최근 급속하게 발전하고 있는 유전자교정기술은 식물이 생산하는 특정 이차 대사산물의 집적을 유도하기 위한 식물대사공학연구에 아주 유용하게 이용되고 있다. 특히 이들 기술 들을 이용하여 만든 유전자교정 작물 중에 일부는 외래 DNA 단편이 잔존 하지 않기 때문에 기존의 유전자변형작물의 안전 관리규정에 적용되지 않을 수 있다는 장점이 있다. 따라서 본 리뷰는 phenylpropanoid 대사과정에 의하여 합성되는 다양한 종류의 이차대사산물을 집적시키기 위한 유전자교정 기술의 적용 연구결과 들을 조사하였다. 먼저, phenylpropanoid 생합성 대사과정에 관여하는 다양한 효소를 암호하는 유전자들을 목표로 하여 식물의 종에 따라 특이하게 집적되는 flavonoids, anthocyanin, 수용성 tannins, 로즈마린산 등의 집적을 유도하거나 화색을 변경하는 등의 성공적인 연구결과들을 검토하였다. 또한, phenylpropanoid 대사과정의 조절에 최종조절 스위치 역할을 하는 수많은 종류의 MYB 전사인자를 암호 하는 유전자를 목표로 하여 CRISPR 유전자교정을 시도한 연구결과들로부터 식물의 이차세포벽 형성에 관여하는 lignin, 물관부, cellulose 등의 생합성 조절 기작을 이해하고 MYB family에 속하는 수많은 종류의 유전자에 대한 개별적인 기능 분석 연구결과들을 조사 분석하여, 문제점 및 향후 연구 방향 등을 검토하였다.

표본기반 초해상도(Super Resolution) 기법은 데이터베이스에 저장된 고해상도 영상의 패치와 저해상도 영상 의 패치 사이에 대응관계를 이용하여, 저해상도의 입력영상에 가장 유사한 고해상도 패치를 덧붙여서 고해상도를 구 성하는 방식이다. 이러한 방식은 한 장의 영상만으로 고해상도 영상을 얻을 수 있고, 위의 과정을 반복하여 2배 이상 의 확대된 영상을 얻을 수 있어서 기존의 고전적 초해상도 기법의 문제점을 해결할 수 있다. 표본기반 초해상도 방법 들중 네이버 임베딩(Neighbor Embedding 이하 NE) 기법의 기본 원리는 지역적 선형 임베딩(locally linear embedding) 이라는 매니폴드 학습 방법의 개념과 같다. 그러나, NE의 국부 학습 데이터 집합의 크기가 너무 작아서 빈약한 일반화 능력으로 인하여 알고리즘의 성능을 크게 저하시킨다. 또한, NE는 신뢰할 수 있는 성능을 위해 커다란 크기의 학습 데이타가 요구되어, 메모리 비용뿐만 아니라 연산 부담이 요구된다. 본 논문에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 효율적으로 구축된 딕셔너리(dictionary)를 이용하였고, NE의 국부 학습 데이터 집합의 크기가 너무 작은데에 기인한 빈약한 일반화 능력을 보완하기 위해 각 시험 패치와 딕셔너리들 간의 평균거리 이내에 있는 데이터 들을 국부 학습 데이타들로 이용하였다. 또한, 본 논문에서는 NE의 부족한 일반화 능력을 보완하기 위해 일반화 능력 이 뛰어난 Support Vector Regression(이하 SVR)을 이용하여 훈련하였으며 훈련된 SVR을 이용하여 고해상도의 해당 화소 값을 예측하였다. 실험을 통하여 제안된 기법이 bicubic 보간법 및 NE 기법 등에 비해 정량적인 척도 및 시각적 으로도 향상된 결과를 보여 주었다.

