• Journal of Plant Biotechnology
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• 제38권4호
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• pp.293-300
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• 2011

실험은 심비디움 원괴체 (PLB: protocorm-like bodies)를 재료로 유전자총을 이용한 효율적인 형질전환 조건을 확립하고자 수행되었다. 이 PLB 조직에 제초제저항성 유전자인 bar 유전자와 reporter 유전자인 gus를 포함하고 있는 pCAMBIA3301 벡터를 이용하여 유전자총으로 형질전환 하였다. 형질전환 벡터에 포함되어 있는 제초제저항성유전자 (bar)를 이용하여 선발하게 되므로 선발배지에 첨가될 제초제로서 PPT (Phosphinotricin)의 적정 농도를 찾고자 실험한 결과, 5 mg/l에서 최적의 대부분의 PLB의 생육이 억제되고 신초형성이 이루어지지 않았다. 이를 기반으로 유전자총 실험에 맞는 최적 조건을 찾는 실험을 수행하여 1.0 ${\mu}m$ gold입자크기, 헬륨가스 압력은 1,100과 1,350 psi사이에서는 차이가 없다는 전제 하에 물리적 피해가 덜 가는 1,100 psi를 조건으로 선택하였고, 유전자총과 목표물과의 거리는 6 cm 그리고 DNA 농도는 1회 유전자총 발사횟수당 1.0 ${\mu}g$ 조건을 최적조건으로 하였다. 이 조건을 기반으로 100개의 PLB를 형질전환 하면 평균적으로 6 ~ 8개의 PLB가 제초제 저항성을 나타내는 개체로 성장하고 최종적으로 2개체 정도가 온실에서 순화과정을 거쳐 완전한 형질전환 식물체로 생산된다. 이외에도 유전자총 실험 전에 0.2 M sorbitol과 0.2 M mannitol을 혼합처리하여 4시간 동안 배양시키면 2배 이상 효율을 높일 수 있게 되어, 결론적으로 100개의 PLB를 형질전환 수행하면 최종적으로 3.2 ~ 4.0개 정도의 형질전환 심비디움 식물체가 나오는 효율이라고 할 수 있다. 본 실험을 통해 생산된 형질전환 심비디움 개체들은 PCR 분석을 통해 유전자 도입을 확인하였고, 형질전환 개체 중 임의로 선발된 5계통들의 잎을 Basta 0.5% 용액에 침지한 결과, 3 계통은 제초제에 저항성을 가지는 것으로 확인되었고, 그중 1계통은 아주 강한 저항성을 보여주었다. 본 실험 결과들을 바탕으로 환경저항성 등의 유용유전자가 도입된 형질전환 심비디움 식물체 개발에 기여하리라 사료된다.

• 한국잡초학회지
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• 제18권3호
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• pp.205-213
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• 1998

