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브로콜리(Brassica oleracea var. italica)의 온도 스트레스 평가를 위한 다중 센서 모니터링
차승주 ( Seung-ju Cha ),박현준 ( Hyun Jun Park ),이주경 ( Joo-kyung Lee ),권선주 ( Seon-ju Kwon ),지효경 ( Hyo-kyung Jee ),백현 ( Hyun Baek ),김한나 ( Han-na Kim ),박진희 ( Jin Hee Park ) 한국응용생명화학회(구 한국농화학회) 2020 Journal of Applied Biological Chemistry (J. Appl. Vol.63 No.4
기상이변으로 인한 식물 스트레스를 평가하기 위해 토양과 식물에 적용할 수 있는 여러 센서가 개발되었다. 따라서 본 연구의 목적은 식물의 온도 스트레스를 평가하기 위해 다양한 센서를 사용하여 기후 및 토양 상태와 식물 반응을 모니터링하는 것이다. 식물 반응을 평가하기 위한 식물 센서로 식물 줄기의 전기전도도, sap flow rate를 모니터링하였다. 식물 줄기의 전기전도도는 물과 이온 수송을 포함한 식물의 생리적 활성을 반영한다. 완전히 자란 Brassica oleracea var. italica를 온도 20/15 ℃ (낮/밤), 16시간 광주기로 하여 대조구로 설정하였으며 저온 15/10 ℃ 및 고온 35/30 ℃에 노출시키면서 토양 및 식물 상태를 모니터링하였다. 식물 줄기의 전기전도도, sap flow rate는 낮에는 증가하고 밤에는 감소하였다. 저온 스트레스 하에서 Brassica oleracea var. italica 줄기의 전기전도도는 대조구보다 낮았고, 고온 스트레스 하에서는 대조구보다 높아 물과 이온 수송이 온도에 의해 영향을 받았음을 나타낸다. 그러나 엽록소 a와 b 함량은 저온 스트레스를 받은 잎에서 증가했고 고온 스트레스를 받은 잎에서는 대조구와 차이가 없었다. 잎의 프롤린 함량은 저온 스트레스에서는 대조구와 차이가 없는 반면, 고온 스트레스에서는 증가했다. 프롤린 합성은 환경 스트레스 하에서 식물의 방어 메커니즘으로 작용한다. 따라서 Brassica oleracea var. Italica는 저온보다 고온 스트레스에 더 민감한 것으로 판단된다. Several sensors have been developed for soil and plants to assess plant stress due to climate change. Therefore, the objective of the study is to nondestructively evaluate temperature stress on plant by monitoring climatic and soil conditions and plant responses using various sensors. Plant responses were monitored by electrical conductivity in plant stem and sap flow rate. Electrical conductivity in plant stem reflects the physiological activity of plants including water and ion transport. Fully grown Brassica oleracea var. italica was exposed to 20/15 ℃ (day/night) with 16 h photoperiods as a control, low temperature 15/10 ℃, and high temperature 35/30 ℃ while climatic, soil, and plant conditions were monitored. Electrical conductivity in plant stem and sap flow rate increased during the day and decreased at night. Under low temperature stress, electrical conductivity in plant stem of Brassica oleracea var. italica was lower than control while under high temperature stress, it was higher than control indicating that water and ion transport was affected. However, chlorophyll a and b increased in leaves subjected to low temperature stress and there was no significant difference between high temperature stressed leaves and control. Free proline contents in the leaves did not increase under low temperature stress, but increased under high temperature stress. Proline synthesis in plant is a defense mechanism under environmental stress. Therefore, Brassica oleracea var. Italica appears to be more susceptible to high temperature stress than low temperature.
