Carbon dots (CDs) are versatile nanomaterials with tunable luminescent properties. We used a natural plant kaempferol as a carbon source to synthesize multicolor CDs by reacting it with various nitrogen sources. Blue, green, and red CDs (B-CDs, G-CDs, and R-CDs) with emission wavelengths of 445 nm, 510 nm, and 600 nm respectively were successfully synthesized. Their photoluminescence quantum yields of are up to 37.4%, 20.1%, and 30.8%, respectively. Surface analysis revealed abundant nitrogen groups influencing luminescence. B-CDs and G-CDs show excitation-dependent emissions, indicating a potential correlation between their luminescence and particle sizes, while R-CDs exhibit excitation-independent emission, suggesting they belong to molecular state CDs. All three CDs exhibit stable luminescent performance, as well as good salt resistance and photobleaching resistance. The practical application of multicolored CDs in anti-counterfeiting fluorescent inks was further explored. This work offers a straightforward, eco-friendly route to synthesize multicolor CDs.

Bulbophyllum auricomum Lindl. is a rare orchid and has flowers with an attractive fragrance. The present study investigated the tissue culture method for micropropagation. Capsules derived from artificial self-pollination were obtained for the best seed germination in MS basal medium. Plant growth regulators (1.0 mg·L-1 of BAP and 2.0 mg·L-1 of NAA) were affected by callus induction from subcultured pseudobulb explants. For the callus subculture, different natural plant extracts were tested in 11 treatment media. Among them, MS medium with 150 mL·L-1 of coconut water was generally effective in fresh weight (1.75 ± 0.08) and (3.01 ± 0.20) of callus proliferation and PLBs induction at 1 and 2 months, respectively, followed by an MS combination of 30 g·L-1 of banana and 20 g·L-1 of potato extract. The results of a comparative study of different MS mediums containing plant growth regulators with a natural extract combination and MS medium supplemented with natural extract only showed that MS medium supplemented with a combination of natural extracts (150 mL·L-1 of coconut water) and plant growth regulators (2.0 mg·L-1 of BAP and 1.0 mg·L-1 of NAA) obtained the highest shoot regeneration (3.37 ± 0.17) and (6.41 ± 0.68) after 1 month and 2 months of culturing, respectively.

본 연구는 다양한 식물 추출물들이 가지고 있는 항산화 능력과 자외선 차단 능력을 동시에 조사하여 추후, 항산화 효과가 있는 자외선 차단제를 개발하고자 실험을 실시하였다. 먼저 33종의 식물 추출물들의 자외선 차단 능력을 조사하기 위하여 자외선 파장 280~400nm 사이의 흡광도 스펙트럼을 조사하고, 이로부터 우수한 자외선 차단능력을 갖는 것으로 보이는 식물 추출물로 황금, 홉, 녹차, 감초, 방풍, 칡, 그라비올라, 밀싹, 상백피, 가시박, 옻, 등 11종을 선별하였다. 선별된 식물추출물의 총 폴리페놀 함량, 총 플라보노이드 함량, DPPH radical 소거 활성을 측정하여 항산화 활성 정도를 살펴보고, 이로부터 다시 자외선 차단 능력과 항산화 활성이 동시에 우수한 식물 추출물로 황금, 홉, 감초추출물 3종을 선정하였다. 선정된 황금, 홉, 감초추출물을 1:1:1로 혼합하여 겔 형태의 크림을 제조하고, 이 크림이 가지는 자외선 차단 효과를 배양된 세포에 자외선을 조사하였을 때 보여주는 세포 손상 방어 효과를 측정하는 방법으로 결정하였다. 연구 결과, 선정된 식물 추출물의 혼합물은 자외선 흡수 능력에서 상호 보완적이며, 세포 손상 방어 효과도 증가하였음을 확인하였다. 이와 같은 결과를 통하여 다양한 식물 추출물들이 가지고 있는 항산화 능력과 자외선 차단 능력을 동시에 결정할 경우 항산화 효과가 있는 자외선 차단제 개발이 가능함을 확인하였다.

