연도별 연구과제 209 페이지첫페이지로 이동

고무나무는 열대기후에서 자라며 전 세계 약 800~2000종으로 분포되어 있으며 꺾꽂이가 가능한 식물체에 속한다. 본 연구에서는 대표적인 고무나무 6종(벤자민, 나타샤 벤자민, 뱅갈, 떡갈, 소피아, 멜라니)를 선정하여 꺾꽂이 한 고무나무의 뿌리의 생장에서의 식물호르몬(NAA, BAP)의 영향에 대해 알아보았다. 실험 결과, 6개종(벤자민, 나타샤 벤자민, 벵갈, 소피아, 멜라니, 벵갈)에서 모두 증류수에서 자란 고무나무의 잎과 뿌리 발달이 크고 식물호르몬을 적게 첨가할수록 생장이 크게 나타났다. 이는 적정 농도 이상의 식물호르몬(NAA, BAP)의 작용으로 인해 식물의 잎이나 뿌리가 괴사한 것이라고 예상된다. 일부 종(벵갈, 멜라니, 떡갈)에서 NAA를 첨가하지 않고 BAP만 첨가한 고무나무의 잎과 뿌리의 생장이 큰 것으로 보아 고무나무의 각 종마다 생장에 필요로 하는 호르몬의 조합 농도가 다르며 특이성을 보인다고 해석된다.

▪ 주제어: 고무나무, 꺾꽂이, 옥신, 사이토키닌, 식물호르몬

유산균과 발효유제품이 인체의 건강 증진에 효과가 많다는 연구들이 보고되고 있다. 발효유제품을 가정에서 간편하게 제조할 수 있는 방법으로 시판 요구르트의 우유를 1:1 비율로 섞어 ℃에서 24시간 배양한 경우 요구르트를 제조할 수 있다. 하지만, 반복 배양 횟수에 따라 요구르트가 제조되지 않는 사례를 자주 접하였다.
이에 요구르트 : 우유의 1:1 반복 배양 횟수가 증가할수록 단일종 또는 단순종으로 수렴하는 경향을 보였다.
즉, 요구르트 제조시 다양한 균총의 배합이 적용되어야 점성이 높은 발효유가 제조될 수 있으나, 단일 단순종만으로는 발효유가 제조되지 않는 것을 알 수 있다. 또한 6회차까지 발효한 경우 Lactobaciilus rhamnosus로 수렴하는 경향을 보였고, 이는 경쟁적 배타의 원리에 의한 것으로 판단된다. 특히 Lactobaciilus rhamnosus를 순수분리하여 이들의 내산성, 내담즙성 확인 및 장내 유해세균으로부터의 항균능력, 항생제에 대한 감수성정도를 확인할 수 있었다. 이에 우유와의 혼합유를 통한 반복배양을 할 경우 단일종 또는 단순종들로 수렴하는 경향성을 보이는 바 향후 프로바이오틱스로서 인체 건강 증진을 위해서는 다양한 기능을 하는 복수종들이 배합된 경우에 한해 주요한 소재자원으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

▪ 주제어: 프로바이오틱스, 유산균, 배양, 균총, 내산성

플라스틱, 스티로폼 일회용품이 버려졌을 때 생태계로 유입되어 생물 농축, 조류 등 동물의 섭식에 의한 피해 사례 보고가 연일 메스컴을 통해 보도되고 있지만, 대체 플라스틱 사용, 일회용품 줄이기 등 방안 외에는 계속적으로 버려지는 일회용품에 의한 피해를 줄이기가 어렵다. 한편 이에 대한 해결책으로 스티로폼을 섭취하여 분해하는 밀웜을 활용하려는 연구과 실험 사례가 연구 되고 있는데, 한번 변태되어 성충이 되어 버리면 지속적으로 활용할 수 없는 한계점 때문에 유충의 장내 미생물을 활용하려는 연구 쪽으로 진행되고 있는 추세이다.
이러한 추세 속에서 여러 유충들로부터 추출한 장내 미생물들을 활용해 스티로폼, 플라스틱을 분해하기 위해서는 어떤 조건에서 효율이 좋고, 지속적으로 그 효과를 보기 위해서는 어떻게 연구해야 할지 연구하기로 하였다. 우리는 갈색거저리, 아메리카왕거저리, 꿀벌부채명나방, 누에, 송충이의 장내 미생물을 추출하여 탄소원으로서 유일하게 플라스틱, 스티로폼만을 사용해야 하는 환경을 조성하기 위해 LCFBM, CFBAM 배지에서 호기성, 혐기성 배양시의 차이점을 OD변화로 확인하였다. 그 결과 기존의 학생 연구와는 다르게 혐기적 환경에서 배양이 되는 것을 확인하였고, 이것은 장내 미생물이라는 특징 때문으로 해석하였다. 혐기적 환경에서 유일한 탄소원으로 제공한 플라스틱, 스티로폼의 질량 변화를 측정하였으며, 혐기적 환경에서 CMC 배지 배양 결과를 통해 셀룰레이스 분해 활성과 밀접한 관련이 있음을 확인하였다. 또한, 주사전자현미경 관찰을 통해 혐기적 환경에서 유일한 탄소원으로 제공한 플라스틱, 스티로폼에 미생물들이 대량으로 부착하여 서식하여 탄소원으로 이용하고 있음을 확인하였다.
이러한 결과를 바탕으로 셀룰레이스 분해 활성을 가진 유충의 장내 미생물을 이용하여 혐기적 환경에서 대량으로 플라스틱, 스티로폼을 효과적으로 분해할 수 있는 공정을 개발할 것이다.

