온도구배터널 내 상승온도에 의한 난지형 마늘(Allium sativum L.)의 광합성 및 생육 특성의 변화

오서영,문경환,송은영,신민지,고석찬 한국농림기상학회 2019 한국농림기상학회지 Vol.21 No.4

본 연구는 마늘을 온도구배터널에서 재배하면서 생육기간 동안 인편의 발아, 지상부 생육과 광합성 특성, 인경 발달 등을 조사함으로써 기후변화에 대응하여 마늘 생육 전반에 미치는 기온상승의 영향을 살펴보고 이를 최소화 할 수 있는 방안을 모색하고자 하였다. 터널 중앙부 온도(Tamb+3°C)와 후미부 온도(Tamb+6°C)는 입구의 대기온도(Tamb)를 기준으로 각각 3.2°C, 5.8°C가 높게 유지되었다. 인편의 발아는 터널 입구보다 중앙부와 후미부에서 더 늦었다. 그러나 추대기간과 개체당 최대 엽수에 도달하는 기간이 터널 입구에서 보다 중앙부와 후미부에서 짧게 나타났다. 지상부의 생장은 터널 입구에서 생육하였을 때 전반적으로 높고 중앙부와 후미부에서 감소하는 양상을 보였으며, 인경은 터널 내부의 온도 간에 큰 차이를 보이지는 않았으나 생육후기에 인경 생체량과 건체량은 터널 입구와 중앙부에서 생육하였을 때 다소 높았다. 광합성률(A), 기공전도도(gs), 증산률(E)은 터널 입구에서 보다 중앙부에서 재배하였을 때 증가하였다. 또한 최대 광합성률(Amax)은 중앙부에서 생육하였을 때 높았으며, 호흡률(Rd)은 낮았다. 터널 입구 및 중앙부에서 인경발달이 더 왕성하여 크기가 크고 상품성이 높은 인경을 수확할 수 있었으나 터널 후미부인 대기온도+6°C에서는 인경의 크기가 작아지고 소인편들이 생겨서 상품성이 낮았다. 따라서 대기온도보다 기온이 상승하였을 때에는 파종 전에 인편 발아에 필요한 저온 요구도를 미리 충족시키거나 파종시기를 늦춘다면 인편 발아율을 높이면서 생산량도 증가시킬 수 있을 것으로 보인다. 그리고 인경 발달 단계에서 고온에 의한 상품성 하락을 최소화하기 위하여 수확시기를 앞당겨 수확하는 것도 고려할 필요가 있다. This study assessed clove germination, shoot growth, photosynthesis and bulb development of southern-type garlic (Allium sativum L.) in a temperature gradient tunnel (TGT), to examine the impacts of increases in temperature on the growth of garlic and find a way to minimize them. The temperatures in the middle and outlet of the TGT were 3.2°C and 5.8°C higher, respectively, than the ambient temperature at the tunnel inlet. The germination of garlic cloves was late at temperatures of ambient+3°C (in the middle of the TGT) and ambient+6°C (at the outlet) than at ambient temperature (at the inlet). However, bolting and the timing of maximum leaf number per plant were faster at ambient+3°C or +6°C than at ambient temperature. Shoot growth was generally greater at ambient temperature. Bulb growth did not significantly differ according to cultivation temperatures, but fresh and dry weights were slightly higher at ambient temperature and ambient+3°C in the late growth stage. The photosynthesis rate (A), stomatal conductance (gs), and transpiration rate (E) were higher at ambient+3°C than at ambient temperature. Furthermore, at ambient+3°C, the net photosynthetic rate (Amax) was high, while the dark respiration rate (Rd) was low. At ambient temperature and ambient+3°C, bulb development was healthier, resulting in better productivity and more commercial bulbs, while at ambient+6°C, the bulbs were small and secondary cloves developed, resulting in low commercial value. Therefore, at elevated temperatures caused by global warming, it is necessary to meet the low-temperature requirements before clove sowing, or to delay the sowing time, to improve germination rate and increase yield. The harvest should also be advanced to escape high-temperature stress in the bulb development stage.