세계적으로 중요한 식량자원인 감자에 제초제 저항성 형질을 도입한다면, 노지재배가 가능하여 노동력과 인건비를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 비닐멀칭 방법의 부산물인 폐비닐에 의한 환경오염을 줄일 수 있는 매우 효과적인 방법이다. 그러나 형질전환식물체의 선발시 일반적으로 사용해온 항생제 내성 표지유전자는 효과적으로 형질전환체를 선발할 수 있는 장점을 가지나 항생제 내성 표지유전자들이 환경중에 노출되었을 때의 안전성 문제, 그리고 일반 소비자들이 항생제 표지유전자를 이용한 형질전환체에 대해 거부감이 느껴지게 할 수 있다는 문제점이 존재한다. 이러한 문제점들은 항생제 내성 표지유전자를 제거하거나 새로운 표지유전자로 대체하는 방법을 사용하여 해결할 수 있을 것으로 생각된다. 따라서 본 실험의 목적은 비선택성 제초제 bialaphos에 저항성을 가지는 phosphinothricin acetyltransferase(PAT) gene을 감자에 도입하는데 있어 항생제 표지 유전자를 사용하지 않는 선발체계를 개발하고자 하였다. 감자 식물체의 재분화는 IBA 0.1mg/L + BA 0.5mg/L를 첨가한 MS배지에서 하였다. 또한 형질전환을 위해 단독 PAT 유전자만을 가지는 pDY502 vector를 재조합하였으며, 재조합된 vector들은 disarmed 된 Agrobacterium MP90에 도입하여 감자의 형질전환에 이용하였다. 형질전환은 강자의 잎과 줄기절편체를 상기 실험에서 재 조합된 vector를 함유한 A. tumefaciens MP90과 공동배양하는 방법으로 수행하였다. PAT 유전자를 표지유전자로 이용하여 bialaphos에 저항성을 가진 감자를 개발하고자 다양한 농도의 bialaphos를 함유한 재분화배지에 감자절편체를 치상하여 내성을 조사한 결과 대조구의 감자절편체가 모두 고사하는 bialaphos 5mg/L를 선발조건으로 하였다. 이와 같은 선발 조건에서 Agrobacterium과 공동 배양한 절편체를 선발배지에 치상한 후 3-4주 정도가 경과하면 shoot가 유기되었으며, 선발배지에서 유기된 shoot의 정단부위를 lcm정도로 잘라 bialaphos가 20mg/L 첨가된 선발배지로 옮겨 2차 선발을 하였다. 형질전환체의 확인은 2차 선발배지에서 선발된 식물체를 대상으로 하였으며, 먼저 PCR반응을 이용하여 도입 유전자의 증폭을 확인하였고, Southern blot을 실시하여 유전자의 도입을 확인하였다. 따라서 PAT 유전자를 감자 형질전환의 표지유전자로 활용할 수 있었으며, 아울러 항생제 표지유전자가 없는 제초제 저항성 형질전환 감자를 획득할 수 있었다.

• 식물분류학회지
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• 제34권2호
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• pp.97-118
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• 2004

부추속 분류군들에 대한 광학현미경 및 주사전자현미경에 의한 잎 표피의 해부학적 및 미세구조적 연구를 수행하였다. 그 결과를 토대로 종 수준 또는 절이나 아속의 수준에서 각 분류군의 주요형질 및 형질의 변이 한계를 파악하였다. 잎 표피세포의 모양은 장방형에서부터 아주 긴 선형으로 관찰되었고, 크기는 분류군에 따라 다양하였다. 엽신이 넓은 달래절, 산마늘절, 두메부추절 등에 속하는 분류군의 표피세포는 장방형으로 선형을 가지는 다른 절로부터 이들을 구분되었다. 산마늘절의 잎은 이면기공엽으로 관찰되어 양면기공엽을 가지는 나머지 분류군들과는 구분되었다. 기공복합체에서 공변세포 크기는 각 분류군 간에 거의 변이가 나타나지 않았다. 단위면적 당 기공의 수는 표피세포의 크기가 커지면 적어지고, 세포의 크기가 작아지면 많아지는 것으로 관찰되었다. 엽신이 넓고, 표피세포의 모양이 장방형인 산마늘절에서는 다른 선형의 세포를 가진 종에서 보다 아주 적게 나타났다. 관찰된 모든 분류군에서는 불규칙형 기공이 나타났다. SEM에 의한 잎 표피세포의 미세구조 관찰 결과, 표피 외벽의 융기 형태와 wax의 침적 양상이 종간에 다소 다양한 형태로 관찰되었다. 세포 표면이 융기된 돌기물의 형태는 달래절과 산마늘절에서는 나타나지 않았으나 달래절에서는 세포벽의 표면에 주축과 수직인 방향으로 미세무늬가 나타났고 산마늘절에서는 평행인 미세무늬가 나타났다. 세포벽 외부의 돌기물의 구조는 돌추절과 두메부추절에서는 뚜렷한 선모양으로, 노랑부추절에서는 미약한 선모양으로 관찰되었으나, 다른 분류절에서는 관찰되지 않았다. 달래절과 산마늘절의 분류군을 제외한 다른 분류군에서는 왁스가 침적되어 있는 것으로 관찰되었다.