우수한 고구마 종순 생산을 위해 식물생장조절제인 BA, kinetin, 2,4-D를 농도별 조합한 처리용액에서 고구마를 생육시켰다. 연구의 결과, 고구마 종순의 초장 길이는 BA 3 mg·L-1 처리구에서 53.5 cm로 가장 길었고, 2,4-D 1 mg·L-1 처리구에서 9.00 cm로 가장 짧았다. 고구마 종순의 절수는 BA 3mg·L-1 처리구에서 20개로 가장 많았고, 2,4-D 1 mg·L-1 처리구에서 9개로 가장 적었다. 고구마 종순 5엽의 크기는 2,4-D가 첨가된 모든 처리구들에서 대조구보다 작았지만, 엽의 길이는 kinetin 1mg·L-1에서 6.00 cm로 다른 처리구보다 길이가 길었고, 엽의 넓이는 kinetin 2 mg·L-1처리구에서 대조구와 비슷한 수준을 보였다. 고구마 종순의 첫 번째, 세 번째, 다섯 번째 절간들의 직경을 측정했을 때, 첫 번째 절간에서는 BA 2 mg·L-1 처리구와 BA 2 mg·L-1과 2,4-D 1 mg·L-1이 첨가된 혼용처리구에서 2.4 mm로 가장 두꺼웠고, 세 번째와 다섯 번째 절간들에서는 BA 1 mg·L-1 처리구에서 각각 3.72 mm, 4.32 mm로 가장 두꺼웠다. 따라서 시토키닌류의 식물생장조절제인 BA를 처리했을 때 고구마 종순 생육이 비교적 우수한 것을 확인할 수 있었다.

In South Korea, the total root production volume of Platycodon grandiflorum was 5,255ton in 1991 but it rapidly decreased to about 50% (2,697 ton) in 2002. From 2006, however, it has beengradually increased and reached to 6,759 ton in 2011. Meantime, the imported root of Platycodon grandi-florum for the pharmaceutical purpose was 429 ton in 2001 but it has been dramatically decreased to 36ton in 2011. Instead, the imported volume of dried or fresh one for food was 11,652 ton in 2008 andremained at similar level up to now. Although the volume was very little (less than 23 ton), Platycodongrandiflorum's root cultivated in South Korea has also been exported to China, Japan and several coun-tries. Gyeongnam province in South Korea produced 1,100 ton of Platycodon grandiflorum's root in 2010and Geochang gun produced the largest volume (743 ton). Recently, the cultivation area is continuallyincreased in Hapcheon and Sancheong-Gun. We predict that the total production volume of Platycodongrandiflorum's root in South Korea will be continually increased in future due to consumer's continuousdemands and a rising unit price.

본 실험은 저온처리기간과 발아온도에 따른 도라지 종자가 발아율에 미치는 영향을 알아보고자 수행한 결과를 요약하면 아래와 같다. 저온처리 기간별 발아율은 1주, 2주 처리구에서 82.3%로 높 게 나타났으나, 무처리구에서는 62.3%로 저온 1주, 2주 처리 구에 비해 20% 낮게 나타났다. 하지만 저온처리간에는 유의 성을 보이지 않았으며, 온도처리별 발아율 및 발아속도지수에 서는 발아온도별 변화에서는 25oC에서 발아속도지수가 464.3 로 가장 높게 나타났으며, 저온처리기간 발아속도지수는 저온 처리기간에는 유의성을 보이지 않았지만, 무처리 303.9에 비 해 141% 높게 나타났다. 저온 +건조처리구의 처리 온도별 발아율은 20oC에서 78.9% 가장 높게 나타났으며, 저온처리 기간별 발아율은 1주 처리구 에서 82.6%로 무처리구에 비하여 27% 높게 나타났다. 발아속 도지수에서는 발아온도별 변화에서는 25oC에서 발아속도지수 가 448.0로 가장 높게 나타났다.

막 구조물의 비선형 문제는 많은 연구자들에 의해 연구가 있었고 현재 또한 많은 연구가 이루어지고 있다. 막 구조물은 해석방법에 따라 그 수렴성이 민감하게 반응하기 때문이다. 이러한 비선형 문제는 매우 복잡하고 정교한 연구가 수반되어야 하며 고도의 기술을 필요로 하기 때문에 해석방법에 대한 접근이 초기형상결정단계부터 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서는 해석할 때에 발생하는 해의 발산과 면재의 쏠림 현상에 대한 해결책으로 막 구조물 설계 시에 많이 사용되는 삼각형 평면요소에 대해서 선재로 치환하여 해석하는 방법을 제안하고, 카테나리 예제를 대상으로 해석을 수행하여 해의 수렴성 및 신뢰도를 고찰한다.

