• Journal of Plant Biotechnology
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• 제39권3호
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• pp.196-204
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• 2012

본 실험은 오일팜나무에서 somatic embryo mass(SEM)를 유도한 후 이로부터 식물체 분화를 통한 클론묘 대량증식 시스템을 확립하고, 기내 배양에 의하여 야기된 체세포변이의 확인 방법을 확립하기 위하여 수행되었다. 오일팜 조직배양묘의 정단 부분을 $NaH_2PO_4{\cdot}2H_2O$와 카제인이 첨가된 1/2MS 수정 배지에 배양하여 체세포배성 캘러스를 유도하였다. 유도된 체세포배성 캘러스는 몇 번의 계대배양을 통하여 SEM으로 발달하였다. SEM 조직은 단단하며, 강하게 붙어있어서 개개의 체세포배를 따로 분리하는 것이 매우 어려웠다. SEM 조직을 $NH_4NO_3$, 카제인, L-ascorbic acid가 첨가된 MS 수정 배지에 배양하였을 때 신초가 성공적으로 분화하였다. 기내 오일팜나무를 야외로 순화하여 완전한 오일팜나무 클론묘를 획득할 수 있었다. 기내 배양묘 중 건강하고 생장이 양호한 신초를 무작위로 95 개체를 선발하여 RAPD 분석을 실시하였다. 총 19개의 random primer를 사용하여 95 개체에 대한 RAPD를 수행한 결과, 대부분의 primer에서는 동일한 밴드 형태를 보여 어떠한 변이도 감지할 수 없었다. 그러나, MspI으로 절단된 genomic DNA를 BNR36 primer로 PCR을 수행하였을 때, 개체 간 차이를 보이는 밴드 형태를 나타내어 체세포변이를 감지할 수 있었다. 95 개체 중 #22, #28, #35, #77 의 4 개체에서 약 1kb 부근의 밴드 하나가 없었으며, 그 중 #28, #35, #77의 밴드 강도는 정상 밴드보다 월등히 강한 것을 확인하였다. NCBI 분석 결과, 이 변이 밴드는 오일팜나무의 엽록체 게놈과 관련이 있는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과로부터 오일팜나무의 클론묘 대량증식 시스템을 확립할 수 있었고, RAPD 분석을 통하여 기내 상태에 있는 조직배양묘의 체세포 변이 여부를 판별할 수 있는 방법 확립할 수 있었다.

• 농약과학회지
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• 제9권1호
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• pp.88-96
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• 2005

생물검정과 RAPD 분석을 통해서 paraquat 저항성 생태형 망초를 선발하고, 저항성 발현 기구에 있어 Paraquat의 흡수와 이행, 그리고 결합친화력 차이가 관여하고 있는지를 조사하였다. 생물검정에 의하여 선발한 paraquat 저항성 생태형 망초는 RAPD 분석 결과 감수성 생태형 망초와의 유전적 관계에 있어서는 서로 먼 유연관계에 있음이 확인되었다. 엽록소 함량을 50% 감소시키는 paraquat의 농도로 나타낸 저항성지수는 저항성 생태형이 감수성 생태형에 비하여 약 7.8배 높았다. 저항성 및 감수성 생태형 간 epicuticular wax의 함량은 비슷한 수준이었고, cuticle의 함량은 저항성 생태형이 감수성 생태형에 비하여 약 1.5배 정도 높게 나타났지만, 이러한 차이는 cuticle을 통한 paraquat의 흡수량과 이행에 영향을 끼치지는 않았다. 세포벽에 대한 결합친화력은 저항성 생태형이 감수성 생태형에 비하여 7.4배 높게 나타났으며, 엽록체포막에 대해서는 감수성 생태형이 저항성 생태형에 비하여 약 1.5배 높은 결합친화력을 보였다. paraquat의 주요 작용점인 thylakoid 막에 대한 결합친화력에서는 저항성 생태형이 감수성 생태형에 비하여 약 16.9배 정도의 차이를 나타내어 그 차이가 매우 크게 나타났다. 이상의 결과로부터 paraquat에 대한 망초의 저항성 기작은 paraquat의 세포막 및 thylakoid 막 결합에 의한 작용점으로부터 격리가 어느 정도 관여하고 있는 것으로 생각된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제37권5호
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• pp.361-369
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• 1994

Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase small subunit(rbcS)의 광유도 발현과 엽록체로의 단백질 이동 메카니즘을 연구하기 위해 벼의 게놈으로부터 rbcS 유전자를 분리하여(GrbcS) 그의 염기서열을 결정하였다. GrbcS의 유전자 염기서열 결정 결과, 단백질 암호부위는 한 개의 intron과 두 개의 exon으로 이루어져 있고 이들은 47개의 transit peptide를 포함하는 175개의 아미노산을 암호화하는 것으로 밝혀졌다. GrbcS의 이러한 구조적인 성질은 다른 단자엽 식물의 그것과 비교적 일치하고 genomic Southern blot analysis 결과 rbcS 유전자는 벼의 게놈상에 상대적으로 적은 규모의 multigene family로 존재한다는 것이 밝혀졌다. GrbcS의 유전자 염기서열과 그로부터 유추된 아미노산의 염기서열은 벼로부터 분리된 다른 rbcS와 매우 유사함을 보였고 다른 식물체로부터 분리된 그것과도 높은 유사성을 보였다. GrbcS의 5’ 앞쪽 부분에는 G-box, 3AF1-binding site, GATA site와 같은 광유도 발현 유전자에 공통적으로 존재하는 염기서열을 지니고 있었다.

• 식물조직배양학회지
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• 제25권3호
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• pp.147-152
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• 1998

AL1-gene은 TGMV의 복제에 매우 중요한 역할을 하고 있다. 이 AL1 gene의 발현을 억제하기 위해서는 식물체내에서 AL1 gene의 antisense RNA의 발현에 의한 억제가 효과적 방법 중에 하나로 알려져 있다. 이런 발현을 식물체내에서 실현시키기 위해 hygromycin 저항성 유전자에 antisense AL1-gene을 연결시키고, 연결된 부위를 CaMV35s-promoter와 octopine synthase gene terminator 사이에 연결시켰다. 이 유전자 발현 단위 부분을 다시 kanamycin 저항성 유전자 발현 단위 부분을 지니고 있는 형질 전환 벡터인 pBinAR에 삽입시켜 새로운 형질 전환 벡터인 pAR35-2를 개발하였다. 이 벡터를 Agrobacterium tumefaciens LBA4404에 형질전환 시킨 다음, 토마토와 담배 잎사귀 조직에 감염시켜 식물체들을 kanamycin과 hygromycin이 함유된 배지위에서 배양하여 형질전환된 식물체들을 선발하였다. 형질 전환된 식물체들로부터 antisense AL1-gene 및 antisense RNA를 각각 PCR 및 RT-PCR를 이용한 southern hybridization 방법을 이용하여 증명하였고, 토마토 식물체의 공변세포쌍 내에 있는 엽록체 숫자가 여덟 개라는 것이 확인되어 형질 전환된 토마토 식물체가 2 배수체로서 정상적인 식물체라는 것을 증명하였다. 이러한 형질 전환 식물체는 앞으로 항 바이러스성 형질을 지니는 식물체들을 개발하는 데 많은 도움을 주리라 여겨 진다. 그리고, 본 연구에서 제조된 벡터 pAR35-2는 두 개의 항생제에서 동시 선발 할 수 있도록 되어 있고 promoter가 두 개로 되어 있어 형질 전환 식물체선발 및 유전자 발현 연구에 효과적으로 이용되어 질 수 있으리 라 여겨진다.

