• 제목/요약/키워드: 식물 형질전환

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국내 자생 그늘쑥 (Artemisia sylvatica MAX) 모상근의 대량배양을 위한 최적조건 (Optimum Condition for Mass Culture of Hairy Roots from Artemisia sylvatica MAX)

  • 신선희;양덕조
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제30권1호
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    • pp.65-71
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    • 2003
  • 본 실험은 그늘쑥을 Agrobacterium을 통해 형질전환체인 모상근을 유기하고 모상근의 대량배양을 위해 모상근이 가장 잘 자라는 생장 조건을 찾기 위해 수행되었다. 실험 결과를 종합해 보면 선발된 그늘쑥 모상근 세포주의 대량 생산을 위한 최적 배지는 MS 기본 배지임을 확인하였다. 또한 최적의 havesting time 모상근의 성장률이 좋고 갈변과 배지의 미생물 오염도가 적은 4주가 적당한 것으로 판단된다. 그리고 광 처리 하에서 모상근을 배양하는 것보다는 암상태에서 모상근을 키우고 pH는 5.8 정도가 탄소원은 sucrose로 3.5%가 모상근 을 대량배양시 최적조건임을 확인되었다. 미량원소인 Fe$^{2+}$은 0.1 mM을 처리하는 것이 모상근의 성장을 촉진하였으며 spermine과 spermidine은 각각 10 mM와 100 mM로 처리하는 것이 모상근의 성장을 높일 수 있다. 앞으로 연구는 이 결과를 토대로 모상근 대량 배양을 위한 scale up조건과 bioreator의 설계에 관한 연구가 필요하다.

Urease gene의 전이에 의한 길항세균 Bacillus sp. SH14의 길항능력 증가 (Improvement in Antagonistic Ablility of Antagonistic Bacterium Bacillus sp. SH14 by Transfer of the Urease Gene.)

  • 최종규;김상달
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.122-129
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    • 1998
  • 최근 생물방제균으로 주목받고 있는 Enterobacter cloacae의 방제기작이 이 균에 의해 토양내에서 생산된 휘발성 ammonia이며 ammonia의 생산에는urease가 관계한다는 보고를 근거로 하여, 항생물질 생산성 균주로 선발된 우수한 길항균주에 암모니아 생성능, 즉 urease 유전자를 유전적으로 부가함으로써 항진균성 길항물질 생산과 암모니아 생산이 동시에 이루어 질 수 있는 새로운 다기능의 생물방제균을 유전적으로 육종하고자 하였다. 저병해 인삼경작지로부터 식물근부균 Fusarium solani의 생육을 강하게 억제하는 길항세균 한 균주 SH14균주를 분리, 선발하였으며, 분리된 균주를 동정한 결과 Bacillus subtilis이거나 그 근연종으로 추정되었다. 억제기작 실험을 통해 길항균주 B. subtilis SH14에 의해 생산되는 항진균성 길항물질은 외막가수분해효소와 같은 고분자 물질이 아니라 열에 안정한 저분자의 항생물질임을 알 수 있었다. 한편 ammonia 생산을 위한 urease의 유전자는 urease 생산력이 강력한 호알칼리성 Bacillus pasteurii의 urease 생산유전자를 E. coli-Bacillus shuttle vector인 pEB203에 subcloning하였고, 이어서 pGU 366으로 명명된 이 recombinant plasmid를 선발된 항진균성 길항균주 B. subtilis SH14에 PEG-induced protoplast transformation 방법으로 도입, 발현시켰으며, 최적조건을 조사하여 90분간의 lysozyme 처리과정 후 1.5 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$의 DNA와 40% PEG4000의 첨가로 약 6.5$\times$$10^{-4}$의 형질전환율을 얻을 수 있었다. 아울러 암모니아 생성능이 부가된 생물방제균 B. subtilis SH14(pGU366)에 의해 식물근부균 F. solani에 대한 생육억제력이 증가되는지 여부를 억제거리 측정법과 균체중량법을 통해 확인한 결과 urease 유전자가 도입된 형질전환체 B. subtilis SH14(pGU366)의 근부균 생육억제능이 각각 36.7%, 44.0%정도로 숙주균주인 B. subtilis SH14에 비해 근부균 생육억제능을 보다 강하게 나타내었음을 알 수 있었다. 따라서 항진균성 항생물질 생산성 생물방제균 B. subtilis SH14에 외부의 urease유전자를 도입하여 ammonia 생성능을 부가함으로써 생물방제력의 상승효과를 거둘 수 있었다.

