Wu, Jingni;Kim, Sang Gon;Kang, Kyu Young;Kim, Ju-Gon;Park, Sang-Ryeol;Gupta, Ravi;Kim, Yong Hwan;Wang, Yiming;Kim, Sun Tae
The Plant Pathology Journal
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v.32
no.6
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pp.552-562
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2016
Pathogenesis-related proteins play multiple roles in plant development and biotic and abiotic stress tolerance. Here, we characterize a rice defense related gene named "jasmonic acid inducible pathogenesis-related class 10" (JIOsPR10) to gain an insight into its functional properties. Semi-quantitative RT-PCR analysis showed up-regulation of JIOsPR10 under salt and drought stress conditions. Constitutive over-expression JIOsPR10 in rice promoted shoot and root development in transgenic plants, however, their productivity was unaltered. Further experiments exhibited that the transgenic plants showed reduced susceptibility to rice blast fungus, and enhanced salt and drought stress tolerance as compared to the wild type. A comparative proteomic profiling of wild type and transgenic plants showed that overexpression of JIOsPR10 led to the differential modulation of several proteins mainly related with oxidative stresses, carbohydrate metabolism, and plant defense. Taken together, our findings suggest that JIOsPR10 plays important roles in biotic and abiotic stresses tolerance probably by activation of stress related proteins.
Kim, Young Chang;Kim, Jang Uk;Lee, Jung Woo;Hong, Chi Eun;Bang, Kyong Hwan;Kim, Dong Hwi;Hyun, Dong Yun;Choi, Jin Kook;Seong, Bong Jae;An, Young Nam;Jeong, Haet Nim;Jo, Ick Hyun
Horticultural Science & Technology
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v.35
no.4
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pp.499-509
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2017
Recently, there has been increased attention to the development of new plant cultivars with enhanced resistance to biotic and abiotic stress. To develop ginseng cultivars with such traits, systematic breeding programs and comprehensive field studies are prerequisites. In this study, we applied a pure-line selection method to identify a ginseng cultivar with enhanced stress resistance. Phenotypic and agronomic characteristics, seed yield, and physiological responses to biotic and abiotic stresses were investigated according to the guidelines of the International Union for the Protection of New Varieties of Plants (UPOV). In the newly developed 'Kowon' cultivar, the time of emergence, flowering, and berry maturity were intermediate between those of the controls, 'Yunpoong' and 'Chunpoong'. The stem length of 'Kowon' was intermediate, whereas the root length was shorter and the main root diameter was greater than those of 'Chunpoong'. In local adaptability tests conducted in three regions, the yield of 'Kowon' was $666kg{\cdot}10a^{-1}$; 27% and 4% higher than that of 'Chunpoong' and 'Yunpoong'. Diseases such as Alternaria blight, Phytophthora blight, mulberry mealybug, and nematode infestation did not occur in 'Kowon'; and it also exhibited moderate resistance to damping-off and anthracnose. In these cases, yellow spots occurred on aerial parts and the rusty skin of the root, and it exhibited moderate resistance at high temperatures. Our study demonstrates that 'Kowon', which has a high root weight and enhanced biotic/abiotic stress resistance, is a superior cultivar that could increase farmers' income.
Benthic macro-invertebrates were seasonally collected in the Onchen Stream in Pusan, from July 2001 to March 2002. Generally 4 phylum 5 class 10 order 19 family 23 species were observed in the study sites. Ephemeroptera, Plecoptera and various species appeared in headwater stream while Oligochaeta and Chironomidae were dominated in downstream sites. Community abundance patterns, especially the dominant taxa, Oligochaeta and Chironomidae, appeared to be different depending upon the sampling months. Oligochaeta was usually observed in July, December and March while Chironomidae was appeared in September. The biological indices, TBI(Trent Biotic Index), BS (Biotic Score), BMWP (Biological Monitoring Working Party)were calculated with the appeared communities of the sampling sites through the survey months. TBI showed 1 to 8, BMWP was 1 to 93 and CBI appeared 9 to 387 in the different sites. The biological indices decreased from headstream to downstream sites, We implemented the unsupervised Kohonen network for patterning of community abundance of the sampling sites. The patterning map by the Kohonen network was well represented community abundance of the sampling sites. Also, we conducted RTRN (Real Time Recurrent Neural Network) for predicting of the biological indices in the different sites. The results appeared that the predicting values by RTRN were well matched field data (correlation coefficient of TBI, BMWP and CBI were 0.957, 0.979 and 0.967, respectively).