• 생태와환경
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• 제40권3호
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• pp.387-394
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• 2007

해양 같은 지리적 장벽에도 불구하고, 많은 담수조류는 세계의 다른 대륙에 서식하고 있다. 단세포 담수조류, Mallomonas caudata는 북반구의 미국, 유럽, 및 아시아에서 흔하며, 기후변화 감지나 수화현상 감시 같은 인간생활에 밀접하게 관련되어 있다. 본 종의 계통과 국내출현을 설명하기 위해 여섯 군데의 저수지에서 채집된 균주로부터 엽록체 rbcL과 핵 SSU유전자를 염기서열 분석하였다. 또한, 한국산 균주의 전자현미경적 구조를 조사하였다. 한국과 미국산 종의 SSU염기서열은 0.06%가, rbcL은 0.45%의 차이로 거의 동일하였다. 두 유전자를 이용한 계통수에서 본 종은 속의 다른 종들과 분명히 분리되지만, 단계통군은 아니었다. 근형질은 기저체의 다층판에 부착된 가로무늬의 microfibril들로 구성되어 있었으며, microfibril들의 끝은 핵의 표면 위에 배열되어 있었다. 이 근형질은 Synurophyceae에서 전형적으로 보이는 기저체-핵 연결자이다. Mallomonas가 SSU와 rbcL자료에 의해 지지되지 않는 결과는 분류군 추가와 함께 좀더 연구되어야 할 것으로 사료된다.

• 식물분류학회지
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• 제46권2호
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• pp.256-266
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• 2016

한국의 멸종위기 난과 식물인 석곡 13,000 촉을 증식하여 2013년 6월에 완도군 보길도 일대의 자연 서식지에 복원하였다. 연구팀은 복원 후 2년간 생장과정을 모니터링 하였다. 모본의 확보, 교배, 종자형성, 파종, 계대배양, 순화배양 등의 과정을 거쳐 복원할 13,000 촉을 육성하였다. 복원 전에 5개 엽록체 마커와 핵 ITS 지역을 이용하여 복원할 개체들의 유전적 다양성을 검증한 결과 국내의 자연집단 사이에서 관찰되는 수준의 유전적 다양성이 입증되었다. 현지복원은 연구팀과 지역주민들과의 공조체계를 구축하여 협동으로 수행하였다. 복원 이후 1년, 2년의 시점에 생존율, 영양번식률, 생장률 등을 조사하여 자료화 하였다. 복원 후 훼손은 없었으며, 97% 이상의 생존율을 보였다. 복원 후 영양번식이 활발하여, 복원 시점보다 촉수가 227%로 증가하였다. 그러나 복원당시에 비하여 개체의 평균 길이는 짧아졌다. 완전한 양지나 음지에 비해서 반음지 지역에서 석곡 개체들은 가장 잘 번식하고 생장하였다. 또한 부착한 기주 식물에 따라서 영양번식률 및 생장률에 차이를 보였다. 그늘쪽 바위틈과 참가시나무의 수피에 부착한 개체들이 가장 활발하게 증식하였고, 동백나무 수피에 부착하는 개체들이 세 번째 높은 증식률을 보였다. 일부 복원 개체들은 야생에서 꽃을 피우고, 수분되어 종자가 결실되는 것을 확인하였다. 전반적으로 복원한 개체의 촉수가 크게 증가하여 성공적인 복원으로 평가된다. 인위적인 훼손방지를 위하여 국립공원 및 지역주민들과 공조체제를 구축하였고, CCTV를 설치하여 감시활동을 하고 있다.