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현사시나무(Populus alba × P. glandulosa)에서 분리한 non-specific Lipid Transfer Protein (ns-LTP) 프로모터의 특성 분석 (Characterization of a non-specific Lipid Transfer Protein (ns-LTP) promoter from poplar (Populus alba × P. glandulosa))

  • 조진성;노설아;최영임
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제42권4호
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    • pp.356-363
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    • 2015
  • 나무의 유전 공학적 연구를 위해서는 목본 고유의 유전자 및 프로모터 연구가 필수적이다. 우리는 포플러(P. alba ${\times}$ P. glandulosa)의 Pagns-LTP 유전자의 867 bp 프로모터를 분리하였고, ${\beta}$-glucuronidase (GUS) reporter 유전자를 이용한 프로모터의 형질전환 포플러를 제작하여 특성 분석하였다. Pagns-LTP 유전자는 어린뿌리에서 강하게 발현되었고 어린잎에서는 약하게 발현되었으며, 그밖에 다른 조직에서는 발현되지 않았다. 또한, 프로모터의 활성은 뿌리와 어린잎에서 한정되었으며 어린뿌리의 세포 전체에서 강한 활성을 나타내었다. 이에 포플러 ns-LTP 프로모터 내의 cis-element를 조사하고 현사시나무에서 Pagns-LTP 프로모터를 분리한 후 활성을 분석하였다. 프로모터 내의 cis-element를 분석한 결과, 조직 특이적 발현과 호르몬 및 스트레스에 반응하는 다양한 cis-element가 존재함을 확인하였다. 이를 통해 포플러의 ns-LTP는 생장뿐만 아니라, 스트레스에도 관여할 것이라고 추측할 수 있었다. 본 연구는 목본의 유전자 기능 분석 및 다양한 응용 연구를 위해 유용하게 이용될 수 있는 도구로서의 가능성을 제시하였다.

고추역병을 방제하는 PGPR균주 Bacillus subtilis AH18의 항진균성 Cellulase 유전자의 Cloning 및 효소 특성 조사 (Cloning and Characterization of a Cellulase Gene from a Plant Growth Promoting Rhizobacterium, Bacillus subtilis AH18 against Phytophthora Blight Disease in Red-Pepper)

  • 우상민;정희경;김상달
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.311-317
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    • 2006
  • 식물생육을 촉진하고 고추역병균을 방제하는 다기능 PGPR 균주 Bacillus subtilis AH18 항진균성 cellulase 유전자를 PCR을 이용해 pUC18과 재조합 후 E. coli DH5$\alpha$에 cloning하여 E. coli내에 발현시켰으며, 그 형질전환 균주를 E. coli DH5$\alpha$(pCM 41)이라 명명하였고, 발현된 cellulase를 ce/H라 하였다. E. coli DH5$\alpha$(pCM 41)의 inset 부위는 B. subtilis AH18의 1,582 bp 유전자를 포함하며 cellulase의 유전자는 1,524 bp로 508개의 amino acid가 암호화된 것으로 추정되었고, CMC를 함유한 SDS-PAGE의 방법으로 약 55 kDa의 분자량을 확인하였다. B. subtilis AH18이 가지는 ce/H는 3종의 대표적인 Bacillus spp.들의 cellulase 유전자의 DNA와 아미노산 배열이 98% 이상 유사하였으며, CMC(carboxymethyl-cellulose) 뿐만 아니라, 불용성 섬유소인 Avicel, filter paper(Whatman No. 1) 특히 고추역병균인 Phytophthora capsici의 건조 cell wall도 분해하였다. 또한 colH의 cellulase는 $50^{\circ}C$에서 효소활성이 가장 높았으며, 최적 pH는 pH 6.0이었다. 그리고 $AgNO_3$ 또는 $CoCl_2$ 첨가시 활성이 1.7배, 2배 정도 증가하였고 $HgC1_2$ 첨가시는 활성이 20%까지 떨어졌다. 또한 여러 화학 저해제들 중 Sodium azide 또는 Hydroxy urea는 효소 활성을 증가시켰으며, CDTA 또는 EDIA는 섬유소분해능을 감소시켰다. 이들의 결과는 고추역병균 P. capsici의 생육을 억제하는 B. subtilis AM18의 진균세포벽 용해성 cellula의 효소학적 특성을 구명한 것이라고 할 수 있다.

