• 생명과학회지
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• 제11권6호
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• pp.509-516
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• 2001

까마중의 부위별 DPPH free radical 소거활성은 뿌리에서 가장 높았고, 줄기, 전부위, 열매 잎 그리고 꽃 순으로 높았다. 추출방법간의 DPPH free radical 소거활성은 80%methanol에 침지하여 추출한것보다는 $80^{\circ}C$에서 80% meth-anol에 흰류추출한것이 높았다. Sephades LH-20 column chromatography에 의하여 분획된 L6의 DPPH free radical 소거활성은 ethy acetate 분획 추출물보다 6.7배 높았다. 분획물내의주요물질은 2, 6-methano-3-benzazocin-11-ol, 2[1h]-pyridinethione 및 2-hydroxy-5 methylbenzaldehyde로 phenolic 화 물이었다. 줄기와 뿌리의 POD및 SOD 활성은 타 부위에 비하여 높은 활성을 나타내었고, 생육기간에는 파종 후 60일후에서 활성이 가장 높았다. PODdmlehddnl gth 패턴은 뿌리에서 10개의 band로 가장 많았고 그중 8개의 band가 식물체의 부위별로 차이가 있어Tdmaul, SOD의 동위효소 패턴은 잎에 5개의 band로 가장 많았고 그중 2개의 band가 식물체의 부위별로 차이가 있었다.이가 있었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제47권2호
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• pp.157-163
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• 2020

급속한 산업화와 인구증가에 따른 심각한 환경과 식량문제는 인류의 생존을 위협하는 가장 중요한 현안문제로 대두되고 있다. 또한, 인구 증가에 따른 식량부족을 해결하기 위하여 농약과 화학비료의 무분별한 사용으로 인하여 농토는 산성화되어 황폐화가 되고 있고 먹이사슬 및 자연생태계의 파괴는 더 많은 농약의 사용을 필요하고 있다. 과다한 농약 사용으로 경제적인 부담의 가중과 잔류 농약으로 인한 소비자의 건강을 위협하고 있다. 또한, 증가된 화석연료의 사용은 공기중의 이산화탄소를 증가시켜 지구 온도의 상승을 초래하고 있으며, 결과적으로 기상이변, 지구온난화 및 사막화 등의 심각한 환경문제를 초래했다. 특히, 서늘한 기온에서 잘 자라는 배추, 무우, 감자 등의 고령지 농작물의 질적인 저하를 초래하여 피해가 증가하고 있지만, 최근들어 감자와 같은 알카리성 건강식품의 붐으로 수요가 증가되고 있다. 본 연구에서 환경스트레스에 관여하는 대두의 특이적인 칼모듈린, GmCaM-4 유전자를 감자에 과발현 시켜서 PR 유전자들의 발현이 지속적으로 유지되어 식물방어 기작이 활성화 되었음을 확인하였다. 또한, 그 형질전환 식물체는 초민감성 세포사멸 현상을 보였고, 무름병을 일으키는 병원균인 Erwinia carotovora subsp. Carotovora (Ecc)를 이용하여 GmCaM-4가 과발현된 감자에서 병 저항성이 증가하는 것을 확인 하였다. 최종적으로 지금까지 많이 연구되고 보고된 유전자원인 대두의 GmCaM-4 유전자를 활용하여 주요 식량자원인 감자에서 과발현 형질전환 식물체를 확보하여 다양한 병 저항성 증가를 통한 작물 생산성 향상에 매우 우수한 기술로 기대되는 바이다.

• 생명과학회지
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• 제27권5호
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• pp.536-544
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• 2017

