• 생명과학회지
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• 제18권3호
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• pp.304-310
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• 2008

고온 단백질 heat shcok protein 70 (HSP70)은 분자샤페론으로써 환경스트레스와 발달단계 동안 단백질을 보호하고 합성하는 다양한 과정에 관여하는 기본적인 단백질이다. 하지만 그 생물학적 기능이 식물에서 아직 정확하게 밝혀지지 않았다. 이에 본 연구에서는 담배에서 고온에 의해 유도된 HSP70인 NtHSP70-1 (AY372069)를 분리하여 그 기능을 연구하였다. NtHSP70-1의 고온 내성 기능을 분석하기 위해 NtHSP70-1이 식물 형질전환용 벡터인 pBKS1-1에 sense 또는 antisense 방향으로 도입되어 형질전환된 식물체와 pBKS1-1만 도입된 형질전환 식물체들을 제조하였다. 형질전환체에 있어서 NtHSP70-1의 발현량은 western blot 분석법을 사용하여 수행하였고 확인된 형질전환체들은 고온 내성 기능분석에 이용되었다. 그 결과 고온 환경에 있어서 NtHSP70-1이 과다발현된 형질전환체들은 그 클로로필의 함량과 생존율이 정상환경 일 때와 유사하였고 반대로 벡터 또는 벡터인 pBKS1-1에 antisense 방향으로 도입되어 형질전환된 식물체들은 클로로필의 파괴로 인한 감소된 생존율을 나타내었다. 고온 처리된 형질전환 식물체에서 클로로필의 함량비교 결과로 NtHSP70-1이 클로로필을 보호함으로써 식물의 고온내성에 기여함을 알 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제13권1호
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• pp.83-89
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• 2003

엽록체 small HSP의 기능을 조사하기 위하여 벼로부터 분리한 엽록체 small HSP를 구성적으로 발현하는 형질전환 식물체를 제작하였다. 먼저 고온 스트레스 조건하에서의 형질전환 식물체의 내열성을 chlorophyll 형광으로 측정하여 분석하였다. Leaf disc를 고온 스트레스 조건에서 5분간 처리한 후, 광화학계 II의 불활성화를 나타내는 Fo 값과 증가치를 조사하였다. 형질전환 식물체는 고온 스트레스 하에서의 Fo 값의 증가가 현저하게 감소하였다. 또한 무균적으로 Petri dish에서 재배한 유식물체를 치사온도인 $52^{\circ}C$에서 45분간 처리한 후, $20^{\circ}C$ 에서 계속적으로 배양하였을 때, wild-type 식물체는 전부 고사하였으나, 형질전환 식물체의 약 80%는 정상적으로 생존하였다. 또한 과발현된 Oshsp26 단백질의 축적량이 많을수록 내열성의 정도도 증가하였다. 이러한 결과는 엽록체 small HSP가 고온 스트레스 하에서 광합성기구를 보호함으로서 식물체의 내열성을 증가시키는데 있어서 중요한 기능을 담당하고 있음을 나타낸다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제17권
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• pp.15-20
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• 1999

엽록제 small HSP의 기능을 조사하기 위하여 항상적으로 발현하는 형질전환 식물체를 작성하였다. 고온 스트레스 하에서의 형질전환 식물체의 고온내성을 chlorophyll 형광으로 측정하였다. Leaf disc를 고온조건에서 5분간 처리한 후, 광화학계 II의 불활성화를 나타내는 Fo 값의 증가 또는 Fv 값의 감소치를 조사하였다. 형질전환 식물체는 고온 스트레스 하에서의 이들 값의 증감율이 현격히 감소하였다. 또한 유식물체를 $52^{\circ}C$에서 45분간 처리한 후, $25^{\circ}C$에서 계속적으로 배양하였을 때, 비형질전환 식물체는 전부 고사하였으나, 형질전환 식물체의 약 80%는 생존하였다. 이러한 결과는 엽록체 small HSP가 고온 스트레스 하에서 광합성기구를 보호하는데 있어서 중요한 기능을 담당하고 있음을 나타낸다.

• 식물조직배양학회지
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• 제27권3호
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• pp.219-226
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• 2000

