• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제32권10호
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• pp.1292-1298
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• 2022

Soil autotrophic bacterial communities play a significant role in the soil carbon (C) cycle in paddy fields, but little is known about how rhizosphere soil microorganisms respond to different long-term (35 years) fertilization practices under double rice cropping ecosystems in southern China. Here, we investigated the variation characteristics of rhizosphere soil RubisCO gene cbbL in the double rice ecosystems of in southern China where such fertilization practices are used. For this experiment we set up the following fertilizer regime: without any fertilizer input as a control (CK), inorganic fertilizer (MF), straw returning (RF), and organic and inorganic fertilizer (OM). We found that abundances of cbbL, 16S rRNA genes and RubisCO activity in rhizosphere soil with OM, RF and MF treatments were significantly higher than that of CK treatment. The abundances of cbbL and 16S rRNA genes in rhizosphere soil with OM treatment were 5.46 and 3.64 times higher than that of CK treatment, respectively. Rhizosphere soil RubisCO activity with OM and RF treatments increased by 50.56 and 45.22%, compared to CK treatment. Shannon and Chao1 indices for rhizosphere soil cbbL libraries with RF and OM treatments increased by 44.28, 28.56, 29.60, and 23.13% compared to CK treatment. Rhizosphere soil cbbL sequences with MF, RF and OM treatments mainly belonged to Variovorax paradoxus, uncultured proteobacterium, Ralstonia pickettii, Thermononospora curvata, and Azoarcus sp.KH33C. Meanwhile, cbbL-carrying bacterial composition was obviously influenced by soil bulk density, rhizosphere soil dissolved organic C, soil organic C, and microbial biomass C contents. Fertilizer practices were the principal factor influencing rhizosphere soil cbbL-carrying bacterial communities. These results showed that rhizosphere soil autotrophic bacterial communities were significantly changed under conditions of different long-term fertilization practices Therefore, increasing rhizosphere soil autotrophic bacteria community with crop residue and organic manure practices was found to be beneficial for management of double rice ecosystems in southern China.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제52권1호
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• pp.77-87
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• 2022

Purpose: This pilot study assessed the immediate in vivo effect of high peak pulse power neodymium-doped yttrium aluminum garnet (Nd:YAG) laser monotherapy on selected red/orange complex periodontal pathogens in deep human periodontal pockets. Methods: Twelve adults with severe periodontitis were treated with the Laser-Assisted New Attachment Procedure (LANAP®) surgical protocol, wherein a free-running, digitally pulsed, Nd:YAG dental laser was used as the initial therapeutic step before mechanical root debridement. Using a flexible optical fiber in a handpiece, Nd:YAG laser energy, at a density of 196 J/cm² and a high peak pulse power of 1,333 W/pulse, was directed parallel to untreated tooth root surfaces in sequential coronal-apical passes to clinical periodontal probing depths, for a total applied energy dose of approximately 8-12 joules per millimeter of periodontal probing depth at each periodontal site. Subgingival biofilm specimens were collected from each patient before and immediately after Nd:YAG laser monotherapy from periodontal pockets exhibiting ≥6 mm probing depths and bleeding on probing. Selected red/orange complex periodontal pathogens (Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia, Prevotella intermedia/nigrescens, Fusobacterium nucleatum, Parvimonas micra, and Campylobacter species) were quantified in the subgingival samples using established anaerobic culture techniques. Results: All immediate post-treatment subgingival biofilm specimens continued to yield microbial growth after Nd:YAG laser monotherapy. The mean levels of total cultivable red/orange complex periodontal pathogens per patient significantly decreased from 12.0% pretreatment to 4.9% (a 59.2% decrease) immediately after Nd:YAG laser monotherapy, with 3 (25%) patients rendered culture-negative for all evaluated red/orange complex periodontal pathogens. Conclusions: High peak pulse power Nd:YAG laser monotherapy, used as the initial step in the LANAP® surgical protocol on mature subgingival biofilms, immediately induced significant reductions of nearly 60% in the mean total cultivable red/orange complex periodontal pathogen proportions per patient prior to mechanical root instrumentation and the rest of the LANAP® surgical protocol.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.4665-4674
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• 2014

