나도풍란의 경우 교배 후 화분이 발아하여 화분관 신장이 이루어지고 화분관은 수분 후 5-7일경 배주원기에 도착하였다. 어린배주 발달은 수정 후에야 비로소 진행되며 수분 후 14 일경에는 배주의 원기가 둥근 돌기형태이고 34일경에는 filament형태로 길어지며 Megaspore Mother cell 모습이 나타났다. 수분 후 40-50일 사이 배낭을 갖춘 성숙된 배주가 형성된다. 배주가 수정준비상태가 될 때까지 화분관 신장은 계속 활발히 진행되어 배주 주위를 완전 히 둘러싸고 있는 것으로 나타났다. 수분 후 54일경 화분관이 배낭을 침투하여 수정하는 모습이 관찰되었으며 보통 수정은 54에서 64일 사이에 일어나는 것으로 파악되었다. 수정 후 접합자세포는 가로로 한번 분열하여 윗부분의 작은 세포와 밑부분의 큰 세포로 나뉘어 지며 윗부분의 세포는 proembryo로 발달하며 밑부분의 세포는 다시 세로로 분열하여 두개 의 세포로 나뉘어지고 계속 분열하여 영양분을 공급하는 suspensor로 발달한다. 수분 후 110 일 경 배와 16개의 다리를 가진 suspensor가 부착 되어 있는 배 발달 양상이 관찰되었다. Proembryo는 계속 분열하여 140일경 종자로 성숙하는 것으로 나타났다. 나도풍란과 호접란 속간잡종을 얻기 위해 수분 후 발달하는 시기별로 꼬투리를 채취하여 인공배지에 발아시킨 결과, 수분 후 56일 이전의 배주로는 발아가 힘들었고 발아가능시점은 수분 후 69일로 분 석되었다.

백출(Atractylodes japonica)은 국화과(Compositae)에 속하는 다년생 식물로 한국에서 이뇨 작용, 수렴작용, 항알러지, 신경보호, 항암, 면역증강 및 위장관 보호효과 등으로 민간요법에서 널리 사 용되고 있다. 백출의 열수 및 70% 에탄올 추출물에 대한 DPPH 및 ABTS 자유라디칼 소거능으로 항산 화 활성을 측정하였다. 게다가 NO 생성, iNOS와 COX-2 단백질 발현을 웨스턴 블롯으로 측정하였으 며, 염증성 사이토카인의 발현을 RT-PCR 방법으로 측정함으로 항염증 효과를 측정하였다. 열수 및 70% 에탄올 추출물들의 항산화 활성은 농도-의존적인 효과를 보였지만, 추출용매에 따른 차이는 나타 나지 않았다. 70% 에탄올에 의한 백출 추출물에서 매우 강한 NO 활성 억제효과를 보였다. 백출 열수 및 에탄올 추출물은 NO 생성에 관여하는 iNOS 및 COX-2 단백질의 발현을 현저히 감소시켰다. 열수 및 70% 에탄올 추출물 모두 염증성 사이토카인인 IL-6 및 IL-1b는 현저히 억제시키지만, TNF-α의 발현은 약하게 억제시키는 결과를 얻었다. 본 연구를 통하여 백출 70% 에탄올 추출물이 NO 생성을 현 저히 억제하며, 염증성 사이토카인의 발현을 현저히 감소시키는 효과를 보이므로 염증성 질환 치료 및 개선에 널리 사용될 수 있으리라 생각한다.

본 연구는 화장품 소재로서 우슬(Achyranthes japonica Nakai)의 가능성을 확인하기 위한 것이다. 우슬 추출물이 가지고 있는 항산화, 항염증, 항주름 효과를 측정하였다. 각각의 식물 재료는 70% 에탄올을 이용하여 우슬 뿌리(Achyranthes japonica Nakai roots, AJNR)와 우슬 줄기 (Achyranthes japonica Nakai stalks, AJNS)로부터 추출하였다. RAW 264.7 세포를 배양하여 추출물의 Nitric oxide assay를 진행하였고, 섬유아세포 CCD-986sk를 배양하여 추출물의 MMP-1 assay, Type I procollagen synthesis assay를 실시하였다. 이 연구의 결과, 항산화 활성은 우슬 뿌리와 우슬 줄기 모두 우수하였고, 뿌리는 함염증 효과가 월등하게 우수하였으며 줄기는 뿌리에 비해 MMP-1 저해 활성과 Type I procollagen 합성 효과가 조금 더 높았다. 이 연구의 결과, 우슬 뿌리와 우슬 줄기의 항산화 활성은 유사한 수준으로 우수하였고, 뿌리의 항염 활성은 줄기보다 월등하게 높았다. MMP-1 저해 활성과 Type I procollagen 합성 효과는 대체적으로 우수하였는데 줄기가 뿌리에 비해 가 조금 더 뛰어났다. 그러므로 우슬은 항산화, 항염증, 항주름의 활성을 갖는 기능성 화장품 소재로서 활용이 가능할 것으로 판단된다.

