• 원예과학기술지
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• 제29권6호
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• pp.633-640
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• 2011

배추는 배추속 식물의 A genome을 대표하는 모델로서 다양한 배추과 작물의 유전학 및 유전체학과 육종연구의 기반이 되는 중요한 작물이다. 최근 들어 배추 유전체 해독이 완료됨에 따라 유전체의 기능 연구가 보다 활발히 진행될 것으로 기대된다. 유전체 정보로부터 유전자의 구조를 예측하고, 기능을 분석하여 프로모터를 포함한 유용 유전자를 개발하기 위한 필수 재료로 이용되는 것이 다양한 조직 또는 실험 처리로부터 생성된 발현 유전자 데이터이다. 2011년 7월 현재 공공 데이터베이스에는 39개의 cDNA library로부터 분석된 147,217개의 배추 발현유전자가 보고되어 있다. 그러나 이들 발현 유전자들은 체계적으로 분석되거나 데이터베이스 형태로 정리되어 있지 않기 때문에 연구자들이 유전자 서열로부터 유용한 정보를 추출하여 사용하기 어려운 문제점이 있다. 따라서 해독 완료된 배추 유전체와 함께 발현 유전자 정보를 보다 잘 활용하기 위하여 배추의 조직 특이적 발현유전자 데이터베이스인 BrTED를 개발하였다. 데이터베이스는 EST 서열 처리-정보 검색 단위와 조직특이성 발현 특성 분석 단위로 이루어져 있으며, 각 정보들은 상호 연결되어 유기적인 검색 환경을 제공하게 하였다. BrTED는 23,962개의 단일 조합 유전자서열을 포함하고 있으며, 각 서열들의 유전자 주석과 암호화하고 있는 단백질의 기능을 동시에 제공한다. 또한 각 단일 조합 유전자서열들의 조직별 발현 특이성을 통계 분석을 통해 조사하여 연구자의 검색 기준에 따라 제공한다. BrTED의 실효성을 검증하기 위하여 데이터베이스를 통해 조직 특이적 발현 유전자 29개를 선발하고, 이들의 발현 특성을 RT-PCR로 확인한 결과, 선발한 유전자 모두 목표한 조직에서 특이적이거나 강한 발현을 보였다. BrTED는 조직 특이적 발현유전자를 신속하게 선발할 수 있는 공공 데이터베이스로서 배추의 기능 유전체 연구뿐만 아니라 근연 배추속 작물의 유전학과 유전체학 연구에 유용한 공공 연구 자원으로 이용될 수 있을 것이다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제56권1호
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• pp.23-27
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• 2013

순무뿌리(Brassica rapassp)를 실온에서 95% ethanol 수용액으로 추출하고 이 추출물을 ethyl acetate (EtOAc)분획, n-butyl alcohol 분획 및 $H_2O$ 분획으로 나누었다. EtOAc분획에 대하여 silica gel, ODS 및 Sephadex LH-20 column chromatography를 반복실시 하여 5종의 flavonoid를 분리하였다. NMR, IR 및 MS data를 해석하여 각각 licochalcone A (1), 4,4'-dihydroxy-3'-methoxychalcone (2), liquiritigenin (3), liquiritin (4), isoliquiritin (5)으로 구조동정하였다. 이들 화합물들은 순무뿌리에서는 처음으로 분리되었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제37권3호
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• pp.319-326
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• 2010

