The full-length cDNA encoding Perilla frutescens limonene synthase (PFLS) (603 amino acids, GenBank accession no. D49368) was cloned. To elucidate the role of PFLS in gene regulation, we transiently transformed full-length PFLS into tobacco plants. PFLS mRNA was first detected in the intact leaves of the plants at 6 h, and the LS transcript level increased after 12 h in leaves treated with oxidative stress-related chemicals. The transient overexpression of PFLS resulted in increased transcription of NbPR1 and NbSIP in Nicotiana benthamiana leaves. Thus, our result confirmed that the infiltration of PFLS gene act as a transcriptional regulator of NbPR1 or NbSIP genes in the tobacco.

To analyze the water characteristics in the dry and wet seasons, the data for temperature, salinity, nutrients and chl-a were used, which were observed in the south coastal area of Korea during April to October 2000. At Yeosu in the south coast of Korea, the higher values of 35.0 psu in salinity were shown in March and April, the lower values of 23.0 psu in salinity were shown in August and September. The annual range of salinity was 12.0 psu. The total amount of precipitation in the wet season (July to October) was occupied 68% (about 846 mm) during 2000. The precipitation of the dry season (November to June) was occupied 32% (about 394 mm) in the year. In the coastal area, the salinity variation is distinct in the period of July to October. Based on this result, we divided the season into two parts: the dry season during April to June and the wet season during July to October. Factor analysis was shown that temperature has strong negative relation and nutrients show positive relations in the dry season by the factor 1, which explains the total variance of 50.6% at the surface water. In the wet season, salinity has negative relation and nutrients show positive relation by the factor 2, which explains the total variance of 33.5%. The bottom layer also showed similar to those of surface water in the results of factor analysis. These mean that nutrients become rich due to the freshwater inflow in the wet season. The low saline water is shown not only in the south coast but also in the overall region in the South Sea of Korea. It is suggested that the South Sea of Korea may call a ROFI (Region of Freshwater Influence) system in summer.

Nitrous oxide (N2O) is an important trace gas in the atmosphere not only because of its large global warming potential (GWP) but also because of the role in the ozone depletion in the stratosphere. It has been known that soil is the largest natural source of N2O in global emission. However, anthropogenic sources contributing from industrial section is likely to increase with rising the energy consumption, and transportation as well. In this study, a total of 32 gasoline-powered passenger vehicles (ranging from small to large engine's displacement and also ranging from aged catalyst to new catalyst) were tested on the chassis dynamometer system in order to elucidate the characteristics of N2O emission from automobiles under different driving modes. Ten different driving modes developed by NIER were adapted for the test. The results show that the N2O emission decreases logarithmically with increase of vehicle speed over the all test vehicles (N2O emission = -0.062 Ln (vehicle speed) + 0.289, r2=0.97). It revealed that the larger engine's displacement, the more N2O emission were recorded. The correlation between N2O emission and catalyst aging was examined. It found that the vehicles with aged catalyst (odometer record more than 8,0000km) emit more N2O than those with new catalyst. Average N2O emission was 0.086±0.095 N2O-g/km (number of samples=210) for the all test vehicles over the test driving modes.

본 연구를 통해 헛개나무의 기내유묘의 조직절편으로부터 배발생캘러스의 유기 및 2차 배형성, 그리고 배발생캘러스의 현탁배양계로부터 체세포배를 대량생산하여 식물체로 재분화시키는 시스템을 확립하였다. 현탁배양을 통해 배발생세포의 유도 및 증식에는 모두 30℃의 고온이 효과적이었는데 이와 같은 온도조건에서 배발생캘러스 유도율과 배발생캘러스의 생장량은 각각 100%와 894.6 mg로 25℃에 비해 1.53배와 9.19배로 높게 나타났다. 배발생세포를 18℃에서 배양할 경우 체세포배로 전환되었고 배양 5주후 체세포배로 발달하였으며 25℃ 이상의 배양온도에서는 배발생세포는 증식만 할뿐 체세포배는 형성되지 않았다. 체세포배로부터 식물체의 형성은 18℃ 저온에서만 가능하였다. 배지에 0.1과 0.5 mg/l BA를 첨가할 경우 식물체 재분화율은 37%와 28%로 생장조절물질을 처리하지 않은 배지에 비해 2.2배와 1.7배로 높게 나타났다 재분화된 식물체의 성장에 주는 무기염의 영향을 조사하기 위하여 유식물체를 MS와 1/3MS 고체배지에 옮겨 배양한 결과 1/3MS배지가 줄기신장과 뿌리의 유도에 적합하였다.