본 연구에서는 분리막을 이용하여 혐기성소화액을 분리막으로 고/액 분리할 때 발생하는 막오염을 방지하기 위하여 전기응집을 전처리 공정으로 적용 가능한지 여부를 평가하였다. 전기응집 공정의 전극면적, 전류밀도 및 접촉시간에 따른 막오염 저감 효과를 분석하였다. 전극 침지 면적이 작은 경우 전계의 세기가 높아져 미생물 플록 및 셀의 파괴 현상으로 인한 용존 COD의 증가 현상이 관찰되었으나, 전극 침지 면적이 큰 경우에 용존 COD는 큰 변화를 보이지 않았다. 그러나 T-P는 전극에서 용출된 알루미늄 이온과 침전하여 전기응집 후 크게 감소하였다. 전류밀도가 증가함에 따라 막 투과 플럭스가 증가하여 결과적으로 막오염 저항값 (Rc+Rf)은 감소하였다. 혐기성 소화액의 입자 크기는 전기응집 후에 약간 증가하였으나 입자크기 증가가 막오염 저감의 직접적인 원인은 아닌 것으로 나타났다. 전기응집으로 발생한 $AlPO_4$와 같은 무기성 부유 물질이 분리막 표면에서 dynamic membrane으로 작용하여 막오염을 저감시킨 것으로 나타났다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권2호
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• pp.83-91
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• 2012

본 총설은 N-acyl-homoserine lactone (AHL)에 기반한 quorum sensing(QS)을 비롯한 다양한 QS 시스템 및 생물막 형성과의 관련성에 대한 연구 동향을 정리하였다. 또한 anti-QS으로서 quorum quenching 전략을 이용한 생물막 억제 연구 동향에 대해 중점적으로 서술하였다. 세균의 독특한 신호전달 체계인 QS는 AHL과 같은 특정한 신호분자의 농도에 의해 세균의 집단적 행동 양식이 결정되는 세포밀도-의존성 유전자 발현 조절 메커니즘이다. QS 시스템은 미생물의 부착 및 생물막 형성에 있어 중요한 역할을 한다. AI-1이나 AI-2에 의한 QS는 생물막 형성 과정에 필요한 세포외 다당류, 단백질, 세포 외 DNA 등 주요한 구성 성분 등의 생산뿐만 아니라, 세균의 운동성 조절, 부착, 생물막 해체 과정까지도 조절하는 기능을 한다. 일부 세균의 경우 QS시스템 이외에도 second messenger로 알려진 c-di-GMP에 의한 signaling이 QS와 서로 연결되어 생물막 형성이나 병독성과 같은 타깃들을 함께 조절한다. 생물막은 병원성 세균에 의한 감염 시 여러 가지 병독성 가운데 가장 중요한 요소 중 하나이기 때문에, 생물막 형성을 조절하는 QS를 차단하기 위한 다양한 anti-quorum sensing 전략이 연구되고 있다. Anti-QS 접근 방식은 의학적 이용뿐만 아니라 물에 노출되어있는 MBR을 비롯한 많은 산업적 장치 등에서 생물막 형성으로 인한 손상 및 오염을 방지하기 위해 쓰일 수 있다. Anti-QS 전략 중 신호분자인 AHL을 무력화 시키는 quorum quenching 효소(AHL-lactonase, AHL-acylase, oxidoreductas)를 이용하여 생물막 형성을 억제할 수 있으며, 막을 이용한 수처리 공정에서 막에 발생하는 biofouling을 완화시킬 수 있는 새로운 anti-fouling 처리 기술로서 이러한 QQ 효소의적용 가능성을 보여 주고 있다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제30권10호
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• pp.1396-1404
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• 2017

Objective: This study was determined the influence of virginiamycin supplementation on growth-performance and characteristics of digestion of cattle with decreasing dietary net energy value of the diet for maintenance ($NE_m$) from 2.22 to 2.10 Mcal/kg. Methods: Eighty crossbred beef steers ($298.2{\pm}6.3kg$) were used in a 152-d performance evaluation consisting of a 28-d adaptation period followed by a 124-d growing-finishing period. During the 124-d period steers were fed either a lesser energy dense (LED, $2.10Mcal/kg\;NE_m$) or higher energy dense (HED, $2.22Mcal/kg\;NE_m$) diet. Diets were fed with or without 28 mg/kg (dry matter [DM] basis) virginiamycin in a $2{\times}2$ factorial arrangement. Four Holstein steers ($170.4{\pm}5.6kg$) with cannulas in the rumen (3.8 cm internal diameter) and proximal duodenum were used in $4{\times}4$ Latin square experiment to study treatment effects on characteristics of digestion. Results: Neither diet energy density nor virginiamycin affected average daily gain (p>0.10). As expected, dry matter intake and gain efficiency were greater (p<0.01) for LED- than for HED-fed steers. Virginiamycin did not affect estimated net energy value of the LED diet. Virginiamycin increased estimated NE of the HED diet. During daylight hours when the temperature humidity index averaged $81.3{\pm}2.7$, virginiamycin decreased (p<0.05) ruminal temperature. Virginiamycin did not influence (p>0.10) ruminal or total tract digestion. Ruminal (p = 0.02) and total tract digestion (p<0.01) of organic matter, and digestible energy (p<0.01) were greater for HED vs LED. Ruminal microbial efficiency was lower (p<0.01) for HED vs LED diets. Conclusion: The positive effect of virginiamycin on growth performance of cattle is due to increased efficiency of energy utilization, as effects of virginiamycin on characteristics of digestion were not appreciable. Under conditions of high ambient temperature virginiamycin may reduce body temperature.

