• 제목/요약/키워드: enhanced plant growth

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CAX 1 형질전환체 벼의 In Vivo에서 주요특성 분석 (Major character analysis of CAX 1 (cation exchanger 1) transgenic rice plants in In Vivo)

  • 김경민
    • 한국작물학회지
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    • 제54권4호
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    • pp.375-383
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    • 2009
  • CAX1 유전자가 도입된 형질전환 벼는 T3 세대까지 34계통을 모식물인 일품벼와 공시하였고, 그 외 종자 내 칼슘함량 조사를 비롯한 5가지 실험에서 이전에 실시한 Southern 분석 결과 CAX1 prove의 band 양상이 뚜렷이 나타난 7계 통(T-14, T-15, T-17, T-18, T-19, T-20, T-24)을 $T_4{\sim}T_6$ 계통에서 공시하였다. 앞으로 $T_7$ 세대에 대한 특성조사를 거쳐 $Ca^{2+}$함량이 안정적으로 높게 유지되는 계통을 선발하여 세대육성하면 칼슘과 관련된 유전자의 내재해성 작물의 기초자료 이용뿐만 아니라 농산물의 품질 고급화 및 안정성 향상 그리고 병충해에 의한 농작물 피해를 줄일 수 있는 효과를 가져 오고자 수행한 결과는 다음과 같다. $T_4$ 세대에서 형질이 안정적으로 발현되면서 모품종과 유사하고 농업적 형질이 우수한 5 계통을 선발하여 $T_6$세대까지 농업적인 생육 안정성(수장, 수수, 간장)은 15, 17, 18, 24 계통들은 출수기가 모품종인 일품벼와 비슷한 경향이었고 14, 19, 20계통들은 일품벼보다 6~11일까지 늦어지는 경향이었다. 형질전환체 7 계통의 간장을 조사한 결과 14 계통을 제외하고는 대부분 모품종인 일품벼와 유사하게 나타났다. CAX1 형질전환체인 $T_5{\sim}T_6$세대에서 병저항성은 일품 모품종보다 벼도열병(blast)과 벼잎집무늬마름병(sheath blight)의 방제가가 낮게 나왔으며, 벼도열병은 2 년간 모두 모품종에 대비해 T-14, 17, 18, 19, 20은 방제가가 높게 나타나 병저항성이 있는 것으로 나타났다. 그러나 벼잎집무늬마름병은 T-14, 19, 20, 24 계통이 방제가가 높게 나타났으며, 벼도열병과 벼잎집무늬마름병 모두 방제가가 높은 계통은 T-14, 19, 20 으로 조사되었다. 저온처리 된 벼의 초장 조사에서 각각 온실과 $17^{\circ}C$의 두 조건에 있어서 온실에서의 초장 조사와 생존 개체수를 대비해 볼 때 일품벼와 형질전환체 모두 정상적인 발육상태를 보였으나, 저온조건에서 초장 조사는 일품벼에 비해 $T_6$-19을 제외한 형질전환 계통들이 양호하였으며 $T_6$-18, 24 계통은 내한성 품종인 상주벼와 유사하거나 조금 차이가 났다. 종자내의 캄슘함량을 분석하기 위하여 $T_3{\sim}T_7$ 종자를 이용하여 얻어진 결과는 $T_3$ 종자에서 452.2~1,376.2%로 칼슘함량이 증가되었고 분자 marker에 의해 선발하여 된 T7종자까지 분석한바 13.4~68.0%로 나타남을 확인할 수 있었다.

EMS 유도 내염성 증진 사료용 옥수수 돌연변이체 선발 및 특성 분석 (Development and Characterization of EMS-induced Mutants with Enhanced Salt Tolerance in Silage Maize)

