• 한국작물학회지
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• 제38권3호
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• pp.245-252
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• 1993

광합성 전자전달 억제물질에 대한 빠른 검색 방법을 모색하기 위하여 녹색배양 세포인 광학적 자가 영양세포(PA)를 이용하여 실용화된 제초제 및 4종의 잡초 추출액으로 부터 PA세포의 반응을 조사하였다. 녹색배양 세포인 담배 및 우산이끼 PA세포는 타가 영양세포에 비하여 광합성 전자전달 저해형 제초제들은 700배 이상 높은 감수성을 나타내었으며 호르몬 작용형 제초제인 2, 4-D는 감수성의 차가 8배로 낮게 나타났다. 우산이끼 PA세포는 약제 농도간의 범위(0.01～0.9${\mu}$M)가 좁아 약제선발시 타 배양 세포에 비하여 좋은 재료임을 암시하였으며, 광합성 전자전달 저해약제에 대해서 힐(hill)반응과 동일하게 광합성 산소발생 억제정도인 PI$_{50}$에서 강한 활성을 나타내었다. 잡초 중 여뀌 추출액 10% 처리시 PA배양 세포의 엽록소 함량이 가장 낮았고, 광합성 산소발생 억제율이 가장 높았다. 수용 및 MeOH액으로 추출한 10% 여뀌 추출액을 반응용액 3ml에 300${\mu}$l 반응시 우산이끼 PA배양세포에 대해 각각 60%, 100% 광합성 산소발생 억제효과가 있었다. 이상의 결과에서 PA세포들은 광합성 전자전달 저해형 약제에 대하여 빠르고 민감한 검색수단으로서 좋은 재료가 될 수 있다고 생각한다.다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제3권1호
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• pp.39-44
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• 2001

Plastid transformation was attempted with soybean [Glycine max (L.) Merr.] leaves and photoautotrophic and embryogenic cultures by particle bombardment using the transforming vector pZVII that carries the coding sequences for both subunits of Chlamydomonas reinhardtii Rubisco and a spectinomycin resistance gene (aadA). Spectinomycin resistant calli were selected from the bombarded leaves but the transgene was not present, indicating that the resistance was due to mutations. The Chlamydomonas rbcL and rbcS genes were shown to be site-specifically integrated into the plastid genome of the embryogenic cells with a very low transformation efficiency. None of the transformed embryogenic lines survived the plant regeneration process so no whole plants were recovered. This result does indicate that it should be possible to insert genes into the plastid genome of the important crop soybean if the overall methods are improved.

• 한국잡초학회지
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• 제11권1호
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• pp.68-73
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• 1991

담배 잎으로 부터 광독립영양세포(光獨立營養細胞) 육성방법(育成方法)을 확립(確立)하고자 식물생장조절제(植物生長調節劑) 및 sucrose 농도(濃度)와 빛이 담배의 세포(細胞) 배양(培養)과 배양(培養) 세포(細胞)의 엽록소(葉綠素) 생성에 미치는 영향(影響)을 조사하여 얻어진 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 담배 잎으로부터 callus 유도(誘導)에는 LS 기본(基本) 배지(培地)에 NAA $10^{-5}$M과 BA $10^{-6}$ M 을 혼합(混合) 처리(處理)하였을때 치상(置床) 후 30일째 3.08g으로 가장 높았다. 2. Callus의 엽록소(葉綠素) 함량(含量)도 LS 기본(基本) 배지(培地)에 NAA $10^{-5}$ M과 BA $10^{-6}$ M을 혼합(混合) 처리(處理)한 조합(組合)에서 28.42${\mu}g/g$.(FW)의 가장 높은 함량(含量)을 얻었다. 3. 광(光) 및 암조건(暗條件) 하(下)에서 sucrose 농도(濃度)가 0.5%에서 3.0%까지 증가(增加)할수록 callus 유도량(誘導量)이 증가(增加)되었으나 특히 광조건하(光條件下)에서는 sucrose 농도(濃度) 2.0%에서 가장 높았고 반면에 엽록소(葉綠素) 함량(含量)은 sucrose 농도(濃度) 0.5%에 가장 높았으며 암조건(暗條件) 하(下)에서는 엽록소(葉綠素)가 거의 형성(形成)되지 않았다. 4. 엽록소(葉綠素) 함량(含量)에 관(關)한 한 sucrose 농도(濃度)를 0.75%까지 낮추어도 sucrose 농도(濃度) 1.0%와 유사(類似)한 경향(傾向)을 보였다.