• 생태와환경
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• 제51권1호
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• pp.29-39
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• 2018

본 연구의 목적은 소양호 동물플랑크톤 군집의 장기적인 변동을 관찰하고 환경요인에 따른 영향을 알아보고자 하였다. 조사기간 동안 소양호 유역 강수량은 $705{\sim}1,779mm\;yr^{-1}$의 큰 변동을 보였으며, 이로 인한 호소의 수위변동과 함께 여름철 많은 양의 탁수가 유입되는 것으로 나타났다. 소양호 수질은 몬순기후로 인한 여름철 홍수기 탁수유입이 가장 중요한 환경요인으로 작용하였으며, 계절적 변화가 뚜렷하게 나타났다. 장기간 동안 소양호 동물플랑크톤 군집의 현존량은 2006년을 기준으로 이전과 이후로 뚜렷한 차이를 보였으며, 강우 이후 동물플랑크톤의 현존량이 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 소양호에서 동물플랑크톤은 1차적으로 이화학적 환경요인과 양의 상관성을 보였으며, 강우 시 유입된 높은 농도의 인과 유기물 증가가 동물플랑크톤 성장에 영향을 미친 것으로 판단되었다. 그러나 소양호에서 동물플랑크톤 군집의 변동은 이화학적 환경요인으로만 설명하는 데는 한계가 있었으며, 동물플랑크톤의 생물량 증가를 먹이망 내에서 top-down과 bottom-up 효과로 설명할 수 있었다. 결과적으로 소양호 동물플랑크톤의 생물량과 군집구조는 탁수유입에 따른 영양염과 유기물 공급, 식물플랑크톤 현존량 및 종 조성 그리고 동물플랑크톤 상호작용이 주요한 결정요인으로 작용한 것으로 판단되었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제1권1호
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• pp.19-24
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• 2014

본 연구는 광산 지역 토착미생물인 철산화박테리아 (Acidithiobacillus ferrooxidans)를 이용하여 산성광산배수의 원인물질인 황철석을 함유한 광미로부터 전기를 생산하고자 하는 목적으로 수행되고 있다. 예비실험으로서 철산화박테리아의 존재 여부가 배양액 내 $Fe^{2+}$과 총 철의 농도 변화에 미치는 영향을 관찰하였다. 철산화박테리아가 존재하지 않는 조건에서는 초기 9,000 mg/L의 $Fe^{2+}$이 약 6,000 mg/L까지 감소하였으나, 철산화박테리아가 존재하는 조건에서는 약 400 mg/L까지 감소하였다. 이는 철산화박테리아가 $Fe^{2+}$의 산화를 촉진하기 때문으로, 황철석을 활용한 연료전지에 철산화박테리아를 적용하면 $Fe^{2+}$의 산화 과정에서 생기는 전자의 이동이 증가하여 전지의 전류 밀도를 높일 수 있는 가능성을 보여준다. 본 연구는 광산 지역 토착미생물의 생태학적 기능을 활용해 광미로부터 전기를 생산해내는 기술을 개발하는 연구의 바탕을 마련한다는 점에서 의미 있다.

• 한국식품과학회지
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• 제32권2호
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• pp.265-270
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• 2000

국내에서 살균, 살충의 목적으로 7kGy의 감마선이 허가된 백삼분말을 대상으로 $0{\sim}15\;kGy$의 전자선을 조사하고 screening을 목적으로 한 PSL측정과 신뢰성이 높은 것으로 여겨지는 TL 측정에 의해 방사선 조사여부를 확인하였다. PSL을 측정한 결과 비조사구는 threshold value$(T_1)$인 700보다 낮은 값을 나타내면서 negative로 표시되어 방사선 조사되지 않은 것으로, 2.5kGy이상 조사구는 threshold value $(T_2)$인 5000보다 높은 값을 나타내면서 positive로 표시되어 방사선 조사된 것으로 확인되었다. Density separation 추출법을 이용하여 시료로부터 mineral을 분리하여 TL 측정을 실시함으로써 glow curve가 나타나는 온도범위와 glow curve의 형태를 확인하고 TL ratio를 구한 결과, 방사선 조사되지 않은 시료는 $300^{\circ}C$ 부근에서 glow curve가 나타났고 이들의 intensity 또한 낮게 나타났다. 그러나 방사선 조사구는 $200^{\circ}C$ 부근에서 아주 강한 intensity의 glow curve를 보여주었다. 또한, normalization에 의한 TL ratio는 비조사구에서 0.01, 조사구에서 0.78 이상을 나타내어 방사선 조사여부 확인이 가능하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권3호
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• pp.332-336
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• 2019

