1. 전 세계 GM작물 재배면적은 매년 꾸준히 증가하여 2018년에는 191.7백만 ha에 도달하였다. 26개국에서 GM작물이 재배되고 있으며, EU 포함 44개국에서 식품, 사료 및 가공용으로 승인하였다. 2. 국내 농업용 GM작물 승인 현황 조사 결과, 2015년에 GM작물이 가장 많이 승인되었으며, 농업적 형질은 제초제내성에 이어 해충저항성이 많았다. 단일품목과 후대교배종을 포함하여 옥수수가 가장 많이 승인된 작물이며, 후대교배종 승인은 꾸준히 증가하여 승인된 전체 GM작물의 57%를 차지한다. 3. 승인된 GM작물의 형질은 농업적 유용 형질에서 소비자 중심으로 변화되고 있다. 제초제내성과 해충저항성과 같은 1세대 GM작물은 생산비 절감이나 수량 증가 등으로 농민에게 경제적 이익을 제공하였으며, 2세대 GM작물은 소비자들에게 더 많은 혜택을 제공하는 기능성 강화나 산업용 특성을 증가시킨 것이 특징이다. 4. 향후 농업인과 소비자 모두에게 이익이 되는 연구개발과 실용화 추진을 위해 미래 대응 GM작물 개발과 형질 예측에 필요한 산업 성장 추세 정보를 제공하였다.

An organophosphorus pesticide, ethoprophos, has been widely used in agriculture to control major insect pests. As ethoprophos is a well-known neurotoxin, its accumulation in soils and groundwater is concerning worldwide. In this study, we constructed an artificial ethoprophos-enrichment soil system, and its active concentration in soils was measured by gas chromatography on 15-days intervals during 90 days after ethoprophos treatment. Furthermore, the changes in bacterial community and microorganisms responsible for efficient bioremediation were investigated while ethoprophos was degraded in soils. From 15 to 60 days after the treatment, ethoprophos was actively degraded in soils and members of genera Collimonas and Sphingobium appeared dominantly in a natural microbial community especially in 60-days-after-treatment soil. We isolated a bacterium EP60845 from this soil sample, showing significant ethoprophos biodegradation activity in vitro. When we challenged EP60845 strain into ethoprophos-enrichment soils (250 mg/kg of soil), most ethoprophos was removed within 5-days. Phylogenetic 16S rRNA gene sequence analysis and biochemical properties by API 20GN kit demonstrated that the EP60845 strain was a novel Sphingobium sp., which could be used as an efficient ethoprophos- degrading agents for bioremediation purposes.

Riboswitches are structured RNA motifs that can directly bind specific metabolites. The binding of metabolites further regulates downstream metabolism eliminating the need for any regulatory proteins. We searched for novel bacterial vitamin B1 binding riboswitches in the metagenome of sun-dried saline soil. Soil microbial metagenomes were studied using NGS analysis. A total of approximately 50 Gb of the sequence data was obtained by Hi-seq and 454 GS FLX sequencing, and these sequences were subjected to riboswitch search. Hi-seq generated 614 contigs showing similarity to riboswitches, while 454-based sequencing generated 383 similar contigs. We matched whole metagenome contigs to local BLAST databases constructed using 91 previously known bacterial vitamin B1 thiamine pyrophosphate (TPP)-box motifs, and 11 SAM S-box motifs. Repetitive BLAST comparisons to local BLAST databases with nucleotide sequences from NGS identified 14 novel TPP-box motifs, and 7 S-box motifs respectively from the metagenome contigs. Further, RNA secondary structure analysis with public databases Rfam, and RibEx using these 21 riboswitch candidates revealed one contig, D8PYI to possess the most probable TPP-box structure. We constructed intragenic synthetic riboswitches to investigate whether the TPP-box motif region in D8PYI could harness gene expression in the presence of TPP. Construction of biosensors containing 100~400 bp fragments of D8PYI contigs, and in vivo imaging using the biosensors displayed TPP-specific changes in the expression of a green fluorescence protein reporter. In this regard, the adaptation of in silico riboswitch screening from environmental metagenomes could provide biosensors for detection of specific metabolites.

