• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2023년도 춘계학술대회
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• pp.148-148
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• 2023

• 한국작물학회지
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• 제59권2호
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• pp.128-133
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• 2014

Rapeseed (Brassica napus L.) oil with high oleic acid content is of great interest for both food and non-food uses. The 'Tamla' variety, characterized by oleic acid content of approximately 69%, was treated with 1% ethyl methane sulfonate (EMS) to induce mutations in the fatty acid biosynthesis pathway. $M_1$ plants were selfed and subsequent generations ($M_2$, $M_3$, and $M_4$ mutants) were analyzed to identify mutants having increased levels of oleic acid. $M_2$ mutants showed oleic acid content ranging from 13.5% to 76.9% with some mutants (TR-458 and TR-544) having up to 74.7% and 76.9% oleic acid, which was an increase of nearly 5% and 7%, respectively, compared to untreated cv 'Tamla'. We selected two $M_3$ mutants with >75% oleic acid content. One mutant (TR-458-2) had increased oleic acid (75.9%) and decreased linoleic acid (12.5%) and linolenic acid (4.4%) contents. The other (TR-544-1) showed increased oleic acid content (75.7%) and decreased linoleic acid (13.5%) and linolenic acid (3.3%) contents. The accumulation or reduction of oleic acid content in the selected $M_4$ mutants was also accompanied by a simultaneous decrease or increase in linoleic and linolenic acid contents. The high-oleic lines could be utilized further in breeding programs for improvement of rapeseed oil quality.

• 생명과학회지
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• 제27권3호
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• pp.339-345
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• 2017

Carotenoid는 천연 지용성 색소이며, 세균, 조류, 식물 등이 생산한다. 세계 시장의 대부분을 차지하는 합성 염료의 대안으로서 현재는 조류나 세균, 갑각류 등의 원료로부터 아스타잔틴의 생산, 정제, 이용이 주목 받고 있다. 이 연구는 UV와 EMS를 이용하여 P. haeundaensis의 돌연변이를 유도하고, 결과적으로 astaxanthin을 과잉 생산하는 돌연변이주를 선별하고 특성을 확인하기 위해 다양한 배양 및 영양 조건을 이용하여 astaxanthin 생산량을 확인하였다. 실험 결과 UV 조사 시간이 증가하거나, EMS 농도가 증가할수록 균주의 생존율이 감소하였다. Astaxanthin 과잉 생산 돌연변이 균주의 경우 400 mM EMS와 UV 20분을 순차적으로 처리한 방법에서 선별된 변이주가 가장 높은 astaxanthin 생산량을 보이는 것을 확인하였으며, 이 균주의 이름을 PUE로 명명하였다. PUE의 최적 배양 조건은 $25^{\circ}C$, pH 7-8, 3% NaCl이며, 1% raffinose, 3% potassium nitrate 첨가 시 astaxanthin 생산량이 증가하는 것으로 밝혀졌다. PUE에서는 wild type 균주에 비해 astaxanthin 생산량이 1.58배 증가함을 확인할 수 있었다. 본 연구의 실험 결과, 돌연변이 유도에 의해 선별된 변이주는 astaxanthin의 산업적 생산에 활용 가능한 후보가 될 수 있을 것으로 사료된다.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제14권1_2호
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• pp.1-12
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• 1999

Recently, several new methods for the detection of genetic damages in vitro and in vivo based on molecular biological techniques were introduced according to the rapid progress in toxicology combined with cellular and molecular biology. Among these methods, mouse lymphoma thymidine kanase (tk) gene forward mutation assay, single cell gel electrophoresis (comet assay) and transgenic animal and cell line model as a target gene of lac I (Big Blue) and lac Z (Muta Mouse) gene mutation are newly introduced based on molecular toxicological approaches. The mouse lymphoma tk$\^$+/-/ gene assay (MOLY) using L5178Y tk$\^$+/-/ mouse lymphoma cell line is one of the mammalian forward mutation assays, and has many advantages and more sensitive than hprt assay. The target gene of MOLY is a heterozygous tk$\^$+/-/ gene located in 11 chromosome, so it is able to detect the wide range of genetic changes like point mutation, deletion, rearrangement, and mitotic recombination within tk gene or deletion of entire chromosome 11. The comet assay is a rapid, simple, visual and sensitive technique for measuring and analysing DNA breakages in mammalian cells, Also, transgenic animal and cell line models, which have exogenous DNA incorporated into their genome, carry recoverable shuttle vector containing reporter genes to assess endogenous effects or alteration in specific genes related to disease process, are powerful tools to study the mechanism of mutation in vivo and in vitro, respectively. Also in vivo acridine orange supravital staining micronucleus assay by using mouse peripheral reticulocytes was introduced as an alternative of bone marrow micronucleus assay. In this respect, there was an International workshop on genotoxicity procedure (IWGTP) supported by OECD and EMS (Environmental Mutagen Society) at Washington D. C. in March 25-26, 1999. The objective of IWGTP is to harmonize the testing procedures internationally, and to extend to finalization of OECD guideline, and to the agreement of new guidelines under the International Conference of Harmonization (ICH) for these methods mentioned above. Therefore, we introduce and review the principle, detailed procedure, and application of MOLY, comet assay, transgenic mutagenesis assay and supravital staining micronucleus assay.