차승주 ( Seung-ju Cha ),송영진 ( Young-jin Song ),김보미나라 ( Bo-mi-na-ra Kim ),권세희 ( Se-hee Kwan ),조한울 ( Han-ul Joh ),김민주 ( Min-ju Kim ),조마리아 ( Ma-ri-a Jo ),유영신 ( Young-sin Yu ),황신구 ( Sin-gu Hwang ),윤광일 ( Kwan 한국환경농학회 2022 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2022 No.-
농약은 농작물이 잡초나 해충, 세균으로부터 받는 피해를 예방하고 농작물의 생산성 증진 등으로 농업에서 중요한 역할을 하는 농자재이다. 친환경 인증 농산물 외 일반 농산물은 허용기준 이내라도 농약이 잔류할 가능성이 있어 소비자들은 농산물 섭취 시 잔류농약 노출에 불안감을 갖고 있다. 이러한 불안감을 줄이기 위하여 과일에 잔류하는 농약을 효과적으로 제거하는 방법을 규명하기 위한 연구를 진행하였다. 본 실험은 친환경 사과를 처리구당 3개씩 3반복으로 나뉘어 살균제(Carbendazim, Trifloxystrobin), 살충제(Acetamiprid, Diflubenzuron)를 살포한 후, 7일 후에 무처리, 껍질 제거(제거), 물 세척(세척), 물 침지 후 세척(침지), 식초물 침지 후 세척(식초), 소다물 침지 후 세척(소다)의 방법으로 처리한 후 잔류농약을 분석하였다. 침지시간은 5분, 세척시간은 20초로 하였다. 잔류농약 분석을 위한 전처리는 균질화 된 시료 10 g을 50 mL 원심분리관에 칭량하여 Acetonitrile을 10 mL 주가한 후 1분간 진탕하고, 4 g MgSO<sub>4</sub>, 1g NaCl, 1g NaCitrate, 0.5 g Disodium citrate sesquihydrate를 첨가한 후 다시 1분간 균질기로 진탕한 다음 3,000 rpm/min으로 5분간 원심분리를 진행하였다. 상등액 1ml를 Dispersive SPE(25mg PSA, 150 mg MgSO4) tube에 넣고 1분간 진탕하고, 10,000 rpm에서 1분간 원심분리하여 상등액을 0.2 μm 시린지 필터로 여과하여 LC/MS/MS, GC/MS/MS 분석시액으로 사용하였다. 분석방법은 「농산물 잔류농약 다성분 분석방법」에 따라 4가지 농약성분을 분석하였다. 분석 결과 Carbendazim(살균제)은 무처리 대비 제거 88%>소다 72%>침지 64%>식초 61%>세척 55% 순으로 제거되는 결과를 나타냈다. Trifloxystrobin(살균제)은 제거 87%>소다 79%>식초 75%>세척 63%>침지 60% 순으로 제거되었다. Acetamiprid(살충제)는 무처리 대비 제거 91%>식초 63%>소다 59%>침지 50%>세척 47% 순으로 제거되는 결과를 나타냈다. Diflubenzuron(살충제)은 소다 87% >제거 80%>침지 78%>세척 76%>식초 67% 순으로 제거되었다. 4가지 성분 모두 껍질을 제거한 방법에서 잔류농약이 효과적으로 제거되었다. 세척에 따른 결과는 소다침지 후 세척이 Acetamiprid 외 3가지 농약에서 제거효과가 가장 좋았다. 농약성분 별로 처리방법에 따른 제거효과가 다른 결과에 대하여서는 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료되었다.