Jung, Song Hie;Lim, Chi Hong;Kim, A Reum;Woo, Dong Min;Kwon, Hye Jin;Cho, Yong Chan;Lee, Chang Seok
Journal of Ecology and Environment
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v.41
no.10
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pp.290-301
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2017
Background: Forest edges create distinctive ecological space as adjacent constituents, which distinguish between different ecosystems or land use types. These edges are made by anthropogenic or natural disturbance and affects both abiotic and biotic factors gradually. This study was carried out to assess edge effects on disturbed landscape at the pine-dominated clear-cut area in a genetic resources reserve in Uljin-gun, eastern Korea. This study aims to estimate the distance of edge influence by analyzing changes of abiotic and biotic factors along the distance from forest edge. Further, we recommend forest management strategy for sustaining healthy forest landscapes by reducing effects of deforestation. Results: Distance of edge effect based on the abiotic factors varied from 8.2 to 33.0 m. The distances were the longest in $Mg^{2+}$ content and total nitrogen, $K^+$, $Ca^{2+}$ contents, canopy openness, light intensity, air humidity, $Na^+$ content, and soil temperature followed. The result based on biotic factors varied from 6.8 to 29.5 m, coverage of tree species in the herb layer showed the longest distance and coverage of shrub plant in the herb layer, evenness, species diversity, total coverage of herb layer, and species richness followed. As the result of calculation of edge effect by synthesizing 26 factors measured in this study, the effect was shown from 11.0 m of the forest interior to 22.4 m of the open space. In the result of stand ordination, Rhododendron mucronulatum, R. schlippenbachii, and Fraxinus sieboldiana dominated arrangement of forest interior sites and Quercus mongolica, Vitis amurensis, and Rubus crataegifolius dominated spatial distribution of the open area plots. Conclusions: Forest interior habitat lies within the influence of both abiotic and biotic edge effects. Therefore, we need a forest management strategy to sustain the stability of the plant and further animal communities that depend on its stable conditions. For protecting forest interior, we recommend selective logging as a harvesting method for minimizing edge effects by anthropogenic disturbance. In fact, it was known that selective logging contributes to control light availability and wind regime, which are key factors affecting microclimate. In addition, ecological restoration applying protective planting for the remaining forest in the clear-cut area could contribute to prevent continuous disturbance in forest interior.
Objective: The objective of this study was to investigate the phylogenetic and expression analysis of the angiopoietin-like (ANGPTL) gene family and their role in lipid metabolism in pigs. Methods: In this study, the amino acid sequence analysis, phylogenetic analysis, and chromosome adjacent gene analysis were performed to identify the ANGPTL gene family in pigs. According to the body weight data from 60 Jinhua pigs, different tissues of 6 pigs with average body weight were used to determine the expression profile of ANGPTL1-8. The ileum, subcutaneous fat, and liver of 8 pigs with distinct fatness were selected to analyze the gene expression of ANGPTL3, ANGPTL4, and ANGPTL8. Results: The sequence length of ANGPTLs in pigs was between 1,186 and 1,991 bp, and the pig ANGPTL family members shared common features with human homologous genes, including the high similarity of the amino acid sequence and chromosome flanking genes. Amino acid sequence analysis showed that ANGPTL1-7 had a highly conserved domain except for ANGPTL8. Phylogenetic analysis showed that each ANGPTL homologous gene shared a common origin. Quantitative reverse-transcription polymerase chain reaction analysis showed that ANGPTL family members had different expression patterns in different tissues. ANGPTL3 and ANGPTL8 were mainly expressed in the liver, while ANGPTL4 was expressed in many other tissues, such as the intestine and subcutaneous fat. The expression levels of ANGPTL3 in the liver and ANGPTL4 in the liver, intestine and subcutaneous fat of Jinhua pigs with low propensity for adipogenesis were significantly higher than those of high propensity for adipogenesis. Conclusion: These results increase our knowledge about the biological role of the ANGPTL family in this important economic species, it will also help to better understand the role of ANGPTL3, ANGPTL4, and ANGPTL8 in lipid metabolism of pigs, and provide innovative ideas for developing strategies to improve meat quality of pigs.
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