Plant-parasitic nematodes are the most devastating group of plant pathogens worldwide and are extremely challenging to control. In the present study, we have performed a genome wide analysis to identify common genes among four nematode species consisting of root-knot nematodes (Meloidogyne incognita and Meloidogyne hapla), cyst nematode (Heterodera glycines), and free living nematode (Caenorhabditis elegans) respectively. Using their whole genome sequences, we predicted 15,274 genes from M. incognita, 38,149 genes from M. hapla, 8,061 genes from H. glycines and 23,894 genes from C. elegans, where, among the predicted genes, 1,358, 1,350, 1,401, 1,365 respectively from each nematode, code for common groups of proteins. Further, 2,067, 2,086, 1,566, 2,903 genes were recollected using Clusters of Orthologous Groups (COG) database. Under our search criteria, a total of 800 common genes were identified in all the four studied nematode genomes. The most annotated conserved genes were obtained from four different species using Basic Local Alignment Searching Tool (BLAST). Uni- Prot Taxon identifier database was used to elucidate their taxonomic classification such as 698 genes under kingdom Metazoa, 660 genes confined to Nematoda, 290 genes in Chordata and 660 genes falling under class Chromadorea. The biochemical characterization of proteins expressed by these genes was examined using Pedant-Pro sequence analysis. The protein length, molecular weight, isoelectric point (pI), and transmembrane domain of the coded proteins were at a range of 300 to 999 amino acids (40.9%), molecular weight of over 100 kDa (96%), pI from 4.5 to 5.5 (27.6%) and 0 (56.6%), respectively. To classify protein function, the obtained BLAST hits were assigned to Gene Ontology classification scheme. The fractions of protein function were distributed as cellular component, biological processes and molecular function of the cell (22.2%), multicellular organism process (15.8%) and binding (48.3%), respectively. The current study provides an excellent resource for nematode functional genomics studies, which can be utilized further for studies on role of genes involved in nematode biological processes.

Human tissue-type plasminogen activator (t-PA) is responsible for fibrin-specific plasminogen activation and plays a key role in fibrinolysis thereby aiding breakdown of blood clots in the vasculature. In the present study, in order to develop a system for production of recombinant st-PA and t- PAHis6 proteins in transgenic rice seeds, a DNA fragment encoding t-PA gene was selected and cloned to a plant binary vector (pMJ21) harboring a rice GluB1 promoter, an N-terminal signal peptide of the rice glutelin B1 protein and a Pin II terminator. The constructed plasmid was transformed into Agrobacterium tumefaciens LBA4404 (pSB1) to facilitate introduction into rice callus. The insertion of the st-PA and t-PAHis6 genes into the genome of transgenic rice seeds and their transcripts were confirmed using PCR, and Southern blot as well as RT-PCR, respectively. The highest level of recombinant st-PA expression as determined by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was found to be 2,916 ng/total soluble protein (mg) in transgenic rice seeds. The amount of recombinant proteins expressed in transgenic plants was estimated to range from 634 ~ 2,916 ng/TSP mg (st-PA) and 925 ~ 2,640 ng/TSP mg(t- PAHis6), respectively. Immuno-blot analysis of transgenic rice seeds revealed single bands of approximately 68-kDa representing recombinant st-PA and t-PAHis6 proteins. These results demonstrate the expression and in vivo activity of recombinant st-PA and t-PAHis6 in transgenic rice seeds. This study is a promising endeavor for production of recombinant pharmaceutical proteins using rice seed system.

