본 독도 연안 해역에서 2019년 계절적 수환경 특성과 식물플랑크톤 군집구조 변화 특성을 파악하고, 2018년 과 2019년 특성을 비교하고자 두 연도의 4계절 수층별 조사가 수행되었다. 2019년에는 총 4문 69종의 식물플랑크톤이 관찰되었고, 평균 식물플랑크톤 개체수는 1.90×104 cells L-1로 매우 낮게 나타났다. 동계에는 평균 3.19×104 cells L-1로 대부분 미동정 편모류가 우점하였고, 춘계에는 3.12×104 cells L-1로 역시 편모류가 약 50%를 차지하였으며, P. obtusidens를 포함한 다양한 와편모조류가 출현한 특징이 있었다. 하계 개체수는 0.46×104 cells L-1로 매우 낮은 개체수와 종이 나타났고, 추계에는 평균 개체수가 0.89×104 cells L-1로 낮았으며, 여러 종의 Chaetoceros와 함께 Bacteriastrum spp., Guinardia striata, Psuedo-nitzschia spp. 과 같은 규조류가 다양하게 나타났다. 또한, 2018년 추계와 동일하게 열대 지표종인 Ornithocercus sp.와 Amphisolenia sp.가 관찰되었다. 2019년에는 대마난류와 남해 연안의 영향을 받은 종이 출현하였지만, 전반적으로 매우 낮은 개체수를 보이며 편모조류가 우점한 특징이 있었다. 식물플랑크톤 다양성은 2018년 하계와 2019년 동계에 높게 나타났고, 군집분석에서도 계절에 상관없이 크게 4개 그룹으로 구분되었다. 2018년과 2019년 수환경은 특이적으로 춘계에 성층이 약하게 형성되었고, 2018년 추계에는 하계와 동일하게 수괴가 안정되어 식물플랑크톤이 대증식한 것으로 사료된다. 식물플랑크톤 군집 및 개체수는 하계를 제외하고 계절별 우점 종의 차이를 보였으며, 이차이는 추계에 가장 뚜렷하였다. 따라서 독도 연안 해역은 일반적인 동해의 특성과는 다르게, 외해역임에도 불구하고 얕은 지형과 다양한 해류, 섬효과 등과 같은 복합적인 영향으로 연도별 계절별 특성이 다르게 나타날 수 있다는 것을 시사한다.

뽕잎 (Morus alba L.)을 노루궁뎅이 버섯균사체(Hericium erinaceum)로 발효시켜 열수 추출한 발효물(MA-HE)이 항산화 효소인 Cu,Zn-superoxide dismutase (SOD)와 ceruloplasmin (CP)의 산화적 변형에 미치는 영향을 관찰하였다. 세포질에서 중요한 항산화 활성을 나타내는 Cu,Zn-SOD와 CP는 모두 구리이온을 포함하는 단백질이다. MA-HE은 peroxyl radical에 의해 변형되는 Cu,Zn-SOD와 CP를 모두 보호하였다. MA-HE은 peroxyl radical에 의한 Cu,Zn-SOD의 단백질 fragmentation과 효소의 inactivation을 모두 효과적으로 억제하였다. 또한, MA-HE는 CP의 fragmentation과 inactivation도 효과적으로 억제하였다. MA-HE가 peroxyl radical을 소거할 수 있는 기능을 가지고 있는 지를 확인하기 위해 thiobarbituric acid를 이용한 활성 측정법으로 관찰한 결과, MA-HE는 농도가 증가함에 따라 비례적으로 peroxyl radical 소거 활성이 높아지는 것으로 관찰되었다. MA-HE는 100 μg/mL에 서 44.03% 소거활성을 나타냈다. 따라서, MA-HE는 peroxyl radical을 효과적으로 소거함으로서 세포 내의 항산화 효소를 산화적 손상으로부터 보호할 것으로 생각된다. 이와 같은 결과는 MA-HE가 세포 내에서 발생하는 활성산소종을 효과적으로 소거하여 산화적 스트레스에 의해 야기되는 세포 독성에 대한 보호 작용을 할 것으로 생각된다.

본 연구는 둥근성게 (Mesocentrotus nudus)의 배아를 이용하여 전 세계적으로 많이 이용되고 있는 살생물제 (Biocides) 에 대한 독성 평가를 수행하였다. 실험에 사용한 살생물제는 총 3종, Sea-nine 211, Diuron, Irgarol 1051이었다. 그 중, 둥근성게 (M. nudus)의 수정과 발생률에 미치는 영향은 모두 EC50을 기준으로 보았을 때, Sea-nine의 독성이 가장 강한 것으로 나타났고, Irgarol, Diuron의 순으로 나타 났다. 이러한 살생물제, 특히 Sea-nine은 해양무척추동물의 초기 발생과정과 유생의 성장과정에 치명적인 영향이 있는 것으로 알려져 있으므로 이 물질들에 대한 관리가 필요할 것으로 판단된다.

