• 식물조직배양학회지
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• 제27권1호
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• pp.7-12
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• 2000

저온관련 유전자인 BN115 gene과 표지유전자인 npt II gene을 함유하고 있는 Agrobacterium tumifacience GV 3101 균주를 이용하여 겨울상추품종인 청치마의 잎절편과 공동배양하는 방법으로 형질전환 시켰다. 상추의 잎절편을 Agrobacterium과 공동배양 후 MS 기본배지에 100 mg/L kanamycin, 500 mg/L carbenicillin, 0.1 mg/L NAA, 0.5 mg/L kinetin을 첨가한 선발배지에 치상하였는데, 치상 후 3-4주부터 절편체로부터 multiple shoot들이 생성되기 시작하였다. 선발배지에서 살아남은 선발체들은 1/2 MS배지에 100 mg/L kanamycin, 250 mg/L carbenicillin이 첨가된 발근배지로 옮겨졌다. 한편, 선발된 shoot들은 PCR반응을 이용하여 도입유전자의 삽입여부를 확인하였다. PCR 반응은 표지유전자인 nptII와 저온관련 유전자인 BN115 및 식물에 도입되지 않는 vir G 유전자를 각각 특이적으로 증폭하는 primer를 가지고 실시하였다. PCR 반응 결과 대조구로 쓰인 정상 상추식물체에서는 nptII와 BNl15유전자의 증폭을 볼 수 없는 반면에 형질전환체에서는 두 유전자 모두 PCR 증폭 산물을 확인할 수 있었다. 또한 확인된 식물체의 DNA에서는 vir G유전자가 발견되지 않아 이는 Agrobacterium의 혼입에 의한 결과가 아님을 다시 한번 증명하였다. 또한 선발된 형질전환체를 이용하여 Southern analysis와 RT-PCR을 실시한 결과 내한성 유전자가 상추 식물에 안정적으로 도입되어 발현됨을 확인하였다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권3호
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• pp.155-170
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• 2018

본 논문은 현재까지 개발된 유전자편집 기술들의 작용기작 및 장 단점 등을 비교하고 이들 기술로 개발된 유전자편집(site-directed mutagenesis, SDN)작물들의 안전성 평가를 위한 분류 기준 등을 살펴보았다. 또한 2016년부터 2018년 5월 현재까지 발표된 유전자편집 식물 개발과 관련된 논문들을 조사하여 ZFN, TALENS, CRISPR기술별 발표 논문 추세를 조사한 결과 CRISPR기술을 적용한 연구건수가 절대적으로 많았다. 또한 애기장대와 벼를 대상으로 수행한 연구건수가 가장 많았으며, 담배와 토마토, 밀, 옥수수 등이 그 뒤를 이었다. 하지만 발표건수는 아직 1~2건에 해당하지만 대상 식물들은 주곡작물을 포함하여 화훼, 채소, 과수 등으로 다양하게 그 응용 범위가 확대되고 있는 것으로 조사되었다. 특히 실용화 또는 향후 상업화를 목표로 한 연구건수도 해마다 증가하는 추세에 있으며 그 응용 범위도 유용단백질 또는 물질의 대량생산을 위한 대사공학 연구와 바이러스, 세균, 곰팡이 등에 대한 병저항성 작물의 개발, 가뭄 등의 무생물적 환경스트레스 저항성 작물, 수량이 증대된 작물 등의 개발에 집중되었다. 이 외에도 단위결실 토마토, 웅성불임성 이용 hybrid벼, 탈립 저항성 증진 등으로 응용 범위가 점점 다양화되어 가고 있음을 알 수 있었다. 또한 미국 농무성의 동 식물 검역소에서 허가를 득한 CRISPR유전자편집 작물의 건수도 해마다 증가하여 조만간 이들이 국제 종자시장에 출시될 것으로 전망된다.