  • 조철오;김경화;서미숙;최만수;전재범;진민아;김둘이
    • 한국작물학회지
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    • 제65권4호
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    • pp.406-415
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    • 2020
  • 본 연구는 간척지 내 재배 가능한 내염성 사료용 옥수수를 선발하기 위해 EMS를 이용하여 돌연변이 집단을 구축하고 기내 선발 방법을 통해 내염성 증진 계통을 선발하였고, 연구결과는 다음과 같다. 1. 사료용 옥수수 모본인 KS140에 다양한 조건으로 EMS를 처리하여 발아율 및 식물의 생육 상태를 조사하였고, 발아율에는 영향을 미치지 않으면서 생육에 큰 영향을 주지않는 0.5% EMS를 돌연변이 유도 적정 농도로 선정하였다. 2. 기내 선발 방법을 통해 선발된 내염성 증진 계통 140ES91 계통을 이용하여 0.5% 염분 스트레스 처리 후 표현형을 조사한 결과, 대조군인 KS140 대비 식물의 초장 및 근장의 생육이 양호하였으며, 높은 proline 함량과 기공전도도를 보였다. 따라서 염분 스트레스 시 높은 proline 함량과 기공전도도가 140ES91 계통의 증가된 내염성과 관련이 있을 것으로 판단된다. 3. 내염성 증진 140ES91 계통의 유전변이 분석을 통해 유전자 기능에 영향을 미칠 수 있는 아미노산 변이를 유발하는 39개의 변이 유전자를 확인하였고, 변이 유전자와 내염성의 관계를 증명하기 위한 유전자 기능 분석이 요구된다. 4. 기 보고된 내염성 관련 유전자들의 발현 양상을 조사한 결과 ABP9과 CIPK31 유전자는 대조군 대비 염분 스트레스 처리 전후 140ES91 계통에서 높은 발현율을 보였으며, CIPK21 유전자는 염분 스트레스 처리 후 대조군에는 발현이 감소하나 140ES91 계통에서는 발현이 유지됨을 확인하였다. 따라서 140ES91 계통에서 보이는 내염성 관련 유전자들의 높은 발현율이 140ES91 계통의 내염성에 관여할 것으로 판단된다. 5. 이상의 결과 기내 선발 방법을 통해 선발한 내염성 증진 계통은 간척지와 같은 염류집적 토양에서 작물의 안정적인 재배와 생산이 가능한 내염성 증진 품종 개발의 육종소재로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

Echinacea 추출물이 단구와 단구유래 수지상세포의 유전자발현에 미치는 효과 (The Effects of Echinacea Extract on the Gene Expression of Monocytes and Monocyte-derived Dendritic Cells)

  • 박준은;김성환;최강덕;함대현;서종진
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제48권7호
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    • pp.779-788
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    • 2005
  • 목 적 : Echinacea는 면역증강제로 이미 사용되고 있는 재래 식물로서 최근에 Echinacea의 추출물로 단구를 중심으로 면역세포들에 의한 면역증강효과에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구는 단구와 수지상세포에서 Echinacea에 의해 유전자의 발현이 증가되는 면역관련 유전자들을 cDNA microarray chip을 사용하여 선별하고 이들을 토대로 Echinacea의 면역증강 효과에 대한 연구를 할 때 기초 자료가 되고자 하였다. 방 법 : 실험 1과 2는 3명의 공여자의 말초혈 단구로 실험하였는데 실험 1은 단구에 최종 농도가 $50{\mu}g/mL$ 되게 Echinacea를 첨가하여 1일간 배양하였고, 실험 2는 실험 1의 대조군으로서 Echinacea를 첨가하지 않고 배양하였다. 실험 3과 4는 2명의 공여자의 단구로 실험하였는데 실험 3은 GM-CSF와 IL-4를 첨가하여 5일간 배양시켜 수지상세포로 분화시킨 뒤 Echinacea를 첨가하여 1일간 더 배양시켰고, 실험 4는 실험 3의 대조군으로서 수지상세포로 분화시킨 뒤 Echinacea를 첨가하지 않고 1 일간 더 배양하였다. Echinacea에 의한 단구와 수지상세포의 유전자발현 효과를 알아보기 위해서 cDNA microarray chip을 이용하여 대조군에 대한 실험군의 각 유전자의 발현비를 구하였다. Echinacea를 첨가하지 않은 단구(실험 2의 단구)에 대한 Echinacea를 첨가한 단구(실험 1의 단구)의 각 유전자들의 발현 비를 구하였고, Echinacea를 첨가하지 않은 수지상세포(실험 4의 수지상세포)에 대한 Echinacea를 첨가한 수지상세포(실험 3의 수지상세포)의 각 유전자들의 발현비를 구하였다. 여기서 실험 1과 2에서는 세 공여자의 단구에서 나온 유전자 발현비의 결과를, 실험 3과 4에서는 두 공여자의 수지상세포에서 나온 유전자 발현비의 결과를 평균하여 그 발현비가 2.5 이상 되는 것을 의미있게 발현된 유전자로 보았다. 결 과 : Echinacea를 첨가하지 않은 단구를 대조군으로 하여 Echinacea를 첨가한 단구의 유전자 발현비가 2.5 이상으로 증가한 것들 중 면역과 관계된 유전자들은 17개였다. Echinacea를 첨가하지 않은 수지상세포를 대조군으로 하여 Echinacea를 첨가한 수지상세포의 유전자 발현비가 2.5 이상으로 증가한 것들 중 면역과 관계된 유전자들은 24개였고, 실험에 사용한 수지상세포들은 모두 미성숙 수지상세포의 특징적인 표면항원들을 가지고 있음을 유세포 분석으로 확인하였다. Echinacea가 단구와 수지상세포 둘 다에서 의미있게 유전자발현비가 증가된 것들이 7개 있었는데, 이들은 CD44, IFI 30, MRC 1, CCR 7, CLK 2, syntenin, cytochrome C oxidase subunit VIII 등의 유전자들이었다. 특히 발현비가 3.5 이상으로 높은 유전자들을 그 발현비 순으로 나열하면 단구에서는 IFI 30, CLK 2, syntenin, superoxide dismutase 2 등 4개의 유전자들이 있었고, 수지상세포에서는 somatomedin A, methyl-CpG binding domain protein 3, IFI 30, small inducible cytokine subfamily A(Cys-Cys), member 22, ubiquitin-conjugating enzyme E2L 6, hexosaminidase B, nuclear factor of kappa light polypeptide gene enhancer in B-cells inhibitor epsilon, CCR 7 등 8개의 유전자들이 있었다. 결 론 : 본 연구는 Echinacea가 $CD14^+$ 단구 및 수지상세포에서 발현을 증가시키는 면역관련 유전자들을 cDNA microarray chip을 이용하여 검색하였고, 향후 이 유전자들을 기초로 정량적이고 기능적으로 분석할 수 있는 토대를 마련하였다.

