본 연구는 해조류인 괭생이 모자반을 탄화하여 만든 바이오차의 중금속 흡착 및 제거 효과를 확인하고 중금속 흡착제로 이용 가능성을 확인하고자 연구가 수행되었다. 모자반 바이오차(SBC)는 500℃조건에서 2시간 열분해를 통해 생산하였다. 중금속 흡착실험은 Pb, Cd, Cu 및 Zn의 각 농도별 흡착량을 확인하였으며, Freundlich 및 Langmuir 등온흡착모델을 통해 중금속 흡착 효율성을 확인하였다. 모자반 바이오차의 중금속 제거효율은 Pb, Cd, Cu 및 Zn에서 각각 97.3, 85.2, 76.4 및 42.0%로 Pb＞Cd＞Cu＞Zn 순의 제거효율을 보였다. 등온흡착결과로 Freundlich 등온흡착패턴은 L형이었으며, 흡착강도(1/n)는 0.49 ~ 0.80 범위로 조사되었다. Langmuir 등온흡착식에서 최대흡착량은 Pb, Cd, Cu 및 Zn에서 각각 200, 92.6, 47.8 및 70.4 mg g-1이었으며, 흡착강도는 각각 0.4950, 0.1004, 0.0245 및 0.0188로 조사되었다. 본 실험 결과로 볼 때 모자반 바이오차는 중금속 흡착제로써 활용이 가능할 것으로 보여지며, 이를 활용하기 위한 추가 연구가 필요하다고 보여진다.

본 연구는 바이오매스 전소 화력발전소에서 배출되는 저회에 유기 물질을 혼합하여 펠렛화한 후 배추 재배 미치는 영향을 평가하기 위해 수행되었 다. 배추 재배는 노지(UC, upland cultivation)와 시설재배지(GC, greenhouse cultivation)에서 진행되었으며, 처리조건은 대조구(Cont, control)와 저회(BA, bottom ash), 유기질 비료(OF, organic fertilizer), 저회 펠렛(BP, pelleted bottom ash) 처리구로 나누었고, 배추 이식 7일 전에 저회, 유기질 비료 및 저회 펠렛을 각각 1 ton 10a-1 수준으로 시용하였다. 배추의 생체중은 재배지역에 상관없이 OF와 BP 처리구에서 가장 높았으며, Cont 처리구에 비해 각각 15.7-41.6 및 9.7-51.5% 범위로 생체중이 증가하였다. BP 처리구에서 배추 수확 후 토양의 화학적 특성은 전반적으로 OM, TN, Avail. P2O5 등의 함량이 개선되는 효과를 보여주었으며, 이는 OF 처리구와 유사하였다. 노지와 시설재배지에서 배출된 N2O 배출량은 BP 처리가 OF 처리에 비해 29.7 및 11.0%로 각각 감소되는 결과를 보였다. 따라서, 저회 펠렛의 시용은 관행처리구와 비교해 볼 때, 배추 생육, 토양 특성 및 N2O 배출적인 측면에서 효과가 있는 것으로 판단된다.

본 연구는 고추 재배 시험을 통해서 발전소로부터 배출되는 저회 (BA, bottom ash)의 농업적 활용 가능성을 평가하고자 수행되었다. 저회의 시용수준은 5 (BA5), 10 (BA10), 15 (BA15) 및 20 (BA20) ton ha-1으로 조절하였으며, 대조구는 퇴비를 일반 기비로 사용한 관행처리 방법으로 하였다. 고추의 생육 특성은 퇴비 처리구가 저회 처리구에 비해 생육이 증가되었고, 저회 사용수준에 따른 고추의 생육은 전반적으로 BA15 ≓ BA10 > BA20 > BA5 처리구 순으로 증가되었다. 고추 재배 후 조사된 토양의 화학적 특성은 저회의 시용수준이 증가될수록 pH, EC, SOC, 그리고 CEC 함량이 증가되는 경향을 보였다. 특히, 작물의 생육과 관련이 깊은 pH, SOC 및 CEC의 지표는 저회 처리구가 대조구에 비해 각각 0.20~0.82, 1.16~8.92 g kg-1 및 0.29~0.74 cmolc kg-1 범위로 증가되어 저회가 토양 탄소 함량 증진을 포함한 토양 비옥도 개선에 효과적인 역할을 한 것으로 판단된다. 따라서 본 시험의 결과로 미루어 볼 때 저회의 시용은 관행처리에 비해 고추의 수확량은 적지만 토양환경을 개선하는데 효과적인 것으로 판단되어 토양개량제로서 저회의 농업적 활용은 가능하다고 판단된다.

