• 식물조직배양학회지
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• 제25권4호
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• pp.283-288
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• 1998

비선택성 제초제인 bialaphos는 고등식물에 있어서 glutamine 합성을 억제 하여 식물체를 고사시킨다. Acetyltransferase에 의해 encoding된 bialaphos저항성 유전자는 세균 Streptomyces hygroscopicus SF1239로부터 cloning된것을 사용하였다. Bialaphose 저항성 유전자를 Agrobacterium 감염법을 이용하여 국내에서 재배되는 벼(동진)에 도입한 결과 약30%정도의 형질전환 식물체를 얻을 수 있었다. $\textrm{T}_{1}$ 세대의 17개체는 hygromycin과 bialaphos에 대한 저항성 유전형질이 3:1로 분리되었다. 또한 Southern 분석을 실시한 결과 wild type의 식물체에서는 Bar 유전자의 검출을 볼 수 없었으나 형질전환 식물체의 경우 Bar 유전자의 검출이 가능하였다. $\textrm{T}_{3}$세대의 형질전찬 식물체와 wild type의 식물체를 포장상태에서 비선택성 제초제인 바스타를 살포하고 3주 후에 관찰한 결과 형질전환 식물체는 외형적으로 아무런 피해를 받지 않고 정상적으로 생장하였으나, wild type의 식물체와 잡초는 모두 고사하였다. 이상의 결과를 종합해보면 hygromycin과 bialaphos 저항성 유전자는 Agrobacterium감염법을 이용하여 단자엽 식물인 벼에 도입할 수 있다는 것을 보여준 것이며, 또한 bialaphos 저항성 유전자가 식물에 도입됨으로써 비선택성 제초제에 대한 저항성 식물을 개발 할 수 있다는 것을 보여 주었다.

• 한국육종학회지
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• 제49권3호
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• pp.170-179
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• 2017

분자농업은 식물을 일종의 공장개념으로 확대 적용하여 산업적으로 가치가 높은 유용물질들을 대량생산하는 분야로 최근 많은 각광을 받고 있다. 그 중에서 벼 캘러스를 이용한 단백질 발현 시스템은 대량 배양이 가능하고 목적 단백질의 높은 발현율로 인한 산업화가 가능한 기술이다. 본 연구는 이러한 벼(Oryza sativa L.) 캘러스의 활용도를 높이기 위한 효율적인 형질전환 시스템을 구축하기 위해 수행되었다. 형질전환에 이용된 종자의 종피 제거 시 손을 이용함으로써 캘러스 유도율을 높여주었고, 6년 정도의 오래된 종자에서도 원활한 캘러스 유도가 가능하였다. 목적 유전자가 도입된 캘러스의 선발은 최소한 3주 이상의 배양기간을 필요로 하였고 가장 효율적인 것은 한번의 계대를 포함한 6주 배양 후 선발하는 것이었다. 이러한 선발은 유전자가 식물세포의 genomic DNA 안에 안정적으로 삽입되어 이루어졌음을 서던 블롯 분석 및 후대검정 등을 통하여 확인할 수 있었다. 이러한 장기적이고 대량의 배양이 가능한 벼 캘러스의 효율적인 선발 시스템은 벼를 이용한 유용 재조합 단백질의 산업화에 실속있는 기술로 기여할 수 있을 것이다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제31권2호
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• pp.124-130
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• 2013

환경변화 중요성과 유전적 안전성은 최근에 증가추세의 형질전환 작물에 인식되고 있다. 본 실험은 건조저항성 형질전환체 작물의 유전적인 안전성과 환경변이에 따른 농업적인 특성을 분석하였다. 내건성 형질전환체인 CaMsrB2-8, 23과 모품종인 '일미' 및 일반품종을 대조구로 GM필드에서 작물학적 생육특성을 조사하였다. 농업적인 생육 특성에서 CaMsrB2-8, 23 계통은 모품종인 '일미'와 년차간, 지역별 평균으로 표현형은 유사하였다. 수량에서 년도별, 지역별 차이는 있지만 통계적인 유의성은 없었다. 현미의 미립특성에서 CaMsrB2-8, 23은 모품종인 '일미'와 차이를 보이지 않았다. 현미의 화학적 성분 분석에서 CaMsrB2-2 계통의 전분과 단백질함량은 모품종인 '일미'보다 일반품종인 '일품' 화학적 성분함량이 유사하였다. 본 실험결과에서 내건성 형질전환체인 CaMsrB2-8, 23는 GM 작물의 후대에서도 유전적인 안전성과 함께 수행될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2005년도 추계학술발표회 요지
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• pp.288-289
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• 2005

