• 현장농수산연구지
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• 제21권1호
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• pp.115-122
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• 2019

상추 양액 재배 시 탄산수 엽면시비는 탄산수의 이산화탄소 농도가 높을수록 광합성률, 기공전도도가 높았으며, 내서성이 향상되었다. 상추 생육은 탄산수의 이산화탄소 농도가 높을수록 좋았으나, 이산화탄소 농도가 700 ppm, 500 ppm 에서는 tip-burn 발생률이 높아 수량은 300 ppm, 대조구가 700 ppm, 500 ppm 보다 많았다. 본 연구 조건하에서 탄산수 엽면시비에 의한 고온 한계 시점을 분석하기 위하여 기온 처리별 F_O를 조사한 결과 무처리구에는 32℃, 300 ppm은 33℃, 500 ppm은 34℃, 700 ppm은 36℃이었다. 이 결과를 보면 탄산수 엽면시비는 작물의 고온 한계 온도를 최고 약 4 ℃정도 높이므로 내서성이 향상된 것으로 판단되었다. 또한 탄산수의 이산화탄소 농도가 높을수록 항산효소 SOD(superoxide dismutase) 활성이 높았다.

• Genomics & Informatics
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• 제21권3호
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• pp.35.1-35.12
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• 2023

The Bacillus cereus group, also known as B. cereus sensu lato (B. cereus s.l.), is composed of various Bacillus species, some of which can cause diarrheal or emetic food poisoning. Several emerging highly heat-resistant Bacillus species have been identified, these include B. thermoamylovorans, B. sporothermodurans, and B. cytotoxicus NVH 391-98. Herein, we performed whole genome analysis of two thermotolerant Bacillus sp. isolates, Bacillus sp. B48 and Bacillus sp. B140, from an omelet with acacia leaves and fried rice, respectively. Phylogenomic analysis suggested that Bacillus sp. B48 and Bacillus sp. B140 are closely related to B. cereus and B. thuringiensis, respectively. Whole genome alignment of Bacillus sp. B48, Bacillus sp. B140, mesophilic strain B. cereus ATCC14579, and thermophilic strain B. cytotoxicus NVH 391-98 using the Mauve program revealed the presence of numerous homologous regions including genes responsible for heat shock in the dnaK gene cluster. However, the presence of a DUF4253 domain-containing protein was observed only in the genome of B. cereus ATCC14579 while the intracellular protease PfpI family was present only in the chromosome of B. cytotoxicus NVH 391-98. In addition, prophage Clp protease-like proteins were found in the genomes of both Bacillus sp. B48 and Bacillus sp. B140 but not in the genome of B. cereus ATCC14579. The genomic profiles of Bacillus sp. isolates were identified by using whole genome analysis especially those relating to heat-responsive gene clusters. The findings presented in this study lay the foundations for subsequent studies to reveal further insights into the molecular mechanisms of Bacillus species in terms of heat resistance mechanisms.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제28권2호
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• pp.80-86
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• 2000

$30^{\circ}C$에서 에탄올 발효력이 우수한 Saccharomyces carlsbergensis와 $42^{\circ}C$에서 성장력이 우수한 Kluyveromyces maxianus를 원형질체 융합을 통하여 고온에서도 발효력이 우수한 효모 균주를 개발하고자 하였다. 원형질체 융합을 위해 원형질체 형성율의 최적 조건을 조사하였는데, 두 균주 모 두 삼투안정제는 1.2M KCl, 세포벽 분해 효소의 농도와 처리 시간은 각각 200 (unit/ml)와 90분으로 동일하였고, 전처리용액으로서 EDTA와 mercaptoethanol의 농도, 그리고 최적 pH는 두 균주가 차이를 보여 S. carlsbergensis가 각각 10-20 mM/ml, $4.0\mu$l/ml, 그리고 7.0이었고, K. marxianus의 경우 20mM/ml, 2.5-4 $\mu$l/ml, 그리고 8.0이었다. 원형질체 형성을 위한 최적 조건하에서 원형질체 형성을 S. carlsbergensis의 경우 92.94%, K marxianus는 98%였으며, 두 균주의 원형질체 융합율은 $1.4\times10^{-6}-4.8$\times10^{-7}$으로 나타났다. 두 균주를 융합시킨 결과 SG배지$ 30^{\circ}C$에서 6-8일 배양 후에 27주의 융합주들을 획득하였고, 이 중에서$ 42^{\circ}C$에서 성장을 보인 융합주는 6주이었다. $42^{\circ}C$ 그리고 16%(w/v) 포도당이 함유된ㄴ 배지에서 3일 발효 후 모균주들이 3.2-3.4%(w/v)의 에탄올을 생산하였는데 비해 융합주 SK41-4와 SK53-22는 같은 조건에서 모두 5.2%(w/v)의 에탄올을 생산하였다. 고온내성에 대한 안정성을 조사한 결과, SK53-22 경우 세포 분열이 거듭됨에 따라 안정성이 감소하였으나, SK41-4는 30세대 세포분열 후 100.0%로서 안정성이 매우 높았다.