가로수 수종별 잎의 미세먼지 축적량 및 금속 원소 함량 평가
권선주 ( Seon-ju Kwon ),차승주 ( Seung-ju Cha ),이주경 ( Joo-kyung Lee ),박진희 ( Jin Hee Park ) 한국응용생명화학회(구 한국농화학회) 2020 Journal of Applied Biological Chemistry (J. Appl. Vol.63 No.2
식물 종마다 잎에 미세먼지(PM)를 흡착하는 정도가 서로 다르며 잎을 통해 PM을 흡수할 수 있는 것으로 알려져 있다. PM에 포함된 중금속은 인체 및 식물에 영향을 미칠 수 있으며 입자 크기에 따라 미치는 영향이 다를 수 있다. 따라서 충북대학교 내 도로변에 위치한 회양목 (Buxus koreana), 주목 (Taxus cuspidate), 철쭉 (Rhododendron yedoense), 이팝나무 (Chionanthus retusa)와 같은 가로수 잎에 축적된 PM을 입자 크기(PM<sub>>10</sub> 및 PM<sub>2.5-10</sub>)에 따라 분획 및 정량화하였다. 잎에 축적된 크기 별PM의 금속 농도는 유도 결합 플라스마 질량 분석법(ICP-MS)으로 분석하였다. 나무 잎 표면에 축적된 PM<sub>>10</sub>의 질량은 6.11-32.7 μg/cm<sup>2</sup>, PM<sub>2.5-10</sub>의 질량은 0-14.8 μg/cm<sup>2</sup>이었다. 잎 표면에 홈이 있고 털을 갖고 있는 철쭉이 작은 PM 입자를 잘 유지하고 있었으며 광택이 있는 잎 표면을 가진 주목과 회양목은 많은 PM을 축적하고 있었다. PM은 Al, Ca, Mg, Fe와 같은 지각 구성 원소와 Cu, Pb, Zn와 같은 중금속을 포함하고 있었다. 지각 구성 원소의 농도는 PM<sub>>10</sub> 입자에서 더 높았고, 중금속농도는 PM<sub>2.5-10</sub> 입자에서 상대적으로 더 높았다. 잎에 흡수된 Mn, Cd, Cu, Ni, Pb, Zn과 PM<sub>2.5-10</sub>의 중금속 농도는 유의한 상관관계를 보여 나무 잎을 통해 PM이 흡수될 수 있음을 확인하였다. It is known that different plant species have ability to deposit different amounts of particulate matter (PM) on their leaves and plants can absorb heavy metals in PM through their leaves. Heavy metals in PM can have toxic effect on human body and plants. Therefore, PM on different roadside trees at Chungbuk national University including box tree (Buxus koreana), yew (Taxus cuspidate), royal azalea (Rhododendron yedoense), and retusa fringetree (Chionanthus retusa) was quantified based on particle size (PM<sub>>10</sub> and PM<sub>2.5-10</sub>). The metal concentration in PM accumulated on leaves was analyzed using inductively coupled plasma-mass spectroscopy. In this study, the mass of PM<sub>>10</sub> deposited on the surface of the tree leaves ranged from 6.11 to 32.7 μg/cm<sup>2</sup>, while the mass of PM<sub>2.5-10</sub> ranged from 0 to 14.8 μg/ cm<sup>2</sup>. The royal azaleas with grooves and hair on the leaf surface retained PM particles for longer time, while the yews and box trees with wax on leaf surfaces accumulated more PM. The PM contained elements in crustal material such as Al, Ca, Mg, and Fe and heavy metals including Cu, Pb and Zn. The concentration of elements in crustal material was higher in the coarser size, while heavy metal concentration was relatively higher in the finer size fraction. The Mn, Cd, Cu, Ni, Pb, and Zn concentrations of leaves and PM<sub>2.5-10</sub> were significantly correlated indicating that PM was taken up through tree leaves.
