• 제목/요약/키워드: new pathogen

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식품과 생의학을 위한 계란 항체생산과 IgY 기술의 활용 (Egg Antibody Farming and IgY Technology for Food and Biomedical Applications)

  • 심정석
    • 한국가금학회:학술대회논문집
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    • 한국가금학회 2003년도 국제 심포지움
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    • pp.37-54
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    • 2003
  • 포유동물과 마찬가지로 암탉은 태어날 병아리에게 계란을 통해서 면역항체를 이행시켜 해로운 병원균의 침입으로부터 병아리를 보호해준다 . 즉 어미 닭의 혈청으로부터 특정항체가 난황에 이행되고 이 면역항체를 IgY 라고 부르며 이것이 발육중인 태아와 갓 부화한 병아리의 면역항체가 되는 것이다. 상대적으로 면역능력이 낮은 갓 부화한 병아리는 병원균에 대한 방어능력을 계란을 통해 어미로부터 받은 항체를 통해 얻는다. 그 결과, 난황 내에는 많은 양의 IgY를 보유하게 되고 이 면역물질이 있으므로 말미암아 계란 내에 들어와 있는 병원균이냐 외부에서 들어오려는 병원균을 무력화시켜 아무 탈없이 병아리가 부화하게 된다 . 이처럼 산란계에 각종 병원균을 접종함으로서 면역항체 IgY 가 많이 들어 있는 계란을 생산할 수 있다. 난황 1 개에는 136~340 mg 의 IgY 가 들어있고 이는 난황 $m\ell$ 당 8~20 mg의 IgY 가 함유되어 있는 셈이다. 그리고 산란계 한 마리로부터 일년에 30 g 이상의 IgY 를 얻을 수 있다. 산란계에 항원을 접종하여 난황으로부터 IgY 를 수확하면 IgY g 당 10$ 도 안 되는 낮은 비용으로 항체를 얻을 수 있게 된다. 이에 비하여 포유동물의 경우 19 의 IgG 를 얻는데 20,000$가 소요된다. 이와 같은 IgY 제조기술을 의학, 공중 보건, 수의학, 식품안전과 같은 분야에 응용을 함으로써 잠재력이 높은 새로운 시장을 여는 장이 될 것이다. IgY 기술을 더욱 폭넓게 활용할 수 있는 분야들로는 생물제제나 의학진단기구, 생리적 기능성 물질이나 기능성식품의 개발, 질병예방을 위한 경구투여제 그리고 질병감염을 막는 특정 병원균성 항미생물 제제와 같은 것들을 들 수 있다. 이 논문에서 우리가 강조하고자 하는 것은 IgY 가 함유된 계란을 생산하고 섭취하였을 때 특정항체들의 결합을 통해 병원성 미생물의 성장이나 군체를 형성하는 것을 무력화시켜 결과적으로 병원균을 감소시키거나 억제시킨다는 점이다. 오늘날 약물에 내성을 지닌 박테리아의 출현으로 질병감염을 막는데 항생제의 사용효과가 점차 감소하고 있기 때문에 이러한 항생제를 대체할 수 있는 방안으로 계란항체를 이용할 수 있다.

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벼 중만생 다수 고품질 복합내병성 신품종 "온누리" (A New Rice Cultivar, "Onnuri" with A Medium-Late Maturity, High Yielding, High Grain Quality and Multiple Disease Resistance)

  • 김기영;신문식;고재권;김보경;하기용;남정권;고종철;백만기;김영두;정진일;노광일;김우재;박현수;강현중;신서호;김정곤
    • 한국육종학회지
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    • 제40권3호
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    • pp.324-327
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    • 2008
  • '온누리' 품종은 작물과학원 호남농업연구소에서 2005년도에 육성한 중만생 고품질 복합내병성 품종으로 주요특성과 수량성을 요약하면 다음과 같다. 1. '온누리'는 남서해안지, 호남평야지, 중북부내륙지 및 남부중산간지 보통기 표준재배에서 평균 출수기가 8월 12일로 '남평벼'보다 3일 빠른 중만생종이다. 2. 주당수수는 '남평벼'와 비슷하나 수당립수는 많고 등숙 비율은 낮으며 현미천립중은 '남평벼'보다 무거운 편이다 3. 성숙기 하엽노화가 늦고 수발아는 '남평벼'보다 높은 편이다. 춘천 내냉성 검정 결과 '남평벼'에 비해 유묘기 내냉성 및 출수지연일수는 비슷하나 내냉성 임실율은 높았다. 4. 잎도열병에 중도저항성을 보이며 흰잎마름병($K_1{\sim}K_3$), 줄무늬잎마름병에는 저항성이나 오갈병과 검은줄오갈병에는 약하다. 5. 심복백은 거의 없고 '남평벼' 수준으로 맑고 투명하다. 아밀로스함량은 '남평벼'와 비슷하나 단백질함량이 낮고 밥맛이 매우 양호하다. 6. 쌀수량은 보통기 표준재배에서 5.94 MT/ha로 '남평벼'보다 9% 증수 되었으며 이모작재배에서는 5.17 MT/ha, 만식재배에서 5.48 MT/ha로 각각 '남평벼'보다 3, 12% 증수하였다.