▪ 주제어: 밀웜, 왁스웜, 장내 미생물, 유충, 폐기물 분해, 혐기성

 본 연구에서는 최근 증가하고 있는 광산의 문화산업적 활용과 충북에 많은 광산이 존재함에 착안하여 충북에 있는 광산 주변의 흙과 그 흙에서 자란 식물의 내생균을 조사하고 광산과 떨어져 있는 식물의 내생균과 비교해보고자 하였다.
 이를 위해 본 탐구는 선행연구 자료 및 충북 지역 금속 폐광에 대한 사전조사를 진행하였다. 그 후 폐광과 멀리 떨어진 지역과 두 개의 폐광 지역에서 총 3개의 흙과 식물을 채집했다. 이 후 채집한 식물을 소독 후 배지에 치상하여 내생균을 배양하였고, 흙은 원심분리 후 상층 액을 배지에 도말하여 균을 배양한다. 배양한 균을 몇 차례 계대 배양 한 후 colony를 채취해 PCR 후 염기서열을 분석하였다. 최종적으로 종을 동정하여 중금속 내성이 있는 내생균을 분석했다.
 결과적으로 흙과 식물에 공통적으로 존재하는 균을 찾을 수 없었으며 후에 재 실험을 통해 다시 균을 찾아보고자 한다. 또한 계절이 맞지 않아 수수를 키우지 못했는데 후에 수수에 직접 비교 접종해보며 중금속 토양에서의 내생균과 식물간의 공생관계를 탐구해보고자 한다.

▪ 주제어: 중금속, 토양, 식물, 내생균, 공생

본 연구는 소나무 잎에 공생하는 내생균을 순수분리하고, 각 곰팡이가 분비하는 유용한 생리활성물질을 스크리닝하여, 소나무 재선충을 억제할 수 있는 방안을 제시하였다. 소나무 잎에서 6속 8종의 곰팡이를 순수 분리하였고, Cladosporium cladosporioides,  Curvularia intermedia 등의 내생균에서 향균 효과 및 항충 효과를 가진 생리활성물질을 분비 가능성을 확인하였다. 각 균주에서 생리활성 물질을 정제하여 실제 선충의 방제에 효과가 있는지 추가 실험을 통해 확인하고자 한다.

▪ 주제어: 내생균, 생리활성물질, 소나무재선충병

인간이 사용가능한 담수의 양은 제한되어 있지만 현재 인구의 증가 등으로 수자원의 사용은 점차 증가하고 있다. 이에 담수의 확보가 주요 과제가 되어가고 있고, 이를 해결하기 위해 해수를 담수화하여 사용가능한 담수를 확보하는 방안이 제시되고 있다. 현재 해수담수화에 사용되는 RO 등의 막을 사용한 방식에서 조류는 막을 오염시키는, 제거해야 할 대상으로 여겨진다.
하지만 일부 연구에서 조류의 담수화 효과를 관찰할 수 있었고, 이에 조류의 제거가 아닌, 조류를 이용한 해수담수화의 가능성에 대한 탐구를 하고자 하였다.
이에 C.vulgaris, S.obliquus 두 조류의 초기 밀도, 조류의 희석 유무를 조절하여 담수화 실험을 진행하였으며, 실험 결과 조류의 해수담수화 능력이 확인되었고, 이를 FO-RO 등 공정의 전처리에 사용하는 것으로 해수담수화의 비용 절감이 가능하다고 판단하였다. 또한, 원석조류를 이용한 해수 담수화 및 칼슘 이온 제거 효과 또한 실험하였다.

