• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.90-90
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• 2017

Regulation of seed dormancy is important in many grains to prevent pre-harvest sprouting. To identify and understand the gene related to seed dormancy regulation, we have screened for viviparous phenotypes of rice mutant lines generated by insertion of Ds transposon in a Korean Japonica cultivar (Dongjin) background. One of the mutants, which represented viviparous phenotype, was selected for further seed dormancy regulation studies and designated dor1. The dor1 mutant has single Ds insertion in the second exon of OsDor1 gene encoding glycine-rich protein. The seeds of dor1 mutant showed a higher germination potential and reduced abscisic acid (ABA) sensitivity compared to wild type Dongjin. Over-expression of Dor1 complements the viviparous phenotype of dor1 mutant, indicating that Dor1 function in seed dormancy regulation. Subcellular localization assay of Dor1-GFP fusion protein revealed that the OsDor1 protein mainly localized to membrane and the localization of OsDOR1 was influenced by presence of a giberelin (GA) receptor OsGID1. Further bimolecular fluorescence complementation (BiFC) analysis indicated that OsDOR1 interact with OsGID1. The combined results suggested that OsDOR1 regulates seed dormancy by interacting with OsGID1 in GA response. Additionally, expression of OsDOR1 partially complemented the cold sensitivity of Escherichia coli BX04 mutant lacking four cold shock proteins, indicating that OsDOR1 possessed RNA chaperone activity.

• BMB Reports
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• 제42권8호
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• pp.486-492
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• 2009

OsDREB1D, a special DREB (dehydration responsive element binding protein) homologous gene, whose transcripts cannot be detected in rice (Oryza sativa L), either with or without stress treatments, was amplified from the rice genome DNA. The yeast one-hybrid assay revealed that OsDREB1D was able to form a complex with the dehydration responsive element/C-repeat motif. It can also bind with a sequence of LTRE (low temperature responsive element). To analyze the function of OsDREB1D, the gene was transformed and over-expressed in Arabidopsis thaliana cv. Columbia. Results indicated that the over-expression of OsDREB1D conferred cold and high-salt tolerance in transgenic plants, and that transgenic plants were also insensitive to ABA (abscisic acid). From these data, we deduced that this OsDREB1D gene functions similarly as other DREB transcription factors. The expression of OsDREB1D in rice may be controlled by a special mechanism for the redundancy of function.

• The Plant Pathology Journal
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• 제35권2호
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• pp.178-187
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• 2019

Plants are exposed to biotic stresses caused by pathogen attack and complex abiotic stresses including heat and drought by dynamic climate changes. To alleviate these stresses, we investigated two bacterial stains, H26-2 and H30-3 in two cultivars ('Ryeokkwang' and 'Buram-3-ho') of Chinese cabbage in plastic pots in a greenhouse. We evaluated effects of bacterial strains on plant growth-promotion and mitigation of heat and drought stresses; the role of exopolysaccharides as one of bacterial determinants on alleviating stresses; biocontrol activity against soft rot caused by Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum PCC21. Strains H26-2 and H30-3 significantly increased fresh weights compared to a $MgSO_4$ solution; reduced leaf wilting and promoted recovery after re-watering under heat and drought stresses. Chinese cabbages treated with H26-2 and H30-3 increased leaf abscisic acid (ABA) content and reduced stomatal opening after stresses treatments, in addition, these strains stably colonized and maintained their populations in rhizosphere during heat and drought stresses. As well as tested bacterial cells, exopolysaccharides (EPS) of H30-3 could be one of bacterial determinants for alleviation of tested stresses in Chinese cabbages, however, the effects were different to cultivars of Chinese cabbages. In addition to bacterial activity to abiotic stresses, H30-3 could suppress incidence (%) of soft rot in 'Buram-3-ho'. The tested strains were identified as Bacillus aryabhattai H26-2 and B. siamensis H30-3 based on 16S rRNA gene sequence analysis. Taken together, H26-2 and H30-3 could be candidates for both plant growth promotion and mitigation of heat and drought stresses in Chinese cabbage.

