• 한국산업정보학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.1-8
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• 2019

식물 표현체(plant phenomics) 연구는 우수한 형질의 식물 품종과 유전적 특성을 선별하기 위해 여러 식물체의 형태적 특징을 관측하고, 획득한 영상 빅데이터를 분석하는 기술이다. 기존의 방법은 검출 대상에 따라 직접 색상 임계값을 변경해야 하기 때문에 빅데이터를 다루는 정밀검정시스템에 적용하기 어렵다. 본 논문에서는 정밀검정시스템을 위한 식물체와 배경의 자동 분할이 가능한 합성곱 신경망(Convolution neural network: CNN) 구조를 제안한다. LeafNet은 9개의 컨벌루션 계층과 식물의 유무를 판단하기 위한 시그모이드(Sigmoid) 활성화 함수로 구성된다. LeafNet을 이용한 학습 결과, 식물 모종 영상에 대하여 정밀도 98.0%, 재현율 90.3%의 결과가 도출되어 정밀검정시스템의 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.71-71
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• 2018

본 연구는 각시톱시네고사리(Dryopteris hangchowensis Ching)의 전엽체 증식 및 포자체 형성을 위한 번식방법을 구명하고자 수행되었다. 각시톱지네고사리의 식물체를 무가온 온실에 재배하면서 포자를 채취하였으며, 수집된 포자는 기내에서 발아시켜 전엽체를 획득한 다음 계대배양하면서 실험의 재료로 사용하였다. 전엽체 대량증식을 위하여 1/4, 1/2, 1배로 조절한 MS배지와 Knop배지를 조성하였다. 이후 전엽체 300mg을 균일하게 다져 조성된 배지에 8주간 배양하였다. 연구의 결과, 전엽체의 생체중은 1/2MS와 1/4MS에서 3.4g으로 가장 많이 증가하였다. 현미경 관찰의 결과, 두 배지 모두 정상적인 전엽체의 형태로 발달하였으며, 생육도 양호하였다. 포자체 형성을 위한 적정 배양토의 혼합조건을 확인하고자 원예상토, 피트모스, 펄라이트 및 마사토의 혼합비율을 5종류로 달리하여 조성하였다. 준비된 배양토를 사각분($7.5{\times}7.5{\times}7.5cm$)에 충진 후 기내 배양한 전엽체 1g과 증류수를 함께 10초간 분쇄하여 토양표면에 균일하게 분주한 다음 12주간 재배하였다. 연구의 결과, 원예상토, 피트모스, 펄라이트를 1:1:1(v:v:v) 비율로 혼합한 토양에서 포트 당 223.7개로 가장 많은 포자체가 형성되었다. 또한 형성된 포자체의 생육을 조사한 결과, 상기 토양에서 생체중, 엽수, 엽장, 엽폭, 근수, 근장 및 SPAD value 등의 생육수치가 우수하였다. 따라서 각시톱시네고사리의 전엽체 증식에 적합한 배지는 경제성과 생육수준을 고려하여 1/4MS 배지가 적합하며, 포자체 대량생산을 위해서는 원예상토, 피트모스, 펄라이트를 1:1:1(v:v:v)로 혼합한 토양이 적합하다고 판단되었다.

• 식물조직배양학회지
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• 제27권1호
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• pp.13-18
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• 2000

고등식물에 있어서 엽록체에 존재하는 저 분자량 HSP의 기능을 밝히기 위하여 담배 (Nicotina tabacum cv. Petit Havana SRI)로부터 분리한 cDNA (NtHSP21)를 도입한 형질전환 담배 식물체를 재생하였다. 상온에서의 발현량이 서로 다른 5개의 순계 형질전환 식물체를 선발하였다 상온에서 발현된 엽록체 small HSP가 식물의 고온내성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 기내에서 생장시킨 유식물을 52$^{\circ}C$에서 45분간 열처리한 후 생장온도에서의 변화를 조사하였다. 그 결과 wild-type식물의 경우 1주일 이내에 모두 고사하였으나 형질전환 식물체의 약 70%는 생존하였다. 또한 이러한 고온내 성은 상온에서 발현된 단백질의 양에 비례하여 증감하였다. 따라서 엽록체에 존재하는 small HSP가 식물의 고온내성 획득에 있어서 중요한 역할을 담당할 것으로 사료된다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.41-41
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• 2018