• 식물분류학회지
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• 제46권3호
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• pp.314-325
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• 2016

광합성 경로의 전환은 현화식물의 계통에서 여러 번에 걸쳐서 독립적으로 일어난 진화적 사건으로서 사초과에서는 다섯 번 이상 발생한 것으로 추정되고 있다. 방동사니족에서 나타난 C4 광합성 경로로의 전환은 한 번 발생하였으며 이는 방동사니족 내 C4 식물의 공유파생형질로 여겨진다. 방동사니족에 포함된 속들의 형태학적 한계는 분자계통학적 유연관계와 일치하지 않으며, 특히 다계통군으로 여겨지는 방동사니속의 한계는 계통분류학적으로도 논란이 되고 있다. 본 연구에서는 한국산 방동사니족 식물의 광합성 경로와 분자계통을 비교하고자 하였다. 해부학적 관찰을 통해 우리나라 방동사니족 식물 20종(방동사니속 18종, 파대가리속 1종, 세대가리속 1종)의 광합성 경로를 확인하였다. 또한 nrITS, rbcL, trnL-F의 염기서열에 근거하여 각 분류군의 분자계통학적 위치를 파악하고자 하였으며, 분류군 전체의 계통을 파악하기 위하여 선행연구 결과와 함께 분석하였다. 엽록체가 밀집된 광합성 조직의 위치에 따라 우리나라 방동사니속 식물 중 병아리방동사니와 우산방동사니, 모기방동사니, 알방동사니의 네 종은 C3 식물로 확인되었고, 나머지 14종의 방동사니속 식물, 파대가리, 그리고 세대가리는 C4 식물로 결정되었다. 또한 분자계통학적 분석에서 방동사니족은 CYPERUS 분계군과 FICINIA 분계군으로 구분되었으며, 우리나라 방동사니족 식물은 모두 CYPERUS 분계군에 속하였다. CYPERUS 분계군내에서 C4 식물들은 단계통군을 형성하였지만 각 분류군 간의 유연관계는 명확하게 나타나지 않았다. 분자계통수에서 세대가리속과 파대가리속은 C4 식물인 방동사니속 식물들과 함께 단일 분계군을 형성함으로서 각각 독립된 속으로서 지지 되지 않는다. 이는 기존의 연구결과와 일치하며, CYPERUS 분계군에 속한 속들의 계통분류체계를 명확하게 하기 위해서는 면밀한 형태학적 연구와 더불어 높은 해상력을 갖춘 분자계통학적 연구가 이루어져야 할 것이다.

• 한국산림과학회지
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• 제47권1호
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• pp.1-15
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• 1980

붉나무빗자루병은 국내외적(國內外的)으로 처음으로 발견된 병(病)으로서 그 병원체(病原體), 병징(病徵), 전염경로(傳染經路) 항생물질반응(抗生物質反應) 등을 조사(調査)하였다. 1. 붉나무빗자루병의 병징(病徵)은 지엽(枝葉)의 총생(叢生), 기관(器官)의 위축(萎縮), 위황(萎黃), 화기(花器)의 엽화(葉化) 등 빗자루병 특유(特有)의 양상을 나타내고 있다. 2. 이병주(罹病株)의 총엽병(總葉柄) 및 주맥조직(主脈組織)을 전자현미경(電子顯微鏡)에 의해서 관찰한 결과 사관세포(篩管細胞) 및 사부유세포(篩部柔細胞)에서 mycoplasma-like organism 이 관찰되었다. 3. 본(本) 병원체(病原體)는 unit membrane에 싸여 있고 이분(二分), 출아(出芽)에 의하여 증식(增殖)하며 사공(篩孔)을 통해서 식물체내(植物体內) 이동(移動)을 하는 것이다. 4. 이병엽(罹病葉) 주맥(主脈)의 사관세포(歸管細胞)는 위축(萎縮)되었고 각(各) 유관속(維管束)의 사부(篩部)는 분리(分離)되어 있는데 반하여 목부(木部)는 서로 연결되어 있다. 이병주(罹病株)의 엽내조직(葉內組織)은 선상표피(腺狀表皮)가 나타나지 않았다. 5. 전자현미경관찰결과(電子顯微鏡觀察結果) 도관세포(導管細胞)에는 이상결정물질(異常結晶物質), 호(好) osmium성(性) 과립(顆粒)들이 관찰되었고 엽록체(葉綠體)의 grana 구조(構造)가 미발달(未發達)되어 있었다. 6. 접목전염(接木傳染)이 용이(容易)하며 아접(芽接)이 절접(切接)보다 전염성이 높았고 접아(接芽)나 접수(接穗)가 활착되지 않았어도 전염은 가능했다. 그러나 즙액전염(汁液傳染), 충매전염(虫媒傳染)은 부정적이었다. 7. Teracyclin과 terramycin을 처리(處理)한 효과(効果)는 일시적이었으며 영구치료(永久治療)는 되지 않았다. 또한 근부침지(根部浸漬)가 엽면살포(葉面撒布)보다 반응(反應)이 좋았으며 농도(濃度)는 근부침지(根部浸漬)에서 1,000 ppm이 가장 효과적(効果的) 이었다.