본 연구에서는 그람 양성의 호기성 유포자 세균 중 자연계에 널리 분포되어 식품에 문제를 일으키는 대표적인 균인 B. subtilis를 대상으로 365 nm UV-LED의 생육 억제 효과를 입증하였다. 또한 365 nm UV-LED 조사 시, 식품 포장재로 흔히 사용되고 있는 유리, LLD-PE, Nylon/LDPE 및 PS 등의 포장 조건에 따른 B. subtilis 생육 억제 효과를 확인하였다. 그 결과, B. subtilis의 생육 억제 효과가 가장 뛰어난 재질은 Nylon/LDPE와 LLD-PE로 확인되었고, 대조구의 생존율인 -log 5 값과 비교하여 각각의 생존율은 약 -log 2.5-2.9, -log 2.58-3.61로 나타났다. 이 때 재질의 두께가 미생물의 생육에 미치는 영향은 미미한 것으로 관찰되었고, 포장재질에 따라 365 nm UV-LED 투과력이 다르다는 것을 확인할 수 있었다. 통상적으로 log 3 이상 생균수가 감소하면 99.9% 살균효과가 있는 것으로 나타낼 수 있는데, 본 연구를 통해 365 nm UV-LED가 흔히 사용되고 있는 식품 포장재를 투과하여 균의 생육 억제에 영향을 줄 수 있음을 확인하였다. 이러한 결과를 통해 365 nm UV-LED의 사용이 식품보존과 식품산업 분야의 응용기술로써 잠재력이 있음을 시사하는 바이다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2019년도 추계학술대회
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• pp.46-46
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• 2019

The experiments were performed in the Jinan (elevation: 300 meters above sea level), Jeollabuk-do. Seedlings (n = 63 per $3.3m^2$) of ginseng cultivar (Cheonpung, Yeonpung) were planted on April 10, 2015. Shading material of plastic film house was blue-white film. Before the Planting seedling, silicate (3 kg/10 a) or chitosan (40 kg/10 a) was fertilized and foliar sprayed on the leaves 1000 times dilution solution once a month from May to September every year. The growth results of 5-year old ginseng surveyed in 2018 are as follows. The average air temperature in the plastic film house was the highest at $26.6^{\circ}C$ and $26.5^{\circ}C$ in July and August, respectively, and the highest temperature was $40.5^{\circ}C$ in July. The maximum daily temperature of $35^{\circ}C$ or more was 30 days, with the average soil temperature being $24.9^{\circ}C$ in August. The chemical properties of the test soil are as follows. pH was 6.4~6.9 level and EC was 0.35~0.46 dS/m. The organic matter content was 33.5~41.4 g/kg, and available-P content was 251.9~306.8 mg/kg. Exchangeable cations contents, such as K, Ca and Mg were all the appropriate ranges. The soil microbial density surveyed by the dilution plate method was 10~50 times higher than that of control (Non-treatment) and actinomycete density was 3~6 times higher. Pathogens of the genus Fusarium by Metagenome analysis decreased 91.3% and 68.2% respectively in the foliar sprayed of chitosan and soluble-silicate. The light intensity (PAR) in the blue-white film plastic film house gradually increased until July and then decereased, with the average of light intensity in March-October was $120.3umol/m^2/s$. The growth of aerial parts such as plant height and stem length was better than non-sprayed group in silicate or chitosan treatments and Yeonpung cultivar was superior to the Cheonpung cultivar. The SPAD value was higher in Yeonpung cultivar foliar sprayed with soluble-silicate. The growth of underground parts such as root length and taproot length were better in chitosan and soluble-silicate treatment than control, especially in Yeonpung cultivar foliar sprayed with chitosan was good in taproot length and taproot diameter, and fresh weight of root was 60.1 g. Ginsenoside contents were 24.9 mg/g and 22.4 mg/g, in the Cheonpung cultivar foliar sprayed with soluble-silicate or chitosan respectively, 28% and 15% higher than control (19.5 mg/g). The incidence of disease by Alteraria panax and Botrytis cinerea was 3~9% and 4~9%, respectively. High temperature damage rate was 3~5%.