질소의 형태를 질산태(NO$_3$$^{-}$-N), 암모니아태(NH$_4$$^{+}$-N) 그리고 질산태와 암모니아태(NO$_3$$^{-}$-N + NH$_4$$^{+}$-N)를 혼합한 양액 하에서 수경재배하여 담배의 생육단계별 질소이용에 따른 흡수 양상과 생육 및 nitrate reductase, glutamine synthetase 효소활성을 평가하여 질소 시비 유형에 따른 체내 질소대사의 기초자료를 제공하고져 축행한 결과는 다음과 같다. 질소의 형태별 생육은 NO$_3$$^{-}$-N, NH$_4$$^{+}$-N 단독 처리구보다 혼합처리구에서 지상 및 지하부의 생육이 좋았고, NH$_4$$^{+}$-N 처리구에서는 암모늄 독성에 의해 생육이 극히 불량하였다. 생육단계별 양액의 pH 변화는 NO$_3$$^{-}$-N 처리구에서 이식 초기부터 이식 후 40일까지 증가하였고 NH$_4$$^{+}$-N 처리구에서는 이식 후 20일에 pH 3.42, 혼합처리구에서는 이식 후 30일에 pH 3.64까지 떨어졌다가 증가하였다. 혼합처리구의 질소흡수반응은 생육초기에서는 NH$_4$$^{+}$-N의 흡수를 우선하고 생육중기부터 NO$_3$$^{-}$-N 흡수가 증가하여 흡수 양상을 달리하였다. 생육시기에 따라 흡수형태도 NO$_3$$^{-}$-N와 NH$_4$$^{+}$-N 사이의 상대적인 비율에 의해 크게 영향을 미쳤다. 엽록소와 가용성 단백질은 혼합처리구에서 전질소는 NH$_4$$^{+}$-N 처리구에서 높았고, 특히 NH$_4$$^{+}$-N 질소를 시비하였을 때는 질소함량이 증가하였다. 질산함량이 증가하였다. 질산함량은 NO$_3$$^{-}$-N 처리구에서 암모니아함량은 NH$_4$$^{+}$-N 처리구에서 높았고, 산소 활성은 혼합처리구에서 nitrate reductase와 glutamine synthetase 활성이 높았다.
Orchardgrass 및 white clover의 단파 및 혼파 재배조건에서 미량요소 Fe, Mn, Cu, Zn, Mo및 B의 조합시비가 목초의 생육, 개화, 수량, 양분 함량 및 식생구성비율 등에 미치는 영향을 구명하였다. 다량요소 양분을 동일 량 시비한 조건에서 7 수준의 미량요소 조합시비는 $T_1$;대구조, $T_2$; Fe, $T_3$; Fe+Mn, $T_4$: Fe+Mn+Cu, $T_5$; Fe+Mn+Cu+Zn, $T_6$ ; Fe+Mn+Cu+Zn+Mo 및 $T_7$ ;Fe+Mn+Cu+Zn+Mo+B로 하였다. 본 IV보에서는 조합시비가 목초 중 미량요소의 함량에 미치는 영향을 검토하였다. 1. 미량요소의 함량은 일반적으로 조합시비, 초종(grass-clover), 재배방법(단파-혼파), 예취 회수 및 추비 유무별 차이를 보였다. 단파재배와 비교해서 혼파에서 orchardgrass는 더 낮은 B와 Fe-함량, 더 높은 Mn, Zn-함량을 보였고 white clover는 이의 반대경향을 보였다. 그러나 Cu와 Mo-함량은 차이를 보이지 않았다. 2. 상대적인 함량 비교에서 일반적으로 $T_7$ 7처리로 orchardgrass의 경우 Cu, Zn 및 Mo-함량은 낮아졌고 Mn-함량은 높아졌다. 이에 비해서 white clover의 경우는 Fe, Mn 및 Cu-함량은 높아졌고 그리고 Mo-함량은 낮아졌다. 목초 중 Fe-함량은 $T_3$(Fe+Mn)에서 Fe과 Mn 간의 길항작용으로 현저히 낮아졌다. 본 시험재배 조건별 Fe-함량의 변화는 white clover가 orchardgrass보다 상대적으로 더 큰 차이를 보였다. Mn-함량은 초종 간 큰 차이를 보였고 두 목초 공히 Mn을 함유한 조합시비로 크게 증가하였지만 이들 조합시비 간에는 차이가 경미하였다. 3. Mo-함량은 모든 경우 $T_6$ 6및 $T_7$ 에서 다소 높은 수준 이였다. $T_7$ 은 $T_6$ 에 비해서 Mo-함량이 다소 낮아졌다. Mo-과다피해는 B/Mo 비율의 조화 또는 B-시비를 통해서 경감되거나 방지할 수 있는 것으로 보였다. 모든 경우 white clover가 orchardgrass보다 B-함량이 높았고 $T_7$ 에서 B-함량이 크게 증가하였다.
