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국내 옥수수 재배적지 예측을 위한 R 기반의 기후적합도 모델 병렬화 (R Based Parallelization of a Climate Suitability Model to Predict Suitable Area of Maize in Korea)

  • 현신우;김광수
    • 한국농림기상학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.164-173
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    • 2017
  • 기후변화에 대응하기 위해 다양한 작부체계 구축이 시도될 수 있다. 변화하는 기후조건에서 작물들이 최적의 재배지에 배치될 수 있도록 기후적합도를 평가하는 것이 중요하다. EcoCrop 모델과 같은 월별 기후자료를 사용하여 여러 작물의 재배적합도들 계산하는 모델을 사용할 경우, 고해상도의 전자기후도를 사용하여 우리나라의 복잡한 지형을 고려한 재배 적합도 계산이 가능하다. 그러나, 방대한 기후자료의 처리를 위해 여러 전산자원들을 동시에 사용할 수 있는 병렬처리 기술 개발이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 공개용 통계분석 도구인 R을 기반으로 EcoCrop 모델을 병렬로 구동할 수 있는 스크립트를 개발하고, 이를 격자형 기후자료에 적용하여 옥수수의 재배적지를 예측하였다. 병렬 처리를 시도한 결과 CPU 코어 개수 증가에 따른 처리 시간 단축이 선형적으로 이루어지지는 않았으나 처리시간의 상당부분을 단축할 수 있었다. 예를 들어 16개의 CPU를 사용하였을 때 이상적인 시간보다 1.5배가 넘는 시간이 소모되었으나 총 시간이 90%정도 단축되었다. 이러한 기술들을 작물 생육 모델들이 개발되지 않은 작물들에 적용할 경우, 기후변화 조건에 적응할 수 있는 작부체계 설계를 지원할 수 있을 것이다. 또한, 본 연구에서 사용한 기술들은 CPU 코어가 많은 워크스테이션에서 작동이 가능하나, 여러 컴퓨터를 연결한 중형 컴퓨터에 사용할 수 있는 MPI 기술을 적용할 수 있는 기술개발이 필요할 것이다.

RAMP를 이용한 황정과 위유의 유전적 분석 (Genetic Analysis of Polygonati Rhizoma and Polygonati odorati Rhizoma using Random Amplified Microsatellite Polymorphism)

  • 안선민;육진아;김영화;채병찬;김홍준;김기훈;강권규;고병섭;이미영
    • 한국약용작물학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.125-129
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    • 2006
  • 형태학적으로 구분이 어려운 황정과 위유의 범위를 구분하기 위해 황정에 속하는 층층갈고리둥굴레, 다화황정, 진황정 등 3종과 위유에 속하는 8종의 둥굴레 동속 식물 등 11종 23 개체 시료로 RAMP분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 황정그룹과 위유그룹은 NTSYS를 통한 유연관계 분석에서 55%의 유연관계를 나타냈으며, 층층갈고리둥굴레와 층층둥굴레는 81.75%로 분석에 사용된 둥글레 동속 식물 중 가장 높은 유연관계를 나타냈다. 2. 둥굴레 동속식물에 해당하는 층층둥글레는 황정의 약재인 층층갈고리둥굴레와 외부형태학적으로, 그리고 다형성패턴결과가 매우 유사하므로 황정의 약재에 속하는 것으로 사료된다. 3. 진황정은 위유와 외부형태적으로 유사하며, 유연관계분석에서도 위유의 그룹에 속하므로 위유의 약재에 대한 구분을 새롭게 할 필요성이 있다.

