벼에서 애멸구(Laodelphax striatellus Fallén) 개체군 밀도 변동 예측 모델 구축

권덕호,정인홍,서보윤,김혜경,박창규,Kwon, Deok Ho,Jeong, In-Hong,Seo, Bo Yoon,Kim, Hey-Kyung,Park, Chang-Gyu 한국응용곤충학회 2019 한국응용곤충학회지 Vol.58 No.4

벼에 줄무늬잎마름병을 유발하는 애멸구(Laodelphax striatellus)의 온도에 따른 산란 등 성충 활동 특성을 12.5~35.0℃ 10개 항온조건 광주기 14L:10D에서 조사하였다. 산란모델을 만들기 위한 단위 함수를 개발하고 DYMEX를 이용하여 개체군 밀도 변동 모델을 구축하였다. 성충 수명은 15.0℃에서 56.0일로 가장 길었고, 35.0℃에서 17.7일로 가장 짧았으며 온도가 올라감에 따라 수명도 짧아지는 경향을 보였다. 암컷 한 마리당 총산란수는 22.5℃에서 515.9개로 가장 많았으며, 35℃에서 18.6개로 가장 적었다. 산란 모델 개발을 위해 성충발육율, 총산란수, 성충사망율 및 누적산란율 단위모델을 추정한 결과, 단위모델 모두에서 높은 수준의 모델 적합성을 보였다(r²=0.94~0.97). 개체군 밀도 변동 모델은 포트와 포장 실험을 통하여 예측 정확도를 평가하였다. 포트 및 포장 실험 결과 접종 후 30일까지는 각 조사 시점에서 밀도 및 영기 분포 비율의 예측 정확도가 비교적 높았으나 이후에는 1, 2령의 조사 밀도와 예측 밀도 간에 큰 차이가 발생하였고, 영기 분포 변화의 경우도 모델에서 실제 조사 자료보다 1~2단계의 발육 영기가 빠르게 추정되는 경향을 보였다. Temperature-dependent traits of Laodelphax striatellus, rice stripe virus vector, were investigated at 10 constant temperatures (12.5, 15.0, 17.5, 20.0, 22.5, 25.0, 27.5, 30.0, 32.5, and 35.0 ± 1℃) under a fixed photoperiod (14/10-hr light/dark cycle). Unit functions for the oviposition model were estimated and implemented into a population dynamics model using DYMEX. The longevity of L. striatellus adults decreased with increasing temperature (56.0 days at 15.0℃ and 17.7 days at 35.0℃). The highest total fecundity (515.9 eggs/female) was observed at 22.5℃, while the lowest (18.6 eggs/female) was observed at 35.0℃. Adult developmental rates, temperature-dependent fecundity, age-specific mortality rates, and age-specific cumulative oviposition rates were estimated. All unit equations described adult performances of L. striatellus accurately (r² =0.94~0.97). After inoculating adults, the constructed model was tested under pot and field conditions using the rice-plant hopper system. The model output and observed data were similar up to 30 days after inoculation; however, there were large discrepancies between observed and estimated population density after 30 days, especially for 1^st and 2^nd instar nymph densities. Model estimates were one or two nymphal stages faster than was observed. Further refinement of the model created in this study could provide realistic forecasting of this important rice pest.

채소 육묘 충해 진단을 위한 인공지능 학습 데이터 구축

권덕호(Deok Ho Kwon),유기렬(Gi Yeol Yu),안율균(Yul Kyun Ahn) 한국원예학회 2023 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2023 No.5

충해관리용 유기농업자재 주성분의 분류 체계 설정

권덕호(Deok Ho Kwon),곽가연(Ga-Yeon Kwack),원설묵(Seol Muk Won),김미현(Mi Hyeon Kim),최효준(Hyo Jun Choi),안율균(Yul Kyun Ahn),홍규현(Kue Hyen Hong),권해연(Hae-Yun Kwon),박윤미(Yunmi Park) 한국농약과학회 2021 농약과학회지 Vol.25 No.4

Chlorantraniliprole 저항성 초파리 계통 확립과 저항성 특성 구명

김아영,권덕호,정인홍,특안판,트란비느안,이시혁,고영호,Kim, A-Young,Kwon, Deok Ho,Jeong, In Hong,Thuc, Ahn Phan,Tran, Vi Ngan,Lee, Si Hyeock,Koh, Young Ho 한국응용곤충학회 2016 한국응용곤충학회지 Vol.55 No.4