정보요구, 정보시스템 기획유형, 그리고 정보시스템 기획 효과성에 관한 실증적 연구 (Information Requirements, IS Planning Typology, and IS Planning Effectiveness : An Empirical Study)

  • 문태수
    • 한국정보시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국정보시스템학회 1997년도 춘계학술대회논문집 지역정보단지 조성과정보기술의 활용
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    • pp.111-136
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    • 1997
  • 정보시스템 기획(IS planning)은 경영환경의 변화로부터 야기되는 조직의 정보요구 를 제대로 파악함으로써 새로운 정보시스템의 구축이나 실행과정에 반영하는 중요한 과업중 의 하나이다. 하지만, 아직까지 정보요구를 반영한 정보시스템 기획유형에 관한 연구나 정 보시스템 기획의 효과성에 관한 영향에 대한 실증적인 연구가 없었다. 그리하여, 본 연구에 서는 기업의 경쟁력 강화 목표를 달성하기 위해 필요한 정보시스템의 효율적인 관리와 활용 을 위하여 정보시스템 기획에 관한 상황 이론적 접근을 시도하였다. 본 연구는 과업환경을 중심으로 발생하는 정보요구의 유형에 따라 정보시스템 계획을 어떻게 추진하는 것이 바람 직한 것인지를 파악하고, 정보시스템을 기획 시 정보요구 수준과의 적합성(fitness)에 따라 정보시스템 기획의 효과성은 어떻게 달라지는 지를 파악하고자 한다. 이를 위하여 본 연구 에서 사용된 Construct와 변수들은 기존의 정보시스템 기획관련 문헌을 이용하였다. 본 연 구를 위하여 국내 매출액 1000대 기업을 대상으로 설문지를 우송하였으며, 그 중 187부가 회수되었다. 자료분석의 결과, 정보요구 수준과 정보시스템 기획유형간의 관련성은 긍정적 으로 관련되어 있었으며, 정보요구 수준에 따른 기획의 효과성에는 차이가 없었으나, 정보 시스템 기획유형에 따른 기획의 효과성은 유의한 차이가 있었다. 특히, 정보요구 수준과 정 보시스템 기획유형간의 적합성에 의한 정보시스템 기획의 효과성에 대한 t-test결과는 적합 한 조직(fit organization)보다는 적합하지 않은 조직(unfit organization)의 성과가 더 높은 것으로 나타났다.성 형질전환 계통의 식물체 내에서의 바이러스 증식 및 이동과 관련된 저항성 기작, 여러 가지 PVY 계통에 대한 저항성 유무, 수량, 생육 특성 및 주요 화학 성분 함량 등을 발표하고자 한다.-glucose로 구성된 다당류 이었다. 아미노산은 Asp 및 Glu의 산성 아미노산과 Ala, Leu 등의 함량이 높게 나타났으며, 비알칼리 추출물에서 Ser과 Thr의 함량이 높게 나타났다. 다당류 T-AS는 평균 분자량이 2,000 kD와 12kD에서 주 peak를 나타냈으며, 수용성 분획의 평균 분자량은 12kD이고 비수용성 분획은 36~2,000 kD의 평균 분자량 분포를 갖는 것으로 나타났다. IR과 NMR 분석 결과 890 cm-1에서 흡수 peak를 나타내어 $\beta$-(1,3)0glucan과 $\beta$-(1,6)-glucan의 구조를 갖는 다당류로 확인 되었다. T-AS 분획은 C:H:O:N의 함량비가 38.9:5.7:49.6:1.84%이며, 이 물질의 융점은 163 $^{\circ}C$로 연한 갈색을 나타낸다. 분리된 GLG의 항암활성 기전 규명을 위해, in vivo 항암실험, 항보체 활성능, 항체 생성능, serum protein 분비능, 대식세포의 탐식능과 활성능 및 세포간 물질 분비 등의 상관관계를 조사하였다. 다당류 GLG 분획물들 가운데 항보체의 활성이 높았던 분획은 sarcome 180에 대한 항암 활성이 높게 나타났다. 다당류 T-AS의 보체 활성화 기작은 classical과 alternative complement pathway의 양 경로를 통해 활성화 되었다. T-AS 분획은 mouse내의 특정

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대황의 모상근 배양조직 추출물의 세포독성 (Cytotoxic Effects of Extracts from Hairy Roots of Rheum undulatum L.)