• 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.

• 식물분류학회지
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• 제39권1호
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• pp.35-41
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• 2009

노루오줌속(Astilbe)은 동아시아와 북미 동부에 격리되어 분포하는 양상을 보이는 속으로 잘 알려져 있다. 본 연구에서는 노루오줌속 및 근연 속을 대표하는 17종의 핵 리보솜 DNA의 ITS 염기서열에 기초한 계통수를 제작하여 노루오줌속의 분류, 형질 진화 및 계통지리에 대하여 고찰하였다. 베이스 추론법 등을 통해 계통수를 제작한 결과 Saxifragopsis가 노루오줌속의 자매군임이 확인되었고, 단성화, 무화피화, 7~11개로 갈라지는 꽃받침 등의 형질상태를 지니는 것으로 알려진 일본 고유종, A. platyphylla는 노루오줌속 계통수의 기부에서 가장 먼저 분리되었다. 북미에 격리 분포하는 분류군인 A. biternata 및 중국과 동남아시아에 분포하는 A. rivularis는 노루오줌속의 진화 초기에 갈라진 것으로 밝혀졌다. 한편, 화피가 있는 나머지 종들은 하나의 핵심군으로 확고하게 무리를 지었다. 핵심군 내에서는 일본, 대만, 필리핀 등지에 분포하는 종들("Japonica" clade) 이 단계통군을 이루었고, 중국 및 한국에 분포하는 종인 A. rubra var. rubra(노루오줌)과 A. koreana(숙은노루오줌), 즉 "Rubra" clade는 이들과 명확히 구분되는 진화 계열로 나타났다. A. biternata의 기원과 격리분포는 베링육교(Bering land bridges)를 통해 이루어진 것으로 추정되었다. 대만에 분포하는 2종과 A. philippinensis는 일본에 분포하는 분류군이 남하하면서 갈라져 나온 것으로 해석되었다. 노루오줌속 내에서 무화피화는 원시적 형질상태였으며, 이 형질상태는 적어도 두 개의 진화 계열에서 각각 독립적으로 기원하였을 것으로 추정되었다. 본 연구결과는 노루오줌속을 분류함에 있어서 잎의 유형(단엽/복엽)을 중요시했던 Engler의 분류 체계를 지지하지 않았으며, 꽃받침의 형태를 일차적으로 고려했던 Hara의 분류 견해를 지지하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제95권1호
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• pp.55-59
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• 2006

본 연구는 희귀식물 꼬리진달래의 형태적 변이를 분석하여 종내 변이를 구명하며, 나아가 조경수로써 우량한 개체의 선발과 유전자원을 보호하며 꼬리진달래의 보호, 관리함에 있어 기초 자료를 제공하고자 실시하였다. 꼬리진달래의 형태적 특성을 고찰하기 위하여 6개 산지를 선정하고, 18가지 형질들을 조사한 결과, 꽃잎의 형질에서는 월악산의 것이 큰 경향을 나타낸 반면에 봉화의 것이 가장 작은 경향을 나타내었으며, 잎의 형질에서는 연하리의 형질이 가장 큰 경향을 나타내었으며, 봉화의 것이 가장 작게 나타났다. 형태적 특성들에 대한 주성분분석 결과, 제 1주성분의 기여도가 전체변이의 41.6%, 고유값이 1이상인 제 3주성분까지의 기여도는 전체변이의 81.5%였다. 제 1주성분은 꽃잎 길이(PL), 엽 길이(LL) 폭(LW), 암술머리 길이(SL) 특성이 높은 상관관계를 나타냈으며, 제 2주성분의 기여율은 21.1%로서 엽병 길이(PTL), 약 길이(AL) 특성이 높은 상관관계를 나타내었다. 또한, 제 3주성분의 기여율은 22.6%로서, 소화경 길이(FPL), 수술대 길이(FL) 특성이 높은 상관관계를 나타내었다 주성분 1, 2, 3의 주요특성들은 꼬리진달래 산지간 형질 분류에 중요한 정보를 주는 요인으로 나타났다. 조사 분석된 산지의 형태적 특성들을 기초로 하여 유집분석을 실시한 결과를 종합하여 살펴볼 때, 크게 3개의 그룹으로 구분할 수 있으며, 제 1그룹은 영월군 직동리이며, 제 2그룹은 충청북도 월악산, 영윌군 연하리, 제 3그룹은 태백, 봉화, 삼척 지역이 속히는 것으로 분석되었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제29권2호
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• pp.93-98
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• 2002

