본 연구는 사료내 비테인, 글라이신, 그리고 콜린의 혼합 첨가가 고온 스트레스 환경에서 노령 산란계의 생산성, 난품질, 면역 반응 및 혈액성상에 미치는 영향을 조사하고자 수행되었다. 총 336마리의 86주령 로만 갈색종 노령 산란계를 6처리 7반복, 반복당 8수씩 임의 배치하였다. 대조구는 모든 영양소 및 에너지 요구량을 충족하거나 초과하도록 배합하였다. 대조구를 제외한 사료 처리구는 0.2% 비테인, 0.62% 글라이신, 그리고 0.32% 콜린을 단독, 두 가지 혼합, 혹은 세 가지 혼합으로 사료내 첨가하였다. 실험은 8주 동안 진행되었으며, 모든 산란계는 매일 8시간 동안 평균 온도 31.7±1.7℃, 습도 57%의 고온 스트레스 조건에서 사양되었고, 이외 시간에는 평균 온도 27±1.3℃, 습도 57%에서 사양하였다. 실험 결과, 비테인, 글라이신 및 콜린의 첨가는 생산성, 난품질, 그리고 면역 반응에 유의적인 영향을 미치지 않았다. 그러나, 0.2% 비테인과 0.62% 글라이신을 혼합 첨가한 처리구에서 혈청 알라닌 아미노전이효소 농도가 유의적으로 감소했다. 하지만, 다른 혈청 지표들은 처리간 유의적인 차이가 관찰되지 않았다. 결론적으로, 현재 수준에서 사료내 비테인, 글라이신, 그리고 콜린의 혼합 첨가는 고온 스트레스 환경에서 사양되는 노령 산란계의 생산성, 난품질, 면역 반응 및 혈액 성상에 긍정적인 영향을 미치지 않는다고 판단된다.

The objective of the present experiment was to investigate the effects of dietary vitamin C (VC), vitamin E (VE), and betaine (BT) supplementations on productive performance, egg quality, relative organ weights, liver visual characteristics, antioxidant status, immune response, and stress indicator in laying hens raised under heat stress conditions. A total of 280 47-wk-old Hy-Line Brown laying hens were allotted to 1 of 4 dietary treatments with 7 replicates in a completely randomized design. Each replicate had 10 birds per cage. The basal diet was formulated to meet or exceed the requirement estimates for Hy-Line Brown laying hens. Three additional diets were prepared by adding 250 mg/kg VC, 250 mg/kg VE, or 3,000 mg/kg BT to the basal diet. The experimental diets and water were provided to hens on an ad libitum basis for 8 wk. Average daily room temperature and relative humidity were 30.7±1.41℃ and 72.5±11.61%, respectively. Results indicated that hens fed diets containing 250 mg/kg VE had a less (p<0.05) egg production rate than other dietary treatments. For egg quality, hens fed diets containing 3,000 mg/kg BT had a less (p<0.05) eggshell thickness than those fed the diets containing 250 mg/kg VC or 250 mg/kg VE. For antioxidant status, there was a tendency (p=0.09) for the least malondialdehyde (MDA) concentrations in the liver for BT treatment. A tendency (p=0.05) was observed for less blood heterophil:lymphocyte ratio in BT treatment as compared to other treatments. In conclusion, dietary supplementation of 250 mg/kg VC, 250 mg/kg VE, and 3,000 mg/kg BT has no beneficial effects on productive performance, egg quality, relative organ weights, liver visual characteristics, and immune responses of laying hens raised under the current heat stress conditions. However, dietary supplementation of 3,000 mg/kg BT alleviates antioxidant status and stress response of laying hens exposed to heat stress.

