• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.195-195
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• 2022

Abiotic stress is a major problem in global agriculture as it negatively affects crop growth, yield, and quality. Wheat (Triticum aestivum) is the world's second-highest-producing food resource, so the importance of mitigating damage caused by abiotic stress has been emerging. In this study, we performed GWAS to search for SNPs associated with salt tolerance and drought tolerance. NaCl (200 mM) treatment was performed at the seedling stage using 613 wheat varieties in Korean wheat core collection. Root length, root surface area, root average diameter, and root volume were measured. Drought stress was applied at the seedling stage, and the above phenotypes were measured. GW AS was performed for each phenotype data using the MLM, MLMM, and FarmCPU models. The best salt-tolerant wheat varieties were 'MK2402', 'Gyeongnam Geochang-1985-3698', and 'Milyang 13', showing superior root growth. The significant SNP AX-94704125 (BA00756838) were identified in all models. The genes closely located to the significant SNP were searched within ± 250 kb of the corresponding SNP. A total of 11 genes were identified within the region. NB-ARC involved in the defense response, FKSI involved in cell wall biosynthesis, and putative BP Ml involved in abiotic stress responses were discovered in the 11 genes. The best drought-tolerant wheat varieties were 'PI 534284', 'Moro of Sind', and 'CM92354-33M-0Y-0M-6Y-0B-0BGD', showing superior root growth. This study discovered SNPs associated with salt tolerance in Korean wheat core collection through GWAS. GWAS of drought tolerance is now proceeding, and the GWAS results will be represented on a poster. The SNPs identified by GWAS can be useful for studying molecular mechanisms of salt tolerance and drought tolerance in wheat.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.581-586
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• 2023

As the development of alternative energy is required due to the depletion of fossil fuels, interest in the use of hydrogen energy is increasing. Hydrogen is a promising clean energy source with high energy density and can lead to the application of environmentally friendly technologies. However, due to difficulties in production, storage, and transportation that prevent the application of hydrogen-based eco-friendly technology, research on reforming reactions using dimethyl ether (DME) is being conducted. Unlike other hydrocarbons, DME is attracting attention as a hydrogen carrier because it has excellent storage stability and transportability, and there is no C-C bond in the molecule. The reaction between DME and steam is one of the reforming processes with the highest hydrogen yield in theory at a temperature lower than that of other hydrocarbons. In this study, a hydrogen reforming device using DME was developed and a catalyst prepared by supporting Cu in alumina was put into a reactor to find optimal hydrogen production conditions for supplying hydrogen to fuel cells while changing reaction temperature (300-500℃), pressure (5-10 bar), and steam/carbon ratio (3:1 to 5:1).

• 신재생에너지
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• 제19권4호
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• pp.27-34
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• 2023

In this study, microalgal oil was extracted from Nannochloropsis oceanica cultured in an open raceway pond and converted into biodiesel using a solid acid catalyst. Microalgal oil was extracted from two types of microalgae with and without nitrogen starvation using the KOH-solvent extraction method and the fatty acid content and oil extraction yield from each microalgae were compared. The fatty acid content of N. oceanica was 184.8 mg/g cell under basic conditions, and the oil content increased to 340.1 mg/g under nitrogen starvation conditions. Oil extraction yields were 90.8 and 95.4% in the first extraction, and increased to 97.5 and 98.8% after the second extraction. Microalgal oil extracted by KOH-solvent extraction was yellow in color and had reduced viscosity due to chlorophyll removal. In biodiesel conversion using the catalyst SO₄^2-/HZSM-5, solvent-extracted oil showed a FAME content of 4.8%, while KOH-solvent-extracted oil showed a FAME content of 90.4%. Solid acid catalyst application has been made easier by removal of chlorophyll from microalgal oil. The FAME content increased to 96.6% upon distillation, and the oxidation stability increased to 11.07 h with addition of rapeseed biodiesel and 1,000 ppm butylated hydroxyanisole.