▪ 주제어: 조류, 해수담수화, C.vulgaris, S.obliquus, 원석조류

지구온난화가 가속됨에 따라 식물에서 얻을 수 있는 바이오매스 연구가 활발히 진행되고 있다. 식물의 2차 세포벽에 존재하는 리그닌이 바이오매스의 효율을 떨어뜨리기 때문에, 리그닌 함량이 높으면 바이오매스의 효율이 떨어진다. 하지만 리그닌이 부족하면 식물 생장이 억제될 수 있다.
 본 연구에서는 식물체 내 리그닌의 발현량을 조절함에 따라 생장량을 비교하고자, 리그닌 생합성에 관여하는 유전자인 MYB58 유전자를 합성하고 애기장대에 형질도입을 하고자 한다. 형질전환한 애기장대의 생장을 관찰하고 과발현되지 않은 개체와 어떤 차이를 보이는지 분석하고, 대장균, Agrobacterium, 애가징대를 순서대로 형질전환하는 실험을 진행하였다. MYB58 유전자 서열 중 전사인자를 발현하는 특정서열인 CDS 서열을 NCBI에 BLAST 기능을 활용하여 추출하고, vector에 이를 도입하기 위해 Cloning site를 추가하여 insert sequence를 완성하였다. PCR 반응을 통해 insert sequence를 1차 증폭하고 Purification 및 Ligation을 통해 vector와 결합하였다.

▪ 주제어: 형질전환, Agrobacterium 법, Heatshock, Floral dipping
 

KCTC(한국생물자원센터)에서 를 분양받아 다양한 독립변인을 조절하여 수소생산 최적 조건을 알아보기 위한 실험을 설계하였다. 또한 미세 조류 배양시 변인통제에 어려움이 있어 미세조류 전용 배양 상자를 제작하였으며, 생성된 수소 기체를 간단하게 확인하기 위한 방안에 대해 탐구하였다.

▪ 주제어 : Chlorella Vulgaris, microalgae, photosynthesis, hydrogen

 콘크리트는 조금씩 서서히 붕괴되어 충격이 쌓이면 대형사고로 이어진다. 따라서 미생물을 이용한 자가치유 콘크리트의 원리를 바탕으로, 자기치유 콘크리트의 효율을 높일 수 있는 방안을 찾고자 한다. 극알칼리성 미생물과의 공생 배양을 통해서 시멘트의 극알칼리성의 극한 환경에서도 살아남을 수 있도록 Denitrobacter sp.종과 Acinetobacter calcoaceticus,  Pseudomonas putida 종을 배양하여 인공적으로 균열을 발생시킨 콘크리트와 함께 수중양생시키고 생광물화를 통한 자가치유를 확인하였다.

▪ 주제어: 자기치유, 콘크리트, 미생물, 생광물화
 

 우리는 항생물질을 생산하는 여러 방선균과 다른 균들을 공생 배양시켜 경쟁을 통해 항생물질의 대량생산이 가능성과 나아가 대량생산하는 최적의 조건과 방법을 찾는 연구를 진행하고자 한다. 우리는 각 방선균만의 생장 광도 곡선을 분광광도계를 이용해 분석해 항생물질 생산의 양을 증가시키기 위한 기초 실험을 진행해왔다. 또, 대장균을 배양시킨 배지에 방선균의 항생물질을 묻힌 paper disk를 놓아 대장균이 사멸하는 것을 확인함으로써 항생물질이 생산되는 것을 확인했다.

▪ 주제어: 방선균, 힝셍물질, 공생배양

본 연구는 목적은 UASB 소화조를 이용한 혐기소화 시 환경 오염에 영향을 주는 유출수의 인을 줄일 방법을 찾는 것으로 30일간 중온소화로 운전하며 염화철 수용액을 소화조에 주입하여 유입수에 변화를 주는 방식으로 실험을 진행하였다. 실험결과로 일별 유출수의 인 함량을 측정한 결과 염화철을 주입한 경우 인함량이 평균 50%가량 감소하였으며 염화철을 주입하지 않은 경우 평균 17.7%가량 함량이 증가하였다. 본연구 결과를 바탕으로 유출수의 인함량을 줄이기 위하여 염화철이 도움을 줄 수 있으며 UASB 혐기소화 방식 발전에 기여할 수 있을 것 이라고 생각된다.

▪ 주제어: UASB 반응조, 혐기성 소화, COD, TP, 염화철

 기저귀나 생리대부터 아이스팩까지 우리 생활에 유용하게 쓰이는 고흡수성 수지는 아크릴산이 주재료로 생분해되지 않는다. 따라서 본 연구에서는 이러한 고흡수성 수지(SAPs)의 단점을 보완하고자 생분해가 가능한 셀룰로오스를 마땅한 사용처가 없는 생태계 교란 종인 단풍잎 돼지풀에서 추출하여 제작하고 그 효율을 밝히는 것을 목적으로, 단풍잎 돼지풀과 3종의 식물에서 셀룰로오스를 추출하고, 제작한 셀룰로오스를 이용해 제작한 SAPs의 흡수능력을 시판 고흡수성 수지와 비교 실험했다. 셀룰로오스를 이용해 SAPs를 제작하는 과정에서 셀룰로오스의 하이드록시기를 알데하이드기로 치환시키는 반응이 일어났음을 적외선 분광 스펙트럼을 분석하여 확인하고, SEM을 이용해 셀룰로오스와 SAPs의 표면의 형태를 비교하고 분석하였다.

▪ 주제어: 고흡수성 수지, 셀룰로오스, 흡수능