본 연구는 고온기 때 사료 내 다른 에너지 수준 및 비테 인 첨가 급여가 육성돈의 영양소 소화율 및 생리학적 변화 에 미치는 영향을 구명하기 위해 실시하였다. 실험동물은 삼원교잡종(L×Y×D; initial body weight, 73.5±0.5kg) 거세 수퇘지 12두를 사용하였고 대사틀에 배치하였다. 실험기간 은 고온기인 7~8월에 실시하였다. 실험계획은 에너지 2수 준(3,300 및 3,400kcal/kg)과 비테인 2수준(0 및 0.5%)이며 4×4 Latin square로 하였다. 조단백질 소화율은 고에너지 사료(3,400kcal/kg)가 저에너지 사료보다 유의적으로 높았 다(p<0.01). 그러나, 비테인급여는 영양소소화율에 영향을 미치지 않았다. 혈액생화학적 분석 결과에서는 에너지 수 준 및 비테인 첨가가 육성돈 내 생리적 변화를 보이지 않 았다. 면역반응을 나타내는 혈중 IgG에서는 고에너지 사료 가 저에너지사료보다 높았으나(p<0.05) 스트레스 지표를 나타내는 cortisol농도에서는 차이가 나지 않았고, 비테인 첨가급여는 IgG 및 cortisol 농도 변화를 나타내지 않았다. 결론적으로 사료 내 비테인 첨가급여보다 에너지 수준을 높이는 것이 돼지 체내에 더 긍정적인 효과를 보이며, 여 름철 고온스트레스를 받는 돼지 사료 내 고에너지를 급여 했을 때 어떠한 결과가 나오는지 추후 더 연구해 볼 만한 것으로 사료된다.

The effects of different feeding times, using a diet containing 800 ppm betaine, on production, blood profile, and the short-chain fatty acid (SCFA), was investigated using 240 Cherry Valley (Anas platyrhynchos) meat ducks exposed to a scorching heat wave. The animals were randomly assigned to four groups, each of which was replicated three times with twenty ducks per replicate. The experimental period was 42 days for each group. Four groups were assigned into C (heat wave control group without betaine), T1 (ad libitum group fed a diet containing 800 ppm betaine), T2 (diet-restricted group fed twice daily between 05:00-10:00 and 17:00-20:00, using a diet containing 800 ppm betaine), and T3 (night-restricted group, fed from 17:00-10:00, with a diet containing 800 ppm betaine). At 42 days, body weight increased in order of T2, T1, T3 compared to the heat wave control group although. However, these differences were not found between the groups of T1 and T3. The heat wave control group, provided an ad libitum diet without betaine (C), showed an elevated feed conversion ratio compared to the groups fed a diet containing betaine. However, these differences were not found between the groups of T1, T2 and T3. RBC and platelet profiles except for PLT and MPV showed statistically significant differences between study groups fed a diet containing betaine. T2 presented significantly higher blood electrolytes Na+ and Cl- than the other groups. T2 also showed a blood gas level that was generally higher than the other groups. Total SCFA, acetic acid and propionic acid concentration has been the increasing trend in T2, but butyric acid, isobutyric acid and valeric acid concentration has been the decreasing trend in T2 compared to the other groups. It is concluded that the feeding-restricted group, fed two times daily between 05:00-10:00 and 17:00-20:00, with a diet containing 800 ppm betaine may improve growth performance in meat ducks exposed to a scorching heat wave.

This study investigated the pharmacodynamics of betaine on the blood profile and short chain fatty acid levels in meat ducks exposed to heat wave. 400 heads of Cherry valley (Anasplatyrhynchos) meat ducks were completely randomized to 5 treatments (4 repetitions each), and were raised for 42 days. They were grouped into T1 (heat wave control group without betaine), T2 (betaine 400 ppm), T3 (betaine 800 ppm), T4 (betaine 1200 ppm), and T5 (normal control group without betaine). Compared to T1, the betaine addition groups showed higher body weight gain at shipment, with T3 showing the highest significant difference. For hematological indictors measured (red blood cells and platelets), the betaine addition groups showed significantly higher values than the heat wave control group. The pH of the former was lower but their electrolytes (K+, P+, and Cl-) were significantly higher compared to the latter. For blood gas concentration, the former showed a significantly higher value than the latter. For the total short chain fatty acids, acetic acid, and propionic acid, the betaine addition groups and group fed broiler-high temperature diet showed higher values than the heat wave control group. On the other hand, the former showed significantly lower values in butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, and isovaleric acid than the latter group. These results suggest that betaine has the pharmacodynamics that mediate heat stress, via the maintenance and control of the blood profile, osmotic pressure, gas concentration, and short chain fatty acid, of meat ducks under heat wave.

