• 제목/요약/키워드: osmotic treatment

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Seminal Plasma Heparin Binding Proteins Improve Semen Quality by Reducing Oxidative Stress during Cryopreservation of Cattle Bull Semen

  • Patel, Maulikkumar;Gandotra, Vinod K.;Cheema, Ranjna S.;Bansal, Amrit K.;Kumar, Ajeet
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제29권9호
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    • pp.1247-1255
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    • 2016
  • Heparin binding proteins (HBPs) are produced by accessory glands. These are secreted into the seminal fluid, bind to the spermatozoa at the time of ejaculation, favour capacitation, acrosome reaction, and alter the immune system response toward the sperm. The present study was conducted with an objective to assess the effect of purified seminal plasma-HBPs (SP-HBPs) on cross bred cattle bull sperm attributes during two phases of cryopreservation: Pre freezing and freezing-thawing. SP-HBPs were purified from pooled seminal plasma by heparin affinity chromatography. Three doses of SP-HBPs i.e. 10, 20, $40{\mu}g/mLs$ semen were standardized to find out the optimum dose and $20{\mu}g/mLs$ was found to be an optimum dose. Semen as such and treated with SP-HBPs was diluted with sodium citrate-egg yolk diluter and cryopreserved as per the standard protocol. Sperm parameters i.e. motility, viability, Hypo-osmotic swelling test (HOST), acrosome damage, in vitro capacitation and lipid peroxidation were evaluated in SP-HBP treated and untreated (control) semen at both phases of cryopreservation. A considerable variation in percent sperm motility, viability, membrane integrity (HOST), acrosome damage, acrosome reaction and lipid peroxidation was observed at both phases among the bulls irrespective of the treatment. Incubation of neat semen with $20{\mu}g/mL$ SP-HBP before processing for cryopreservation enhanced the average motility, viability, membrane integrity by 7.2%, 1.5%, 7.9%, and 5.6%, 6.6%, 7.4% in pre-frozen and frozen-thawed semen in comparison to control. There was also an average increase of 4.1%/3.9% in in vitro capacitation and acrosome reaction in SP-HBPs-treated frozen-thawed semen as compared to control. However, binding of SP-HBPs to the sperm declined acrosome damage and lipid peroxidation by 1.3%/4.1% and 22.1/$32.7{\mu}M$/$10^9$ spermatozoa in SP-HBP treated pre-frozen/frozen-thawed semen as compared to control, respectively. Significant (p<0.05) effects were observed only in motility, HOST and in vitro acrosome reaction. It can be concluded that treatment of neat semen with SP-HBPs before cryopreservation minimized the cryoinjury by decreasing the generation of reactive oxygen species.

염과 건조 스트레스 조건에서 톨 페스큐의 종자 발아율과 유전자 발현 변화분석 (Effects of Salt and Drought Stresses on Seed Germination and Gene Expression Pattern in Tall Fescue)

  • 이상훈;이기원;최기준;김기용;지희정;황태영;이동기
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.114-119
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    • 2014
  • 염 또는 건조 스트레스 처리에 의한 톨 페스큐 종자의 발아율 변화와 유식물체 수준에서의 유전자 발현을 조사하기 위하여 in vitro 조건에서 NaCl과 PEG를 처리하여 분석하였다. NaCl 처리시 톨 페스큐 품종별 발아율은 50 mM 농도에서 발아율이 서서히 감소하기 시작하였으며 350 mM의 농도에서는 모든 품종에서 발아가 되지 않는 경향을 보였다. NaCl 처리 농도에 따른 발아율 감소율은 Fawn 품종이 가장 큰 변화를 보였으며 Kentucky-31(E-) 품종이 가장 강한 내성을 보였다. 또한, PEG 처리시 톨 페스큐 품종별 발아율의 변화도 NaCl 처리시와 유사한 경향을 보였으며 고농도인 30% PEG 처리구에서는 모든 품종에서 발아가 되지 않는 경향을 보였으며 Kentucky-31(E-) 품종이 가장 강한 내성을 보였다. 톨 페스큐 유식물체 수준에서 염해와 건조 스트레스에 의한 유전자 발현양상을 조사하기 위하여 DEGs (differentially expressed genes) 탐색을 위한 ACP-based GeneFishing$^{TM}$ PCR 분석을 통해 NaCl 또는 PEG 처리에 따른 발현량의 차이를 보이는 총 4개의 DEG를 선발하여 클로닝하고 염기서열을 분석하였다. 무처리구에 비해 NaCl 처리시 4개의 DEG가 증가하였고 감소하는 DEG는 확인 되지 않았으나, PEG 처리에서는 3개의 DEG (DEG 1, 3, 및 4)가 증가하였고 1개의 DEG가 감소하는 경향을 나타내었다. 발굴된 DEG들을 blastx 검색에 의하여 rubisco large subunit (DEG1), microsomal glutathion S-transferase (GST) 3-like isoform 1 (DEG2) 유전자로 동정되었다.

