Current status of soybean transformation method in Korera was reviewed with recent publications. Most frequently used method for genetic transformation was Agrobacterium-mediated transformation on cotyledonary node which is most popular method used in foreign country. In addition to this, various methods such as sonicationmediated transformation, in planta transformation, and transformation on meristem tissue of germinating seed, have been tried in Korea, even though their efficiencies on repeatability and stability were relatively low. Based on the promising results developed recently by reviewer, several important considerations for successful soybean transformations were suggested. They are 1) proper genotype screening, 2) targeting transformation on exact point, 3) multiple shoot formation, 4) efficient selection pressure, 5) successful shoot elongation, 6) efficient root formation. These are the basic requirements for stable and highly efficient soybean transformation of Korean soybean.
Park, Jong-In;Ahmed, Nasar Uddin;Kim, Hye-Ran;Nou, Ill-Sup
Journal of Plant Biotechnology
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제39권1호
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pp.13-22
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2012
Plant regeneration has been optimized increasingly by organogenesis and somatic embryogenesis using a range of explants with tissue culture improvements focusing on factors, such as the age of the explant, genotype, media supplements and $Agrobacterium$ co-cultivation. The production of haploids and doubled haploids using microspores has accelerated the production of homozygous lines in Brassicaceae crop plants. Somatic cell fusion has facilitated the development of interspecific and intergeneric hybrids in sexually incompatible species of $Brassica$. Crop improvement using somaclonal variation has also been achieved. Transformation technologies are being exploited routinely to elucidate the gene function and contribute to the development of novel enhanced crops. The $Agrobacterium$-mediated transformation is the most widely used approach for the introduction of transgenes into Brassicaceae, and $in$$vitro$ regeneration is a key factor in developing an efficient transformation method in plants. Although many other Brassicaceae are used as model species for improving plant regeneration and transformation systems, this paper focuses on the recent technologies used to regenerate the most important Brassicaceae crop plants.
큰느타리버섯에서 철 저장과 관련된 페리틴 단백질의 발현 및 분비를 최적화하기 위해, T-Fer 벡터에 EcoRI 및 HindIII처리를 해 페리틴 유전자를 얻은 후, BamHI으로 처리된 선형의 pPEVPR1b 분비 벡터에 클로닝하여pPEVPR1b-Fer 재조합 벡터를 구축한 다음 Agrobacterium tumefaciens LBA4404 로 도입하였다. Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation 방법에 의해 Pleurotus eryngii로 형질전환하고 kanamycin함유된 MCM 배지에서 올바른 형질전환체를 선별하였고, 단백질 발현은 SDS-PAGE 및 항원항체 반응에 의한 western blot으로 확인하였다. 페리틴 단백질의 분비 발현은 batch culture 및 20 L airlift type fermenter에서 배양 시간 및 온도와 같은 배양 조건에 의해 최적화되었다. 페리틴 생산을 위한 배양 조건은 MCM 배지에서 25℃ 및 8 일 배양에 의해 최적화되었다. 페리틴 단백질의 양은 정량적 단백질 분석에 의해 2.4 mg/g mycelium으로 측정되었다. 그러나, PR1b (32 amino acid)의 분비서열은 큰느타리버섯 내부의 peptidase에 의해 정확하게 processing되지 않았지만, 페리틴 단백질은 균사체에서 최대로 전체단백질의 24.7% 발현되었고, 배양액에서는 검출되지 않았다. 철 결합 활성은 7.5% non-denaturing gel에서 Perls' staining에 의해 확인되었으며, 다량체 페리틴(24 subunits)이 P. eryngii 균사체에서 형성되었음을 보여준다. 생물학적 활성 측정을 위하여 페리틴을 함유한 분말을 제조하여 육계의 사료 첨가제로서의 사용 가능성에 대해 시험하였으며, 결과적으로 페리틴은 육계의 성장을 촉진하고 사료 효율 및 생산 지수를 향상시키는것으로 확인되었다.
