• 생명과학회지
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• 제23권1호
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• pp.1-7
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• 2013

작물의 생산성 증가를 위해 염해 저항성 메커니즘을 이해하는 것이 중요하다. 식물의 염해 저항성에 관련된 유전자를 확보하기 위한 여러 가지의 선별방법이 개발되었다. 본 논문에서는 애기장대의 cDNA 라이브리를 염해감수성 효모인 cnb 돌연변이체에 삽입하여 염해 감수성 표현형을 회복하는 콜로니를 선발하였다. 이 선별방법을 통하여 34종의 cnb 돌연변이체의 염해 감수성을 회복하는 콜로니를 선별하였으며, 염기서열분석을 통하여 CaS와 AtSUMO1, AtHB-12 등 9종의 유전자임을 확인하였다. 이들 유전자 중 CaS의 발현이 염해 저항성을 증가시키는 것과 염해 처리에 의해 CaS의 유전자의 발현이 증가되는 것을 확인하였다. CaS 발현억제 형질전환체는 100 mM 염처리에 의하여 뿌리생장이 저해되었다. 또한 150 mM 염처리에 의하여 CaS 발현억제 형질전환체의 잎에서 백화현상을 나타내었다. 이러한 결과를 통하여 CaS 유전자가 효모와 식물에서 염해 저항성에 중요한 유전자임을 증명하였다.

• 한국자원식물학회지
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• 제20권5호
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• pp.389-397
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• 2007

벼의 캘러스를 대상으로 Tos17 활성 증가를 이용하여 새로운 돌연변이체의 유발 및 선발에 대한 연구는 많이 시도되어 왔다. 일품벼에서 배양된 캘러스를 이용하여 배양기간 및 배양조건에 따른 retrotransposon(Tos17)의 활성화를 유도함을 일차적인 목적으로 하고, 이에 따른 재분화 개체를 통하여 다양한 돌연변이체($M_1$)를 얻음과 동시에 세대의 진전에 따른 돌연변이체($M_2$, $M_3$)가 나타내는 표현형과 Tos17과의 연관성을 확인하여 특정 유전자의 cloning을 향후 목적으로 하고 있다. 1. 본 연구에서는 배양기간에 따라 총 371개체의 $M_1$ 돌연변이체를 얻었다. 2. 각각의 배양기간 단계별 재분화 식물체에서 얻어진 Tos17의 활성정도를 나타내는 Southern blot의 결과 normal 즉, 기본 식물인 일품벼는 5개의 copy수를 가지고 있는 것을 알 수 있었으며, 1개월 7개, 2개월 8개, 3개월 9.5개, 5개월 12개, 6개월 6개, 7개월 13.5개, 8개월 17.5개의 band를 확인할 수 있었다. 3. Tos17의 Southern blot의 결과, $3{\sim}5$개월의 배양기간이 경과해야만 기본 copy의 2배수로 Tos17이 활성화됨을 알 수 있었다. 향후 $M_1$돌연변이체의 세대진전을 통하여 $M_2$, $M_3$ 세대 등의 다양한 재조합 개체의 확보 및 분석이 중요하다. 또한 다양한 형태로 원하는 돌연변이를 선발하는 screening 방법을 개발하는 것이 시급하고 중요한 과제이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제36권1호
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• pp.87-95
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• 2009