바이러스 설사병의 원인인 VP6유전자를 감자에 형질전환 시키기 위하여 CaMV 35S promoter와 kanamycin 항생제 내성을 갖는 식물발현벡터 pMBP-1에 subcloning하고, 이 재조합 벡터를 A. tumefaciens LBA4404에 도입시킨 후, freeze haw방법을 이용하여 감자에 형질전환 시켰다. 공동배양된 감자의 잎절편은 2,4-D가 2.0 mg/L첨가된 배지에서 2일간 배양 후, 0.01 mg/L NAA, 0.1 mg/L GA$_3$, 2.0 mg/L Zeatin, 100.0 mg/L kanamycin, 500.0 mg/L carbenicillin이 첨가된 선발배지에서 재분화시켰다. 이 때 유도된 신초는 100.0 mg/L의 kanamycin이 포함된 배지에 옮겨준 후, 왕성한 생육을 위해 MS 기본배지에서 다시 배양하였다. 기내배양시 외부유전자의 도입에 의한 외형적인 변화는 찾을 수 없었으며, 형질전환체는 NPT primer를 사용한 PCR방법으로 1차선별 하였다. DIG 표지된 probe를 이용하여 total RNA를 분석한 결과 개체별로 발현양의 차이는 있었으나, 95% 이상의 안정성을 보였고, genomic DNA를 추출해 Southern blot hybridization했을 경우 1~3개의 copy수를 보임으로써 형질전환 식물체에 외래유전자인 VP6유전자가 안정적으로 도입되었음이 확인되었다.

• 한국작물학회지
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• 제39권5호
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• pp.480-488
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• 1994

White clover는 기존초지에 도입시 정착이 불량한 것이 단점으로 지적되어 왔다. 본시험은 white clover의 발아직후 자엽 및 단엽제거가 건물생산과 형태적 특성에 미치는 영향을 조사하여 기존초지로 도입되는 white clover의 유묘기 관리에 관한 정보를 제공하고자 잎의 크기가 다른 4개 품종(Regal, La. S-1, Huia, S184)을 자엽기에 1개 또는 2개의 자엽을 제거하거나, 단엽기에 단엽, 단엽과 1개의 자엽 또는 단엽과 2개의 자엽을 모두 제거한 후 8주동안 개체당 건물중과 형태적 형질(엽수, 엽면적, 엽병장, 포복경장 및 분지경수)의 변화와 개체당 건물중과 이들 형질과의 관계를 밝히고자 실시하였던 바, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 무탈엽에 비하여 자엽 및 단엽제거는 clover의 개체당 건물중과 형태적 형질을 현저히 감소시켰다. 2. 건물중과 형태적 형질은 단엽기에 단엽과 자엽 제거에 의하여 더욱 감소되고 자엽제거가 많을수록 감소가 큰 것으로 나타났다. 3. 자엽 및 단엽제거 후 생장기간이 증가함으로써 건물중과 형태적 형질이 증가한다 할지라도 포복경장과 분지경수는 처리 6주후부터 급격히 증가하였다. 4. 건물중, 엽면적 및 엽병장은 대엽종일수록 크나, 포복경장, 분지경수 및 엽수는 소엽종일수록 큰 경향을 보였다. 5. 건물중 증가는 엽면적 증가와 밀접한 관련이 있었으나 자엽기에 자엽제거가 단엽기에 단엽과 자엽제거, 그리고 탈엽이 심할수록 증가율(기울기)감소가 큰 것으로 분석되었다.