자작나무 콘테이너묘(苗)의 경화단계(硬化段階) 생장(生長)에 미치는 UV-B 와 수분(水分)스트레스의 효과(效果) (Effects of UV-B Radiation and Water Stress on Hardening Phase Growth of Container-Grown Betula platyphylla Seedlings)

  • 김종진;홍성각
    • 한국산림과학회지
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    • 제87권4호
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    • pp.601-610
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    • 1998
  • 본 연구는 시설에서 자란 콘테이너 묘목(苗木)의 경화과정(硬化過程)에 UV-B의 이용 가능성을 탐색하고자 생장상(生長箱)에서 4개월간 생육(生育)시킨 자작나무 묘목을 대상으로 UV-$B_{BE}$ $3.2KJ\;m^{-2}\;day^{-1}$$5.2KJ\;m^{-2}\;day^{-1}$ 수준의 UV-B 처리와 수분(水分)스트레스 처리(處理)를 4주간 실시하여 경화처리 전(前), 후(後)의 생장(生長) 및 생리적(生理的) 특성을 비교 분석하였다. UV-B 또는 수분스트레스 처리는 수고생장(樹高生長), 잎의 건물량축적(建物量蓄積)을 감소시켰다. UV-B 처리는 근원경생장(根元徑生長)을 감소시켰으나 수분스트레스 처리는 근원경생장을 증진시켰다. UV-B 처리 또는 수분스트레스 처리에 의한 잎의 건물량감소는 묘목의 T/R율을 감소시켰다. T/R율의 감소효과는 수분스트레스 처리에서 가장 크게 나타났다. 엽록소(葉緣素) 지수(指數)는 UV-B 5.2에서 가장 낮았으며 UV-B 3.2와 수분스트레스 처리에서는 비슷한 수준이었다. UV-B 또는 수분스트레스 처리는 콘테이너 묘목의 함수율(含水率)과 수분포텐셜을 낮추었으며 삼투압(滲透壓)을 높혔다. 경화처리에 의한 잎과 줄기의 함수율 감소는 UV-B 처리에 의해서는 빠르게 일어났으나 수분스트레스 처리에 의해서는 보다 서서히 일어났다. 이상의 결과를 보면, 자작나무 콘테이너 묘목의 경화단계에 처리된 UV-B에 의한 생장반응(生長反應) 및 수분생리(水分生理) 변화는 수분스트레스 처리에서의 효과와 유사한 면이 관찰되었다.

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정삼투막에 의한 붕산함유 방사성 폐액 처리를 위한 pH 및 이온강도 영향 (Influence of pH and Ionic Strength on Treatment of Radioactive Boric Acid Wastes by Forward Osmosis Membrane)

