• 한국식물학회:학술대회논문집
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• 한국식물학회 2002년도 춘계학술발표대회:발표눈문요지록
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• pp.62-72
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• 2002

This study has investigated the biosynthesis and function of the heavy metal binding peptides, the phytochelatins, in plants. PCs are synthesised enzymatically from glutathione by the enzyme PC synthase in the presence of heavy metal ions. Using Arabidopsis thaliana as a model organism cadmium-sensitive, phytochelatin-deficient mutants have been isolated and characterised in previous studies. The cadl mutants have wildtype levels of glutathione, are PC deficient and lack PC synthase activity. Thus, the CADl gene has been proposed to encode PC synthase. The CADl gene was isolated by a positional cloning strategy The gene was mapped and a candidate identified. Each of four cadl mutants had a single base pair change in the candidate gene and the cadmium-sensitive, cadl phenotype was complemented by the candidate gene. This demonstrated the CADl gene had been cloned. A homologous gene in the fission yeast, Schizosaccharomyces pombe was identified through database searches. A targeted-deletion mutation of this gene was constructed and the mutant, like cadl mutants of Arabidopsis, was cadmium-sensitive and PC-deficient. A comparison of the redicted amino acid sequences reveals a highly conserved N-terminal region Presumed to be the catalytic domain and a variable C-terminal region containing multiple Cys residues proposed to be involved in activation of the enzyme by metal ions. Similar genes were also identified in animal species. The Arabidopsis CADl/AtPCSl and S. pombe SpbPCS genes were expressed in E. coli and were shown to be sufficient for glutathione-dependent, heavy metal activate PC synthesis in vitro, thus demonstrating these genes encode PC synthase enzymes. Using RT-PCR, AtPCSl expression appeared to be independent of Cd exposure. However, at higher levels of Cd exposure a AtPCSl-CUS reporter gene construct appeared to be more highly expressed. Using the reporter gene construct, AtPCSl was expressed most tissues. Expression appeared to be greater in younger tissues and same higher levels of expression was observed in some regions, including carpels and the base of siliques. AtPCS2 was a functional gene encoding an active PC synthase. However, its Pattern of expression and the phenotype of a mutant (or antisense line) have not been determined. Assuming the gene is functional then it has clearly been maintained through evolution and must provide some selective advantage. This implies that, at least in some cells or tissue, it is likely to be the dominant PC synthase expressed. This remains to be determined

• 대한환경공학회지
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• 제28권7호
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• pp.757-763
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• 2006

본 연구에서는 BTEX로 오염된 저질로부터 순수 분리한 BTEX를 탄소원으로 $NO_3$-N를 전자수용체로 이용하는 미생물의 오염토양에 대한 현장 적용 가능성을 평가하였다. 이와 함께 주입한 순수 분리 미생물과 토착 미생물과의 상호 관계를 관찰하기 위하여 시간 경과에 따른 오염된 토양에서의 미생물 군집 변화도 관찰하였다. 이를 위해 BTEX로 오염 가능성이 적은 지역으로부터 채취한 토양 시료 100 g에 benzene, toluene, ethylbenzene, o-xylene을 각각 일정량 주입한 후, 동정 분리한 Pseudomonas stutzeri strain 15(DQ 202712):Klebsiella sp. strain 20(DQ 202715):Citrobacter sp. strain A(DQ 202713)를 2;1:1의 비율로 주입하여 BTEX 분해 효율과 미생물 군집 변화를 관찰하였다. 실험결과, $NO_3$-N와 BTEX가 모두 존재하는 조건에서 동정 분리한 미생물에 의한 분해 효율이 가장 높게 관찰되었다. 그리고 PCR-DGGE를 통한 미생물 군집 변화 관찰 결과, 토양 내 존재하는 다양한 미생물들의 peak는 대부분 감소된 반면, 주입한 동정분리 미생물 peak는 증가되는 것을 관찰할 수 있었다. 그러나 주입한 미생물 3종 가운데 Pseudomona stutzeri만이 우점화 된 결과가 관찰되었다.

• 한국환경생태학회지
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• 제33권5호
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• pp.596-604
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• 2019

