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- 저자 : 왕희성 (검색결과 2 건)
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토양미생물 Bacillus sp. GS2의 질산이온 흡수 특성
Nitrate is one of the major components causing salt stress in the upland soils of greenhouse in domestic farm lands. For the microbial removal of excess nitrate, soil bacteria were isolated from the greenhouse soils of the experimental farm in Chungbuk National Univ. One of them, GS2, had high capacity of nitrate uptake and was named as Bacillus sp. GS2 after comparison of the 16S rRNA genomic sequences. The growth of Bacillus sp. GS2 was facilitated by nitrate in PAF media. In order to find the optimum conditions for both growth and nitrate uptake, the effects of temperature and pH were investigated. Although temperatures between 30 to 40℃ were adequate for the growth of GS2, the optimum temperature and pH for nitrate uptake were 37℃ and pH 7, respectively. In the growth experiment to find the best carbon source, the growth of GS2 was observed normal in all carbon compounds tested. However, the nitrate uptakes were 40-80% depending on carbon source in the media. The highest uptakes were obtained with glycerol and acetate, 85.0±4.0 and 88.5±0.9%, respectively. The rate of nitrate uptake was dependent on its concentration in the media and it was decreased by increasing the concentration. When GS2 was incubated in the nitrate concentrations from 30 to 300 mM, the growth was normal. Nitrate uptakes were 45 and 55% at 50 and 100 mM nitrate concentrations, respectively. The maximum uptake was obtained at 100 mM nitrate. In order to characterize the reduction of nitrate by GS2, the activity of nitrate reductase was measured by monitoring the nitrate uptake and the formation and release of nitrite. Nitrate reduction test was based on the detection of nitrite in the presence and absence on nitrate. GS2 reduced nitrate to nitrite and it did not depend on the pH changes in the media. The nitrite formation was directly proportional to the amount of nitrate uptake. The nitrate metabolism of GS2 was investigated with various inhibitors. Chlorate, an inhibitor used to study biological nitrogen cycle, inhibited the bacterial growth and the inhibition was removed by the addition of nitrate. Nitrate uptake was inhibited by the increase in chlorate concentration and it was drastically decreased at the concentrations higher than 30 mM. The effect of vanadate, a proton pump inhibitor, was also measured. Nitrate uptake was inhibited by the inhibition of proton pump; however, the bacterial growth was merely suppressed. Phenylglyoxal(PGO), an inhibitor of microbial nitrate transporter, also showed the inhibition of nitrate uptake as well as the growth. Nitrite was also tested for the effect on nitrate uptake. Both bacterial growth and nitrate uptake were inhibited by nitrite at the concentrations of higher than 10 mM. These results show that Bacillus sp. GS2 is a good candidate for the microbial remediation of agricultural soils deposited with nitrate, and the nitrate reduction by GS2 is mediated by membrane nitrate transporter and nitrate reductase activities. 질산염은 국내 시설재배지 토양에서 염류장해를 유발하는 주요 구성분이다. 미생물을 이용한 토양 중 질산이온 제거를 위해서 충북대학교 농장 시설하우스 토양에서 미생물을 분리하였다. 분리한 미생물중 하나인 GS2 균주는 질산이온 흡수력이 매우 탁월하여 PCR 방법으로 16S rRNA 유전자의 염기서열을 분석하였고, Bacillus sp. GS2로 명명하였다. GS2 균주는 PAF 배지에 질산염을 첨가하였을 때, 생장이 촉진되었다. 균주의 생장은 30-40 범위의 온도에서 양호하였으나, 최적의 질산이온 흡수를 위한 온도와 pH는 각각 37℃와 pH 7 이었다. 최적의 탄소원을 결정하기 위한 생육실험에서 GS2 균주는 첨가한 모든 탄소원에서 양호한 생장을 보였지만, 질산이온 흡수활성은 배지의 탄소원에 따라 40-80%의 범위를 보였다. 최대 흡수는 glycerol과 acetate에서 각각 85%와 88.5%로 얻어졌다. 질산이온 흡수도는 배지의 질산이온 농도에 의존적으로 나타났으며, 흡수율은 농도증가에 따라 감소하였다. GS2 균주의 생장과 질산이온 흡수를 질산이온 30-300 mM 범위에서 측정하였을 때, 균주의 생장은 양호하였으나, 질산이온 흡수는 50 과 100 mM에서 각각 86.9와 55.3%로 나타났으며, 최대흡수량은 100 mM에서 얻어졌다. GS2 균주에 의한 질산이온의 환원여부를 밝히기 위하여, 질산이온의 흡수와 그에 따른 아질산이온의 생성 및 분비 조사를 통하여 nitrate reductase 활성을 측정하였다. 질산환원실험은 질산이온의 첨가시에 아질산이온을 검출하는 것으로 수행하였다. GS2 균주는 질산이온을 아질산이온으로 환원하였고, 이것은 배지의 pH에 좌우되지 않았다. 아질산이온의 생성량은 질산이온의 흡수량에 비례하였다. GS2 균주의 질산이온대사는 다양한 저해제를 이용하여 조사하였다. 생물학적 질소순환 연구에서 저해제로 사용되는 chlorate는 GS2 균주의 생장을 저해하였으나, 질산이온을 첨가하였을 때, chlorate에 의한 저해는 극복되었다. 질산이온의 흡수는 chlorate 농도가 증가할수록 저해되었으며, 30 mM 이상에서는 급격한 감소를 보였다. Proton pump 저해제로 알려진 vanadate도 GS2 균주의 질산이온 흡수를 저해하였으나, 균주의 생장은 약하게 저해하였다. 미생물의 nitrate transporter를 저해하는 것으로 알려진 phenylglyoxal(PGO)는 균주의 생장과 질산이온 흡수 모두를 저해하였다. GS2 균주에 의해 생성되는 아질산이온에 의한 효과를 측정하였을 때, 균주의 생장과 질산이온의 흡수활성 모두 아질산이온 10 mM 이상에서 저해되었다. 이러한 결과는 Bacillus sp. GS2가 질산이온이 집적한 토양의 미생물을 이용한 정화에 적합한 후보이며, 질산이온의 환원이 세포막의 질산이온 수송체 효소와 질산환원효소의 활성에 의해서 이루어짐을 보여준다.