  • 최혜민;황두성;이근우;문제권
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.193-198
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    • 2013
  • 일반적으로 역삼투압 공정에 의해 중성 pH 조건에서 40~90%의 붕소를 회수할 수 있다.정삼투공정은 새로운 선진 기술로 폐수처리 및 담수화 분야에서 관심이 높아지고 있다. 본 연구의 목적은 정삼투공정으로 방사성 액체 폐기물의 붕소제거 가능성을 고찰하고자 하는데 있다. 액체폐기물에서의 붕소 제거를 위한 정삼투공정의 성능을 평가하기 위해 pH, 삼투압, 용액의 이온강도 등을 고려하였다. 폐액의 붕산분리능을 좌우하는 주 조업변수인 pH 조건은 pH 7 이하에서 80% 이상의 붕소분리를 달성할 수 있었다. 약 1,000 mg/L 정도의 염농도에서는 막의 물의 플럭스는 거의 영향이 없었으나 붕소 투과율은 약간 감소하는 경향을 나타내었다. 공급액 내 붕소 농도 증가에 따라 붕소플럭스는 선형적으로 증가하였으며, 붕소의 투과율은 약 80% 정도로 일정하였다.

유전자총을 이용한 팔레놉시스 형질전환 효율향상에 삼투압 조절제 및 발사횟수차이가 미치는 영향 (Effects of osmoticum treatments and shooting chances on the improvement of particle gun-mediated transformation in Phalaenopsis)

  • 노희선;김종보
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제41권4호
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    • pp.216-222
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    • 2014
  • 본 연구는 팔레놉시스의 원괴체유사체를 재료로 효율적인 형질전환 체계를 확립하기 위해 수행되었다. 이를 위해 PPT 제초제에 저항성을 가지는 bar 선발유전자와 노화지연 형질을 보이는 ORE 7 유전자를 함유하는 pCAMBIA 3301:ORE7 벡터를 이용하여 유전자총 형질전환 시 발사횟수 증가 그리고 유전자총 실험 전후에 삼투압조절제 처리를 하여 실험목적을 달성하고자 하였다. 실험결과, 2회 발사처리가 1회나 3회 발사횟수와 비교하여 1.5 ~ 2.5배 이상의 형질전환 효율을 보여 주었으나, 신초 재분화율이 낮고 갈변율은 높은 현상을 보여 주었다. 다양한 삼투압 조절제 처리에 의한 형질전환효율 향상 실험에선 0.2 M mannitol과 0.2 M sorbitol 이 2가지 조절제 혼합처리가 단용처리나 무처리구에 비해 형질전환 효율과 신초재 분화율에서 최소 1.5 ~ 3배 이상의 효율을 보여 주었고, 갈변율도 2배 이상 낮게 나타났다. PCR 분석을 통하여 bar 유전자와 ORE7 유전자가 도입되었음을 확인하였고, 임의로 선발한 형질전환 팔레놉시스 21개체를 대상으로 real-time PCR 분석을 통해 4개체가 1 copy의 목적유전자를 가지고 있으며, 나머지 17 개체들은 2 copy 이상의 유전자를 보유하고 있음이 밝혀졌다. 본 연구에서 생산된 형질전환 팔레놉시스 개체들은 순화과정을 거쳐 화분으로 이식하여 생육과정을 거쳐 꽃이나 잎에 변이가 없는 개화과정을 보여 주었다.

비생물학적 스트레스 관련 벼 Ac/Ds 삽입 변이체의 선발 및 유전자 발현 분석 (Selection of (Ac/Ds) insertion mutant lines by abiotic stress and analysis of gene expression pattern of rice (Oryza sativar L.))