당귀, 복분자, 마황의 추출공정 요인별 [추출온도 (40℃, 60℃, 100℃), 초음파 병행 (처리조건 : 초음파별) 추출]에 따른 추출물들의 분획물들의 추출수율 증진 및 생산성 향상이 가능한 공정 개발을 위하적 공정 요인에 따라 추출과 분획을 실시하였다. 그 중 모든 분획 추출물 들 중에서 60℃ 온도에서 40kHz의 초음파 병행 추출한 복분자 water 분획층 수율이 59.63%로 다른 추출 공정에 비하여 가장 높게 나타났으며, 당귀 water 분획층의 수율은 50.17%로 나타나 water 분획층의 수율이 가장 높게 나타났으며, butanol, ethyl acetate, chloroform 분획층의 순서로 수율이 나타난 것을 확인 할 수 있었다. 이것으로 60℃의 40 kHz 초음파 병행 추출 공정이 생산성이 가장 우수한 것으로 나타났다. 면역활성 증진 효과에서 인간의 면역세포인 B, T 세포에 대한 생육 활성도를 각 공정별 추출물을 이용하여 측정한 결과 60℃의 40 kHz의 초음파 병행 추출물의 water 분획물에서 180% 이상의 높은 생육 활성도를 나타내었고, butanol 분획물에서는 160% 이상의 높은 생육 활성도를 나타내었다. Cytokines 분비량은 면역 세포에 대한 활성 실험에서 효과가 가장 높게 나타났던 추출공정인 60℃의 40 kHz 초음파 병행 추출물의 water 분획층과 butanol 분획층을 이용하여 분획물 실험을 행하였다. B세포에서의 IL-6 분비량에 복분자 water 분획충이 1.0 g/l에서 5일째 17×10-4 ph/cell로 가장 높은 증진 효과를 나타내었으며, butanol 분획층이 16.8×10-4 pg/cell의 증진효과를 보였고, 마황과 당귀 water 분획층이 각각 16.5×10-4 pg/cell, 16.5×10-4 pg/cell의 증진효과를 보였다 B 세포에서의 TNF-α분비량은 복분자 water 분획층이 1.0 g/l에서 5일째 18×10-4 pg/cell로 가장 증진 효과가 크게 나타났다. 이것은 세포의 생육이 시간에 따라 증가됨으로서 그에 따른 cytokines의 분비량도 시간에 따라 증가하는 것으로 사료된다. 추출공정 요인인 온도와, 초음파를 달리하여 그것의 분획물인 water 분획층과 butanol 분획층에 대한 T 세포에서의 cytokine 분비량을 측정한 결과 온도의 변화를 준 추출공정에서의 IL-6분비량은 60℃에서 가장 좋은 분비량을 나타낸 것으로 복분자가 18.5×10-4 pg/cell로 가장 높은 증진 효과를 나타내었다. 마황과 당귀 또한 60℃로 추출하였을 때, 1.08배, 1.04배 높은 분비량을 나타내었다. 또한 초음파의 주파수의 변화를 주어 추출한 것으로 T세포의 TNF-α 분비량을 측정한 결과 40 kHz의 초음파 병행 추출한 복분자 water 분획층이 1.0 g/l 농도에서 20.4×10-4 pg/cell로 60 kHz로 병행 추출한 복분자 water 분획층의 19.5×10-4 pg/cell보다 높은 분비량을 나타내었다. 당귀와 마황에서도 40 kHz의 초음파로 병행 추출한 것이 더 높은 분비량을 나타내었다. NK-cell의 활성도를 공정 요인별로 측정한 결과 가장 좋은 활성도를 나타낸 것으로는 60℃에서 40 kHz의 초음파로 병행 추출한 복분자 water 분획층 이 배양 6일째 날 1.0 g/l의 농도에서 97%, butanol 분획층은 93%의 활성증진을 보여 초음파 병행 추출하지 많은 것과 다른 온도 조건에 비해 높은 생육 활성도를 나타내었다. 그리고 당귀 분획물 또한 60℃, 40 kHz의 초음파 추출물의 water 분획층과 butanol 분획층에서 각 92%와 80%의 활성 증진을 나타내 다른 추출 공정보다 높은 활성을 나타내었다. 이것으로 알 수 있듯이 생체 방어 기능을 증진 시킬 수 있는 최적의 추출공정으로는 60℃에서 40 kHz의 초음파를 병행하여 추출하는 것으로 사료된다. 세포 분화활성도의 측정 결과는 복분자 water분획층이 가장 높은 세포 분화 활성도를 나타내었고, 또한 복분자와 마황의 분획물이 crude 상태의 초음파 병행 추출물에 비해 최고 20% 이상의 분화 활성도를 나타내는 것을 확인 할 수 있었다.