  • 황성진;김재헌;나명석;황백
    • 한국약용작물학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.8-14
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    • 2001
  • 기내 배양 과정에서 식물성장조절물질의 처리 없이도 성장속도가 매우 빠르고, 모식물체와 동일한 성분의 대사물질을 생합성하는 화학적 전형성능을 나타내는 형질전환된 뿌리 즉, 모상근을 이용하여 약리물질을 생산하고자 대황 모상근을 유도하고 이로부터 추출한 물질의 세포독성을 조사하였다. 1. 수층과 클로로포름 층으로부터 얻은 대황 모상근 추출물 모두 농도의 증가에 따라 세포에 미치는 독성이 증가하였다. 2. 클로로포름층으로부터 얻은 대황 모상근 추출물이 수층으로부터 얻은 대황 추출물보다 세포에 미치는 독성이 크게 나타났다. 클로로포름층 분획의 $MTT_{50},\;NR_{50}\;SRB_{50}$은 각각 $289.3{\mu}g/ml,\;302.7{\mu}g/ml,\;433.8{\mu}g/ml$이었고, 수층 분획물의 $MTT_{50},\;NR_{50}\;SRB_{50}$은 각각 $475.8{\mu}g/ml,\;428.3{\mu}g/ml,\; 549.5{\mu}g/ml$ 이었다. 3. 세포독성 측정방법에 따라 차이를 보였으며 수층 분획의 경우 NR정량법에서 클로로포름층 분획의 경우 MTT정량법에서 독성 정도가 더 높게 나타났다.

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Small non-coding RNA를 발현하는 형질전환 벼의 환경위해성 평가 방법 (Methods for environmental risk assessment of rice transgenic plants expressing small non-coding RNA)

  • 진병준;전현진;조현민;이수현;최철우;정욱헌;백동원;한창덕;김민철
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제46권3호
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    • pp.205-216
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    • 2019
  • Since the RNA interference (RNAi) had been discovered in many organisms, small non-coding RNA-mediated gene silencing technology, including RNAi have been widely applied to analysis of gene function, as well as crop improvement. Despite the usefulness of RNAi technology, RNAi transgenic crops have various potential environmental risks, including off-target and non-target effects. In this study, we developed methods that can be effectively applied to environmental risk assessment of RNAi transgenic crops and verified these methods in 35S::dsRNAi_eGFP rice transgenic plant we generated. Off-target genes, which can be non-specifically suppressed by the expression of dsRNAi_eGFP, were predicted by using the published web tool, pssRNAit, and verified by comparing their expressions between wild-type (WT) and 35S::dsRNAi_eGFP transgenic rice. Also, we verified the non-target effects of the 35S:: dsRNAi_eGFP plant by evaluating horizontal and vertical transfer of small interfering RNAs (siRNAs) produced in the 35S::dsRNAi_eGFP plant into neighboring WT rice and rhizosphere microorganisms, respectively. Our results suggested that the methods we developed, could be widely applied to various RNAi transgenic crops for their environmental risk assessment.

박테리오신을 분비하는 비병원성 돌연변이주에 의한 무름병 방제 효과 (Suppression Effect on Soft-rot by Bacteriocin-producing Avirulent Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum Pcc21-M15)

  • 노은정;이승돈;허성기
    • 식물병연구
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    • 제16권2호
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    • pp.136-140
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    • 2010
  • Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum은 채소 무름병의 원인균이다. 박테리오신인 carocin D는 Pectobacterium carotovorum subsp. Carotovorum Pcc21 균주가 생산한다. Pcc21 균주의 비병원성인 돌연변이주를 선발하기 위해 Tn5을 이용하여 무작위적 삽입 돌연변이체들을 대상으로 병원성 검사를 하였다. 실험 결과 선발된 P. carotovorum subsp. carotovorum Pcc21-M15과 carocin D 유전자의 형질전환체인 E. coli(pRG3431)은 비병원성인 동시에 carocin D를 생산하여 무름병균인 P. carotovorum subsp. carotovorum Pcc3의 생장을 억제함을 확인하였다. Pcc21-M15와 E. coli (pRG3431)를 무름병균인 P. carotovorum subsp. carotovorum Pcc3과 함께 미네랄 오일법으로 상추에 처리한 결과 Pcc3 균주를 단독 처리했을 경우에는 3일만에 90%가 무름병에 걸린 반면, Pcc21-M15와 E. coli(pRG3431)를 함께 처리한 경우는 6일 후에도 25%의 상추에서만 무름병 증상을 보였다.