미선나무 미성숙 종자는 물푸레나무과의 관목으로 전세계적으로 1속 1종의 중요한 식물자원이다. 대한민국에서는 미선나무 자생지를 보존하고 멸종위기식물로 보호하고 있다. 이러한 이유로 미선나무 미성숙 종자에 대한 연구는 미비하다. 본 연구에서 미선나무 미성숙 종자의 항산화 활성과 미백 관련 단백질인 tyrosinase, TRP-1, TRP-2, MITF의 단백질 발현 및 mRNA 수준의 발현 억제 활성을 확인하였다. 미선나무 미성숙 종자는 활성산소종에 효과가 뛰어났으며, 활성산소종은 노화, 염증, 암 등 다양한 질병을 야기시킨다. 항산화 활성은 DPPH, ABTS 라디칼 소거활성 및 환원력을 평가하였으며, 이러한 활성은 페놀류 화합물과 관계가 있는 것으로 알려져 있다. 페놀류 화합물은 천연 폴리페놀이라고 불리는 파이토케미칼로서 다양한 환경적 요인에 의한 식물 방어 기작의 일환으로 생성되는 2차 대사산물이다. 페놀류 화합물은 노화, 항암을 포함한 많은 인간의 건강에 긍정적인 영향을 준다고 알려져 있다. 미선나무 미성숙 종자는 tyrosinase, TRP-1, TRP-2 단백질 및 mRNA를 조절하였으며, 이러한 요인은 멜라닌 생합성에 중요한 역할을 한다. 또한 microphthalmia-associated transcription factor (MITF)의 단백질 및 mRNA를 억제하였다. MITF는 Tyrosinase, TRP-1, TRP-2의 발현과 전사에 연관된 인자로 알려져 있다. 미선나무 미성숙 종자의 미백활성, 페놀류 화합물, 항산화 활성 사이의 연관관계를 확인하였으며, 결론적으로 미선나무 미성숙 종자는 천연 식물 자원으로부터 얻을 수 있는 항산화제 및 피부 미백을 위한 기능성 화장품 원료로 사용될 수 있다.

• 한국식품과학회지
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• 제37권6호
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• pp.976-982
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• 2005

Sprague-Dawley 계열의 흰쥐를 perfusion시킨 후 분리한 뇌조직을 이용하여 뇌의 산화적 손상을 억제할 수 있는 식물체 및 항산화제의 활성을 조사하였다. 뇌의 산화적 손상 유도를 위해서는 활성산소원으로 $2.5{\mu}M$ ferrous sulfate와 7.5mM hydrogen peroxide를 뇌조직 homogenate에 첨가하였으며 손상의 정도는 malondialdehyde와 4-hydroxyalkenal 총 함량으로 표현되는 지질 과산화도(LPO)를 이용하였다. $37^{\circ}C$에서 10분간의 처리 시 LPO는 4.1에서 6.9nmol/mg protein 증가하였다. 한편, 식물체들의 뇌 손상 억제 효과를 분석하기 위해, 68종의 식용식물체로부터 수용성 추출물을 조제한 후 이를 활성산소 처리 전에 뇌 조직 homogenate에 첨가함으로써 지질산화 억제 정도를 비교하였다. 그 결과 엽채류에서는 아욱, 열무잎, 비름, 무순, 셀러리 등이, 근채류에서는 조림감자, 생강, 고구마 등이 80% 이상의 LPO억제 효과를 나타냈다. 과채류와 과일에서는 풋고추, 꽈리고추, 쥬니키, 가지, 아보카도, 오렌지, 바나나 등이 60% 이상의 효과를 보였으며, 버섯류에서는 팽이버섯, 양송이버섯, 표고버섯, 새송이버섯, 느타리버섯 순으로 효과가 높게 나타났다. 한편, 32종의 항산화제 중에서는 (+)catechin(91%), (-)epigallocatechin gallate(85%), (-)epicatechin gallate(83%), kaempferol(83%), chlorogenic acid(78%), melatonin(75%), ${\alpha}-tocopherol(69%)$ 등이 산화적 뇌 손상 방어에 우수한 것으로 나타났다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제29권4호
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• pp.265-275
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• 2002