This study was conducted to investigate the anti-obesity effect of Discorea Japonica Thunb. fermented with Monascus After inducing obesity by feeding hight fat diet (diet induced obesity model: DIO) for four weeks, each 8 rats were assigned to normal (Nor), high fat diet (HF), high fat diet containing orlistat (PC), high fat diet containing different concentration of Discorea Japonica Thunb. fermented with Monascus (UPDM_L, UPDM_H) and Discorea Japonica Thunb. (UPD) extract. Although the UPD, UPDM_L (ultrafine pulverized Discorea Japonica Thunb. fermented with Monascus: 400 mg/kg) and UPDM_H (DIO oral administration ultrafine pulverized Discorea Japonica Thunb. fermented with Monascus: 800 mg/kg) showed weight gain inhibition effects, the results of poor obesity inhibition rather than PC were confirmed. However, it showed a more effective weight loss effect in UPDM_H than UPD, and significantly reduced the weight of epididymal fat and subcutaneous fat. Furthermore, the possibility of anti-obesity effects of Discorea Japonica Thunb. fermented with Monascus can be confirmed by observing the effects of reducing serum total cholesterol, triglyceride and LDL concentrations, reducing ALT and AST levels, and inhibiting fat build-up in liver tissue. It is believed that Discorea Japonica Thunb. fermented with Monascus can be expected to utilize as a functional material that is important to improve anti-obesity and metabolic syndrome.

국내에 서식하는 개구리들의 배아를 이용하여 살균제인 tebucoanzole의 독성을 파악하기 위해 FETAX (Frog Embryo Teratogenesis Assay-Xenopus) 기법에 따라 두꺼비 (Bufo gargarizans), 청개구리 (Hyla japonica), 참개구리 (Pelophylax nigromaculatus)의 배아를 배양하면서 tebuconazole 의 효과를 probit 분석법으로 조사하였다. 그 결과, tebuconazole의 농도에 의존하여 유생의 체장 길이는 감소하고 치사율과 기형률은 증가하였으며 tebuconazole의 teratogenic concentration (EC50)은 각각 34.4, 10.6, 14.9 mg kg-1 을 나타내었고 embryo lethal concentrations (LC50)은 75.4, 38.2, 39.6 mg kg-1을 나타내었다. Teratogenic index (TI= LC50/EC50)는 각각 2.19, 3.58, 2.65을 나타내어 두꺼비, 청개구리, 참개구리 배아 발달에 최기형성 물질로 작용함을 알 수 있었다. 이상의 결과들로 보아 tebuconazole은 낮은 농도에서 개구리 배아의 발달에 민감하게 반응하였으며 치사율, 기형률, 성장률, 기형양상 등을 기존의 연구들과 비 교하였을 때 유사한 결과를 나타내어 국내 서식하는 개구리류 배아발달에 영향을 미칠 수 있는 것으로 여겨지며, 종에 따라 치사율 및 기형률, 기형양상 등의 차이를 나타내는 원인 등을 명확히 파악하기 위해서 종 특이적 특성 등을 규 명하는 연구가 더 필요할 것으로 여겨진다.

벗초파리기생벌인 A. japonica의 벗초파리 유충의 발육단계에 따른 기생특성과 기생당한 유충과 번데기에서 형태적인 차이를 조사하였다. 또한 A. japonica의 우화기간이 벗초파리 우화일수 보다 더 소요되는 것을 확인하였다. A. japonica는 벗초파리 유충에 효과적인 기생 및 살충 효과를 나타내었으며 벗초파리 방제를 위한 천적으로 활용이 가능할 것으로 보인다.