애기장대의 세포 크기와 세포 수를 조절하는 LANCEOLATA1 유전자 (Regulation of cell size and cell number by LANCEOLATA1 gene in Arabidopsis)

  • 조규형;전상은;정순재;이영병;김경태
    • 생명과학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.1-5
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    • 2007
  • 쌍자엽 식물에 있어서 잎의 발달에 관한 과정은 매우 복잡하게 얽혀있지만, 이를 조절하는 메커니즘에 대해서는 아직 잘 알려져 있지 않다. 모델식물인 애기장대의 잎의 발달의 기초과정을 해명하기 위하여 잎의 형태이상 돌연변이체를 이용한 접근방법을 시도하였다. 본 연구에서 잎이 작고 가는 lanceolata1 돌연변이체를 선별하였고, 이원인유전자의 기능을 밝히기 위하여 유전학적 및 해부학적인 연구를 실시하였다. lan1-7 돌연변이체는 잎 뿐만아니라 줄기도 가늘어지는 표현형을 나타내었고, 이는 세포수준에서 세포크기와 세포수의 감소에 의한 조절되고 있음이 밝혀졌다. 이 결과는 LAN1 유전자가 잎의 발달과정에서 세포분열과 세포신장을 제어하고 있다는 사실을 시사하고 있다. lan1-7 돌연변이체와 35S-AG 형질전환체와의 F1 세대의 표현형 분석을 통하여, AG 유전자가 잎이 가늘고 위로 말리는 모양을 제어하고 있다는 사실이 판명되었다. 이 결과로 MADS-box유전자가 LAN1 유전자에 의해서 제어되고 잎의 발달과정에 관여하고 있다는 사실이 판명되었다.

인삼 모상근 유도를 위한 최적 조건 (The Optimum Conditions for Induction of Ginseng Hairy Roots)

  • 양덕춘;김용해;양덕조;신성련;최광태
    • 한국자원식물학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.1-9
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    • 1999
  • 인삼 뿌리 절편으로 부터 모상근 유기를 위한 최적 조건을 확립하고자 Agrobacterium rhirogenes와 인삼 뿌리 절편의 항생제 내성 조사 및 최적의 모상근 유도 배지를 조사하기 위하여 수행하였다. NaOCl로 인삼 뿌리를 멸균하였을 때, 오염 정도가 감소하면서 조직의 손상이 일어나지 않는 NaOCl의 농도는 7% NaOCl에서 15-20분, 9% NaOCl에서 5분으로 나타났다. 인삼근은 년수가 증가할수록 오염 정도가 심하였으며, 특히 6년근중 표피가 있는 처리구는 오염 정도가 매우 높았다. Agrobacterium의 성장억제를 위한 항생제는 tetracycline이 가장 효과적이었으며, 30mg/L 이상의 농도에서 균의 성장이 억제되었다. 하지만 30mg/L tetracycline에서 인삼 조직이 고사하였으며, cefotaxime(500mg/L), carbenicillin(500mg/L)에서 균의 성장을 완전히 억제하였으며, 조직의 손상이 일어나지 않았다. 3년근 인삼에서 모상근 유도을 위한 배지로는 1/2MS 배지에 500mg/L의 cefotaxime이 첨가된 배지가 가장 좋았으며, 인삼 뿌리 절편에 Agrobacterium을 발라주는 것 보다는 균과 공동배양할때가 절편이 좋았다. Agrobacterium접종 2주 후부터 callus가 유기되기 시작한 후, 다시 2주 후에 모상근이 유도되었다. 유도된 hairy roots는 PCR에 의하여 rol C유전자를 조사함으로서 형질전환체임을 확인하였다.

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