벼 중만생 고품질 흰잎마름병 신균계(K3a) 저항성 품종 "진백" (A Mid-late Maturing Rice Cultivar with High-Quality and Bacterial Blight Resistance "Jinbaek")

  • 김기영;신문식;김보경;고재권;노태환;하기용;고종철;김우재;남정권;백만기;노광일;박현수;백소현;신운철;모영준;정진일;김영두;강현중;김정곤;황흥구;김제규
    • 한국육종학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.314-318
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    • 2009
  • "진백"은 국립식량과학원 벼맥류부에서 2008년도에 육성한 중만생 고품질 벼흰잎마름병 신균계, K3a 저항성 품종으로 주요특성과 수량성을 요약하면 다음과 같다. 1. 남서해안지, 호남 및 영남평야지 보통기 보비재배에서 평균 출수기가 8월 18일로 남평벼보다 1일 늦은 중만생종이다. 2. 간장은 71 cm로 '남평벼'에 비해 8 cm 정도 작고 주당 수수는 남평벼와 비슷하며 수당립수는 적고 등숙비율이 다소 높은 중립종에 속한다. 3. 위조현상은 나타나지 않았으며 성숙기 하엽노화가 늦고 수발아는 남평벼보다 잘 안되는 편이다. 춘천 내냉성 검정 결과 '남평벼'에 비해 유묘기 내냉성은 비슷하나 출수가 6일 정도 지연되며 내냉성 임실율이 낮은 편이다. 4. 진백은 Xa3, xa5 저항성 유전자가 집적된 품종으로 벼흰잎마름병(K1~K3, K3a)에는 강한 저항성 반응을 보였다. 5. 입형은 현미장폭비가 1.76으로 단원형이며 심복백은 거의 없고 남평벼 수준으로 맑고 투명하다. 아밀로스 및 단백질 함량은 남평벼에 비해 낮고 밥맛은 양호하며 제현율, 현백율 및 도정율은 남평벼와 비슷하나 백미완전미율은 다소 낮다. 6. 쌀수량은 보통기 보비재배에서 5.30 MT/ha로 남평벼보다 5% 낮았으나 벼흰잎마름병 발병상습지에서는 이병성인 남평벼에 비해 높은 수량을 보였다.

벼 중생 흰잎마름병 저항성 신품종 "강백" (A New Medium-Maturing, "Gangbaek" with Resistance to Bacterial Blight)

  • 김기영;신문식;김우재;고종철;백만기;하기용;김보경;고재권;남정권;노광일;박현수;노태환;노재환;정진일;김영두;모영준;김정곤
    • 한국육종학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.443-446
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    • 2008
  • '강백'은 국립식량과학원 벼맥류부에서 2006년도에 육성한 벼흰잎마름병 $K_{3a}$에 저항성인 국내 최초 품종으로 주요특성과 수량성을 요약하면 다음과 같다. 1. '강백'의 평균 출수기는 8월 11일로 '남평벼'보다 4일 빠른 중생종이다. 2. 주당수수, 수당립수, 등숙비율 및 정현비율은 '남평벼'와 비슷하며 현미천립중은 다소 가벼운 중립종이다. 3. 심복백은 거의 없고 '남평벼' 수준으로 맑고 투명하며 도정율, 아밀로스 및 단백질함량은 '남평벼'와 비슷하며 밥맛은 떨어지는 편이다. 4. 도열병은 중도저항성을 보였으며 흰잎마름병 $K_1{\sim}K_3$ 및 새로운 변이균 $K_{3a}$에 저항성인 국내 최초 자포니카 품종이나 줄무늬잎마름병, 오갈병 및 검은줄오갈병에는 약하고, 충에 대한 저항성은 없다. 5. '강백'의 쌀수량은 보통기 표준재배에서 5.28MT/ha으로 '남평벼'보다 7% 낮은 수량을 보였고 이모작재배에서 4.01 MT/ha, 만식재배에서는 4.34MT/ha의 수량을 보였다.