본 연구는 퇴적물이 소모하는 산소량(SOD)과 환경 인자가 서로 미치는 영향을 파악하기 위해 퇴적물 배양실험을 수행하였다. 이를 위해 실험실에서 용출 반응조를 설치하여 20일간 배양하였으며, 퇴적물에 존재하는 물질 중 P 및 Fe와의 관계를 중점적으로 연구하였다. 분석 결과, 수층의 용존 산소는 시간의 경과에 따라 감소하는 경향을 나타냈으며, 퇴적물의 산화환원전위 또한 음의 방향으로 진행되어 혐기적 환원환경이 조성되었다. 퇴적물 산소요구량(SOD)은 배양 초기 0.05mg/g로 측정되었으며, 20일차 0.09mg/g으로 퇴적물이 소모하는 산소량이 증가하는 경향을 관찰하였다. 이는 chl-a의 증가로 퇴적물 표층에 축적된 유기물의 분해에 의한 산소 소모(Biological-SOD), 그리고 환원반응에 의해 생성된 금속 환원물이 재산화 할 경우 소모되는 산소(Chemical-SOD)에 의한 것으로 보인다. 퇴적물에서 추출한 존재형태별 인과 SOD의 상관관계를 살펴보면 Ex-P, Org-P의 경우 양의 상관관계, Fe-P의 경우 음의 상관관계를 나타내었다. 또한, 실험 20일차 퇴적물의 미생물 군집을 분석한 결과 혐기성 철 환원균(FeRB)이 우점종으로 검출되었다. 따라서, 철 산화물과 결합한 인산염이 환원반응에 의해 분리될 경우 인산염은 수중으로 용출되어 일차생산력을 증가시키며, 환원물은 재산화 하여 퇴적물 산소 소모량에 기여하므로 본 연구는 산소 수지의 개선을 위한 기초 자료로 이용될 것으로 기대된다.

• 한국산림과학회지
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• 제100권3호
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• pp.455-465
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• 2011

기후변화에 대응하기 위해 산림의 탄소저장 능력을 정량적으로 이해하기 위한 연구가 국내외적으로 요구되고 있다. 본 연구에서는 지상부바이오매스의 공간적 분포현황을 제공하기 위해 국가산림자원조사 표본점 단위로 계산된 지상부바이오매스를 임상도를 이용하여 공간규모를 확장(upscaling)하는 기법을 개발하고자 한다. 이를 위해 국가산림자원조사 자료를 이용하여 우세/준우세목 수고와 수관 밀도를 설명변수로 하는 지상부바이오매스 회귀모델과 영급을 설명변수로 하는 우세/준우세목 수고 회귀모델을 개발하였다. 그리고 이 회귀모델들과 임상도 속성정보(수종, 수관밀도, 영급)을 결합하여 지상부 바이오매스 공간분포를 추정하였다. 그 결과 단양군 산림의 지상부바이오매스는 6,606,324 ton으로 추정되었고, 표본점 기반 통계에 의한 추정치와 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다. 임상도를 활용하는 본 기법은 손쉽게 대면적에 대한 바이오매스를 추정하는 장점이 있는 반면, 임상도의 주요 속성이 범주형이기 때문에 산림바이오매스 공간 변이의 세밀한 추정에는 한계가 있었다.

• 환경생물
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• 제40권1호
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• pp.54-69
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• 2022

동해 연근해 해역에서 식물플랑크톤 군집의 분포 특성을 파악하기 위해 2018년부터 2020년까지 계절적으로 13개 정점을 대상으로 조사를 실시하였다. 그 결과 동계에는 규조류인 Chaetoceros curvisetus가 최우점종으로 출현하고 있었으며, 동계를 제외한 전 계절에에 미동정 미소편모조류가 우점하는 것으로 나타났다. 식물플랑크톤의 크기별 구성에서도 연간 계절별 평균 범위는 소형 20.6~26.2%, 미소 27.1~35.9%와 초미소 40.8~49.9%를 나타내었다. 성층이 형성되는 시기인 춘계, 하계 및 추계 표층 혼합층 내에서 미소와 초미소식물플랑크톤의 구성비가 높았다. 특히, 하계 표층 수온 상승이 예년에 비해 높아짐에 따라 수괴 안정도는 증가하고 있었으며 이로 인하여 성층이 강화됨에 따라 저층으로부터 표층으로의 영양염 유입이 감소하여 표층 혼합층 내 미소와 초미소식물플랑크톤의 구성비가 77.9%로 가장 높은 특징을 나타내었다. 동해 연근해 해역의 식물플랑크톤 군집의 크기 구조는 상당히 소형화가 진행되었으며, 이로 인하여 복잡한 미세먹이망 구조를 형성하며 상위 소비자 단계로의 총 탄소량 전달을 낮춰 전체적인 생산력은 낮아질 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제46권4호
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• pp.588-595
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• 2013