염(NaCl) 스트레스 하에서 근대의 이온축적 및 삼투조 절물질로 알려진 Glycine betaine (GB) 함량 변화를 알아 보기 위하여 0, 100, 200, 300 및 400mM의 염(NaCl)을 처리하여 생장, 이온양상 및 GB 함량을 조사하였다. 염(NaCl) 농도와 처리시간이 증가함에 따라 근대 잎의 건중량은 염(NaCl) 0, 100 그리고 200 mM은 큰 변화를 보이지 않았으나 300 mM 이상의 염(NaCl) 농도에서는 감소하는 경향이 나타내었다. 양이온 함량은 염(NaCl) 농도 및 처리시간이 증가함에 따라 증가하였으며, 주로 Na+ 이온을 축적하며 K+, Mg2+, Na+, Ca2+ 그리고 Fe2+ 순으로 식물체 내에 함유하는 것 으로 나타났다. 총 이온함량과 삼투몰 농도는 염(NaCl) 농도가 증가함 에 따라 증가하는 양상을 보였으며, Na+와 같은 무기이온 을 직접적인 삼투 조절자로 이용하는 것으로 나타났다. Glycine betaine은 10일째까지는 함량의 변화를 보이지 않았으나 염 처리 후 20일째 200 mM 염(NaCl) 농도까지 현저하게 Glycine betaine 농도가 증가하였으며, 300mM 염(NaCl) 농도에서는 다소 감소되는 양상을 보였다. 근대 는 염(NaCl) 스트레스에 대한 세포질성 삼투 조절물질로 Glycine betaine을 축적하는 특성을 나타내었다. 결과적으로, 근대는 식물체 내로의 염(NaCl)의 유입을 배제하는 기작보다는 효율적인 염(NaCl)의 재분배 및 구 획화와 무기이온을 삼투조절에 이용하며, Glycine betaine 과 같은 세포질성 삼투조절물질을 축적하는 생리적 특성 으로 염(NaCl) 환경을 극복하는 것으로 여겨진다.

토마토 유묘의 생육에 미치는 glycine betaine의 엽면처리 효과를 분석한 결과, 초장이나 건물중 등의 생육이 대조구인 증류수 처리에 비해 촉진되는 경향을 보였으며 25mM glycine betaine 처리가 가장 좋았다. 저온스트레스 하에서 삼투조절 역할을 하는 가용성 당과 proline의 축적량이 증류수 처리에 비해 glycine betaine처리에서 낮은 경향을 보여 외부에서 엽면 처리한 glycine betaine이 삼투조절 역할을 한 것으로 판단되었으며 이러한 결과는 수용성 단백질과 유리 아미노산의 축적 양상에서도 잘 반영되었다. 이상의 결과로 보아 glycine betaine의 엽면 처리는 저온기 시설 토마토 재배 시 야간 저온장해를 극복할 수 있는 방법으로서 이용 가능성이 있을 것으로 사료된다.