화석에너지의 고갈과 지구 온난화 현상으로 인해 재생 가능한 식물자원으로부터 바이오에너지를 얻고자 하는 관심이 높아지고 있다. 이에 바이오디젤의 원료로 사용 되기 적합한 형질전환이 된 유채를 개발하기 위한 첫 단계로 한국 고유 유채 품종을 이용한 형질전환 체계를 구축하였다. 내한, 영산, 탐미, 한라 유채의 종자를 분양 받아 지방산 분석을 실시한 결과, 종자의 약 32-40% 식물성 오일이 포함되어 있었고, 그 중 올레인산의 함량은 60mole% 이상 존재하는 것으로 확인되었다. 그 중 오일 함량 및 올레인산 함량이 높고, 형질전환 효율이 비교적 높은 한라 유채품종이 그리고 $\beta$-glucuronidase (GUS)와 phosphinothricin acetyltransferase (PAT) 유전자가 포함된 pCAM-BIA3301 벡터가 도입된 Agrobacterium tumefaciens GV3101균주가 형질전환에 사용되었다. 형질전환이 된 유채 식물체는 제초제에 대한 내성, PCR을 이용한 PAT 유전자의 도입 여부 및 GUS 활성 분석을 통하여 선별하였다. 그 결과 한라 유채의 경우, 10. 4% 형질전환 효율을 보였고, 제초제 저항성이 다음 세대 ($T_1$ 식물체)로 안정되게 유전됨을 확인하였다. 이러한 연구는 바이오디젤 원료로 사용될 다양한 유채 품종에 교배를 통해 제초제 저항성 유전자를 쉽게 도입할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제58권4호
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• pp.325-332
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• 2015

유채는 월동작물로 내한성이 약해 남부지역에서만 재배가 가능하다. 따라서 재배면적 확대 및 안정적 생산성 확보를 위해 내한성 증진 품종 육성이 절실하다. 본 연구에서는 유채의 내한성을 증진시키기 위해 보리에서 유래한 HvIRIP 유전자를 CaMV35S 프로모터 조절하에서 전신발현되도록 운반체를 제작하였고, 아그로박테리움을 이용하여 유채에 형질전환하였다. Southern 분석을 통해 HvIRIP 유전자가 유채 Genome 안으로 전이 되었음을 확인하였다. 또한 Northern 분석을 통해 $4^{\circ}C$에서 2주간 처리된 유묘에서 HvIRIP 유전자의 발현이 크게 증대되는 것을 알 수 있었다. 본엽 3-4매 전개 유채 형질전환체를 영하 $5^{\circ}C$에서 2일간 저온에 노출한 후 회복여부를 조사한 결과, 대조구는 회복하지 못하고 죽은 반면, 형질전환체는 회복이 정상적으로 이루어졌다. 또한 저온스트레스가 진행되는 동안에 스트레스를 극복하는데 필요한 Proline 함량이 형질전환체에서 크게 증대되는 것이 관찰되었다. 이 외에도 저온스트레스 과정 중에 생성되는 활성산소의 독성을 감소시키는 항산화제 효소인 CAT, SOD 그리고 ADH 활성을 측정한 결과, 대조구에 비해 형질전환체에서 그 함량이 현저히 증가됨을 알 수 있었다. 따라서 이러한 결과를 통해 HvIRIP 유전자가 함유된 유채 형질전환체의 내한성이 증진되었음을 확인하였다.

• 한국작물학회지
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• 제28권1호
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• pp.133-138
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• 1983

유채에 있어서 유묘의 저온감응 처리가 하계고온포장에서의 좌지 방지에 미치는 효과를 조사하여 유채 세대단축 기술의 보완과 우량종자의 비격리 순수채종 방안을 검토코자 시험을 실시하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 유채 유묘의 저온록체 춘화처리후 하계고온의 일반포장조건에서 재배했을 때 추태, 개화단축 효과는 조생, 중생종에서 추태까지 34일, 개화까지 52일 소요했으며 만생종은 추태까지 44일, 개화까지는 73일을 소요했다. 2. 성숙까지의 전생육기간에서는 조생, 중생종들이 85-88일이 필요했으며 만생종에서는 108일이 소요되어 표준재배 227-240일 보다는 67%-55% 단축할 수 있었다. 3. Winter형의 B.napus에서 5월 이후의 고온재배에서는 전부 좌지하던 것이 국내품종도 록체춘화저온처리에서는 모든 공시품종이 완전 추태ㆍ개화, 성숙할 수 있었다. 4. 저온록체 처리후 하계고온재배시의 유채 주요형질들은 초장, 수장에 있어서 보통기재배보다 50% 내외로 빈약하였으며 수량형질인 분지수와 1수협수에서는 특히 적어서 보통재배시의 1/10 정도로 분지수 2-3개, 협수 4-7협에 불과했다. 5. 그러나 결실립수, 결실비율, 1,000립중 등에서는 다소 표준추파재배보다 떨어지나 큰 차이는 없었다. 6. 저온처리 하계고온 재배시의 주당종실중과 10a당 수량성에서는 1주당 8.8g으로 표준재배의 34.5g의 26%밖에 되지 않으며 10a당 수량성은 평균 53kg로 표준추파재배의 230kg에 비해 23%에 불과하였다. 7. 수량성이 10a당 불과 53kg 내외이긴하나 이같은 채종량은 육묘이식으로 100㏊ 이상의 (1,000배 증식율) 배경면적에 보급 증식할 수 있을 뿐만 아니라 혼매원이 없는 하계재배로 강실, 격리재배를 하지 않고도 순정한 채종이 가능하게 되었다.