Ferritin 유전자를 벼의 저장기관인 배유에 특이적으로 발현시킬 수 있는 glutelin, gGlobulin 및 zein 프로모터를 활용하여 쌀알에 최대로 발현시켜, 고부가가치를 가진 가공용 벼 품종을 육성하여 천연의 철 성분이 강화된 유아용 이유식 생산에 이용할 수 있으므로 유아들에게 천연의 철분을 안정적으로 공급할 수 있는 형질전환체를 육성하였다. 종자 저장단백질인 glutelin, globulin 및 zein의 프로모터와 ferritin 유전자를 pMJ21 vector에 pGBF, pGTF 및 pZ4F 등의 Ti-plasmid를 Agrobacterium에 도입하여 동안벼와 화신벼에 형질전환 하였다. 동안벼 종자를 사용하였을 때 pGBF 재조합 유전자는 19.2%, pGTF는 15.0%, pZ4F는 18.4%가 재분화되었고, 화신벼 종자를 사용하였을 때에는 pGBF 재조합 유전자는 6.7%, pGTF는 11.7%, pZ4F는 3.4%가 재분화되었다. 형질전환 벼의 ferritin 유전자의 도입여부는 PCR 분석과 Southern 분석으로 확인하였으며 ferritin 유전자의 유전자 발현은 Norihern 및 Western 분석에 의해 확인하였다. Southern blot 분석 결과로부터 각각의 배유특이 프로모터 유래 형질전환체 중에서 single copy로 도입된 개체를 선발 할 수 있었다. 또한 이들 형질전환 계통들에서 도입유전자의 발현량은 wild type 벼에 비하여 매우 높게 나타났다. 또한 철 단백질의 철분 축적 정도를 분석한 결과 Zein 프로모터를 사용한 형질전환 계통 (T1-2)에서 171.4 ppm으로 wild type과 비교하여 6.4 배의 철분함량 증가를 보였다. 그러나 globulin 및 glutelin 프로모터 유래 형질전환체에서는 wild type과 비교하여 $2.1{\sim}3.0$ 배의 철분함량 증가를 보였다. 벼 형질전환체들의 생육상황을 조사한 결과 초장은 변이 폭이 매우 크게 나타났으며, 대조품종과 비교하여 50%정도 감소한 왜성 및 이형 식물체도 출현되었다. 따라서 본 연구에서는 형질전환체 중에서 표현형 적으로 대조품종과 거의 같은 식물체를 선발하여 후대를 육성하였다. 육성한 T1 세대에서 형질전환체의 초장, 간장, 수장, 분얼수 및 등숙률을 조사한 결과 초장, 간장, 수장, 분얼수에 있어서는 대조 품종과 큰 변이를 보이지 않았으나 등숙률에 있어서는 $53.3{\sim}82.2%$의 비교적 큰 변이를 나타내었다.

• 원예과학기술지
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• 제30권3호
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• pp.338-341
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• 2012

한국에 자생하는 초롱꽃식물은 분화 및 조경용으로써의 이용가치가 높은 식물이다. 본 연구는 애기초롱꽃(C. punctata Lam.)을 모본으로, 자주초롱꽃(C. punctata Lam. var. rubriflora Mak.)을 부본으로 하여 표현형이 왜화된 $F_1$ 식물 '직녀'를 육 성하였다. 2001년 6월에 교배 시작하여 10월에 채종하였다. 이후 $5^{\circ}C$ 저온저장 후 2002년 3월에 파종하였다. $F_1$ 품종 특성으로는 화색은 자주색이며 초장, 엽장, 엽폭, 화경 등에서 각각의 모본에 비해 중간형질을 보였다. 개화특성은 각 소화경의 개화기간은 평균 14일이며, 식물체 전체 개화기간은 4개월이었고, 재배 시 추대를 위한 저온감응을 꼭 필요로 하는 식물로써 관수 시 과습은 피하는 것이 좋다.

• 한국작물학회지
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• 제68권3호
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• pp.134-146
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• 2023

콩 역병(Phytophthora root rot, PRR)은 난균(oomycete)인 Phytophthora sojae에 의해 발생하는 콩의 주요 병 중 하나로, 배수가 잘 안 되는 밭이나 습한 토양에서 심하게 발생한다. 역병의 피해를 효과적으로 줄일 수 있는 방법은 주로 역병 저항성 품종을 재배하는 것으로, 이는 저항성 유전자 Rps (resistance to P. sojae)에 대한 연구를 중심으로 이루어진다. 본 연구는 대풍 과 천알(계통명 SS0404-T5-76)을 교배하여 구축한 RIL (recombinant inbred line) 집단을 이용하여 콩 역병 균주40468과 연관된 저항성 유전자좌를 탐색하기 위해 수행되었다. 역병 균주40468에 대한 저항성 평가는 하배축 접종(hypocotyl inoculation) 방법으로 이루어졌다. 저항성 검정 결과, 천알은 저항성,대풍은 감수성을 보였고 집단 내에서는 계통들의 표현형이 분리되는 양상을 보였다. 집단 내에서 표현형 분포는 1:1 (R:S) (χ2 = 0.57, p = 0.75) 분리비와 일치하였으며, 이는 저항성 반응이 단일 유전자에 의해 조절됨을 나타낸다. 대풍, 천알과 각 RIL 계통들은 고밀도 SNP 유전자형 분석을 통해 데이터를 얻었고, 이를 바탕으로 유전자 지도를 작성하였다. 일원분산 분석(Single-marker ANOVA) 및 linkage analysis 결과, 18번 염색체의 55.9~56.4 Mbp에서 높은 통계적 유의성을 보였으며, 이 지역의 표현형 분산은 ~98%로 나타났다. 탐색된 영역은 다수의 선행연구에서 Rps의 위치로 보고된 지역과 겹치며, 콩 표준 유전체 정보를 기반으로 0.5 Mbp 범위 내에서 leucine-rich repeat (LRR) 또는 serine/threonine kinase(STK)을 합성하는 유전자 9개를 포함하고 있다. 천알은 역병 균주40468에 대한 저항성 유전자좌가 밝혀진 첫 국내 콩 품종으로, 본 연구에서 밝힌 천알의 저항성 유전자좌는 향후 역병 저항성 육종 및 연구에서 유용한 재료가 될 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제36권1호
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• pp.59-63
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• 2009