Four novel amphoteric surfactants of N-alkoxyethylcarboxybetaine series were synthesized via Schotten-Baurnman reaction between four alkyl chlorides contaning 10, 12, 14 and 16 carbon atoms in their N-alkyl group and dimethylaminoethanol to give the intermediate products, alkoxyethyldimethylamine, Quaternization of these intermediates was permitted to form 2-(alkoxyethyldimethylarnmonio) acetates, whose structures were identified by elemental analysis. IR spectrophotometry and 1Hnmr spectrometry. The yield of the final products was shown in the range of 74~77% based on the yield of the intermediate products, Surface tension of the aqueous solution of the final products was measured. and the critical micelle concentrations(cmc) were shown in the range of 2.82×10-3~2.67×10-6mol/l, and the surface thension at erne was 35~43dyne/cm. Cmc was lowered gradually by the increase of carbon numbers in N-alkyl ether containing group. The isoelectric point was shown in the range of 4.08~6.03. It showed a tendency to lean toward the acidic site and its range was broadened as increase of the hydrophobic group length. A linear relationship between log erne and the number of carbon atoms(N) in the hydrophobic alkyl chain was shown in the relative equation of log cmc=2.49-0.50N.

표피는 각질형성세포의 분화로부터 재생되어 계층화되는 상피 조직으로서 물리적 장벽을 형성함으로써 다양한 외부 오염원으로부터 개체를 보호한다. 자가포식 작용(autophagy)은 단백질 축적물, 손상된 세포 소기관, 세포내 미생물 등이 리소좀으로 운반되고 분해되도록 매개하는 기작이다. 최근 연구 결과에 의하면 자가포식 작용이 각질형성세포의 대사 기관과 핵을 제거하여 각질층으로 최종 분화하는데 중요한 역할을 하는 것이 보고 되었다. 그러나 자가포식 작용을 촉진함으로써 표피 분화를 유도할 수 있는지는 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 천연물 유래 단일 화합물 라이브러리를 스크리닝하여 베타인(betaine)이 인간 각질형성세포주인 HaCaT 세 포에서 세포질 내 LC3 punctate 소포체 및 LC3-I에서 LC3-II로의 변환을 증가시켜 자가포식 작용을 촉진함을 규명했다. 자가포식 작용의 억제 신호인 mTOR 경로는 베타인에 의해 영향을 받지 않았으므로, 베타인에 의해 유도된 자가포식 작용은 mTOR에 독립적임을 알 수 있었다. 베타인에 의해 촉진되는 자가포식 작용은 primary keratinocyte 및 skin equivalent에서도 관찰되었다. 또한, 베타인 처리된 인공피부에서 표피층 두께가 증가함을 확인하였다. 이러한 결과들로부터, 자가포식 작용의 새로운 조절소재로서 베타인이 표피의 턴오버를 촉진하여 표피의 장벽기능을 개선하고 피부노화를 방지할 수 있음을 시사한다.

염류내성 식물은 염류농도의 변화에 따라 세포내의 삼투압을 유지하기 위한 화합물을 합성하는 기작을 가지고 있는데 이런 화합물은 주로 proline, glycine, betaine, polyols, sugar등으로 체내에 축적함으로서 고농도의 염류에 견디는 것으로 알려져 있다. Betaine은 미생물에서 2단계 반응을 통해 choline에서 합성되는데, 첫단계는 choline dehydrogenase (CDH)에 의해서 촉매되고(Bet A gene), bet B 유전자의 산물인 betaine aldehyde dehydrogenase(BADH)에 의해 수행된다. 본 실험에서는 Bet A, Bet B 유전자를 아그로박테리움에 도입하여 새로운 conjugants 2 종을 획득하였으며 (Agrobacterium tumefaciens MP90/pBet A, Agrobacterium tumefaciens MP90/pBet B), 먼저 재조합된 binary vector가 식물에서 발현 및 형질 전환되는지 여부를 조사하기 위해서 이미 담배에 형질전환을 시켰으며, 형질전환된 담배에서는 ,고농도의 kanamycin배지에서 생장이 가능하였고, PCR에 의하여 NPT II, Bet A, Bet B gene를 조사한 결과 담배 유식물체 모두 band가 형성되어 형질전환체임을 확인할 수 있었다. 인삼에 Beth, BetB gene의 도입은 1M의 mannitol이 함유된 식물호르몬 무첨가 MS 배지에서 단일배 발생방법에 형질전환체를 획득하였으나, 형질전환체의 발생빈도(12%)가 매우 낮았다.