• 한국식품과학회지
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• 제31권5호
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• pp.1262-1267
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• 1999

겔 형성이 어려운 유채단백질의 겔화를 위하여 미생물성 TGase의 촉매작용에 의하여 최적 겔화 반응조건을 겔강도(g)와 겔변형(mm)을 조사하여 검토하였다. 또한 형성된 겔의 고분자화를 SDS-PAGE 및 GL교차결합 함량 측정에 의하여 확인하였다. 단백질-TGase반응에서 효소 첨가량은 $45^{\circ}C$에서 60분 동안 반응 시 단백질농도가 10%에서 효소가 1 : 40([E] : [S])의 비로 첨가되었을 때 겔강도와 변형 값이 가장 높았다. 또한 이 조건에서 기질단백질 농도가 $4{\sim}l2%$로 증가함에 따라 겔강도는 비례적으로 증가함을 보였으나 겔의 변형을 고려할 때 10% 농도가 유채단백질 겔 제조에 적당한 농도로 조사되었다. 최적 활성을 나타내는 반응온도는 $45^{\circ}C$로 관찰되었고, 반응시간은 90분이면 적당한 것으로 조사되었다. 겔강도와 변형은 다른 pH와 비교할 때 pH 7에서 상당히 높은 값을 보여 pH 7이 최적조건이었다. SDS-PAGE분석에서 효소반응 에 따라 유채단백질의 본래 밴드들이 소별되거나 희미해지면서 고분자 밴드들이 형성되고 있음을 보여주었다. 또만 HPLC 분석 결과 GL교차결합 함량이 반응시간에 따라 $0\;{\mu}mol/g$에서 최고 $7.14\;{\mu}mol/g$ gel(반응 90분)까지 증가되고 있어 유채단백질의 겔화가 TGase에 의해 이루어지고 있다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국작물학회지
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• 제25권4호
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• pp.73-80
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• 1980

유채의 $F_1$ 수량이 획기적으로 증수되고 있으나 유질과 유박의 성분이 개량된 $F_1$ 육성 보급하는 것이 가장 바람직한 일이라 하겠다. 필자 등은 유질과 유박의 성분이 완전 개량된 세포질 유전자적 웅성불임 계통을 개발한 바 있다. 그러나 화분친으로 이용할 수 있는 성분개량 품종수는 극히 적다. 따라서 국내 육성계통중 성분이 개량된 O-erucic acid, Low-glucosinolate 계통을 화분친으로 이용하는 문제를 검토코저 511육성 계통을 공시하여 $F_1$ 의 임성회복력과 $F_1$의 유용형질의 Heterosis 발현에 대해 조사하였다. 1. MS를 이용한 $F_1$ 임성회복력에서 공시 화분친중 81%의 계통들이 완전 임성회복 유전자를 가지고 있었으며 부분 임성회복 품종이 5%, 비회복 계통이 14%에 불와해서 국내 육성계통들의 임성회복능력이 매우 높은 것으로 밝혀졌다. 2. 비회복 육성계통중 11계통은 Fertility index가 1～3으로 웅성불임 계통의 불임성을 유지하는 능력을 가지고 있어 성분개량 유지계통으로 다양하게 활용할 수 있게 됐다. 3. 이들 MS의 Maintainer는 대부분 핵내 유전자가 Sterile인 Isuzu, Bronowski, 유달, Chisaga에 유래하고 있었다. 4. $F_1$의 Heterosis 발현에서 개화기와 초장은 대부분 중간친보다 늦어지고 긴 경향이며 평균 중간친보다 4일 늦었으며 초장은 45cm나 길었다. 5. 수량구성 형질들은 협장과 1협결실립수만이 중간친보다 짧거나 같은 외는 모든 형질들이 월등히 많고 긴 방향으로 발현하였다. 6. 특히 분지수와 수장 등이 크게 $F_1$ Heterosis를 발현하였을 뿐만 아니라 1 수협수에서도 중간친보다 8개나 더 많았다. 7. 국내 육성계통을 화분친으로 공시한 $F_1$의 10a당 수량성은 511조합의 $F_1$중 91%가 다수성 강세를 발현하는데 그 중에서 10a당 450kg이상 560kg나 증수는 조합만도 11조합이 있었다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.351-351
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• 2017