• Journal of Plant Biology
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• 제35권3호
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• pp.237-245
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• 1992

감자 (Solanum tuberosum L. cv. Superior)에서 cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter의 발현 양상 및 외래 유전자의 발현에 미치는 intron fragment의 효과를 조사하기 위하여 옥수수의 alcohol dehydrogenase 1-S (Adh1-S) intron 1의 249 base pairs 와 ${\beta}-glucuronidase$ (GUS) 유전자를 결합한, CaMV 35S/deleted Adh1 intron-GUS 구조의 유전자 전달벡터를 제조하고 이를 Agrobacterium tumefaciens를 매개로 형질전환을 유도하였다. 유전자 전달벡터인 pLS201는 17.7 kilobase pairs로서 형질전환의 초기 선별에 용이한 kanamycin 저항성 유전자와 GUS 유전자를 갖는 구조로 제조되었다. 형질전환된 개체의 조직화학적 분석 결과 CaMV 35S promoter에 의한 GUS 유전자는 모든 기관에서 발현되었고, 줄기 및 뿌리에서는 세포분열이 활발한 유관속 형성층을 중심으로 강한 발현을 나타내었다. GUS 유전자의 발현에 미치는 intron fragment의 효과를 조사하기 위하여 CaMV 35S/GUS 구조의 plasmid (pBI121)를 형질전환된 개체를 대조구하여 GUS 활성을 조사한 결과 pLS201의 잎, 줄기, 뿌리에서 각각 30, 34, 42배 높은 활성을 보여, 옥수수 탈수소 효소 유전자의 절단된 인트론이 GUS 유전자의 발현을 증가시킴을 알 수 있었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제34권3호
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• pp.223-227
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• 2007

제주상사화의 잎 및 뿌리 조직으로부터 형성된 캘러스 및 구형 소자구로부터 효율적인 기내 식물체 재생체계를 확립하였다. 2,4-D가 첨가된 B5 배양배지에서 12주 배양 후 제주상사화의 잎 조직으로부터 백색의 구형 세포괴 및 캘러스가 동시에 발달하였으며 그 빈도는 32.1%이었다. 그러나 3 mg/L 이상의 고농도 2,4-D 처리구에서는 캘러스 형성빈도가 14%로 크게 감소하였으며 10 mg/L 2,4-D 처리구에서는 캘러스 형성이 전혀 이루어지지 않았다. 잎 조직과 달리 뿌리 절편의 경우 3 mg/L 2,4-D 처리구에서 캘러스 형성빈도가 36.1%로 가장 높았으며 BA 단독처리구나 2,4-D와 BA의 혼용처리구에서는 그 빈도가 감소하였다. 형성된 백색의 구형세포괴는 생장조절제가 첨가되지 않은 B5배지에 배양하면 소자구 발달 경로를 거쳐 소식물체로 발달이 이루어졌다. 소식물체는 생장조절제가 첨가되지 않은 1/2MS 기본배지로 옮겨 명배양한 결과, 약 배양 2주후부터 녹색의 잎이 신장되는 것을 관찰 하였으며 4주 후 뿌리 발달이 이루어지면서 정상적인 식물체로 발달하였다. 재생된 소식물체는 배양기내에서 순화과정을 통해 토양이식이 가능하였다. 본 연구에서 확립된 제주상사화의 식물체 재생체계는 제주상사화의 대량증식 수단은 물론, 유용 형질 도입을 통한 분자육종의 수단 및 유용 유전자원의 장기보전을 위한 초저온 보존 연구의 직접적인 연구소재로 활용이 가능할 것으로 예상된다.