To investigate the characteristics of seasonal environment and phytoplankton community structure in the coastal area of Dokdo, a survey of Dokdo around waters was conducted during the four seasons. Phytoplankton of 4 phylum 72 species in four seasons were collected in Dokdo around water. The seasonal mean abundance of phytoplankton were 3.32×104 cells L-1 in winter, 1.04×104 cells L-1 in spring, 0.28×104 cells L-1 in summer, and 4.86×104 cells L-1 in autumn in Dokdo around water. During winter, the diatoms Chaetoceros spp. had dominated. During spring, when the nutrients in the euphotic layer were depleted, the nano-flagellates and Cryptomonas appeared at surface layer. In summer, the abundance of phytoplankton was relatively low, which lead to occurrence of diatoms such as genus of Chaetoceros, Rhizosolenia, and Skeletonema. In autumn, Pseudo-nitzschia spp. was the most dominant species and tropical species such as Amphisolenia sp. and Ornithocercus magnificus were observed, implying that they may have introduced within warm water current such as Kurosiwo Current. Therefore, although natural phytoplankton communities in the vicinity water of Dokdo are mainly influenced by Tsushima Warm Current branched Kurosiwo Current, their population dynamics was affected on the spatio-temporal change of physicochemical factors by short-term wind events, namely “island effect”. Long-term survey research is needed to facilitate food-web response in marine ecosystem associated with phytoplankton biomass and physicochemical factors including the warm water current in oligotrophic offshore water of Dokdo, which may have significant role for sustainable use of Dokdo.

본 연구는 노루궁뎅이버섯 균사체로 발효시킨 엄나무 추출물의 항산화 및 항아밀로이드 활성을 알아보고자 하였다. 항산화 활성은 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) radical, 2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)(ABTS) radical 소거 측정법을 사용하여 관찰하였다. 엄나무 추출물(KP), 노루궁뎅이버섯 균사체 추출물(HE), 엄나무 발효물(KP-HE)에서 모두 라디칼 소거활성이 관찰되었다. 그러나 KP-HE가 KP와 HE에 비해서 더 높은 소거 활성을 갖는 것으로 관찰되었다. KP-HE는 peroxyl radical에 의한 DNA의 산화적 손상을 억제하였다. 알츠하이머병 (Alzheimer's disease: AD)과 관련 있는 Aβ1-42의 응집에 KP, HE, KP-HE가 어떤 영향을 미치는 지를 알아보았다. KP와 HE는 Aβ1-42의 응집에 거의 영향을 미치지 않았고 KP-HE는 Aβ1-42의 응집을 효과적으로 억제하였다. 또한 Aβ1-42에 의한 신경세포 사멸에 엄나무 발효물을 300 μg/mL 농도로 전 처리한 세포생존율은 20.3% 높게 증가되었다. 또한 엄나무 발효물을 50 μg/mL 농도로 처리했을 경우 세포 내 ROS의 축적이 유의적으로 감소되었다. 결론적으로 본 연구에서 관찰된 결과들을 통해 엄나무 발효물은 항산화 및 항아밀로이드 활성을 가지는 것으로 확인되었다. 따라서 엄나무 발효물은 알츠하이머병과 같은 퇴행성 뇌질환을 예방할 수 있는 식품소재로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구는 신경퇴행성질환과 밀접한 관련이 있는 neurofilament-L(NF-L)의 산화적 손상에 엄나무 발효물이 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 용액 상에서 peroxyl radical을 생성하는 AAPH를 처리하여 NFL의 산화적 변형을 유도하고 엄나무 추출물(KP), 노루궁뎅이버섯 균사체 추출물(HE), 엄나무 발효물(KP-HE)을 각각 처리하여 어떤 영향을 미치는 지를 알아보고자 하였다. KP와 HE는 peroxyl radical에 의한 NF-L의 산화적 손상을 막지 못했으나 KP-HE는 NF-L의 변형을 효과적으로 억제하였다. KP-HE는 peroxyl radical에 의한 NF-L 변형에서 나타나는 dityrosine 형성을 효과적으로 억제하였고 peroxyl radical 소거활성도 증가시켰다. 파킨슨병 환자에서 발견되는 신경독성물질인 tetrahydropapaveroline(THP)에 의한 NFL의 변형에 KP, HE, KP-HE가 미치는 영향을 관찰하였다. 그 결과 KP-HE는 KP와 HE에 비해서 THP에 의한 NF-L의 변형을 효과적으로 억제하는 것으로 관찰되었다. 또한 KP-HE는 THP에 의한 NF-L 변형에서 나타나는 dityrosine 형성도 효과적으로 억제하였고 THP에 의해 유도되는 활성산소 생성도 현저히 감소시켰다. 이와 같은 결과들은 KP-HE가 활성산소와 신경독성물질에 의한 산화적 스트레스로부터 세포를 보호해 줄 수 있을 것으로 사료되었다. 그러므로 엄나무 발효물은 신경퇴행성질환을 예방할 수 있는 식품소재로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구에서는 뽕잎(Morus alba)을 노루궁뎅이 버섯균사체(Hericium erinaceum)로 발효시킨 열수 추출물(MA-HE)의 항산화 활성을 확인하고자 하였다. MA-HE의 항산화 활성을 DPPH radical, ABTS radical 소거활성 측정을 통해 알아보았다. 그 결과 DPPH radical 소거활성은 500 μg/mL 농도에서 61.73%, ABTS radical 소거활성은 250 μg/mL 농도에서 97.39%로 나타났다. MA-HE은 DNA의 산화적 손상을 효과적으로 억제하였다. 또한 생체고분자물질인 사람의 혈청단백질의 산화적 손상을 억제하였다. 세포에 H2O2를 처리하였을 때 세포생존율에 비하여 발효물을 100 μg/mL 농도로 전 처리한 세포생존율은 8% 증가했으며, 발효물을 50 μg/mL 농도로 처리했을 경우 세포 내 활성산소의 축적이 유의적으로 감소되었다. 본 연구 결과는 MA-HE이 항산화 활성을 가지고 있으며 산화적 스트레스에 의해 야기되는 세포 독성에 대한 보호 작용도 뛰어난 것으로 사료되었다.