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are particular soil fungi that benefit many crops and require a symbiosis with plant roots to survive. In our previous study, there was a positive correlation between AMF root colonization and soybean grain yield in a four-year consecutive winter cover crop-soybean rotational system without phosphorus fertilizer. It is suggested that higher AMF root colonization can be a better solution for improving soybean growth and grain yield in P-limited soil. Our purpose in this study was to test the hypothesis that a P application is the main factor improving soybean growth, P nutrition and grain yield, and the benefit from AMF to soybean P uptake and growth in a P-limited soil. Impact of a P application on AMF root colonization and communities in soybean roots and their potential contribution to soybean growth and P nutrition under a five-year P-unfertilized crop rotational system were investigated over two-years. In this study, four cover crop treatments included 1) wheat (Triticum aestivum); 2) red clover (Trifolium pratense); 3) rapeseed (Brassica napus); and 4) fallow in the crop rotation. The amount of triple superphosphate as a P fertilizer applied rate after cultivation of cover crops was 120 and $360k\;ha^{-1}$ in 2014 and 2015, respectively. Soybean roots were sampled at full-flowering and analyzed for AMF communities using polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) and quantitative real-time PCR (qPCR) techniques. The AMF root colonization in the soybean roots at full bloom stage was significantly influenced by cover crop and P application throughout the two-year rotation. The two-year rotation of different cover crops or fallow impacted the molecular diversity of AMF communities colonizing roots of soybean. Redundancy analysis (RDA) indicated that AMF communities colonizing roots of soybean were significantly different among cover crop rotations. The AMF communities colonizing roots of soybean were clearly influenced by a P application in the two-year trial. Moreover, a P application may have positively impacts on the AMF communities under P-deficit soil due to the continuous cover crop-soybean rotational system without a P fertilizer.

• 한국식품영양학회지
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• 제26권4호
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• pp.831-840
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• 2013

본 실험에서는 탈지 유채박 중 표면활성물질의 추출을 위해 초임계 $CO_2$ 유체 추출법을 이용하였다. 추출 독립변수는 추출압력(150~350 bar), 온도($33{\sim}65^{\circ}C$), 보조용매량(ethanol, 150~250 g)으로 하였으며, D-optimal design에 의한 반응표면 분석을 통해 추출수율, 중성지질 분획, 인지질 분획, 당지질 분획 함량 등의 종속변수에 대한 최적 추출조건을 검토하였다. 그 결과, 압력, 온도, 그리고 보조용매량이 증가함에 따라 종속변수 즉, 추출수율, 인지질, 당지질 함량 등은 증가하였으나, 중성지질 함량은 감소하는 것으로 나타났으며, 그중 보조용매량이 각 종속변수에 가장 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해서 유도된 회귀식 모형은 실험을 통해 얻은 결과와 잘 일치하였으며, 초임계 $CO_2$ 유체 추출에 있어서 종속변수인 추출수율, 인지질, 당지질 함량 등을 최대로 하면서 중성지질 함량을 최소로 하는 최적화된 추출조건은 추출압력 350 bar, 추출온도 $65^{\circ}C$, 보조용매량 228.55 g으로 분석되었으며, 이 조건에서 추출수율은 5.98%, 추출물은 중성지질 3.0%, 인지질 69.43%, 당지질 17.46% 등의 조성을 나타낼 것으로 예측되었다.

• BMB Reports
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• 제37권5호
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• pp.538-545
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• 2004

A new CRT binding factor (CBF) gene designated Cbcbf25 was cloned from Capsella bursa-pastoris, a wild grass, by the rapid amplification of cDNA ends (RACE). The full-length cDNA of Cbcbf25 was 898 bp with a 669 bp open reading frame (ORF) encoding a putative DRE/CRT (LTRE)-binding protein of 223 amino acids. The predicted CbCBF25 protein contained a potential nuclear localization signal (NLS) in its N-terminal region followed by an AP2 DNA-binding motif and a possible acidic activation domain in the C-terminal region. Bioinformatic analysis revealed that Cbcbf25 has a high level of similarity with other CBF genes like cbf1, cbf2, and cbf3 from Arabidopsis thaliana, and Bncbf5, Bncbf7, Bncbf16, and Bncbf17 from Brassica napus. A cold acclimation assay showed that Cbcbf25 was expressed immediately after cold triggering, but this expression was transient, suggesting that it concerns cold acclimation. Our study implies that Cbcbf25 is an analogue of other CBF genes and may participate in cold-response, by for example, controlling the expression of cold-regulated genes or increasing the freezing tolerance of plants.