차세대염기서열분석기(NGS)의 비약적인 발전으로 전 세계적으로 곤충유전체 연구가 매우 활발하게 진행되어지고 있다. 2015년 기준 285개의 곤충관련 유전체 연구가 수행되었는데 그 중 모기의 경우 Anopheles merus 22개, A. arabiensis 17개, A. funestus 13개, A. quadriannulatus 12개, A. culicifacies 10개, A. gambiae 7개, A. sinensis 5개, A. stephensi 5개의 유전체 프로젝트들이 수행되었거나 수행 중이다. 2015년도 하반기에는 지카바이러스 및 뎅기열 메개체인 Aedes albopictus의 유전체 관련 논문이 2편 출간되었는데 모두 draft 수준의 유전체 연구결과들이다. 대부분의 곤충 유전체 연구들은 NGS 장비 중 Hi-seq 기반 WGS (Whole Genome Shotgun) 방식으로 진행되고 있으며 표준유전체지 도 및 서열이 없어 De-Novo assembly를 통해 contig와 scaffold를 만든 후 gene prediction 및 transcriptome 매핑을 통해 얻어진 일부 유전자 서열을 이용하여 분석하는 방식의 채택하고 있어 유전자 기능 연구자들의 모든 수요를 만족하기는 어려운 실정이다. 이에 추후 진행되어질 모기 등의 매개체의 유전체연구는 고전방식을 NGS에 적용하는 방식 및 최신 개발되어진 long read 분석용 NGS의 이용 등을 적절하게 병합하여 진행하는 유전체 연구방법의 적용이 필요하다.

본 연구는 논토양에서 돈분액비의 시용이 화본과 및 두과 녹비작물의 생육과 양분공급량에 미치는 영향을 조사하기 위해, 화본과 녹비작물과 두과 녹비작물을 파종하여 돈분액비 시용유무에 따라 biomass 및 양분공급량을 조사하였다. 파종된 화본과 녹비작물은 호밀(Secale cereale L.)과 청보리(Hordeum vulgare L.)이었으며, 두과 녹비작물은 자운영(Astragalus sinicus L.)과 헤어리베치(Vicia villosa roth)이었다. 돈분액비를 투입함에 따라 녹비작물의 biomass는 유의성 있게 증가하였으며, 돈분액비 무시용구 대비 돈분액비 시용구의 biomass 증가율은 청보리(154%) > 호밀(138%) > 헤어리베치(45%) > 자운영(41%)순으로 높았다. 녹비작물의 양분공급량도 biomass와 마찬가지로 돈분액비를 투입함에 따라 유의성 있게 증가하는 경향이었으며, 돈분액비 무시용구 대비 돈분액비 시용구의 N, P2O5 및 K2O 공급량은 각각 205∼220, 109∼197 및 166∼184% 범위이었다. 돈분액비를 투입함에 따른 녹비작물의 biomass와 양분공급량 증가율은 전반적으로 두과 녹비작물보다 화본과 녹비작물에서 매우 우수한 경향이었다. 특히, 화본과 녹비작물의 증가된 양분공급량은 두과 녹비작물에 비해 약 3배 정도 더 높았다. 이상의 결과를 종합해 볼 때, 돈분액비 시용에 따른 양분이용효율은 화본과 녹비작물(호밀 및 청보리)이 두과 녹비작물(자운영 및 헤어리베치)에 비해 더 효과적인 것으로 판단된다.