한국식물병명목록 6.1판(2023 개정본) (Introduction of List of Plant Diseases in Korea 6.1st Edition (2023 Revised Version))

  • 김선희;최재혁;최영준;박병용;이수헌;김경희;공현기;김동근;김순옥;김영호;백창기;변희성;서장균;유준명;윤주연;이동현;이승열;임승모;전용호;전재용;최인수;최인영;최효원;홍진성;홍승범
    • 식물병연구
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    • 제29권4호
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    • pp.331-344
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    • 2023
  • 한국식물병명목록 6판이 2022년 4월에 발행된 이후에 1년이 경과하였다. 목록 6판에서 발견된 오류사항을 수정하고 6판 이후에 보고된 병을 추가하여 한국식물병명목록 6.1판(2023)을 작성하였다. 기존 6판의 수정사항은 397건으로 대부분은 단순 오탈자나 경미한 사항이었으나, 12개의 병은 중복이나 근거가 명확하지 않아 삭제하였고, 2개의 병은 병명을 바꾸었다. 2021년 이전에 보고되었으나 6판에 수록되지 않았거나, 6판 발행 이후에 보고된 158개의 병을 추가하였다. 결국 목록 6.1판에는 6판에 보고된 병 6,534개에 146개 병이 추가되어 총 6,680개의 병이 수록되었다. 기주 분류군도 30개가 더해져 목록 6판의 1,390개에서 6.1판에는 1,420개가 되었다. 병원체는 목록 6판의 2,400개에서 62개가 더해져 6.1판에는 2,462 분류군이 되었다. 결국 한국식물병명목록 6.1판(2023)은 1,420개의 기주에, 2,462 분류군의 병원체가 일으키는 6,680개의 병을 수록하고 있다. 목록 6.1판은 책으로 인쇄되지는 않고 온라인 한국식물병명목록(https://genebank.rda.go.kr/kplantdisease.do)을 통하여 제공되고 있다.

전염병의 경로 추적 및 예측을 위한 통합 정보 시스템 구현 (Implementation of integrated monitoring system for trace and path prediction of infectious disease)