• 한국잡초학회지
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• 제30권3호
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• pp.183-190
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• 2010

본 연구의 목적은 국내 자생식물인 소리쟁이 (Rumex crispus)로부터 살초활성물질을 분리하고, 그 화학구조를 구명하는데 있다. 소리쟁이 메탄올 추출물의 유채에 대한 $GR_{50}$값은 $935{\mu}g\;g^{-1}$이었다. 메탄올 추출물을 에틸아세테이트로 분획한 분획층을 대상으로 activity-directed bioassay를 수행하여 가장 살초활성이 높았던 ECDA 분획물을 얻었다($GR_{50}$ 값, $53{\mu}g\;g^{-1}$). ECDA 분획물을 GC-MS, $^1H$-NMR, $^{13}C$-NMR로 분석한 결과 분자량 186.2, 화학구조식 $C_{11}H_6O_3$, furanocoumarin 골격구조를 하고 있는 2Hfuro[2,3-H]-[1]-benzopyran-2-one(angelicin)으로 밝혀졌다. Angelicin의 물피(Echinochloa crus-galli), 바랭이(Digitaria ciliaris), 자귀풀(Aeschynomene indica)에 대한 seed bioassay 결과 각 식물에 대한 $GR_{50}$값은 426, 66, $216{\mu}g\;g^{-1}$이었다. 본 연구의 결과는 소리쟁이 유래 신규 살초활성물질 angelicin은 향후 새로운 제초제 개발을 위한 선도물질로 이용될 수 있을 것이라 판단된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제37권1호
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• pp.25-46
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• 2010

최근 원유 및 석탄 등의 가격 급등에 따른 에너지 비용이 가중되고 있으며 지속적인 상승이 예상되어 기업은 물론 개인들도 에너지 사용에 보다 많은 부담을 가지게 될 것이다. 따라서 에너지원을 다양화하고 에너지를 안정적으로 공급하는 체계 구축이 시급하며, 기후변화협약의 규제에 대응하고 기존 에너지원과의 가격경쟁력을 확보하여 차세대 산업으로 성장시키기 위한 기술 확보가 절실한 시점이다. 유럽의 경우 바이오디젤 원료 및 공업적 원료로서 식물성 유지확보에 많은 정책적 배려를 하고 있다. 식용 식물성유지의 과잉생산에 따른 폭락과 미국과의 무역마찰을 피하기 위해 농업의 재편을 시도하고 있으며, BHA (Blair House Agreement)를 미국과 맺고 우루과이라운드에 입각한 국산 보조프로그램에 관련된 문제를 해결하였다. 온대지방에서 바이오디젤 연료의 원료로 적합한 유채 기름은 이미 유럽에서 상용화가 이루어지고 있으며, 유채기름을 구성하고 있는 지방산 중에서 oleic acid 함량이 높아야 겨울철 저온유동점이 영하로 낮아져 바이오디젤을 자동차연료로 쓰기에 유리하다. 중부 이남의 농지에 2모작으로 유채재배가 국내에서 가능할 경우 바이오디젤 원료확보와 동시에 헥타르 (ha) 당 7톤 이상의 이산화탄소 ($CO_2$)저감을 주는 효과가 있으며, 농업분야에서 환경 친화적 바이오에너지 생산이 가능해 지고 농민들의 소득증대와 관상용으로 지역관광 발전에도 크게 도움이 될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국자원식물학회지
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• 제22권1호
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• pp.37-41
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• 2009

답리작 유휴 농지에 바이오 디젤의 원료인 유채의 다수확 재배법을 구명코자 시험하였던바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 50${\times}$20 cm 조파는 종실수량이 298 kg/10a인데 비하여 50${\times}$15 cm 점파구에서는 1.000 kg/10a의 표준 퇴비 시용구가 361 kg/10a로서 21% 증수였고 1.500 kg/10a의 퇴비 50% 증비구에서는 422 kg/10a로서 42%가 증수였으며 50${\times}$30 cm의 이식구에서는 1.000 kg/10a의 표준 퇴비 시용구가 392 kg/10a로 32% 증수였고 1.500 kg/10a의 퇴비 50% 증비구에서는 455 kg/10a로서 53%가 증수되어 가장 수량이 높았으며 바이오디젤 원료인 수유량에서도 50${\times}$30 cm 이식, 50% 퇴비 증시구에서 200 kg/10a로서 56%가 증수되어 가장 수유량이 높았다.