• The Plant Pathology Journal
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• 제33권2호
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• pp.193-205
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• 2017

Histone methylation plays important roles in regulating chromatin dynamics and transcription in eukaryotes. Implication of histone modifications in fungal pathogenesis is, however, beginning to emerge. Here, we report identification and functional analysis of a putative JmjC-domain-containing histone demethylase in Magnaporthe oryzae. Through bioinformatics analysis, we identified seven genes, which encode putative histone demethylases containing JmjC domain. Deletion of one gene, MoJMJ1, belonging to JARID group, resulted in defects in vegetative growth, asexual reproduction, appressorium formation as well as invasive growth in the fungus. Western blot analysis showed that global H3K4me3 level increased in the deletion mutant, compared to wild-type strain, indicating histone demethylase activity of MoJMJ1. Introduction of MoJMJ1 gene into ${\Delta}Mojmj1$ restored defects in pre-penetration developments including appressorium formation, indicating the importance of histone demethylation through MoJMJ1 during infection-specific morphogenesis. However, defects in penetration and invasive growth were not complemented. We discuss such incomplete complementation in detail here. Our work on MoJMJ1 provides insights into H3K4me3-mediated regulation of infection-specific development in the plant pathogenic fungus.

• The Plant Pathology Journal
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• 제35권6호
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• pp.564-574
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• 2019

Like many fungal pathogens, the conidium and appressorium play key roles during polycyclic dissemination and infection of Magnaporthe oryzae. Ran-binding protein microtubule-organizing center (RanBPM) is a highly conserved nucleocytoplasmic protein. In animalia, RanBPM has been implicated in apoptosis, cell morphology, and transcription. However, the functional roles of RanBPM, encoded by MGG_00753 (named MoRBP9) in M. oryzae, have not been elucidated. Here, the deletion mutant ΔMorbp9 for MoRBP9 was generated via homologous recombination to investigate the functions of this gene. The ΔMorbp9 exhibited normal conidial germination and vegetative growth but dramatically reduced conidiation compared with the wild type, suggesting that MoRBP9 is involved in conidial production. ΔMorbp9 conidia failed to produce appressoria on hydrophobic surfaces, whereas ΔMorbp9 still developed aberrantly shaped appressorium-like structures at hyphal tips on the same surface, suggesting that MoRBP9 is involved in the morphology of appressorium-like structures from hyphal tips and is critical for development of appressorium from germ tubes. Taken together, our results indicated that MoRBP9 played a pleiotropic role in polycyclic dissemination and infection-related morphogenesis of M. oryzae.

• The Plant Pathology Journal
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• 제35권6호
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• pp.543-552
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• 2019

Fusarium asiaticum of the F. graminearum species complex causes head blight in small-grain cereals. The nivalenol (NIV) chemotypes of F. asiaticum is more common than the deoxynivalenol (DON) chemotypes of F. asiaticum or F. graminearum in Korea. To understand the prevalence of F. asiaticum-NIV in Korean cereals, we characterized the biological traits of 80 cereal isolates of F. asiaticum producing NIV or 3-acetyl-deoxynivalenol (3-ADON), and 54 F. graminearum with 3-ADON or 15-acetyl-deoxynivalenol (15-ADON). There was no significant difference in mycelial growth between the chemotypes, but F. asiaticum isolates grew approximately 30% faster than F. graminearum isolates on potato dextrose agar. Sexual and asexual reproduction capacities differed markedly between the two species. Both chemotypes of F. graminearum (3-ADON and 15-ADON) produced significantly higher numbers of perithecia and conidia than F. asiaticum-NIV. The highest level of mycotoxins (sum of trichothecenes and zearalenone) was produced by F. graminearum-3-ADON on rice medium, followed by F. graminearum-15-ADON, F. asiaticum-3-ADON, and F. asiaticum-NIV. Zearalenone levels were correlated with DON levels in some chemotypes, but not with NIV levels. Disease assessment on barley, maize, rice, and wheat revealed that both F. asiaticum and F. graminearum isolates were virulent toward all crops tested. However, there is a tendency that virulence levels of F. asiaticum-NIV isolates on rice were higher than those of F. graminearum isolates. Taken together, the phenotypic traits found among the Korean F. asiaticum-NIV isolates suggest an association with their host adaptation to certain environments in Korea.

• The Plant Pathology Journal
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• 제35권2호
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• pp.125-136
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• 2019

Vitis vinifera is very susceptible to downy mildew (Plasmopara viticola). A number of authors have suggested different genetic populations of this fungus exist in Europe, each showing a different degree of virulence. Work performed to date indicates this diversity to be the result of different factors. In areas where gene flow is greater and recombination more frequent, the diversity of P. viticola appears to be wider. In vineyards isolated by geographic barriers, a race may become dominant and produce clonal epidemics driven by asexual reproduction. The aim of the present work was to identify the conditions that influence the genetic diversity of P. viticola populations in the vineyards of northwestern Spain, where the climatic conditions for the growth of this fungus are very good. Vineyards situated in a closed, narrow valley of the interior, in more open valleys, and on the coast were sampled and the populations of P. viticola detected were differentiated at the molecular level through the examination of microsatellite markers. The populations of P. viticola represented in primary and secondary infections were investigated in the same way. The concentration of airborne sporangia in the vegetative cycle was also examined, as was the virulence of the different P. viticola populations detected. The epidemiological characteristics of the fungus differed depending on the degree of isolation of the vineyard, the airborne spore concentration, and on whether the attack was primary or secondary. Strong isolation was associated with the appearance of dominant fungal races and, therefore, reduced populational diversity.