조류 소재에 관한 연구는 꾸준히 진행되고 있다. 본 연구에서는 미역, 다시마, 불등가사리 등 해조류를 혼합 한 발효추출물의 항산화, 미백, 보습의 활성 실험을 진행하였다. 또한 유산균으로는 김치유산균 Lactobacillus sakei균주를 이용하였다. 복합해조류 발효추출물의 생리활성 실험을 진행하였으며, 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH), 2,2’-azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid (ABTS) 라디칼 소거능에서는 양성대조군 보다 높은 저해효능을 보였다. 미백효능 실험에서는 3,4-dihydroxy-L-phenylalanine (L-DOPA), mushroom tyrosinase 실험을 수행하였으며, 발효 전보다 발효 후의 미백활성이 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 해조류 소재의 유효성분인 fucose에 대한 HPLC분석을 수행하였으며, 용매조건에 대한 표준화 방법을 새로이 정립하였다. 이 연구는 복합해조류 추출물이 항산화, 미백 등 화장품 소재로서 가능성을 제안할 수 있다.

한의학에서 승마(Cimicifuge dahurica, C. dahurica), 황련(Coptis chinensis, C. chinensis), 황백 (Phellodendri amurense, P. amurense) 추출물은 해독작용을 하며 후박(Magnol obovata, M. obovata) 추출 물은 항균 효과가 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는 승마, 황련, 황백, 후박 추출물을 혼합하여 기능성 화장품 소재로써의 이용 가능성을 검토하였다. MTT assay를 이용한 세포 독성평가와 DPPH와 ABTS를 이용한 항산 화 효과를 측정한 결과, 단일 추출물보다 추출혼합물이 더 안전함을 확인 하였으며 농도 의존적으로 항산화 활성 이 증가됨을 확인하였다. 뿐만 아니라 NO 생성을 억제함으로써 우수한 항염증 효과가 있을 것으로 예상되며, 섬유아세포에서 UVB로 유도된 세포 손상을 보호하면서 type 1 pro-collagen 합성량이 증가되는 것을 관찰 하였다. 또한 추출 혼합물은 melanin 합성과 tyrosinase 활성 및 melanin 합성 관련 인자 및 효소들(MITF, tyrosinase, TRP-1, TRP-2)의 발현을 효과적으로 억제하였다. 이러한 연구결과로 보아 승마, 황련, 황백, 후박 추출 혼합물은 항노화 및 미백 등 기능성 화장품 소재로써 개발 가능성이 높을 것으로 사료된다.

히솝(Hyssopus officinalis)은 통화식물목 꿀풀과의 여러해살이풀로 방부제, 기침, 거담제 등 일반적으 로 방향족 허브와 약용식물로 사용되어왔다. 본 연구에서는 항산화 및 미백소재의 개발을 위해 히솝을 열수와 주정으로 추출하여 각 추출물의 in vitro 상에서의 항산화 효과 및 B16F10 melanoma 세포에서 멜라닌 생성 저해효과를 평가하였다. DPPH와 ABTS assay 시험법을 이용하여 항산화 효과를 측정한 결과, 히솝 추출물의 항산화 활성이 모두 농도 의존적으로 증가하였다. 또한 히솝 추출물은 tyrosianse 활성을 저해시켰으며, B16F10 세포에서 UVB로 증가된 활성산소와 α-MSH로 유도된 멜라닌 또한 감소시키는 효과를 보였다. 멜라 닌 생합성에 관여하는 유전자의 발현에 미치는 영향을 알아보기 위해 RT-PCR을 실시한 결과 히솝 추출물에 의해 MITF, tyrosinase, TRP-2의 발현이 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과에 따라 히솝 추출물은 미백개선을 위한 화장품 소재로서 이용 가능성이 높을 것으로 사료된다.