In this study, a method of heat adaptation was implemented in an attempt to increase the upper thermal threshold of two Streptococcus thermophilus found in South Korea and identified the alterations in membrane fatty acid composition to adaptive response to heat. In order to develop heat tolerant lactic acid bacteria, heat treatment was continuously applied to bacteria by increasing temperature from 60℃ until the point that no surviving cell was detected. Our results indicated significant increase in heat tolerance of heat-adapted strains compared to the wild type (WT) strains. In particular, the survival ratio of basically low heat-tolerant strain increased even more. In addition, the strains with improved heat tolerance acquired cross protection, which improved their survival ratio in acid, bile salts and osmotic conditions. A relation between heat tolerance and membrane fatty acid composition was identified. As a result of heat adaptation, the ratio of unsaturated to saturated fatty acids (UFA/SFA) and C18:1 relative concentration were decreased. C6:0 in only heat-adapted strains and C22:0 in only the naturally high heat tolerant strain were detected. These results support the hypothesis, that the consequent increase of SFA ratio is a cellular response to environmental stresses such as high temperatures, and it is able to protect the cells from acid, bile salts and osmotic conditions via cross protection. This study demonstrated that the increase in heat tolerance can be utilized as a mean to improve bacterial tolerance against various environmental stresses.
본 연구는 남부 지방에서 널리 사용되고 있는 상록활엽수인 돈나무의 내한성 예측을 위한 편리하고 신뢰성 있는 평가 모델 개발을 목적으로 전해질 용출법을 통한 내한성 평가에서 나타나는 실험방법 상의 오차를 최소화하는 내한성 평가 모델을 도출하고자 수행되었다. 평가 모델링은 저온 처리된 식물체에 대한 재생검사와 전해질 용출 평가로 구성되었고, 전해질 용출법에서 표본조직 선택, 최대 전해질 용출 측정을 위한 온도 처리법, 치사 온도 예측을 위한 통계 분석법에 의한 방법적 조합들로부터 예측된 치사 온도들이 재생검사 결과와 비교되었다. 재생 검사 결과 돈나무의 저온 치사 온도는 50% 미만의 생존율을 보이는 최고온도인 $^-10{\circ}C{\sim}-5^{\circ}C$로 분석되었고, 이 결과를 바탕으로 전해질 용출법에 의해 예측된 저온 치사 온도를 분석한 결과, 잎을 표본 조직으로 하여 냉각치사법으로 최대 전해질 용출을 측정한 방법적 조합에서 재생 검사 결과와 가장 근접한 예측 저온 치사 온도가 나타났다. 저온 치사온도 예측을 위한 통계 모델 평가에서는 선형보간법이 비선형회귀에 비하여 내한성을 과대평가하는 경향이 상대적으로 높았다. 결론적으로 돈나무 내한성 예측을 위한 내한성 평가 모델은 잎을 표본 조직으로 사용하고, 최대 전해질 용출 측정을 위한 온도 처리 방법으로 냉각치사법을 적용하며, 치사온도 예측을 위한 통계 분석 기법으로 비선형회귀를 활용하는 방법적 구성이 가장 적합한 것으로 나타났다.
Winter turfgrass injury is one of the critical problems of many golf courses in Korea. Turfgrass loss from freezing injury due to low temperature leads to many types of damages including weed invasion, increased herbicide cost, increased soil erosion, and expensive re-establishment. Although Kentucky bluegrass (Poa pratensis L.) which is the most widely used among cool-season grasses in Korea is well known as cold tolerance species, freezing injuries to Kentucky bluegrass during winter are often found. Protecting the turfgrass crown is necessary to recover from low temperature stress in winter because shoots and roots can be recovered from the crown. Turf covers may protect the crowns from direct low temperatures and desiccation. Six different turf covers were installed to cover Kentucky bluegrass during a period of low temperatures. Turf covers had positive effects for spring green-up of Kentucky bluegrass based on the study. Applying any type of turf covers on Kentucky bluegrass resulted in an increase average and minimum temperature compared to the uncovered plot. Among turf covers, clear PVC film without holes produced the longest root length and the highest turfgrass quality.