충남 보령 지역 트라이아스기 후기 하조층은 충남분지의 최하위층으로서 하부는 주로 각력암이나 역암, 중부는 역암, 상부는 역암과 사암이 호층을 이루고 있다. 하조층은 입자지지 수평층리 역암, 입자지지 균질 각력암, 기질지지 균질 역암, 기질지지 점이층리 역암, 역질 사암, 평행 엽층리 사암, 균질 사암, 정상 점이층리 사암, 역전점이층리 사암, 판상 사층리 사암, 곡상 사층리 사암, 저경사 사층리 사암 그리고 이암의 13개의 암상으로 구성되고 이들은 4개의 상조합을 이룬다. 상조합 I은 테일러스나 상부 선상지 삼각주에서 퇴적된 것으로 보이는 입자지지 및 기질지지 균질 각력암으로 구성되어 있다. 상조합 II는 기질지지 균질 역암과 수평층리 입자지지 역암으로 구성되고 상부선상지 삼각주에서 퇴적된 것으로 보인다. 상조합 III은 기질지지 균질 역암, 평행엽층리 사암 및 균질 사암으로 구성되고 중부선상지 삼각주에서 퇴적된 것으로 보인다. 상조합 IV는 균질 역질 사암, 수평엽층리 사암과 균질 사암으로 구성되고 하부선상지 삼각주에서 퇴적된 것으로 보인다. 전체적으로 보아 하조층은 초기는 테일러스와 상부 선상지 삼각주 환경에서 퇴적되고, 중기는 상부 선상지 삼각주와 중부 선상지 삼각주가 교호한 환경에서 퇴적되었으며, 말기에는 중부 선상지 삼각주와 하부 선상지 삼각주가 교호하는 환경에서 퇴적된 것으로 해석된다.

쉘형 구조물은 외력에 대해 효과적으로 저항할 수 있어, 두께를 얇게하면서 대공간 구조물을 만들 수 있는 장점이 있다. 이러한 장점은 구조형태에 크게 의존한다. 그러므로 많은 설계자들은 최적 형태를 설계에 반영하고자 하지만, 이는 간단치 않다. 지금까지 보다 최적의 형태를 얻기 위한 많은 기법들이 발표되어 왔고, 이들은 각각 장단점을 나타낸다. 본 논문에서는 최적의 곡면을 얻기 위해 기하학적 비선형을 고려한 유한요소법을 이용한 비교적 간단한 방법을 제안한다. 이러한 방법을 이용하여 다양한 쉘형 곡면에 적용하여 최적곡면을 얻고, 이를 비교한다.

Background : Cudrania tricuspidata Bureau is a widely used medicinal perennial woody plant. Obtaining information about the genetic diversity of plant populations is highly important for conservation and germplasm utilization. In this study, we developed single nucleotide polymorphism (SNP) markers derived from chloroplast genomic sequences to identify distinct Korean-specific ecotypes of C. tricuspidata via amplification refractory mutation system (ARMS)-PCR analyses. We performed molecular authentication of twelve C. tricuspidata ecotypes from different regions using DNA sequences in the chloroplast TrnL-F intergenic region. Methods and Results : SNPs were identified based on the results of nucleotide sequence for the intergenic region of TrnL-TrnF gene (chloroplast). Molecular markers were designed for those SNPs with additional mutations on the second base from SNPs for amplification refractory mutation system-polymerase chain reaction (ARMS-PCR). HRM pattern analyses were performed using the Mx3005P QPCR System (Agilent Technologies, CA, USA). Conclusion : We collected 12 individual lines of C. tricuspidata from various region in South Korea and China. Based on the nucleotide sequence in the trnL-trnF intergenic region of these lines, six SNPs and a deletion of 12 bps were identified and 12 individual lines were able to be grouped in one Korean ecotype and two different ecotypes of chinese lines, chinese line 1 and 2. The SNP markers developed in this study are useful for rapidly identifying these specific C. tricuspidata ecotypes collected from different regions.