주요 농작물에서 건강-방어용 flavonoids 생성, phytoalexin (isoflavonoid, flavanol, proanthocyanidin)의 생성 및 소절을 통한 식물의 저항력 증대, 색소 (flavonol, anthocyanin)의 합성에 의한 자외선 방어, nod 유전자 inducer (flavones, isoflavones)의 대량 발현에 의한 혹 형성 (nodulation) 효율증대 등은 대사공학 적으로 향상 가능한 부분들이다. 파란 꽃을 개화하는 품종이 카네이션, 국화, 장미 등 중요 장식용 화훼작물들에는 결핍되어 있는데,이는 F3'5'H 유전자가 없어서 파란색 delphinidin 색소를 생산할 수 없기 때문으로 추정된다. 따라서 F3'5'H 유전자를 형질전환 하여 이러한 제한을 극복하고 delphinidin 유도체 생산이 가능하게 되면 파란색 꽃의 생산 가능성을 증대시킬 수 있게 된다. 또한 영양학적인 측면에서 이미 중요한 생리적 기능이 밝혀진 catechin을 비롯한 proanthocyanidin 과 anthocyanin은 의약품 및 식품첨가제 등 다양한 분야에서 크게 시장성을 넓히고 있어 상업적 측면에서 대사공학의 유망한 목표가 되고 있다. 최근의 대사공학 분야에서의 많은 성공에도 불구하고, flavonoid에 대한 고도의 대사공학 조절을 이용하여 원하는 flavonoid 화합물을 생성하거나, 원치 않는 flavonoid 화합물을 억제하도록 하는 데는 여전히 기술적 문제점들이 남아있다. 예를 들면 IFS와 FLS 등의 유전자 분리 그리고 조직 및 시기 특이적인 promoter 개발 등이 동시에 이루어져야 하며, co-pigmentation 및 액포 pH와 관련된 메카니즘에 대한 이해, 화훼작물들의 형질전환 기술 개발 등이 이루어져야 원하는 꽃의 착색 조절이 가능하게 될 것이다. 최근 나팔꽃에서 액포의 $Na^{＋}$H$^{＋}$ exchanger를 파괴하여 화색을 변경시킨 mutants 연구를 통하여 조만간 액포 pH의 조절을 이용한 식물 대사공학이 가능할 것으로 기대되고 있다 (Yamaguchi et al. 2001). 아직 자연계에서 기본적인 골격의 변경만으로 수천 종류의 flavonoid가 생성 가능한가는 여전히 의문점으로 남아 있으나, 분명한 것은 다양한 식물 체계에서의 노력으로 농업, 원예, 그리고 영양분 증대를 위한 flavonoid 대사를 어떻게 조절할 것인가에 대한 정보를 얻을 수 있고, 또한 flavonoid 생합성 연구로부터 얻어진 정보들을 통하여 세포질 대사와 기본적인 생물학적 현상에 대한 이해를 넓힐 수 있게 될 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제43권3호
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• pp.359-366
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• 2016

자주달개비는 닭의장풀과의 다년생 식물로, 자주달개비의 수술털은 이온화 방사선에 노출될 경우 분홍색 또는 흰색으로 체세포 돌연변이가 쉽게 일어나 방사선 지표식물로 생물학적인 반응 연구 등에 효과적으로 이용되어 왔다. 본 연구에서는, 자주달개비 BNL 4430을 대상으로 50, 250, 500, 1000 mGy에 해당하는 감마선($^{60}Co$)을 조사한 후 13일차에 있는 샘플을 대상으로 만개한 꽃을 채취하여 RNA를 추출하였다. 추출한 RNA를 바탕으로 Illumina Hi-seq를 이용하여 각 선량에 해당하는 전사체 및 특이발현유전자(Differentially expressed genes, DEGs)를 분석하였다. 전사체는 총 77,326개로, 방사선 비처리구에 비해 2배 이상 상향 발현된 유전자는 50 mGy에서 116개, 250 mGy에서 222개, 500 mGy에서 246개, 1000 mGy에서 308개로 밝혀졌으며, 이 중 각 선량별 특이적으로 반응하는 유전자인 heat shock protein 70 famaily protein, IQ-domain 6, KAR-UP oxidoreductase, zinc transporter 1 precursor를 선발하여 13일차의 RNA 샘플을 대상으로 RT-PCR 및 qRT-PCR을 이용하여 저선량 방사선에 반응하는 유전자를 검정하였다. 검정 결과 DEGs data와 매우 유사한 양상을 보였으며, 선량별로 2.3배에서 최대 96.59배의 높은 발현을 확인하였다. 선발한 유전자는 대부분 세포 내 방어기작과 관련이 되어있는 유전자였으며, 이중 KAR-UP oxidoreductase의 경우 A. thaliana에서 발아와 관련이 있는 유전자로 알려져 있었는데, 이번 연구를 통해 저선량 방사선에 의해서 반응하는 유전자로도 확인이 되었다. 저선량 방사선에 노출된 자주달개비의 유전자 정보를 바탕으로, 저선량의 방사선이 식물체에 미치는 영향과 발현 기작을 연구하는 데에 분자적 수준의 정보를 제공할 수 있게 되었으며, 저선량 방사선의 생물학적 안정성 확보를 위한 감시 보조수단으로 자주달개비가 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제35권3호
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• pp.191-195
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• 1992

강낭콩 잎에서 에틸랜에 의하여 유도되는 분자량 30KD인 염기성 키틴분해효소를 정제하고 그 항균활성을 연구하였다. 이 단백질은 chitinase 활성과 lysozyme 활성을 가졌으며, Aspergillus fumigatus, Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum, Rhizoctonia solani의 균사 생장을 억제하였다. 그러나 함께 실험한 2종류의 미생물 chitinase, 달걀 lysozyme, 파파야 protease는 이들에 대한 항균작용을 갖지 않았다. 이상의 결과는 lysozyme 활성을 가진 식물 chitinase가 병원균의 균사생장을 억제하여 자신을 방어할 수 있음을 시사한다.