• Molecules and Cells
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• 제27권4호
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• pp.423-428
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• 2009

Superoxide dismutases (SODs) constitute the first line of cellular defense against oxidative stress in plants. SODs generally occur in three different forms with Cu/Zn, Fe, or Mn as prosthetic metals. We cloned the full-length cDNA of the Thellungiella halophila Cu/Zn-SOD gene ThCSD using degenerate RT-PCR and rapid amplification of cDNA ends (RACE). Sequence analysis indicated that the ThCSD gene (GenBank accession number EF405867) had an open reading frame of 456 bp. The deduced 152-amino acid polypeptide had a predicted molecular weight of 15.1 kDa, an estimated pI of 5.4, and a putative Cu/Zn-binding site. Recombinant ThCSD protein was expressed in Escherichia coli and assayed for SOD enzymatic activity in a native polyacrylamide gel. The SOD activity of ThCSD was inactivated by potassium cyanide and hydrogen peroxide but not by sodium azide, confirming that ThCSD is a Cu/Zn-SOD. Northern blotting demonstrated that ThCSD is expressed in roots, stems, and leaves. ThCSD mRNA levels increased by about 30-fold when plants were treated with sodium chloride (NaCl), abscisic acid (ABA), and indole-acetic acid (IAA) and by about 50-fold when treated with UVB light. These results indicate that ThCSD is involved in physiological pathways activated by a variety of environmental conditions.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제44권1호
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• pp.69-75
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• 2017

Dormancy-associated protein (DRM)은 식물의 휴면생리에 관여하는 대표적인 단백질로 거의 모든 식물에 보존되어 있다. 최근 DRM 유전자가 비생물적 스트레스 반응에 관여하는 것으로 알려지면서 이 유전자의 특성구명 연구가 여러 식물에서 이루어지고 있다. 그러나 아직까지 나무에서는 DRM 유전자에 대한 연구가 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 DRM 유전자를 현사시나무(Populus alba ${\times}$ P. glandulosa)에서 분리하여 이를 PagDRM1이라 명명하고, 유전자의 구조와 발현특성을 조사하였다. PagDRM1 유전자는 123개의 아미노산으로 구성된 단백질을 암호화하며, 2개의 영역(Domain I과 Domain II)이 잘 보존되어 있다. PagDRM1은 현사시나무의 염색체에 1 ~ 2 copy가 존재하며, 줄기에서 가장 높게 발현하였고 성숙 잎, 뿌리 및 꽃에서도 높은 발현 수준을 나타내었다. 현탁배양세포의 생장주기에서는 늦은 지수생장기부터 정지기까지 높게 발현하였다. 또한 PagDRM1은 건조와 염 스트레스에 반응하여 발현이 증가하는 것으로 나타났다. 식물호르몬 처리에 의해서는 ABA와 GA 처리에 의한 발현 증가를 나타내었다. 따라서 PagDRM1은 식물의 휴면유도 과정에서 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 환경 스트레스 내성에도 기여하는 것으로 생각된다.

• 미생물학회지
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• 제49권1호
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• pp.46-50
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• 2013

일부 근권세균은 ACC deaminase를 생성하여 식물의 생장을 저해하고 노화를 촉진시키는 식물호르몬 에틸렌의 수준을 낮춤으로써 스트레스 조건 하의 식물의 생장을 지속시킨다. 본 연구에서는 모래사장에서 자라는 식물의 근권에서 ACC deaminase를 생성하는 세균 균주들을 분리하여 16S rDNA 염기서열 분석을 통해 Escherichia hermannii m-2, Enterobacter asburiaem-4, Pseudomonas thivervalensis BD2-26, and Pseudomonas brassicacearum subsp. neoaurantiaca BD3-35로 동정하였다. BD3-35 균주는 이들 중 가장 높은 ACC deaminase 활성, 20.26 ${\alpha}$-ketobutyrate ${\mu}M/mg$ protein/h을 나타내었다. 균주 BD3-35와 BD2-26는 식물호르몬 시토키닌, m-4는 옥신 IAA와 IBA, 그리고 균주 m-2는 ABA 생성능을 가졌다. 이 균주들은 모두 토마토종자 발아 시 유묘의 뿌리신장을 유의성 있게 촉진하였다. 또한 7일간 자란 토마토 식물에 처리하고 가뭄 스트레스 하에서 7일간 재배하였을 때 비접종 대조군에 비해 균주 BD3-35, m-2와 m-4는 토마토 뿌리의 길이를 각각 14, 15와 35% 증가시켰으며, m-2, BD2-26와 BD3-35는 토마토 식물의 건조중량을 각각 22, 33과 68% 증가시켰다. 따라서 이 균주들은 가뭄 스트레스 하의식물을 위한 미생물 비료로 사용될 수 있는 가능성을 보였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제29권4호
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• pp.388-398
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• 2020