가시오갈피 체세포 배를 이용한 우량종묘의 대량생산체계를 확립할 목적으로 체세포 배의 생물반응기 배양을 통해 얻은 식물체의 순화에 관한 기초시험을 수행하였다. 가시오갈피 기내배양 식물체의 토양활착은 밀폐된 공간보다 비가림 하지 않은 차광막조건에서 양호하였고 순화에는 Klasmann 상토와 원예용상토가 좋았다. 배양실 10도와 차광막에서 3월20일 순화한 기내식물체의 순화 율은 모두 90% 이상으로 양호하였다. 배양실조건에서는 26℃의 순화온도에서는 10% 이하의 극히 저조한 순화 생존율을 보였으나 포장 차광막조건에서는 최고 온도가 30℃를 넘는 5월20일 순화 처리구에서도 68%의 높은 순화생존율을 보여 불리한 환경조건에서 차광막순화가 순화에 더욱 적합하였다. 차광조건으로는 50% 차광망 처리가 적합하였다. 차광막에서 순화한 식물체의 묘 소질은 3월10일 순화를 시작한 식물체가 가장 좋았다.

본 연구는 들깨의 기내배양에서 식물체 재분화에 영향을 미치는 최적 배지와 식물생장조절물질의 종류 및 농도의 최적조건의 구명을 위하여 수행하였다. 재분화에 요구되어지는 생장조절물질은 다른 종 및 수집장소, 혹은 인근지역에 분포하고 있는 수집종들 사이에서도 서로 차이가 나는 결과를 얻을 수 있었으며 들깨의 식물체 형성에 있어서 각 계통 간 기내배양에서의 TDZ와 BAP의 처리에 따른 재분화율은 Kocf (한국산 들깨 재배형)의 경우에서는 1.0 mg/l의 BAP와 TDZ을 처리한 경우 양호한 신초형성수를 나타내었으나 Kowf (한국산 들깨 잡초형)은 저농도의 (0.1 mg/l) BAP와 TDZ을 첨가한 경우 양호한 신초형성수를 나타내었다. 차조기 의 경우에서는 BAP를 첨가할 경우 고농도에서 신초형성수가 우수한 반면 TDZ을 첨가할 경우에는 저농도로 첨가하는 것이 양호한 신초형성수를 나타내었다. 조합처리에서는 TDZ 1.0 mg/l와 IAA 0.5 mg/l를 조합처리된 배지에서 캘러스 형성율도 좋은 결과를 보였으며 신초 형성이나 뿌리 유도에서도 양호한 결과를 나타내었다. 식물이 필요로 하는 탄소원 외에 배지 내의 삼투압에 중요한 역할을 하는 sucrose의 농도에 따른 재분화율은 캘러스 형성율에서는 큰 차이를 보이지 않았지만 shoot 형성이나 배발생캘러스 형성에서 3%의 sucrose의 농도에서 좋은 효율을 나타내었다. 재분화 조건에 가장 적합한 배지를 알아보기 위한 실험에서는 모든 배지에서 높은 캘러스형성율은 보였지만 완전한 식물체로의 분화는 MS 배지에서 조사되었다. Polyamine을 처리한 결과 spermine, spermidine의 경우에서는 고농도(10 mg/l)로 사용할 경우에 양호한 재분화율을 나타낸 반면 putrescine의 경우에는 5 mg/l로 첨가한 경우 가장 양호한 신초 형성수를 나타내었다. 호르몬의 첨가 없이 기본배지의 macro elements를 조절하였을 경우와 호르몬을 첨가 했을때의 재분화 효과를 비교하기 위한 실험에서는 캘러스 형성및 shoot 형성에서는 큰 차이가 없었으나 기본배지의 macro elements를 조절한 배지에서 배발생캘러스 형성율이 높게 관찰되었다.