• 식물분류학회지
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• 제53권1호
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• pp.54-59
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• 2023

Naturalized populations of two alien plants were newly found, and we describe their morphological characteristics and habitats with photographs. One is a member of Juncaceae, Juncus torreyi Coville, and was newly found at a pool of a beach in Gangwon-do. This rush is native to North America and belongs to the sect. Ozophyllum (subgen. Juncus) according to certain morphological characteristics, such as its racemose inflorescence, the absence of floral bracteole, and unitubular leaves with perfect septa. J. torreyi is easily distinguishable from Korean rushes by its long rhizomes with swollen nodes and globular head with 25-100 flowers. Its introduction into Japan and Europe was reported, but the ecological risk associated with its over-dispersal is not known. The other alien plant is a submerged plant, Egeria densa Planch. (Hydrocharitaceae), which was found in streams in Gyeongsangbuk-do and ditches in the Busan-si area, both of which being in the watershed of the Nakdong River. Egeria densa is similar to Hydrilla verticillata (L.f.) Royle, which is native to Korea. However, it is distinguished from H. verticillata by its larger flowers and lack of overwintering organs. This alien plant is native to South America and was introduced for aquarium gardening and naturalized around the world. Egeria densa is treated as a malignant weed due to its asexual reproduction and rapid growth. Size changes and the number of populations of E. densa must be investigated.

• 식물분류학회지
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• 제35권4호
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• pp.295-311
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• 2005

한국산 돌나불과 바위솔속 식물의 동위효소 변이와 분류군의 실체를 알아보기 위해 5종 24 개 집단을 대상으로 전분전기영동을 실시하였다. 동위효소 분석 결과로 나타난 전형질도에 의하면 5종의 한국산 바위솔속 식물은 2개의 주요 군으로 나누어 졌다. 그리고 이들 두 군은 기존에 분자 형질과 형태 형질을 기초로 한 결과에서 바위솔속을 Appendiculatae아절과 Orostachys아절로 나누는 처리와 일치하였다. 한국산 바위솔속 종간의 낮은 유전적 동질성은 본 속의 종들이 지리적 종분화 과정을 통해 점진적으로 분화되었음을 시사한다. 유사한 생활사와 생식 양상을 갖고 있는 종들의 유전적 자료와 비교해 보면, 넓게 분포하는 바위솔이 좁게 분포하는 다른 종들에 비해 상대적으로 높은 유전자 변이를 나타내고 있으나, 바위솔속 식물들은 매우 낯은 유전적 변이를 보여주고 있으며, 이는 격리된 서식처, 집단 내 적은 수의 개체, 서식처의 파괴, 근친교배, 무성생식 등의 결과일 가능성이 크다. 정동진에서 채집된 둥근바위솔 집단(POP 21) 은 다른 둥근바위솔과는 유전적으로는 이질적인 균으로 기존의 화분학적, 형태학적 연구 결과와도 일치하고 있다. 본 동위효소 자료는 최근 신분류군으로 발표된 울릉연화바위솔과 진주바위송의 분류학적 처리를 지지하고 있다.

• 유기물자원화
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• 제23권1호
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• pp.70-81
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• 2015

Helicase는 NTP 결합의 화학적 에너지를 이용하여 이중가닥의 DNA와 RNA를 단일가닥으로 분해하여 다양한 생체반응에 기여하는 단백질로 알려져 있으며, 이 중 DEAD-box의 단백질은 주로 RNA와 관련된 대부분의 생화학적 반응에 작용하는 ATP 의존성 helicase로 알려져 있다. 또한 이 단백질 부류에 속하는 DEAD-box3 (DDX3) gene은 척추동물뿐만 아니라 무척추동물에서의 유성 생식과 무성 생식에서 생식세포 발달 및 재생과정 중 줄기세포 분화에 중요한 역할을 하는 인자로 알려져 있다. 이에 본 연구는 강한 재생능력을 가진 것으로 알려져 있는 팔딱이 지렁이(Perionyx excavatus)에서 DDX3 gene을 동정하고 그 발현양상을 알아보고자 환대를 포함하는 성체 지렁이의 두부를 절단하여 total RNA를 추출하고, 이를 주형으로 RT-PCR을 수행하여 full length의 DDX3 gene인 Pe-DDX3를 검출하였다. Pe-DDX3는 607개 아미노산 서열로 이루어져 있으며, DEAD-box 단백질 그룹 내에서 특이적으로 보존되어 있는 9개의 motif가 존재하고 있다. 다른 분류군에 속하는 동물들과의 multiple alignment를 통해 서열 내에 보존되어 있는 아미노산 서열을 확인할 수 있었으며, 아미노산 차원에서의 계통수 분석을 통해 DDX3 (PL10) 하부그룹에 속하는 것을 알 수 있었으며, 또한, 같은 그룹에 속하는 동물 중 P. dumerilii의 PL10a, b 단백질과 가장 가까운 유연관계를 확인 할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제16권2호
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• pp.213-218
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• 2006