차꼬리고사리(Asplenium trichomanes L.)는 남방계식물로 제주도에 자생하는 것으로 알려져 있으며, 잎에 광택이 있고 총생하는 식물이다. 주로 실내 외 조경 및 분화소재로 이용되며, 한방에서는 철각봉미초라하여 뿌리를 포함한 전초를 이질, 임병, 만성질염, 월경불순 및 요통의 약재로 사용한다. 또한 식물구계학적 특정식물종 IV급, 적색자료목록 준위협 (NT)에 분류된 식물로 보호가 필요하다. 본 연구는 차꼬리고사리의 대량생산을 위한 기내전엽체 증식 및 기외포자체 형성조건을 구명하고자 수행되었다. 실험재료는 포자를 기내 발아시켜 전엽체를 획득한 다음 8주 간격으로 계대하면서 확보하였다. 전엽체의 증식과 생육에 적합한 배지를 비교하고자, 1/4, 1/2, 1, 2MS와 Knop배지를 조성하여 배양하였다. 배양은 전엽체 300mg을 메스로 균일하게 다지는 방법을 이용하였으며, 배양환경은 온도 $25{\pm}1.0^{\circ}C$, 광도 $30{\pm}1.0{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 광주기 16/8h(light/dark)로 조절되었다. 실험결과, 1MS배지에 배양된 전엽체의 생체중이 4.3g으로 가장 많이 증가하였다. 형태형성발달도 하트형의 전엽체로 정상적으로 유도되었으며, 생식기관도 관찰되었다. 전엽체로부터 포자체의 형성을 유도하고자, 원예상토, 피트모스, 펄라이트 및 마사토의 비율을 5종류로 달리하여 혼합된 토양을 사각분($7.5{\times}7.5{\times}7.5cm$)에 충진하였다. 전엽체 1g과 증류수 25mL를 핸드블랜더로 10초간 분쇄하여 토양표면에 분주하는 실험방법을 사용하였다. 재배환경은 온도 $25{\pm}1.0^{\circ}C$, 광도 $43{\pm}2.0{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, 광주기 16/8h(light/dark)로 유지하면서 12주간 재배되었다. 실험결과, 원예상토 단용, 원예상토와 펄라이트가 2:1(v:v)로 혼합된 토양, 원예상토와 마사토가 2:1(v:v)로 혼합된 토양에서 각 31.7, 24.3, 19.3개의 포자체가 생산되었다. 한편 포자체의 생육은 원예상토 단용 토양에서 엽수, 엽장, 엽폭 등의 수치가 비교적 우수하였다. 따라서 차꼬리고사리의 전엽체는 MS배지에 배양하고 증식된 전엽체를 원예상토에 분주하여 포자체의 형성을 유도하는 것이 가장 효과적이었다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제19권4호
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• pp.297-302
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• 1999

알파파의 재분화된 식물체로부터 다량의 이차체세포배를 유도하였으며, 이들 체세포배로부터 재분화되는 식물체의 획득빈도를 향상시키기 위하여, 캘러스에서 유래된 배의 형태 및 형태별 유식물 분화 양상에 관한 실험을 수행하였다. 2,4-D 농도에 따라 체세포배의 형성에 차이를 나타내었는데, 생장조절제가 첨가되지 않았거나, 2,4-D가 $0.1mg/{\ell}$ 첨가된 배지에서 형성된 배는 약 57% 이상이 2개의 자엽을 갖은 정상배였으며, 2,4-D 농도가 증가할수록 정상체세포배의 출현빈도는 감소하였고, 2,4-D $4mg/{\ell}$에서는 10%만이 정상배로 나타났다. 배의 형태에 따른 발아율 및 유식물 분화양상을 조사한 결과, 2개의 자엽을 갖는 정상배의 경우는 발아율이 85%로 가장 높았으며, 정상식물체로 발육되는 비율도 80%로 나타났다. 그러나 자엽이 1개 또는 3~4개인 배는 정상적으로 발육되는 식물체의 비율이 10% 이하로 매우 낮았으며, 자엽이 5개인 배와 나팔모양의 배는 정상적인 식물체로 발달하지 못하였다.

• 식물조직배양학회지
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• 제24권6호
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• pp.369-374
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• 1997

카네이션의 종묘 급속증식 기술 및 형질전환 연구의 기초 연구로서 체세포배발생 조직배양 방법을 개발하고자 수행되었다. 'Desio' 카네이션의 20 mm 이하의 미숙화뢰를 2,4-D가 1 ㎎/L 함유된 MS 기본배지에서 배양하면 배발생 캘러스가 5-l0%의 효율로 유도되었으나, 줄기 정단분열조직, 잎, 절간조직과 20 ㎜ 이상의 화뢰에서는 비배발생 캘러스만이 형성되었다. 동일한 배양방법을 16품종의 절화용 카네이션에 적용한 결과, 7품종에서 배발생 캘러스를 유도할 수 있었다. 일부 배발생 캘러스 세포주는 120주 이상 배발생능 상실 없이 계대배양을 통해 증식할 수 있었으며, 액체 진탕 배양을 통해 배발생 세포괴 상태로 급속 증식하는 배양체가 획득되었다. 배발생 캘러스 또는 액체배양 배발생 세포괴를 호르몬이 포함되지 않은 MS 한천배지에 이식하며 2-3주내에 체세포배 발생을 통하여 식물체가 재분화되었다. 토양이식된 식물체는 정상적으로 생장하여 20주 후 개화하였다.