본 연구는 시설 내 소형 수박 재배 시 관수개시점에 따른 토양수분 함량별 생육, 수량 및 생리적 반응 특성의 차이를 구명하고 소형 수박 생산에 유리한 관수조건을 구명하고자 수행하였다. 토양수분 센서를 이용하여 정식 후 14일부터 수확 7 ~ 10일 전까지 관수개시점별 5처리(-10, -20, -30, -40, 50 kPa)를 두어 관수하였다. 토양수분 함량이 가장 낮은 개시점-50 kPa 처리에서 전반적인 지상부 생육특성은 저조하였으나, 근장 및 뿌리 건물율은 증가하였다. 광합성률, 기공전도도 및 증산율 비교 시, 관수개시점-50 kPa 처리에서 가장 낮았고, -20 kPa ~ -40 kPa 처리 시 광합성률은 높게 조사되었다. 착과율 및 총 상품수량은 -30 kPa 및 -40 kPa 처리에서 각각 84.7 ~ 85.5%, 5,144 ~ 5,305 kg/10a으로 유의하게 증가하였다. 식물체의 외부환경 관련 스트레스 지표 물질로 알려진 프롤린, ABA, 총 페놀 및 시트룰린의 함량은 토양수분 함량이 낮아질수록 증가하였으며, 특히 관수개시점-50 kPa 처리에서 가장 높게 조사되었다. 따라서 이와 같은 결과를 종합해 볼 때, 시설 내 안정적인 소형 수박 생산을 위하여 관수개시점을 -30 kPa ~ -40 kPa 수준으로 조정하여 토양수분 함량을 조절하는 것이 수박 생육 향상 및 상품수량 증대에 가장 유리한 것으로 판단되었다.

• 한국작물학회지
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• 제66권1호
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• pp.37-71
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• 2021

본 연구에서는 유채 두 계통에 0℃ 이하의 저온 스트레스를 처리하고 이에 따른 proline 함량 및 생존율 변화를 확인하고 이에 따른 저온에서의 유전자 발현 변화를 비교 분석하기 위해 수행되었으며, 결과는 다음과 같다. 1. 0℃ 이하의 저온 스트레스 처리 전 저온 순화 후 유채 'J8634-B-30' 계통에서 proline 함량이 2.02 mM/g FW로 증가하여 처리 전보다 8.7배 증가하였으며, 'EMS26' 계통에서는 0℃ 이하의 저온 스트레스 처리로 인한 proline 함량 변화를 보이지 않았다. 2. 저온 순화 전후 유채 두 계통의 전사체를 분석한 결과, 'J8634-B-30' 계통의 DEG는 발현이 유도된 DEG가 2,784개로, 발현이 억제된 DEG 2,299개보다 많았으며, 'EMS 26' 계통에서는 발현이 유도된 DEG가 2,199개로 발현이 억제된 DEG 3,632개로 적었다. 3. 저온 스트레스 처리에 의한 유채 두 계통의 상위 100개 DEG를 분석한 결과, 'J8634-B-30' 계통에서는 flowering-promoting factor (BnaA10g21640D) 유전자가 강하게 발현되었으며, 특히 proline 생합성 관련 유전자의 발현이 강하게 유도되었다. 'EMS26' 계통의 DEG에서는 식물체 생장과 관련된 유전자가 발현이 억제되었다. 4. 'J8634-B-30' 계통에서는 proline 생합성 관련 P5CSA(BnaA04g22810D, BnaC04g46630D) 유전자의 발현이 유도되었으며, proline 이화작용 관련 PDH (BnaAnng 37880D, BnaC04g31100D) 유전자 발현이 억제되어, 저온 처리에 의한 proline 함량 이 증가한 것으로 판단된다. 5. 저온 반응 관련 생리반응 경로 유전자 중 ABA 호르몬 수용체 PYL5 (BnaAnng40650D), PYL9 (BnaA07g38130D, BnaC06g17940D)는 'J8634-B-30' 계통에서만 발현이 유도되었다. 또한, ICE-CBF-COR 신호 회로 중 원형질막 안정화에 관여하는 COR413 유전자(BnaA08g15470D, BnaC03g61740D)에서도 'J8634-B-30' 계통에서만 발현이 유도되었다. 6. 이러한 저온 스트레스 반응과 관련된 유전자 발현 차이는 초기 저온 처리 후 두 유채 계통의 스트레스 반응에 관여했을 것으로 판단되며, 특이적인 발현 양상을 보인 유전자에 대해 향후 추가적인 기능을 분석하여 내동성 유채 품종 개발에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국잡초학회지
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• 제18권2호
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• pp.136-145
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• 1998