• The Plant Pathology Journal
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• 제19권1호
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• pp.24-29
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• 2003

SS2-2, a hypernodulating soybean mutant was isolated by EMS mutagenesis from Sinpaldalkong 2. This auto-regulation mutant showed greater number of nodules and smaller plant size than its wild type Sinpaldalkong 2. SSR markers were used to identify DNA variation at SSR loci from different soybean LG. The only SSR marker that detected a length polymorphism between SS2-2 and its wild type ancestor was Satt294 on LG C1 instead of LG H, locating a hypernodulating gene. Sequencing data of flanking Satt294 indicated that the size variation was due to extra stretch of TTA repeats of the SSR motif in SS2-2, along with $A\longrightarrow$G transversion. In spite of phenotypic differences between the wild type and its hypernodulating mutants, genomic DNA poly-morphisms at microsatellite loci could not control regulation of nodule formation. The cDNA-AFLP method was applied to compare differential display of cDNA between Sinpaldalkong 2 and SS2-2. After isolation and sequence comparison with many AELP fragments, several interesting genes were identified. Northern blot analysis, immunolocalization and/or the yeast two-hybrid system with these genes might provide information on regulation of nodule development in SS2-2.

• 식물조직배양학회지
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• 제27권2호
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• pp.89-94
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• 2000

큰용담의 기내배양에서 EMS를 처리한 경우 돌연변이체를 선발하기에 최적의 농도는 200 uM이며 농도가 높아질수록 생존률이 저하되었으며 줄기는 가늘고 나선형으로 꼬이고 백화현상이 가장 심하였다. Colchicine의 경우 30일 까지는 전 농도에서 84~97%의 높은 생존률을 보였으나 60일 이후에는 농도에 따라 생존률의 차이가 보였다 변이체가 단간이며 왜소하였다. MNU의 경우 10 $\mu$M에서 200$\mu$M까지는 89~97%의 높은 생존률을 보이다가 500$\mu$M이상에서는 18.2%로 급격한 감소를 보였으며 변이체의 잎의 형태가 도피침형에서 주걱형과 도란형으로 변형된 것과 잎의 청색에서 진보라색으로 변형된 2가지 type의 변이체가 형성되었다. Sodium azide를 처리한 경우 적정농도는 80$\mu$M였고 60일 배양 시 전반적으로 30~50%의 균일한 생존률을 보였고 초장이 아주 작고 다분얼성 변이체를 형성하였다. 형성된 shoot의 길이를 비교하여 보면 sodium azide, MNU의 경우에서는 약 1.0cm내외인 반면 colchicine의 경우 0.5 cm내외로 저조한 길이 생장을 보였다. RAPD에 의한 돌연변이체의 확인에서 농도가 가장 높은 500$\mu$M에서 변이 band가 관찰되었으며 돌연변이 계통에서 새로 형성된 band의 수는 MNU에서 2개 NaN3에서 1개로 전부 3개 (8.1%)의 변이 band가 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제12권6호
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• pp.715-720
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• 2002

Arabidopsis thaliana columbia의 종자에 EMS를 처리하여 돌연변이체들을 만들었고 이중 UV-B에 감수성이 높은 돌연변이체를 골랐다. 이 UV-B 감수성 돌연변이체의 원인 유전자를 밝히기 위하여 교배 실험을 한 결과 이는 Mendel 유전법칙을 따르고 단일 유전자의 돌연변이에 의하여 나타나며 열성 유전을 하는 것으로 밝혀져 이 유전자를 uvs라 하였다. 염색체상의 uvs의 위치를 밝히기 위하여 CAPS maker를 이용한 연관분석을 하고자 하였고 이를 위하여 각각 maker의 primer 10종류를 제작하였다. 이를 이용, 각 PCR 산물에 대하여 uvs mutant와는 다른 제한효소 pattern를 갖는 Lansberg와 uvs mutant를 교배시켜서 얻은 것들로부터 DNA를 추출하여 PCR을 수행하였다. 이들과 자외선과의 감수성을 연관시켜 교차율을 계산한 결과 5번 염색체의 LFY3과 가장 가까웁게 연관되어 있었다.