Aflatoxins are produced mainly by Aspergillus flavus and Aspergillus parasiticus that grow in improperly stored cereals. Aflatoxin B1 ($AFB_1$) is a potent hepatocarcinogen in a variety of experimental animals including human beings. In spite of a high attention to the hepatocarcinogenecity of $AFB_1$, the relative toxicity of aflatoxins ($AFB_2$ and $AFG_1$) is not fully clarified. Sprague-Dawley male rats were orally administered with $AFB_1$, $AFB_2$, and $AFG_1$ at the dose of 250 ${\mu}g/kg$ (additionally including a dose of $1250{\mu}g/kg $ for $AFB_1$) body weight. Animals were then killed at 12, 24 or 48 hrs following aflatoxin exposure. Subsequently the immunohistochemical examination of p53, cytochrome p450 1A1 (CYP450 1A1), and glutathione-S-transferase placental form (GST-P) were performed. The level of the 8-OxodG in the liver was determined. Expressions of CYP450 1A1 and p53 were high in the liver of rats through 48 hrs after treatment of $AFB_1$ at the single dose of $250{\mu}g/kg $. This pattern was more clear as increasing doses. The treatment of $AFB_2$ and $AFG_1$ did not affect the expression of CYP450 1A1 but it caused weak expression of p53. The activity of GST were not found in the liver of rats treated with aflatoxins. The formation of 8-OxodG by $AFB_1$ increased in a dose-dependent manner up to 24 hrs after a single treatment of $AFB_1$ thereafter decreased to the level of control. The treatment of $AFB_2$ and $AFG_1$ did not affect the levels of 8-OxodG in the liver of rats with increasing time. These results in the present study indicate that $AFB_1$ among aflatoxins with low comparable levels is the most toxic as determined by early biomarkers such as CYP450 1A1, p53, GST-P, and 8-OxodG.
UV와 O3는 정수처리 공정에 이용되는 물질로 유기물, 오염물질 및 미생물을 제거하는 것으로 많은 연구가 보고되어 있다. 본 연구에서는 저서성 대형무척추동물 중 오염지표 생물이며 실내 사육 중인 깔따구(C. flaviplumus, C. riparius)를 이용하여 UV와 O3 노출에 따른 생존율, 체 Fig. 5. Heatmap of relative mRNA expression of HSP70 in C. riparius and C. flaviplumus exposed to UV and O3. 색 변화 및 열충격 단백질(Heat Shock Protein 70) 발현 변화를 관찰하였다. UV에 노출된 C. flaviplumus의 생존율은 24시간 후 70% 감소하였으며, C. riparius는 50%로 감소하였다. O3에 노출된 C. flaviplumus는 생존율의 변화가 없었으며 C. riparius는 노출 10분 후 95%로 감소하였으나, 이후 노출 시간 동안 변화가 없었다. 또한, 체색 변화에서 두 종에 대한 UV와 O3 노출은 시간 의존적으로 붉은색의 체색이 옅어지는 현상을 관찰하였다. HSP70 유전자 발현에서 C. riparius는 UV 노출 후 대조군에 비해 발현이 증가하였으며, 노출 12시간 후에서 유의한 차이를 보였다(P<0.05). O3에 노출된 C. flaviplumus는 대조군에 비해 상대적으로 낮은 발현이 관찰되었으며, 노출 10분과 1시간 후에서 유의한 차이를 보였다 (P<0.05). 이와 같은 결과는 UV와 O3 노출에 따른 깔따구에 대한 생태독성학적 영향을 보고하였다. 따라서 본 연구 결과는 정수장에서 이용되는 소독물질인 UV와 O3가 정수장 내로 유입되는 깔따구에 주는 영향을 파악할 수 있는 기초자료로서 활용될 수 있을 것이다.
