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Erythromycin과 Chlortetracycline의 배추의 초기생장 억제 효과
최현지(Hyeon Ji Choe),이윤정(Yun-Jeong Lee),김송엽 (Song Yeob Kim),쇼흐라 하젤(Chohra hadjer),칸타라즈 비말라즈(Kantharaj Vimalraj),이용복(Yong Bok Lee) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
농경지에 사용되는 가축분 퇴·액비에서 Erythromycin (Ery)과 Chlortetracycline (CTC)을 포함한 다양한 수의학 항생물질이 종종 검출된다. 이러한 항생 오염물질이 농업토양에 유입되어 축적됨으로써 농작물의 성장과 발달에 악영향을 미치는 것으로 예상되지만, 지금까지 이와 관련된 연구는 매우 미흡하다. 본 연구에서는 Ery와 CTC가 배추(Brassica campestris)의 초기생장에 미치는 영향을 구명하고, 두 가지 항생제 처리에 반응하여 발현되는 식물체 유전자를 비교·분석하였다. 본 연구의 결과에 따르면, Ery 또는 CTC 처리배지에서 생장한 어린 배춧잎의 엽록소 함량과 광합성 효율이 대조구에 비해 낮았다. 투과전시 현미경(Transmission electron microscopy, TEM)으로 잎을 분석한 결과, Ery 및 CTC 처리에 의한 반응으로 비정상적인 형태의 색소체가 발견되었다. 또한 Ery과 CTC 처리에 의해 배춧잎 중 엽록체가 정상적으로 발달하지 않았으며, RBCL과 LHCB1.1을 포함한 광합성 관련 유전자 발현 정도가 낮았다. 이를 통해 Ery과 CTC가 Tetrapyrrole 생합성 경로와 1차 뿌리 성장에 관여하는 유전자 발현을 저해시키는 것을 밝혀내었다. 이러한 결과를 종합해 보면, Ery과 CTC가 식물의 초기생육뿐만 아니라 생리대사 메커니즘과 연관된 주요 유전자의 발현을 억제하여 성장과 발달에 악영향을 미치는 것으로 사료된다.
광 및 온도가 새싹보리의 사포나린 함량 변화에 미치는 영향
윤영은(Young-Eun Yoon),최현지(Hyeon Ji Choe),김송엽(Song Yoeb Kim),쇼흐라 하젤(Chohra Hadjer),조주영(Ju Young Cho),정미선(Mi Sun Cheong),김영남(Young-Nam Kim),이용복(Yong Bok Lee) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
고부가가치 작물에 관한 관심이 증가함에 따라 기능성 물질은 함유한 새싹작물에 대한 수요가 급증하고 있다. 그중에서도 새싹보리는 항상화, 간기능 개선, 항염증 작용을 하는 사포나린을 많이 함유하고 있다. 사포나린은 이차대사산물로 식물이 비 생물학적 스트레스에 대한 방어기작으로 축적하는 물질이다. 따라서 본 연구에서는 환경요인 중 광 및 온도가 새싹보리 내 사포나린 함량에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 생육온도에 의한 영향은 서로 다른 온도 (5, 10, 20, 30℃)에서 재배한 새싹보리의 사포나린 함량을 분석하여 비교였으며, 일교차가 없는 처리구 (DTR 0)와 일교차가 각각 5 (DTR 5), 10 (DTR 10), 15 (DTR 15)인 처리구, 그리고 일조시간이 12 (12H), 18 (18H) 시간인 처리구에서 재배한 새싹보리의 사포나린 함량을 분석하였다. 생육온도에 따른 새싹보리 중 사포나린 함량은 5, 10, 20, 30℃에서 각각 554, 617, 601, 545 mg 100g<SUP>-1</SUP> 으로 10, 20℃에서 재배한 새싹보리가 5, 30℃보다 더 높은값을 나타냈다. 또한, 생육온도에 따른 생육일수는5, 10, 20, 30℃에서 각각 24, 21, 12, 8일로 나타났으며, 20℃에서 재배한 새싹보리의 생육일수가 10℃에서 재배한 새싹보리의 생육일수보다 9일 더 짧았다. 일교차에 의한 영향은 DTR 10 처리구에서 673 mg 100g<SUP>-1</SUP>로 가장 높았으며, DTR 0 대비 약 7% 증가하는 결과를 나타냈다. 일조시간에 의한 영향은 12H, 18H에서 사포나린 함량이 각각 609, 737 mg 100g<SUP>-1</SUP> 으로 일조시간이 18H 일 때 사포나린 함량이 16% 더 증가하였다.