This paper describes on the fabrication and characteristics of a metal thin-film pressure sensor based on Cr strain-gauges for harsh environment applications. The Cr thin-film strain-gauges are sputter-deposited onto a micromachined Si diaphragms with buried cavity for overpressure protectors. The proposed device takes advantages of the good mechanical properties of single-crystalline Si as diaphragms fabricated by SDB and electrochemical etch-stop technology, and in order to extend the operating temperature range, it incorporates relatively the high resistance, stability and gauge factor of Cr thin-films. The fabricated pressure sensor presents a low temperature coefficient of resistance, high-sensitivity, low non-linearity and excellent temperature stability. The sensitivity is 1.097~1.21 $mV/V{\cdot}kgf/cm^2$ in the temperature range of $25{\sim}200^{\circ}C$ and the maximum non-linearity is 0.43 %FS.
배롱나무와 피라칸사의 내한성과 지역별 최저기온을 분석하여 동해에 대한 위험을 검증하고자 하였다. 저온 처리한 시료의 내한성은 전기전도도의 측정과 형성층의 갈변도 관찰로 평가하였다. 배롱나무는 $-17.1^{\circ}C$ 이하에서, 피라칸사는 $-18.9^{\circ}C$ 이하에서 동해 피해가 클 것으로 분석되었다. 지난 45년간 최저기온이 $-17.1^{\circ}C$ 이하로 하강된 횟수는 대전 총 7회 중 1975년도 이후에는 1회, 청주 총 55회, 수원 총 72회로 기록되고 있다. $-18.9^{\circ}C$ 이하로 기온이 하강된 횟수는 청주 45회, 수원 32회로 나타났으나, 1991년 이후에는 하강되지 않았다. 또한 위도가 높아질수록 최저기온 상승계수는 크게 나타났다. 따라서 중부지역에 식재된 배롱나무와 피라칸사는 동절기 간헐적으로 나타날 수 있는 기온 강하에 의한 부분적인 동해 피해가 예상되기 때문에 위험할 수 있으며, 최저기온의 상승 추세에 따라 동해 피해 위험은 점진적으로 감소될 것이다.
'80년 전북지방에 래습한 이상저온 현상이 수도생육 및 양분흡수 특히 지엽과 인각의 무기성분 조성에 지대와 품종간에 반응하는 정도를 알고자 본 시험을 수행하였던 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 지대별 냉온에 의한 출수반응은 품종간의 차가 인정되었는데 특히 표고가 높아질수록 일본형 품종에 비하여 통일형 품종이 출수지연이 심하였다. 통일형 품종 중에서도 밀양 4002, 한강찰벼 등은 출수지연 폭이 커 지연형냉해에 약한 품종으로 인정된다. 2. 저온에 의한 출수지연은 불임을 야기시키며 임실과 등숙비율은 품종의 내냉성, 표고에 영향을 받아 수량을 감수시킨다. 3. 냉해에 의해 불임율이 높은 품종은 지엽중의 전질소함유율은 많으나 가리와 규산함유율은 상대적으로 낮아지는 상관관계를 보인다. 4. 냉해에 의해 유기된 불임인과 정상적인 임실인의 인각중에 흡수축적된 양분과의 관계는 불임인각일수록 전질소함량이 현저히 높고 가리와 규산은 낮은데 비해 임실인각은 불임인각과는 반대로 전질소함량이 낮고 가리와 규산의 함량은 높아 이들이 임실에 어떤 중요한 역할을 할 것으로 여겨지며 품종의 내냉성과도 깊은 관련성을 가지고 있다고 보여진다.