잔디밭에서 문제잡초로 알려져 있는 향부자의 효과적인 방제를 위한 기초 자료를 제공하고자 향부자의 생육특성, 생장조절제 처리가 맹아 및 생육에 미치는 영향, 제초제의 선발실험, 향부자의 일반성분을 조사하였다. 향부자의 개화는 이식 시기에 관계없이 이식 30일부터 시작되었고 괴경은 기온이 $10^{\circ}C$이하로 내려가면서 형성되기 시작하였다. 생장조절제 BA, ABA, TS-303, PDJ 등의 4종을 향부자 괴경에 처리한 결과 맹아에는 영향을 미치지 않았으며, 이식 60일째부터 경엽에 4회 처리시 4종 공히 신초 수와 지하부 건물중을 다소 증가시켰으나 신초 건물중과 괴경 수에는 영향을 미치지 않았다. Imazaquin 30g ai/10a 처리는 괴경으로부터 다량(multi-shooting)의 신초를 발생시켰으나 pyrazosulfuron-ethyl과 bensulfuron-methyl 처리는 multi-shooting 현상을 보이지 않았다. Pyrazosulfuron-ethyl 10g ai/10a 처리는 향부자의 생육을 90% 가까이 억제하여 bensulfuron-methyl 10g ai/10a 보다 높은 방제율을 보였다. 향부자 성숙한 괴경의 구성성분은 수분 61.83%, 탄수화물 31.60%, 조단백질 4.03%, 조지방 1.57%, 조회분 0.97% 이었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제30권4호
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• pp.320-327
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• 2021

최근 지구온난화에 의한 이상기상으로 겨울철 한파와 봄철 저온에 의한 농작물 피해가 심각하게 발생하고 있다. 특히 과수의 개화기 저온피해는 꽃눈의 생육단계에 따라 차이가 있으며 발육이 진전될수록 내한성이 약해져 개화 직전부터 낙화 후 1주까지 한계온도가 다르게 발생한다. 따라서 개화기가 빠른 사과 '홍로'가 '후지'보다 피해가 심각한 것이 일반적이나 2020년 4월 저온피해는 개화기가 늦은 '후지'의 피해가 심하게 발생하여그 원인을 분석하고자 본 연구를 수행하였다. 충북 보은군 사과나무 '후지'와 '홍로'를 동시에 재배하는 2농가를 대상으로 품종 간 피해율 실태조사를 실시하였다. 또한 정확한 품종 간 비교 분석을 위하여 생육단계가 동일한 시료를 선택하여 인위적으로 저온처리(-2.0℃, -4.0℃)를 하여 피해 정도를 조사하고, 원인 분석을 위해 조직 내 유리당과 호르몬 함량을 분석하였다. 실태조사 결과 2농가 모두 '후지'가 '홍로'보다 피해율이 높았으며, 특히 B농가(저지대, 평지) '후지'의 경우 피해율이 60.5%로 가장 높았다. 또한 동일한 생육단계의 시료를 사용한 인위적 저온 처리 시험결과에서도 '후지'와 '홍로' 품종 간 피해율에 유의한 차이가 있었다. 유리당 함량은 저온 피해율이 낮았던 '홍로'가'후지'보다 높았으며, 호르몬 분석 결과 정상 꽃눈보다 손상된 조직에서 ABA, IAA와 SA 함량이 높게 나타났다. 따라서 본 연구 결과 조직내 유리당 함량이 높으면 저온 피해율이 낮은 것을 확인할 수 있었으며, 특히 저온 피해율은 sorbitol 함량과 부의 상관관계를 이루고 있다.