• Molecules and Cells
• /
• 제19권1호
• /
• pp.81-87
• /
• 2005

Phytochelatins play an important role in heavy metal detoxification in plants as well as in other organisms. The Arabidopsis thaliana mutant cad1-3 does not produce detectable levels of phytochelatins in response to cadmium stress. The hypersensitivity of cad1-3 to cadmium stress is attributed to a mutation in the phytochelatin synthase 1 (AtPCS1) gene. However, A. thaliana also contains a functional phytochelatin synthase 2 (AtPCS2). In this study, we investigated why the cad1-3 mutant is hypersensitive to cadmium stress despite the presence of AtPCS2. Northern and Western blot analyses showed that expression of AtPCS2 is weak compared to AtPCS1 in both roots and shoots of transgenic Arabidopsis. The lower level of AtPCS2 expression was confirmed by RT-PCR analysis of wild type Arabidopsis. Moreover, no tissue-specific expression of AtPCS2 was observed. Even when AtPCS2 was under the control of the AtPCS1 promoter or of the cauliflower mosaic virus 35S promoter (CaMV 35S) it was not capable of fully complementing the cad1-3 mutant for cadmium resistance.

• BMB Reports
• /
• 제40권3호
• /
• pp.396-403
• /
• 2007

Proline accumulation has been shown to correlate with tolerance to drought and salt stresses in plants. We attempt to introduce the wild-type, mutant, and fusion proBA genes derived from Bacillus subtilis into Arabidopsis thaliana under the control of a strong promoter cauliflower mosaic virus 35S (CaMV35S). The transgenic plants produced higher level of free proline than control and the overproduction of proline resulted in the increased tolerance to osmotic stress in transgenic plants. Besides, the mutation in proBA genes, which were proved to lead $\alpha$-glutamyl kinase ($\alpha$-GK) reduces sensitivity to the end-product inhibition and the fusion of proB and proA also result in increasing proline production and confer osmotolerance in transgenic lines.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제43권4호
• /
• pp.432-437
• /
• 2016

Interleukin-11 (IL-11) is a cytokine that plays a key regulatory role in the immune system. Recombinant human IL-11 (rhIL-11) exerts a preventative effect against apoptotic cell death and inhibits preadipocyte differentiation. IL-11 also is used to stimulate the bone marrow to produce platelets in order to prevent low platelets that may be caused by chemotherapy. Unfortunately, the high production cost of IL-11 associated. In this study, we investigated the feasibility of transgenic plants for the cost-effective production of rhIL-11. Production of rhIL-11 proteins in whole-plant expression system will be more economical when compared to the current E. coli based expression system. The human rhIL-11 gene was codon optimized to maximize plant host system expression. IL-11 expression vector under the control of a constitutive cauliflower mosaic virus 35S (CaMV 35S) promoter was introduced into tobacco by Agrobacterium-mediated transformation. The 5'-leader sequence (called ${\Omega}$) of tobacco mosaic virus (TMV) as a translational enhancer was added to construct. Transgenic tobacco plants expressing various levels of rhIL-11 protein were generated. Western blotting of the stably transformed lines demonstrated accumulation of the appropriately sized rhIL-11 protein in leaves. This research demonstrated the efficacy of using tobacco as an expression system for the production of rhIL-11.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제16권2호
• /
• pp.205-211
• /
• 2006

A quantitative analytical method to detect new lines of genetically modified (GM) maize, NK603 and TC1507, has been developed by using a real-time polymerase chain reaction (PCR). To detect these GM lines, two specific primer pairs and probes were designed. A plasmid as a reference molecule was constructed from an endogenous DNA sequence of maize, a universal sequence of a cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter used in most GMOs, and each DNA sequence specific to the NK603 and TC1507 lines. For the validation of this method, the test samples of 0, 0.1, 0.5, 1.0, 3.0, 5.0, and 10.0% each of the NK603 and TC1507 GM maize were quantitated. At the 3.0% level, the biases (mean vs. true value) for the NK603 and TC1507 lines were 3.3% and 15.7%, respectively, and their relative standard deviations were 7.2% and 5.5%, respectively. These results indicate that the PCR method developed in this study can be used to quantitatively detect the NK603 and TC1507 lines of GM maize.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제34권4호
• /
• pp.375-380
• /
• 2007