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2001년도 춘계 학술대회지
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• pp.30-38
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• 2001

• 생명과학회지
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• 제24권6호
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• pp.618-625
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• 2014

쌀가루는 많은 식품 가공에 이용된다. 그러나 밀가루 반죽이 빵과 면을 포함한 많은 식품 가공 제품에 적합한 반면에, 쌀로 만든 반죽은 신장성과 탄력성이 부족하다. 고분자 글루테닌 서브유닛(HMW-GS)은 밀의 가공 적성을 결정하는데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서, 우리는 아그로박테리움(Agrobacterium) 동시 형질전환법을 이용하여 한국 밀 품종인 '조경'으로부터 HMW-GS를 암호화하는 밀 Glu-1Dy10 유전자를 발현하는 marker-free 형질전환 벼 식물체를 개발하였다. 오직 Glu-1Dy10 유전자와 HPTII (hygromycin phosphotransferase II) 저항성 유전자만을 포함하는 분리된 DNA 조각들로 구성된 두 가지 발현 카셋트(cassettes)를 독립적으로 아그로박테리움(Agrobacterium) EHA105 에 도입하였다. Glu-1Dy10 또는 HPTII를 함유하는 EHA105 를 각각 3:1 비율로 벼 캘러스에 접종하였다. 290개의 하이그로마이신(hygromycin) 저항성 $T_0$ 식물체 중에서 우리는 벼 게놈에 Glu-1Dy10과 HPTII 유전자가 모두 삽입된 29개의 형질전환 라인을 획득하였다. 우리는 Glu-1Dy10 유전자가 벼 게놈 내로 도입된 것을 Southern blot 분석을 통해 다시 확인하였다. 형질전환 벼 종자에서 Glu-1Dy10의 전사(Transcripts)와 단백질을 semi-quantitative RT-PCR과 Western blot 분석을 통해서 확인하였다. 최종적으로, 오직 Glu-1Dy10 유전자를 갖는 marker-free 식물체를 $T_1$ 세대에서 성공적으로 선발할 수 있었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권1호
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• pp.63-70
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• 2018

Brazzein은 열대식물인 P. brazzeana Baillon의 과실에서 분리된 가장 작은 감미단백질로 토착민들의 단맛원료로 사용되어 왔다. Brazzein은 sucrose보다 분자량 기준으로 500 ~ 2000배, 몰 기준으로 9500배 당도가 높아 감미료로써 매우 높은 평가를 받고 있다. 그러나 이 감미단백질은 재배가 어렵고 생산 비용이 높아서 brazzein 단백질의 이용 가능성을 높이기 위한 대체 생산 시스템으로 형질전환 식물체 육성 하고자 하였다. 본 연구에서는 brazzein 관련 유전자를 벼에 도입하기 위하여 식물형질전환용 Ti-plasmid에 $2{\times}CaMV\;35S$ 프로모터에 의해 지배되어 발현하도록 하고, 선발 마커로 bar 유전자가 삽입된 식물발현 벡터를 구축하여 A. tumefaciens EHA105에 형질전환시켜 17개의 재분화 식물체를 육성하였다. 17개 재분화 식물체는 PCR 및 RT-PCR 분석을 통하여 유전자 도입 및 발현을 확인하였으며, TaqMan PCR을 통해 single copy로 도입된 T0 세대 9개체를 선발하였다. 또한 FST 분석을 통하여 도입 유전자가 intergenic으로 삽입된 개체 5개를 선발하였다. 이들 5개체를 이용하여 western blot 분석에 의해 단백질 발현량을 분석한 결과 선발된 모든 개체에서 발현 밴드를 확인하였다. 그 중 brazzein 단백질의 발현량이 높은 개체를 TG11으로 계통화하여 후대 종자를 육성하였다. TG11 계통은 천연 감미료 brazzein을 생산하는 새로운 벼 품종을 개발하기 위한 육종 소재로 활용 가능하다고 시사된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제42권3호
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• pp.186-195
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• 2015

