• Journal of Ginseng Research
• /
• 제46권2호
• /
• pp.225-234
• /
• 2022

Background: Ginseng, officially known as Panax ginseng Meyer, has been traditionally used as a medicinal herb, particularly in Asia. Ginseng is propagated from seeds; however, seed germination is challenging, especially in its natural environment on farms. The seeds typically exhibit morphophysiological dormancy and require release from both morphological and physiological dormancy before germination. Although some studies have proposed methods for increasing seed germination rates, the underlying mechanisms of its dormancy release process remain unclear. Here, we investigated metabolic alterations during dehiscence in P. ginseng to determine their potential roles in dormancy release. Methods: We compared the ginseng seed metabolome before and after dehiscence and the ginsenoside and phytosterol compositions of the seeds in both periods in the presence of related enzymes. Results: After seed dehiscence, the sugar, amino acid, and squalene concentrations were significantly altered, phytosterols associated with the stigmasterol biosynthesis pathway were increased, while ginsenoside and brassinosteroid levels were not significantly altered. In addition, squalene epoxidase, cycloartenol synthase, 24-methylenesterol C-methyltransferase, and the stigmasterol biosynthesis pathway were activated. Conclusion: Overall, our findings suggest that morphological activities that facilitate ginseng seed growth are the primary phenomena occurring during the dehiscence process. This study improves the understanding of P. ginseng germination processes and promotes further research of its germination and cultivation.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제32권4호
• /
• pp.430-436
• /
• 2022

Platycosides, Platycodi radix (Platycodon grandiflorus root) saponins, are used as food supplements and exert diverse pharmacological activities. Deglycosylation of saponins enhances their biological efficacy, and deglycosylated platycosides are produced mainly through enzymatic hydrolysis. However, the types of available deglycosylated platycosides remain limited because of a lack of hydrolyzing enzymes that can act on specific glycosides in glycosylated platycosides. In this study, a crude enzyme from Aspergillus tubingensis converted platycoside E (PE) and polygalacin D₃ (PGD3) into deglucose-apiose-xylosylated (deGAX)-platycodin D (PD) and deGAX-polygalacin D (PGD), respectively. The products were identified through LC/MS analysis by specifically hydrolyzing all glucose residues at C-3, and apiose and xylose residues at C-28 of platycoside. The hydrolytic activity of the crude enzyme obtained after the cultivation of the fungus using citrus pectin and corn steep solid as carbon and nitrogen sources, respectively, in culture medium was increased compared with those using other carbon and nitrogen sources. The crude enzyme from A. tubingensis was the most effective in producing deGAX platycoside at pH 5.0 and 60℃. The crude enzyme produced 0.32 mg/ml deGAX-PD and 0.34 mg/ml deGAX-PGD from 1 mg/ml PE and 1 mg/ml PGD3 (at pH 5.0 and 60℃) for 12 and 10 h, with productivities of 32.0 and 42.5 mg/l/h and molar yields of 62.1 and 59.6%, respectively. To the best of our knowledge, this is the first study to produce deGAX platycosides from glycosylated platycosides.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제32권9호
• /
• pp.1178-1185
• /
• 2022

Steroids are a class of compounds with cyclopentane polyhydrophenanthrene as the parent nucleus, and they usually have unique biological and pharmacological activities. Most of the biosynthesis of steroids is completed by a series of enzymatic reactions starting from cholesterol. Synthetic biology can be used to synthesize cholesterol in engineered microorganisms, but the production of cholesterol is too low to further produce other high-value steroids from cholesterol as the raw material and precursor. In this work, combinational strategies were established to increase the production of cholesterol in engineered Saccharomyces cerevisiae RH6829. The basic medium for high cholesterol production was selected by screening 8 kinds of culture media. Single-factor optimization of the carbon and nitrogen sources of the culture medium, and the addition of calcium ions, zinc ions and citric acid, further increased the cholesterol production to 192.53 mg/l. In the 5-L bioreactor, through the establishment of strategies for glucose and citric acid feeding and dissolved oxygen regulation, the cholesterol production was further increased to 339.87 mg/l, which was 734% higher than that in the original medium. This is the highest titer of cholesterol produced by microorganisms currently reported. The fermentation program has also been conducted in a 50-L bioreactor to prove its stability and feasibility.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.27-33
• /
• 2023