픽프라이머 : 유전자 목표 구간 탐색 모듈을 포함한 프라이머 제작 그래픽 프로그램 (Pickprimer: A Graphic User Interface Program for Primer Design on the Gene Target Region)

  • 정희;문정환;이성찬;유희주
    • 원예과학기술지
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    • 제29권5호
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    • pp.461-466
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    • 2011
  • 유전 육종 연구를 위해 연구자들은 실험 목적에 따라 다양한 종류의 프라이머를 제작해야 한다. 인터넷 상에서 다양한 공용 프로그램이 이용되고 있으나 많은 경우 사용자 편의성이 낮기 때문에 유전자의 구조를 고려하여 프라이머를 디자인하기 위해서는 시간과 노력이 소요된다. 본 연구에서는 엑손과 인트론 지역을 시각적으로 구별하면서 손쉽게 프라이머를 제작할 수 있는 프로그램인 Pickprimer를 개발하였다. 이 프로그램은 공용 프로그램인 Spidey와 Primer3 프로그램의 소스 코드를 결합한 후 그래픽 인터페이스를 추가하여 사용자가 유전자의 구조를 예측하고 이를 바탕으로 프라이머를 손쉽게 제작할 수 있게 했다. 입력 정보는 공용 데이터베이스에서 내려 받은 서열을 복사-붙임하여 이용할 수 있게 하였으며, 유전자의 구조를 그림으로 표현하고 동시에 엑손과 인트론 서열을 구별할 수 있게 했다. 이 프로그램을 이용하여 배추의 단일 카피 유전자에 대한 24 쌍의 프라이머를 디자인하고 6개 고정 품종을 대상으로 PCR과 전기영동 실험을 수행한 결과 제작한 모든 프라이머 쌍이 명확한 단일 밴드를 성공적으로 증폭시켰다. 이 프로그램은 분자표지의 개발뿐만 아니라 유전자 기능 연구 등 다양한 종류의 유전 육종 실험에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

KODOS 지역의 망간단괴 부존률 분포해석 (Analysis of Manganese Nodule Abundance in KODOS Area)

  • 정문영;김인기;성원모;강정극
    • 자원환경지질
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    • 제28권3호
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    • pp.199-211
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    • 1995
  • The deep sea camera system could render it possible to obtain the detailed information of the nodule distribution, but difficult to estimate nodule abundance quantitatively. In order to estimate nodule abundance quantitatively from deep seabed photographs, the nodule abundance equation was derived from the box core data obtained in KODOS area(long.: $154^{\circ}{\sim}151^{\circ}W$, lat.: $9^{\circ}{\sim}12^{\circ}N$) during two survey cruises carried out in 1989 and 1990. The regression equation derived by considering extent of burial of nodule to Handa's equation compensates for the abundance error attributable to partial burial of some nodules by sediments. An average long axis and average extent of burial of nodules in photographed area are determined according to the surface textures of nodules, and nodule coverage is calculated by the image analysis method. Average nodule abundance estimated from seabed photographs by using the equation is approximately 92% of the actual average abundance in KODOS area. The measured sampling points by box core or free fall grab are in general very sparse and hence nodule abundance distribution should be interpolated and extrapolated from measured data to uncharacterized areas. The another goal of this study is to depict continuous distribution of nodule abundance in KODOS area by using PC-version of geostatistical model in which several stages are systematically proceeded. Geostatistics was used to analyse spatial structure and distribution of regionalized variable(nodule abundance) within sets of real data. In order to investigate the spatial structure of nodule abundance in KODOS area, experimental variograms were calculated and fitted to a spherical models in isotropy and anisotropy, respectively. The spherical structure models were used to map out distribution of the nodule abundance for isotropic and anisotropic models by using the kriging method. The result from anisotropic model is much more reliable than one of isotropic model. Distribution map of nodule abundance produced by PC-version of geostatistical model indicates that approximately 40% of KODOS area is considered to be promising area(nodule abundance > $5kg/m^2$) for mining in case of anisotropy.