본 연구는 다시마 추출물을 첨가한 모질 개선 제형제를 제조하여 손상된 모발에 도포하여 손상 모발의 개선 효과를 알아보고자 하였다. 실험재료는 다시마 추출물 함량을 0 g, 2 g 4 g, 6 g 으로 다르게 하여 펌베이스제에 첨가하여 제형제를 제조하였다. 제조한 제형제로 8레벨로 탈색한 시료 모발에 도포 전과 후를 측정하여 비교 분석하였다. 측정방법은 모질 개선 효과를 알기 위해 인장강도, 메틸렌블루를 이용한 흡광도, 광택을 측정하였다. 연구결과의 신뢰성을 위해 통계분석을 하였다. 연구결과로 인장강도 측정결과는 8레벨에 4 g 과 6 g 을 함유한 제형제로 도포한 시료의 인장강도가 증가함을 알 수 있었다. 메틸렌블루를 이용한 흡광도 분석결과 모든 시료의 도포 전, 후의 변화는 도포 후의 값이 감소함을 알 수 있었다. 광택 측정결과는 모든 시료에서 큰 차이가 없음을 알 수 있었다. 결론은 다시마 추출물이 손상된 모발에 개선 효과가 있는 것을 알 수 있었다. 차후 다양한 추출물의 종류와 연구방법으로 손상모발에 개선효과가 있는지 연구가 필요하다.

마에는 다양한 기능성 성분이 함유되어 있어서 식용 및 약용으로 다양하게 이용되고 있다. 특히 allantoin은 대표적인 마의 2차 대사산물로서 의약품 및 기능성 화장품 제조에도 활용되는 고부가가치 산물이다. 본 연구에서는 아미노 결합 정지상 HPLC 컬럼을 이용하여 마의 속과 껍질의 allantoin 함량을 분석하였다. Allantoin 표준용액의 검량 선의 결정계수(R2)값은 0.9999로 높은 직진성을 보였으며, 검출한계(LOD)와 정량한계(LOQ)는 각각 0.0229 mg/mL 및 0.0694 mg/mL로 설정되었다. 마 속과 껍질의 건조중량 기준 allantoin 함량은 각각 3.09±0.02 mg/g, 3.91±0.11 mg/g으로 속보다 껍질에 더 많은 allantoin이 함유되어있음을 확인하였다. 따라서 이러한 결과를 토대로 향후 농업부산물인 마껍질이 새로운 고부가가치 기능성 소재로 활용될 수 있음을 확인하였다.

본 연구는 우리나라 주요 조림수종이자 북한 산림 복구에 활용이 예상되는 자작나무(Betula platyphylla var. japonica Hara)의 용기묘 생산에 필요한 적정 용기 개발에 관한 기초 자료를 구축하고자 수행되었다. 상기 목적에 따라 실시된 실험에서 자작나무를 용적과 생육밀도가 다른 용기에서 생육시켜 생장 특성을 조사하였다. 실험용기는 국내에서 생산되는 임업시설양묘용 플라스틱 용기 6종(KK-SI 500, SI 350, KK-SI 350, KK-SI 320, KCNR-SI 300, KCNR-SI 250)을 사용하였으며, 생장이 활발한 8월과 생장이 끝난 10월 총 2회에 걸쳐 생장을 측정하였다. 수고, 근원경 생장과 묘목 전체 건물생산량은 1차와 2차 측정 모두 SI 350 용기에서 각각 32.0 ㎝, 2.81 ㎜, 1.04 g과 38.6 ㎝, 3.89 ㎜, 2.52 g로 가장 높게 조사되었다. 이에 따른 묘목품질지수 또한 SI 350에서 0.184로 가장 높은 값을 보였다. WinRHIZO 프로그램을 이용한 뿌리형태 특성 분석에서도 전체뿌리길이는 SI 350에서 3345.6 ㎝로 가장 길었고, 뿌리 투영단면적과 및 표면적, 뿌리부피 또한 전체뿌리길이와 유사한 경향을 보였다. 종합적으로, KK-SI 500보다 구 용적이 더 작은 SI 350에서 생장이 우수했다는 점에서 용기의 형태 또한 자작나무 용기묘 생장에 큰 영향을 주는 것으로 판단되었다.