본 연구에서는 봄철 저수온기 팔당호 수역의 식물플랑크톤을 이용하여 수온과 $CO_2$ 증가가 식물플랑크톤 군집에 미치는 영향을 분석하였다. 2012년 3월 팔당호 경안천하류 광동교 부근의 현장수를 이용하여 수온증가와 $CO_2$ 농도증가를 네 가지 실험군, (1) Control; 저온(현장수온)과 저농도(공기중) $CO_2$ ($6{\pm}2^{\circ}C$, 400 ppm), (2) T1; 저온과 고농도 $CO_2$ ($6{\pm}2^{\circ}C$, 800 ppm), (3) T2; 고온과 저농도 $CO_2$ ($20{\pm}2^{\circ}C$, 400 ppm), (4) T3; 고온과 고농도 $CO_2$ ($20{\pm}2^{\circ}C$, 800 ppm)으로 하여 각각 실험하였다. 가장 높은 조류성장을 보인 실험군은 T1으로 현장 온도조건에 적응한 조류 군집에 $CO_2$를 첨가한 결과이다. 현장수의 주요 우점종은 Cyclotella meneghiniana로 나타났고, 시간이 진행됨에 따라 고온 실험군(T2, T3)에서는 중심돌말류 Cyclotella meneghiniana에서 깃돌말류 Fragilaria capucina var. gracilis로 우점종의 천이가 나타났다. 모든 실험군에서 규조류가 우점하였고, 고온 실험군 T2, T3에서 배양 후반기에 남조류가 출현하였다. 결론적으로, 저수온기 수온증가는 팔당호 식물플랑크톤 군집구조 변화에 영향을 주었으며, $CO_2$ 농도 증가는 식물플랑크톤의 성장을 촉진시켰다. 본 연구의 결과는 기후변화에 따라 담수생태계의 식물플랑크톤의 성장과 군집변화의 잠재성을 보여주었으며, 앞으로 보다 심도 있는 연구의 필요성을 제기하였다.

• 한국해양생명과학회지
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• 제8권1호
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• pp.8-31
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• 2023

북동중국해 대륙붕 표층 퇴적물에서 산출하는 저서성 유공충의 군집 분포와 형성 기작을 파악하기 위하여 32개 정점에서 표층 퇴적물을 채취하고, 입도조성, 저서성 유공충 군집분석, ¹⁴C 연대측정을 실시하였다. 표층 퇴적물은 사질(평균: 52.04%)의 잔류 퇴적물과 니질(평균: 47.92%)의 현생 퇴적물과의 혼합 퇴적상이다. 저서성 유공충은 총 48속 104종(사질 유공충, 석회질 유리상 및 석회질 자기상 유공충)이 분류되었다. 사질 유공충은 양쯔강 앞 해역으로 산출빈도(30%)가 증가하며, 부유성 유공충은 제주 남서해역에서 높은 산출빈도를 보인다. 우점종은 Ammonia ketienziensis, Bolivina robusta, Eggella advena, Eilohedra nipponica, Pseudorotalia gaimardii, Pseudoparrella naraensis 총 6종이다. 이들 중 가장 높은 산출빈도를 보이는 Bolivina robusta와 Pseudorotalia gaimardii의 ¹⁴C 연대측정 결과 각각 2,360±40 B.P., 2,450±40 B.P.로 나타났다. 군집분석 결과, P. gaimardii 군집, B. robusta 군집 및 A. ketienziensis-P. naraensis 군집으로 대별된다. 양쯔강 담수 유입 영향을 받는 양쯔강 앞 해역에는 P. gaimardii 군집, 쿠로시오 해류의 영향을 받는 제주도 남서해역에서 B. robusta 군집 그리고 북서측 황해 중앙부 니질대 해역에 A. ketienziensis-P. naraensis 군집이 분포한다. 이러한 저서성 유공충 군집 조성 및 분포는 약 2.5 ka BP 부터 형성되기 시작하였으며, 홀로세 후기 해수면 상승에 의한 저서 생태계 서식지 환경 변화를 반영하고 있는 것으로 생각된다.

• 환경생물
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• 제40권1호
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• pp.112-123
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• 2022

본 연구는 2014년 동계, 춘계, 하계, 추계 부산 연안 해역에서 식물플랑크톤 군집구조와 그들의 성장에 미치는 환경요인을 파악하기 위해 25개의 정점에서 생물학적 요인과 무생물학적 요인을 조사하였다. 부산 연안 해역에서 식물플랑크톤의 현존량 및 군집조성은 강우에 의한 낙동강 방류수에 크게 의존되는 특성과 더불어, 염분 분포가 생물의 집적에 중요하게 작용하는 것으로 파악됐다. 염분은 영양염 DIN (R²=0.72, p<0.001) 및 DSi (R²=0.78, p<0.001)와 유의한 상관관계를 확인하였으나, DIP (R²=0.037, p>0.05)는 염분과 유의한 관계성은 없었다. 이는 2014년 하계 강우에 의한 연안역으로 담수의 유입은 질소와 규소기원의 영양염 공급을 초래하였고, 식물플랑크톤 중 규조류와 은편모조류의 증식에 중요하게 작용하였다. 계절적으로 식물플랑크톤의 현존량은 하계, 추계, 춘계, 동계 순으로 높게 나타났다. Chl. a 농도에 대한 기여율은 식물플랑크톤의 총 현존량과 높은 양의 상관관계(R²=0.84, p<0.001)를 보였고, 그중에서도 은편모조류(R²=0.76, p<0.001) 및 규조류(R²=0.50, p<0.001)의 기여율이 상대적으로 높게 나타난 것을 파악하였다. 결과적으로 부산 연안 해역은 낙동강 하구와 부산 도심 및 항만기원의 유기물 부하로, 식물플랑크톤의 증식이 빠르게 일어날 수 있는 환경변화를 파악하였다. 특히, 내측과 외측은 영양염 농도뿐만 아니라, 식물플랑크톤의 군집구조 및 현존량의 차이도 크게 나타났고, 이는 계절적으로 상이한 특성을 보였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제4권3호
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• pp.169-179
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• 2017