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왕희성 한국교원대학교 교육대학원 2019 국내석사
본 연구는 대안 교육 현장에서 이루어지고 있는 국어교육의 영역 중 쓰기 교육 단원의 개발이 필요한 이유를 밝히고 그 이유를 뒷받침하는 근거를 추출하여 대안 교육 현장을 위한 쓰기 단원이 별도로 구성되어야 하는 주장을 합리화하는 데 그 목적이 있다. 장별로 논의한 내용을 정리하면 다음과 같다. Ⅰ장에서는 해당 연구의 필요성 및 대안 교육의 현장에 대한 논의로 구성하였다. 쓰기 교육의 필요성을 논하기 위해 쓰기가 국어 교과에서 어떠한 위치를 차지하고 있는가, 고등인지 언어활동으로써 쓰기가 학습자들의 목표지향적 문제해결과정의 역할을 하고 어떤 영향을 미치는가를 들었다. 대안 교육 현장에서의 학습자의 특성과 쓰기 교육의 필요성의 관계를 밝히기 위해 대안 교육 현장의 학습자의 특성을 논하고 대안교육의 파생을 밝혔으며, 이에 따라 쓰기 교육이 대안교육 현장에서 특별한 영향이 있음을 밝혔다. 또한 대안 교육의 실태를 밝히고 이들이 가지고 있는 교육적 목적과 현장에서 사용하는 교재의 종류를 살폈으며, 대안 교육 학습자들이 국어 쓰기 교육에서 가지고 있는 어려움을 이야기하고 차별화된 쓰기 교재가 필요함을 밝혔다. Ⅱ장에서는 현행 쓰기 교재에 대한 검토를 하기 위해 2015 개정 교육과정의 교과서의 성격과 제작 목적을 제시하고 쓰기 및 작문 교과서에서 수정・보완되어야 할 점과 좋은 교과서의 여건을 제시하였다. 또한 핵심역량과 쓰기교육의 관계성과 그 한계를 제시하고 쓰기 및 작문 교과서에서 수정 보완되어야 할 사항을 함께 제시하였다. 이러한 과정을 통해 대안교육의 쓰기 교재가 가지고 있어야 할 특징을 밝히고 2015 개정 교육과정 중 쓰기영역의 교육과정이 대안 교육에서 가지는 의미를 살펴보았다. 국어과 교과서의 장르 중심 접근법이 대안 쓰기 교육에서 가지는 의미를 알아보았으며, 이를 통해 대안교육의 쓰기 교육이 나아갈 방향을 밝혔다. Ⅲ장에서는 쓰기 단원 구성의 방향과 원리에 대하여 논하였다. 대안 학교 쓰기 교재 단원 구성의 원리를 수립하고 이에 대한 근거를 제시하였다. 또 제재 선정 원리를 논하였으며, 학습 활동 구성 원리를 제시하여 이를 바탕으로 단원 구성 방식을 밝히고, 단원 구성 계획을 수립하여 실제 단원의 형태를 제시하였다. 이러한 과정은 대안 교육의 학습자가 쓰기라는 고등인지 능력을 활용한 의사소통을 적극적으로 사용하도록 하는 안내서가 됨으로써 학습자의 인성·감성을 성장시키는 쓰기 단원의 형태가 될 것이다. Ⅳ장에서는 Ⅱ장과 Ⅲ장의 내용을 바탕으로 실제 구성한 단원과 이에 대한 해설을 덧붙여 이해를 도왔다. 본 연구는 대안 교육 현장에서 실제 활용하는 단원 구성의 원리를 제시하였다는 점, 장르 중심 접근법과 과정 중심 접근법이 대안 교육에서 가지는 의미를 밝히고 대안 교육에 적용하였다는 점, 회복적(치유적) 글쓰기가 대안 교육에 어떻게 적용될 수 있는가를 제시하였다는 점 등에서 의의가 있다. 주요어: 대안 교육, 과정 중심 교육, 장르 중심 접근, 회복적(치유적) 글쓰기, 인성·감성적 쓰기 교육 ※ 이 논문은 2019년 8월 한국교원대학교 대학원위원회에 제출된 교육학 석사(국어교육) 학위 논문임.
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