures. These compounds can be synthesized from FPP by cyclization. Cyclic terpenoids are synthesized through the formation of a carbon skeleton from linear precursors by terpene cyclase, which is followed by chemical modification by oxidation, reduction, methylation, etc. Sesquiterpene cyclase is a key branch-point enzyme that catalyzes the complex intermolecular cyclization of the linear prenyl diphosphate into cyclic hydrocarbons (Toyomasu et al. 2007). After 20 days in stationary phase, the oxygenated structures eudesmol, elemol, and caryophyllene oxide were detected. Thus, after growth, sesquiterpenes were identified. Per these results, we showed that terpene metabolism in wood-rotting fungi occurs in the stationary phase. We also showed that such metabolism can be controlled by magnesium supplementation in the growth medium. In conclusion, we identified P. brumalis as a wood-rotting fungus that can produce sesquiterpenes. To mechanistically understand eudesmane-type sesquiterpene biosynthesis in P. brumalis, further research into the genes regulating the dynamics of such biosynthesis is warranted.

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