• 대한약리학회지
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• 제32권3호
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• pp.433-444
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• 1996

본 연구에서는 열충격에 의한 세포내 단백질 변성을 정량하는 방법을 소개하고 있다. Thiol compound인 diamide [azodicarboxylic acid bis (dimethylamide)]는 단백질변성시 노출된 sulfyhydryl기를 cross-link 시킨다. 정상 상태에서는 노출되지 않는 sulfyhydryl group이 변성된 단백질에서는 노출되기 때문에 diamide에 의한 cross-linking이 선택적으로 일어날 것이다. 그러므로 diamide는 변성된 단백질을 "trap"하는 작용을 할 수 있다. 본 연구진은 세포내 열충격후 고분자 단백질 응집물 (high molecular weight protein aggregate, HAA)이 나타남을 비환원 (non reducing) SDS-PAGE에서 관찰하였고 이를 gas flow counter로 scanning하여 정량하였다. 실험 결과 세포에 열충격을 가한후 diamide를 처리하면 HMA가 열충격 용량의존적으로 증가함을 관찰하였다. 이는 HMA의 양을 측정함으로써 열충격에 의하여 변성된 단백질을 정량할 수 있음을 반증한다. 열내성이 유도된 세포와 그렇지 않은 세포를 비교하였을 때 열내성이 유도된 세포에서는 열충격에 의한 HMA의 형성이 억제됨을 관찰하였다. 열충격후 정상온도에서 회복기를 주면서 시간대별로 diamide를 첨가하고 이때 형성된 HMA양을 측정하여, 단백질 원형복구의 역동성을 실험하였다. 그 결과, HMA는 열내성의 유도 여부와 상관없이 빠르게 없어짐을 알 수 있었다. 그러나 열내성이 유도된 세포에서 HSP70 단항체를 electroporation에 의하여 투여하였을 때 HMA가 현저히 증가하였고, 이는 열내성이 유도된 세포에서는 HSP70의 증가에 의하여 HMA생성이 억제되었음을 나타낸다. HSP70 항체를 이용하여 면역침전을 시행한 결과 변성된 세포내 단백질이 HSP70과 같이 침전됨이 관찰되었다. 이 결과는 HSP70 단백질이 변성된 단백질과 일시적으로 결합하여 정상 상태로 돌아가거나 복구될 수 있도록 도와줄 수 있음을 시사한다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제25권4호
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• pp.267-274
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• 2005

고온 내성 오차드그라스를 개발하기 위하여, 재조합 DgP23 유전자에 CaMV 35S 프로모터를 붙여 발현벡터를 제작, Agrobacterium 형질전환 방법으로 오차드그라스 형질전환체를 생산하였다. Genomic DNA를 분리하여 PCR 및 Southern blot 분석을 실시한 결과, PCR 분석에서 DgP23 유전자의 DNA band가 관찰되었고, Southern blot 분석에서도 X-ray film 상에 hybridization signal이 관찰되어, 오차드그라스 genome에 DgP23 유전자의 도입이 확인되었으며, wild type 및 empty vector control에서는 DNA band 및 hybridization signal이 관찰되지 않았다. 또한 RT-PCR 및 이들 산물의 Southern blot 분석 결과, DgP23 유전자의 정상적인 발현이 확인되었다. 형질전환 오차드그라스를 온실 및 포장에서 재배하며 생육특성을 조사한 결과, 비형질전환체와 비교하여 형태적 차이는 나타내지 않았다. 실험실 조건에서 고온내성을 조사한 결과, 고온내성이 확인되지 않았기 때문에 형질전환 종자를 생산하여 포장조건에서 고온내성을 검정할 계획이며, 재배시험에서는 내성이 강한 개체를 선발할 수 있을 것으로 예상된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제15권1호
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• pp.47-52
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• 2006