PURPOSES: The objective of this paper is to select the confidential intervals by utilizing the second moment reliability index(Hasofer and Lind; 1974) related to the number of load applications to failure which explains the fatigue failure and rut depth that it indicates the permanent deformation. By using Finite Element Method (FEM) Program, we can easily confirm the rut depth and number of load repetitions without Pavement Design Procedures for generally designing pavement depths. METHODS : In this study, the predictive models for the rut depth and the number of load repetitions to fatigue failure were used for determining the second moment reliability index ( ). From the case study results using KICTPAVE, the results of the rut depth and the number of load repetitions to fatigue failure were deducted by calculating the empirical predictive equations. Also, the confidential intervals for rut depth and number of load repetitions were selected from the results of the predictive models. To determine the second moment reliability index, the spreadsheet method using Excel’s Solver was used. RESULTS : From the case studies about pavement conditions, the results of stress, displacement and strain were different with depth conditions of layers and layer properties. In the clay soil conditions, the values of strain and stresses in the directly loaded sections are relatively greater than other conditions. It indicates that the second moment reliability index is small and confidential intervals for rut depth and the number of load applications are narrow when we apply the clay soil conditions comparing to the applications of other soil conditions. CONCLUSIONS : According to the results of the second moment reliability index and the confidential intervals, the minimum and maximum values of reliability index indicate approximately 1.79 at Case 9 and 2.19 at Case 22. The broadest widths of confidential intervals for rut depth and the number of load repetitions are respectively occurred in Case 9 and Case 7.

PURPOSES: This study is to predict the Sound Pressure Level(SPL) obtained from the Noble Close ProXimity(NCPX) method by using the Extended Kalman Filter Algorithm employing the taylor series and Linear Regression Analysis based on the least square method. The objective of utilizing EKF Algorithm is to consider stochastically the effect of error because the Regression analysis is not the method for the statical approach. METHODS: For measuring the friction noise between the surface and vehicle’s tire, NCPX method was used. With NCPX method, SPL can be obtained using the frequency analysis such as Discrete Fourier Transform(DFT), Fast Fourier Transform(FFT) and Constant Percentage Bandwidth(CPB) Analysis. In this research, CPB analysis was only conducted for deriving A-weighted SPL from the sound power level in terms of frequencies. EKF Algorithm and Regression analysis were performed for estimating the SPL regarding the vehicle velocities. RESULTS : The study has shown that the results related to the coefficient of determination and RMSE from EKF Algorithm have been improved by comparing to Regression analysis. CONCLUSIONS : The more the vehicle is fast, the more the SPL must be high. But in the results of EKF Algorithm, SPLs are irregular. The reason of that is the EKF algorithm can be reflected by the error covariance from the measurements.

최근 세계적으로 도심지에서 발생하는 소음 관련 민원 문제가 증가하고 있다. 도심지 인구 집중화 현상 으로 인해 차량이 증가하는 현상이 나타나고 있다. 이로 인해 2006년에 비해 2010년에 도로교통 소음 관 련 민원 접수가 약 2배 정도 증가하였다. 이러한 소음 문제는 사람들에게 생리적인 문제 뿐만 아니라 작 업의 집중도에도 영향을 미친다. 생리적인 문제로는 맥박과 혈압이 증가하고 말초혈관수축이 일어나는 등 자율신경계에서 변화가 일어난다. 또한 작업의 집중도에 있어서도 작업의 총 작업량을 감소시키기 보다는 집중도에 있어서 저하시킨다. 이러한 도로교통 소음 문제를 감소시키기 위해서 다양한 대책을 마련하고 있다. 교통과 표면에서 발생하는 마찰음을 감소시키기 위해서 저소음 포장으로 만드는 방법, 주파수 별 음향의 파워레벨에 일치하도록 중첩 이론을 적용시키는 ANC 방법, 음향을 굴절, 회절, 반사 또는 흡음을 발생시키는 이론을 반영한 방음터널과 방음벽을 만드는 방법, 제한속도를 규제하는 방법 등이 있다. 본 연구에서는 ANC 방법과 방음터널과 방음벽을 만드는데 사용되는 주파수 별 음향 파워의 예측모델을 만 들고자 한다. 이때 DSLM은 주파수 별 음향특성을 알아내는데 매우 기본적인 방법이라서 어려움이 있다. 따라서 기본 실험법으로 NCPX계측 방법과 Pass-by계측 방법을 선택하였다. NCPX계측 방법은 노면과 타이어의 마찰로 인해서 나타나는 음을 정확히 가까운 위치에서 측정 가능한 반면, Pass-by계측 방법은 도로와 교통에서 생기는 음향의 진행에 따른 상쇄효과를 고려한 실제 수음자의 수반 음향을 측정 가능하 다. 이로써 본 연구에서는 NCPX계측 방법을 사용해서 예상되는 도로교통소음을 사용해 수음점에 근접한 음향을 예상하는 모델을 만들고자 한다. 예상하는 과정에서 확장형 칼만필터 알고리즘을 사용해 도로마찰 음향을 예상하고 다시 조화검색 알고리즘으로 수음점에 근접한 음향을 예측하였다.