Young-Eun Yoon(윤영은),Hyeon Ji Choe(최현지),Kantharaj Vimalraj(칸타라즈 비말라즈),Chohra Hadjer(쇼흐라 하젤),Mi Sun Cheong(정미선),Young-Nam Kim(김영남),Yong Bok Lee(이용복) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
As a flavone glucoside, Saponarin is the primary functional compound found in barley sprouts (Hordeum vulgare L.). It appears that saponarin production occurs mainly in the primary barley leaf and varies considerably with environmental factors, i.e. climatic conditions. To obtain high yield of saponarin, it is essential to find the optimal environmental conditions for growing barley sprouts. In the present study, we conducted field experiments to investigate the effects of variation in climatic conditions with different sowing times on the saponarin content of barley sprouts. As a result, there was no effect of a difference in sowing time on the fresh weight (FW) of the sprouts, but their growth period (GP) indeed varied with the sowing time. In both sites, the higher saponarin concentration was found in the sprouts sown in spring (March to May) and autumn (September to October) than in summer (May to August). Also, according to the correlation analysis, saponarin concentration had positive correlations with daily temperature range (DTR) and average light period (ALP), negative correlations with FW, leaf length, growth index (GI), average daily temperature (ADT), accumulated temperature (ACT), relative humidity (RH), and rainfall. The results indicate that the daily temperature difference and daylight hours may be determinant factors on saponarin biosynthesis. In addition, the polynomial relationship between saponarin yield and leaf length showed that barley sprouts would produce the highest saponarin yield at an appropriate 16 cm length. The outcomes of this study suggest the optimum sowing seasons that have more significant climatic factors such as daily temperature difference and daylight hours, contributing to a high quality of barley sprouts with high saponarin content.
사포나린 함량변화에 영향을 미치는 환경요인: 수분스트레스
윤영은(Young-Eun Yoon),최현지(Hyeon Ji Choe),김송엽(Song Yoeb Kim),조주영(Ju Young Cho),이윤정(Yoon Jung Lee),정미선(Mi Sun Cheong),김영남(Young-Nam Kim),이용복(Yong Bok Lee) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
생산량을 중시하던 농업에서 품질중심의 농업으로 패러다임이 변함에 따라, 고부가가치 작물의 수요가 점점 증가하고 있다. 고부가가치 작물은 온실재배에 특화된 파프리카, 토마토, 딸기 중심에서 기능성 물질을 포함한 새싹작물로 관심이 이동하면서 다양한 연구가 진행되고 있으며, 그 중 새싹보리에 대한 관심이 특히 커지고 있는 실정이다. 새싹보리 내 기능성 물질인 사포나린은 폴리페놀류 화합물로 식물이 환경적 스트레스에 대한 방어기작으로 합성 및 축적하는 이차대사산물이다. 따라서 본 연구에서는 환경적 스트레스 중 수분이 사포나린 함량 변화에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 수분스트레스에 의한 영향은 스트레스를 주는 기간과 시기로 세분화하여 실험을 진행하였다. 스트레스를 주는 기간은 새싹보리가 10 cm 일 때 각각 0 (DS0), 1 (DS1), 2 (DS1), 3 (DS1)일 물공급을 중단하였으며, 재공급 후 회복된 새싹보리를 수확하였다. 또한, 스트레스를 주는 시기는 새싹보리가 각각 5 (DS5c), 10 (DS10c), 15 (DS15c) cm 일 때 물공급을 2일간 중단하고, 재공급 후 회복된 새싹보리를 수확하였다. 스트레스를 받고, 회복하는 상태는 수분포텐셜 값을 측정하여 확인하였다. 수분포텐셜 값은 수분 스트레스를 받기 전 -0.7 ~ -0.8 Mpa 수준에서, DS1, DS2, DS3 에서는 각각 -1.2, -2.4, -3.1 Mpa 수준이었으며, DS5c, DS10c, DS15c 에서는 각각 -2.6, -2.3, -2.3 Mpa 수준으로 감소하였다. DS1, DS2 처리구의 사포나린 함량은 각각 1,237, 1,220 mg 100g<SUP>-1</SUP>로 스트레스를 받지 않은 DS0 처리구 (1,089 mg 100g<SUP>-1</SUP>)에 비해 약 12, 10% 증가하였다. 또한, DS5c 처리구의 사포나린 함량은 1,333 mg 100g<SUP>-1</SUP>로 스트레스를 받지 않은 Control 처리구 (1,111 mg 100g<SUP>-1</SUP>)에 비해 약 19% 증가하였다.