• 한국작물학회지
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• 제40권2호
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• pp.133-141
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• 1995

약용 식물의 추출액이 자가영양배양세포의 광합성전자전달계에 미치는 영향을 조사하기 위해 9종의 약용식물 추출액으로부터 종자발아, PA세포의 엽록소 억제정도, DCIP의 환원율, 세포 생존율, 광계 I의 전자전달활성, 단백질에 미치는 영향을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 식물의 추출액을 농도별로 처리하였을 때 10％ 처리시 전 식물체에서 상추의 발아억제 현상을 나타내었고, 특히 백두옹과 초오 추출물 10％ 처리시는 100％ 억제를 나타내었다. 2. 백두옹의 증류수 및 MeOH 추출액을 PA세포에 처리한 경우 엽록소의 생성을 100％ 억제 하 였다. 이는 광합성 전자전달 저해제로 알려진 DCMU 10-3M 처리와 동일한 억제 효과였다. 3. PA세포에 추출물 처리시 백두옹이 힐반응 억제가 가장 컸으며, 세포 생존력은 가장 낮았다. 4. 광합성 산소발생은 반하, 독활, 백두옹, 만형자 추출액 처리시 14-77％ 억제되었고, 특히 PA 세포 2ml 반응액에 백두옹 추출물 60rl 처리시 50％ 산소발생 억제를 나타내었다. 5. 추출액을 PA 세포에 처리한 후 단백질을 추출하여 SDS-PAGE를 이용하여 조사한 결과 대조구에 비하여 백두옹 추출물 10％ 처리에서 14KD, 31KD, 41KD, 53KD, 73KD의 밴드가 나타나지 않았다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제39권2호
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• pp.153-158
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• 1996

광독립 영양세포를 이용하여 미생물유래 제초활성 물질을 탐색하던 중 강한 제초활성을 갖는 균주를 선발하고, 그 균주가 생산하는 활성 물질들을 분리 정제한 후 구조를 결정하였으며, 이들의 활성을 조사하였다. 선발된 ME-13 균주의 미생물학적 특성을 조사한 결과 Streptomyces로 동정되어 본 균주를 Streptomyces sp. ME-13으로 명명하였다. 균배양 상등액으로부터 활성탄소흡착, sillca gel, MCI gel등의 column chromatography 및 HPLC를 통하여 2 가지 활성 물질을 순수 분리하였다. 이들 화합물은 기기분석결과, anisomycin계의 AB3217-A와 B로 각각 동정되었다. AB3217-A와 B는 25ppm 농도에서 무와 피의 종자 발아를 완전히 억제하였고, 종자 발아후 50% 생육저해농도는 약 6 ppm 정도로 서로 비슷하였으며 anisomycin보다 6배 정도 강한 제초활성을 보였다. 이와 같은 제초활성은 본 연구에 의하여 처음으로 밝혀졌다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권1호
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• pp.46-51
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• 2006

광합성 미생물을 이용하여 $CO_2$를 항산화성 카로티노이드를 다량 함유하고 있는 바이오매스로 전환하는 새로운 방법의 생물학적 $CO_2$ 저감 기술이 제시되었다. 본 연구에서 담수 녹색 미세 조류인 Haematococcus pluvialis가 광합성 미생물로 사용되었으며, 이 균주는 녹색의 성장 세포에서 적색의 포낭 세포로 전환될 때 2차 카로티노이드인 astaxanthin을 세포 내에 다량 축적하는 것으로 알려졌다. 균주의 이러한 특성을 이용하여 $CO_2$가 연속적으로 공급되는 광 반응기에서 자가 영양 배양 방식으로 $CO_2$ 고정화 및 그것을 통한 astaxanthin 생산 연구가 수행되었다. 녹색 성장 세포의 성장은 5％ $CO_2$ 공급 환경 및 기본 NIES-C 배지에서 최대로 이루어졌다. 적색 포낭 세포로 효과적인 전환을 위해 5％ $CO_2$ 주입과 강한 빛 조사로 이루어진 자가 영양 유도법을 적용하였으며, 이 공정을 통해 $9.6mg/L{\cdot}day$의 astaxanthin 생산성을 획득하였다. 이때 astaxanthin으로 전환되는 $CO_2$의 균주 내 고정화 속도는 $27.8mg/L{\cdot}day$로 나타났다. 본 연구를 통해 제시된 H. pluvialis를 이용한 자가 영양 배양, 유도 공정은 $CO_2$ 고정화뿐만 아니라 고부가 생리 물질 생산기능을 겸비하여 새로운 $CO_2$ 저감기술로 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권5호
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• pp.946-951
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• 2008