조류배양을 통한 이산화탄소 및 암모니아의 동시처리 (Simultaneous Treatment of Carbon Dioxide and Ammonia by Microalgal Culture)

  • 윤영상;박종문
    • KSBB Journal
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    • 제14권3호
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    • pp.328-336
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    • 1999
  • 본 연구에서는 제철소에서 배출되는 산업폐수를 이용하여 미세조류를 성공적으로 배양하였으며 이에 대한 모델링 연구를 통해 이산화탄소의 고정화 및 암모니아의 제거효율에 미치는 환경인자에 대하여 살펴보고 실제 옥외배양에서의 성능을 평가하고자 하였다. Bottle에서의 배양을 통해 산업폐수에서 미세조류가 성장하면서 암모니아를 완전히 제거할 수 있음을 확인하였다. 또한 이때 타양미생물의 성장은 미세조류의 성장에 비해 미미하였으므로 건조중량으로부터 고정화된 이산화탄소를 계산할 수 있었다. Raceway pond의 회분식운전 결과로부터 조류성장에 대한 모델을 구축하고 관계되는 parameter를 결정할 수 있었으며 이로부터 실제 옥외에서의 빛의 세기에서 고정화된 이산화탄소의 누적량 및 암모니아의 제거를 계산할 수 있었다. 그 결과 60 klux이상의 빛에서는 암모니아가 완전히 제거될 수 있다는 결과를 얻었으며 빛의 세기가 증가할 수록 성능이 향상되지만 빛에너지에 대한 효율은 감소하는 경향을 발견하였다. Raceway pond의 실제 옥외운전을 모사하기 위한 반연속식 배양실험에서는 dilution rate이 증가할 때 이산화탄소의 고정화율 및 암모니아의 제거율이 증가하나 암모니의 제거효율은 감소하는 경향을 얻었다. 또한 raceway pond의 옥외배양시 빛의 세기 및 폐수의 깊이, dilution rate에 따른 성능변화를 모델로 이용하여 계산하였는데 결과적으로 하루에 12시간동안 100klux의 태양빛이 공급되는 조건에서 raceway pond를 운전할 때 최적의 dilution rate은 0.425$day^{-1}$이며 이러한 조건에서 24.7 g$m^{2}day^{-1}$의 속도로 이산화탄소를 고정할 수 있는 것으로 평가되었다. 또한 이러한 조건에서 암모니아는 0.52 g $NH_3-Nm^{-2}day^{-1}$의 속도로 제거될 수 있으며 배출수증의 암모니아농도는 폐수의 깊이에 따라 크게 변화하는 것으로 나타났다.