웰빙과 건강관리에 대한 관심 증가와 미세먼지로 인한 공기질의 악화, 다양한 토양 및 수질 오염으로 인해 친환경 식재료에 대한 요구가 급증하고 있다. 이와 같은 현상의 해결책으로 아쿠아포닉스가 대두되고 있다. 그러나 최적의 생육 환경을 도출하는 기법이 선행되어야 한다. 본 논문에서는 기존 아쿠아포닉스의 특성을 고려하는 지능형 식물 성장 측정 시스템을 설계하고자 한다. 특히, 지능형 아쿠아포닉스 생산관리 모듈 중 고성능의 처리 자원을 갖지 않는 생산 현장에 적합한 시스템 설계에 주안점을 두고, 균일한 생육환경을 제공하는 경우의 학습 데이터 및 판단 시스템을 위한 모듈 구성 방안을 제안하고자 한다.

• 한국유기농업학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.241-253
• /
• 2022

The negative impact of climate change on the agricultural sector is rapidly increasing, and it is urgent to prepare policies at the government level to mitigate it. In the case of Rwanda's agricultural sector, which lacks the government's budget and farmers' capital, efficient and effective policy implementation is of paramount importance. To this end, rather than establishing related policies in the public sector from the top down, it is necessary to establish a bottom-up customized policy that is reflected in policy establishment by identifying the characteristics and behaviors of farmers who actually participate in adaptation activities. In this study, the effects of farmers' characteristics and farmers' perception status/adaptation status to climate change on the selection of adaptation methods for climate change were analyzed. 357 rice farmers randomly selected from Eastern Rwanda were surveyed to explore the information related to farmers' perception to climate change and adaptation methods as well as basic information of the farm. Research shows that the probability of selecting a variety of adaptation methods rather than not responding to climate change increases the younger the age, the higher the education level, and the easier access to climate information and credit. As a policy proposals, it is judged that public support such as strengthening agricultural technology support services, including more detailed guidance for elderly and low-educated farmers, and improving access to farm loan services by agricultural financial institutions is needed. In addition, it is necessary to adjust the planting time and cultivation method, provide timely information related to climate change, and provide crop variety improvement services to farmers.

• 한국식품영양학회지
• /
• 제35권3호
• /
• pp.213-222
• /
• 2022

Sprouts have various health benefits. Specifically, wheat sprouts are rich in bioactive compounds, such as vitamins and polyphenols. Elicitation induces and enhances secondary metabolite biosynthesis in plants. Therefore, in this study, we investigated the effects of sodium chloride (NaCl) treatments on the growth profile, free amino acid content, and antioxidant activity of germinated wheat (Triticum aestivum). Wheat seeds were germinated at 20℃ for 10 days and treated with 0, 2, 4, 7.5, and 10 mM of NaCl 10 days before harvesting. Treating the soil bed with NaCl increased the nutritional component amounts, such as free amino acids and γ-aminobutyric acid. The chlorophyll a and b concentrations were the highest in the hydroponic system treated with 7.5 mM NaCl. In addition, the polyphenol and flavonoid contents of sprouts treated with 2 and 7.5 mM NaCl were 1.94 and 1.34 times higher than that of the control sprouts (0 mM NaCl, water only), respectively. These results suggest that 2 to 4 mM NaCl treatments improve the nutritional and food quality of wheat sprouts more than water only.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제27권4호
• /
• pp.1-9
• /
• 2022

This study was conducted to supplement new-normal strategies on management plans of rural groundwater resources in the era of Post COVID-19. Global outbreak of COVID-19 has damaged across all areas including public policy, economics, industrial services, and others without exception, which has resulted in establishing new-normal strategies in order to restore balance and functions as for these areas. The new-normal ones were represented as enhancing preventative management on infectious diseases, expanding non face-to-face services, enhancing protective trades and food securities, and preparing growth policies on public services using the 4^th industrial revolution techniques. In this study, G-WASH_AD (Groundwater supply, sanitation, and hygiene with attraction and digitization) was suggested to be new-normal strategies on rural groundwater resources. The G-WASH_AD was consisted of three detailed action plans: a preventative plan on waterborne-diseases of groundwater (PP), a groundwater-tourism plan with rural heritage (GP), and an application plan of the 4^th industrial revolution techniques to groundwater facilities and its data (P4). The PP can contribute to protect human health from waterborne-diseases and minimize hazardous effects on crop cultivation. The GP accompanied with high-quality groundwater resources is able to strengthen rural tourism, to promote marketing activities on local agricultural products, and to increase household incomes of rural communities. The P4 can reinforce fast, comfortable, and scientific management on groundwater facilities and its data, creating a virtuous cycle between innovative management on groundwater and growth of technology related to it. Results of the G-WASH_AD strategies can encourage a green growth engine in field of rural groundwater management keeping up with Post COVID-19.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제43권5호
• /
• pp.705-715
• /
• 2010

