• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제47권2호
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• pp.145-162
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• 2019

This study aimed to increase the sugar and ethanol yield from the mengkuang plant biomass through biological and liquid hot water (LHW) pretreatment and their combination. The results showed that biological pretreatments with 5% inoculum of the fungus Trametes versicolor resulted in the highest alpha cellulose content incubated for 30 days, and 10% inoculum resulted in the lowest lignin content. LHW pretreatment decreased the hemicellulose content of pulps from 10.17% to 9.99%. T. versicolor altered the structure of the mengkuang pulp by degrading the lignin and lignocellulose matrix. The resulting delignification and cellulose degradation facilitate the hydrolysis of cellulose into sugars. The alpha cellulose content after biological-LHW pretreatment was higher (78.99%) compared to LHW-biological pretreatment (76.85%). Scanning electron microscopy analysis showed that biological-LHW combinated treatment degrades the cell wall structures. The ethanol yield for biological-LHW pretreated sample was observed 43.86% (13.11 g/L ethanol by weight of the substrate, which is much higher than that of LHW-biological pretreatment (34.02%; 9.097 g/L). The highest reducing sugar content about 45.10% was observed with a resulting ethanol content of 15.5 g/L at LHW pretreatment temperature of $180^{\circ}C$ for 30 min.

• 식품과학과 산업
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• 제52권1호
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• pp.84-99
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• 2019

Dietary fiber is defined as soluble and insoluble polysaccharide consisted in the plant cell wall-associated fibers naturally occurring in fruits, vegetables, and cereal products, and of isolated fibers that are added to processed foods which are also artificially modified. There are so many difference types of dietary fibers as arabinoxylan, polydextrose chicory, oligosccharide. inulin, pectin, bran, cellulose, ${\beta}$-glucan, resistant starch and some seaweed polymers as alginate. Most of them provide many biological benefits in the intestine, as lower risk for developing coronary heart disease, stroke, hypertension, diabetes, obesity and some of the gastrointestinal disease like as colon cancer. And also lowering cholesterol levels, improves glycemic and insulin sensitivity to non-diabetic and diabetic persons including immune system. Beside of many benefits, average consumers in developed and under developing countries take far less amounts of dietary fiber that international organization recommended. Adequate intake of dietary fiber is 14g/1,000kcal base using the energy guide line of 2,000kcal/day for women and 26,000 kcal/day for men, dietary intake is 28g/day of adult women and 36g/day for adult men. The mechanisms behind the reported effects of dietary fiber on metabolic health are not fully well established. It is suggested that changes in intestinal viscosity resulting mucus increasing, macro-nutrients absorption, rate of passage of large intestinal, production of short chain fatty acids by fermentation. Production of gut hormones and changes of microbiota in intestine. It is necessary to do more research in this field in the future and combined interdisciplinary works together.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.229-229
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• 2022

Rapeseed is a crop that is waterlogging sensitive, and it is necessary to breed waterlogging tolerance varieties. Our study presents the comparative transcriptome changes in two rapeseed lines, i.e., waterlogging-tolerant (tJ8634-B-30,) and - sensitive ('EMS26') lines under control and waterlogging stress treatments at the flowering stage. RNA-sequencing analysis revealed 13,279 differentially expressed genes (DEGs) for 'J8634-B-30' and 8,682 DEGs for 'EMS26' under waterlogging stress condition compared to control. Among DEGs of 'J8634-B-30', 6,818 were up-regulated and 6,461 were down-regulated. On the other hand, among the DEGs of 'EMS26', the number of down-regulated genes (5,240) were higher than that of up-regulated genes (3,442). Gene ontology enrichment analysis showed that DEGs related to glucan metabolic, cell wall, and oxidoreductase activity were significantly changed in 'J8634-B-30'. Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG)-based analysis in 'J8634-B-30' identified up-regulated DEGs being involved in MAPK signaling pathways. In addition, the DEGs belonging to mechanisms responding to waterlogging stress, i.e., plant hormones, carbon metabolism, Reactive oxygen species (ROS), Nitric oxide (NO) etc. were compared in rapeseed lines. Several DEGs including ethylene-responsive transcription factor (ERF), constitutive triple response (CTR) (in ethylene signaling pathway), monodehydroascorbate Reductase (MDAR), NADPH oxidase (in ROS pathway), cytochrome c oxidase assembly protein (COX) (in NO pathway) up-regulated in 'J8634-B-30'. These outcomes provided the valuable information for further exploring the genetic mechanism of waterlogging tolerance in rapeseed.