• 식물분류학회지
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• 제48권4호
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• pp.249-259
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• 2018

물부추속($Iso{\ddot{e}}tes$ L.)은 물부추과($Iso{\ddot{e}}taceae$)에 속하는 이형포자성을 보이는 다년생 정수성 수생식물로, 전 세계에 200여종이 분포하는 것으로 알려져 있다. 물부추속 식물은 고생대 말기에 출현하여 오랜 진화적인 역사를 지닌다. 다양한 생육환경에서 광범위하게 분포하고, 분포 지역에서는 많은 종들이 높은 고유성을 보임으로서 멸종위기종으로 보호되고 있다. 오랜 종분화 과정에서 극도의 수렴진화와 자가배수체 형성과정을 거치면서 형태적으로 매우 단순화되었다. 이로 인하여 이 식물군의 형태적인 형질을 이용한 계통학적 연구와 유연관계의 규명에 많은 어려움을 보여주고 있다. 본 연구에서는 분자계통학적 마커를 이용하여 극동아시아에 분포하는 물부추속의 계통학적 유연관계를 파악하고, 분자시계를 이용하여 이들의 식물지리학적 기원 및 분화시기 등에 대해서 알아보고자 하였다. 분자마커로서 핵과 엽록체 DNA의 염기서열을 이용한 분자계통학적 연구결과, 동아시아 물부추속은 크게 두 개의 분계군으로 구분된다: 일본 홋카이도에 분포하는 북방계분계군과 나머지 물부추속 식물을 포함하는 동아시아 분계군으로 구분이 된다. 북방계인 아시아물부추($Iso{\ddot{e}}tes$ asiatica)는 극동러시아와 북미의 북서부지역의 물부추속 식물과 깊은 유연관계를 보인다. 이 분계군은 북미의 알래스카 지역에서 베링육교(Bering land bridge)를 통해 중신세후기(late Miocene)에 시베리아로 전파된 것으로 분석되었다. 나머지 동아시아 물부추속 식물분계군($Iso{\ddot{e}}tes$ sinensis, I. yunguiensis, I. hypsophila, I. orientalis, I. japonica, I. coreana, I. taiwanensis, I. jejuensis, I. hallasanensis)은 파푸아뉴기니아와 호주의 물부추속 식물과 밀접한 유연관계를 보인다. 이들은, 점신세 후기(late Oligocene)에 호주 대륙의 동부 지역으로부터 원거리 산포과정(long-distance dispersal)을 통해 이동되어진 것으로 추론되었다. 향후에 차세대 염기서열 분석(next generation sequencing)과 같은 대규모 유전자 분석법을 이용하여 유용한 분자마커들을 개발하게 되면 전 세계에 분포하는 물부추속 식물에 대한 전반적인 계통지리학적 분석과 각 대륙에 고유종으로 분포하고 있는 이들의 진화적인 역사를 규명할 수 있을 것으로 보인다.