  • 김은경;이석;변영태;이혁재;이택진
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.69-76
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    • 2013
  • 세계적으로 전파력과 병원성이 높은 신종인플루엔자, 조류독감 등과 같은 전염병이 증가하고 있다. 전염병이란 특정 병원체(pathogen)로 인하여 발생하는 질병으로 감염된 사람으로부터 감수성이 있는 숙주(사람)에게 감염되는 질환을 의미한다. 전염병의 병원체는 세균, 스피로헤타, 리케차, 바이러스, 진균, 기생충 등이 있으며, 호흡기계 질환, 위장관 질환, 간질환, 급성 열성 질환 등을 일으킨다. 전파 방법은 식품이나 식수, 곤충 매개, 호흡에 의한 병원체의 흡입, 다른 사람과의 접촉 등 다양한 경로를 통해 발생한다. 전 세계의 대부분 국가들은 전염병의 전파를 예측하고 대비하기 위해서 수학적 모델을 사용하고 있다. 하지만 과거와 달리 현대 사회는 지상과 지하 교통수단의 발달로 전염병의 전파 속도가 매우 복잡하고 빨라졌기 때문에 우리는 이를 예방하기 위한 대책 마련의 시간이 부족하다. 그러므로 전염병의 확산을 막기 위해서는 전염병의 전파 경로를 예측할 수 있는 시스템이 필요하다. 우리는 이러한 문제를 해결하기 위해서 전염병의 실시간 감시 및 관리를 위한 전염병의 감염 경로 추적 및 예측이 가능한 통합정보 시스템을 구현하였다. 이 논문에서는 전염병의 전파경로 예측에 관한 부분을 다루며, 이 시스템은 기존의 수학적 모델인 Susceptible - Infectious - Recovered (SIR) 모델을 기반으로 하였다. 이 모델의 특징은 교통수단인 버스, 기차, 승용차, 비행기를 포함시킴으로써, 도시내 뿐만 아니라 도시간의 교통수단을 이용한 이동으로 사람간의 접촉을 표현할 수 있다. 그리고 한국의 지리적 특성에 맞도록 실제 자료를 수정하였기 때문에 한국의 현실을 잘 반영할 수 있다. 또한 백신은 시간에 따라서 투여 지역과 양을 조절할 수 있기 때문에 사용자가 시뮬레이션을 통해서 어느 시점에서 어느 지역에 우선적으로 투여할지 백신을 컨트롤할 수 있다. 시뮬레이션은 몇가지 가정과 시나리오를 기반으로 한다. 그리고 통계청의 자료를 이용해서 인구 이동이 많은 주요 5개 도시인 서울, 인천국제공항, 강릉, 평창, 원주를 선정했다. 상기 도시들은 네트워크로 연결되어있으며 4가지의 교통수단들만 이용하여 전파된다고 가정하였다. 교통량은 국가통계포털에서 일일 교통량 자료를 입수하였으며, 각도시의 인구수는 통계청에서 통계자료를 입수하였다. 그리고 질병관리본부에서는 신종인플루엔자 A의 자료를 입수하였으며, 항공포털시스템에서는 항공 통계자료를 입수하였다. 이처럼 일일 교통량, 인구 통계, 신종인플루엔자 A 그리고 항공 통계자료는 한국의 지리적 특성에 맞도록 수정하여 현실에 가까운 가정과 시나리오를 바탕으로 하였다. 시뮬레이션은 신종인플루엔자 A가 인천공항에 발생하였을 때, 백신이 투여되지 않은 경우, 서울과 평창에 각각 백신이 투여된 경우의 3가지 시나리오에 대해서, 감염자가 피크인 날짜와 I (infectious)의 비율을 비교하였다. 그 결과 백신이 투여되지 않은 경우, 감염자가 피크인 날짜는 교통량이 가장 많은 서울에서 37일로 가장 빠르고, 교통량이 가장 적은 평창에서 43일로 가장 느렸다. I의 비율은 서울에서 가장 높았고, 평창에서 가장 낮았다. 서울에 백신이 투여된 경우, 감염자가 피크인 날짜는 서울이 37일로 가장 빨랐으며, 평창은 43일로 가장 느렸다. 그리고 I의 비율은 강릉에서 가장 높으며, 평창에서 가장 낮았다. 평창에 백신을 투여한 경우, 감염자가 피크인 날짜는 37일로 서울이 가장 빠르고 평창은 43일로 가장 느렸다. I의 비율은 강릉에서 가장 높았고, 평창에서는 가장 낮았다. 이 결과로부터 신종인플루엔자 A가 발생하면 각 도시는 교통량에 의해 영향을 받아 확산된다는 것을 확인할 수 있다. 따라서 전염병 발생시 전파 경로는 각 도시의 교통량에 따라서 달라지므로, 교통량의 분석을 통해서 전염병의 전파 경로를 추적하고 예측함으로써 전염병에 대한 대책이 가능할 것이다.

Brief Introduction of Research Progresses in Control and Biocontrol of Clubroot Disease in China