• Applied Biological Chemistry
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• 제50권2호
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• pp.95-100
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• 2007

식물성장 촉진호르몬인 auxin, 식물병원성 진균을 방제하는 siderophore 그리고 cellulase를 동시에 생산하는 PGPR균이자 생물방제균인 Bacillus licheniformis K11의 cellulase의 유전자를 PCR을 이용해 pUC18에 재조합 후 E. coli DH5${\alpha}$에 cloning하였으며, 이 형질전환 된 균주를 E. coli DH5${\alpha}$(pCW 77)라 하였다. 형질전환 균주 E. coli DH5${\alpha}$(pCW 77)는 B. licheniformis K11의 1.6kb 유전자를 포함하며, 이 cellulase는 1,479 bp, 499개의 amino acid가 암호화된 것으로 추정된다. 형질전환균주가 생산하는 cellulase(CelW)는 lac 프로모터를 이용해 발현되었으며, CMC-SDS-PAGE의 방법으로 약 55 kDa의 분자량을 확인하였다. B. licheniformis K11의 cellulase는 4종의 대표적인 Bacillus spp. 들이 생산하는 cellulase의 아미노산 배열이 97% 이상 일치하였다. CelW는 carboxymethyl-cellulose(CMC) 뿐만 아니라 불용성 섬유소인 Avicel, Filter paper(Whatman$^{\circledR}$ No. 1)는 물론이고 고추역병균 P. capsici의 건조 cell wall도 분해하였다. CMC를 기질로 60$^{\circ}C$에서 효소활성이 가장 높았으며, 최적 pH는 pH 6.0이었다. 그리고 CoCl$_2$ 또는 MnSO$_4$ 첨가시 활성이 2배 이상 증가하였지만, FeCl$_3$ 또는 HgCl$_2$ 첨가 시는 활성이 20% 이하로 떨어졌고, SDS와 sodium azide 등 여러 화학 저해제들을 첨가하여도 87% 이상의 활성을 유지하였다. 이 결과들은 B. licheniformis K11이 식물뿌리에 근권 microflora형성의 중요한 요인으로 작용할 수 있고, 생물방제력을 발휘하는 식물병원성 진균의 세포벽 분해 cellulase 기능 연구를 가능케 하여 식물병의 생물학적 방제 연구에 기초가 될 것이라 생각된다.

• Applied Microscopy
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• 제38권1호
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• pp.21-28
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• 2008