• 응용통계연구
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• 제37권2호
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• pp.157-176
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• 2024

생명현상의 복잡한 시스템에 대한 이해를 위한 융합분석의 중요성이 점점 커지고 있다. 하나의 연구대상을 다양한 관점에서 관찰하여 얻게 되는 여러 데이터의 융합분석은 통해 좀 더 대상에 대한 깊은 이해를 가능하게 한다. 본 연구에서는 그중에서도 특히 하나의 샘플에서 두개의 고차원 데이터가 생성된 경우 다룰 수 있는 분석인 공관성분석과 정준상관분석을 비교하였다. 정준상관분석의 경우 고차원 데이터를 다룰 수 없는 단점이 있기에, 해당 문제를 극복하기 위하여 능형상수를 이용하는 방법(CCA-ridge)과 각 데이터의 공분산행렬을 항등행렬로 가정하여 벌점화 특이값분해를 이용한 방법(CCA-PMD) 두 가지를 고려하였으며 각 방법을 NCI60 세포주 패널에서 얻은 RNA 시퀀싱 데이터와 단백질 시퀀싱 데이터 분석에 적용하였다. 그 결과 정준상관분석의 경우 두 정준변수간의 상관관계에 좀 더 집중하는 반면 공관성분석은 각 데이터의 선형조합간의 상관관계뿐 아니라 각 선형조합의 변동성을 함께 고려함을 확인할 수 있었다. 또한 공관성분석의 경우 여러가지의 가중치행렬을 고려하여 그 결과값을 비교하고 중요 시사점을 도출하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제51권3호
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• pp.257-267
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• 2023

The potential polyhydroxyalkanoates (PHA)-producing bacteria, Bacillus megaterium PP-10, was successfully isolated and studied its feasibility for utilization of pineapple peel waste (PPW) as a cheap carbon substrate. The PPW was pretreated with 1% (v/v) H₂SO₄ under steam sterilization and about 26.4 g/l of total reducing sugar (TRS) in pineapple peel hydrolysate (PPH) was generated and main fermentable sugars were glucose and fructose. A maximum cell growth and PHA concentration of 3.63 ± 0.07 g/l and 1.98 ± 0.09 g/l (about 54.58 ± 2.39%DCW) were received in only 12 h when grown in PPH. Interestingly, PHA productivity and biomass yield (Y_x/s) in PPH was about 4 times and 1.5 times higher than in glucose. To achieve the highest DCW and PHA production, the optimal culture conditions e.g. carbon to nitrogen ratios of 40 mole/mole, incubation temperature at 35℃ and shaking speed of 200 rpm were performed and a maximum DCW up to 4.24 ± 0.04 g/l and PHA concentration of 2.68 ± 0.02 g/l (61% DCW) were obtained. The produced PHA was further examined its monomer composition and found to contain only 3-hydroxybutyrate (3HB). This finding corresponded with the presence of class IV PHA synthase gene. Finally, certain thermal properties of the produced PHA i.e. the melting temperature (T_m) and the glass transition temperature (T_g) were about 176℃ and -4℃, respectively whereas the M_w was about 1.07 KDa ; therefore, the newly isolated B. megaterium PP-10 is a promising bacterial candidate for the efficient conversion of low-cost PPH to PHA.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권3호
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• pp.710-724
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• 2024