Background : This study was conducted to serve as a basis for the production of high quality organic cultivation Platycodin grandiflorum Ridix roots by analyzing the content of saponins according to organic fertilizer for organic farming. Methods and Results : Platycodin grandiflorum Ridix was treated by with biodegradable film, rice husks, and sawdust, non-mulching (hand weeding). A root of Platycodon grandiflorum were analyzed saponins using HPLC harvested on October. Content of Plantycodin D3 was an average of 68.5 ㎎/100g, which appeared as 111.2 ㎎/100g highest content in the sawdust treated. Deapioplatycodin D showed the highest 48.1 ㎎/100g in the sawdust treated. The content of Platycodin D was shown to 246.2∼373.8 ㎎/100g, the highest values were observed in non-mulching, it showed the lowest value in the rice husks treated. The content of Polygalacin D showed up to 156.0 ㎎/100g in the non-mulching as the biggest difference, the lowest value were 30.1 and 32.2 ㎎/100g in sawdust and rice husks treated. Large differences between fertilizers was not showed, but the overall saponin content of Platycodin grandiflorum Ridix were low in value compared to the control than organic fertilizers. Conclusion : Large differences between mulching materials was showed, thus the overall saponin content of Platycodin grandiflorum Ridix was highest in value compared to non-mulching than sawdust treatment. Mulching Platycodin grandiflorum Ridix with sawdust was an effective method for improving saponin contents.

Background : The root of Platycodin grandiflorum has been widely used as a crude drug or a dependent on the cultivation area and cultivation method. Therefore, this study was conducted to know the effect of organic fertilizer on the changes of antioxidents and antioxidant activity of Platycodin grandiflorum Ridix. Methods and Results : As basal fertilizer were treated before transplanting Platycodin grandiflorum Ridix with chemical fertilizer(Super21, 21-17-17, Namhae Chemical), mixed organic fertilizer, bacterial culture, fermented oil cake and manure in each trial of nitrogen based on 3㎏/10a criteria. The total polyphenol content was highest values were 15.5mg/g appear in the mixed organic fertilizers, the lowest were 9.1mg/g appeared in the manure and control. Flavonoid content showed the highest 15.3 mg/g in the mixed organic fertilizer, and investigated at the lowest 5.0 mg/g in the fermented oil cake. ABTS radical scavenging activity was the highest in was 65.7 mgTE/g in the chemical fertilizer, showed the lowest value in the control to 13.0 mgTE/g. Therefore, both flavonoid and polyphenol content showed a high value on organic fertilizers. Conclusion : Therefore, both flavonoid and polyphenol content showed a high value on organic fertilizers. It is determined that to have researches for a variety of antioxidants by the organic fertilizers made in the future.

Background : This study was conducted to serve as a basis for the production of high quality organic cultivation Platycodin grandiflorum Ridix roots by analyzing the content of saponins according to organic fertilizer for organic farming. Methods and Results : As basal fertilizer were treated before transplanting Platycodin grandiflorum Ridix with chemical fertilizer(Super21, 21-17-17, Namhae Chemical), mixed organic fertilizer, livestock manure, bacterial cultures and fermented oil cake in each trial of nitrogen based on 3 ㎏/10a criteria. A root of Platycodon grandiflorum were analyzed saponins using HPLC harvested on October. Content of Plantycodin D3 was an average of 40.6 ㎎ /100g, which appeared as 48.1 ㎎/100g highest content in the bacteria cultures treated. Deapioplatycodin D showed the highest 70.9 ㎎/100g in the control, the rest was investigated 28.1∼54 ㎎/100g. The content of Platycodin D was shown to 327.4∼373.8 ㎎/100g, the highest values were observed in mixed organic fertilizer, it showed the lowest value in the control. The content of Polygalacin D showed up to 336.7 ㎎/100g in the manure as the biggest difference, the lowest value were 54.5 and 74.2 ㎎/100g in bacterial cultures and control. Large differences between fertilizers was not showed, but the overall saponin content of Platycodin grandiflorum Ridix were low in value compared to the control than organic fertilizers. Conclusion : For the increasing the yield that Pharmacological effect, organic fertilizer is effective to increase the number of fine-root high which high contented with saponins.