• Journal of Plant Biology
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• 제25권1호
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• pp.37-53
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• 1982

Pollen analysis from lake districts, Youngnangho, Wolhamji and Bangeojin, revealed vegetational patterns in Korea. The pollen stratigraphy was divided into five zones, zone L, I, II, IIIa and IIIb for the past 15,000 years. During zone L (earlier than 10,500 yr BP), late-glacial period, Youngnangho was vegetated with a coniferous forest dominated by spruce, larch, haploxylon pine and fir with considerable amount of herbs. Zone I(10,500~7500 yr BP) was predominantly herbaceous vegetationj with significant amount of oak and diploxylon pine. It suggests that the overall environment became milder and drier than late-glacial period. Zone II(7,500~4,000 yr BP), hypsithermal period, showed significant warming condition, indicated by high pollen concentrations of oak, diploxylon pine and hornbeam, and by more diverse flora of deciduous broad-leaved trees than before. Herbs were not an important part of vegetation. Zone III$^a$(4,000~1,500 yr BP) had pine and oak as main elements. Birch increased slightly while hornbeam decreased in this time. It indicates cooling condition. Zone III$^b$(1,5000-present) which can be called pine period showed obvious human interference. Following forest clearance, agriculture was intensified. The beginning of logging and agriculture was discernible by a sudden decline of arboreal species and by considerable amount of rice, buckwheat, sorrel and plantain. Numerous charcoal fragments were observed in zone I and zone III$^b$.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제15권2호
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• pp.75-85
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• 1990

Kalsruhe원자력 연구소(KfK) 주변의 방사능 측정자료로부터 피폭선량을 계산하였다. 식물성 식품의 섭취가 가장 중요한 피폭 경로였고, 식품중의 자연방사성 동위원소인 K-40 과 Pb-210이 주요 피폭원이었다. 인공방사능에의한 피폭은 대부분 지표에 침척된 Cs-134 와 Cs-137으로부터 방출되는 감마선 때문이었다. KfK주변환경에서의 유효선량당량은 ICRP의 권고제한치보다 훨씬 적은 값이었다.

• 농약과학회지
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• 제17권4호
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• pp.388-393
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• 2013

Bacillus vallismortis strain EXTN-1은 근권세균으로써 생육촉진 효과와 함께 광범위한 식물 병 방제효과가 보고되어있다. 본 연구에서 EXTN-1으로부터 방출되는 휘발성 유기 화합물도 식물의 생육촉진과 방어시스템에 관여를 하는지 확인하기 위해 수행되었다. I-plate 시스템에서 각기 다른 배지(TSA, LBA, NA, KBA, PDA)에 EXTN-1을 배양하였을 때, KBA배지에서 가장 높은 생육촉진현상이 확인되었고 TSA, LBA, NA, PDA 배지에서도 생육촉진을 확인할 수 있었다. 생육촉진 현상에 $CO_2$가 관여 할 수 있지만 TSA, PDA, LBA의 배지에서는 $CO_2$와의 관계없음을 확인 할 수 있었다. SPME-GC/MS를 이용해 휘발성 유기화합물을 확인한 결과, 가장 많이 방출되는 휘발성 유기화합물은 3-Hydroxy-2- butanone으로 각 농도 (10 ppm~0.001 ppm)에서 생육차이와 발병도를 확인하였다. 1 ppm에서 생육은 무처리에 비해 2.6배 증가한 반면에 0.001 ppm에서 1.2배로 가장 적게 증가하였고 발병도는 10 ppm에서 46%, 0.001 ppm에서 65%로 가장 높게 발병되었지만 무처리(91%)에 비해 낮았다. 이러한 효과는 EXTN-1으로부터 방출되는 휘발성 유기 화합물이 식물의 생육촉진과 병에 대한 저항성 발현에 관여한다고 볼 수 있다.