사료작물-벼 작부체계가 조생종 벼의 생육과 미질 특성 및 토양의 화학적 특성에 미치는 영향

오서영,오성환,서종호,최지수 한국작물학회 2021 Korean journal of crop science Vol.66 No.4

To select rice (Oryza sativa L.) cultivars suitable for forage–rice double cropping system, the growth and grain quality of four early maturing rice cultivars (Joun, Jopyeong, Haedamssal, and Unkwang), and the chemical properties of soils were investigated under single- (fallow–rice) and forage–rice double-cropping systems in paddy fields in Miryang, southern Korea. The soil where two forage crops [Italian ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) and oat (Avena sativa L.)] were cultivated during winter had a slightly lower pH; an increase in total nitrogen (T-N), K, Ca, and Na contents; and a slight decrease in organic matter and available P2O5 contents, compared with the soil fallowed during winter. This shows that the chemical properties of paddy soils can be improved by winter forage cropping. At the heading stage, the culm length, panicle length, panicle number, and leaf color of all cultivars, except for Haedamssal, were generally higher under double-cropping than under single-cropping. For Haedamssal, the culm length and leaf color did not differ between the cropping systems, but the panicle length was slightly shortened and its panicle number increased under double-cropping. After harvest, the yield of milled rice decreased for all cultivars except Haedamssal, but increased in Haedamssal under double-cropping. The head rice rate was slightly higher under double cropping, particularly in Jopyeong and Haedamssal, than under single-cropping. The protein content of milled rice under double cropping was higher and its amylose content was similar or slightly lower compared to those of rice under single cropping, resulting in decreased Toyo values for rice under double-cropping. The pasting temperature did not differ significantly between the cropping systems. However, Haedamssal had a low pasting temperature but a high Toyo value under double cropping, compared to the other three cultivars, suggesting that its palatability is relatively high. Furthermore, panicle number increased and milled rice yield did not decrease, even under double cropping. Therefore, Haedamssal seems to be the best cultivar for paddy-based double cropping with forage crops. 본 연구에서는 사료작물-벼 2모작 작부체계에 적합한 벼품종을 선발하고자, 사료작물 중 재배면적이 가장 많은 이탈리안라이그라스와 귀리를 연계한 2모작 작부체계에서 토양특성, 조생종 벼의 생육 특성과 미질의 변화를 조사하였다. 벼 앞그루로 겨울철에 휴경하였을 때보다 사료작물을재배하였을 때 논 토양 내 pH가 다소 낮아지고 T-N, K, Ca, Na 함량이 높았으며 유기물과 유효인산(Av. P2O5) 함량은 다소 감소하였다. 이는 겨울철 사료작물 재배로 인해논 토양의 화학적 특성이 개선될 수 있음을 보여준다. 출수기에 해담쌀을 제외한 3종의 조생종 벼에서는 간장, 수장, 수수, 엽색도가 대체로 벼 단작에 비해 사료작물-벼 재배답에서 높게 나타났다. 그러나 해담쌀은 간장과 엽색도가 차이가 없고, 수장이 다소 짧아졌지만 수수는 오히려 증가하는 양상을 보였다. 그리고, 수확기에 백미수량이 2모작 작부체계에서 다른 3종은 다소 감소하지만 해담쌀은 차이를보이지 않았다. 그리고, 완전미의 비율은 사료작물-벼 2모작 재배 시 다소 높았으며, 특히 조평과 해담쌀에서 높았다. 백미의 단백질 함량은 벼 단작에 비해 사료작물-벼 재배에서 높았고, 아밀로스 함량은 벼 단작과 같거나 그보다 다소낮았다. Toyo 식미치는 사료작물-벼 작부체계에서 대체로감소하였으며, 호화온도는 모든 품종에서 작부체계별로는통계적으로 유의미한 차이를 보이지 않았다. 그럼에도 불구하고, 해담쌀은 2모작 작부체계에서도 다른 품종에 비하여 호화온도가 낮으면서 Toyo 식미치값이 높아서, 식미도가장 양호한 것으로 나타났다. 더욱이 그 생장은 작부체계에 따라 차이가 없으나 수수는 오히려 2모작 작부체계에서증가하여 백미수량 감소가 없는 것으로 나타나, 해담쌀이사료작물과 연계한 논 기반 작부체계에 최적의 품종으로보인다.