The opd gene, encoding organophosphorus hydrolase (OPH) from Flavobacterium sp. capable of degrading a wide range of organophosphate pesticides, was surface- and intracellular-expressed in Synechococcus PCC7942, a prime example of photoautotrophic cyanobacteria. OPH was displayed on the cyanobacterial cell surface using the truncated ice nucleation protein as an anchoring motif. A minor fraction of OPH was displayed onto the outermost surface of cyanobacterial cells, as verified by immunostaining visualized under confocal laser scanning microscopy and OPH activity analysis; however, a substantial fraction of OPH was buried in the cell wall, as demonstrated by proteinase K and lysozyme treatments. The cyanobacterial outer membrane acts as a substrate (paraoxon) diffusion barrier affecting whole-cell biodegradation efficiency. After freeze-thaw treatment, permeabilized whole cells with intracellular-expressed OPH exhibited 14-fold higher bioconversion efficiency ($V_{max}/K_m$) than that of cells with surface-expressed OPH. As cyanobacteria have simple growth requirements and are inexpensive to maintain, expression of OPH in cyanobacteria may lead to the development of a low-cost and low-maintenance biocatalyst that is useful for detoxification of organophosphate pesticides.

• 한국잡초학회지
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• 제11권2호
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• pp.137-141
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• 1991

녹화된 cal1us의 제초제 paraquat와 diuron에 대한 반응을 요약하면 다음과 같다. LS 기본(基本) 배지(培地)에 sucrose 농도(濃度) 1.0%, NAA $10^{-5}$ M, BA $10^{-6}$ M을 첨가(添加)하여 paraquat를 처리(處理) 하였을때 농도(濃度)가 $10^{-6}$ M에 서 $10^{-4}$ M으로 증가(增加) 할수록 calli의 증식(增殖)이 억제(抑制)되고 엽록소(葉綠素) 함량(含量)이 감소(減少)되었다. $10^{-4}$ M에서는 완전(完全) 고사(枯死)하였으며 $CO_2$가 공급(供給)되는 조건(條件)에서 억제(抑制) 정도가 높았다. 제초제(除草劑) diuron 처리(處理) 시(時)에도 $10^{-6}$ M에서 $10^{-3}$M으로 농도(濃度)가 증가(增加) 할수록 callus 증식(增殖)이 억제(抑制)되었으며 sucrose농도(濃度) 2.0% 때 보다 1.0%에서 훨씬 높은 억제(抑制) 경향(傾向)을 보였다.

• Applied Microscopy
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• 제43권4호
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• pp.140-145
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• 2013

Structural aspects of highly reduced vegetative organs in the aquatic Spirodela polyrhiza were examined using scanning and transmission electron microscopy. The study focused mainly on young and mature fronds with turions and their cellular features were compared. Mature fronds were composed of thin-walled chlorenchyma with highly vacuolated cells; most of which were frequently occupied by either tanniferous deposits or various crystals. Fronds of photoautotrophic offspring were produced from the meristematic region of the reproductive pockets within mother fronds, where they remained until separation. Moderate degrees of wall ingrowth and plasmalemma proliferation were detected briefly in the epidermis of daughter fronds during early development. Vascular tissues were generally much reduced, but air chambers were well-established in fronds. Chloroplasts having grana with several thylakoids were distributed throughout the plant, but starch grains were encountered frequently in the mesophyll chloroplasts of younger fronds and initial stage of the turion. Their cytoplasm was dense with small vacuoles in most cases. Further, big starch grains, up to several microns, occupying most of the plastid volume were formed in the turion prior to sink for overwintering. Plasmodesmata were numerous in the examined tissues, except mature turions, suggesting a symplastic pathway of the metabolites within body.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제7권5호
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• pp.295-302
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• 2002

To understand the utilization property of light energy, Synechococcus sp. MA19, a poly-${\beta}$-hydroxybutyrate (PHB) producer, was cultivated at the different incident light intensities of 15.3, 50.0 and 78.2 W/$m^2$ using media with and without phosphate. From the results of metabolic flux analysis, it was found that the cell yield based on ATP synthesis was estimated as $3.5{\times}10^{-3}$ kg-biomass/mol-ATP in these cultures. Under the examined conditions, there were no significant differences in the efficiency of light energy conversion to chemical energies estimated as ATP synthesis and reducing potential (NADH + NADPH) formation whether the PHB synthesis took place or not. The energy converted from light to ATP was kept relatively high around the energy absorbed by the cells of $2.5-3.0{\times}10^{6} J\;h^{-1}\;kg^{-1}$, whereas the energy of reducing potential was hardly changed in the examined range of the energy absorbed by the cells.