기후변화협약과 탄소배출권문제 등 환경에 관한 관심과 규제 등이 국제적 주요 관심 사항이 되고 있는 상황에서 농업생산에 대한 환경영향평가의 필요성이 대두되고 있다. 현재 우리나라는 환경부에서 시행하는 탄소성적표지제도 도입에서 농업분야의 LCI (Life Cycle Invemtory)database 부재를 이유로 1차 농산물을 대상에서 제외하고 있다. 따라서 농산물 탄소성적표지제도 도입을 위한 농업분야 LCI database에 대한 연구와 구축이 시급한 실정이다. 따라서 본 연구는 농업생산체계에 대한 LCA 적용을 위하여 시설상추를 대상으로 LCI 구축과 LICA 수행을 위한 방법론을 고찰하였다. LCA의 방법론은 ISO 14040 규격에 의거하여 연구 목적 및 범위, LCI분석 (전과정 목록분석), LCIA(전과정 영향평가), 해석의 단계로 구성되었다. 연구 목적은 시설 상추재배체계에 대한 LCA 방법론 적용이며, 기능단위는 상추 1 kg 생산으로 하였다. LCI 구축을 위한 영농 투입물과 산출물에 대한 데이터 수집은 농진청의 농축산물소득자료를 중심으로 관련 통계, 문헌자료를 통하여 수집하였다. LCI 구축을 위한 자료 수집결과 상추를 재배할 때 투입되는 물질 중 유기질 비료와 무기질 비료의 시용과, 식물보호제의 투입이 주요배출인자로 분석되었다. 농업활동으로 배출되는 주요 환경부하물질은 비료가 시용된 토양으로부터 대기로 발생되는 $N_2O$와 수계로 배출되는 ${NO_3}^-$, ${PO_4}^-$과 농약잔류물질로부터 발생되는 유기화학물질, 농기계에 쓰이는 화석연료 연소에 의한 대기오염물질 등 이었다. LCIA는 해외의 LCA 방법론과 LCA적용사례를 조사하여 농업분야 LCIA 방법론에 대하여 고찰하였다. LCIA는 분류화, 특성화, 정규화(일반화), 가중화의 4단계로 이루어지며, 이 중 분류화와 특성화는 의무절차이고, 정규화와 가중화는 선택사항이다. 해석단계는 LCI 분석결과와 LCIA 결과에 대하여 검증하고, 결과로부터 도출된 환경적 문제점과 개선안 등을 제시한다. LCA 수행에 사용하는 국내 소프트웨어는 지경부와 환경부에서 개발하여 보급하고 있는 'PASS'와 'TOTAL' 이다. 그러나 국내 프로그램에 적용되고 있는 환경영향평가 모델은 국외에서 개발한 기존모델들이다. 그러므로 보다 정확한 농업분야 LCA 분석이 가능하도록 추후 국내 농업환경에 적합한 영향평가 모델 및 특성화, 일반화, 가중화 계수의 선정 등이 이루어져야 할 것이다.