최근 급격히 변하는 기후 및 다양한 영향으로 인한 도로의 파손이 증가하는 추세를 보이고 있다. 그 중 포장의 성분 에 따른 강도의 문제로 파손이 발생되기도 하는데, 강도를 측정하는데 있어 아스팔트 혼합물은 탄성과 점성의 성질을 동시에 나타내기 때문에 온도 및 하중재하속도, 간격을 매우 중요한 인자로 고려한다. 이러한 인자들을 만족시키기 위 하여 국내에서는 고가의 장비에 의존하고 있는 실정이다. 이러한 점에 대해 본 연구에서는 상대적으로 저렴한 동시에 빠르게 동탄성계수를 도출해 내기 위해서 IRT시험을 도입하였다. 또한 IRT 시험법 평가를 위하여 공신력을 가지고 있 는 MTS 장비의 결과와 비교하고자 한다. MTS 810시스템을 사용하여 동탄성계수를 측정하는데 있어 실험조건으로 하중주기 주파수는 0.0001, 0.0005, 0.001, 0.005, 0.01, 0.02KHz로 설정하였으며, 실험온도는 5, 20, 40, 54℃로 설정하여 수행하였다. 일축압축/인장시험 수행에 서는 공시체에 120°간격으로 85mm 변형측정자기센서(Linear Variable Differential Transformer, LVDT) 4기를 설치 하여 수직변형을 측정하는 방식으로 수행되었다. IRT 시험에서는 아래 Figure 2와 같이 공시체를 고정시킨 후 한쪽 면을 쇠구슬로 충격을 가한다. 이때 공시체 양 측면에 가속도계를 설치하여, 쇠구슬로 인해 발생하는 외력에 대한 신호를 계측 한다. 이 아날로그 신호는 펄스장비를 통하여 디지털 신호화 되어지며, 이때 신호의 전파속도가 상당히 빠르기 때문에 신 호처리와 공진주파수를 찾기 위하여 시간에 대한 디지털신호를 주파수에 대한 Frequency Function으로 변환하는 과정을 수행한다.