Flavobacterium can synthesize xanthophyll, particularly the pigment zeaxanthin, which has significant economic value in nutrition and pharmaceuticals. Recently, the use of carotenoid biosynthesis by bacteria and yeast fermentation technology has shown to be very efficient and offers significant advantages in large-scale production, cost-effectiveness, and safety. In the present study, JSWR-1 strain capable of producing xanthophyll pigment was isolated from a freshwater reservoir in Wanju-gun, Republic of Korea. Based on the morphological, physiological, and molecular characteristics, JSWR-1 classified as belonging to the Flavobacterium species. The bacterium is strictly aerobic, Gram-negative, rod-shaped, and psychrophilic. The completed genome sequence of the strain Flavobacterium sp. JSWR-1 is predicted to be a single circular 3,425,829-bp chromosome with a G+C content of 35.2% and 2,941 protein-coding genes. The optimization of carotenoid production was achieved by small-scale cultivation, resulting in zeaxanthin being identified as the predominant carotenoid pigment. The enhancement of zeaxanthin biosynthesis by applying different light-irradiation, variations in pH and temperature, and adding carbon and nitrogen supplies to the growth medium. A significant increase in intracellular zeaxanthin concentrations was also recorded during fed-batch fermentation achieving a maximum of 16.69 ± 0.71 mg/l, corresponding to a product yield of 4.05 ± 0.15 mg zeaxanthin per gram cell dry weight. Batch and fed-batch culture extracts exhibit significant antioxidant activity. The results demonstrated that the JSWR-1 strain can potentially serve as a source for zeaxanthin biosynthesis.

• 한국농림기상학회지
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• 제2권2호
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• pp.47-61
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• 2000

북한 시ㆍ군별 벼 생육모의결과를 토대로 벼 재배 적합성 여부를 판정하였다. 생육모의에 필요한 시ㆍ군 별 일 기상자료는 지형기후학적 공간내삽기법을 근거로 한 3단계 과정을 통해 생산하였다. 우선 기온의 경우 51개 남북한 표준관측소의 14년간(1981~1994) 월평균값을 관측지점 위도, 해발고도, 해안거리, 경사도, 개방도 등 지리지형변수에 회귀시켜 얻은 통계모형(RMSE=0.4~1.6$^{\circ}C$)을 북한전역에 적용시켜 1 km$\times$1 km수평 격자점 단위로 월별 평균값을 추정하였다. 강수량의 경우 상대적으로 자료가 풍부한 남한의 지형-강수 관계를 도출하여 이를 북한지방에 적용한 윤 (2000)의 방법에 의해 월별 강수량 분포도를 작성하였다. 일사량의 경우 남한 19개 관측소의 14년간(1984~1997) 월 평균 수평면 전천일사량 관측값의 추정식([일사량, MJ m$^{-2}$ day$^{-1}$)=0.344+0.4756[대기외 일사량]+0.0299[남쪽 개방도]-1.307[운량]-0.01[상대습도], 결정계수 0.92, RMS error 0.95)에 의해 북한 지방 27개 지점의 일사량 자료를 복원하였다. 이를 거리역산가중법으로 공간내삽하여 북한전역의 월별 일사량 분포도를 작성하였다. 두 번째 단계에서는 얻어진 1 km$\times$1km 격자점 기후값을 183개 북한 시ㆍ군별로 공간평균값을 취했다. 마지막으로 시ㆍ군 단위 월별 기후값을 이용하여 통계적인 방법 (Pickering et al., 1994)에 의해 30년간의 일별 기상자료를 생성하였다. 북한의 대표적인 벼 품종 생육조사자료를 토대로 CERES-rice 모형의 유전적 모수를 조정하고, 준비된 기상자료를 입력시켜 183개 시ㆍ군별 벼의 생육을 30년치씩 모의하였다. 생육모의결과 중 성숙기와 수량 관련 특성을 점수화 하여 각 시ㆍ군의 벼 재배용 농업기후학적 잠재력을 정량적으로 표현하였다.