  • 정유진;박슬아;안병옥;윤도원;지현소;이강섭;박용환;서석철;백형진;이명철
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제35권4호
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    • pp.307-316
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    • 2008
  • 식물에서 전이인자를 이용한 삽입 변이체의 유전자 기능분석 연구가 최근 가장 활발하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 동진벼의 Ac/Ds 삽입 변이체인 F2 세대 30,000 계통을 이용하여 고염과 저온에 민감한 계통과 내성이 있는 계통을 대량 스크리닝을 통해 선발하였다. 첫 번째 스크리닝에서 선발한 212 계통을 Southern blot 분석을 통해 Ds의 삽입여부 및 copy 수를 꽉인하고 표현형과 비교하여 고염과 저온에서 총 19 계통을 선발하였고, 이 중 copy 수가 하나인 계통은 13 계통이었다. 선발한 계통을 FSTs 분석을 통해 Ds의 삽입위치 및 knock-out유전자를 확인하고 염기서열 정보를 이용하여 벼 전체 염기서열 정보와 상동성 비교분석 결과 세포의 신호전달 과정과 조절 관여하는 유전자 그룹인 transpoter, protease family protein and apical meristem family protein, 삼투압조절에 관여하는 유전자 그룹인 heat shock potein, O-methyltransferase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase and drought stress Induce protein 그리고 식물의 소포유통(vesicle trafficking)에 관여하는 유전자 SYP 5 family protein로 구분할 수 있었다. 선발된 19개 유전자의 발현 분석을 위해 9종류 비생물학적 스트레스 하에서 RT-PCR을 수행한 결과 이들 knock-out 유전자는 비생물학적 스트레스에 각각 다른 발현 패턴을 보였다. 이 연구의 결과는 삽입 변이체를 통한 유전자의 기능분석에 있어서 비생물학적인 스트레스의 응답 반응계에 관여하는 유전자를 연구하는데 유용할 것이라고 생각된다.

현사시나무에서 MYC2 유전자의 분리 및 노화 지연에 관한 특성 구명 (Identification and characterization of the MYC2 gene in relation to leaf senescence response in hybrid poplar (Populus alba × P. glandulosa))

  • 최현모;배은경;조진성;이효신;최영임
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제44권4호
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    • pp.409-415
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    • 2017
  • JA는 병원균과 곤충에 대한 방어기작 뿐만 아니라 식물 노화에도 관여하는 식물 호르몬이다. Basic helix-loop-helix 전사인자인 MYC2는 JA의 신호전달반응의 핵심조절자 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 현사시나무에서 MYC2 유전자를 분리하고 발현특성을 조사하였으며, 다양한 환경 스트레스에 대한 내성을 갖는 임목을 생산하기 위하여 MYC2를 과발현시킨 현사시나무를 개발하였다. 포트에 식재된 MYC2 과발현 현사시나무는 대조구에 비해 잎 노화 표현형이 지연되는 특징을 보였으며, 엽록소 손실이 적은 것으로 나타났다. 또한 가을의 온도 및 광 주기 조건에서 MYC2 과발현 현사시나무의 광화학 효율을 측정한 결과 대조구보다 높은 특징을 보였다. 따라서 현사시나무의 MYC2 유전자가 낙엽이 지는 가을 동안에도 지속적인 생장을 가능하게 하여 임목의 바이오매스를 증진시키는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

생육기 조기낙엽에 따른 사과 '후지'/M9의 광합성과 탄수화물의 변화 (Changes in Photosynthesis and Carbohydrate Reserves of 'Fuji'/M9 Apple trees in Response to Early Defoliation at Growing Period)

  • 정재훈;한점화;류수현;한현희;권용희;도경란;임순희;이한찬
    • 생물환경조절학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.291-296
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    • 2017
  • 본 연구에서는 사과 '후지'/M9의 생육기간 중 조기낙엽 피해가 발생하였을 때 영향을 알아보기 위하여 인위적으로 적엽 처리하여 광합성과 탄수화물의 변화를 측정하였다. 눈의 재발아율은 대조구, 50% 처리구, 80% 처리구에서 각각 2.1%, 45.9%, 82.7%로 매우 유의한 차이를 나타냈다. 적엽처리 후 남은 잎의 자당(sucrose)와 전분 함량을 측정한 결과 모든 처리구에서 유의한 차이는 없었다. 또한 대조구와 50% 처리구에서는 총 유리당의 변화도 크지 않았다. 반면 80% 처리구에서 총 유리당과 sorbitol의 함량은 처리 후 14일동안 꾸준히 감소하였으며, 이것은 대조구에 비하여 높은 sink로서의 탄수화물요구가 일어난 것으로 추정된다. 뿌리에서의 전분 축적은 적엽처리 정도가 심할수록 감소하였으나 유의한 차이는 없었다. 광합성속도와 기공전도도는 80% 처리구에서 처리 후 14일동안 꾸준히 유의하게 증가하였다. 광합성 속도의 상승은 남아있는 source 잎에서의 삼투포텐셜이 증가하여 발생한 것으로 판단된다. 이는 적엽처리로 인하여 눈의 당년 2차 재발아에 필요한 sink의 탄수화물 요구가 갑작스럽게 일어나게 됨으로써 남아있는 잎에서 광합성이 증가한 것으로 추정된다.