• 한국육종학회지
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• 제41권4호
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• pp.664-668
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• 2009

"보람"은 조숙, 다수성이며 바이오디젤 생산 및 식용으로 이용이 가능한 유채 로 2006년에 목포-CGMS(웅성불임)과 8634-B-1-3-1-8(임성회복화분친)을 교배하여 2007년부터 2008년까지 생산력 검정시험과, 2008년 지역적응시험을 거쳐 육성된 품종이다. "보람"의 엽형은 하부익상전렬, 엽색 및 줄기색은 녹색, 결각은 중간이며 꽃색은 황색, 종피색은 흑색이다. 개화기(4월 9일)와 성숙기(6월 4일)는 "선망"과 비슷하나 "탐미유채"보다는 개화는 6일, 성숙기는 3일 정도 빠르다. 지역적응 시험시험 결과, "보람"의 수량은 10a 당 424 kg로 같은 1대 잡종인 "선망"에 비해 11%, 고정종인 "탐미유채"에 비해 48% 증수되었다. "보람"의 기름함량은 44.2%이고, 올레인산의 함량은 68.5%로 "탐미유채"와 "선망"에 비해 각각 3.7%와 5.4%높아져 바이오디젤 생산용으로 적합하며, 구루코지노레이트 함량은 2.27 mg/g으로 국제허용기준치인 3.0 mg/g 이하였다. "보람"은 전남, 전북, 경남 및 제주도를 포함하는 우리나라의 서남부지역에서 재배에 적합한 품종이다.

• 한국육종학회지
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• 제42권3호
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• pp.236-240
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• 2010

'조망'은 조숙, 다수성이며 바이오디젤 생산 및 식용으로 이용이 가능한 유채로 2006년에 웅성불임인 목포-CGMS와 임성회복환분친인 8634-B-1-3-1-8을 교배하여 생산력검정시험(2007, 2008)과, 지역적응시험(2008)을 거쳐, 2008년에 육성된 품종이다. '조망'의 엽형은 하부익상전렬, 엽색 및 줄기색은 녹색, 결각은 중간이며 꽃색은 황색, 종피색은 흑색이다. '조망'의 성숙일는 6월 3일로 '선망'보다 1일, '탐미유채'보다는 4일 정도 빠르다. 지역적응시험시험 결과, '조망'의 수량은 10a 당 406 kg으로 같은 1대잡종인 '선망'에 비해 7%, 고정종인 '탐미유채'에 비해 42% 증수되었다. '조망'의 기름함량은 44.5%이고, 지방산 중 에루신산은 없는 반면, 올레인산의 함량은 68.2%로 '탐미유채'와 '선망'에 비해 각각 3.4%, 5.1% 높아져 바이오디젤 생산용으로 적합하였다. 글루코시놀레이트 함량은 2.31 mg/g으로 국제허용기준치인 3.0 mg/g 이하였다. '조망'은 전남, 전북, 경남 및 제주도를 포함하는 우리나라의 서남부지역에서 재배에 적합한 품종이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제44권2호
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• pp.115-124
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• 2017