Fruit Development and Quality of Hot Pepper (Capsicum annuum L.) under Various Temperature Regimes

오서영,고석찬 한국원예학회 2019 원예과학기술지 Vol.37 No.3

Hot pepper (Capsicum annuum L.) originated in South America and is cultivated worldwidely inmany temperate regions as well as subtropical and tropical regions. During the growing season,various climatic and soil factors, including air temperature, light intensity, precipitation, and soilconditions, affect the growth and development of hot pepper plants. Temperature is one of the majorenvironmental factors affecting processes such as flowering, fruit set, and fruit growth. This studyinvestigated the effects of temperature on the vegetative growth, fruit development, and fruitquality of hot pepper cultivar ‘Muhanjilju’ to develop a cropping system for producing high-qualityfruit in temperate regions. The temperature range of 20 - 25°C was favorable for vegetative growthand fruit development. However, a temperature of 30°C reduced fruit development, including fruitset and fruit growth, although it enhanced vegetative growth, and a temperature of 15°C causedshort plant height, a small number of branching nodes on the main branch, and elongated fruit. At 20- 25°C and 30°C, the fruit development period was shortened by 9 - 16 and 22 days, respectively,compared with that of plants grown at 15°C. In addition, the change in fruit color was advancedsignificantly at 20 - 25°C and 30°C. A high temperature of 30°C not only reduced the total numberof fruit but also caused the formation of short or malformed fruit. Furthermore, the total free-sugarcontent of red ripe fruit increased significantly at 20 - 25°C, while the capsaicinoid content of redripe fruit increased as temperatures increased in the range of 15 - 30°C. These results indicate thatthe temperature range of 20 - 25°C is favorable for the vegetative growth, fruit development, andfruit quality of hot pepper.

EXTRACTING INSIGHTS OF CLASSIFICATION FOR TURING PATTERN WITH FEATURE ENGINEERING

오서영,이승규 한국산업응용수학회 2020 Journal of the Korean Society for Industrial and A Vol.24 No.3

Data classification and clustering is one of the most common applications of the machine learning. In this paper, we aim to provide the insight of the classification for Turing pattern image, which has high nonlinearity, with feature engineering using the machine learning without a multi-layered algorithm. For a given image data X whose fixel values are defined in [−1, 1], X − X3 and ∇X would be more meaningful feature than X to represent the interface and bulk region for a complex pattern image data. Therefore, we use X − X3 and ∇X in the neural network and clustering algorithm to classification. The results validate the feasibility of the proposed approach.