This study was carried out in order to survey the soil physico-chemical, morphology and content of saponins of 5 year-old Platycodon grandiflorum radix from different areas in Gyeongnam. Soil physical properties was showed 1.01-1.29 of bulk density of soil and soil hardness was increased with increasing soil depth, especially below the 30 cm, however it was maintained or small increased below the 40 cm. T-N and OM contents of top soil were highest at Geochang as 0.27% and 56.9 g/kg, respectively, compared to other areas. The root length was longer at Kimhea and Geochang as 33.8 and 33.7 cm, respectively, and fresh weight was heavy at Geochang as 208.5 g. The contents of saponin of P. grandiflorum radix was higher in fine root compare to main root. By region, content of saponins of P. grandiflorum radix were higher at Hapcheon than other area. Mg content was highly negatively correlated at p ＜ 0.01 with platycodin D3, deapioplatycodin D, platycodin D, and deapioplatycodin D (-0.499**, -0.433**, -0.421**, -0.511** respectively). These results suggest that no-fertilized Mg effected on the improvement of saponin contents in P. grandiflorum.

도라지는 세계적으로 1속1종만 알려져 있는 식물로 관상용으로 도 가치가 있는 대표적인 약용 및 식용식물이다. 경상남도에서 제 정된 토종농산물 보존·육성에 관한 조례에 도라지가 포함되는 등 국내에 자생하는 토종 도라지에 관한 관심이 증대되고 있으며 여기 에 최근 국내 도라지 최대 수출국이던 중국의 자국 내 도라지 수요 증가로 수출물량의 감소로 인해 국내의 재배면적 및 생산량이 증가 하고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 발 맞춰 장백도라지의 대량 증식을 위한 조직배양 및 순화 조건, 도라지 재배로 인한 토양의 화 학적 특성변화, 뿌리 썩음 방제, 수확 후 저장 및 가공과정에 관한 연 구결과가 보고되고 있다. 한편, 국내산 토종도라지는 지표물질로 알려진 platycodin D 가 중국산에 비해 현저히 적다는 것이 다수의 연구결과에 의해 입증되고 있다. 하지만 기존 발표된 연구결과를 종합 해 볼 때 도라지의 다양한 약리작용을 platycodin D 가 대표하 지는 않는다는 점이 뒷받침 되므로 국내산 도라지의 고유성분에 대 한 연구와 이를 증가시킬 수 있는 재배방법 및 가공방법에 대한 체 계적인 연구가 시급한 실정이다. 따라서 본 고 에서는 도라지의 기 원, 재배, 가공, 효능에 대해 분야별로 최근 보고된 연구결과를 종합 하여 다음과 같이 국내도라지 연구에 대한 방향을 제안하고자 한 다. 첫째, 외래종에 비해 토종 도라지는 사포닌이 platycodin D에 편중되지 않고 재배기간이 길어질수록, 측근이 발달할수록 극성이 큰 사포닌 생성이 되므로 이러한 사포닌에 대한 생체이용률을 높이 기 위해서는 발효 또는 가열처리에 대한 연구가 필요하다. 둘째, platycodin D가 항암연구에 집중되어 있다면 platycodin D 이외 의 국내산 도라지에 함유된 다양한 사포닌으로 콜레스테롤 감소효 과, 면역조절작용 및 기억력개선작용에 대한 연구가 필요하다. 셋 째, 도라지의 뿌리 이외에 지상부에 함유된 페놀성 화합물의 항산 화작용을 이용한 연구가 필요하다고 결론지을 수 있다.

도라지를 수확 후 진공포장, 밀폐포장, 질소가스포장 후 저온과 상온에 100일 동안 저장하면서 저장 50일과 100일에 도라지 경도와 사포닌 함량을 조사한 결과를 요약하면 아래와 같다.1.저장온도에 따른 도라지의 경도는 저온저장이 상온저장보다 높게 나타났으며, 저장기간이 길어질수록 도라지의 경도는 낮아졌다. 2.저장방법에 따른 도라지의 경도는 저장 50일차 지퍼팩을 이용한 밀봉에서 1,765 g으로 가장 높게 나타났으며, 저장온도와 저장방법과의 상호작용에서는 고도의 유의성(P≤0.01)이 인정되었다.3.저장온도에 따른 platycodin D3, polygalacin D, 그리고 deapioplatycodin D의 함량조성이 다르게 나타났다.4. 저장기간에 따른 platycodin D3와 polygalacin D의 함량은 저장 50일 이후 감소하는 경향을 보였지만, deapio-platycodin D는 저장기간이 길어질수록 증가하는 경향을 보였다.