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붉은사슴과 엘크에서 SRY와 ZFX-ZFY 유전자의 Duplex PCR기법을 이용한 성 판별 (A Molecular Sex Identification Using Duplex PCR Method for SRY and ZFX-ZFY Genes in Red Deer and Elk)

  • 한상현;이성수;고문석;조인철
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제49권1호
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    • pp.1-8
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    • 2007
  • 두 가지 primer 쌍을 동시에 이용한 duplex PCR 기법으로 붉은사슴과 엘크의 유전자 성 판별에 대한 이용가능성을 확인하기 위해 본 연구를 수행하였다. 근본적으로 포유동물의 성 분화는 Y-염색체 상에 암호화되어 있으며 웅성발생에 지배적인 역할을 수행하는 SRY 유전자의 존재 여부에 따라 결정되게 된다. X-, Y- 염색체에 상동인 유전자들 중 하나인 ZFX-ZFY 유전자는 X-, Y- 염색체 상에서 각각 발견된다. 유전자 성 판별에 앞서 붉은사슴의 ZFX-ZFY 유전자의 인트론 9를 포함하는 절편에 대한 염기서열의 특성을 확인하였다. 인트론 9의 길이는 ZFX와 ZFY에서 각각 529, 665-bp로 확인되었다. ZFY 인트론 9에서 전위인자의 일종인 bovine SINE element와 유사한 서열이 관찰되었다. SRY와 ZFX-ZFY 유전자들을 동시에 증폭하는 duplex PCR을 통해 유전자 성 판별을 수행하였고, 암수가 서로 구분되는 증폭 양상을 나타내었다: 암컷에서는 ZFX에서 증폭된 공통의 증폭 산물 하나만이 관찰되었고 수컷은 세 개의 밴드가 관찰되었다(ZFX에 해당하는 공통의 밴드와 ZFY와 SRY에서 증폭된 두 개의 수컷 특이 밴드). 두 가지 유전자에 대한 독립적인 PCR 시험에서 얻은 결과는 duplex PCR에 의해 얻은 결과와 동일한 양상을 나타내었다. 또한 유전자 성 판별의 결과들은 각각의 개체에 대한 표현형적 성판별 자료와 정확히 일치하였다. Y 염색체 특이적인 SRY와 X-, Y- 상동이면서 성적 이형성을 나타내는 ZFX-ZFY 유전자들에 대한 duplex PCR 방법은 붉은사슴과 엘크의 성 판별에 있어 여타 다른 대조시험을 요구하지 않으면서 없이 신속하고 정확한 정보를 제공하는 분석법이 될 것으로 기대된다.

Alternative Carcinogenicity Screening Assay Using Colon Cancer Stem Cells: A Quantitative PCR (qPCR)-Based Prediction System for Colon Carcinogenesis

  • Bak, Yesol;Jang, Hui-Joo;Shin, Jong-Woon;Kim, Soo-Jin;Chun, Hyun woo;Seo, Ji-Hye;No, Su-Hyun;Chae, Jung-il;Son, Dong Hee;Lee, Seung Yeoun;Hong, Jintae;Yoon, Do-Young
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제28권4호
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    • pp.645-651
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    • 2018
  • The carcinogenicity of chemicals in the environment is a major concern. Recently, numerous studies have attempted to develop methods for predicting carcinogenicity, including rodent and cell-based approaches. However, rodent carcinogenicity tests for evaluating the carcinogenic potential of a chemical to humans are time-consuming and costly. This study focused on the development of an alternative method for predicting carcinogenicity using quantitative PCR (qPCR) and colon cancer stem cells. A toxicogenomic method, mRNA profiling, is useful for predicting carcinogenicity. Using microarray analysis, we optimized 16 predictive gene sets from five carcinogens (azoxymethane, 3,2'-dimethyl-4-aminobiphenyl, N-ethyl-n-nitrosourea, metronidazole, 4-(n-methyl-n-nitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone) used to treat colon cancer stem cell samples. The 16 genes were evaluated by qPCR using 23 positive and negative carcinogens in colon cancer stem cells. Among them, six genes could differentiate between positive and negative carcinogens with a p-value of ${\leq}0.05$. Our qPCR-based prediction system for colon carcinogenesis using colon cancer stem cells is cost- and time-efficient. Thus, this qPCR-based prediction system is an alternative to in vivo carcinogenicity screening assays.

