본 연구에서는 시판되고 있는 혈청 내 AChE가 acetylthiocholine과 반응하여 GNP에 aggregation 일으키는 원리를 이용하여 신선채소 농산물 중에 저농도 농약을 신속하고 간편하게 분석할 수 있는 비색-신속 농약 검출법을 개발하는 연구를 수행하였다. 먼저 비색-신속 농약 검출법의 최적화를 위해 GNP 입자의 크기에 따른 응집정도 를 확인하여 15~20 nm 직경의 GNP를 선정하였고, 혈청의 희석배수와 acetylthiocholine의 농도를 확인하여 GNP 응집 차이가 가장 큰 혈청 1000배 희석과 acetylthiocholine 1 mM을 최적화 조건으로 선정하였다. 비색-신속 농약 검출법의 평가를 위해 최적화된 비색농약분석법을 이용하여 유기인계 농약은 dimethyl amine으로 카바메이트계 농약은 carbofuran으로 민감도를 분석한 결과 모두 7.5 ng/mL 까지 검출이 가능한 것으로 확인되었으며 이는 기존의 비색-신속 농약 검출법과 비교했을 때 높은 민감도와 특이성을 나타내었다. 농약 이외에 화학물질인 곰팡이독소 등에 대한 반응성은 확인되지 않아 높은 특이성을 나타내었 다. 또한 상추, 깻잎, 양상추에 대한 시료 전처리법을 확 립하고 임의로 오염시킨 3종(상추, 깻잎, 양상추)의 농산물에 대해서 회수율을 확인한 결과유기인계와 카바메이트계 농약을 83.85~133.16% 정도의 회수율이 확인되었다. 이상의 결과 볼 때 본 연구에서 개발한 비색-신속 농약 검 출법을 이용한다면 시판 농산물의 잔류농약을 신속하고 민감도 높게 검출할 수 있을 것으로 판단된다.

목적: 비침습적 혈당 분석은 환자의 편의와 감염에 대한 안전성을 위하여 요구된다. 본 연구에서는 금 나노입자의 합성과 응집반응을 활용하여 누액 내 글루코오스의 농도를 정량적으로 분석하고, 이를 종이 미세유체 장치에서 구현하고자 하였다. 방법: 종이 미세유체 장치는 얇은 필터 종이 위에 3mm 직경의 친수성 영역을 형성하는 왁스패턴을 인쇄하여 제작되었다. 완성된 종이 미세유체 장치 위에 염화금 용액 4μl과 누액의 생리적 농도의 글루코오스 용액 5μl를 차례로 떨어뜨려 건조시켰다. 글루코오스 용액이 건조 되면, 개시제(Sodium hydroxide, 60mM)와 발색강화제(Sodium chloride, 100mM)가 포함된 용액 5μl을 떨어뜨려 테스트 영역을 발색시켰다. 테스트 영역의 색상 값은 붉은 색과 노란색의 비율로 환산하여 분석하였다. 결과: 테스트 영역은 글루코오스 농도가 증가함에 따라서 옅은 노란색에서 분홍색으로 변하였다. 또한 농도가 증가함에 따라, 비색분석의 R/Y 비율 값은 선형으로 증가하였다. 이는 글루코오스에 의하여 금 이온이 금 나노입자로 환원됨을 의미한다. 글루코오스의 각 농도에 대한 SEM 이미지를 보면, 글루코오스 농도가 증가함에 따라 종이 표면에 더 많은 금 나노 입자가 흡착된 것을 볼 수 있다. 흡착된 금 나노입자는 20–50nm 직경의 붉은색을 띄는 형태로 형성되었다. 카오트로픽 이온의 첨가는 금 나노입자의 응집을 촉진하여, 보다 진한 발 색양상을 나타내었다. 카오트로픽 이온이 적용된 글루코오스의 분석은 높은 신뢰도 (R² >0.95)를 나타내었다. 결론: 본 연구는 글루코오스와 이온성 요인들에 의해서 금 나노입자가 합성, 응집되는 원리를 이용하여 누액 내에 존재하는 글루코오스의 양을 판정하였다. 이 글루코오스 정량 검출 방법은 기존의 검출 기법과는 다른 새로운 검출 전략으로, 현재 바이오센서 분야에서 각광 받고 있는 금속 나노입자가 활용되었다. 또한 적은 양의 체액을 대상으로 하기 때문에 경제 적인 비색분석으로 활용될 수 있다.