Chlorantraniliprole은 곤충 근육의 $Ca^{2+}$ 농도를 조절하는 Ryanodine 수용기(RyR)에 작용 하는 diamide계통의 작물보호제이다. 최근에 보고된 chlorantraniliprole 저항성 배추좀나방 계통은 RyR에 돌연변이를 가지고 있다. 본 연구에서는 초파리를 모델 곤충으로 저농도와 고농도의 chlorantraniliprole로 도태된 두 종류의 저항성 계통을 확보하였다. 두 종류의 저항성 계통은 접촉독성과 섭식독성 평가법을 활용하여 저항성 지수를 산출하였다. 접촉 독성 평가에서 두 종류의 저항성 계통은 대조군과 비교하여 95% 신뢰구간에서 저항성 발달에 차이가 없었지만, 섭식 독성 평가의 경우에서는 고농도 저항성 계통과 저농도 저항성 계통에서 대조군 대비 각각 2.1배와 8.1배의 통계적으로 유의한 저항성 증가가 나타났다. 작용점 유전자인 RyR 발현량 비교 결과, 두 종류의 저항성 계통에서 RyR의 발현량이 유의하게 감소하였고, 주요 약제 관련 효소인 Acetylcholinesterase와 Glutathione-S-transferase 활성은 조직 특이적으로 증가하는 것을 확인하였다. 이러한 결과들은 초파리에서 chlorantraniliprole에 대한 섭식독성 저항성의 발달에는 주요 해독 관련 효소의 과활성도 관여할 것 임을 보여주고 있다. Ryanodine receptors (RyRs) regulate the contractions of insect muscles by altering intracellular $Ca^{2+}$ concentration and are the targets of chlorantraniliprole. Recently, a chlorantraniliprole-resistant strain was reported in the diamondback moth Plutella xylostella by obtaining point mutations on the RyRs. In the present study, we established two resistant strains from Drosophila melanogaster, which were treated with low or high concentrations of chlorantraniliprole, and their resistance levels were determined on the basis of contact and ingestion toxicities. Compared with the control strain, the two resistant strains did not show any significant differences in contact toxicity. However, they showed significantly increased resistance ratios in ingestion toxicity than that by the control strain. The low and high concentration resistant strains exhibited 2.1- and 8.1-fold increased resistance ratios, respectively, compared with that by the control strain. Moreover, we found that the resistant strains had altered expression levels of RyRs and more enhanced Acetylcholinesterase and Glutathione-S-transferase activities than that by the non-selected strain. These results suggested that the resistance development of chlorantraniliprole in the two strains might be mediated by the activation of detoxification pathways in D. melanogaster.

병해충 진단 및 처방의 전문성 강화를 위한 식물의약사(식물위생전문가) 제도의 필요성과 도입방안

김재수,권덕호,이세진,이수연,Jae Su Kim,Deok Ho Kwon,Se Jin Lee,Sueyeon Lee 한국응용곤충학회 2023 한국응용곤충학회지 Vol.62 No.2

The currently implemented Positive List System, sales manager training, and pesticide sales record systems focus on the safety of determined pesticide use, but the proposed agrochemical pharmacist (AP) system aims accurate diagnosis and reasonable prescription. In this study, 81% of famers claimed expert assistance for purchasing and applying pesticides, and 42~86% of sales managers insisted on the strengthening expertise in diagnosis and prescription. In the institutionalization of AP, a special implementation guideline is essential to embrace the present sales managers with long experience. Sales managers of commercial and agricultural cooperatives recognize the qualifications of agrochemical pharmacists as a strategy to differentiate themselves from competitors, and increase sales through market positioning of "pesticides prescribed by trustworthy agrochemical pharmacists", not sales managers anymore.