작물 스트레스 내성 연구의 궁극적인 과제는 가진 형질을 극대화하여 생산량을 증대하고 외부의 환경적인 요소로부터 피해를 최소화하는 것이다. 따라서 작물의 다양한 외부 환경적 스트레스에 대응하기 위한 연구들이 진행되고 있다. 특히 세포 내 신호전달 과정의 이차매개체인 칼슘에 대한 다양한 연구들이 진행되고 있지만 아직까지 많은 부분이 밝혀져 있지 않다. 본 연구는 모델식물인 애기장대를 이용하여 세포 내 칼슘의 주요 저장소인 액포로 칼슘을 수송하는 역할을 수행하는 $Ca^{2+}$-ATPase의 형질전환 식물을 이용하여 세포 내 칼슘의 신호전달과 식물 생물학적 기능을 알아보았다. ACA11-GFP 유전자가 형질전환된 식물에서 흥미롭게도 ACA11 유전자가 발현 침묵됨으로써 세포 내 칼슘농도 항상성 조절과 신호전달 과정에 문제가 발생하고 세포질 내 활성산소가 증가되어 결국 형질전환체의 잎에서 HR과 같은 세포사멸을 유발한다는 것을 제시하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제33권6호
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• pp.501-507
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• 2000

한국산 거머리말속 중 동해 연안에 자생하는 식물의 분포와 생육지 환경의 특성을 파악하기 위해 1998년 6월부터 2000년 7월까지 중부 동해안의 화진포에서부터 남부 동해안 대변까지 조사하였다. 동해 연안에 자생하는 거머리말속은 거머리말, 왕거머리말과 포기거머리말 3종이 조사되었다. 거머리말 생육지는 기수호, 항과만의 수심 $1.3{\~}5.6 m$의 sand와 muddy sand 퇴적 환경에서, 왕거머리말은 수심 $8.5{\~}15.0 m$의 개방된 연안의 sand 퇴적 환경에서 출현하였다. 포기거머리말은 덕산항과 대변항에서 그 생육지가 처음 보고되었으며, 거머리말보다 깊은 지역에서 함께 생육하였다. 거머리말속의 식물 형태는 영양지와 생식지로 구분되었으며, 거머리말 영양지의 길이는 일산의 66.8cm에서부터 감포항의 110.0cm까지, 생식지의 길이는 화진포의 128.0cm에서부터 감포항의 277.8cm까지 생육 지역과 수심에 따라 다양하게 출현하였다. 왕거머리말은 영양지와 생식지가 $64.0{\~}75.7 cm$ 범위로 새로운 표현형으로 생육지의 수심에 영향을 받는 것으로 판단된다. 포기거머리말은 영양지와 생식지가 64.9{\~}70.3 cm$로 생식지가 좀더 길게 성장하였다. 영양염의 농도는 동해 남부 지역이 중부 지역보다 높게 나타났다. 동해안에서 자생하는 거머리말속 식물의 분포는 퇴적 환경보다는 종에 따라 생육 장소(만, 항구와 개방 연안 등)와 수심에 영향을 받고, 수심과 같은 생육 환경의 차이는 식물체의 형태 변이에 영향을 미치는 것으로 조사되었다.