본 연구는 12개의 색소 및 비색소옥수수 계통들에 대하여 300개의 SSR마커를 이용하여 유전적 다양성, 계통유연관계 및 집단구조 분석을 실시하였다. 유전적 다양성 분석 결과, 300개의 SSR primer들은 색소 및 비색소옥수수 12계통들에 서 총 1,331개의 대립단편을 증폭시켰으며, SSR primer당 대 립단편들은 최소 2개에서 최대 10개까지 나타나 평균 4.44개가 증폭되었다. MAF는 0.25에서 0.92의 범위로 나타났고, 평균값은 0.48을 나타내었다. 총 1,331개의 대립단편 중에서 221개의 대립단편들은 색소옥수수 계통들에서 특이적으로 나 타났고, 408개의 대립단편은 비색소옥수수 계통들에서 특이 적으로 나타났으며, 나머지 702개의 대립단편들은 색소 및 비색소 계통들에서 공통으로 확인되었다. 그리고 총 163개의 SSR 마커에서 색소옥수수 특이적 대립단편이 확인되었다. 집 단구조에 대한 분석 결과에서 12개의 색소 및 비색소옥수수 핵심집단 계통들은 groups I, II, III, admixed group으로 구 분되었다. 본 연구결과는 옥수수 육종연구에서 색소 및 비색 소옥수수 계통들의 식별에 대한 유용한 정보를 제공할 것이다

본 연구는 강원도농업기술원 옥수수연구소에서 새로운 기능성 색소옥수수 품종을 개발하기 위해 육성한 총 12개 의 색소옥수수 계통들과 찰옥수수 및 일반옥수수 계통들에 대하여 SSR 분자마커를 이용하여 유전적 다양성, 집단 구조 및 association mapping 분석을 실시하였다. 그 결과 분석에 이용된 300개의 SSR primer들은 12개의 옥수수 자 식계통들에서 총 1,331개의 대립단편을 나타내었으며, 각 SSR primer 당 증폭된 대립단편의 수는 2개(umc1515, umc2249, umc1158, umc1659, phi102228, umc2262, umc1058, nc004, phi092, umc2308, umc1314, umc1178, umc1352a, umc2092, phi057, umc1139, umc1473, umc2338, umc2093, umc1107, umc1054)에서 10개(mmc0111)의 범위로 나타났 으며, 평균 대립단편 수는 4.44개였다. 집단구조 분석결과, 12개의 옥수수 자식계통들은 groups I, II, III, admixed group으로 구분되었다. 2개의 자식계통(10S4015, 10S4026)은 group I에 포함되었고, Group II는 총 4개의 자식계통 (Mo17, B14A, HW7, HW3)이 포함되었다. 그리고 4개의 자식계통(11CS4117, 11CS4124, 11CS7014, HW9)은 Group III에 포함되었으며, 2개의 자식계통(10S4032, KW7)은 admixed group에 포함되었다. 더욱이 본 연구에서는 색소 및 비색소옥수수 자식계통들에서 분석에 이용된 300개 SSR 마커와 4개의 양적 형질(간장, 착수고, 간경, 수술길이) 과의 연관성을 분석하기 위해서 population structure(Q) 값을 이용하여 Q GLM 분석을 실시하였다. 0.01의 유의수준 에서, Q GLM 분석을 이용하여 총 17개의 SSR 마커가 4개의 형질과 association을 확인하였다. 본 연구에서 12개의 색소 및 비색소옥수수 자식계통들에 대한 유전적 다양성, 집단구조 및 association mapping 분석의 결과는 앞으로 강원도농업기술원 옥수수연구소에서 기능성 색소옥수수 품종개발을 위한 계통 육성 및 교배조합 구성 등에 유용 한 정보를 제공할 것으로 기대한다.