• 한국초지조사료학회지
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• 제29권4호
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• pp.299-306
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• 2009

저온 스트레스에 대한 내성을 지닌 신품종 톨 페스큐를 개발할 목적으로 CaMV35S 프로모터 하류에 NDP kinase 2 유전자가 항상적으로 발현하도록 제작한 벡터를 Agrobacterium법을 이용하여 톨 페스큐에 도입하였다. Hygromycin이 첨가된 선발배지에서 내성을 나타내며 재분화된 형질전환 식물체를 pot로 이식하여 기내순화 시킨 후, Southern blot 분석을 실시하여 본 결과, NDP kinase 2 유전자가 형질전환 식물체의 genome에 정상적으로 도입되었음을 확인하였다. 프로테옴 분석을 통하여 도입유전자의 조절을 받는 항산화관련 유전자들의 발현이 유도되었음을 확인 할 수 있었다. 형질전환 식물체 잎 절편을 산화스트레스 중의 하나인 저온 스트레스를 처리하여 세포의 손상 정도를 조사한 결과, 비형질전환체에 비해 형질전환체는 강한 내성을 나타내었다. 또한 유식물체 수준에서 저온 스트레스를 처리하여 내성을 비교한 결과, 비형질전환체에 비해 형질전환체는 높은 내성을 나타내었다. 이 형질전환 톨페스큐는 산화스트레스 내성 품종개발을 위한 소재로 활용 될 수 있을 것이다.

• 한국자원식물학회지
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• 제19권5호
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• pp.634-639
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• 2006

수박의 대목으로 사용되고 있는 참박의 재분화조건을 확립함으로서 병저항성 형질전환 식물체를 얻어 보고자 본 실험을 실시하였다. 참박의 자엽을 잘라 재분화에 미치는 식물생장조절물질의 효과를 조사하였고 오이 galactinol synthase (CsGolS1) 유전자를 참박에 형질전환하였던 결과는 다음과 같다. 참박 신초의 재분화는 7일째 된 유묘의 자엽부위 중 전반부위에서 기장 높은 효율을 나타내었고, cytokinin으로 BA나 zeatin을 단용처리하는 것보다 옥신으로 IAA를 혼용처리하는 것이 신초 분화에 더 효과적이었다. 복합스트레스 내성 유전자인 오이 CsGolS1유전자를 pBI121 binary vector에 재조합하여 아그로박테리움을 이용, 참박에 형질전환하였던 결과, 형질전환체는 kanamycin이 첨가된 배지에서 생장하였고 PCR 및 Southern blot 분석에 의해 유식물체의 20% 정도가 형질전환체임을 확인할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제28권10호
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• pp.1132-1139
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• 2018

진핵생물에서 유비퀴틴화 과정을 통해 단백질 안정성이 조절되며, E3 ligase는 유비퀴틴화 과정 동안 분해 대상 기질의 결정 및 기질로의 유비퀴틴 전달을 위한 주효소로 작용한다. Multi-subunit E3 ligase의 일종인 cullin4(CUL4)-based E3 ligase (CRL4) 복합체는 식물의 다양한 호르몬, 스트레스와 관련된 세포 내 과정에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 호르몬, 스트레스 신호 전달 과정에서 CRL4의 다양한 역할에 대한 보고가 애기장대에서 이루어져 왔음에도 불구하고, 주요 식량 작물인 벼에서의 CRL4 기능에 대한 연구는 매우 미흡한 실정이다. 이에 벼에서 CRL4에 의해 매개되는 세포 내 반응들을 상세히 이해하기 위해, 본 연구에서는 애기장대 cullin4 (CUL4)의 상동 유전자를 벼에서 동정하고, 조직별 벼 CUL4 유전자의 발현 양상과 다양한 식물 호르몬 및 환경 스트레스 처리에 의한 해당 유전자의 발현 양상을 탐색하였다. 벼 CUL4 유전자인 OsCUL4는 앱시스산, 사이토키닌과 같은 식물 호르몬과 가뭄, 고염 스트레스에 의해 발현량이 급격히 상형 조절되는 양상을 보였는데 이는 해당 단백질이 앱시스산 및 사이토키닌에 의해 매개되는 세포 내 반응과 기능적으로 연계되어 있음을 암시한다. 또한, OsCUL4는 CRL4 복합체의 어댑터로 작용하는 OsDDB1과 직접적으로 결합하였는데, 이는 본 연구를 통해 동정한 OsCUL4가 벼에서 실질적으로 CRL4의 scaffold 단백질로 기능할 수 있음을 보여준다. 본 연구를 통해 수행된 OsCUL4 유전자의 발현 양상에 대한 연구는, 벼에서 CRL4 매개 유비퀴틴화 과정이 관여하는 세포 내 반응을 규명하기 위한 시작점으로 활용될 수 있을 것이라 사료된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제41권4호
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• pp.194-200
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• 2014

