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김치유산균용 발현벡터 pSJE6c 개발과 이를 이용한 외래 유전자 발현
이강욱,박지영,이지연,이황아,백창운,조현덕,김주연,권건희,천지연,김정환,Lee, Kang-Wook,Park, Ji-Yeong,Lee, Ji-Yeon,Lee, Hwang-A,Baek, Chang-Un,Jo, Hyeon-Deok,Kim, Joo-Yeon,Kwon, Gun-Hee,Chun, Ji_Yeon,Kim, Jeong-Hwan 한국미생물·생명공학회 2009 한국미생물·생명공학회지 Vol.25 No.4
본 연구실에서 개발한, 김치에서 분리한 Leu. mesenteroides SY2 유래 pFMBL1 을 바탕으로 구축한 셔틀벡터인, pSJE[7]를 외래유전자 발현에 적합하게 개량한 발현벡터를 구축하였다. Lactococcus lactis LM0230에서 분리한 프로모터 P6C를 pSJE에 도입하였다. P6C 염기서열을 지닌 oligonucleotide 쌍을 따로 제조한 후 annealing을 통해 짧은 DNA 단편을 얻어서 제한효소 처리후 pSJE에 도입하여 pSJE6c를 구축하였다. PSJE6c 효능 검증을 위해서 외래 유전자인 aga와 lacZ를 각각 pSJE6c에 도입하였다. P6C 프로모터와 비교를 위해 고유 프로모터를 지닌 유전자들도 각각 pSJE에 도입하였다. 재조합 plasmid들을 electroporation 방법으로 Lactobacillus brevis 2.14 균주에 도입하고 재조합균주들의 생육곡선과 효소역가 그리고 slot blot으로 전사체 농도를 측정하였다. 결과를 보면 PSJE6c에 클로닝 된 유전자들이 pSJE상의 유전자보다 효소역가들이 약 1.5배에서 2배 정도로 높았다. 전사체 농도 측정 결과도 pSJE6c 들에서 더 많은 전사체가 생성됨을 보여주었다. 이상 결과들은 효율적인 발현벡터들의 사용을 통해서 김치유산균에서 외래유전자 발현 효율을 높일 수 있음을 보여준다. Development of expression vectors is important for the basic and applied researches on kimchi LAB (lactic acid bacteria). An expression vector, pSJE6c was constructed by inserting P6C promoter sequence from Lactococcus lactis into pSJE, a shuttle vector for E. coli and Leuconostoc species. To test the efficiency of pSJE6c, aga ($\alpha$-galactosidase) and lacZ ($\beta$-galactosidase) genes were expressed in Lactobacillus brevis 2.14. Compared to the pSJE, expression levels of both genes were increased, indicating P6C promoter was better than indigenous promoters. Enzyme activities of L. brevis cells harboring pSJE6caga (pSJE6c with aga) or pSJE6Z (pSJE6c with lacZ) were 1.5-2 fold higher than those with pSJEaga (pSJE with aga) or pSJEZ (pSJE with lacZ). More RNA transcripts were detected in cells harboring pSJE6c based recombinant plasmid. The results indicated that heterologous gene expressions in kimchi LAB could be improved significantly by use of efficient expression vectors.
토양 경반층 강도가 콩 뿌리신장 및 생육에 미치는 영향
정기열(Ki-Yuol Jung),윤을수(Eul-Yoo Yun),박창영(Chang-Young Park),황재복(Jae-Bok Hwang),최영대(Young-Dae Choi),전승호(Seung-Ho Jeon),이황아(Hwang-A Lee) 한국토양비료학회 2012 한국토양비료학회지 Vol.45 No.3
본 연구는 논토양 경반층의 강도가 콩의 뿌리신장에 미치는 영향을 구명코자 미사질식양토 (Silty clay loam), 미사질양토 (Silt loam), 양토 (Loam) 등 3가지 토성을 대상으로 경반층 강도에 따른 콩 뿌리 및 작물 생육반응을 분석하여 논 콩 재배지 논토양의 생산성 향상을 위한 합리적인 토양경반층 관리 방법을 제시코자 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 토양 경도경도 변화에 따른 콩의 생육은 토양경도가 증가 할수록 경장, 경직경, 주당협수, 100립중, 콩 수량은 감소되는 것으로 나타났으며 토양경도 변화와 밀접한 부의 선형관계를 보였다. 토성에 따른 토양 경반층 강도별 콩 뿌리의 신장 깊이는 세립질인 미사질식양토에 비해 조립질 토양일수록 깊게 신장하였으며 미사질식양토의 경우 1.00 MPa에서 35 cm 까지 신장하는 반면 2.00 MPa에서는 25 cm로 경반층의 강도가 높아질수록 낮아지는 경향을 보였다. 토양 깊이별 뿌리분포는 미사질식양토의 경우 1.00 MPa에서 57%인 반면, 2.00 MPa로 토양경도 값이 높아지며 따라 각각 60%로 대부분의 뿌리가 표토에 분포하였다. 토양 경반층이 형성된 논토양 (평택통)을 대상으로 인위적으로 토양 경도를 1.00, 1.25. 1.50, 1.75, 2.00 MPa의 경반층로 조성한 후 콩의 생육반응을 조사한 결과 토양경도 높아질수록 경장, 경직경, 주장협수는 낮아지는 경향을 보였으며, 콩 수량은 2.00 MPa 처리구가 2,236 kg ha<SUP>-1</SUP>인 반면 1.00 MPa 처리구에서 3,056 kg ha<SUP>-1</SUP>으로 약 25% 증수되는 것으로 나타났다. 토양의 경반층의 투수력은 1.0 MPa에서 9.56 cm인 반면 1.5 MPa 이상에서 급격하게 감소되는 경향을 보였으며, 토양경도가 높아질수록 용적밀도, 고상은 증가하고, 공극률, 함수율, 액상, 기상 등은 반대로 낮아지는 경향을 보였다. 따라서 논 콩 재배지 토양의 토성별 토양경도에 대한 콩뿌리신장 최소제한 저항값은 토양 깊이별 뿌리의 분포밀도를 기준으로 미사질식양토 1.14 MPa, 미사질양토은 1.3MPa, 양토 1.6 MPa로 나타났다. Soil compaction is one of the major problems facing modern agriculture. Overuse of machinery, intensive cropping, short crop rotations, intensive grazing and inappropriate soil management leads to compaction. This study was carried out evaluate of the effects soil texture and different compaction levels within the soil profile on the soybean root growth and productivity. The soybean plants were grown in 21cm ø × 30 cm cylinder pots using three different soil textures (clay, fine loamy and coarse loamy) compacted at different compaction levels (1.25, 1.50, 1.75, and 2.00 MPa). Results revealed that soybean development is more sensitive on penetration resistance, irrespective of soil type. Soybean yield and root weight density significantly decreases with increasing levels of soil compaction in both clayey and fine loamy soils, but not in coarse loamy soil. The highest root weight density was recorded in coarse loamy soils, followed by fine loamy and clay soils, in descending order. The root growth by soil compaction levels started to decline from 1.16, 1.28 and 1.60 MPa for clay, fine loamy and coarse loamy soils. Soybean production in the field experiment decreased about 30% at compacted sub-soils compared to undisturbed soils.