알로자임 분석을 이용하여 청각의 유전적 다양성과 집단구조를 분석하였다. 이 종은 한국내 생태적, 경제적 중요한 자원이지만 유전적 분석이 수행되지 않았다. 전분 젤 전기영동으로 이 종의 한국내 네 집단에 대해 알로자임 변이와 유전 구조를 조사하였다. 15개 대립유전자좌위에 대해 9개 좌위(60.0%)가 적어도 한 집단에 대해 다형현상을 나타내었다. 종수준에서 유전적 다양성은 매우 높았다($H_{ES}$=0.144). 집단수준에서 유전적 다양성은 비교적 낮았다($H_{EP}$=0.128). 청각에서 전체 유전적 다양도의 87%는 집단내에 내포되어 있었다. 청각의 번식방법은 유성생식보다는 무성생식이 우세하고, 집단의 단절, 낮은 자손의 생성, 지리적 격리, 그리고 정착과정이 낮은 유전적 다양성을 설명하는 요인으로 사료된다. 조사한 청각 집단에서 세대당 이주하는 개체수는 1.69로 평가되었다. 이 값은 보통 수준의 유전자 흐름으로 해류를 통한 이동이 주된 요인으로 보인다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제29권3호
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• pp.247-252
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• 2006

울릉도의 특산 식물종으로서 희귀식물종이며, 춘계 단명성 식물로서 개미에 의해 종자 산포가 이루어지는 섬현호색(Corydalis filistipes Nakai) 4개의 아집단에 대하여 합리적인 보전 및 관리 대책 수립을 위하여 9 개의 동위효소 marker를 이용하여 유전적 다양성과 구조를 분석하였다. 그 결과 평균 대립 유전자의 수(A)는 1.73개, 95% 수준에서 다형적 유전자좌의 비율은(P)은 61.2%, 이형접합체의 평균 관측치(Ho)는 0.201, 기대치(He)는 0.167로서 분포역이 넓은 특산 식물 종들에 비해서는 낮은 수준이지만, 섬에 고립된 유사한 생활사를 갖는 특산식물 종들에 비해서는 높은 유전적 다양도를 유지하고 있는데, 그 이유는 소집단이기는 하나 적정수준의 개체수가 유지되고 있고, 타가수정을 주로 하며 개미에 의해 종자 산포가 이루어져 적응력이 높고, 또한 폐쇄화에 의한 유 무성 번식 체계를 겸하기 때문인 것으로 판단된다. 그리고 유전적 구조분석 결과 아집단내($F_{IS}$)와 전체 아집단($F_{IT}$)의 근친교 배계수가 각각 -0.1889 와 -0.1226로서 H-W의 평형구조에 비해 이형접합자의 빈도가 높았으며, 아집단간 유전적 분화도는 매우 낮은($F_{ST}=0.0557$)결과를 보였다. 그리고 우리나라 희귀 및 특산 식물종인 섬현호색의 유전적 변이의 유지 기작과 합리적인 보전과 관리 대책을 논의하였다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제30권4호
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• pp.283-290
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• 2010

기니아그라스의 유성생식 계통과 아포믹시스 계통을 이용하여 최적의 조직배양 조건을 검토하기 위하여 절편체 부위의 조직배양 능력 및 배양배지의 조건을 검토하였다. 그 결과 미성 숙배를 분리한 후 L-proline 2 g/L가 첨가된 캘러스 유도 배지에 치상하였을 때 높은 캘러스 유도율 및 활발한 증식을 관찰할 수 있었다. 또한 유도된 캘러스를 대상으로 재분화 효율을 조사한 결과, 성숙종자 유래의 캘러스는 재분화 능력을 가지고 있지 않은 반면에, 미성숙배 유래 캘러스로부터는 높은 재분화 효율이 관찰되었다. 따라서 기니아그라스의 조직배양에 있어서 사용되는 절편체의 부위는 매우 중요하며, 미성숙배는 캘러스 유도와 식물체 재분화에 있어서 매우 효과적인 부위임이 증명되었다. 또한 미성숙배의 계통별 재분화 능력에는 차이가 있었으며, 가장 낮은 재분화율을 보인 계통을 이용하여 식물체 재분화에 영향을 미치는 $AgNO_3$의 효과를 조사하였다. 고농도의 $AgNO_3$는 albino 신초의 발생을 유발하는 반면, 2 mg/L의 저농도로 $AgNO_3$를 재분화 배지에 첨가하였을 때 정상적인 신초의 높은 재분화 효율이 관찰되었다. 본 연구에서 확인된 캘러스 유도 및 식물체 재분화 조건은 형질전환을 통한 기니아그라스의 신품종 개발 및 식물의 생식 양식의 메커니즘을 규명하는데 매우 유용하게 사용될 수 있을 것이다.