Cytoplasmic male sterility (CMS) is a maternally inherited trait leading to loss of the ability to produce fertile pollen and is extensively used in hybrid crop breeding. Ogura-CMS was originally generated by insertion of orf138 upstream of atp8 in the radish mitochondrial genome and transferred to Brassica crops for hybrid breeding. Gene expression changes by dysfunctional mitochondria in Ogura-CMS result in pollen developmental defects, but little is known about gene expression patterns in vegetative tissue. To examine the interaction between nuclear and organellar regulation of gene expression, microarray and subsequent gene expression experiments were conducted with leaves of $F_1$ hybrid Chinese cabbage derived from self-incompatible (SI) or Ogura-CMS parents (Brassica rapa ssp. pekinensis). Out of 24,000 genes deposited on a KBGP24K microarray, 66 genes were up-regulated and 26 genes were down-regulated by over 2.5 fold in the CMS leaves. Up-regulated genes included stress-response genes and mitochondrial protein genes, while genes for ascorbic acid biosynthesis and thylakoid proteins were down-regulated. Most of the major component genes for light reactions of photosynthesis were highly expressed in leaves of both SI and CMS plants, but most of the corresponding proteins were found to be greatly reduced in leaves of CMS plants, indicating posttranscriptional regulation. Reduction in thylakoid proteins and chlorophylls led to reduction in photosynthetic efficiency and chlorosis of Ogura-CMS at low temperatures. This research provides a foundation for studying chloroplast function regulated by mitochondrial signal and for using organelle genome introgression in molecular breeding.

• 농약과학회지
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• 제18권4호
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• pp.439-442
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• 2014

신나밀계 화합물은 다양한 생물에 넓게 분포하는 생물 2차대사산물로 잘 알려져 있으며, 여러 생리활성이 규명되었다. 하지만, 작물의 생장조절기능성 연구결과는 잘 알려져 있지 않아, 본 연구에서는 신나밀기를 갖는 acid, amide, alcohol, aldehyde, ester등 46종의 유도체를 대상으로 발아와 유근생장억제능을 비교평가 하였다. 시험 결과, cinnamyl group을 기본 골격으로 하는 화합물의 경우 carboxylic acid group보다는 ester, amide, aldehyde와 같은 functional group에서 유근생장 억제능이 쉽게 관찰되는 것으로 확인되었다. 또한, EWG는 meta-position에 위치할 때 가장 효과가 높은 것으로 확인되었으며, cinnamamide, 3-chlorocinnamic acid와 4-methoxycinnamaldehyde는 100 mg/L 미만의 처리농도에서 배추에 대한 발아억제를 일으키지 않으며, 유근생장 생장억제기능성이 높아 작물 생장억제제로 사용가능한 cinnamyl 유도체임을 확인하였다.

• 생명과학회지
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• 제20권2호
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• pp.208-212
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• 2010

작물의 수량과 품질은 저온 및 고온 스트레스에 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 배추에서의 스트레스 저항성과 연관된 분자마커를 개발하기 위하여 저온에서의 스트레스 저항성에 영향을 미치는 것으로 알려져 있는 alternative oxidase (AOX) 합성 유전자 관련 분자 마커를 개발하였다. 총 15개의 AOX 합성 유전자와 관련된 Brassica rapa ESTs를 arabidopsis AOX 합성 유전자 염기서열을 이용하여 찾을 수 있었다. 이를 이용하여 고온에서 상대적으로 약한 '지부'품종과 상대적으로 강한 '권심' 사이에서 DNA 염기서열을 조사하여 4개의 ESTs에서 insertion 또는 deletion을 찾았고 PCR로 확인 가능한 4개의 공동우성 마커를 개발하였다. 본 연구에서 개발된 분자마커는 배추 작물에서 환경스트레스 저항성과 유전적 연관성을 확인하는데 유용하게 사용될 수 있다고 기대된다.