• 생명과학회지
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• 제27권10호
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• pp.1137-1144
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• 2017

미세조류 Chlorella vulgaris는 바이오 디젤 생산을 위한 중요한 대체원료 중 하나로 간주되어 왔으나, 이러한 미생물의 산업적 적용은 낮은 바이오 매스와 지질 생산성에 의해 제약을 받아왔다. 따라서 이러한 문제를 극복하기 위해 본 연구는 자외선을 이용한 무작위 돌연변이 유발 기술을 통해 높은 지질 및 바이오 매스 생산성을 가지는 C. vulgaris 균주를 분리하고 그 특성을 규명하였으며, 두 가지 유형의 대량 생산 시스템을 이용하여 바이오 매스 및 지질 함량의 산출량을 비교하였다. 분리된 돌연변이 균주 중, 특히 실험실 조건에서 UBM1-10으로 명명된 돌연변이 균주는 야생형 균주에 비해 약 1.5배 높은 세포 수율 및 지질 함량을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 UBM1-10을 선택하여 TBPR (tubular photobioreactor)과 OPR (open pond type reactor)의 두 가지 유형의 반응기를 사용하여 실외 배양 조건에서 배양하였다. 그 결과 TBPR에서 재배된 돌연변이 균주의 세포 수율은($2.6g\;l^{-1}$) OPR에서 배양된 균주의 세포 수율($0.5g\;l^{-1}$)과 비교하였을 때 약 5배 이상의 높은 세포 수율을 나타내었으며, 대량 배양 후, UBM1-10 및 모 균주의 조 지방 함량 및 조성 등에 대해 추가로 조사를 실시하였다. 그 결과 C. vulagris UBM1-10균주의 지질함량(0.3% w/w)이 모 균주의 지질함량(0.1%)에 비해 약 3배 이상의 조 지방 함량을 보유함을 확인하였다. 따라서 이 연구는 바이오 디젤 생산 자원으로서 C. vulgaris의 경제적 잠재성이 photoreactor type의 선택 및 전략적 돌연변이 분리 기술을 통해 증가 될 수 있음을 보여 주었다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제46권3호
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• pp.335-346
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• 2004

본 연구는 MUN 함량과 관련하는 사양관리적 요인 및 착유우 자체의 생리적요인을 알아보고 또한 이것이 유생산 능력과 어떠한 관계가 있는지 알아보기 위하여 수행하였다. 본 연구에 이용된 자료는 1999년부터 2002년까지 농협중앙회에서 수행한 129,645두로부터 조사된 890,434 기록의 산유능력검정 자료를 이용하였으며 매 검정일 유량, 3.5% 지방보정유량, MUN함량 및 검정일 체세포 지수에 대한 최적통계모형을 적합하여 이들간의 관계를 규명하였다. 분석 결과 여름철에 MUN 함량이 가장 높았다. 이러한 MUN 함량은 유량과 고도의 비선형적인 정의 관계가 있는 것으로 추정되었다. MUN 함량 21${\sim}$24mg/dl에서 산유량이 가장 많았고 MUN 함량이 24mg/dl 이상일 경우에는 유량이 감소하는 경향을 보였다. 또한 MUN 함량은 산치와 상호 관련성이 있는 것으로 조사 되었는데, 산차가 증가할수록 MUN 함량은 증가하였으며 3${\sim}$4산에서 MUN 함량이 많은 것으로 추정되었다. 또한 MUN 함량은 체세포 수와도 밀접한 관계가 있는 것으로 분석되었는데 MUN 함량이 21${\sim}$24mg/dl에서 체세포 지수가 가장 적은 것으로 추정되었으며 MUN 함량과 SCS간에는 부의 상관관계가 있는 것으로 분석되었다. 유지방율 및 유단백율은 각 유기별, 분만년도별, 계절별, 착유일 및 우유내 요질소 함량에 따라 크게 영향을 받는 것으로 조사되었다. 여름철에 MUN이 증가하는 반면 유지방율 및 유단백율이 가장 낮은 것으로 조사되었다. 특히 유단백율은 비유일이 경과됨에 따라 점차 감소하였는데 각 산차별 MUN과 유단백율과의 관계는 모든 산차에서 MUN이 증가함에 따라 유단백율이 감소하였다. 특히 이러한 감소의 크기는 3산차에서 가장 큰 것으로 나타났다. 이는 사료내 에너지와 단백질의 균형적인 공급이 우유내 MUN과 유단백율의 비율에 지대한 영향을 미쳤기 때문인 것으로 사료되었다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제52권4호
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• pp.287-296
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• 2010