Agrobacterium을 이용하여 도입된 유전자의 세대진전, 교잡 등에 따른 유전적 안정성을 확인코자, 형질 전환으로부터 얻어진 bar 유전자가 도입된 형질전환 식물체들을 상호 교배, 여교배, T$_4$ 세대까지의 자식의 반복 등에 의해 유전적 안정성을 검토하였다. 조합이나 계통에 따라서는 일부 멘델식 분리를 따르지 않고 제초제 Basta에 대한 저항성이 사라지거나 저항성개체보다 감수성개체가 기대치보다 많은 등의 경우가 있었으나, 대부분 멘델식 분리를 따르고 있어 세대진전, 교배 등에 의해서도 유전적 안정성이 높게 유지됨을 확인할 수 있었다.
Efficient transformation and regeneration methods are a priority for successful application of genetic engineering to vegetative propagated plants such as grape. In this study, methods for Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation and plant regeneration of grapevine (Vitis vinifera) were evaluated. Tamnara, Heukgoosul, Heukbosek, Rizamat were co-cultivated with Agrobacterium strains, LBA4404 containing the vector pBI121 carrying with CaMV 35S promoter, GUS gene as reporter gene and resistance to kanamycin as selective agent. Seven percent of the maximum regeneration frequency was obtained from co-cultivated with explants from Rizamat with LBA4404 strain on selection medium with kanamycin. The addition of acetosyringone, 200 ${\mu}m$ in virulence induction step was a key factor for successful GUS reporter gene expression in grapevine transformation. Transgenic plants showed resistance to kanamycin and the GUS positive response in leaf ($T_0$) stem ($T_0$) and petiole ($T_0$).
본 연구에서는 거베라 형질전환 기초기술개발을 위한 연구를 수행하였다. 경남원예화훼시험장에서 육성된 국내 거베라 18품종 중, Agrobacferium 감염에 순응적인 품종을 선발하기 위하여 18개의 국내 거베라 품종을 스크린하여 011, 016, GM023 등 12개의 순응형 계통을 스크린 하였으며 효율적인 형질전환을 위한 제균 항생제로는 cefotaxime이 선택되었다. 더 많은 캘러스 유도를 위한 전처리 배지의 호르몬 농도는 BA 2 ppm, Zeatin 2 ppm, IAA 0.2 ppm (2 x media)이 효율적이었고 재분화 배지의 호르몬 농도도 전처리 배지 호르몬의 농도와 동일하게 BA 2 ppm, Zeatin 2 ppm, IAA 0.2 ppm (2 x media)에서 효율적이었으나 GUS 발현에는 다른 차이가 없었다. 고효율 형질전환 체계 확립을 위하여 네 가지 다른 전처리 기간 처리와 두 가지 다른 Agrobacterium tumerfaciens 사용, 두 가지 다른 공배양 기간을 처리한 결과 전처리 하지 않은 엽병과 엽신을 LBA4404 Agrobacterium tumerfaciens을 사용하여 5일 간 공배양 기간을 가졌을 때와 dipping 처리하여 접종한 엽병과 엽신에서 높은 GUS 발현빈도를 나타냈다.
Meiyalaghan, Sathiyamoorthy;Pringle, Julie M.;Barrell, Philippa J.;Jacobs, Jeanne M.E.;Conner, Anthony J.
Plant Biotechnology Reports
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제4권4호
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pp.293-301
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2010
The feasibility of two strategies for transgene pyramiding using Agrobacterium-mediated transformation was investigated to develop a transgenic potato (Solanum tuberosum L. cv. Iwa) with resistance to potato tuber moth (PTM) (Phthorimaea operculella (Zeller)). In the first approach, cry1Ac9 and cry9Aa2 genes were introduced simultaneously using a kanamycin (nptII) selectable marker gene. The second approach involved the sequential introduction (re-transformation) of a cry1Ac9 gene, using a hygromycin resistance (hpt) selectable marker gene, into an existing line transgenic for a cry9Aa2 gene and a kanamycin resistance (nptII) selectable marker gene. Multiplex polymerase chain reaction (PCR) confirmed the presence of the specific selectable marker gene and both cry genes in all regenerated lines. The relative steady-state level of the cry gene transcripts in leaves was quantified in all regenerated lines by real-time PCR analysis. Re-transformation proved to be a flexible approach to effectively pyramid genes for PTM resistance in potato, since it allowed the second gene to be added to a line that was previously identified as having a high level of resistance. Larval growth of PTM was significantly inhibited on excised greenhouse-grown leaves in all transgenic lines, although no lines expressing both cry genes exhibited any greater resistance to PTM larvae over that previously observed for the individual genes. It is anticipated that these lines will permit more durable resistance by delaying the opportunities for PTM adaptation to the individual cry genes.