‘Cordillera 4’(Registration No. BPI-NSIC-2019-Rc 566)은 열대 산악지역에 적응하는 고품질 내냉성 자포니카 벼를 개발하기 위해 2019년 육성되었으며 육성 과정 및 주요 특성은 다음과 같다. 1. ‘Cordillera 4’는 열대 산악지역 적응 고품질 내냉성 자포니카 품종 육성을 목적으로 필리핀 소재 국제미작연구소 (IRRI)에서 농촌진흥청 파견 연구원 주도로 ‘97 건기에 필리핀 국제미작연구소에서 ‘Jinmibyeo’와 ‘SR18977-2-7-2-TB-1’ 을 교배한 후 계통육종법으로 육성된 품종이다. 2. 1998년 우기에 F1세대로 부터 얻은 종자를 이용하여 F4 세대까지 계통을 전개하는 과정에서 선발된 ‘IR73699-82-3’계통을 대상으로 2000~2001년 2년간 생산력 검정과 2007~2009 년, 2015~2016년에 각 2회 지역적응시험을 실시한 결과 그 우수성이 인정되어 2019년에 필리핀 벼 품종심의위원회에서 필리핀 현지명칭인 ‘NSIC 2019 Rc 566’로 선정하고 ‘Cordillera 4’ 로 명명되었다. 3. ‘Cordillera 4’는 파종부터 수확까지 생육일수가 145일인 중생종으로, ‘PSB Rc 96’보다 간장은 크고, 수장은 작으나 포 기당 이삭수는 비슷하다. 현미천립중은 28.3 g으로 ‘PSB Rc 96’보다 무거운 중립종이다. 4. 병해충 반응은 도열병, 잎집무늬마름병, 흰잎마름병, 퉁그로바이러스에는 약하다. 벼멸구와 애멸구 등 충해 저항성은 없으나 이화명충의 일종인 white stemborer에는 ‘PSB Rc 96’과 비슷하게 강한 편이다. 5. ‘Cordillera 4’의 입형은 중립종이고 완전미 도정수율이 64%로 ‘PSB Rc 96’보다 높았으며, 필리핀 소비자 300명을 대상으로 쌀과 밥맛에 대하여 각각 선호도를 조사한 결과, ‘Cordillera 4’가 대비품종인 ‘PSB Rc 96’보다 쌀에서는 94.6%, 밥맛에서는 100%로 현저하게 높게 나타났다. 6. ‘Cordillera 4’의 쌀수량은 필리핀 지역적응시험을 2회로 나누어 추진한 결과, 첫번째에는 평균 2.5MT/ha로 대비품종 ‘PSB Rc 96’보다 30% 높았으며, 두번째에 시험한 결과 평균 3.6MT/ha로 2회 모두 표준품종인 ‘PSB Rc 96’ 보다 안정적으로 높은 수량을 나타냈다.

벌목 개미과의 일본열마디개미는 국내 토착종이다. 지금까지 야외에서 이 종의 월동기작을 이해하기 위한 내한성 연구는 진행되지 않았다. 저온에서 다양한 온도별 노출시간에 따른 발육태별 저온 저항성을 조사하였다. 성충인 일개미가 다른 발육태와 비교하여 5°C와 10°C의 저온에서 높은 생존율을 보였으며, 급속내한성 유기 조건인 15°C에서 12시간 노출 후 내한성을 획득하였다. 급속내한성 유기는 10°C에서 최대 44%까 지 생존율이 향상되었으며, 체내과냉각점과 체내빙점은 각각 -10.0°C에서 -14.2°C, -11.3°C에서 -15.3°C까지 낮아졌다. 저온처리는 저온 또는 스트레스 관련 유전자인 글리세롤 인산화효소와 열충격 단백질의 발현을 증가시켰다. 이상의 결과는 일본열마디개미의 내한성이 급속내한성 유기에 의해 야기된다는 것을 의미한다.

우리나라는 벼 재배를 위한 관개 시설이 비교적 잘 확보되어 염에 의한 피해가 적으나, 간척지를 비롯한 염 토양에서는 복합적 요인에 의해 벼 생육이 저해되므로 내염성 벼의 개발이 필요하다. 본 연구는 자포니카 벼로의 내염성 유전자 도입시 동반되는 열악형질을 최소화하기 위한 초정밀 분자표지 개발을 위해 기존에 보고된, Saltol QTL 분자표지의 이용 가능성을 검토하였다. 본 연구의 결과를 통해 1. 유묘 내염성 반복실험 및 정밀 검정을 통해 내염성이 안정적인 계통을 선발하였다. 2. HR28867/Pokkali와 조평/Saltol STL의 조합에서 SKC1 등 4 개(SKC1, RM10748, RM10793, RM7075)의 분자표지가 표현형과 유전자형이 일치하였으며, 분자표지 Pect4는 HR28867/ Pokkali의 조합에서만 일치하는 것으로 확인되었다. 본 연구의 결과는 자포니카 벼로의 내염성 유전자 도입에 필요한 초정밀 분자표지 개발의 기초 자료로 이용될 것이며, 향후 내염성 벼 육성을 통한 간척지 토지 이용 효율을 높이는 데 기여할 것으로 기대된다.

