• 한국잠사곤충학회지
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• 제52권1호
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• pp.25-32
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• 2014

본 연구의 목적은 누에형질전환 기술과 피브로인 재조합단백질 발현시스템을 이용하여 청색형광실크를 개발하는 것으로서, 본 실험에서는 피브로인 H-chain의 N-말단과 C-말단을 이용하여 피브로인 재조합단백질 발현 시스템을 제작하였고, 종결코돈이 없는 EBFP 유전자를 위의 발현 시스템에 클로닝하여 청색형광실크를 제작하였다. 누에형질전환체 선발을 위해서는 $3{\times}P3$ promoter와 DsRed2를 이용하여 선발하였고, 300개의 누에알에 microinjection하여 F1 세대에서 5 bloods의 형질전환체를 선발하였다. 선발된 누에형질전환체는 초기배 단계의 눈과 신경조직, 유충과 번데기 그리고 성충의 눈에서 DsRed2 형광단백질이 발현되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 실크의 피브로인에서 EGFP 단백질이 발현되는 것을 확인하기 위해, F2 세대의 누에형질전환체 중에서 5령 3일 유충을 해부하여 견사선을 형광현미경으로 관찰하였고, 중부 견사선에서 청색형광단백질이 발현되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 F2 세대의 고치와 저온에서 정련한 실크에서도 청색형광단백질의 발현을 확인할 수 있었고, Western blot 분석에서도 EBFP 재조합 단백질이 피브로인 H-chain과 융합된 형태로 존재하는 것이 확인되었다. 이상의 결과에서 청색형광실크를 생산하는 누에형질전환체가 성공적으로 제작되었음을 확인할 수 있었고 이러한 결과를 토대로 새로운 산업소재로서 실크를 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국잠사곤충학회지
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• 제51권2호
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• pp.153-158
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• 2013

본 연구의 목적은 누에형질전환 기술을 이용하여 녹색형광실크를 개발하는 것으로서, 본 실험에서는 피브로인 H-chain의 N-말단과 C-말단을 이용하여 피브로인 재조합 단백질 발현 시스템을 제작하였고, 종결코돈이 없는 EGFP 유전자를 위의 발현 시스템에 클로닝하여 녹색형광실크를 제작하였다. 누에형질전환체 선발을 위해서는 3xP3 promoter와 DsRed2를 이용하여 선발하였고, 1200 개의 누에알에 microinjection 하여 F1 세대에서 8 bloods의 형질전환체를 선발하였다. 선발된 누에형질전환체는 초기배 단계의 눈과 신경조직, 유충과 번데기 그리고 성충의 눈에서 DsRed2 형광단백질이 발현되는 것을 확인 할 수 있었다. 또한 실크의 피브로인에서 EGFP 단백질이 발현되는 것을 확인하기 위해, F2세대의 누에형질전환체 중에서 5령 3일 유충을 해부하여 견사선을 형광현미경으로 관찰하였고, 중부와 후부 견사선에서 형광단백질이 발현되는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 F2 세대의 고치와 저온에서 정련한 실크에서도 녹색형광단백질의 발현을 확인할 수 있었고, Western blot 분석에서도 EGFP 재조합 단백질이 피브로인 H-chain과 융합된 형태로 존재하는 것이 확인되었다. 이상의 결과에서 녹색형광실크를 생산하는 누에형질전환체가 성공적으로 제작 되었음을 확인할 수 있었고 이러한 결과를 토대로 새로운 산업소재로서 실크를 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 화훼연구
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• 제18권1호
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• pp.1-8
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• 2010