한국에서 분리된 전염성 조혈괴저바이러스의 M 단백질의 유전자 클로닝과 염기서열 분석
박정민,김현주,문창훈,조화자,차승주,윤원준,박정재,이은희,박명애,손상규,박정우,Park, Jeong-Min,Kim, Hyun-Ju,Mun, Chang-Hoon,Cho, Wha-Ja,Cha, Seung-Ju,Yoon, Won-Joon,Park, Jeoug-Jae,Lee, Eun-Hee,Park, Myoung-Ae,Sohn, Sang-Gyu,Park, Jeon 한국미생물학회 1998 미생물학회지 Vol.34 No.1
한국에서 분리된 전염성 조혈괴저바이러스(infectious hematopoietic necrosis virus, IHNV)인 IHNV-PRT의 특성을 규명하기 위하여 IHNV-PRT의 matrix 단백질인 M1 및 M2를 암호화하고 있는 cDNA를 클로닝하여 이들의 염기서열을 분석하였다. M1은 693 bp 크기의 open reading frame을 포함하였으며 이로부터 230개의 아미노산으로 구성된 25.9 kDa의 분자량을 가진 단백질이 합성될 수 있다. M2는 588 bp 크기의 open reading frame을 지니고 있으며 195개의 아미노산으로 구성된 21.9 kDa의 분자량을 지닌 단백질이 합성될 수 있다. IHNV-PRT의 M1과 M2의 아미노산 서열을 외국에서 분리된 IHNV들과 비교 분석한 결과 M1은 92-93%, M2는 97%의 상동성을 보였다. 이러한 사실은 IHNV의 M 단백질 유전자들은 IHNV의 strain에 관계없이 매우 보존되어 있음을 나타내준다. In order to identify the characteristics of a Korean isol ate of infectious hematopoietic necrosis virus(IHNV), IHNV-PRT, we have cloned and analyzed cDNAs coding for matrix protein M1 and M2 of the IHNV-PRT. The Ml gene contained 693 bp open reading frame and encoded a protein of 230 amino acids with a molecular weight of 25.9 kDa. The M2 gene had 588 bp open reading frame, encoding a protein of 195 amino acids with a molecular weight of 21.9 kDa. On the deduced amino-acid sequences, M1 and M2 of the IHNV-PRT were found to be 92-93% (M1) and 97% (M2) identical to those of foreign isolates of IHNV. These results indicate that M genes of the IHNV are highly conserved among different strains of IHNV.
한국에서 분리된 전염성 조혈괴저바이러스의 N 단백질의 유전자 클로닝과 염기서열 분석
문창훈,김현주,박정민,조화자,차승주,윤원준,박정재,이은희,강호성,김한도,박정우,Mun, Chang-Hoon,Kim, Hyun-Ju,Park, Jeong-Min,Cho, Wha-Ja,Cha, Seung-Ju,Yoon, Won-Joon,Park, Jeong-Jae,Lee, Eun-Hee,Kang, Hoe-Sung,Kim, Han-Do,Park, Jeong-Wo 한국미생물학회 1998 미생물학회지 Vol.34 No.1
한국에서 분리된 전염성 조혈괴저바이러스(infectious hematopoietic necrosis virus, IHNV)인 IHNV-PRT의 nucleocapsid(N)를 암호화하고 있는 cDNA를 클로닝하여 분석하였다. N 유전자는 391개의 아미노산으로 구성된 42.3 kDa의 분자량을 가진 단백질을 암호화하는 1,176 bp 크기의 open reading frame을 가지고 있었다. N 단백질의 아미노산 서열을 다른 외국에서 분리한 IHNV들의 N과 비교한 결과 75-90% 정도의 유사성을 보였으나 다른 종의 fish rhabdovirus인 hirame rhabdovirus(HRV) 및 viral hemorrhagic septicemia virus(VHSV)와는 각각 43%와 38%의 유사성을 보였다. 그러나 아미노산 서열 214-265의 52개의 아미노산들은 모든 종의 fish rhabdovirus간에 매우 높은 유사성을 보여 주었다. We have cloned and analyzed cDNA coding for nucleocapsid protein N from infectious hematopoietic necrosis virus(IHNV), IHNV-PRT, which was isolated in Korea. The N gene had open reading frame of 1,176 bp that encoded a 391 amino acids with a molecular weight of 42.3 kDa. The deduced amino acid sequence of N protein was 75-90% identical to those of foreign isolates, IHNV, but was 43% and 38% identical to those of other species of fish rhabdovirus, hirame rhabdovirus(HRV) and viral hemorrahagic septicemia virus(VHSV), respectively. However, it revealed high levels of sequence identity between 214-265 amino acid sequences among all species of fish rhabdovirus.