식충식물의 잎은 결핍된 양분을 보충하기 위해 곤충을 유인하여 포획할 수 있는 포충엽으로 변형된다. 식충식물 표피조직에 발달하는 분비모는 특수한 모용으로 곤충포칙에 필요한 성분을 분비하여 먹이를 소화하고 흡수할 수 있도록 발달한다. 본 연구에서는 긴잎끈끈이주걱 (Drosera anglica Huds.) 엽신에 발달하는 여러 유형의 분비모 발달양상을 주사 및 투과전자현미경적인 방법으로 연구하였다. 포충엽 발달초기 엽원기 단계에서는 엽신이 접혀진 상태로 분화하여 상피조직은 노출되지 않으며, 하피조직에는 비분비모 및 모용원기들이 발달한다. 또한, 엽연이 접힌 상태로 어린 잎의 단계를 거치나 엽연에 발달하는 분비모는 기저부위만 노출되고 이들의 두정부위 및 다른 유형의 분비모들은 접힌 내부에 발달하여 보호된다. 병세포가 매우 길게 신장하는 엽연의 분비모에는 곤충 포획 시 가장 신속하게 식충의 기작을 수행하기 위한 세포수준에서의 구조분화도 수반된다. 엽연에는 긴 병세포를 지닌 약 $2.2{\sim}5.1\;mm$의 globose 분비모 (Type I)가 발달한 반면, 엽신의 내부로 갈수록 병세포는 점진적으로 짧아져 중앙 부위에서는 약 $200{\sim}300\;{\mu}m$의 짧은 병세포를 형성한다. 두정부위(head)는 2층의 분비세포, 중간의 장방형의 유세포층, 중앙의 가도관으로 구성된다. 엽연 분비모에 곤충이 접촉되면 이들 분비모는 매우 빠르게 움직이며 엽정 부위를 향축면으로 움직여 엽신이 곤충을 포위하게 하여 두정부위에서 분비된 점액성 물질로 곤충을 소화 흡수시키는 능동적인 식충의 기작을 수행한다. 또한, 엽신의 내부에는 분비물질을 분비하는 압핀형 두정부위와 짤은 병세포(ca. $15{\sim}30\;{\mu}m$)로 이루어진 분비모(Type II가 발달한다. 또 다른 유형은 병세포가 형성되지 않는 약 $25{\sim}40\;{\mu}m$의 6세포성분비모(Type III)로 상피 및 하피, 엽병, Type I 및 Type II 병세포 표면에 이르기까지 분포하며 위 두 유형의 분비모와 함께 활발한 분비활동을 수행한다. Type III 분비모의 경우, 분비물질은 정단의 두 세포에서만 방출되었다. Type I, II, III 두정부위 분비세포 세포벽에는 큐티클 층이 얇게 발달하며, 세포질 내에는 골지체, 소포체, 분비소낭 등의 막성계 세포내소기관 및 전자밀도가 높은 입자 등이 잘 발달하였다.

• 한국약용작물학회지
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• 제9권2호
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• pp.156-165
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• 2001

현삼의 기내배양에서 낮은 농도의 2,4-D(0.01, 0.1mg/l) 와 TDZ(0.01, 0.1, 2.0mg/l)이 조합처리시 shoot 분화가 좋았으나, 2,4-D의 농도가 높아질수록 TDZ과 조합처리시 shoot 분화가 저조 하였다. 형질전환 확인을 위한 PCR 분석에서 선발표지 유전자로 사용되는 NPT II gene의 확인하였는데 형질전환되지 않은 식물체에서는 나타나지 않는 DNA 절편이 형질전환 식물체에서 나타났으며 kanamycin 50 mg/ l 첨가된 배지에서 선발된 식물체에서 NPT II gene(700bp)이 plant genome 안으로 삽입되었음을 확인하였다. 형질전환 식물체의 항균활성 검정에서는 Asperigillus awamori에 대해 대조구 식물체와 같이 항균성이 없는 것으로 나타났으나 항바이러스성 단백질인 PAP가 도입된 식물체에서는 $IC_{50}$의 값이 Asperigillus awamori에 대해서 각각 $320\;{\mu}g/ml$ 과 $300{\mu}g/ml$, C. herbarum에 대해서도 $IC_{50}$ 값이 $80{\mu}g/ml,\;100{\mu}g/ml$로 높은 항균성을 나타내었다. 형질전환 식물체와 형질전환되지 않은 식물체를 대상으로 SDS-PAGE를 수행하여 본 결과 감염된 형질전환되지 않은 잎과 감염되지 않은 잎에서는 나타나지 않는 30kDa의 분자량을 가지는 새로운 band가 PAP유전자에 의하여 형질전환된 식물체에서 각각 확인되었다. Asperigillus awamori의 경우에 PAP 형질전환체의 단백질을 첨가한 경우 모두 포자가 발아가 억제 되었고 균사생장이 지연되었으며 균사가 생장되더라도 포자와 생장하는 균사가 투명하여졌으며 생장하는 균사의 굵기도 가늘어지는 특성을 나타내었다. 병원균 접종 후 생육조사에 의하면 형질전환 식물체가 초장과 지상부, 지하부의 생체 중에서 모두 형질전환 되지 않은 식물체보다 다소 높게 나타났다. Fusarium에 의한 전형적인 병징인 뿌리썩음 병과 유관속 시들음 증상이 형질전환 되지 않은 식물체에서 병징의 scale은 3.2와 3.0으로 나타나는 반면 형질전환된 식물체에서는 2.0과 2.5으로 비교적 낮게 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제13권3호
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• pp.71-81
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• 2005