Monodehydroascorbate reductase (MDHAR)는 활성산소종 제거에 중요한 효소이다. 본 연구에서는 MDHAR 유전자를 현사시나무(Populus alba ${\times}$ P. glandulosa)에서 분리하여 이를 PagMDHAR1이라 명명하고 유전자의 구조와 발현특성을 조사 하였다. PagMDHAR1 유전자는 434개의 아미노산으로 구성된 단백질을 암호화하며 3개의 FAD/NAD(P)H 결합 영역이 보존되어 있다. PagMDHAR1은 현사시나무의 염색체에 1 ~ 2 copy가 존재하며, 배양세포와 꽃에서 높게 발현하였다. 현탁배양세포의 생장주기에서는 유도기와 초기 지수생장기에서 높게 발현하였다. 또한 PagMDHAR1은 건조와 염, 저온, 상처 및 ABA 처리에 의해서 발현이 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 PagMDHAR1은 ABA를 경유한 신호전달경로를 따라 다양한 스트레스에 반응하며, PagMDHAR1의 기능이 활성산소종에 의해 유도되는 산화 스트레스 방어기작에서 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 스트레스 내성에도 기여할 것으로 생각된다. 이는 향후 PagMDHAR1 형질전환 식물체 생산 등 생명공학적 기술을 이용한 유전자 기능에 대한 연구를 비롯하여 신기능성 임목의 개발에 활용 가능할 것으로 기대된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제44권2호
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• pp.149-155
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• 2017

벼는 중요한 식량작물이며 지속적으로 벼흰잎마름병균, 도열병균, 잎집무늬마름병균, 바이러스 등 여러 병원균에 의해 수확량이 영향을 받고 있다. 이들 중 Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo)에 의해 유발되는 벼흰잎마름병은 세계 벼 재배지역에 발병하여 막대한 피해를 주고 있어 문제가 되고 있다. 따라서 생물적/비생물적 스트레스 저항성에 관여한다고 알려져 있는 식물 특이 전사인자 중의 하나인 NAC(NAM, ATAF, and CUC) 전사인자를 이용하여 벼의 벼흰잎마름병에 대한 저항성을 증진시키고자 하였다. 본 연구에서는 벼에서 NAC 전사인자 중 하나인 OsNAC58 유전자를 분리해 냈으며 아미노산 서열을 바탕으로 분석해 본 결과이 유전자는 5개의 NAC전사인자 group 중에서도 stress와 많은 관련이 있다고 알려진 group III에 속하였다. 또한 세포 내 위치를 확인하기 위해 GFP와 융합한 단백질을 이용해 조사해 본 세포 내에서도 핵에 위치하는 것으로 조사되었다. OsNAC58 유전자의 생물학적 기능 분석을 위해 이 유전자를 과발현시킨 벼 형질전환체를 만들었다. 동진벼를 기준으로 보다 발현이 높은 13개 계통을 선발하였으며, 이들 계통에 벼흰잎마름병균을 접종하여 병저항성을 검정한 결과 동진벼에 비해 벼흰잎마름병에 대한 저항성이 크게 증대함을 보였다. 이것은 벼의 OsNAC58 유전자가 벼흰잎마름병균 침입 시 숙주인 벼 핵 내에서 벼의 병저항성 기작을 조절하여 나타난 결과로 추정된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제35권3호
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• pp.177-183
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• 2008

본 연구는 동진벼 유래의 Ac/Ds 삽입변이집단의 GUS 분석을 통하여 뿌리 및 미숙종자에서 강하게 GUS가 발현한 개체를 선발하여 FST(flanking sequence tag) 분석 한 결과 Ds 전이 인자가 3번 염색체 zinc finger RING-H2 관련 Oszinc626 유전자의 첫 번째 exon 부위에 single copy로 삽입되어 있었으며, 선발변이체는 뿌리 및 종자 발달이 정상인 동진벼에 비해 매우 낮은 것으로 나타났다. Oszinc626 유전자는 RING-H2 type(C3-H2-C3)으로 $Cys-X_2-Cys-X_{28}-Cys-X-His-X_2-His-X_2-Cys-X_{14}-Cys-X_2-Cys$ 배열이 C-terminus 가장 말단에 위치하며, 49 kDa의 분자량을 가지고 있다. 또한 Southern blot 분석에서 Oszinc626 유전자는 벼 게놈상에 single copy로 존재하였다. RT-PCR을 통한 돌연변이 유전자의 발현분석 결과 250 mM의 염과, $4^{\circ}C$ 저온등과 같은abiotic stress에 의해 발현이 증가함을 보였고, 호르몬처리에 있어서 ABA와 IAA의 식물호르몬을 처리했을 경우 24시간까지 계속해서 발현양이 증가하는 것을 보이는 반면, 2,4-D 처리의 경우 30분 후에 발현이 일시적으로 증가되었으나 이후 발현이 급속히 감소한 것을 보였다. 벼의 조직 별 발현 검정에서 미성숙한 종자, 뿌리 분열조직 및 신초 등 주로 생장점 부위에서 강하게 발현되는 것을 보임에 따라 Oszinc626 유전자의 경우 식물의 생장에 관여하는 주동 유전자의 하나로 판단된다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제35권1호
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• pp.27-34
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• 2012