ER와 리포터 유전자인 $\beta$-galactosidase가 도입된 효모재조합검색시험법을 이용하여 파라벤류의 내분비계 장애작용을 검색하였다. 양성대조 시험물질로 앞의 시험법들과 동일하게 E2와 BPA를 설정하여 파라벤류의 에스트로젠성을 비교분석 하였다. E2의 경우 $10^{-9}M$에서 가장 활성이 높게 관찰되었고, BPA의 경우 $10^{-7}M$에서 에스트로젠성이 가장 높았다. 파라벤의 경우 이소프로필파라벤이 $10^{-9}M$에서 $10^{-3}M$까지 시험하였을 때, 농도 의존적으로 에스트로젠성이 증가하였으며, $10^{-9}M$의 경우 가장 강력한 에스트로젠성을 보였다. 또한 양성대조군인 E2와 비교하였을 때, $10^{-7}M$에서 $10^{-3}M$까지의 이소프로필파라벤은 오히려 E2보다 높은 내분비계 장애작용이 검색되었다. 이소프로필파라벤을 제외한 나머지 파라벤류의 경우 $10^{-4}M$과 $10^{-5}M$의 프로필파라벤과 $10^{-3}M$과 $10^{-4}M$의 에틸파라벤에서 에스트로젠성이 관찰되었다. 또한 MCF-7세포주는 사람의 유방암 세포이면서 $ER{\alpha}$가 존재하여 에스트로젠 또는 에스트로젠 유사물질이 ER와 반응하여 세포의 성장을 유도하게 된다. 이번 연구에서 파라벤의 시험 이전에 이미 내분비계 장애물질로 널리 알려진 BPA와 체내에 존재하는 강력한 에스트로젠이면서 BPA보다 활성이 1000배정도 높다고 알려진 E2를 양성대조군으로 설정하여 MCF-7세포의 성장을 관찰하였다. 72시간동안 BPA와 E2를 다양한 농도로 MCF-7세포에 노출한 후 DNA 양을 측정하였더니, E2의 경우 $10^{-9}M$에서 대조군보다 약 2.5배의 세포성장을 관찰할 수 있었으며, BPA의 경우 $10^{-8}M$에서 대조군 보다 약 2.2배의 세포성장을 관찰할 수 있었다. 에틸파라벤의 경우 $10^{-7}M$에서 $10^{-4}M$까지 농도 의존적으로 MCF-7세포의 성장을 증가시켰고, $10^{-4}M$이 대조군에 비해 세포성장이 약 2.2배에 달하여 양성대조군과 비슷하면서 높은 에스트로젠 유사반응을 보였다. 프로필파라벤, 부틸파라벤, 이소부틸파라벤과 이소프로필파라벤의 경우 $10^{-5}M$의 농도에서 2배 이상의 세포성장이 유도되었고, 이소프로필파라벤의 경우 RPE값이 약 104%에 이르는 등, 내분비계 장애작용이 검색되었다. 한편, 본 연구팀은 ER에 대한 파라벤의 시험관 내 상경적 결합력을 측정하기 위해 $ER{\alpha}$와 $ER{\beta}$ competition binding assay kit를 사용하여 시험하였다. 이 시험법은 E2와 비교하여 파라벤류의 $ER{\alpha}$와 $ER{\beta}$에 반응하는 시험물질의 RBA(relative binding affinities) 값을 측정하였다. 파라벤의 $ER{\alpha}$ 상경적 결합시험의 경우. E2의 $IC_{50}$의 값이 $4.29{\times}10^{-9}$이었고, 이소부틸파라벤의 경우 $4.5{\times}10^{-7}$에 달하여 RBA값이 0.952가 계산되었다. 이전 연구에 의해 밝혀진 BPA의 경우 RBA값이 0.333인데 반하여, 이소부틸파라벤은 약 3배가 높은 내분비계 장애작용이 검색되었다. 파라벤의 $ER{\beta}$ 상경적 결합시험의 경우. $ER{\alpha}$와 마찬가지로 이소부틸파라벤이 $1.94{\times}10^{-7}M$의 $IC_{50}$값을 가지면서 RBA값이 0.471이 계산되었다. 이것은 파라벤이 $ER{\alpha}$와 $\beta$모두와 결합을 할 수 있고 E2와 경쟁적으로 결합을 할 수 있으며 이는 내분비계를 방해할 수 있다는 것을 다시 한번 뒷받침 해주고 있다. 덧붙여 본 연구팀의 결과는 이소부틸파라벤의 경우 경쟁적으로 결합하는 능력 또한 내분비계교란물질로 잘 알려진 BPA만큼의 능력을 가지고 있는 것으로 나타났다. 결론적으로 in vitro적 방법으로 파라벤류들의 에스트로젠성을 측정한 결과 이미 보고된 연구와 비슷하게 화학 구조적으로 더 길거나 분지된 알킬기를 가지는 파라벤일수록 에스트로젠성이 더 강하게 나타났다. 따라서, 식품이나 화장품 등의 보존제로 사용되는 이 화학물질의 과다한 노출은 정상적인 내분비계에 큰 영향을 미칠 가능성이 있다고 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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