• 한국유기농업학회지
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• 제3권1호
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• pp.11-22
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• 1994

Exposing plant organs to high doses of ionizing irradiation, penetrating into the plant tis-sues and cells, along the track structure of particles, lesions, and sublesions are formed on the molecules and organelles. As a result, disorders in the growth and development as well as chlorophyll-deficiency symptoms occur. The time scale of their reparation, recovery and over compensation during ontogenesis, constitutes a question of high theoretical and practical importanced, with special regard to nuclear fallout. With an aim to model the “ut supra”stated phenomena, the seeds of bean, Echo elit licensed variety, were irradiated by 300 Gy dose of X-ray-irradiation (120 kV:4.5 mA). According to the data obtained, the biosynthesis of photosynthetic pigments, will have been completed by the beginning of flowering. In consequence of the overcompensation of the repairing processes, the organs of plants developed from irradiated seeds, showed a partly differing correlative growth, compared to those of control plants. In order to characterize the vivo response of radiation-injured plants, a new method and approach were used. The changes of the electric capacitance of the plants during their ontogenesis, were continously monitored and recorede via a computer-aided and controlled measurement. In view of the data collected in such a way, the repairing plants may respond more quickly and intensively to the changes of environmental factors.

• 한국초지조사료학회지
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• 제43권3호
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• pp.177-182
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• 2023

Iron (Fe) is a vital element for plants and other organisms, involving in several physiological processes including respiration, chlorophyll biosynthesis, and photosynthesis. Unfortunately, how Fe accumulation regulates in response to light quality has not been well established in plants. Therefore, the aim of the study was to explore the mechanism of Fe homeostasis by light quality. In this study, we found morpho-physiological attributes were significantly improved in response to blue (λmax: 450) compared to white (λmax: 500) and red (λmax: 660) light. The root-shoot length, plant biomass, photosynthesis efficiency (Fv/Fm) and leafgreen (SPAD) significantly declined in response to white and red light. However, these parameters were improved and iron deficiency was substantially alleviated by blue light exposure in alfalfa seedlings. This study might be useful to the forage breeders and farmers for improving alfalfa yield and nutritional benefits.

• 한국잡초학회지
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• 제16권2호
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• pp.160-170
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• 1996

비광요구형 디페닐에테르계 화합물인 TOPE의 제초작용 생리를 알기 위하여 온실에서의 제초특성을 비롯한 식물색소대사, 전자전달계, 단백질 및 핵산대사 등에 미치는 TOPE.의 영향을 조사하였다. 작용발현 속도가 광요구형 디페닐에테르계보다는 늦지만 엽신부의 고사와 동시에 생육저해 및 생장점에서의 분열이상이 관찰되었으며 절취된 오이자엽에 처리될 경우 전해질 누출과 더불어 엽주변부의 심한 분열이상이 초래되었다. 그러나 2,4-D와 같은 오옥신 활성은 아니었다. 저광도에서의 엽록소 형성 저해정도는 관찰되지 않았으며 oxyfluorfen 과는 달리 protoporphyrin IX의 축적도 유기되지 않았으나, 카로티노이드 성분은 모두 비정상적으로 증가되었다. 탈수소효소의 활성 또는 미토콘드리아에서의 호흡활성은 일정농도에 서 증가되는 경향을 보이나 호흡저해제들은 TOPE에 의한 전해질 누출을 경감시키지 못하였다. 한편 광합성 전자전달 저해는 고농도에서만 관찰되었다. 오이의 전해질 누출과 분열이상을 지표로 한 TOPE와의 상호작용 실험에서 전해질 누출에 대하여 cycloheximide는 상승적으로, chloramphenicol, actinomycin-D, hydroxyurea는 길항적으로 작용하였고, cycloheximide, actinomycin-D, hydroxyurea 등은 자엽의 이상분열을 경감시켰다. 이는 TOPE가 핵산대사에 관여됨을 시사해 주는 것으로써 오이자엽 및 벼 근에 TOPE를 처리했을 때 RNA 및 단백질보다 DNA의 증가가 보다 빠른 시기에 일어났다. 따라서 TOPE가 처리되면 비정상적인 핵산대사 촉진으로 인해 제반 생리작용이 교란되고 이어 엽신부의 고사와 분열이상 등의 제초활성이 발현되는 것으로 생각된다.