누룩으로부터 다양한 곰팡이의 선별과 전분 분해 활성을 이용한 동시당화발효

염성환(Seong-hwan Yeom),권덕호(Deok-Ho Kwon),김명동(Myoung-Dong Kim),정봉환(Bong-Hwan Chung),하석진(Suk-Jin Ha) 한국생물공학회 2021 KSBB Journal Vol.36 No.3

Various fungi were isolated from Korean traditional Nuruk and identified as ten types of fungal strains such as L. corymbifera, L. ramose, S. racemosum, R. oryzae, R. pusillus, M. racemosus, M. circinelloide, A. luchuensis, A. flavus, and A. fumigatus. Among them, four strains (A.fumigatus, A. luchuensis, A. flavus, and R. oryzae) exhibited relatively high glucoamylase activities. When the optimum reaction temperatures were verified for glucoamylase activity, A. fumigatus, A. luchuensis, and A. flavus showed the highest glucoamylase activity at 60℃, and R. oryzae showed the highest glucoamylase activity at 50℃. When simultaneous saccharification and fermentations were performed with yeast, R. oryzae showed the fastest starch degradation rate (1.17 ± 0.10 g/L·h) and the highest ethanol production (17.17 ± 1.46 g/L) for 72 hours.

유도적 돌연변이 유발 방법을 통한 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate에 대해 내성을 갖는 돌연변이 효모 선별

이유진 ( Yoo-jin Lee ),권덕호 ( Deok-ho Kwon ),박재범 ( Jae-bum Park ),하석진 ( Suk-jin Ha ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2017 한국미생물·생명공학회지 Vol.45 No.1

목질계 바이오 매스 전처리에 사용되는 ionic liquid는 전처리 후 100% 회수되지 않아 잔존하는 ionic liquid의 독성이 직접적으로 미생물 균주의 생육에 나쁜 영향을 미쳐 에탄올 발효의 수율 및 생산성을 저해하는 문제를 가지고 있다. 본 연구에서는 ionic liquid에 저해를 받지 않으며 높은 ethanol 생산 효율을 가진 균주를 얻고자 유도적 돌연변이 유발 실험을 진행하였다. 선별된 돌연변이 균주 D452-B2와 D452-S3는 3% [EMIM][Ac]가 포함된 배지에서 glucose 소비속도는 4.5 g·l^-1·h^-1와 4.4 g·l^-1·h^-1로 모균주인 S. cerevisiae D452-2 균주에 비해 6배 가량 증가하였으며, ethanol 생산성은 각각 1.99 g·l^-1·h^-1와 2.0 g·l^-1·h^-1로 27배 가량 증가하였다. Cellulosic biomass is a renewable source for biofuel production from non-edible biomass. An optimized pretreatment process is required for the efficient utilization of cellulosic biomass. Among various pretreatment processes, the use of ionic liquids has been reported recently. However, the residual ionic liquid after pretreatment acts as an inhibitor of microbial fermentation. Recently, we isolated mutant Saccharomyces cerevisiae strains resistant to the ionic liquid 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate ([EMIM][Ac]) by using a directed evolutionary approach. When 3% [EMIM][Ac] was added to a medium containing 80 g/l of glucose, mutants D452-B2 and D452-S3 produced 35.6 g/l and 36.3 g/l of ethanol, respectively, for 18 h while the parental strain (S. cerevisiae D452-2) produced 1.3 g/l of ethanol. Thus, these mutant S. cerevisiae strains might prove advantageous when ionic liquids are used for biofuel production from cellulosic biomass.

극한성 미생물Deinococcus geothermalis 유래 재조합 글루코아밀레이즈의 전분 분해 활성 특징

장승원(Seung-Won Jang),권덕호(Deok-Ho Kwon),박재범(Jae-Bum Park),정종현(Jong-Hyun Jung),하석진(Suk-Jin Ha) 강원대학교 산업기술연구소 2019 産業技術硏究 Vol.39 No.1

This work focused on characterization of the starch degradation activity from extremophile strain Deinococcus geothermalis. Glucoamylase gene from D. geothermalis was cloned and overexpressed by pET-21a vector using E. coli BL21 (DE3). In order to characterize starch degrading activity of recombinant glucoamylase, enzyme was purified using HisPur Ni-NTA column. The recombinant glucoamylase from D. geothermalis exhibited the optimum temperature as 45°C for starch degradation activity. And highly acido-stable starch degrading activity was shown at pH 2. For further optimization of starch degrading activity with metal ion, various metal ions (AgCl 2 , HgCl 2 , MnSO 4⦁ 4H 2 O, CoCl 2⦁ 6H 2 O, MgSO 4 , ZnSO 4⦁ 7H 2 O, K 2 SO 4 , FeCl 2⦁ 4H 2 O, NaCl, or CuSO 4 ) were added for enzyme reaction. As results, it was found that FeCl 2⦁ 4H 2 O or MnSO 4⦁ 4H 2 O addition resulted in 17% and 9% improved starch degrading activity, respectively. The recombinant glucoamylase from D. geothermalis might be used for simultaneous saccharification and fermentation (SSF) process at high acidic conditions.