Typha angustifolia has ecological characteristics of clonal growth similar to Phragmites australis. The plant spreads byclonal growth and seed dispersal. In this study, for the three stands which have different settlement age at the Baksilji wetland in Korea, genetic diversity was estimated by random amplification of polymorphic DNA analysis to evaluate the change in genetic diversity of T. angustifolia during stand development in the same population. Stand (ST) 1 was the oldest and ST 4 was the youngest. ST 5 was in a small ditch out of the Baksilji. Although the ST 1, ST 2, and ST 3 did not differ significantly in vegetational or physical environment, the genetic diversity estimated according to Nei's gene diversity (h) and the Shannon index (i) increased in the order of ST 1 < ST 2 < ST 3 contrary to formative age. The genetic diversity of ST 4 was much higher than that of the other three stands. ST 4 has similar abiotic environmental conditions with slight T. angustifolia dominance, and seems to be in the early establishment stage. ST 5 differed from the other stands in vegetational and soil environments, which can result in stressful cattail conditions. Even though the ST 5 stand was not younger than the ST 4 stand, ST 5 showed the highest genetic diversity. Our results indicate that after early settlement of the T. angustifolia population, genetic diversity within the species decreased over time and that the decreasing pattern of genetic diversity within T. angustifolia stands is not likely to occur under stressful conditions.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제35권4호
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• pp.265-274
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• 2008

Glutathione S-transferases (GSTs) are multifunctional proteins encoded by a large gene family divided into Phi, Tau, Theta, Zeta, Lambda and DHAR classes on the basis of sequence identity. The Phi(F) and Tau(U) classes are plant-specific and ubiquitous. Their roles have been defined as herbicide detoxification and responses to biotic and abiotic stresses. Fifty-two members of the GST super-family were identified in the Arabidopsis thaliana genome, 13 members of which belong to the Phi class of GSTs (AtGSTFs). Based on the sequence similarities of AtGSTFs, 11 BAC clones were identified from Brassica rapa. Seven unique sequences of ORFs designated the Phi class candidates of GST derived from B. rapa (BrGSTFs) were detected from these 11 BAC clones by blast search and sequence alignment. Some of BrGSTFs were present in the same BAC clones indicating that BrGSTFs could also be clustered as usual in plant. They were mapped on B. rapa linkage group 2, 3, 9 and 10 and their nucleotide and amino acid sequences were highly similar to those of AtGSTFs. In addition, in silico analysis of BrGSTFs using Korea Brassica Genome Project 24K oligochip and microarray database for cold, salt and drought stresses revealed 15 unigenes to be highly similar to AtGSTFs and six of these were identical to one of BrGSTFs identified in the BAC clones indicating their expression. The sequences of BrGSTFs and unigenes identified in this study will facilitate further studies to apply GST genes to medical and agriculture purposes.

• Molecules and Cells
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• 제27권3호
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• pp.321-327
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• 2009

Voltage-dependent anion channels (VDACs) are reported to be porin-type, ${\beta}$-barrel diffusion pores. They are prominently localized in the outer mitochondrial membrane and are involved in metabolite exchange between the organelle and the cytosol. In this study, we have investigated a family of VDAC isoforms in Arabidopsis thaliana (AtVDAC). We have shown that the heterologous expression of AtVDAC proteins can functionally complement a yeast mutant lacking the endogenous mitochondrial VDAC gene. AtVDACs tagged with GFP were localized to mitochondria in both yeast and plant cells. We also looked at the response of AtVDACs to biotic and abiotic stresses and found that four AtVDAC transcripts were rapidly up-regulated in response to a bacterial pathogen.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제42권3호
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• pp.168-179
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• 2015

We previously identified the rice gene, OsSAP, as an encoder of a highly conserved putative senescence-associated protein that was shown to have anti-apoptotic activity. To confirm the role of OsSAP in inducing abiotic stress tolerance in rice, we introduced OsSAP and AtBI-1, a plant homologue of Bax inhibitor-1, under the control of the CaMV 35S promoter into the rice genome through Agrobacterium-mediated transformation. The OsSAP transformants showed a similar chlorophyll index after salinity treatments with AtBI-1. Furthermore, we compared the effects of salinity stress on leaves and roots by examining the hormone levels of abscisic acid (ABA), jasmonic acid (JA), gibberellic acid (GA3), and zeatin in transformants compared to the control. With the exception of phytohormones, stress-induced changes in hormone levels putatively related to stress tolerance have not been investigated previously. Hormonal level analysis confirmed the lower rate of stress in the transformants compared to the control. The levels of ABA and JA in OsSAP and AtBI-1 transformants were similar, where stress rates increased after one week and decreased after a two week period of drought; there was a slightly higher accumulation compared to the control. However, a similar trend was not observed for the level of zeatin, as the decrease in the level of zeatin accumulation differed in both OsSAP and AtBI-1 transformants for all genotypes during the early period of salinity stress. The GA3 level was detected under normal conditions, but not under salinity stress.