야생종 토마토의 자가불화합성에 관여하는 S RNase 유전자를 자가화합성인 재배종 토마토에 도입하여 형질전환 식물체를 만들었다. 재조합 Ti-plasmid pBI-S$_{11}$을 제작하여 Agrobacteria를 이용한 leaf disc transformation방법으로 재배종 토마토에 형질전환시켰으며, Southern분석을 통해 형질전환 식물체의 염색체 내에 자가불화합성 유전자가 안정된 구조로 도입되었는지 확인하였다. 형질전환 식물체의 화주 단백질을 이용하여 RNase활성 염색을 하여 화주 내 5단백질의 활성을 확인하였다. 또한 형질전환 식물체의 화주 단백질을 이용하여 western분석을 수행한 결과, 야생종 토마토 유래의 자가불화합성 유전자에 의해 5단백질을 정확하게 발현하는 식물체를 확인, 선발하였다. 선발된 형질전환 식물체의 화분, 화주, 화변, 잎, 줄기 등 5개의 조직을 western분석하여 5 RNase 유전자가 야생종 토마토에서와 유사한 형태로 화주조직에서만 높게 발현되며 형질전환된 재배종 토마토에서도 조직 특이적으로 발현한다는 것을 확인하였다. 위의 결과로 야생종 토마토에서 자가불화합성에 결정적인 영향을 미치는 S RNase를 재배종 토마토에 발현시켰을 때 자가불화합성을 나타내는 재배종 토마토의 표현형은 변화가 없다는 것과 어떠한 형태적인 변화도 없다는 사실을 확인하였다. 그리고 배우자체 자가불화합성 기작에는 화주쪽의 S RNase 이외에 화분쪽의 또 다른 기구가 있다는 것을 추측할 수 있었다.

• 한국식물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국식물생명공학회 2004년도 생명공학 실용화를 위한 비젼
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• pp.130-130
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• 2004

• 생명과학회지
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• 제11권5호
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• pp.423-431
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• 2001

Agrobacterium에 의한 식물형질전환은 가장 일반적으로 많은 사용되는 식물형질전환 기술이냐 이 과정에서 관여하는 식물 유전자들에 대한 관여하는 식물 유전자들에게 대한 연구는 거의 전무한 상태다. 본 연구는 Agrobacterium의 감염에 저항성을 보이는 새로운 돌연변이들의 분리와 분석 연구에 연속하여 Agrobacterium에 의한 식물형질전환에 관여하는 Arabidopsis RAT3 유전자의 cDNA와 gemonic clone을 plasmid rescue 기술을 이용하여 분리하였다. 염기서열 분석결과, 매우 유사한 2개의 유전자가 (RAT3-1과 RAT3-2)약 600bp 간격을 두고 연속하여 존재함을 밝혔다. 그중 RAT3-1 이 mutagen으로 사용된 T-DNA에 의해 손상을 받아 rat3 돌연변이 형질이 유도되었다. RAT3 유전자의 단백질의 분자량은 15 kDa 정도이며 아미노 밀단에 분비를 위한 signal peptide를 가지며 단백질이 전체적인 매우 친수성인 것으로 미루어 세포막 밖으로 분비될 것으로 생각된다. 이들 유전자의 정확한 생물학적 기능에 대한 연구들이 수행 중이며, 이러한 기초연구는 식물형질전환 기술의 개발에 기여할 것이다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제39권1호
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• pp.25-31
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• 1996

식물체내 칼모듈린과 칼모듈린 메틸화의 기능에 대한 정보를 얻기 위하여 칼모듈린 유도체($lys{\rightarrow}ile\;115$ 칼모듈린)를 발현시킬 수 있고 하이그로마이신(Hygromycin) 내성을 보일 수 있는 형질전환 담배 식물체와 하이그로마이신 내성만 보일 수 있는 형질전환 담배 식물체(대조구)가 Agrobacterium-mediated 형질전환을 통해 만들어 졌다. 이들 형질전환 담배 식물체로 부터 얻은 씨앗의 하이그로마이신 내성과 민감성에 대한 비는 예상대로 3 : 1을 보였다. Western blot과 Chemiluminescence 방법을 병행하여 형질전환 식물체($F_1$)의 잎으로 부터 칼모듈린 단백질을 검출한 결과 칼모듈린 단백질이 발현 되었음이 확인되었다. 두 형질 전환 담배 식물체로 부터 얻은 씨앗의 발아에 미치는 표피살균제의 영향을 조사해본 견과 칼모듈린 형질전환체의 씨앗은 살균수의 처리만으로도 MS 배지에서 씨앗 주변에 곰팡이 등의 오염없이 정상 발아되었으며, 대조구는 살균수와 차아염소산나트륨 용액(유효 염소 함유량 4%)을 1 : 1 배합하여 처리해주어야 오염으로 부터 벗어날 수 있었다. 칼모듈린 유도체를 발현 시키는 담배 씨앗과 대조구 담배 씨앗의 발아에 미치는 칼슘 농도의 영향을 조사해본 결과 저 농도의 칼슘을 함유한 MS배지에서는 초기 발아율에 있어 별 차이가 없었지만 고농도(예, 30mM)의 칼슘 함유배지에서는 칼모듈린 형질전환체 씨앗의 발아가 대조구 형질전환 식물체 씨앗의 발아에 비해 월등하게 잘 되었다. 이와 같은 결과들로 부터 칼모듈린 유도체의 담배 세포내 발현은 각종 환경적 요인에 대한 담배 씨앗의 적응능력을 증진시키는 것으로 제안할 수 있겠다.