본 연구는 아이스플랜트의 기능성 소금 대체제로서의 가능성을 조사하고자 천연 및 정제소금과의 NaCl, Dpinitol, 총 페놀, 총 플라보노이드 및 DPPH 라디칼 소거능에 대한 기초자료를 비교 조사하였다. 아이스플랜트 동 결건조분말의 NaCl 함량을 분석한 결과 19%이었고 Dpinitol의 함량은 777 mg/100 g으로 천일염 및 정제염에 비해 NaCl 함량은 유의적으로 낮으나 D-pinitol을 함유하고 있어 건강기능성에는 도움이 될 것으로 사료된다. 또한, 아이스플랜트 동결건조분말의 총 페놀 및 플라보노이드 함량은 각각 115 mg/100 g 및 985 mg/100 g을 함유 하고 있어 DPPH라디칼 소거능의 항산화효과를 갖는 것으로 나타났다. 따라서 아이스플랜트 분말의 bioactive compound을 함유한 대체 소금 천연소재로서 가능성을 확인한 기초 연구를 제공하였다.

Rheumatoid arthritis, osteoarthritis, and periodontal disease are bone destructive diseases mainly caused by inflammation. Various studies are being conducted to develop treatments for inflammatory bone destructive diseases. Many of these studies involve plant-derived natural compounds. In these studies, cell differentiation, signal transduction pathways, and bone resorption were measured at the cellular level. In disease-induced animal models, the amount of inflammatory mediators or matrix destructive enzymes and serum metabolic markers were measured. This study examined the effects of plant-derived natural compounds, such as flavonoids, on inflammatory bone destructive diseases. In addition, we structurally classified various substances used to maintain bone health and summarized the biological effects and related mechanisms of the components.

The purpose of this study was to analyze water treatment characteristics, including the efficiency of removing algae from water purification plants, by installing a demonstration facility for decontamination of algae, including natural algae remover injection equipment, in the water purification plant. Jar-test showed that the optimum injection of natural decontaminant was 20 mg/L. Of the water contaminant treatment efficiency of the intake and water purification plants, Chl-a averaged 74.0% elimination efficiency from 5.0 mg/m3 to 1.3 mg/m3 and the maximum treatment efficiency was 91.5% removal efficiency when the inflow concentration of Chl-a was 11.8 mg/m3. In addition, 51.2% and 47.1% of the taste and odor indicator items, geosmin and 2-MIB, resulted from the overgrowth and decaying of algae, respectively, to identify toxic substances and odor reduction effects. In addition, elimination efficiencies of SS and Turbidity materials were higher than 70.0%. In the injection of natural algae remover, no effects such as sudden changes in water quality due to secondary reactions were found, and appropriate levels were maintained under water treatment conditions.

Many herbivorous insects sequester plant defense compounds from their host plants to protect themselves from natural enemies. In plants, these defense compounds are often stored as protoxins separated from their activating enzymes. A well-known example is the glucosinolate-myrosinase defense system in plants of the order Brassicales. When plant tissue is ingested by herbivores, glucosinolates are hydrolyzed by the enzyme myrosinase to form highly reactive isothiocyanates. We previously reported that flea beetles of the genus Phyllotreta selectively sequester high amounts of glucosinolates from their crucifer host plants, and convergently evolved their own myrosinase which enables them to utilize sequestered glucosinolates for their own purposes (Beran et al., 2014). The presence of intact glucosinolates in these beetles suggests that despite tissue damage, ingested glucosinolates are not activated by the plant myrosinase. Rapid and efficient glucosinolate uptake from the gut lumen into gut epithelial cells can prevent hydrolysis and thus might be crucial to overcome this activated plant defense. We use the horseradish flea beetle Phyllotreta armoraciae as a model to study the molecular basis of sequestration in insects. In short-term feeding experiments, we showed that ingested glucosinolates are rapidly sequestered in the foregut. To identify the transporters that mediate glucosinolate import from the foregut lumen into gut epithelial cells, we focused on the MFS transporter family, which is known to transport a wide range of substrates. A phylogenetic analysis of putative MFS transporter sequences identified in P. armoraciae and other beetles revealed several specifically expanded clades in P. armoraciae. Out of 21 candidate genes that were heterologously expressed in Sf9 cells, nine showed glucosinolate transport activity in vitro. Interestingly, most candidate genes were exclusively expressed in the malpighian tubules, and two genes were additionally expressed in the foregut. We currently elucidate the function of these transporters in glucosinolate sequestration in vivo using RNAi. To better understand the function of sequestered glucosinolates, we performed bioassays with P. armoraciae larvae and the generalist predatory ladybird Harmonia axyridis. Upon predator attack, P. armoraciae larvae emitted high amounts of isothiocyanates and ladybird larvae stopped feeding within a few seconds and were highly irritated. However, silencing myrosinase gene expression in P. armoraciae larvae led to increased mortality compared to control larvae in survival assays with ladybird larvae. Our results demonstrate how Phyllotreta use plant defense metabolites to defend themselves against predators.