슬러지를 안정화시키기 위하여 가장 많이 적용되고 있는 공법은 혐기성 소화공법이라고 할 수 있다. 또한, 혐기성 소화는 유기성분의 효과적인 안정화와 동시에 메탄가스를 발생시켜 에너지로 이용 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나, 폐활성슬러지의 경우 미생물의 세포벽 때문에 일반적으로 저조한 혐기성 처리효율과 탈수능을 나타내고 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 많은 전처리공정들이 개발되거나 연구되어 왔다. 본 연구에서는 폐활성슬러지의 혐기성 소화효율과 탈수능을 향상시키기 위한 pulse power 전처리 연구를 pilot 규모로 수행하였다. Pilot plant는 기 수행된 실험실 연구결과를 바탕으로 설계 및 운전하였다. 본 연구에서는 pulse power 전처리에 의한 슬러지 특성변화를 평가하였으며, 특히 혐기성 소화시 미생물이 사용하기 용이한 기질의 증가를 의미하는 용존성 유기물질의 증가를 주요항목으로 평가하였다. 혐기성 소화조에서 발생하는 가스발생량과 메탄함량을 측정하여 혐기성 소화능을 평가하였으며, 슬러지 탈수능은 CST 및 비저항값의 측정을 통하여 평가하였다. 또한, 슬러지 처리공정에서의 전체적인 에너지수지를 계산하여 pulse power 전처리에 의한 에너지 회수율 변화를 평가하였다.

• 식물분류학회지
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• 제42권4호
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• pp.247-252
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• 2012

장미과 Agrimoniinae(짚신나물아족)의 5속(Agrimonia L., Aremonia Neck. ex Nestl., Hagenia J.F. Gmel., Leucosidea Eckl. & Zeyh., and Spenceria Trimen.)의 종피를 주사전자현미경으로 관찰하여 계통분류학적으로 유용한 형질이 있는지 조사하였다. 또한, 관찰된 종피의 형질들을 이미 수행된 분자계통학적 연구에서 제시된 5속의 계통분류학적 관계를 설명하는 가설들에 적용하여 종피 형질의 계통분류학적 진화를 고찰하였다. 짚신나물아족의 5속 모두 하나의 열매화통에 하나 또는 두 개의 성숙한 수과를 가지고 있었고, 종피는 표피세포의 모양, 크기, 세포벽의 돌출 정도, 세포표면의 돌기의 유무 등에서 다양한 형질상태가 관찰되었다. 특히, 세포표면의 유두상 돌기(papillae)는 2속 Agrimonia(짚신나물속)과 Aremonia에서만 관찰되었다. 유두상 돌기가 없는 것이 원시형질이라는 가정하에 유두상 돌기가 나타나는 형질변화를 이미 수행된 분자계통학적 연구에서 고찰하였다. 4개의 핵과 6개의 엽록체 DNA의 염기서열에 기초한 계통수에서는 적어도 2회의 형질변화가 요구되며, 저복사수 핵 유전자의 염기서열 계통분석의 계통수에서는 단 1회의 형질변화가 일어나는 것으로 나타났다. 종합하면, 종피의 유두상 돌기의 출현은 Agrimonia(짚신나물속)과 Aremonia 을 단일계통 분류군으로 설명하는 공통진화형질이라고 할 수 있고 이러한 가설은 저복사수 유전자의 염기서열의 계통분석을 지지하고 있다. 이렇게 종피 형질은 장미과 Agrimoniinae(짚신나물아족)의 속간의 계통분류학적 이해에 매우 유용한 형질임을 밝힌다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제16권9호
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• pp.1303-1308
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• 2003