Spills of M/V Hebei Spirit on 7th December 2007 caused a seriously damage to the ecosystem of Korean coast. Of these, microbial communities (i.e., attached benthic micro-algae) were reported to be sentive to the environmental change so it can be used for ecological risk assessment. Our experiment was designed to examine the ecological risk assessments for oil pollutant using benthic attached algal community on the artificial substrates of acrylic plates. Field monitoring in the culture system was conducted in Jangmok Bay. The abundances of attached micro-algae on artificial substrates gradually increased with increasing of sampling times. Among them, diatoms were the most important colonizer of coastal water, with the genera Cylindrotheca and Navicular most abundant. In particular, developed the culture system has correctly measured qualitative and quantitative abundance of attached micro-algae because same acrylic plates as artificial substrates were used. Thus, this culture system may be directly applied to the ecological risk experiments of microbial community structure from oil pollutants.

Barley landraces harbor significantly higher genetic diversity than modern cultivars. Diversity of agronomic and morphological traits was investigated for 386 accessions of Korean landrace barley which were back-introduced from Okayama University, Japan. Among the accessions, 279 were covered barley and 89 naked barley. Seeds were sowed in late October and major growth characteristics were investigated at maturity and after harvest. The traits evaluated exhibited higher variation with respect to the CV, ranging from 47 to 60. The trait exhibiting the greatest variation was flag leaf width (FLW, CV=60 with 2.8x difference between minimum 0.6 and maximum 1.7). Those traits exhibiting least variation were heading date (HD, CV=47.2 with 31 days difference between the earliest and the latest) and seed number per spike (SNS, CV= 48.9 with 2.8x difference between minimum 36 and maximum 72). The other eight traits [maturity date (MD, CV= 53.7), culm length (CL, CV= 55.4), flag leaf length (FLL, CV= 51.6), spike length (SL, CV= 54.3), awn length (AL, CV= 54.4), whole spike length (WSL, CV= 52.9), spike density (SD, CV= 52.7), seed rows of spike (SRS, CV= 50.1)] were intermediate in their level of variation with respect to the CV. The first, second and third principal components explained about 30.3%, 17.0% and 13.4% of the total variation of the traits, respectively. The traits which contributed more positively to PC1 were SL, SD, WSL and AL. The traits which contributed more positively to PC2 were SRS and SNS, and those contributed more positively to PC3 were FLL and FLW. The Korean landrace barley accessions contain significantly diverse variation to explore for the improvement of agronomic and morphological traits of current elite cultivars. This work was supported by a grant from Regional Subgenebank Support Program of Rural Development Administration, Republic of Korea.

The objectives of this study were to collect and maintain wild barley accessions and to analyze their phylogenetic relationships among the accessions. Sixty wild barley accessions were collected from Syria (four accessions), Jordan (eight), Afghanistan (six), Iraq (three), Iran (four), Turkey (two), Pakistan (one), Tajikistan (one), Azerbaijan (one), Palestine (fifteen), and unknown area (fifteen). Seeds of the three accessions failed to germinate. Thirty-seven random amplified polymorphic DNA (RAPD) were generated and the phylogenetic relationship of the accessions was analyzed. Large genetic diversity existed among the collections and the collections were classified into 4 groups at a similarity coefficient of about 0.7698. Significant variations were observed within the collections from the same geographical location. The collections have sufficient genetic and morphological diversity for the genetic and phenotyphic analyses of traits associated with tolerance to abiotic stresses such as salt and drought.

Major agronomic and morphological traits of Korean land races of cultivated barley were analyzed. Three hundred sixty-three Korean land races, 69 hull-less and 295 hulled barely, were cultivated at the field of National Honam Agricultural Research Institute at Iksan, Korea. Olbori and Saessalbori were used as control varieties for hulled and hull-less barley, respectively. Traits such as heading date, maturity, plant height and flag leaf length and width were analyzed. Heading date and maturity were variable 22 and 22 days, respectively, among the land races tested. Plant height of land races corresponded to 74 to 174% of that of the control varieties. Flag leaf length and width varied from 87% to 314% and from 57 to 233%, respectively, of that of the control varieties. This result indicates that genetic diversity for agronomic and morphological traits are significantly broad among Korean land races and they could provide valuable genes to improve current elite lines.