본 연구는 원주천을 대상으로 안정하도 설계에 따른 하상변동 양상을 분석하여 물리적 교란과 서식적합도 (Habitat suitability, HS)를 정량적으로 평가하였다. 현재의 원주천 대상구간에 대한 안정하도 평가 결과 총 20개 구간 중 17개 구간이 안정하였으며, 3개 구간이 불안정한 것으로 나타났다. 물리적 교란개선 평가 (Physical disturbance improvement evaluation, PDIE) 결과 구간평균 112.17점으로 현재 양호한 교란개선 상태를 나타냈다. 어류의 물리서식처 분석은 원주천의 최우점종인 참갈겨니의 서식적합지수를 이용하였다. 물리서식처 분석 결과 HS는 0.16, 가중가용면적 (Weighted usable area, WUA)은 $347.68m^2$으로 나타났다. 불안정 하도의 안정하도 설계를 위해서 시설물의 개선 도입 철거와 하도를 준설하는 방법을 이용하였으며, 하상변동 양상에 따른 PDIE와 서식적합도의 변화를 분석하였다. 시설물의 개선 도입 철거 시 19개 구간에서 안정하도 설계가 가능하였으며, PDIE는 117.53점, HS는 0.14, WUA는 $313.37m^2$로 나타났다. 하도의 준설 시 20개 전구간에서 안정하도 설계가 가능하였다. PDIE는 116.50점으로 나타났으며, HS는 0.16, WUA는 $332.14m^2$으로 나타났다. 따라서 원주천의 물리적 건전성과 안정성을 제고할 수 있는 하도설계 방안을 도출하였으며, 그에 따른 물리적 교란과 물리서식처의 변화는 영향이 없을 것으로 분석되었다. 아울러 물리적 교란과 물리서식처의 상관 분석을 위해 구간별 유속과 수심 및 여울과 소의 출현 빈도를 분석하였다. 분석 결과 여울과 소의 분석은 물리서식처의 평가 결과와 유사하게 나타남을 확인하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제34권2호
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• pp.77-90
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• 2015

경작지 내부와 구별되는 경작지 주변부는 작물 이외의 식물과 동물에게 생육, 월동 및 은신 등을 위한 중요한 장소이다. 특히, 밭경작지 내에 출현하는 대부분의 식물종은 이러한 밭경작지 주변부에서 주로 생육한다. 따라서 본 연구에서는 농경지 생물다양성 보전에 중요한 역할을 하는 밭경작지 주변부에 생육하는 식물종의 종조성 및 그 특성을 밝히고자 하였다. 식물조사는 전국을 대상으로 2013년 5월과 9월에 8개 지역의 밭경작지 196 필지에 속하는 주변부를 대상으로 수행되었다. 그 결과, 총 73과 219속 311종 1아종 30변종 5품종을 포함하는 347분류군의 식물종이 확인되었고 이 중 48분류군이 목본이었으며 299분류군이 초본식물이었다. 과별로 국화과(17.6%)가 가장 높은 빈도로 출현하였고 다음으로 벼과(15.9%), 마디풀과(5.8%), 콩과(4.9%), 사초과(3.8%) 순이었다. 조사지점에 대한 상대빈도는 바랭이가 89.8%로 가장 높았고 다음으로 깨풀(86.2%), 쑥(82.1%), 닭의장풀(80.6%), 쇠비름(80.6%), 개망초(78.6%), 망초(78.6%) 등의 순이었다. 조사된 8개 지역은 종조성에 의해서 3개의 그룹으로 구분되었다. 전체 347분류군을 대상으로 한 교란지수는 55.0%로 산출되었고 지역별로는 강원지역이 72.5%로 가장 높았다. 생활형 조성은 $Th-R_5-D_4-e$로 나타났다. 이러한 생활형 특성은 건조한 토양수분조건, 빈번한 교란, 산림과 인접한 위치적 요소 등의 환경조건을 반영한 것으로 향후 경작지 주변부의 생태적 기능 및 종조성 변화에 대한 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.