국내 옥수수 순계주에서 Agrobacterium 공동배양으로 CP4 5-Enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase (CP4 EPSPS) 유전자가 도입된 제초제저항성식물체를 개발하였다. 5개의 순계주 (HW1, KL103, HW3, HW4, HW7)의 미숙배를 Ubiquitin promoter-CP4 EPSPS 유전자와 CaMV35S promoter-nptII 유전자가 발현되도록 제조된 pCAMBIA2300 벡터를 C58C1 Agrobacterium에 형질전환하여 공동 배양하였다. 항생제로 paromomycin이 첨가된 배지에서 선발된 옥수수 형질전환체를 PCR, RT-PCR 및 Northern 분석을 통하여 유전자의 도입과 발현을 확인하였다. 또한 형질전환 식물체의 glyphosate 처리에 따른 shikimate 축적반응을 확인하였다. Paromomycin 저항성 캘러스 형성빈도는 옥수수 각 순계주 HW1, KL103, HW3, HW4, HW7에서 각각 0.37%, 0.03%, 2.20%, 2.37%, 0.81%로 나타났으며, PCR분석을 통하여 최종적으로 2개의 옥수수 순계주 (HW3, HW4)의 paromomycin 저항성 캘러스로부터 분화된 식물체에서 확인하였다. 이러한 형질전환체중에서 RT-PCR 및 Nothern blot 분석을 통하여 CP4 EPSPS 유전자가 발현되는 2개의 계통 (M266, M104) 을 선발하였고, shikimate 축적반응을 통하여 glyphosate에 대한 저항성을 갖는 계통 (M266)을 최종적으로 선발하였다. 이러한 결과는 국내 옥수수 순계주에서 제초제저항성을 갖는 옥수수 형질 전환체를 개발할 수 있음을 시사한다.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제50권
• /
• pp.56-62
• /
• 2023

35S cauliflower mosaic virus 프로모터의 조절을 받고 인트론이 포함된 β-Glucuronidase (gus) gene과 35S cauliflower mosaic virus (enhanced) 프로모터의 조절을 받는 blpR유전자가 있는 pCAMBIA3301 벡터가 포함된 AGL-1 균주를 사용하였다. 아그로박테리움을 이용한 형질전환 체계와 PPT (D-L-phosphinothricin) 선발을 통하여 나리 인편조직으로부터 형질전환 식물체가 획득되었다. 본 연구에서 나리 레드플레임'품종의 인편조직에 선발 및 목적유전자로 바스타 제초제저항성 유전자인 blpR 유전자를 도입하였다. 상기 실험 결과, 20분의 접종시간과 5일간의 아그로박테리움과의 공동배양이 100개의 접종된 인편개체에서 각각 24, 27개의 높은 PPT 저항성 개체가 관찰되었고 신초까지 형성된 인편을 19.6 및 22.7개를 생산하는 우수한 형질전환 결과를 보여주었다. 이렇게 제초제를 이용하여 선발되었을 뿐만 아니라 도입된 reporter 유전자인 gus도 발현되었음을 확인하였고 선발유전자이자 목적유전자인 blpR 유전자도 PCR 검정을 통해 도입되었음을 확인하였다. 12주 이상의 선발과정을 거치고 gus 및 PCR 검정을 거친 형질전환 개체들은 발근 배지를 거쳐 순화 후 화분으로 이식하여 높은 활착율을 보여주었다. 결론적으로 본 연구에서 확립한 프로토콜을 이용하면 평균 20% 이상의 형질전환 효율을 나타내고 본 연구에 기술된 아그로박테리움 매개 형질전환 체계에 향후 보완이 필요하지만, 우수 품종개발을 위한 나리 육종 프로그램에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 생명과학회지
• /
• 제12권1호
• /
• pp.96-105
• /
• 2002

식물 단백질의 영양가 향상을 위한 일환으로 필수아미노산의 조성이 풍부한 인공단백질을 암호화하는 인공유전자를 담배 식물체에서 발현을 시도하기 위하여, 식물에서 외래유전자의 발현에 널리 사용되는 Cauliflower mosaic virus (CaMV)의 35S promoter를 이중으로 중첩되도록 하고, (Lys-Glu-Trp)이 64번 반복되는 인공유전자 및 nopaline synthase (nos) terminator를 갖고있는 binary vector pART4-4를 구성하였다. 이 재조합 플라스미드는 Agrobacterium tumefaciens를 이용한 형질전환에 의해 Nicotiann tabacum (Var. Xanthi)으로 도입되었다. Kanamycin이 포함된 신초 유도 배지 및 뿌리 유도배지를 이용하여 정상적으로 재생된 담배 식물체로부터 도입된 인공유전자의 발현을 분석하였다. 추출한 genomic DNA를 EcoRI으로 자른 다음 Southern blot 분석에 의하면, 효소 절단 시 예상되는 1.1 kb에서 band를 형성하였으며 각각의 형질전환 식물체에 인공유전자가 1 또는 3 개씩 도입되어 있음을 확인하였다. Northern blot 분석에 의하면 약 1.2 kb 전사체가 비교적 안정하게 발현되었으며, 잎, 줄기, 뿌리로부터 RNA를 분리하여 promoter의 조직 특이성 발현을 분석한 결과, 잎에서 생성되는 RNA가 줄기나 뿌리 조직보다 안정하게 발현되었다. 형질전환 식물체에서 Western blot에 의한 단백질 분석 결과, 잎에서 추출한 단백질로부터 원하는 크기인 33 kDa의 인공단백질이 생성됨을 확인하였으며 발현 수준은 전체 세포 단백질의 0.1%로서 낮은 수준이었다.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제35권4호
• /
• pp.329-335
• /
• 2008