This studies were carried out in summer season to increase high temperature tolerance using hydrogen peroxide treatments on cucumber in greenhouse. The water stress of cucumber in greenhouse by the hydrogen peroxide treatments showed as control>250 mM>500 mM treatments in order. The photosynthesis rate of cucumber at $30^{\circ}C$ did not show difference with each hydrogen peroxide treatment in temperature controlled greenhouse. However, the photosynthesis rate of cucumber in the control and hydrogen peroxide treatments at $40^{\circ}C$ was significantly different. The photosynthesis rate of cucumber in combined treatment with 1,000 $mg{\cdot}L^{-1}\;CO_2$ supply and hydrogen peroxide was also higher than control, however, there was no different of photosynthesis in 250 mM and 500 mM treatment. The value of $F_v/F_m$ and $F_m/F_o$ of chlorophyll fluorescent in 500 mM hydrogen peroxide treatment at $40^{\circ}C$ was highest. Also the activity of POD, the antioxidant enzyme, was higher with high hydrogen peroxide concentration than the other treatments. The high temperature limits for growth were $43^{\circ}C$ in the control, $44^{\circ}C$ in the 250 mM and $46^{\circ}C$ in the 500 mM according to analyze chlorophyll fluorescent $F_o$. The high temperature tolerance in cucumber increased approximately $3^{\circ}C$ by the hydrogen peroxide treatments under this experiment conditions.

• 미생물학회지
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• 제49권1호
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• pp.64-70
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• 2013

온실가루이(Trialeurodes vaporariorum)는 온실에서의 경제적 주요 해충으로, 직접적으로는 작물을 흡즙 가해하여 영양분고갈로 작물을 고사시키고 간접적으로는 많은 식물바이러스를 매개한다. 이러한 온실가루이를 방제하기 위해 최근에 다양한 합성 농약을 사용하고 있지만, 농약의 오남용으로 인해 온실가루이 개체의 저항성이 높아지고 환경오염을 초래하는 문제가 있다. 그리하여 본 연구에서는 이러한 문제를 극복하고자 온실가루이 사충으로부터 분리된 곤충병원성 곰팡이의 생물학적 특성과 살충성을 조사하였다. 분리된 곤충병원성 곰팡이는 형태학적 조사와 ITS, ${\beta}$-tubulin, EF1-${\alpha}$ 영역의 염기서열을 이용한 분자생물학적 동정을 통하여 Isaria fumosorosea로 동정하였고, I. fumosorosea SDTv로 명명하였다. 그리고 I. fumosorosea SDTv의 온실가루이 약충에 대한 살충력과 포자의 고온, UV-B 안정성, 저온발아력에 대하여 조사 하였다. 살충력 검정은 실험실 조건에서 온실가루이 약충에 대하여 다양한 포자 농도($1{\times}10^5$ - $10^8$ conidia/ml)로 접종한 결과, 7일차에서 84-100%의 살충력을 보였으며 포자 농도가 증가할수록 살충력도 증가하는 양상을 나타내었다. 분리 균주의 포자는 $35^{\circ}C$에서 그리고 0.1 $J/cm^2$ UV-B 조사에 대하여 비교적 안정적이었으며, $4^{\circ}C$ 조건에서 8일차부터 발아하였다. 또한, I. fumosorosea SDTv의 배지에 따른 chitinases와 proteases의 생산 활성을 비교한 결과 배지에 따라 다른 효소 생산 양상을 보였다. 이상의 결과로 온실가루이에 대하여 높은 살충력을 보인 I. fumosorosea SDTv는 온실가루이에 대한 종합적 해충 방제 방법에 있어 효과적인 방제수단의 일환이 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국미생물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국미생물생명공학회 2005년도 2005 Annual Meeting & International Symposium
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• pp.154-164
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• 2005