본 시험은 발효미역부산물의 수준별 첨가가 Holstein 비유우의 산유량과 유성분, 혈중 호르몬과 대사산물 및 IgG와 IgA의 농도에 미치는 영향을 조사하여 발효미역부산물의 사료적 가치를 평가하기 위하여 실시하였다. 산유량을 보면 시험 60일에서 대조구와 1% FBSW, 2% FBSW가 각각 28.99 kg/d, 31.00 kg/d, 30.39 kg/d로 1% FBSW구에서 대조구에 비하여 2 kg/d의 유량증가를 보였으며, D0에 대한 유량 증가 또한 대조구 -1.84 kg/d에 비하여 1% FBSW는 0.23 kg/d로 유의성 있는 증가를 보였다(P<0.05). 유지방, 유단백, SNF, MUN 등 유성분에서는 처리간에 유사한 결과를 나타냈다. 우유중의 Ca농도는 시험 40일에서 대조구가 13.73 mg/dl, 1% FBSW가 18.02 mg/dl, 16.64 mg/dl로 통계적인 유의차를 나타냈다(p<0.05). 우유 중 total cholesterol은 시험개시와 시험 종료시 대조구와 유사한 결과를 나타냈다. 우유중의 체세포는 시험 60일에서 13.86~15.66만개/ml 범위내(체세포 1등급기준 < 20만개/ml)에 있음이 관찰되어 발효미역부산물 첨가의 효과가 관찰되지 않았다. 혈중 IgG는 시험 종료 시 처리구간 유사하게 나타났으며 IgA의 농도는 대조구, 1% FBSW, 2% FBSW가 각각 181.23, 207.83, 242.39 ${\mu}g$/ml로 발효미역부산물 첨가구에서 대조구에 비해 높게 나타났으나 통계적인 유의차는 없었다. 갑상선호르몬인 T4는 1%, 2% 발효미역부산물 첨가에 의해 뚜렷한 증가를 보였고(p<0.05), 비유촉진 호르몬인 prolactin 역시 통계적 유의성 차이는 없었으나 1% FBSW가 0.76ng/ml로 가장 높게 나타났다. 혈중 대사산물인 glucose는 처리간 유의차는 나타나지 않았으며 NEFA의 경우도 0.30~0.32 mEq/dl로 처리간 동일한 수준으로 나타냈다. BUN의 경우 처리 40일에서 대조구, 1% FBSW, 2% FBSW가 각각 19.22, 17.81, 16.58 mg/dl로 2% FBSW가 유의적으로 낮게 나타났으나, 다른 비유기에는 유의성 있는 차이를 보이지 않았다. 혈중 WBC, RBC, Hb, Hct, T-B, ALP, GOT, GPT 등 항목의 측정결과 시험 20일에서는 각 항목에서 처리별 차이가 나타나지 않았으며 시험 40일의 경우 혈중 GOT가 1% FBSW이 107.71 IU/L로 가장 낮게 나타났고 2% FBSW가 146.71 IU/L, 대조구가 163.57 IU/L로 통계적인 유의차를 나타냈으나(p<0.05), 다른 비유기에는 유의차를 보이지 않았다. 결과를 종합해 볼 때 1% 수준의 발효미역부산물의 첨가는 젖소의 산유량 증가에 효과적이며, 이는 비유관련 호르몬의 발현을 증가시킴으로 기인된 것으로 판단된다. 아울러 우유중 Ca의 함량이 현저히 증가되는 결과를 볼 때 발효미역부산물을 보다 효율적으로 이용한다면 고능력 및 고기능성 젖소사료로의 이용가능성이 높을 것으로 사료된다.