신예림(Ye-Rim Shin),최현지(Hyeon Ji Choe),이윤정(Yun-Jeong Lee),김송엽(Song Yeob Kim),쇼흐라 하젤(Chohra hadjer),이용복(Yong Bok Lee) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
가축의 분뇨로 만들어지는 퇴비는 농가에서 흔히 사용되고 있다. 가축에 투여되는 항생제는 가축 체내에 흡수되지 않고, 분뇨를 통해 배출된다. 따라서 가축 퇴비에는 항생물질이 많이 잔류되어 있으며, 농경지 처리에 의해 농업토양에 유입되고 있다. 본 연구는 가축퇴비 처리에 의한 항생물질의 유입이 벼의 초기 생육에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 기내실험을 수행하였다. 본 연구에서는 국내 가축퇴비 중 가장 많이 검출되는 항생제 13종, 즉 Tetracycline (TC), Chlortetracycline (CTC), Oxytetracycline (OTC), Tylosin (Tyl), Erythromycin (Ery), Sulfamethazine (SMZ), Sulfathiazole (STZ), Sulfamethoxazole (SXZ), Sulfadiazine (SDZ), Florfenico (FFC), Amoxicillin (Amo), Ampicillin (Amp) 및 Penicillin (Pen)을 선정하여 이용하였다. 대상작물로 벼(품종: 삼광 1호)를 선정하였고, 종자발아 및 배양시험을 위해 0.7% Agar 배지에 1/10 Hoagland Solution 첨가한 후 각 항생물질 별로 0, 1, 5, 및 10 ppm 농도를 처리하였다. 배양실험은 파종 후 30°C 환경에서 벼를 10일 동안 배양하였다. 무처리구의 벼 뿌리 및 지상부 길이의 평균은 각각 10.16, 22.59 cm였다. CTC의 경우, 항생물질의 농도가 높아질수록 뿌리와 지상부 길이 모두 감소하였으나 OTC는 농도별로 유의미한 차이가 없었다. Tyl 과 Ery 항생물질은 농도가 높아질수록 지상부가 증가하였다. 특히, Sulfonamide계열 중 SXZ가 벼의 생장을 가장 크게 억제하는 것으로 관찰되었으며, 농도(1, 5, 10 ppm)에 따라 뿌리 길이는 각각 5.54, 2.45, 1.29 cm, 지상부 길이는 각각 11.70, 2.64, 1.98 cm으로 감소하였다. 또한, FFC 농도가 높아질수록 뿌리와 지상부 모두 생장이 억제되었다. Amo 농도가 높아질수록 뿌리생장을 억제하는 경향을 보였지만, 지상부는 모든 농도에서 무처리구와 비슷한 수치를 보였다. 따라서 본 연구에서는 벼의 초기 생육 반응은 항생물질 종에 따라 서로 달랐으며, 또한 같은 항생물질 계열간에도 농도별로 상이한 반응이 있음을 확인하였다.