귤나무속 과수의 주요 해충인 귤응애의 방제효과 극대화를 위해 괭이밥의 천적유지식물 적용 가능성을 검토하였다. 괭이밥을 지피식물로 조성한 처리구에서 일반 초생재배구에 비해 포식성 응애류 밀도가 평균 3배 이상 높게 나타났으며, 제초구에 비해 3.7배 낮은 귤응애 발생 밀도를 확인 할 수 있었다. 칠레이리응애는 괭이밥응애 알과 성충을 포식하지 못하였고, 사막이리응애는 일일 평균 괭이밥응애 알 1.96개와 암컷 성충 1.93개를 포식하였다. 온도 23 ± 1℃, 습도 70 ± 5%, 광조건 16L : 8D로 설정된 사육실에서 괭이밥응애 알에서 성충까지 17.4일이 소요되었으 며 77.5%의 부화율과 84.8%의 유충생존율을 확인하였다.

본 시험은 항염에 효과가 있다고 알려진 식물 추출물의 첨가가 반추위 발효와 메탄 생성에 미치는 영 향을 알아보기 위해 in vitro 실험을 수행하였다. 항염과 항산화 효과가 있는 산뽕나무, 뽕나무, 예덕나 무, 오동나무, 방아풀과 은행나무 6종을 선발하였다. 반추위액과 McDougall buffer 혼합액 15mL과 티 모시 0.3g, 각각의 추출물을 기질의 5%로 넣고 39℃에서 3, 9, 12, 24, 48 그리고 72시간 배양하였다. 항염 효과가 있는 식물 추출물의 첨가는 반추위 발효 성상(pH, 건물소화율, Glucose 농도, 암모니아 농도, 단백질 농도, 미생물 성장량, 휘발성지방산)에는 영향을 미치지 않았다. 총 가스 발생량은 각기 다른 양상을 보였으며, 이산화탄소 발생량은 48시간대에서 예덕나무와 방아풀에서 대조구에 비해 유의 적(p<0.05)으로 높았다. 또한 메탄 발생량은 배양 초기에는 대조구보다 첨가구에서 유의적(p<0.05)으로 감소하였으나, 발효가 진행될수록 대조구에 비해 첨가구에서 더 많은 메탄이 발생하였다. Polyphenol과 flavonoid는 은행나무 추출물구에서 가장 높았다. 본 시험의 결과에서 항염에 효과가 있는 식물 추출물 을 in vitro 반추위 배양액에 첨가하였을 때, 반추위 발효에는 영향을 미치지 않았고, 메탄은 초기 발효 에 저감 효과가 있는 것으로 사료된다.

본 연구는 울릉 나리동 울릉국화와 섬백리향군락(천연기념물 제52호), 제주 월령리 선인장군락(천연기념물 제429호) 그리고 제주 상효동 한란 자생지(천연기념물 제432호)를 대상으로 천연기념물의 존속을 저해하는 외부요인과 문제점을 분석하여 대상지에 맞춤형 보존관리를 마련하고자 하였다. 실태조사는 2016년에 1-3회(봄, 여름, 가을)에 걸쳐 식물상, 생육상태 진단, 주변 시설물, 지역구역 및 관리 실태 등을 조사하였다. 또한 온라인 및 오프라인(방문자, 담당관리자, 지역주민 등)에서 문화재 인식, 방문 및 이용 행태, 관리시설이나 편의시설에 대한 만족, 요구사항 등에 대한 설문조사를 실시 후 분석하였다. 이러한 결과를 바탕으로 정책개선 방향과 각 대상지별 보존관리 방안을 단계별로 수립하여 제시하였다. 경쟁종 조사 결과, 제52호 울릉 나리동 울릉국화와 섬백리향군락(이하 울릉국화와 섬백리향군락)과 제429호 제주 월령리 선인장군락(이하 선인장군락)에서는 외래종 및 장경성초본과 경쟁이 다소 심하였으며, 제432호 제주 상효동 한란 자생지(이하 한란자생지)에서는 식물군집 내 상층부의 참나무류와 같은 수목이 광을 막는 것으로 파악되었다. 병해충은 한란 자생지에서 발견되었다. 대상지의 시설물관리 상태를 조사한 결과 울릉국화와 섬백리향군락 그리고 한란 자생지에서는 대체로 양호하게 유지되고 있으나, 선인장군락에서는 야간 조명시설 작동이 일부 불량하였다. 토양의 물리화학적 조건은 선인장군락과 한란자생지는 양호하였으나, 울릉국화와 섬백리향군락에서는 보호책 내의 미소지형에 따라 수분이 과도하게 높은 곳이 있어 식물의 생육저하 요인으로 파악되었다. 설문조사를 실시한 결과, 문화재로서 인식은 하고 있으나 적극적인 방문과 같은 실질적인 문화재로서의 체험 행태는 매우 낮은 것으로 나왔다. 역사성이 높은 본 연구지들은 유용식물의 이용 및 활용을 위한 지침을 마련하고 이를 보존 관리하는 방향으로 관리가 이루어져야 한다.