정수장 유입조류 전처리를 위한 천연조류제거제(W.H.)의 최적주입농도 결정 (Decision Algorithm of Natural Algae Coagulant Dose to Control Algae from the Influent of Water Works)

  • 장여주;정진홍;임현만;윤영한;안광호;장향연;김원재
    • 대한환경공학회지
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    • 제38권9호
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    • pp.482-496
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    • 2016
  • 하천과 호수의 부영양화로 인하여 남조류가 대량으로 증식하게 되면 고유의 생물독소로 인한 위해뿐만 아니라 정수처리 과정에서 경제적 손실을 야기할 가능성이 있다. 현재 상용화되어있는 천연조류제거제인 M사의 W.H. 응집제(이하 W.H.)는 참나무 유래 성분의 살조 및 타감작용을 이용한 응집.부상공정을 통하여 조류를 사전에 제거함으로써 정수공정에 미치는 영향을 효과적으로 저감할 수 있다. 그러나, W.H.를 활용한 응집 부상공정은 정수처리의 전처리공정으로 적용된 사례가 없기 때문에 최적주입농도의 결정기법에 대한 보고 또한 전무한 실정이다. 본 연구에서는 (1) 한강에서 채취한 복합 조류와 (2) 남조류를 선택적으로 대량 배양하여 광조건 하에서 W.H. 투여량 및 조류농도 등의 여러 조건을 변화시키면서 Jar-test를 시행하여 응집 부상공정에서의 조류의 제거기작을 검토하였다. Jar-test 결과를 바탕으로 IBM-SPSS를 활용한 다중회귀분석을 실시하여 최적 W.H. 주입농도를 결정하기 위한 Chl-a 농도와 탁도를 변수로 하는 두 가지 선형식을 도출하였다. 또한 유입수질의 변동에 따라 W.H. 주입농도를 신속하게 결정하고 자동화할 수 있는 자동제어 로직의 프로토타입(Prototype)을 제시하였다.

The Next Wave in Display Innovation

  • Webster, Steven C.
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
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    • pp.4-4
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    • 2008
  • The progress in flat panel displays over the last two decades has been astonishing. In just 20 years, the LCD-TV grew up from a 2-inch curiosity, to an industry that will sell about 120 million flat panel TV's this year, with viewing area up to 4000 times larger. That success is based on continuous innovation, especially in manufacturing processes. For the next decade to bring another doubling of the business, progress will need to continue in four major areas: Human factors, ecological impact, visual quality, and of course continued drive towards affordability. This talk will detail the technology advances that can allow this industry to meet those challenges. Human factors. Today, we adapt our lifestyle to our technology. People organize their offices, and their homes, around displays. We pass around mobile phones to share images, rather than experiencing them as a group. Billions of newspapers continue to be sold daily. Advances in flexible displays can lead to large portable displays. "New era projection" includes the handheld Pico Projectors that are already on the market, and will ultimately appear integrated in mobile phones the same way cameras do today. "Eco" impact. Today TV's are one of the top energy consumers in a U.S. home, and the fastest growing. Watching a large flat panel TV can cost twice as much as running a large refrigerator. With today's concern about energy consumption, regulations are starting to emerge worldwide to limit TV electrical use. Fortunately, good solutions exist in using light management films to eliminate bulbs, saving power without increasing cost. Going forward, LED backlights will drive another step downward. OLED displays might be the ultimate solution. Visual quality. The color of an LCD-TV is still often considered inferior to a far less expensive CRT. And almost all displays suffer from representing a three-dimensional world on a two dimensional surface. The technology to improve color is available today, and will likely move from premium sets into the mainstream as costs come down. 3D is now arriving in movie theaters worldwide, and that will drive up the demand for similar realistic images in home theaters. And the technology is emerging today for 3D representation to move beyond specialized applications into everyday use, on screens large and small. Affordability. The world takes cost-down miracles for granted in consumer electronics. Each of these other advances will be balanced with a drive for affordability, especially as the market grows in emerging countries. The other three challenges must be met without increasing cost. Putting this all together, the next few years will emphasize "eco friendly" designs, and enhanced images such as 3D. By 2013 we will start to see serious penetration by emissive technologies (OLED, high efficiency plasma, or other), with the "ultimate display" likely not in the market for a decade. Lots of opportunities for innovation remain ahead of us.