호접란의 형질전환시스템을 확립하기 위한 제 연구를 수행하였다. 항생제 kanamycin, hygromycin 및 spectinomycin 농도(0, 25, 50, 100, 200, and $400mg{\cdot}L^{-1}$)가 품종별 PLB 생존율에 미치는 영향을 알아보기 위한 실험에서 hygromycin은 $25mg{\cdot}L^{-1}$에서 모든 품종이 괴사하였으므로 형질전환 개체의 선발 항생제로는 hygromycin이 유리할 것으로 보였다. P. 'Maki Watanabe'와 P. 'Brother Lawrence' 두 품종에서 형질전환체 선발을 위한 DL-Phosphinothricin (PPT)의 적정 농도는 $0.5mg{\cdot}L^{-1}$이었다. 형질전환시 가장 높은 효율을 얻기 위한 공동배양 일수를 결정하기 위한 실험은 Dtps. 'City Girl'과 A. tumefaciens LBA4404를 이용하여 2단계로 이루어졌다. 균주와 VW 배지의 1 : 10 현탁액에 균주와 PLB를 감염시킨 결과 1시간 처리구에서 PLB 생존이 가장 많았다. 그런 다음 공동배양한 결과 5일 배양에서 PLB 생존수가 가장 많았지만, 4일 이상의 공동배양할 경우 PLB 조직이 연화가 되고 약해져서 죽게 되었다. 따라서 오히려 3일 공동배양 기간이 적당한 것으로 판단되었다. 박테리아 균주의 종류가 호접란 PLB의 형질전환에 미치는 효율을 비교하기 위해 A. tumefaciens LBA4404(pTOK233)와 EHA105(pGA643)를 이용하였다. LBA4404 보다 EHA105로 감염시킨 PLB의 생존율이 더 높았다. A. tumefaciens LBA4404(pTOK233)와 AGL1(pCAMBIA3301)을 이용한 형질전환 실험에서 치상된 PLB가 초기에 백변하는 정도가 LBA4404를 이용한 경우 눈에 띄게 빠르게 나타났고 새로운 PLB가 유도되는 정도도 매우 낮았다(1% 미만). 반면에 AGL1을 이용한 경우 40% 정도의 새로운 PLB 및 유식물체 형성율을 나타내었다. 형질전환 실험에서 최종적으로 hygromycin 저항성 식물체 11개체와 PPT 저항성 식물체 32개체를 얻어냈으나 진정한 형질전환체인지는 차후에 더 검정이 되어야 할 것으로 보인다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제26권4호
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• pp.193-198
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• 2006

유용유전자 도입을 통한 신품종 오차드그래스를 개발할 목적으로 Agrobacterium을 이용한 효율적인 형질전환 체계를 확립하였다. 오차드그래스 성숙종자 유래의 캘러스를 standard binary vector인 pIG121Hm을 가지고 있는 Agrobacterium을 이용하여 감염시킨 후 공동배양하여 형질전환 시켰다. Agrobacterium을 이용한 형질전환에 있어서 중요한 인자로 작용하는 AS 첨가와 오차드그래스 품종에 따른 캘러스의 형질전환 효율의 차이를 GUS 유전자의 발현정도로 조사하였다. 'Roughricer' 품종의 형질전환 효율이 가장 우수하였으며, Agrobacterium 감염시에 접종배지와 공동배양배지에 $200{\mu}M$의 AS를 첨가해 주었을 때 형질전환 효율이 증가하는 것으로 나타났다. 50 mg/L의 hygromycin이 첨가된 선발배지에서 살아남은 캘러스로부터 정상적인 식물체가 재분화 되었으며 이들 형질 전환체에 대한 GUS 염색과 PCR 분석을 실시한 결과 발현벡터의 T-DNA 영역이 형질전환식물체의 genome에 성공적으로 도입되었음을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 확립된 효율적인 형질전환시스템은 환경스트레스 내성 신품종 오차드그래스의 개발에 유용하게 이용될 수 있을 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제33권1호
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• pp.33-37
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• 2006

박과 (Cucurbitaceae) 작물에서 박 (Lagenaria siceraria Standl.)은 식용뿐만 아니라 주로 저온 신장성의 확보와 토양전염성 병해를 회피하기 위한 수단으로서 수박의 대목으로 많이 사용된다. 유전공학 방법을 이용한 토양병 내성이 증대된 신품종 개발이 필요한 요즘 박 형질전환체 개발의 효과적인 시스템 확립을 위하여 식물형질전환 연구에 매우 효율적으로 이용되는 마커인 GFP 유전자를 도입하였다. 실험재료로 이용된 박 계통은 9005, 9006 및 G5였으며, 신초 유기를 위한 선발 배지는 3.0 mg/L_ BAP + 100 mg/L kanamycin +500 mg/L cefotaxime + 0.5 mg/L $AgNO_3$, pH 5.8이었다 박 선발배지에 치상된 자엽 절편체는 3주 정도 지나면 절단면 즉 치상 부위에서 작은 돌기들이 발생하였고, 갈수록 절편체는 갈변하여 고사하였다. 선발된 개체에서는 신초가 발생하였으며 선발 후 7주가 경과하면 pot로 이식하여 발근된 완전한 식물체를 얻을 수 있었다. 본 실험결과 박 형질전환 시 genotype에 따른 신초 발생률에 상당한 차이를 보였는데 계통 9005의 경우 신초 발생율이 0.0%이였으며 계통 G5의 경우 4.1%이였다. 형질전환으로 발생된 신초는 GFP가 발현되지 않는 것과 GFP가 발현되는 것 두 가지 양상을 볼 수 있었다. PCR 및 Southern blot 분석을 한 결과, 9006과 G5 두 genotype에서 형질전환 신초에서 GFT 유전자를 가지고 있는 것으로 확인되었으며 GFP 유전자가 도입된 박 형질전환체를 얻을 수 있었다. 따라서 GFP 유전자는 박 형질전환시 유식물체에서 형질전환체를 쉽게 선발할 수 있는 유용한 마커로 이용 될 수 있다.