• 한국조경학회지
• /
• 제40권4호
• /
• pp.62-77
• /
• 2012

본 연구는 조선시대 궁궐 내에 조성된 농경지 조영의 양상과 공간적 특성을 분석하여 유교적 농본 중심의 시대상이 궁궐 안에서 특수한 권농의 공간으로 반영되었음을 구명하고자 하였다. 대상지는 경복궁 후원, 창경궁 후원과 경복궁 신무문 밖 후원이 되며, 문헌조사를 중심으로 수행되었다. 궁궐 후원 농경지는 "농사직설"의 편찬, 친경례와 기곡제의 설행으로 대변되는 조선 통치집단의 권농정책의 연장선상에서 임금이 자신의 거주지인 궁궐 안에 한 해 농사의 풍흉을 가늠할 포지를 조성한 것이며, 국초부터 일제 강점기 직전까지 각 궁궐에서 운영되었다. 조선시대 후원 농경지 4개소에 대한 분석 결과로는 첫째, 세종 때 조성된 경복궁 후원 농경지는 현 향원지 내부에 존재하고 있었으며, 선진농법을 확인하기 위한 시험포지로 조성되었다. 성종이 조영한 창경궁 후원 농경지는 조선 최초의 친경례 직후에 조성되어 적전친경의 맥락으로 이해해 볼 수 있다. 인조는 경덕궁이 임시로 거처했던 시어소임에도 불구하고, 체류의 기간이 장기화되자 정전의 뜰을 파고 농포로 조성하였는데, 조선시대 정치사에서 후원 농경지의 비중이 매우 높았다는 것을 시사한다. 고종이 조성한 경농재 일곽의 농포는 선대의 권농행보를 계승하면서 창경궁 후원 농경지의 공간 구성을 그대로 가져온 특성을 보이고 있다. 둘째, 관수와 수체계, 관경대의 명칭, 입지에 있어서 일정한 공통점이 도출되었는데, 이는 조선시대 농본공간의 보편적 형식으로 판단하였다. 본 연구에서는 후원 농경지 외에 궁궐 내에서 내관들에 의해 관리되던 채전과 국가의 큰 제사에 쓰일 과일을 위한 궁궐 내 과수원의 운영 양상을 고찰하여 조선시대 궁궐 조경이 엄숙함, 질서정연함이나 장식성에만 치중되지 않고, 실생활에 도움이 되는 실용적 생산적 조경공간으로 존재하고 있었음을 밝힐 수 있었다. 또한 궁궐에서 왕실의 주도로 생산적 조경의 다양한 활동이 전개되고 있었고, 임금이 솔선수범하여 선진농법을 시험하였다는 점은 우리의 고유한 궁궐조경의 일면이 되며, 조선의 독자적인 궁궐문화로서 그리고 여타의 유교 국가에는 없었던 유일한 애민농본의 조경으로 보아야 할 것이다.

• 원예과학기술지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.56-64
• /
• 2013

지구 온난화에 따른 최근의 이상기후는 일조량의 부족을 야기하여 농업 피해의 일차적인 요인이 되고 있다. 플라스틱 하우스 재배에서 LED광은 일조량 부족을 보충하기 위해 종종 활용되고 있다. 본 연구는 LED 인공광원을 이용한 폐쇄형 생장실에서 생육 중인 성숙한 딸기 '대왕' 품종 과실의 생장 특성 및 기능성 식물화합물 형성을 조사하는데 목적이 있다. 인공광원으로는 청색 LED광(448nm), 적색 LED광(634nm 및 661nm), 그리고 청색과 적색이 3대 7로 조합된 혼합 LED광을 사용하였으며, 태양광이 없는 폐쇄형 생장상에서 주간 16시간 및 야간 8시간의 광주기와 함께 $200{\pm}1{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$의 광도로 LED광을 처리하였다. 청색과 적색 파장이 혼합된 LED광에서 자란 딸기 과실의 생산량이 다른 LED광 처리보다 높았다. 유리당 중의 하나인 과당은 혼합 LED광에서 증가되었다. 안토시아닌 함량 역시 다른 LED광 처리에 비하여 혼합 LED광에서 현저하게 증가되었다. 총 페놀화합물과 플라보노이드 함량은 LED광 처리별 유의적 차이가 없었다. 반면, 청색 LED광에서 자란 딸기 과실은 다른 LED광처리에 비하여 빨리 익었다. 적색이나 청색의 LED광에서 생육한 과실의 항산화 활성이 혼합 LED광보다 유의적으로 높게 나타났다. 따라서 온실에서의 딸기 생육 시 부족한 태양광의 보충광원으로서 청색과 적색의 혼합 LED광을 사용하면 과실의 생산량과 유리당 함량의 증진에 유용하리라고 판단되며, 식물공장에서 딸기 재배 시 성숙시기의 조절이나 당 함량 및 항산화제 증진과 같은 목적을 실현하기 위해서 LED 파장의 선택적 이용이 필요할 것으로 생각된다.