Tocopherols are essential lipophilic antioxidant in human cells, while little is known about its function in plant tissues. To study the impact of composition and content of tocopherols on stress tolerance, tobacco (Nicotiana tabacum) was transformed with a construct containing a cDNA insert encoding $\gamma$-tocopherol methyltransferase ($\gamma$-TMT/VTE4) from perilla under the control of the cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter. The transgenic tobacco was confirmed by PCR and RT-PCR. The total content and composition of tocopherols in the transgenic lines were similar with wild type controls. However, chlorophyll-a and carotenoid content in the transgenic lines were increased by up to 45% (P<0.01) and 39% (P<0.02), respectively. Also, the over-expression of $\gamma$-TMT increased the salt stress tolerance in tobacco plants. These results demonstrate that over-expression of $\gamma$-TMT gene in tocopherol bio-synthetic pathway can increase salt stress tolerance and contents of chlorophyll-a and carotenoid in transgenic tobacco plants.

• 식물조직배양학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.175-182
• /
• 1995

벼는 임성 식물체의 재분화 뿐만 아니라 유전적으로 안정된 형질전환 식물체를 얻을 수 있는 가장 성공적인 단자엽 식물중 하나이다. 그러나 우리나라에서는 아직 유전적으로 안정된 임성 형질전환 벼품종에 대한 보고가 없었다. 본 연구에서 우리나라의 재배종인 낙동벼로부터 임성 형질전환식물체를 얼을 수 있음을 증명하였다. 현탁뱅양세포로부터 분리된 원형질체를 이용하여 PEG로 HPT와 GUS Plasmids늘 함께 형질전환시켰다. 다섯번의 실험을 통하여 hygromycin 저항성 캘러스는 평균 1.73%이였다. 소식물체는 항생제 저항성 캘러스로부터 재분화되었고 식물체 재분화효율은 약 27%이었다. 항생제에 저항성이 있는 캘러스에서 GUS 유전자가 발현되는 캘러스는 평균 35%였다. R0형질전환식물체는 성숙 개화하여 Rl 종자를 생성하였다. Rl 종자와 유모의 해부학적 GUS 활성을 분석하여 CaMV35S 프로모터 의해 GUS 유전자가 적절히 발현되는 것을 확인하였다. 또한 우리는 Rl세대에서 HPT유전자가 멘델 법칙에 따라 유전됨을 확인하였다

• 한국환경농학회지
• /
• 제32권2호
• /
• pp.148-154
• /
• 2013

본 연구는 CVX 바이러스저항성 삼각주 재배가 토양 미생물에 미치는 영향과 수평적 유전자 이동성을 확인하기 위해 수행되었다. 생육시기별 토양 세균과 방선균 군집밀도는 형질전환 삼각주 재배 토양의 미생물 군집밀도와 비형질전환 삼각주 군집밀도가 유사하여 토양 미생물에 미치는 영향은 유사할 것으로 추정되었다. 토양 미생물의 우점종은 Proteobacteria, Uncultured archaeon와 Uncultured bacterium으로 나타났으며, 형질전환 삼각주 재배 토양의 우점종과 비율은 거의 일정하게 유지되었다. 근권 토양 DNA의 DGGE 분석을 통해 형질전환 삼각주와 비형질전환 삼각주 토양 미생물 군집의 profile 변화는 나타나지 않았다. 형질전환 삼각주와 비형질전환 삼각주 재배 토양의 화학성은 차이가 없었다. 형질전환 삼각주에 도입된 유전자로 토양 DNA에 대한 PCR 분석결과, 도입 유전자의 잔존성이 길지 않아 수평적 유전자 이동 가능성은 희박할 것으로 추정되었다.