• 한국잡초학회지
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• 제31권3호
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• pp.240-249
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• 2011

식물 유래 naphthoquinone계 juglone의 신규 제초제 작용점 KAPAS에 대한 in vitro 및 in vivo에서의 활성 평가를 통해 천연물 유래 제초제로서의 가능을 검토하였다. Juglone은 농도의존적인 반응으로 KAPAS를 효과적으로 저해하였으며, 50% 저해농도는 $9.5{\mu}M$이었다. 바랭이(Digitaria sanquinalis)에 대한 경엽처리에서 juglone 125, 250, 500 및 $1000{\mu}g\;mL^{-1}$ 농도에서의 활성정도는 각각 70, 95, 100 및 100%이었다. 또한, 8종의 화본과 및 광엽잡초에 대한 juglone 2,000 및 $1000{\mu}g\;mL^{-1}$ 농도에서의 살초력은 완전하였으며(100%), $500{\mu}g\;mL^{-1}$에서도 90~100%이었다. Juglone을 처리했을 때 나타나는 주요 증상은 고사(desiccation) 또는화염상(burndown)이었다. Juglone 처리에 의한 전해물질 누출은 광조건에 관계없이 농도의존적으로 일어났으나, 엽록소 함량 감소 정도는 광조건에서도 경미한 수준이었으며, 암 조건에서는 전혀 일어나지 않았다. Juglone에 의해 억제되었던 애기장대 종자의 발아율은 biotin 공급에 의해 뚜렷하게 회복되었다. 이상의 실험에 결과에 의하면 천연 naphthoquinone계 juglone은 신규 제초제 작용점 KAPAS를 효과적으로 저해하는 친환경적인 천연물 유래 제초제로서의 가능성을 확인하였다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2010년도 정기총회 및 추계학술발표회
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• pp.14-14
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• 2010

Vitamin C (ascorbic acid) is an essential component for collagen biosynthesis and also for the proper functioning of the cardiovascular system in humans. Unlike most of the animals, humans lack the ability to synthesize ascorbic acid on their own due to a mutation in the gene encoding the last enzyme of ascorbate biosynthesis. As a result, vitamin C must be obtained from dietary sources like plants. In this study, we have developed two different kinds of transgenic potato plants (Solanumtuberosum L. cv. Taedong Valley) overexpressing strawberry GalUR and mouse GLoase gene under the control of CaMV 35S promoter with increased ascorbic acid levels. Integration of the these genes in the plant genome was confirmed by PCR and Southern blotting. Ascorbic acid(AsA) levels in transgenic tubers were determined by high-performance liquid chromatography(HPLC). The over-expression of these genes resulted in 2-4 folds increase in AsA intransgenic potato and the levels of AsA were positively correlated with increased geneactivity. The transgenic lines with enhanced vitamin C content showed enhanced tolerance to abiotic stresses induced by methyl viologen(MV), NaCl or mannitol as compared to untransformed control plants. The leaf disc senescence assay showed better tolerance in transgenic lines by retaining higher chlorophyll as compared to the untransformed control plants. Present study demonstrated that the over-expression of these gene enhanced the level of AsA in potato tubers and these transgenics performed better under different abiotic stresses as compared to untransformed control. We have also investigated the mechanism of the abiotic stress tolerance upon enhancing the level of the ascorbate in transgenic potato. The transgenic potato plants overexpressing GalUR gene with enhanced accumulation of ascorbate were investigated to analyze the antioxidants activity of enzymes involved in the ascorbate-glutathione cycle and their tolerance mechanism against different abiotic stresses under invitro conditions. Transformed potato tubers subjected to various abiotic stresses induced by methyl viologen, sodium chloride and zinc chloride showed significant increase in the activities of superoxide dismutase(SOD, EC 1.15.1.1), catalase, enzymes of ascorbate-glutathione cycle enzymes such as ascorbate peroxidase(APX, EC 1.11.1.11), dehydroascorbate reductase(DHAR, EC 1.8.5.1), and glutathione reductase(GR, EC 1.8.1.7) as well as the levels of ascorbate, GSH and proline when compared to the untransformed tubers. The increased enzyme activities correlated with their mRNA transcript accumulation in the stressed transgenic tubers. Pronounced differences in redox status were also observed in stressed transgenic potato tubers that showed more tolerance to abiotic stresses when compared to untransformed tubers. From the present study, it is evident that improved to lerance against abiotic stresses in transgenic tubers is due to the increased activity of enzymes involved in the antioxidant system together with enhanced ascorbate accumulated in transformed tubers when compared to untransformed tubers. At moment we also investigating the role of enhanced reduced glutathione level for the maintenance of the methylglyoxal level as it is evident that methylglyoxal is a potent cytotoxic compound produced under the abiotic stress and the maintenance of the methylglyoxal level is important to survive the plant under stress conditions.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권9호
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• pp.893-902
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• 2011