This study was determined the hair growth effect and mode of action of a complex extract (abelmo), extracted from various natural plants including Acorus calamus var. angustatus. 30 six-week old C57BL/6 mice were randomly assigned into three treatment groups with ten mice per treatment group repeatedly. The treatment group is a control group, and was classified into saline-applied, minoxidil 5%-applied, and abelmo-applied groups. Hair growth started from the abelmo-applied and minoxidil 5% -applied groups on the 9th day, compared to the saline-applied group. Hair growth rate was 17.06% and 19.15% in those two groups, respectively, and the abelmo-applied group's hair growth rate was higher. The density, length and thickness of hair were significantly higher in the order of abelmo-applied group, minoxidil 5%-applied group and saline-applied group on the 9th day, and hair root was strongly maintained in the abelmo-applied group. The density, length and thickness of hair in the abelmo-applied group were significantly higher by 599.8, 122.2 and 181.8% on the 9th day compared to the saline-applied group, and 166.7, 171.4 and 200.2% on the 12th day, and 136.6, 216.9 and 180.7%, respectively on the 15th day. As for hair follicle and the length of hair shaft from the dosal skin histopathology manifestation, the abelmo-applied group was more excellent than the saline-applied group and minoxidil 5%-applied group. This result actually confirmed the fact that abelmo promotes hair growth and strongly maintains hair root simultaneously.

Biological control of Pseudococcus comstocki (Kuwana) with new indigenous natural enemy (Chrysoperla nipponensis (Okamoto)) was carried out on tropical plant (Trachycarpus fortunei (Hook)) from May to July in 2013. Control experiments were conducted at Tropical Plant Resources Research Center of Korea National Arboretum, Pocheon, Korea. Chrysoperla nipponensis was released once (20 larvae/m2) to control Pseudococcus comstocki on 11st May in 2013. We investigated the density of leaf-feeding P. comstocki at intervals of approximately 7 days after introducing their natural enemy, C. nipponensis. The densities of P. comstocki were suppressed 22.4% (after 4 weeks) and 8.2% (after 6 weeks) after introducing C. nipponensis.

F. occidentalis causes to decrease the yield of chrysanthemum flower economically because it is the major crop pest injuring the flower directly at flowering period in chrysanthemum artificial houses. The control of it with chemicals is very difficult because the resistance of it to chemicals is so high. F. occidentalis began to occur at early-May and increased rapidly mid-May after in standard chrysanthemum artificial houses, Yesan, Chungcheongnam-do. In case of a farm, the density of it increased continuously in spite of chemical control . The times of chemical control to depress the density of it was 6 or 7th for cultivation period of chrysanthemum. We put the flowering yellow pot-mum already (trap plant attracting F. occidentalis) in standard chrysanthemum PVC-houses and set the yellow sticky cards up at an interval of 5m from trap plant(TP). The more yellow sticky trap near to trap plant, the more F. occidentalis was attracted to yellow sticky trap. TP was more attractive to adult F. occidentalis up to distances of 10m. The numbers of it attracted to yellow sticky traps at different distance from TP was not different significantly when standard chrysanthemum bloomed. We put the TP in standard chrysanthumum PVC-house at an distance of 20m and released the natural enemies (Orius laevigatus) on TP at 3 times, an interval of 7 days. And then we set yellow sticky traps up at an distance of 5m from TP and compared the plot with TP+natural enemy(NE) to the plot without them. The density of F. occidentalis was rather lower at TP+NE plot than the plot without at the formative period of flower bud of standard chrysanthemum. Therefore, The yellow flowering chrysanthemum possesses great value of TP attracting F. occidentalis in chrysanthumum PVC-house up to flowering period of cultivating chrysanthemum, and if it is used with natural enemy and chemicals simultaneously, farmers can minimize the quantity of chemicals used.