Samples of eleven brown midrib (ICSU 96031, ICSU 93046, ICSU 96082, ICSU 96078, ICSU 96075, ICSU 95101, ICSU 96034, ICSU 96063, ICSU 45116, ICSA 93-3 and ICSA 3845 X 3816) and nine white midrib genotypes (ICSU 96050, ICSU 96030, ISU 95082, SSG 59-3, FSHI 93-1, FSHI 2219A X 3211, HC 171, ICSA 93-2 and ICSA 93-1) based on their phenotypic appearance were collected at 50 per cent flowering from the sorghum germplasm grown at Research farm of IGFRI, Jhansi. These genotypes were evaluated with respect to crude protein, fiber composition, in-sacco dry matter, OM, cell wall components disappearance/digestibility besides the fodder yield, total phenolic and availability index values. Brown midrib genotypes were lower (p<0.05) in NDF, ADF, cellulose and acid detergent lignin concentration than white midrib genotypes. Mean NDF, ADF, cellulose and lignin contents were 69.4, 42.1, 35.4 and 5.7% in brown mid rib vis-a vis 75.8, 47.5, 39.6 and 7.3% in white mid rib genotypes. Nonsignificant (p>0.05) differences were observed in dry matter, crude protein and organic matter contents between brown midrib and white midrib genotypes. Phenolic contents were significantly (p<0.05) lower in browm mid rib (0.2) than white mid rib (0.3%) sorghum. Brown midrib genotypes exhibited significantly (p<0.05) higher in-sacco DM, OM and CP disappearance than normal (white midrib) genotypes. The mean degradability of DM, OM and CP was 64.1, 62.6 and 79.6% in brown mid rib and 53.1, 54.0 and 76.6% in white mid rib genotypes, respectively. There were no significant (p>0.05) differences between genotypes in extent of fiber fraction degradability though in-sacco NDF and ADF degradability was more by 5 and 4 units, respectively in brown midrib genotypes vis-a-vis white midrib genotypes. Average fodder yield (green and dry g/plant) and availability index (%) values were significantly (p<0.05) higher for brown midrib (474.2, 129.8 and 80.4) genotypes than white midrib (375.0, 104.8 and 69.2) genotypes. Lignin contents had significant negative correlation with DM, OM, NDF and ADF degradability. The results of the study revealed that brown midrib genotypes are superior not only with regard to chemical entities and disappearance of DM and fiber fractions but also better in respect of fodder yield and availability index values. Thus, brown midrib sorghum strains may be useful in increasing digestibility, intake, feed efficiency and animal performance.

• 식물조직배양학회지
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• 제25권4호
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• pp.277-282
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• 1998

장미(Rosa sp. cv Paul's Scarlet) 현탁 배양체의 배지에서는 정상적인 성장 조건하에서 cationic peroxidase (POD)만 관찰되었으나, 효모 세포벽으로부터 추출한 숙주 특이성이 낮은 elicitor를 10 mg glucan/L의 농도로 투여하여 24시간 정도 배양하였을 때 기존의 POD와 뚜렷하게 구분되는 anionic POD가 유도됨을 관찰하였다. Elicitor에 의해 유도되는 prominent한 anionic POD (pI 6.1)와 대조구로서 pI 8.4의 cationic isozyme을 분리한 후 효소학적 성질을 비교하였다. Ammonium sulfate농축, ion exchange chromatography, gel filtration chroma tography를 통하여 약 200배로 농축된 두 효소를 분리하였으며, 이 두 효소의 몇몇 기질에 대한 kinetic parameter들은 매우 의미있는 차이를 보여 주었다. 그 중에서 ferulic acid에 대한 Km은 anionic POD의 경우 4.6 mM, cationic POD는 1.38 mM로 측정되었으며, $\textrm{H}_2\textrm{O}_2$에 대한 Km은 각각 anionic POD가 0.72 mM, cationic isozyme이 0.45 mM로 나타났다. 특히 NADH 산화 반응의 활성은 anionic POD가 cationic POD에 비하여 약 2배 높은 것으로 측정되었다. 0.1 mM coniferyl alcohol의 첨가에 의한 NADH 산화 반응의 억제는 anionic POD fraction에서 약 60% 정도 일어난 반면에 cationic POD fraction에서는 약 15% 정도 일어났다.