This study was undertaken to evaluate the toxic effect of cadmium sulfate (Cds) on planarians (Dugesia japonica), and the suitability of planarians as an alternative animal model for toxicity studies. Planarians were exposed to varying concentrations of experimental solutions containing 0.1–25 mg/L Cds, and incubated for 1, 3, and 5 hrs. Motility, seizure-like behaviors (c-like, head-bop, snake-like, and screw-like) and regeneration ability of the amputated fragment were subsequently evaluated. Results showed decreased motility with increasing concentrations of Cds (p<0.05), with the lowest motility being observed at the highest concentration of 25 mg/L Cds. Results also indicate that seizure-like behavior patterns were significantly affected by increments in the Cds concentrations, especially the c-like and head-bop behaviors were notably increased. Compared to the control, the regeneration ability of the planarians was decreased in the experimental solutions containing Cds. Planarians exposed to Cds showed either delayed eye formation or no eye regeneration during incubation. Moreover, increased concentrations of Cds resulted in failure to regenerate and death of the planarians. In conclusion, this study confirm that the heavy metal Cds exerts a toxic effect on planarians. Furthermore, the performances of the planarians in the experimental period exhibit their suitability as an alternative animal model for toxicity studies.

본 연구에서는 생태모방적 관점에서 목질을 천공하는 송곳벌과 밑드리좀벌의 산란관의 형태적 특징을 비교하였다. 벌목에 속하는 송곳벌과 밑드리좀벌은 목질부를 천공하는 유사한 특징이 있으나 실체현미경, 전계방사형주 사전자현미경, 광학현미경을 이용하여 산란관의 형태적 특징을 관찰한 결과 두 종 간에 큰 차이를 보였다. 송곳벌의 산란관 말단은 등쪽과 배쪽에 모두 규칙적인 돌기가 발달하여, 회전형 드릴 비트와 흡사한 형태를 띤 반면 밑드리좀벌의 산란관 말단은 한쪽 방향에만 몇 개의 돌기가 있고 다른 부분은 매끄러워 마치 톱과 비슷한 형태를 보였다. 또한 얼룩송곳벌 산란관의 말단은 대칭적으로 4 등분으로 되어있다가 14번째 돌기를 지나면서 2 : 1 : 1의 비율로 3등분이 되는 반면, 밑드리좀벌 산란관의 말단은 2 : 1 : 1의 비율로 3등분되어 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 송곳벌의 산란관의 중간을 수평으로 자른 단면구조에 서는 dovetail joint의 구조가 확인되었으며, 이를 통해 천공을 위해 수직 운동을 한다는 것을 확인할 수 있었다. 이러 한 두 종의 형태적 차이는 목질 부분을 먹이원으로 이용하는 송곳벌과 벌의 유충을 이용하는 밑드리좀벌의 생활방 식뿐만 아니라 계통분류학적 차이에 의해 기인한 것으로 사료된다. 끝으로, 산란관 말단 부분의 성분분석결과 두 종 모두에서 높은 강도의 특성을 부여하는 아연이 검출되었다. 이는 주로 목질을 천공하는 두 종의 생태적 적응 과정에 의하여 특이적으로 진화된 것으로 사료된다.

Currently, domestic seaweed production is about 800,000 tons per year, which is the largest seaweed production in the world after China and Japan. However, most seaweeds (Pyropia ssp, Undaria pinnatifida, Saccharina japonica, etc) are consumed in the form of dried products or hot water extracts, and there are many difficulties in developing various products due to difficulties in the manufacturing process. Through the pulsed electric field treatment device, the extraction efficiency can be expected to increase compared to the convectional hot water extraction. Pulsed electric field technology is a non-heating treatment technology in which high-voltage electric energy is processed into cells in the form of pulses, affecting the potential difference of cell membranes, and performing collapse or perforation treatment. In this study, components such as protein and carbohydrate content were extracted by treating Saccharina japonica with PEF, and compared with the hot water extraction method, As a result of experiment at voltages of 0.7 and 1.5㎸ and pulse duration of 5㎲, the crude protein content increased by up to 42% and the sugar content increased by up to 30% compare to the hot water extraction. Higher efficiency results can be expected through optimization of several parameters that may affect the extraction process.