수분스트레스에 의한 콩(Glycine max (L.) Merrill) 잎의 광합성 및 광계Ⅱ 광화학적 활성의 변화

오서영,고석찬 한국환경과학회 2019 한국환경과학회 학술발표회 발표논문집 Vol.2019 No.11

온도구배터널 내 생육온도 상승에 따른 난지형 마늘의 지상부 생장, 인경 발달 및 무기성분 함량의 변화

오서영,문경환,신민지,고석찬 한국원예학회 2020 원예과학기술지 Vol.38 No.4

This study assessed shoot growth, bulb development, and mineral content of southern-type garlic (Allium sativum L.) in a temperature gradient tunnel (TGT), to examine effects of temperature increase. TGT temperatures in the middle and outlet were maintained at +3°C and +6°C higher, respectively, than ambient temperatures at the inlet. The germination of garlic cloves occurred at 19.2 days after sowing near the inlet, yet occurred at 23.5 and 25.0 days, respectively, in the middle and outlet. At ambient and +3°C temperatures, bulbs developed well, with clove size and shape large and uniform, resulting in a high-quality commodity with high post-harvest commercial value. In all temperatures, 7-8 cloves per bulb developed, but small secondary cloves developed from the cloves in the transverse sections of bulbs grown in the middle and outlet of the TGT. The surfaces of cloves showed a distinct purple color at ambient +3°C. In addition, at elevated temperatures, the Ca and Zn content in the cloves decreased, while the K and Fe content increased, indicating that the rising temperature affects mineral absorption of garlic. Implications of this study include possible delays to sowing time, and/or delayed harvest, as a response to climate change, to avoid irregular small-sized cloves caused by secondary growth in the bulb. The results of this study, therefore, are important to maintain the productivity and quality of garlic in the future, as it becomes necessary to mitigate impacts of elevated temperature at each stage of growth. 본 연구에서는 기후변화에 대응하여 마늘의 생육기간 동안 온도구배터널(temperature gradient tunnel)에서 재배하면서 마늘의 지상부 생육, 인경 발달 및 무기성분 함량의 변화 등을 조사함으로써 마늘 생육에 미치는 생육온도 상승의 영향을 구명하고자 하였다. 터널 중앙부와 후미부의 온도는 입구의 대기온도를 기준으로 각각 3°C, 6°C가 높게 유지되었다. 파종한 마늘 인편의 발아에는 터널 입구에서 19.2일이 소요되었는데 반해 중앙부와 후미부에서는 각각 23.5일과 25.0일이 소요되어, 터널 입구에서 재배하였을 때보다 중앙부와 후미부에서 저조하고 늦었다. 인경 발달은 대기온도 및 대기온도 + 3°C에서 더 왕성하여 크기가 크고 인편의 크기도 균일한 상태를 유지하여 상품성이 높은 인경을 수확할 수 있었다. 인편수는 모든 처리에서 7 ‑ 8개로 나타났으나 인경을 횡으로 절단하였을 때 터널의 중앙부와 후미부에서 재배한 마늘에서는 인편 내부에서 이차생장으로 인한 소인편의 분화가 관찰되었다. 또한 인편을 감싸고 있는 겉표면도 대기온도 + 3°C에서 자색의 정도가 더 뚜렷하게 나타나 진한 색깔을 보였다. 그리고, 온도가 높아졌을 때 인편 내 Ca, Zn 함량은 감소하지만 K, Fe 함량은 증가하여 온도 상승이 마늘의 양분흡수에 영향을 미침을 알 수 있었다. 따라서 기온이 상승하였을 때에는 파종시기를 늦추거나 수확시기를 앞당겨 이차생장으로 인하여 소인편이 분화되기 전에 수확하는 것을 고려할 필요가 있다. 최근 기후변화에 의한 이상기상 현상이 빈번히 발생하고 있고, 미래에는 더욱 심해질 것으로 예측되는 바, 상품성이 좋은 마늘을 수확하기 위해서는 생육단계별로 온도의 영향을 최소화할 수 있는 방안을 모색할 필요가 있을 것이다.

온도구배터널 내 생육온도 상승에 의한 양파 (Allium cepa L.)의 광합성 특성 및 인경 발달의 변화

오서영,문경환,신민지,이성은,고석찬 한국환경과학회 2020 한국환경과학회 학술발표회 발표논문집 Vol.2020 No.11

BRAF V600E 돌연변이 검사를 위한 Pyrosequencing 분석법 평가

오서영,이훈택 대한임상검사과학회 2015 대한임상검사과학회지(KJCLS) Vol.47 No.1

A fine needle aspiration biopsy (FNAB) is the primary means of distinguishing benign from malignant in thyroid nodules. However, between 10 and 30% of the FNABs of thyroid nodules are diagnosed as 'indeterminate'. A molecular method is needed to reduce unnecessary surgery in this group. In Korea, most thyroid cancer is classic papillary type and BRAFV600E mutation is highly prevalent. Thus, this study compared the pyrosequencing method with the conventional direct DNA sequencing and PCR-RFLP analysis and investigated the evaluation of preoperative BRAFV600E mutation analysis as an adjunct diagnostic method with routine FNABs. Sixty-five (78.3%) of 83 histopathologically diagnosed malignant nodule revealed positive BRAFV600E mutation on pyrosequencing analysis. In detail, 65 (83.8%) of 78 papillary thyroid carcinomas sample showed positive BRAFV600E mutation. None of 29 benign nodules had in pyrodequencing, direct DNA sequencing and PCR-RFLP. Out of 31 thyroid nodules classified as 'indeterminate' on cytological examination preoperatively, 28 cases turned out to be malignant: 24 papillary thyroid carcinomas. Among that, 16 (66.7%) classic papillary thyroid carcinomas had BRAFV600E mutation. Among 65 papillary thyroid carcinomas with positive BRAFV600E mutation detected by pyrosequencing analysis, each 3 cases and 5 cases did not show BRAFV600E mutation by direct DNA sequencing and PCR-RFLP analysis. Therefore, pyrosequencing was superior to direct DNA sequencing and PCR-RFLP in detecting the BRAFV600E mutation of thyroid nodules (p =0.027). Detecting BRAFV600E mutation by pyrosequencing was more sensitivity, faster than direct DNA sequencing or PCR-RFLP.