정삼투 공정의 유도용질로서의 식물 화학물질 기반의 탄닌산 유도체 (Phytochemical-based Tannic Acid Derivatives as Draw Solutes for Forward Osmosis Process)

  • 김태형;주창하;강효
    • 멤브레인
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    • 제28권3호
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    • pp.157-168
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    • 2018
  • 우리는 정삼투 공정의 유도용질로서 잠재적인 활용 가능성을 확인하기 위해 식물화학물질인 tannic acid (TA)에 알칼리 염 처리한 alkali tannate 염 중 하나인 potassium tannate (TA-K)를 평가하였다. TA-K의 정삼투 특성과 회수 특성은 체계적으로 조사되었다. 정삼투 공정을 active layer facing feed solution (AL-FS) 방식으로 적용했을 때, TA-K 유도용액의 투수량은 TA 유도용액의 투수량 보다 훨씬 많은 반면, TA 유도용액의 투수량이 거의 확인되지 않았다. 100 mM 저농도에서의 TA-K 유도용액의 삼투압(1,135 mOsmol/kg)은 NaCl 수용액의 삼투압(173 mOsmol/kg)의 약 6.5배로 확인되었다. 100 mM 농도의 TA-K의 투수량과 specific salt flux (6.14 LMH, 1.26 g/L)는 동일한 농도의 NaCl 유도용액의 투수량과 specific salt flux (2.46 LMH, 2.63 g/L)의 약 2.5배 및 0.5배로 각각 확인되었다. TA-K를 재사용하기 위해, 금속 이온 침전법을 이용하여 TA-K유도용질을 침전시킨 후, membrane filtration을 이용하여 유도용질을 회수하였다. 이 연구는 식물화학물질을 정삼투 공정의 유도용질로서의 적용 가능성을 보여준다.

당근, 상추, 양파 및 파 종자 발아촉진을 위한 Priming 약제 종류와 농도에 따른 효과 (Germination of Carrot, Lettuce, Onion, and Welsh Onion Seeds as Affected by Priming Chemicals at Various Concentrations)

  • 정연옥;강성모;조정래
    • 원예과학기술지
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    • 제18권2호
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    • pp.93-97
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    • 2000
  • 당근, 상추, 양파 및 파종자 발아촉진을 위한 priming 처리 시 약제의 종류와 농도에 따른 효과를 조사하고자 $KNO_3$, $KH_2PO_4$, $K_3PO_4$, NaOH 및 $Ca(NO_3)_2$는 3수준, PEG 8000은 4수준으로 농도를 달리하였으며, 처리 후 발아율, T50 및 평균발아소요일수(MDG)를 무처리 및 수침처리와 비교하였다. 당근 종자의 발아율은 무처리에 비하여 PEG, $Ca(NO_3)_2$, $KH_2PO_4$ 처리는 유의차가 없었고 T50 및 MDG는 처리약제 모두 단축효과가 있었지만 -0.50 MPa PEG 처리 시 가장 효과적이었다. 상추 종자의 발아율은 무처리에 비하여 유의차가 없었으며, T50은 모든 처리약제에서 단축효과가 있었지만 수침처리와는 차이가 없었고 MDG는 50mM $K_3PO_4$ 및 200mM $KH_2PO_4$에서 단축효과가 있었다. 양파 종자의 발아율은 무처리보다 감소되었으며, T50과 MDG는 200mM $KH_2PO_4$가 무처리에 비하여 단축효과가 있었다. 파 종자의 발아율은 무처리에 비하여 낮았으며, T50 및 MDG는 $KH_2PO_4$$Ca(NO_3)_2$에서 단축효과가 크게 나타났다.

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