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IBC형 태양전지 제작을 위한 p-a-Si:H 증착층의 파이버 레이저 가공에 관한 연구 (Study on Fiber Laser Annealing of p-a-Si:H Deposition Layer for the Fabrication of Interdigitated Back Contact Solar Cells)

  • 김성철;이영석;한규민;문인용;권태영;경도현;김영국;허종규;윤기찬;이준신
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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    • pp.430-430
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    • 2008
  • Using multi plasma enhanced chemical vapor deposition system (Multi-PECVD), p-a-Si:H deposition layer as a $p^+$ region which was annealed by laser (Q-switched fiber laser, $\lambda$ = 1064 nm) on an n-type single crystalline Si (100) plane circle wafer was prepared as new doping method for single crystalline interdigitated back contact (IBC) solar cells. As lots of earlier studies implemented, most cases dealt with the excimer (excited dimer) laserannealing or crystallization of boron with the ultraviolet wavelength range and $10^{-9}$ sec pulse duration. In this study, the Q-switched fiber laser which has higher power, longer wavelength of infrared range ($\lambda$ = 1064 nm) and longer pulse duration of $10^{-8}$ sec than excimer laser was introduced for uniformly deposited p-a-Si:H layer to be annealed and to make sheet resistance expectable as an important process for IBC solar cell $p^+$ layer on a polished n-type Si circle wafer. A $525{\mu}m$ thick n-type Si semiconductor circle wafer of (100) plane which was dipped in a buffered hydrofluoric acid solution for 30 seconds was mounted on the Multi-PECVD system for p-a-Si:H deposition layer with the ratio of $SiH_4:H_2:B_2H_6$ = 30:120:30, at $200^{\circ}C$, 50 W power, 0.2 Torr pressure for 20 minutes. 15 mm $\times$ 15 mm size laser cut samples were annealed by fiber laser with different sets of power levels and frequencies. By comparing the results of lifetime measurement and sheet resistance relation, the laser condition set of 50 mm/s of mark speed, 160 kHz of period, 21 % of power level with continuous wave mode of scanner lens showed the features of small difference of lifetime and lowering sheet resistance than before the fiber laser treatment with not much surface damages. Diode level device was made to confirm these experimental results by measuring C-V, I-V characteristics. Uniform and expectable boron doped layer can play an important role to predict the efficiency during the fabricating process of IBC solar cells.

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THE INFRARED MEDIUM-DEEP SURVEY. V. A NEW SELECTION STRATEGY FOR QUASARS AT z > 5 BASED ON MEDIUM-BAND OBSERVATIONS WITH SQUEAN

  • JEON, YISEUL;IM, MYUNGSHIN;PAK, SOOJONG;HYUN, MINHEE;KIM, SANGHYUK;KIM, YONGJUNG;LEE, HYE-IN;PARK, WOOJIN
    • 천문학회지
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    • 제49권1호
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    • pp.25-35
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    • 2016
  • Multiple color selection techniques are successful in identifying quasars from wide-field broadband imaging survey data. Among the quasars that have been discovered so far, however, there is a redshift gap at 5 ≲ z ≲ 5.7 due to the limitations of filter sets in previous studies. In this work, we present a new selection technique of high redshift quasars using a sequence of medium-band filters: nine filters with central wavelengths from 625 to 1025 nm and bandwidths of 50 nm. Photometry with these medium-bands traces the spectral energy distribution (SED) of a source, similar to spectroscopy with resolution R ~ 15. By conducting medium-band observations of high redshift quasars at 4.7 ≤ z ≤ 6.0 and brown dwarfs (the main contaminants in high redshift quasar selection) using the SED camera for QUasars in EArly uNiverse (SQUEAN) on the 2.1-m telescope at the McDonald Observatory, we show that these medium-band filters are superior to multi-color broad-band color section in separating high redshift quasars from brown dwarfs. In addition, we show that redshifts of high redshift quasars can be determined to an accuracy of Δz/(1 + z) = 0.002 - 0.026. The selection technique can be extended to z ~ 7, suggesting that the medium-band observation can be powerful in identifying quasars even at the re-ionization epoch.