• 생명과학회지
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• 제22권12호
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• pp.1614-1620
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• 2012

유전자총(Particle bombardment) 방법에 의해 snowdrop lectin (Galanthus nivalis agglutinin; GNA) 유전자가 도입된 해충저항성 형질전환 벼를 개발하였다. GNA 유전자가 도입된 많은 형질전환 식물체가 재분화되었으며, 형질전환 벼의 GNA 유전자의 integration, expression 및 inheritance는 Southern 및 western analysis분석 방법에 의해 증명되었다. 벼 genome 내 도입 유전자 수는 one 혹은 five copies이었다. 형질전환 $R_1$과 $R_2$ 식물체의 GNA 단백질 발현 분석 결과, 함량은 총 단백질 중 0.01%부터 2.0%까지 포함하고 있었다. 형질전환 식물체 중 GNA 과발현 형질전환 벼를 이용한 생물 검정 결과, 대조구와 비교하여 벼의 주요 해충인 벼멸구(Nilaparvata lugens St${\aa}$l)에 저항성을 나타내었다. 위의 실험 결과를 통해, 해충저항성 유전자인 GNA가 도입된 형질전환 벼는 해충의 증식을 억제하는데 이용될 수 있을 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제33권1호
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• pp.19-25
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• 2006

저온저항성 BN115 gene과 표지유전자로서 kanamycin에 저항성 있는 nptII gene을 가지고 있는 식물발현용 binary vector pBin19/BNl15가 도입된 A. tumefacience MP90을 국화잎과 공동배양 하였다. 또한 particle bombardment를 이용하여 목적으로 하는 유전자가 식물체에 안정적으로 도입되어 발현됨을 PCR 및 Real-Time PCR 검정으로 확인하였다. 국화잎과 공동배양에 사용된 Agrobacterium은 $5.0{\times}1.0{\mu}m$로 non-sporing, motile, rod 형이며, Callus는 pin이나 cork-borer에 의해 상처 난 잎 가장자리로부터 형성되어 식물체가 재분화 되었다. 유전자 도입조건은 Agrobacterium을$O.D._{600}{\approx}0.5$에서 20분간 공동배양 할 때, Particle bombardment는 helium 압력을 1,100 psi, target 거리를 9 cm로 유지했을 때, 가장 효율이 높았다. 5mg/L kanamycin이 들어 있는 배지에서 선발된 형질전환체는 PCR 분석으로 형질전환여부를 판별할 수 있었으며, 선발 10개체 중 9개체에서 purified pBN115와 같은 크기의 밴드가 형성되었다. Taq-Man probe를 이용한 Real-Time PCR 결과 $45{\sim}0.00045ng/{\mu}{\ell}$ 범위에서 pBN115 gene을 10배씩 serial dilution한 amplification plot는 일정한 간격으로 standard curve를 보였으며, slope는 -3.313975, R2는 0.998319이었다. Amplification plots의 형질전환체 $C_T$값은 $20.75{\sim}33.81$범위였으며, 유전자 copy수는 정량분석을 기초로 산출하였다. pBN115의 plasmid DNA를 serial dilution했을 때, standard는 $5.6{\times}10^{10}/45ng{\sim} 5.6{\times}10^5/0.00045ng\;copies/{\mu}{\ell}$이 었으며, 형질전환체는 $3.86{\times}10^8{\sim}12565.71 copies/{\mu}{\ell}$이었다. 따라서 PCR, Real-Time PCR 분석 결과 저온저항성 유전자가 국화의 genome에 안정적으로 도입되었음이 확인되었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제38권4호
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• pp.251-257
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• 2011