Improved DNA Extraction Method for Molecular Diagnosis from Smaller numbers of Cells

오서영,한정연,이소라,이훈택 대한임상검사과학회 2014 대한임상검사과학회지(KJCLS) Vol.46 No.3

Isolating total DNA from small samples using traditional methods is difficult and inefficient mainly due to loss of DNA during filtration and precipitation. With advances in molecular pathology, DNA extraction from micro-dissected cells has become essential in handling clinical samples. Genomic DNA extraction using small numbers of cells can be very important to successfully PCR amplify DNA from small biopsy specimens. We compared our experimental genomic DNA extraction method (A) with two other commercially available methods: using spin columns (B), and conventional resins (C), and determined the efficacy of DNA extraction from small numbers of cells smeared on a glass slide. Approximately 50, 100, 200, 500 and 1000 cells were isolated from fine needle aspiration biopsy (FNAB) slides aspirated from histologically proven papillary thyroid carcinoma masses. DNA was extracted using the three techniques. After measuring DNA quantity, PCR amplification was performed to detect the β-globin and BRAF V600E gene mutations. DNA extracted by method (A) showed better yield than the other methods in all cell groups. With our method, a suitable amount of genomic DNA to produce amplification was extracted from as few as 50 cells, while more than 100 to 200 cells were required when methods (B) or (C) were applied. Our genomic DNA extraction method provides high quality and improved yields for molecular analysis. It will be especially useful for paucicellular clinical samples which molecular pathologists often confront when handling fine needle aspiration cytology, exfoliative cytology and small biopsy specimens.