Anthranilate synthase (AS)는 트립토판(Trp)과 indole-3-acetic acid, indole alkaloids의 생합성 경로에서 중요한 효소로 작용한다. 트립토판 생합성 상에서 feedback inhibition에 민감하게 반응하는 AS alpha-subunit 관련 OASA2 유전자 영역의 single (F124V) 및 double (S126F/L530D) 점돌연변이로 변형된 유전자의 재조합운반체를 작성하고 이들 유전자들을 Agrobacterium 방법으로 동진벼에 도입하여 형질전환체를 육성하였다. Single 및 double 돌연변이 OsASA2 유전자가 도입된 형질전환 벼 계통들은 nos gene probe를 이용한 TaqMan PCR 방법으로 single copy를 선발하였고, intergenic 계통을 선발하기 위해서 Bfa I 제한효소를 이용하여 RB와 LB 인접서열로부터 IPCR을 통한 FST 분석을 수행하여 4 개의 intergenic 계통을 선발하였다. 도입된 유전자의 발현으로 형질전환 벼는 Trp, IAN 및 IAA가 잎에 가장 많이 축적되었고, 종자의 트립토판 함량도 증가되었다. 후대에서 tryptophan 함량이 높은 S-TG와 D-TG의 두 호모 이벤트 계통을 육성하여 트립토판 함량을 분석한 결과 대조구에 비하여 13~30배 이상 높게 나타났으며, 유리아미노산의 함량도 증가하였다. 이벤트 계통을 이용하여 microarray 분석을 수행한 결과 세포 내 이온 수송, 영양분 공급 등에 영향을 주는 유전자군들이 up-regulation 되었고, 세포 내 기능유전자의 역할을 담당하는 조효소 등이 down-regulation 된 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과는 선발된 두개의 상동성 이벤트 계통들이 고함량의 유리 트립토판 생산 벼의 육종에 효과적으로 이용될 수 있음을 보여준 결과로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제22권9호
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• pp.1152-1158
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• 2012

작물의 수확량이나 병 저항성을 증가시키는 형질전환 식물체 개발은 세계 식량 부족을 해결하는 좋은 방법이다. 하지만 항생제나 제초제의 사용은 형질전환 작물의 안전에 대해서 일반 사람들의 심각한 우려를 초래한다. 본 연구에서는, 아그로박테리움을 이용한 동시 형질전환 방법을 이용하여 한국의 밀 재배종인 '조경밀'의 유전자인, 고분자 글루테닌 서브유닛[high molecular-weight glutenin subunit (HMW-GS)] $D{\times}5$가 삽입된 마커프리 형질전환벼를 개발하였다. 각각 $D{\times}5$ 유전자와 하이그로마이신(HPTII) 저항성 유전자만으로 구성된 두 종류의 발현 카셋트(Two expression cassettes)를 독립적으로 아그로박테리움 EHA105에 도입하였고, $D{\times}5$와 HPTII가 도입된 각각의 EHA105 아그로박테리움을 3:1 비율로 혼합하여 벼 캘러스에 접종하였다. 66개의 HPTII 저항성 형질전환체 중에서 벼 게놈에 $D{\times}5$와 HPTII가 모두 삽입된 2개의 형질전환 라인을 획득하였다. $D{\times}5$와 HPTII가 벼 게놈에 도입된 것을 Southern blot을 통해서 다시 확인하였다. 또한, semi-quantitative RT-PCR을 통해 형질전환벼 $T_1$ 세대 종자의 밀 $D{\times}5$ 전사여부를 확인하였고 결국, $D{\times}5$ 유전자만을 가지는 마커프리 형질전환벼를 $T_1$ 세대에서 선발할 수 있었다. 본 연구 결과는 두 종류의 발현 카셋트를 사용한 아그로박테리움 동시 접종 시스템이 마커프리 형질전환벼를 생산하기 위한 효과적인 전략이 될 수 있음을 보여준다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권5호
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• pp.730-735
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• 2013

본 연구는 국내에서 개발되어 내건성을 갖도록 형질전환된 가뭄저항성 벼(GM 벼)와 그 모종 벼인 일미벼(non-GM 벼)로부터 쌀(현미)의 일반성분, 지방산, 아미노산, 무기질, 비타민 함량을 분석하여 가뭄저항성 벼에서 주요 영양성분의 조성에 차이가 있는지를 비교, 조사하였다. 본 실험에 사용한 벼는 군위와 수원 두 지역에서 재배되었다. 가뭄저항성 쌀은 모종 쌀과 일반성분 함량이 유사하였으며 두 재배지역간 성분 차이가 없는 것으로 나타났다. GM 쌀의 지방산 조성은 non-GM 쌀과 전체적인 지방산 조성과 유사한 것으로 나타났다. GM 쌀의 아미노산 함량은 non-GM 쌀과 차이가 없었으나 non-GM 쌀 모종의 경우 두 재배지역간에 아미노산 함량에 다소간의 차이가 있어 같은 품종이라도 재배지역에 따라 차이를 줄 수 있는 것으로 나타났다. 가뭄저항성 쌀이 non-GM 쌀에 비해 무기질 함량이 약간 높은 수치로 측정되었지만 유의적인 차이는 없는 것으로 평가되었으며, 비타민 $B_1$과 비타민 E 함량에도 별 차이가 없는 것으로 나타났다.