Saccharomyces cerevisiae KNU5377 is a thermotolerant strain, which can ferment ethanol from wasted papers and starch at 40$^{\circ}C$ with the almost same rate as at 30$^{\circ}C$. This strain showed alcohol fermentation ability to convert wasted papers 200 g (w/v) to ethanol 8.4% (v/v) at 40$^{\circ}C$, meaning that 8.4% ethanol is acceptable enough to ferment in the industrial economy. As well, all kinds of starch that are using in the industry were converted into ethanol at 40$^{\circ}C$ with the almost same rate as at 30$^{\circ}C$. Hyperthermic cell killing kinetics and differential scanning calorimetry (DSC) revealed that exponentially growing cells of this yeast strain KNU5377 were more thermotolerant than those of S. cerevisiae ATCC24858 used as a control. This intrinsic thermotolernace did not result from the stability of entire cellular components but possibly from that of a particular target. Heat shock induced similar results in whole cell DSC profiles of both strains and the accumulation of trehalose in the cells of both strains, but the trehalose contents in the strain KNU5377 were 2.6 fold higher than that in the control strain. On the contrary to the trehalose level, the neutral trehalase activity in the KNU5377 cells was not changed after the heat shock. This result made a conclusion that though the trehalose may stabilize cellular components, the surplus of trehalose in KNU5377 strain was not essential for stabilization of whole cellular components. A constitutively thermotolerant yeast, S. cerevisiae KNU5377, was compared with a relatively thermosensitive control, S. cerevisiae ATCC24858, by assaying the fluidity and proton ATPase on the plasma membrane. Anisotropic values (r) of both strains were slightly increased by elevating the incubation temperatures from 25$^{\circ}C$ to 37$^{\circ}C$ when they were aerobically cultured for 12 hours in the YPD media, implying the membrane fluidity was decreased. While the temperature was elevated up to 40$^{\circ}C$, the fluidity was not changed in the KNU5377 cell, but rather increased in the control. This result implies that the plasma membrane of the KNU5377 cell can be characterized into the more stabilized state than control. Besides, heat shock decreased the fluidity in the control strain, but not in the KNU5377 strain. This means also there's a stabilization of the plasma membrane in the KNU5377 cell. Furthermore, the proton ATPase assay indicated the KNU5377 cell kept a relatively more stabilized glucose metabolism at high temperature than the control cell. Therefore, the results were concluded that the stabilization of plasma membrane and growth at high temperature for the KNU5377 cell. Genome wide transcription analysis showed that the heat shock responses were very complex and combinatory in the KNU5377 cell. Induced by the heat shock, a number of genes were related with the ubiquitin mediated proteolysis, metallothionein (prevent ROS production from copper), hsp27 (88-fold induced remarkably, preventing the protein aggregation and denaturation), oxidative stress response (to remove the hydrogen peroxide), and etc.

• 한국초지조사료학회지
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• 제24권4호
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• pp.341-346
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• 2004

버즈풋 트레포일(Lotus corniculatus L.) 및 이탈리안 라이그라스(Lolium multiflotrum L.) 의 치사온도를 결정하기 위하여, 각각 "Au Dewey"와 국내 육성품종인 "화산 101호" 품종을시험재료조 하여 종자를 Petri dish에서 발아시켜 작은 화분에 10 개체씩 이식, 생장실에서 4주간 재배하였다. 45, 50 및$ 55^{\circ}C$에서 처리한 경우에는 60분간 처리했을 때에도 거의 식물체손상이 없었다. $60^{\circ}C/60$분 처리에서는 잎이 약간 시든 듯한 현상이 있었으며, $65^{\circ}C/60$분 처리에서도 식물체의 심한 손상은 나타나지 않았다. $70^{\circ}C/60$분 처리에서 BFT의 일부에서 잎이 조금 마른 현상이 나타났고, IRG는 줄기 이외의 잎 부분이 거의 마른 상태가 되었지만 치사 온도에는 도달하지 않았다.$ 80^{\circ}C$에서 처리한 BFT는 처리 후 1일 이내에 60분 처리에서 잎이 심하게 시든 현상이 나타났다. 처리 후 6일에는 60분 처리에서 모두 죽었으며, 55분 이하의 처리에서는 새로운 shoot가 재생됨을 확인하였다. $80^{\circ}C$에서 처리한 IRC는 처리 후 1일 이내에 20분 이상 처리에서 거의 죽어가는 현상이 나타났다. 처리 후 7일에는 20분 이상의 처리에서 모두 죽었으며, 15분 이하의 처리에서는 심한 영향을 받지 않았으며 새로운 shoot가 재생됨을 확인하였다. 결론적으로 버즈풋 트레포일의 치사온도는 $80^{\circ}C/60$분, 이탈리안 라이그라스의 치사온도는 $80^{\circ}C/20$분으로 결정되었다. 다른 연구에서 형질전환 버즈풋 트레포일 및 이탈리안 라이그라스를 만들 경우, 형질전환체의 고온 내성을 간단하게 검정하는 방법으로 이상의 치사온도 결과를 이용할 수 있을 것으로 사료된다.