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제초제(除草劑) Pretilachlor와 해독제(害毒劑) Fenclorim의 수도(水稻)에 대한 생리적(生理的) 상호작용(相互作用) (Physiological Interactions Between the Herbicide Pretilachlor and the Safener Fenclorim on Rice)

  • 한성수;크리톤 하치오스
    • 한국잡초학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.328-337
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    • 1990
  • 벼의 생육(生育)과 생리적(生理的) 상호작용(相互作用)에 끼치는 chloroacetanilide계(系) 제초제(除草劑) pretilachlor와 해독제(解毒劑) fenclorim의 단독(單獨) 또는 조합처리(組合處理)의 영향(影響)을 온실(溫室)과 실내조건하(室內條件下)에서 검토(檢討)하였다. Fenclorim 50-300g a.i./ha과 pretilachlor 150-900g a.i./ha을 벼 담수직파후(湛水直播後) 3일후(後)에 조합처리(組合處理)하여 생육(生育)시킨 결과(結果) fenclorim은 15일후(日後) jpretilachlor의 벼에 대한 약해(藥害)에 저항적(抵抗的)으로 작용(作用)하였고, fenclorim 150g ai/ha 이상(以上)을 처리(處理)하였을 때 fenclorim은 1시간(時間) 동안 측정(測定)된 수도(水稻) 엽육(葉肉) 원형질체(原形質體)의 $^{14}C$pretilachlor의 흡수(吸收)를 증대(增大)시켰고, pretilachlor 흡수(吸收)의 해독제(解毒劑) 유기(誘起) 자극(刺戟)은 fenclorim 10, 20 및 40 uM에서 명백(明白)하게 일어났다. Pretilachlor 100 uM의 높은 농도(濃度)를 처리(處理)한 수도(水稻) 엽육(葉肉) 원형질체(原形質體)에서 방사능표식(放射能標識) 전구물질(前驅物質)의 단백질(蛋白質), DNA, 지질(地質)로의 시험관내(試驗管內) incorporation을 억제(抑制)하였다. Fenclorim 10uM 또는 100 uM을 처리(處理)한 수도원형질체(水稻原型質體)에서도 전구물질(前驅物質)의 단백질(蛋白質)과 지질(脂質)로의 incorporation을 억제(抑制)하였으나 DNA합성(合成)은 억제(抑制)되지 않았다. Pretilachlor와 fenclorim의 혼합처리(混合處理)는 이들 고분자물질(高分子物質)의 합성(合成)에 길항작용(拮抗作用)하기보다는 부가(附加) 또는 협력작용(協力作用)하는 것으로 나타났다. Fenclorim 1 uM을 처리(處理)한 원형질체(原形質體)의 총(總) 지질함량(脂質含量)에 끼치는 pretilachlor의 영향(影響)에 길항적(拮抗的)로 작용(作用)하였다. Pretilachlor와 fenclorim의 단독(單獨) 또는 조합처리(組合處理)로 원형질체(原形質體)에서의 $^{14}C$acetate와 극성지질(極性脂質), trigliceride와 steryl ester의 incorporation에 영향(影響)을 끼쳤으나 이 영향(影響)이 pretilachlor의 활성(活性) 또느 fenclorim의 보호작용(保護作用)을 설명(說明)하기에는 충분치 않았다. 결국(結局) 본(本) 연구결과(硏究結果)는 해독제(解毒劑) fenclorim이 단백질(蛋白質), DNA 및 지질합성(紙質合成)에 길항작용(拮抗作用)을 하여 제초제(除草劑) pretilachlor의 수도(水稻)에 대한 약해(藥害)를 보호(保護)한다고 할 수 없음을 시사(示唆)한다.

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수도재배기간중(水稻栽培期間中) 묘대(苗垈)의 괴불원인조류(原因藻類) 및 본답(本畓)의 부유조류(浮遊藻類)에 관(關)한 연구(硏究) (Algal Waterbloom on Rice Seedling-Bed and Nuisance Phytoplanktonic Green Algae in Rice Field)