• 원예과학기술지
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• 제19권4호
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• pp.459-464
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• 2001

감자 품종 'Kennebec'과 육종 계통 ND 860-2의 잎 절편을 식물 생장조절제 indole acetic acid(IAA)와 zeatin riboside의 다향한 조합이 포함된 Murashige-Skoog 배지에서 배양하였다. 신초, 뿌리 및 캘러스가 다양한 식물생장조절제 조합으로부터 유기되었으며 두 품종 공히 $3.5mg{\cdot}L^{-1}$ IAA와 $4.0mg{\cdot}L^{-1}$ zeatin riboside를 포함한 배지에서 가장 많은 소식물체를 유기하였다. 뿌리가 유기된 재분화개체를 온실에서 재배한바 $7.0mg{\cdot}L^{-1}$ IAA와 $3.0mg{\cdot}L^{-1}$ zeatin riboside이 포함된 배지에서 재분화된 개체의 생육이 다른 처리구에 비해 유의성 있게 좋았다. ND 860-2의 경유 $3.5mg{\cdot}L^{-1}$ IAA와 $3.0mg{\cdot}L^{-1}$ zeatin riboside의 배지로부터 재분화된 개체의 잎에서 chlorophyll이 결핍되어 부분적으로 옅은 황색 부분이 나타나는 chimera를 발견하였으며 재분화개체로부터 tuber 수, 크기 및 무게 등 표현형의 변이가 나타났다.

• 환경생물
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• 제40권3호
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• pp.341-351
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• 2022

다양한 환경 스트레스 중 습해 스트레스의 경우 기타 가뭄이나 저온, 고염 등에 비하여 메커니즘과 생화학적 이해가 부족한 실정이다. 본 연구는 습해 스트레스 하에서의 밭작물의 효소활성에 대하여 조사하여 습해 스트레스에 대한 이해와 조기 진단을 위한 기초자료로 활용하고자 수행하였다. 국내의 주요 밭작물인 참깨, 들깨, 팥, 수수, 콩 등을 대상으로 침수 스트레스를 주었을 시 생육도와 식물 내부의 변화에 대하여 조사하였는데, 스트레스를 받을 경우 지하부는 물론 지상부에서도 생육의 저하가 일어나는 것을 확인하였다. 식물체 내에서는 침수 스트레스에 의하여 혐기적 발효가 일어나 대조군에 비하여 ADH의 활성이 높아지는 것을 확인하였으며 스트레스를 받을 시 발생하는 ROS에 의한 변화 또한 확인하였다. 습해를 받은 식물들 모두 POD 활성과 lipid peroxidation이 증가하였고 이를 시각화한 DAB 염색에서도 염색 강도가 대조군에 비하여 진하게 염색되었다. 지상부에서 표현형의 변화보다 식물 체내의 효소활성의 변화가 비교적 빠르게 나타나므로 추후 작물들의 습해 스트레스 조기진단을 위한 생체지표로써 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 원예과학기술지
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• 제32권1호
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• pp.91-99
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• 2014

본 연구는 배추에서의 저온 저항성 유전자를 개발하는데 목적이 있으며 이를 위해 먼저 저온($4^{\circ}C$) 스트레스가 처리된 내혼계배추를 대상으로 한 KBGP-24K oligo chip의 결과 [BrEMD(Brassica rapa EST and Microarray Database)]를 분석하였다. 그 결과 23,929개의 배추 unigene 중 저온 처리시 대조군 대비 5배 이상 발현이 증가하는 417개(1.7%)의 저온 반응 유전자를 1차 선발하고, 이들 중 기능이 정확히 알려지지 않았으나 완전장을 갖추고 있는 BrCSR로 명명한 유전자를 선발하였다. 이 유전자의 저온 저항성을 분석하기 위하여 형질전환용 과발현 vector인 pSL101 binary vector를 제작하여 담배에 형질전환시켰다. BrCSR이 과발현된 $T_1$ 세대 담배 형질전환체들은 PCR과 Southern hybridization 분석에 의해 선발하였고, BrCSR의 기능은 저온 처리 시 유전자의 발현 수준 분석과 표현형 검정을 통해 확인하였다. Quantitative real-time RT-PCR과 Northern blot hybridization 분석 결과, 형질전환 담배에서 BrCSR의 발현이 대조군보다 약 2배 정도 높게 발현되었으며 실제로 $4^{\circ}C$ 처리 후 표현형 분석에서 BrCSR이 과발현된 형질전환체들이 대조군보다 우수한 저온 저항성을 보여 주었다. 위 결과들에 근거하여 BrCSR 유전자가 저온 환경 하에서 식물의 생장과 저항성 향상에 중요한 역할을 담당하고 있음을 확인할 수 있었다.