Endophytic fungi are little known for their role in gibberellins (GAs) synthesis and abiotic stress resistance in crop plants. We isolated 10 endophytes from the roots of field-grown soybean and screened their culture filtrates (CF) on the GAs biosynthesis mutant rice line - Waito-C. CF bioassay showed that endophyte GMH-1B significantly promoted the growth of Waito-C compared with controls. GMH-1B was identified as Penicillium minioluteum LHL09 on the basis of ITS regions rDNA sequence homology and phylogenetic analyses. GC/MS-SIM analysis of CF of P. minioluteum revealed the presence of bioactive $GA_4$ and $GA_7$. In endophyte-soybean plant interaction, P. minioluteum association significantly promoted growth characteristics (shoot length, shoot fresh and dry biomasses, chlorophyll content, and leaf area) and nitrogen assimilation, with and without sodium chloride (NaCl)-induced salinity (70 and 140 mM) stress, as compared with control. Field-emission scanning electron microcopy showed active colonization of endophyte with host plants before and after stress treatments. In response to salinity stress, low endogenous abscisic acid and high salicylic acid accumulation in endophyte-associated plants elucidated the stress mitigation by P. minioluteum. The endophytic fungal symbiosis of P. minioluteum also increased the daidzein and genistein contents in the soybean as compared with control plants, under salt stress. Thus, P. minioluteum ameliorated the adverse effects of abiotic salinity stress and rescued soybean plant growth by influencing biosynthesis of the plant's hormones and flavonoids.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제32권2호
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• pp.97-103
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• 2005

Superoxide dismutase와 ascorbate peroxidase가 동시에 과대발현된 담배(CA)를 가지고 여러 제초제들에 대한 항산화 반응을 조사하였다. 온실조건 실험에서, CA 담배는 PSI 저해제로 알려진 paraquat처리에 대해서 내성이 인정되었고 그 정도는 40% 내외였다. PS II 저해제 (bromoxynil, diuron, bromacil), 엽록소 생합성 저해제 (oxyfluorfen), 카로티노이드 생합성 저해제 (fluridone)와 EPSP synthase 저해제 (glyphosate) 처리에서는 CA와 wild type간의 반응차이가 관찰되지 않았다. Paraquat와 diuron을 이용한 약광 조건의 실험에서도 온실조건의 실험결과와 유사한 정도로 paraquat처리에 대해서만 내성을 나타내었다. 온실조건에서의 엽위별 반응의 경우, 6 - 9 엽기 식물체에 paraquat를 처리하였을 때, 약제처리 당시 위로부터 3 - 4번째 전개되고 있었던 잎이 상대적으로 내성 정도가 높게 나타났다. 한편 paraquat 처리 시에 여러 농도의 ascorbic acid를 혼합할 경우, CA와 wild type 모두에서 비슷한 정도로 paraquat 활성을 경감시켰다. 결론적으로, CuZnSOD/APX의 과대발현은 photosystem I 에서 발생되는 산화스트레스에 대해서만 주로 작용하며, 다른 제초제들에 의해 발생되는 산화적 스트레스에 대해서는 소거 능력이 부족한 것으로 판단되었다.