체세포배발생을 이용한 가시오갈피 대량증식체계 확립을 위하여 저온처리에 의한 체세포배의 장기저장 실험을 수행하였다. 현탁배양 체세포배의 4℃에서의 저온저장에는 구형배 이전의 조기단계의 체세포배가 적합하였고 2 g/l 이하의 낮은 접종밀도에서는 36개월 이상 저장이 가능하였다. 장기간 저온 저장한 체세포배는 상온에 옮긴 후 2,4-D를 첨가한 배지에서만 성장을 회복하여 배발생캘러스를 형성하였으며 배발생캘러스의 증식속도는 배양온도를 32℃로 높였을 때에 가장 효율적이였다.

한국에 분포하고 있는 82종의 약용식물에 대하여 환경내성 및 기능성 소재의 개발을 위한 탐색을 위하여 항산화효소와 관련된 첫 번째 방어기작인 SOD 효소활성과 Phenol 화합물의 함량정도를 검정하여 본 결과 SOD 효소활성은 원지 (P. tenuifolia Willd.), 백편두 (D. lablab L.), 백개자 (S. alba L.), 대황 (R. palmatum L.), 감초 (G. uralensis Fisch), 연자육 (N. nucifera Gaertn), 지황 [R. glutinosa (Gaertner) Liboshitz], 현삼 (S. buergeriana Miq.), 인진 (A. capillaris Thb.)등에서 다른 약용작물보다 비교적 높은 SOD 효소 활성 능력을 나타냈다. Total phenol함량은 (3~249.731 μg/g)의 범위를 보였으며 지유(S. officinalis L.), 대황 (R. palmatum L.), 복분자 (R. chingii Hu)에서 각각 249.731 μg/g, 209.546 μg/g, 170.333 μg/g으로 가장 높은 함량을 나타냈다. 16종의 phenol 화합물의 경우에서는 82종의 약용식물이 각기 매우 상이한 농도의 분포를 나타내었다. 앞으로의 연구에서는, 항산화 효소 및 phenol 화합물이 많이 함유하여 우수한 기능성을 가지고 있는 것을 확인된 약용식물에 대해 그들의 이용성을 증대시킬 수 있는 구체적인 연구가 수행되어져야 할 것으로 사료된다. 또한 phenol성 물질을 많이 함유하는 약용식물 추출물을 이용한 기능성 식품, 화장품, 천연 보존재 및 의약품 등으로 개발 (Cook & Samman, 1996)할 수 있을 것으로 판단되어진다.

가시오갈피종자의 적정파종기를 구명하기 위하여 개갑종자의 저온처리기간에 따른 발아율을 조사하고 파종시기에 따른 묘목의 생존율과 생육정황을 조사하였다. 1. 채종하여 15℃에서 140여일 간 모래로 층적저장한 종자는 냉장온도 (5℃)에서 10일부터 발아하기 시작하여 85일까지 개갑종자는 93.7%, 비개갑종자는 26.1%가 발아하였다. 개갑종자와 비개갑종자 모두에서 85일 이후에 는 발아율의 증가가 둔화되었다 2. 유묘출현율, 생존율, 묘소질을 비교한 결과 5월 11일 이전에 저온에서 발아한 종자를 포트에 가식하는 것이 적정하였다. 3. 저온처리중 발아종자 길이 에 따른 생존율을 조사한 결과는 하배축이 0.5~2 cm 신장하였을 때 파종한 처리구의 생존율이 가장 높았다. 4. 발아종자의 생존율은 50%차광처리에서 30% 차광보다 10배 높게 나타났다. 5. 4월 10일과 5월 11일 사이에 파종하는 것이 묘의 생육에 가장 좋으며 적정 파종시기를 지나치더라도 적절한 관리대책만 따라가면 4월부터 8월까지 거의 모든 생육기간중에 발아종자 파종이 가능하였다.

가시오갈피의 종자번식에서 가장 큰 문제점 중의 하나인 종자의 불량과 발아가 동시에 이루어지지 않는 문제를 해결하고 최대한 많은 묘목을 얻기 위해서는 파종시기의 선택이 중요하다. 파종 전 종자처리를 통하여 성숙정도가 다른 가시오갈피의 파종 후 유묘출현율과 최종생존율을 높이기 위한 기초자료를 얻기 위해 본 연구를 실시한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 15℃에서 145일 충적 저장한 가시오갈피 성숙종자의 개갑율은 16.6%로 매우 저조하였다. 2. 개갑종자의 기내발아실험에서 GA3처리는 최고로 26.6%의 발아율을 보였으나 발아는 동시기에 이루어지지 않았다. 3. 후숙처리후 10일간 저온 처리한 개갑종자에서 파종 전 GA3처리는 유묘출현율을 높이는 효과가 있었으나 저온처리는 대체하지 못하였다. 4. 휴면타파를 위한 저온 충적저장전의 종자의 GA3처리는 파종 시 개갑종자의 유묘출현율에 영향을 주지 못하였다. 5. 저온저장 40일 경과한 후 파종 전 GA3처리는 비개갑종자에서는 유묘출현율과 생존율을 높였다. 개갑종자에서는 유묘출현율은 14.6% 증가하였지만 최종생존율은 오히려 9.4% 감소하였다.