  • 이상규;김승환;한기학
    • 한국토양비료학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.70-75
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    • 1986
  • 수도재배기간중(水稻栽培期間中) 묘대(苗垈)의 괴불원인조류(原因藻類) 및 본답(本畓)의 부유조류(浮遊藻類) 소장(消長)과 종류(種類), 그리고 토양환경(土壤環境), 시비량(施肥量) 및 시비방법(施肥方法)에 따른 조류(藻類)의 생육(生育)에 미치는 영향(影響)을 현지포장(現地圃場), 실내(室內) 및 Pot시험(試驗)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 묘대(苗垈)의 괴불원인조류(原因藻類)의 조사결과(調査結果) 강화(江華)의 간척지(干拓地)에서는 주(主)로 광합성질소고정(光合成窒素固定) 감조류(鑑藻類)인 Anabaena속(屬), Ulothrix속(屬), Oscillatoria속(屬)이 주종(主種)을 이루었고 평야지(平野地)인 평택지방(平澤地方)에서는 Micromonospora속(屬), Oscillatoria속(屬), Chlamydomonas속(屬)이, 그리고 산간지(山間地)인 여주지방(麗州地方)에서는 Spyrogyra속(屬), Oscillatorla속(屬) 및 Navicula속(屬)의 조류(藻類)가 주종(主種)을 이루었다. 2. 전남북지방(全南北地方)의 본답중(本畓中) 부유조류(浮遊藻類)는 주(主)로 Scenedesmus속(屬), Chlamydomonas속(屬) 그리고 Micromonospora속(屬)의 조류(藻類)가 주종(主種)을 이루었다. 3. 조류다발지역(藻類多發地域)의 토양환경(土壤環境)은 토양(土壤) 및 관개수(灌漑水)의 온도(溫度)가 조류생육(藻類生育) 적온(適溫)에 가깝고 특(特)히 pH, $NH^+_4-N$$NO^-_3-N$의 농도(濃度)가 일반답토양(一般畓土壤)에 비(比)하여 현저(顯著)히 높았다. 4. 실내시험(室內試驗)에서 질소(窒素) 및 인산시비량(燐酸施肥量)에 따른 조류발생정도(藻類發生程度)는 질소단용시(窒素單用時) 80ppm, 인산단용시(燐酸單用時) 20ppm, 그리고 질소(窒素) 및 인산(燐酸) 병용시(倂用時)는 40ppm일때 최대치(最大値)에 달(達)하였다. 5. Pot시험(試驗)에서 표준시비량(標準施肥量)에 비(比)하여 질소증시기(窒素增施時) 2배이상(倍以上) 조류생육량(藻類生育量)이 증가(增加)되었으며 인산증시구(燐酸增施區)는 표준구(標準區)와 비슷하였고 질소인산증시구(窒素燐酸增施區)는 약(約) 3배이상(倍以上)의 조류증가량(藻類增加量)을 보였다. 6. 기비방법별(基肥方法別) 조류발생량(藻類發生量) 조사결과(調査結果) 표층시비구(表層旅肥區)에 비(比)하여 전층(全層) 및 심층시비구(深層施肥區)에서 현저(顯著)히 감소(減少)되었으며 표면수중(表面水中) $NH^+_4-N$$NO^-_5-N$ 농도(濃度)도 동일(同一)한 경향(傾向)을 보였다.

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CEM BIO Film 피복시설의 환경특성과 풋고추 생육 (Greenhouse Environment and Growth of Green Pepper (Capsicum annuum L.) in Greenhouse Covered with CEM BIO Film)

  • 전희;김경제;권영삼;김현환;이시영
    • 생물환경조절학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.161-165
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    • 2000
  • CEM BIO P.E.필름으로 피복된 시설에서 300~1,100nm 사이의 분광투과율은 일반 P.E. 필름으로 피복된 시설보다 높았다. 전반적으로 시설내 광투과율은 이중피복, 골조, 기타시설물 때문에 노지에 비하여 절반 수준을 나타냈다. 순복사량은 CEM BIO P.E. 필름 피복시설이 5,424.5W.m$^{-2}$ 로서 일반 P.E.필름 피복시설보다 2.9% 낮았고, 광합성유효복사 투과율은 CEM BIO P.E.필름 피복시설이 3,861.2W.n$^{-2}$ 로서 일반 P.E. 필름 피복시설보다 3.8% 높았으며, 무가온기의 적산최저온도는 CEM BIO P.E. 필름 피복시설이 일반 P.E. 필름 피복시설보다 1일 평균 0.35$^{\circ}C$ 높았다. 정식후 30일의 풋고추 생육은 CEM BIO P.E. 필름 피복시설에서 초장, 경경, 엽면적, 생체중, 건물중 및 군락생산구조가 우수하였고, 과실은 과중이 11.28g으로 일반 P.E. 필름 피복시설 보다 1.25g 무거웠으며, 상품율은 2.7% 높았다. 1997년 11월 19일부터 1998년 3월 3일 사이의 수량은 CEM BIO P.E. 필름피복시설에서 7.4% 많았으나 전체적인 수량은 차이를 보이지 않았다.

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