• 농약과학회지
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• 제8권2호
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• pp.79-87
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• 2004

신규 제초제 후보화합물 3-Chloro-2-[4-chloro-2-fluoro-5-(5-methyl-3-phenyl-4,5-dihyoisoxazol-5-ylmethoxy)-phenyl]-4,5,6,7-tetrahydro-2H-indazole(EK-5439)의 1년생 잡초방제효과와 요인별 벼에 대한 안전성을 조사하였다. EK-5439는 처리량 $16\sim63$ g ai/ha에서 피, 물달개비, 밭뚝외풀, 마디꽃, 알방동사니, 여뀌바늘 등 1년생 잡초에 대하여 우수한 제초활성을 가지고 있었다. 또한 2엽기 이상의 이앙 벼에 대해서는 EK-5439를 2,000 g ai/ha로 처리하여도 약해를 발생하지 않았다. EK-5439의 최적 처리 시기는 써레질 후 5일 이내로 판단되었고, 국내의 벼 품종(대진, 대안, 서진, 오대, 동진, 낙동, 화성, 추청, 일품, 서안, 화명, 오봉, 다산, 안다, 향미II, 태백)에 대해서 1,000 g ai/ha까지는 안전한 것으로 나타났다. EK-5439의 PPO 저해활성은 oxadiargyl의 PPO 저해활성과 농도 의존적으로 일치하였다. 결과적으로 EK-5439에 의한 살초작용은 발아 후 유아부가 제초제 처리 층을 통과하면서 접촉되어 PPO 저해에 의한chlorophyll 생합성이 억제되어 고사되는 것으로 설명할 수 있다.

• 한국잡초학회지
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• 제16권4호
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• pp.337-345
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• 1996

Oxyfluorfen에 내성 및 감수성 벼 품종들을 oxyfluorfen과 작용기작이 유사한 수종의 제초제에 대한 protox 활성, PPIX 축적 및 항산화효소 활성을 조사하였다. l. Oxyfluorfen에 내성(耐性) 벼품종(品種)들은 acifluorfen, bifenox 및 oxadiazon 처리에서도 감수성(感受性) 벼품종(品種)들보다 생체중 감소가 적었다. 2. Protox 활성(活性) 저해(沮害)는 acifluorfen > oxyfluorfen > bifenox > oxadiazon 순이었고, PPIX 축적(蓄積)은 oxadiazon > acifluorfen > oxyfluorfen > bifenox 순이다. 약제(藥劑)에 의한 protox 활성(活性) 저해(沮害)와 PPIX 축적(蓄積)은 내성(耐性) 벼품종(品種)보다는 감수성(感受性) 벼품종(品種)에서 컸다. 3. Tetrapyrrole 생합성(生合性) 억제제(抑制劑)인 GC 처리에 따른 chlorophyll 함량의 감소 억제효과는 oxyfluorfen > acifluorfen > bifenox > oxadiazon 순이었고, 감수성(感受性) 벼품종(品種)보다는 내성(耐性) 벼품종(品種에서 컸다. 4. DPE계 와 oxadiazon 처리시 MDAR, POX 및 GR 활성(活性)은 내성(耐性) 벼품종(品種)이 감수성(感受性) 벼품종(品種)보다 높았으며, POX 동위요소(同位酵素)는 각 공시약제에서 내성(耐性) 벼품종(品種)은 main D, E band 활성(活性)이 증가하였으나 감수성(感受性) 벼품종(品種)은 변화가 없었다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제19권3호
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• pp.281-290
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• 1999

토양 미생물 A. tumefaciens로부터 cytokinin 합성효소 (ipt) 유전자를 분리하여 형질전환 식물을 작성하였다. 도입된 ipt 유전자는 모든 조직에서 발현되었으며, 잎에서의 발현량이 서로 다른 3개의 형질전환 식물체를 선발하였다. 선발한 식물체는 도입유전자의 고정을 위하여 2회 자가수정을 거쳐 homozygous 식물체를 작성한 후 해석하였다. 형질전환 식물체는 노화가 지연되어 녹엽을 유지하였으며, 측아로부터 측지가 분얼하여 그 수가 증가하였을 뿐만아니라, 각 마디에서 복수의 본엽이 생성되었다. 식물체의 노화가 가장 많이 진행된 잎에서의 chlorophyll 함량은 형질전환 식물체에서 1.5~4배 정도로 wild-type에 비하여 월등히 높았다. 이러한 결과는 축적된 cytokinin이 식물의 노화를 지연시킬 뿐만 아니라, 분얼 및 잎수를 증가시켜 식물의 수량을 증가시켰음을 나타낸다.