본 연구는 마가목의 발아율 제고 및 육묘방법을 구명하기 위하여 연구한 결과를 요약하면 다음과 같다. 마가목 종자는 무처리에서 22.6%정도의 저조한 발아율을 보였으나, BA 200ppm을 20분간 처리에서는 78.9%정도로 발아율이 높았다. 산사나무 종자는 최고 11.1%의 발아율을 보였으나, 화학약품과 생장조절제 처리에 의한 발아율 증가는 없었다. 출현율은 상자 육묘와 포트육묘 재배 시 93-95%로 높았으며, 49공 포트육묘 재배 시 육묘기간 50일 묘에서 근장이 길고, 건조근중이 높아 근생육이 양호하게 나타났다. 상자육묘 재배 시 육묘기간이 40일 묘에서 초장, 건조엽중이 포트육묘 보다 높았으며. 결과적으로 마가목의 실생육묘시 포트육묘로 50일 재배 후 이식하는 것이 가장 양호 하였다.

기주목(상수리나무, 밤나무, 자작나무, 버드나무)별 겨우살이 ethanol 추출물의 5가지 분획물(hexane fr., chloroform fr., ethyl acetate fr., butanol fr., aqueous fr.)을 이용하여 in vitro에서 사람 면역세포주에 대한 생육활성, 사람 정상 세포주에 대한 세포독성, 사람의 각종 암 세포주에 대한 생육 저해능을 조사하였다. 4종의 한국산 겨우살이 분획물들의 정상세포에 대한 세포독성은 밤나무 겨우살이 chloroform fr.(28%)을 제외한 모든 겨우살이 분획물 0.5mg/ml이하의 농도로 투여시 정상세포에 대한 세포독성이 20%이하로 나타났다. 또한 암세포 생육 저해능의 경우, 폐암 세포주 A549와 위암세포주 AGS에 대하여 상수리나무, 밤나무, 버드나무 겨우살이 분획물에서 80%이상의 생육억제 효과를 보였다. Human B 세포주와 T 세포주에 대한 생육촉진 실험에서, B 세포주에 대하여 상수리나무 겨우살이 hexane fr. buthanol fr., 밤나무 겨우살이 hexane fr., 자작나무 겨우살이 ethyl acetate fr., 버드나무 겨우살이 hexane fr. chloroform fr. ethyl acetate fr.은 배양 3일에서 5일 사이 control에 비하여 약 1.5~3배의 세포 생육촉진을 보였다. T 세포주에 대하여 상수리나무 겨우살이 chloroform fr. ethyl acetate fr., 밤나무 겨우살이 chloroform fr. ethyl acetate fr., 자작나무 겨우살이 hexane fr. chloroform fr. ethyl acetate fr., 버드나무 겨우살이 hexane fr. chloroform fr. ethyl acetate fr.은 배양 3일에서 5일 사이 control에 비하여 약 1.5~2.3배의 세포 생육촉진을 보였다. 한국산 겨우살이 분획물들은 정상세포 대한 독성이 약하고, 면역세포의 생육을 촉진하며, 암세포 생육을 저해하는 효과가 있는 결과로부터 겨우살이는 신체질병에 대한 효과가 기대되며, 앞으로 보다 상세한 연구가 필요할 것으로 사료된다.

재폭기 효율이 향상된 보를 개발하기 위하여 직선형 보, 여수로형 보, 래버린스 보의 재폭기 실험을 통해 산소전달효율을 측정하여 결과론 비교하였고, 또한 제정의 조도를 증가시켜 그 효과를 분석하였다. 실험 결과에 의하면 여수로 형 보에서의 산소전달효율이 가장 작으며 그 다음으로 직선 보였으며 래버린스 보의 경우 중심각이 감소할수록 산소전달효율이 증가하는 것으로 나타났다. 모든 경우에 있어서 낙차와 유량이 증가할수록 산소전달효율이 증가하는 것으로 나타났으며