초산균 발효에 의한 베리 농축액의 항산화 활성 증진 효과

박중희(Joong-Hee Park),권훈주(Hun-Joo Kwon),권덕호(Deok-Ho Kwon),박재범(Jae-Bum Park),남희섭(Hee-Sop Nam),이도엽(Do Yup Lee),이수한(Su-Han Lee),이용진(Yong-Jin Lee),김명동(Myoung-Dong Kim),하석진(Suk-Jin Ha) 한국생물공학회 2017 KSBB Journal Vol.32 No.3

Antioxidant activities of blackberry juice and aronia juice were enhanced when fermentation was performed by acetic acid bacteria. Acetobacter pasteurianus exhibited 19.84% improvement of antioxidant activity (from 198.12 ± 2.03 to 237.42 ± 7.32 μmol TE/g) after 12 h fermentation of blackberry juice among four acetic acid bacteria. And A. pasteurianus sub sp. Pasteurianus exhibited 9.62% improvement of antioxidant activity (from 204.25 ± 3.98 to 223.89 ± 5.52 μmol TE/g) after 12 h fermentation of aronia juice. Metabolites of blackberry juice were analyzed to investigate the enhancement of antioxidant activity before and after fermentation. As results, Quercetin 7-(rhamnosylglucoside), nicotinic acid adenine dinucleotide, and quercetin 3-O-(6”-acetyl-glucoside) were significantly increased after fermentation by A. pasteurianus.

대목사용에 따른 토마토의 생육 및 수량 변화

이혜원(Hyewon Lee),홍규현(Kue Hyon Hong),권덕호(Deok Ho Kwon),조명철(Myeong Cheoul Cho),이준구(Jun Gu Lee),황인덕(Indeok Hwang),안율균(Yul Kyun Ahn) (사)한국생물환경조절학회 2020 생물환경조절학회지 Vol.29 No.4

수경재배 시설 내에서 토마토를 재배할 때 대목사용에 따른 수확 시기별 수확량 변화와 생육지표를 활용한 생육차이를 살펴보고자 본 실험을 수행하였다. ‘감마’를 접수로 ‘파워가드’, ‘T1’, ‘L1’, ‘B.blocking’을 대목으로 접목한 토마토 접목묘 4종류와 접목하지 않은 ‘감마’를 실생묘로 실험에 사용하였다. 재배는 장기재배를 하는 토마토 수경재배 비닐하우스에서 재배되었다. 토마토의 총 수확량을 조사한 결과 대목을 사용하여 접목한 토마토 ‘파워가드’의 수확량과 접목하지 않은 토마토의 수확량은 각각 8,428g과 7,645g으로 나타났다. 생육 후기 접목한 토마토 ‘B.blocking’과 실생 토마토의 개화위치는 각각 17.58cm와 14.92cm였다. 이같은 결과는 토마토에 있어서 대목을 사용하는 것이 수확량이 높고 수확 후기까지 식물체가 균형있는 생장을 하는 것으로 볼 수 있다. 접목묘와 실생묘의 수확량 차이는 정식 236일 째인 19화방부터 크게 나타나기 시작하였다. 토마토 장기재배를 할 경우에는 대목을 사용하는 것이 높은 수량을 얻을 수 있는 것으로 판단된다. This research was conducted to examine the changes in yield and difference in growth, using rootstocks in tomatoes as the growth indicators. Seedlings of tomato ‘Gama’, were used as scion and non-grafted control, while 4 different grafted tomatoes ‘Powerguard’, ‘T1’, ‘L1’, and ‘B.blocking’ were used as rootstocks. The non-grafted and grafted plants were grown in hydroponics for long-duration cultivation under plastic greenhouse conditions. The total yield of grafted tomato ‘Powerguard’ and non-grafted tomato ‘Gama’ were 8,428 g and 7,645 g, respectively. The flowering position of grafted plants ‘B.blocking’ and non-grafted plants at the latter period were 17.58 cm and 14.92 cm, respectively. The results showed that the yield and the balance of the plant were improved until the end of the harvest by grafting. The difference in yield between non-grafted and grafted tomatoes was evident in the 19th cluster, 236 days after planting. Therefore using rootstocks could be advantageous for long-duration cultivation in tomatoes.