• 생태와환경
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• 제54권4호
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• pp.327-333
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• 2021

외래식물이 새로운 환경에 성공적으로 정착할 수 있는 이유를 설명하는 주된 두 개의 가설은, 외래식물이 새로 정착할 지역 군집 구성원들과 충분히 달라 경쟁을 피할 수 있기 때문이라는 것, 그리고 이미 적응하고 있는 그 지역 군집의 구성원과 유사하여 새로운 환경에 잘 적응할 수 있기 때문이라는 것이다. 본 연구는 낙동강변에 인위적으로 조성된 습지공원지역을 대상으로 외래(귀화) 초본식물과 자생 초본식물의 기능 형질을 조사하여 상호 비교 분석하여 앞의 두 가설 중 어느 가설이 맞는지 확인하고자 하였다. 식물 잎 형질 중, 잎 면적, 잎 면적비, 잎 두께, 잎 건조 중량, 잎 질소량, 잎 탄소량을 이용하여 분석한 결과, 외래(귀화)식물과 자생식물이 서로 구분되었고, 이는 외래(귀화)식물이 자생식물보다 잎 질소량이 높기 때문인 것으로 생각되었다. 높은 잎 질소량은 높은 광합성률과 연관되고 이는 효과적인 자원 이용 및 빠른 생장과 관련있음을 고려할 때, 본 연구지역에 정착한 외래식물 역시 이러한 기능적 특징을 가지고 있는 것으로 생각되었다. 본 연구 결과는 앞의 두 가설 중 외래식물과 자생식물의 기능적 차이가 외래식물 정착 성공을 결정한다는 가설을 지지하는 것으로 보인다.

• 생태와환경
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• 제56권4호
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• pp.384-392
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• 2023

식물의 기공은 이산화탄소와 수증기가 대기와 식물 사이를 이동하는 통로로 광합성 및 증산작용과 밀접하게 연관되는 중요한 생리적 기능 형질이다. 본 연구에서는 낙동강변에 서식하는 초본 식물종을 대상으로 자생식물과 외래식물 사이에 기공 형질에 차이가 있는지 조사 분석함으로써 낙동강변 식물 군집 내 기공 형질의 변이 양상을 파악하고, 또한 외래식물이 성공적으로 정착하는 이유를 알아보고자 하였다. 조사 결과, 같은 신장 모양 기공 형태를 가진 외래식물과 자생식물의 경우 기공밀도, 기공지수, 기공크기에 차이가 없었고, 이는 외래식물의 성공적 정착에 비어있는 생태적 지위가 꼭 필요한 것은 아님을 시사하였다. 기공밀도는 잎의 두께와 음의 상관관계를, 잎건조중량(LMDC)과는 양의 상관관계를 보였으며, 잎면적비(SLA)와는 상관관계가 없었다. 신장 모양기공을 가진 식물은 모두 양면기공형 잎을 가지고 있었고, 아령 모양 기공의 밀도 및 크기가 신장 모양 기공보다 작았다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2018년도 춘계학술발표회
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• pp.56-56
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• 2018

토마토에서 과형은 과실의 여러 가지 형질 중에서 눈에 가장 잘 띄는 형질이며, 소비자의 토마토를 구매를 결정하는데 많은 영향을 미치는 중요한 형질이다. 토마토의 과형을 결정하는 여러 가지 유전자 중에 OVATE는 둥근 토마토 과일을 서양 배 모양(pear shape)의 과일로 전환하는데 결정적인 역할을 하는 유전자이다. OVATE 유전자에 의해서 과일의 모양이 변하는 것은 조기종결 코돈을 초래하는 열성 돌연변이에 의해서 유도되며, 단백질의 C-말단 영역이 제거됨에 따라 그 기능을 상실하여 나타나는 현상이다. OVATE 유전자는 주로 식물의 생식기관에서 발현되며, 꽃에서는 개악하기 10일전부터부터 전사체가 만들어지고 발달중인 과실에서는 개약 후 8일까지 전사체를 확인할 수 있다. 토마토 분자육종 과정에서 과형 판별을 위해서 OVATE 유전자 연관 분자표지는 보고된 바 있으나 OVATE 유전자 유래 분자표지는 보고된바가 없다. 본 연구에서 국내에서 육성된 육종 라인들의 resequencing을 통해 OVATE 유전자 염기서열간의 SNP를 발견하고 이들을 dCAPS 마커로 전환하여 분자표지를 개발했다. 이러한 분자표지는 둥근 토마토(round)와 서양 배모양(pear shape)토마토 육종 프로그램의 효율성과 정확성을 향상시키는데 활용할 수 있을 것으로 기대한다.