벼의 염기서열 분석이 완료됨에 따라 유전자의 세포내 기능을 밝히기 위한 기능유전체 연구가 활발히 진행되고 있다. 이를 위해 효율적으로 아그로박테리움을 이용해 원하는 유전자를 식물체 내로 형질전환을 하기 위한 노력은 지금도 계속 진행되고 있다. 본 실험에서는 캘러스를 유기한 후 아그로박테리움을 이용해 접종하는 기존의 방법과 달리, 성숙 종자를 소독한 후 2,4-D가 포함된 액체배지에 24시간 침종하여 배 부분이 발아하기 시작하는 종자를 이용해 바로 아그로박테리움을 접종하여 체세포변이의 발생을 최소화하고 유전자를 포함하고 있는 아그로박테리움이 식물 조직내로 침투할 수 있는 효율을 증가시키며, 그 후 캘러스를 유기하여 재분화 시킴으로써 형질전환 식물체를 얻는 방법을 새롭게 수립하였다. 배양과정 중 공동배양 배지에 아그로박테리움 성장억제물질인 silver nitrate와 항산화 물질인 DTT를 첨가하여 공동 배양 기간을 7일 이상으로 늘림으로써 벼 형질전환효율을 증가시킬 수 있었고, PCR 분석을 통해 원하는 목표 유전자가 형질전환체에 안정적으로 도입이 되는 것도 확인할 수 있었다. 또한, 이 방법은 형질전환 효율이 낮은 일품벼와 같은 품종에도 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 이러한 결과를 종합해 볼 때, 본 실험을 통해 얻어진 새로운 공동배양 방법은 우수한 농업적 형질을 가진 벼 육종 소재 및 품종 개발시 효율적으로 이용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국잡초학회지
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• 제17권4호
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• pp.390-399
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• 1997

비선택성 제초제 Bialaphos(basta)에 저항성인 PAT gene을 감자(Solanum tuberosum. cv. Desiree)에 도입하고자 본 실험을 실시하였다. 잎과 줄기절편을 이용한 신초재분화의 최적조건은 MS배지에 IBA 0.1mg/L+BA 0.5mg/L 조합처리하였을 때 가장 양호하였으며 재분화율은 잎은 54%, 줄기는 46%이었다. 이 조건에서 감자의 잎과 줄기 절편을 GUS : NPTII gene과 PAT gene을 가진 binary vector를 함유한 A. tumefaciens MP90에 공동배양하였다. 공동 배양시 acetosyringone 100${\mu}M$을 첨가할 경우 형질전환율이 잎의 경우 19%, 줄기의 경우 10%로 무처리보다 공히 약 4배가량 높았다. Kanamycin 100mg/L에서 캘러스가 형성된 후 이로부터 재생된 식물체를 약 6주후 Basta 10mg/L를 포함한 재분화배지에 옮겼을 경우 모두 생존하였다. 선발된 식물체의 형질전환여부를 조사하기 위해서 PCR, GUS반응 및 Southern blot를 실시한 결과 형질 전환체에 도입된 유전자가 안정되게 삽입되어 발현됨을 확인하였다. 확인된 형질전환체는 포장에 이식하여 순화시켰으며, 4주 후 제초제를 살포한 결과 대조구로 사용한 감자는 모두 고사되었으나, 형질전환체는 정상적인 생육을 보였다. 따라서 본 실험결과 PAT 유전자를 감자 식물체에 도입하여 감자 genome내에 안정되게 삽입되어 발현되는 제초제 저항성 감자를 선발할 수 있었다.

• 식물조직배양학회지
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• 제27권2호
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• pp.95-100
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• 2000

배추에서 분리된 cytosolic glutathione reductase (BcGR1)유전자를 벼에 효과적으로 도입하기 위하여 몇 가지 실험을 수행하여 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 수정 후 3주된 미숙배에서 유도된 캘러스를 이용하여 형질전환 효율의 품종간 차이를 조사한 바 '대립벼'가 42.5%로 가장 높게 나타났다. 공동배양 배지 내에 acetosyringone (AS)이 첨가되지 않았을 경우 형질전환된 개체를 얻을 수 없었으나, 50$\mu$M을 첨가되었을 때 41.0%의 가장 높은 형질 전환효율을 나타내었다. PCR 증폭과 Southern blot 분석을 실시한바 BcGR1 유전자가 형질전환체의 게놈상에 정상적으로 삽입된 것이 확인되었으며, T$_1$세대 28개통 중 17개체의 hygromycin 저항성 유전형질이 3:1로 분리되었다.