• 식물조직배양학회지
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• 제22권4호
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• pp.235-240
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• 1995

식물세포의 형질전환을 위한 새로운 표지유전자의 개발은 식물유전공학의 중요한 관건이 되고 있다. 본 실험은 독성 adenosine 유도체인 9-$\beta$-D-arabinofuranosyl adenine (Ara-A)과 cordycepin등에 저항을 나타내는 adenosine deaminase (ADA) 유전자를 새로운 식물세포의 형질전환용 표지유전자로 사용코자 수행하였다. 정상식물체에서는 치사하는 농도인 Ara-A 100 $\mu$M과 cordycepin 50 $\mu$M이 함유된 선발배지에서 ADA 유전자에 의하여 형질전환된 연초식물체는 생존이 가능하였으며 성공적으로 형질전환체를 선발할 수 있었다. 또한 형질전환된 연초식물체에서 획득한 종자도 동일한 선발배지에서 ADA 유전자가 유전된 종자와 유전되지 않은 종자를 쉽게 구별할 수 있었다. 이런 결과는 동물유전자인ADA 유전자를 연초조직의 새로운 형질전환용 표지유전자로 사용할 수 있음을 시사한다.

• 원예과학기술지
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• 제31권3호
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• pp.352-358
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• 2013

포도 4배체 'Fujiminori'에 3배체 'Summer Black'을 인공교배하여 얻은 미숙배의 발아 및 식물체 분화를 목적으로 MS 배지에 $GA_3$와 Coconut water(CW)를 농도별로 첨가하여 배배양을 실시하였다. 'Fujiminori'에 'Summer Black'을 교배하여 64.3%의 미숙배를 얻을 수 있었고, 미숙배를 기내 배양한 결과 $GA_3$ 모든 처리구(0.01, 0.05, 0.25, $1.25mg{\cdot}L^{-1}$)에서는 95% 이상의 발아율을 나타내었으나, 15.8-31.6%만이 정상적인 식물체로 생장하였다. 또한 $GA_3$의 농도가 높아질수록 하배축은 신장되었고, 비대생장은 억제되었다. CW 모든 처리구(5, 10, 15, 20%) 중에 CW 10%와 CW 15% 처리구에서는 각각 68.4%와 66.7%로 많은 식물체를 획득할 수 있었다. 또한 줄기의 길이생장, 마디수, 발근수는 CW 10% 처리구에서, 뿌리길이는 CW 15% 처리구에서 양호한 결과를 나타내었다. 따라서 포도 4배체 'Fujiminori'와 3배체 'Summer Black'의 인공교배를 통해 얻어진 미숙배의 발아 및 생장을 위해서는 CW 10-15%를 첨가한 MS 배지를 이용한 배배양이 효과적이다.

• 식물조직배양학회지
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• 제25권4호
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• pp.273-276
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• 1998

생장점 배양에 의한 바이러스 무병주 생산 여부를 판단하고자 바이러스 감염실태를 조사한 결과 지황1호와 국내재래종 모두 여러 종류의 바이러스에 감염되어 있었고 주종바이러스는 potexvirus와 TMV였다. 생장점 배양시 신초형성은 kinetin 첨가 배지에서 가장 양호하였으며 2.4-D 첨가 배지에서는 캘러스로 발달하였는데 캘러스로부터 다수의 신초를 획득할 수 있었다. 기내 재분화 식물체의 투과전자현미경(TEM)과 지표식물을 이용한 바이러스 검정결과 생장점 배양 유래의 식물체들은 83.3%가 바이러스 무병주임을 확인할 수 있었다.

• 미생물학회지
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• 제37권4호
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• pp.305-311
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• 2001

다양한 식물병원성 진균을 방제하기 위하여 온천수로부터 1종의 동물병원성 진균과 12종의 식물병원성 진균에 항진균 활성을 갖는 고온성 세균을 분리하였으며 Bacillus subtilis YS1으로 동정되었다. 분리 균주의 감마선($Co^{60}$)에 대한 감수성 조사 결과, $D_{10}$ value는 2.08 kGy로 20 kGy 의 방사선량에서도 생존 가능한 방사선 저항성 균주였다. 방사선 조사를 이용하여 5종의 돌연변이체를 유기하였으며, 이 중 B. subtilis YS1-1009 돌연변이체는 Botryoshaeria dothidea에 대한 항진균 활성의 증가 및 4종의 식물병원성 진균에 대하여 항진균 활성이 감소하는 종특이적 항진균 활성 변화를 나타내었다. 또한 상용농약인 tebuconazole에 대하여 저항성을 나타내었으며 17종의 다른 농약에 대해서도 전체적으로 야생형 균주에 비해 저항성이 증가하였다. B. subtilis YS1-1006 돌연변이체는 copper hydroxide에 저항성을 나타내었으며, B. subtilis YS67 돌연변이체는 항진균 활성이 소실된 tryptophan 및 proline 또는 uracil 및 arginine 영양요구성 돌연변이체였다. 이러한 결과로부터 극한 환경에서 분리한 본 분리균주는 환경친화적으로 진균에 의한 식물병을 방제할 수 있으며 방사선을 이용한 돌연변이체 유기는 기능성 균주의 개량이나 작용기작 연구를 위한 돌연변이체의 획득에 매우 효과적인 방법이라 사료된다.