  • He, Yueqiu;Wu, Yixin;He, Pengfei;Li, Xinyu
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2015년도 춘계학술대회 및 임시총회
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    • pp.45-46
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    • 2015
  • Clubroot disease of crucifers has occurred since 1957. It has spread to the whole China, especially in the southwest and nourtheast where it causes 30-80% loss in some fields. The disease has being expanded in the recent years as seeds are imported and the floating seedling system practices. For its effective control, the Ministry of Agriculture of China set up a program in 2010 and a research team led by Dr. Yueqiu HE, Yunnan Agricultural University. The team includes 20 main reseachers of 11 universities and 5 institutions. After 5 years, the team has made a lot of progresses in disease occurrence regulation, resources collection, resistance identification and breeding, biological agent exploration, formulation, chemicals evaluation, and control strategy. About 1200 collections of local and commercial crucifers were identified in the field and by artificiall inoculation in the laboratories, 10 resistant cultivars were breeded including 7 Chinese cabbages and 3 cabbages. More than 800 antagostic strains were isolated including bacteria, stretomyces and fungi. Around 100 chemicals were evaluated in the field and greenhouse based on its control effect, among them, 6 showed high control effect, especially fluazinam and cyazofamid could control about 80% the disease. However, fluzinam has negative effect on soil microbes. Clubroot disease could not be controlled by bioagents and chemicals once when the pathogen Plasmodiophora brassicae infected its hosts and set up the parasitic relationship. We found the earlier the pathogent infected its host, the severer the disease was. Therefore, early control was the most effective. For Chinese cabbage, all controlling measures should be taken in the early 30 days because the new infection could not cause severe symptom after 30 days of seeding. For example, a biocontrol agent, Bacillus subtilis Strain XF-1 could control the disease 70%-85% averagely when it mixed with seedling substrate and was drenching 3 times after transplanting, i.e. immediately, 7 days, 14 days. XF-1 has been deeply researched in control mechanisms, its genome, and development and application of biocontrol formulate. It could produce antagonistic protein, enzyme, antibiotics and IAA, which promoted rhizogenesis and growth. Its The genome was sequenced by Illumina/Solexa Genome Analyzer to assembled into 20 scaffolds then the gaps between scaffolds were filled by long fragment PCR amplification to obtain complet genmone with 4,061,186 bp in size. The whole genome was found to have 43.8% GC, 108 tandem repeats with an average of 2.65 copies and 84 transposons. The CDSs were predicted as 3,853 in which 112 CDSs were predicted to secondary metabolite biosynthesis, transport and catabolism. Among those, five NRPS/PKS giant gene clusters being responsible for the biosynthesis of polyketide (pksABCDEFHJLMNRS in size 72.9 kb), surfactin(srfABCD, 26.148 kb, bacilysin(bacABCDE 5.903 kb), bacillibactin(dhbABCEF, 11.774 kb) and fengycin(ppsABCDE, 37.799 kb) have high homolgous to fuction confirmed biosynthesis gene in other strain. Moreover, there are many of key regulatory genes for secondary metabolites from XF-1, such as comABPQKX Z, degQ, sfp, yczE, degU, ycxABCD and ywfG. were also predicted. Therefore, XF-1 has potential of biosynthesis for secondary metabolites surfactin, fengycin, bacillibactin, bacilysin and Bacillaene. Thirty two compounds were detected from cell extracts of XF-1 by MALDI-TOF-MS, including one Macrolactin (m/z 441.06), two fusaricidin (m/z 850.493 and 968.515), one circulocin (m/z 852.509), nine surfactin (m/z 1044.656~1102.652), five iturin (m/z 1096.631~1150.57) and forty fengycin (m/z 1449.79~1543.805). The top three compositions types (contening 56.67% of total extract) are surfactin, iturin and fengycin, in which the most abundant is the surfactin type composition 30.37% of total extract and in second place is the fengycin with 23.28% content with rich diversity of chemical structure, and the smallest one is the iturin with 3.02% content. Moreover, the same main compositions were detected in Bacillus sp.355 which is also a good effects biocontol bacterial for controlling the clubroot of crucifer. Wherefore those compounds surfactin, iturin and fengycin maybe the main active compositions of XF-1 against P. brassicae. Twenty one fengycin type compounds were evaluate by LC-ESI-MS/MS with antifungal activities, including fengycin A $C_{16{\sim}C19}$, fengycin B $C_{14{\sim}C17}$, fengycin C $C_{15{\sim}C18}$, fengycin D $C_{15{\sim}C18}$ and fengycin S $C_{15{\sim}C18}$. Furthermore, one novel compound was identified as Dehydroxyfengycin $C_{17}$ according its MS, 1D and 2D NMR spectral data, which molecular weight is 1488.8480 Da and formula $C_{75}H_{116}N_{12}O_{19}$. The fengycin type compounds (FTCPs $250{\mu}g/mL$) were used to treat the resting spores of P. brassicae ($10^7/mL$) by detecting leakage of the cytoplasm components and cell destruction. After 12 h treatment, the absorbencies at 260 nm (A260) and at 280 nm (A280) increased gradually to approaching the maximum of absorbance, accompanying the collapse of P. brassicae resting spores, and nearly no complete cells were observed at 24 h treatment. The results suggested that the cells could be lyzed by the FTCPs of XF-1, and the diversity of FTCPs was mainly attributed to a mechanism of clubroot disease biocontrol. In the five selected medium MOLP, PSA, LB, Landy and LD, the most suitable for growth of strain medium is MOLP, and the least for strains longevity is the Landy sucrose medium. However, the lipopeptide highest yield is in Landy sucrose medium. The lipopeptides in five medium were analyzed with HPLC, and the results showed that lipopeptides component were same, while their contents from B. subtilis XF-1 fermented in five medium were different. We found that it is the lipopeptides content but ingredients of XF-1 could be impacted by medium and lacking of nutrition seems promoting lipopeptides secretion from XF-1. The volatile components with inhibition fungal Cylindrocarpon spp. activity which were collect in sealed vesel were detected with metheds of HS-SPME-GC-MS in eight biocontrol Bacillus species and four positive mutant strains of XF-1 mutagenized with chemical mutagens, respectively. They have same main volatile components including pyrazine, aldehydes, oxazolidinone and sulfide which are composed of 91.62% in XF-1, in which, the most abundant is the pyrazine type composition with 47.03%, and in second place is the aldehydes with 23.84%, and the third place is oxazolidinone with 15.68%, and the smallest ones is the sulfide with 5.07%.

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