구연발표 : 세침흡입 검체를 이용한 분자진단의 적용

오서영,김효빈,신민식,임민자,성미희,박성휘 대한임상병리사협회 2008 조직세포검사학회 발표자료집 Vol.2008 No.-

배경: 분자진단은 감염성 질병진단, 암의 진행 및 진단, 질병 치료약제 처리 결정에 대한 지식과 분자생물학적 기술의 적용으로 진행되며 조직절편이나 세포검체에 RNA 또는 DNA probe를 사용하거나 핵산 추출을 통해 이루어지는 모든 검사를 포함한다. 분자진단은 감염성질병(infection disease), 유전적 질병(inherited disease), 고형암(solid tumor), 혈액종양(haemato-oncology) 진단 등의 네 가지로 구성된다. 분자진단이 유전적 질병의 진단에 보편적으로 이용이 되는 동안 고형암(solid tumor)에 관련된 진단에 세포, 조직 검체를 이용한 분자진단의 적용 필요성에 대해 조직진단 전문가(histopathologists)나 세포진단 전문가(cytopathologists)들 사이에서 의견들이 분분하고 관심도가 증가되고 있는 것을 확인할 수 있다. 세포진단이나 조직진단에 분자진단은 때때로 명확한 진단의 정립에 꼭 필요하고 일반적인 조직, 세포학적 진단에 암의 진행과 질병의 약제처리에 관련된 새로운 정보를 제공하며 세침흡입을 통해 얻은 조직 세포로부터 직접적인 질병의 원인 및 유전에 관련된 정보를 제공해 준다. 또한, 병리검체는 종종 분자병리진단에 매우 유용한 재료이며 조직, 세포학적 검사의 불일치 진단 보완을 위한 보조적인 진단법으로 이용되어지고 있다. 최근 병리검사에서는 실제로 세포검체를 이용하여 암의 진단 및 혈액 종양의 진단에 분자 검사를 적용하려는 노력과 함께 ‘molecular diagnostic cytopathology``라는 정의 하에 조기 진단 및 치료 정보를 분자 진단의 적용으로 제공하려 시도하고 있다. 하지만 조기 진단에 이용되는 세침흡입법을 이용한 검체인 세포와 조직 검체는 검체 채취가 쉽고 용이하며 빠른 결과를 제공할 수 있는 장점이 있지만 표본의 양이 적어 분자진단(diagnosis of molecular)에 어려움이 많다. 본 연구는 핵산 추출법의 개선과 cell dissection 기술의 적용을 통해 체액 및 세침흡입법으로 채취한 검체에 돌연변이 분자병리검사를 적용하여 면역검사등과 함께 종양의 유형과 침습 정도 확인 등의 빠르고 정확한 결과를 제공하려 한다. 방법: 2007년 부터 2008년 8월 동안 건국대학교병원에 방문한 환자에서 채취한 체액 및 세침흡입법으로 얻은 검체를 이용하였다 핵산은 원하는 세포만을 현미경하에서 바늘(26gage)로 dissection 방법으로 채취하여 추출하였고 핵산증폭(PCR)은 EGFR, K-ras, B-RAF 유전자 돌연변이검사를 위한 위치를 증폭 시킨 후 pyrosequencer를 이용한 돌연변이 존재 여부를 확인하였다. 결과: EGFR 돌연변이 검사 총 160건에서 세침흡입법을 이용한 검체는 17건(10.6%), 체액은 13건(8.1%), tissue biopsy 은 123건(76.9%)을 진행하였고 총 28.1%에서 돌연변이가 나타났고 세포 검체에서는 46.7%, 조직검체 에서는 25.2% 의 돌연변이를 확인 할 수 있었다. K-ras 돌연변이 검사는 총 122건 중 세침흡입법을 이용한 검체는 9건(7.4%), 체액은 12건(9.8%), tissue biopsy 은 98건(80.3%)을 진행하였고 총 8.2%에서 돌연변이가 나타났고 세포 검체에서는 12.5%, 조직검체 에서는 7.1% 의 돌연변이를 확인 할 수 있었다. B-RAF 돌연변이 검사는 총 521 건으로 세침흡입법을 이용한 검체는 452건(86.8%), 수술 조직 검체는 68건(13.1%)을 진행하였고 총 19.2%의 돌연 변이를 확인 할 수 있었고 갑상선암 진단에서 세포 진단에서 Atypical 인 경우 39.0%의 돌연변이가 나타났고 불확실진단(indeterminate)에서는 25%에서 돌연 변이가 나타났다. 고찰: 폐암 환자의 항암치료제를 결정짓는 EGFR 과 K-ras 돌연변이 검사시 수술 후 조직을 이용하기 보다는 수술 이전에 세침흡입법을 통해 얻은 검체로 조직 세포학적 진단과 더불어 분자병리검사를 시행하여 폐암 조기진단과 동시에 암 치료제의 신속한 결정으로 환자 조기 치료에 도움이 되고 있다. 그리고 갑상선 암(papillary thyroid carcinoma) 진단에 도움이 되는 B-RAF 돌연변이 검사에서는 세포 세침흡입 검체의 세포진단에서 Atypical 이나 indeterminate 진단처럼 부정확한 진단에 분자검사를 적용하여 정확한 진단결과를 환자에게 제공하여 수술 및 치료 결정에 도움이 되고 있다. 이는 적은 검체에서 핵산을 추출할 수 있는 핵산 추출법의 적용과 암세포 등의 원하는 세포만을 선택하여 채취 할 수 있는 dissection 기술의 적용으로 돌연변이 검출 확률을 높여 조직, 세포 검사 및 면역병리검사와 더불어 정확한 진단에 도움을 주고 빠른 치료방침을 환자에게 제공할 수 있는 계기가 될 수 있었다. 조직세포병리진단 분야에서 분자진단은 급속한 발전을 이루고 있고 많은 관심을 가지고 있는 만큼 새로운 검사법의 적용으로 더 정확한 진단의 직접적, 보조적 방법으로 접근이 필요할 때라고 사료된다.