부영양호 신갈지의 수질개선을 위하여 이미 개발된 천 연물질 혼합제(PMC)의 수질개선능(WQI)에 수온변화가 어떠한 영향을 미치는지 현장실험을 실시하였다. 실험결 과 식물플랑크톤, BOD, 총인 등은 20􀆆C 이하에서는 70% WQI 이상을 보였으나 25􀆆C 이상에서는 40% WQI 이하로 오히려 감소하였다. 한편 수온의 증가에 따라 남조류에 대해서는 WQI는 감소하였고, 규조류는 수온변화에 상관 없이 90% 이상 높은 WQI를 나타냈으며, 박테리아와 총 질소는 수온과 상관없이 매우 낮은 WQI를 보였다. 이상 의 결과들은 PMC의 수질개선능이 수온과 밀접한 관계를 가지며, 25􀆆C 이상의 고온기에 Microcystis aeruginosa가 우점하는 남조대발생보다 겨울철 저온기에 우점하는 규 조류에 더 효과적일 것으로 판단되었다.

본 연구는 한국 특산식물인 변산바람꽃(Eranthis byunsanensis B.Y. Sun)의 분포현황 및 서식지에 대한 생태적 특성과 식생에 대해 조사하고 분석함으로써 향후 자생식물을 활용한 자원화 및 보전과 복원의 기초 자료로 활용하고자 수행되었다. 조사는 2010년 2월부터 7월까지 변산, 여수, 거제, 울산, 경주, 제주, 안양 등 7개 지역에서 수행되었다. 각 지역에 1m×1m의 방형구를 총 59개 설치하고 방형구 내에 분포하는 모든 종의 피도와 빈도를 기록하였고, 상층부 교목의 우점종을 기록하고 서식지의 환경특성을 조사하였다. 조사 결과 변산바람꽃은 해발 84m~585 m 사이에 분포하였고, 총 59개 방형구 중 43개의 방형구가 북동사면에 위치하였다. 또한 경사 10~20º의 계곡을 따라 불연속적으로 분포하였으며 토양분석결과 유기물은 평균 9.6%, pH는 4.9로 대부분 약산성이며 토양수분함량은 평균 16.5%로 나타났다. 고도에 대해 경사는 음의 상관관계를 보여 고도가 낮아질수록 경사가 완만해지며, 토양은 산성을 띄는 경향을 보였다. pH와 토양수분 함량, 변산바람꽃의 분포와 유기물은 정의 상관관계를 보여 수분이 풍부하고, 영양분의 공급이 원활한 지역을 선호하는 것으로 나타났다. 총 59개 방형구에서 144개 분류군이 나타났으며 서식지 주변의 교목으로서 고로쇠나무와 까치박달나무, 비목나무, 서어나무 등이 높은 빈도로 출현하였다. 이 연구 결과는 한국 특산식물인 변산바람꽃의 자생지 보전 및 복원의 자료로 활용할 수 있을 것이며, 변산바람꽃을 활용한 분화용 소재개발 및 재배 시 최적의 서식환경에 대한 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

아세틸콜린 분해효소(acetylcholine esterase, AChE) 억제제는 아세틸콜린 함량을 높여 콜린성 neuron 을 활성화함으로써 기억 능력의 개선 및 치매 개선을 가져와 현재 다양한 AChE 억제제들이 개발되어 사용되고 있다. 본 연구에서는 AChE에 대한 억제 활성을 갖는 천연물을 다양한 식물추출물 및 에센스오일로부터 탐색하였으며, 탐색한 추출물의 scopolamine으로 기억손상을 유발한 쥐의 기억력 개선 활성을 치매 치료제로 사용하고 있는 donepizil과 비교 분석하였다. 그 결과 자몽(Citrus paradisi) 유래의 에센스 오일이 AChE 억제 활성이 가장 높아 20 ug/ml의 농도로 처리하였을 때 90% 이상의 효소 억제 활성을 나타내었다. 수동회피 실험 결과, 자몽 유래의 에센스오일(100 mg/kg, p.o.)을 투여한 쥐는 치매 치료제로 사용하고 있는 donepizile (0.5 mg/kg)을 투여한 쥐와 유사한 latency time을 나타내어 인지기능이 개선되었다. 또한, 수중미로 시험 결과, 자몽 유래 에센스오일(100 mg/Kg, p.o.)을 투여한 쥐는 donepizile(0.5 mg/kg)을 투여한 쥐와 유사한 latency time을 나타내어 인지기능이 개선되었다. 이상의 결과로부터 자몽 유래 에센스오일은 매우 효과적으로 기억력을 개선하여 인지기능을 개선해 줄 수 있는 안전하고 효과적인 후보물질이라고 사료된다.