Agrobacterium rhizogenes를 매개로 한 Populus의 형질전환계를 확립하고자 형질전환율에 영향을 주는 주요 인자들을 검토하고, 형질전환 식물체를 분화시켜 도입유전자의 발현을 확인하였다. 줄기조직보다 잎조직이 kanamycin에 대한 감수성이 커 형질전환체의 선발에 유리한 것으로 판단되었다. 접종용액의 박테리아 밀도는 $4{\times}10^5{\sim}7{\times}10^9\;cfu$의 범위내에서 형질전환율에 거의 영향을 주지 않았다. 공배양 기간은 1일 이내가 바람직하였고, 박테리아 제거배지의 항생제 농도는 cefotaxime과 ampicillin 각각 $250\;{\mu}g/ml$가 적당하였다. 배지에 acetosyringone을 첨가하여 배양한 박테리아를 사용했을 때 형질전환율이 증가했는데 acetosyringone의 적정농도는 $50\;{\mu}M$이었다. 형질전환된 gall은 kanamycin 농도가 $100\;{\mu}g/ml$ 이상인 배지를 사용하거나, 생장조절제가 들어있지 않은 배지를 사용하여 선택적으로 유기 및 증식시킬 수 있었다. A. rhizogenes를 접종시킨 조직으로부터 유기된 gall은 생장조절제를 포함하는 배지뿐만 아니라, 생장조절제가 없는 배지에서도 3주 이내에 뿌리를 형성하였다. NAA 0.05 mg/ml와 BA 0.5 mg/ml를 첨가한 배지에서 배양된 gall로 부터 약 6주일 후 식물체가 분화되었다. A. rhizogenes를 접종시켜 얻은 gall,그리고 gall로부터 재분화된 식물체의 추출물에서 agropine과 mannopine이 검출되어, 도입된 opine합성 유전자가 발현되고 있는 것이 확인되었다.
Plants expressing Agrobacterium sp. strain CP4 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (CP4 EPSPS) are known to be resistant to glyphosate, a potent herbicide that inhibits the activity of the endogenous plant EPSPS. In order to develop herbicide-resistant rice, we prepared transgenic rice plants with CP4 EPSPS gene under the control of CaMV 35S promoter for over-expression. A recombinant plasmid was transformed into rice via Agrobacterium-mediated transformation. A large number of transgenic rice plants were obtained with glyphosate and most of the transformants showed fertile. The integration and expression of CP4 EPSPS gene from regenerated plants was analyzed by Southern and northern blot analysis. The transgenic rice plants had CP4 EPSPS enzyme activity levels more than 15-fold higher than the wild-type plants. EPSPS enzyme activity of transgenic rice plants was also identified by strip-test method. Field trial of transgenic rice plants further confirmed that they can be selectively survived at 100% by spay of glyphosate (Roundup$^{(R)}$) at a regular dose used for conventional rice weed control.
Agrobacterium(LBA4404/pBI1121)을 이용하여 형질전환된 애기장대 (Arabidopsis thaliana)를 대상으로 T2, T3, F3세대에서의 도입된 외래 유전자의 비활성화 현상을 조사하였다. Kanamaycin저항성 개체들의 GUS유전자 발현을 분석한 결과, T2세대에서 조사된 12계통 중 5계통에서 GUS 비활성 개체가 관찰되었다 (GUS유전자 비활성율 2.3%). Multi copy T-DNA 계통을 조사한 결과, GUS 비활성 정도가 더욱 심해짐이 관찰되었다 (5.8%). T3 세대에서 single copy T-DNA 계통들은 1.3%의 GUS 비활성율을 보인 반면, multi-copy T-DNA 계통에서의 비활성율은 12.6%로 급격히 증가하였다. 유사한 현상이 형질전환 식물체와 정상개체를 교배하여 생산된 F2 계통에서도 관찰되었다 (비활성율 9.9%). 본 실험으로 식물체에 도입된 외래 유전자가 후대에서의 전이과정동안 점진적으로 비활성화되고, 이 현상은 multi copy T-DNA 계통에서 훨씬 심각함이 밝혀졌다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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