배수불량 경사지 논 토양의 배수방법에 따른 토양 물리성 변화
정기열(Ki-Yuol Jung),윤을수(Eul-Soo Yun),박창영(Chang-Young Park),황재복(Jae-Bok Hwang),최영대(Young-Dae Choi),전승호(Seung-Ho Jeon),이황아(Hwang-A Lee) 한국토양비료학회 2012 한국토양비료학회지 Vol.45 No.5
경사지 배수불량 논에서 밭작물의 안정적인 재배를 위한 배수개선 방법을 개발하기 위하여 논둑아래 기저부에 1열로 명거 (겉도랑 배수), 비닐차단막, 암거 (속도랑 배수), 관다발 등 네 가지 종류의 배수시설을 설치하여 배수개선 방법에 따른 토양의 물리적 특성변화를 비교 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 배수방법별 토양의 용적밀도는 배수방법 간에 큰 차이가 없었으나 집적층 (B층)의 투수력은 암거배수구가 2.67 cm hr<SUP>-1</SUP>로 가장 높았고 다음은 관다발배수 1.53 cm hr<SUP>-1</SUP>이었으며, 명거배수, 비닐차단막은 0.8 cm hr<SUP>-1</SUP> 내외로 낮은 경향을 보였다. 경작층 (Ap)의 액상은 명거배수, 비닐차단막 처리구가 35% 내외로 높은 경향을 보였으나 암거배수구에서는 수분함량이 크게 감소되었다. 또한 암거배수구의 기상은 32 ~35% 내외로 명거배수, 비닐차단막, 관다발 처리구 17 ~ 20%보다 상대적으로 높아 공극률이 증가하는 것으로 나타났다. 명거배수 처리구의 토색은 수분과다와 높은 지하수위로 환원작용이 일어나 회색을 보인 반면 암거배수구에서는 투수성 및 통기성이 증가하여 회색층의 토색이 명갈색을 변화되었고 환원층의 출현 깊이가 깊어지고 점차 층위분화가 진행됨을 확인할 수 있었다. 강우 후 토양 깊이별 수분함량 변화를 분석한 결과 명거 배수 처리구의 표토에서는 7일이 경과하여야 토양수분이 30 mm이하로 감소되었으나 20 cm 이하의 깊이에서는 항상 수분이 과잉된 상태로 지속되는 경향을 보였다. 반면 암거배수 처리구에서는 강우 후 5 일이 경과 후에 토양 30 cm 깊이까지 수분함량이 30 mm이하로 감소되어 배수개선 효과가 가장 높았다 따라서 “배수불량”인 경사지 논에서 논둑 밑 1열의 암거배수 시설 설치가 명거배수, 비닐차단막, 관다발 배수방법에 비해 토양의 물리성 개선효과가 높아 밭작물의 안정적인 생산과 농지자원의 이용전환 즉 논을 밭으로 이용해야 하는 범용농지 기반 조성을 위한 저비용의 실용적인 배수개선 방법으로 이용성이 높은 것으로 판단되었다. The lower portion of sloping paddy fields normally contains excessive moisture and the higher water table caused by the inflow of ground water from the upper part of the field resulting in non-uniform water content distribution. Four drainage methods namely Open Ditch, Vinyl Barrier, Pipe Drainage and Tube Bundle for multiple land use were installed within 1-m position from the lower edge of the upper embankment of sloping alluvial paddy fields. This study was conducted to evaluate soil physical characteristics by drainage improvement in poorly drained sloping paddy field. The results showed that subsurface drainage by Pipe Drainage improves the productivity of poorly drained soils by lowering the water table and improving root zone soil layer condition. In an Pipe drainage plot, soil moisture drained faster as compared to the other drainage methods. Infiltration rate showed high tendency to Piper Drainage method about 20.87 mm hr<SUP>-1</SUP> than in Open Ditch method 0.15 mm hr<SUP>-1</SUP>. And Similarly soil water and degree of hardness and shear strength phase of soil profile showed a tendency to decrease. From the above results, we found that when an subsurface drainage was established with at 1m position from the lower edge paddy levee of the upper field in sloping poorly drained paddy fields Pipe Drainage was the most effective drainage system for multiple land use.