RNAi 기법은 예쁜꼬마선충을 비롯하여 초파리, 생쥐, 인체및 식물들을 포함한 다양한 생물종에서 작용기작이 잘 알려져 있고, 특정 유전자들의 발현을 제어하기 위해 사용되어 왔다.본 논문은 RNAi 기법을 통해 구축된 뿌리혹선충 저항성 형질전환식물체들의 개발현황, 발전 및 응용 가능성에 대해 고찰하고자 하였다. 지난 10여년에 걸쳐 진행된 연구들을 통해 다양한 분화단계의 뿌리혹선충으로부터 분석된 79,978개의 EST가 GenBank에등록되었고, 고구마뿌리혹선충(M. incognita)과 당근뿌리혹선충(M. hapla)의 전체 게놈 염기서열이 해독됨으로써 뿌리혹선충의 기생에 관련된 단백질들 및 식물세포벽 분해 관련 효소들에 대한 정보를 이용할 수 있게 되었다. RNAi의 기본 기작은 모든 진핵생물종에서 잘 보존되어 있고, 최근 식물기생선충들에서 RNAi 효과에 대한 연구결과들이 많이 발표되었다. 서로 다른 뿌리혹선충들에서 현재까지 22종 이상의 RNAi를위한 목표 유전자들이 보고되었다. 제2령 식물기생선충(second-stage juvenile of plant parasitic nematodes)에게dsRNA의 섭취를 유도하는 octopamine, resorcinol, serotonin등의 화합물들이 발견되었고, 이를 이용하여 선충 유전자의 발현제어를 쉽게 판별할 수 있는 새로운 기술의 활용이 가능하게 되었다. 최근에 RNAi 기술의 응용 및 발전을 통해 형질전환식물체에서 발현된 dsRNA에 의한 식물기생선충 유전자들의 발현제어가 증명되었고, 이를 위한 핵심 요소들로서 적절한 선충 표적 유전자의 선택, 식물체 내 높은 함량의 dsRNA의 발현 및선충이 섭취할 수 있는 충분한 양의 dsRNA의 운반 등이 중요하다는 것이 밝혀졌다. 특히, 비표적 유전자서열(off-target gene sequence)의 발현제어를 피하기 위해 다음과 같은 사항들이 고려되어야 한다. 1)비표적 유전자서열을 확인할 수 있는 소프트웨어의 개발 및 이를 통한 비표적 유전자서열을 제거한 RNAi 벡터를 제작하여야 한다. 2)식물과 동물에서 상동성이 높은 표적 유전자의 발현을 피해야 한다. 3)전사해석틀(open reading frames)의 염기서열들 보다 상동성이 낮은 5' 혹은 3'-비해석부위(untranslated regions)로부터 표적 유전자를설계하여야 한다.

선행 연구에서 형질전환 모상근 대량생산 최적배지 선발을 통해 WPM(Woody Plant basal salt Mixture) 배지가 형질전환 모상근 대량생산의 최적배지임을 확인할 수 있었다(Kim et al., 2012). 이에 당, 탄소원, pH, 무기염, 식물 호르몬 등이 형질전환 모상근의 수량성에 미치는 연구를 통해 최적의 형질 전환 모상근 대량생산 조건을 확립한 결과는 다음과 같다. 1. 형질전환 모상근 대량생산에 적합한 pH는 7.0이었으며, 최적의 탄소원과 농도는 1%의 sucrose임을 확인하였다. 2. 형질전환 모상근 대량생산에 적합한 적정 무기염들 (KH2PO4,NH4NO3, KNO3)의 농도는 KH2PO4 경우 MS배지와같은 농도인 0.94 mM에서 수량성이 303 g으로 가장 높았고, NH4NO3 및 KNO3 농도는 MS배지 농도의 1/4배인 3.87 mM, 3.52 mM 처리가 345 g과 358 g으로 수량성이 가장 높았다. 3. 형질전환 모상근 대량생산에 있어 식물생장조절물질 NAA, IBA의 최적 농도는 무처리 경우가 각각 595 g과 402 g으로 수량성이 가장 높아 대량생산에는 식물생장조절물질 처리가 필요 없을 것으로 판단되었다.

버즈풋 트레포일(Lotus corniculatus L.) 및 이탈리안 라이그라스(Lolium multiflotrum L.) 의 치사온도를 결정하기 위하여, 각각 "Au Dewey"와 국내 육성품종인 "화산 101호" 품종을시험재료조 하여 종자를 Petri dish에서 발아시켜 작은 화분에 10 개체씩 이식, 생장실에서 4주간 재배하였다. 45, 50 및에서 처리한 경우에는 60분간 처리했을 때에도 거의 식물체손상이 없었다. 분 처리에서는 잎이 약간 시든