고구마의 저온 내성 반응의 분자적 기작에 대한 정보를 얻기 위해 저온 저장 내성이 높은 고구마 품종 Xushu 15-1과 저온 저장 내성이 낮은 Xushu 15-4에서 발현되는 단백질체를 2-D와 MALDI-TOF/TOF를 이용하여 분석하였다. 저온 처리가 되지 않은 대조구 간의 분석 결과, Xushu 15-1에서는 4개의 단백질 spot이 새롭게 발현되었으며, Xushu 15-4에서는 1개 단백질 spot의 발현량이 Xushu 15-1에 비하여 더 높았다. 이들 중 Xushu 15-1에서 새롭게 발현된 spot 2는 sporamin으로 동정되었다. 4℃ 처리된 2개 품종의 저장뿌리에서 8주 동안의 단백질 발현량의 변화를 조사한 결과, Xushu 15-1에서는 별다른 차이가 없었다. 그러나, Xushu 15-4에서는 1개 단백질 spot의 발현량이 증가하였고 4개 spot들의 발현량은 감소하였다. 발현량이 감소된 단백질 중 spot 7 및 8번은 actin, spot 9 및 10번은 fructokinase-like protein으로 동정되었다. 본 연구의 결과는 저장 중 고구마의 저온 내성과 관련된 복잡한 반응성 기작에 대한 이해를 높이고, 향후 저온 저장 능력이 향상된 신품종 고구마의 개발을 위한 후보 유전자를 특정하는 데 이용될 수 있을 것으로 사료된다.
When plants are exposed to subfreezing temperatures ice crystals are forming within extracelluar space in leaves. The growth of ice crystal is closely related to the degree of freezing injury. It was shown that an antifreeze protein binds to an ice nucleator through hydrogen bonds to prevent growth of ice crystal and also reduces freezing damage. The antifreeze proteins in plants are similar to PR proteins but only the PR proteins induced upon cold acclimation were shown to have dual functions in antifreezing as well as antifungal activities. Three of the genes encoded for CLP, GLP, and TLP were isolated from barley and Kentucky bluegrass based on amino acid sequence revealed after purification and low temperature-inducibility as shown in analysis of the protein. The deduced amino acid of the genes cloned showed a signal for secretion into extracellular space where the antifreezing activity sup-posed to work. The western analysis using the antisera raised against the antifreeze proteins showed a positive correlation between the amount of the protein and the level of freeze tolerance among different cultivars of barely. Besides it was revealed that TLP is responsible for a freeze tolerance induced by a treatment of trinexapac ethyl in Kentucky bluegrass. Analysis of an overwintering wild rice, Oryza rufipogon also showed that an acquisition of freeze tolerance relied on accumulation of the protein similar to CLP. The more direct evidence for the role of CLP in freeze tolerance was made with the analysis of the transgenic tobacco showing extracellular accumulation of CLP and enhanced freeze tolerance measured by amount of ion leakage and rate of photosynthetic electron transport upon freezing. These antifreeze proteins genes will be good candidates for transformation into crops such as lettuce and strawberry to develop into the new crops capable of freeze-storage and such as rose and grape to enhance a freeze tolerance for a safe survival during winter.
Seedlings of Nongbaek representing strong cold tolerant variety of rice plant, Jinheung of medium variety and Tongil of weak variety were used respectively for the present study. These seedlings were water cultured in phytotron which maintained at the daytime and night temperature of 30-$25^{\circ}C$, 20-2$0^{\circ}C$, 20-15$^{\circ}C$ and 15-1$0^{\circ}C$. The growth rate of plant height, tillering rate, increase in dry weight and absorption pattern of important mineral nutrients at their early growth stage under each temperature conditions were observed. Generally, it appeared that Nongbaek was more active in the growth of plant height than Jinheung, and Jinheung was more active than Tongil under low temperature condition. The tillering rate of these three varieties was equally rapid while it was decreased in the order of weak cold tolerant variety, such as Tongil, Jinheung and Nongbaek as the temperature declined gradually. The dry weigh tincreasing curve showed almost the same pattern in the varieties at the treatment of each temperature. Under low temperature conditions, Nongbaek showed higher absorption rate of N per dry weight and higher absorption amount of per plant body, Jinheung followed and Tongil was the lowest. The absorption amount of P2O5 increased in the top part compared with the roots as temperature rose and decreased as temperature declined. There seemed to be no difference of absorption among the varieties which have different cold tolerance each other. Under low temperature the absorption rate of K per dry weight was high, as a whole, especially Nongbaek was markedly higher than the other two. The absorption rate of Ca, Mg and Fe was also equally high in all varieties under low temperature and Nongbaek showed a more absorptive tendency in the absorption amount under low temperature.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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