• 한국작물학회지
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• 제43권1호
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• pp.28-31
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• 1998

Nodule development was regulated partially by host plant factors originating in the shoots and roots. This study was performed to identify the origin of the factors regulating nodulation in supernodulating soybean (Glycine max [L.] Merr.) mutant 'SS2-2' which was isolated recently from ethyl methanesulfonate (EMS) mutagenesis of 'Sinpaldalkong 2'. Self- and reciprocal-grafts were made among three soybean genotypes which consisted of two supernodulating mutants, SS2-2 and 'nts 382', and a normal nodulating Sinpaldalkong 2. Self-grafted supernodulating mutants were characterized by greater nodule number, nodule dry weight, and $C_2$H$_2$ reduction activity than self-grafted wild types. They were also characterized by relatively higher nodule to root dry weight. Significant shoot genotypic effects were observed on nodule number, nodule dry weight, and $C_2\;H_2$ reduction activity per plant, whereas varying root genotypes had no effects. From this result, it is surmised that supernodulating characters are controlled by a graft-transmissible shoot factor, and mutant SS2-2 may have similar nodulation mechanism to the former supernodulating nts 382. In all grafts, both supernodulating mutants and Sinpaldalkong 2 maintained the similar balance between above ground and below ground parts regardless of significant differences in partitioning of dry matter into root and nodule between supernodulating mutants and Sinpaldalkong 2.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제30권1호
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• pp.73-80
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• 2003

패랭이꽃속의 분포와 개발을 위한 기초자료로 강원도에서 자생 2종과 수집가능한 7 외래종에 대한 기내배양체의 특성을 조사하였다. 캘러스의 유도를 위해 조직부위별 다양한 절편체들을 2,4-D. NAA, BA가 농도별로 처리된 MS 배지에 치상한 후, 27$^{\circ}C$ 광조건과 2.0mg/L 2,4-D와 0.5 mg/L BA의 조합배지에서 배양했을 때 3주 후 절단면에서 callus가 형성되기 시작하였으며, 패랭이꽃 (Dianthus chinensis)의 잎절편체에서 가장 양호하였다. Organogenic 캘러스의 선발은 기내에서 증식된 adventitious shoot의 절편체 유래 캘러스로부터 가능했으며 이들 캘러스를 1.0 mg/L BA와 0.1 mg/L NAA가 조합된 배지에 치상하였을 때 약 30% 정도의 shoot 형성률을 보였고 multiple shoot의 분화를 관찰할 수 있었다. In vitro에서 증식된 adventitious shoot 절편체를 1.0 mg/L BA와 0.1 mg/L NAA가 포함된 N6 배지에 치상했을 때, 캘러스 단계를 거치지 않고 직접 shoot이 형성되었고 D. gratianopol 유래 adventitious shoot 절편체는 52%의 높은 shoot 형성률을 보였다. 이들 multiple shoot로부터 재분화된 소식물체는 0.1 mg/L NAA가 포함된 MS 배지에서 뿌리가 유도되고 vermiculite가 담긴 pot에 이식 후 85% 습도하에서 활착되어 정상적인 개화된 개체를 획득할 수 있었다. 0.03 M EMS 처리된 패랭이꽃의 adventitious, shoot 절편체 유래 캘러스로부터 힌꽃의 패랭이꽃의 도연변체식물 (M23)이 분화되었으며 종자 형성이 가능하였다.

• 한국작물학회지
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• 제65권4호
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• pp.406-415
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• 2020

본 연구는 간척지 내 재배 가능한 내염성 사료용 옥수수를 선발하기 위해 EMS를 이용하여 돌연변이 집단을 구축하고 기내 선발 방법을 통해 내염성 증진 계통을 선발하였고, 연구결과는 다음과 같다. 1. 사료용 옥수수 모본인 KS140에 다양한 조건으로 EMS를 처리하여 발아율 및 식물의 생육 상태를 조사하였고, 발아율에는 영향을 미치지 않으면서 생육에 큰 영향을 주지않는 0.5% EMS를 돌연변이 유도 적정 농도로 선정하였다. 2. 기내 선발 방법을 통해 선발된 내염성 증진 계통 140ES91 계통을 이용하여 0.5% 염분 스트레스 처리 후 표현형을 조사한 결과, 대조군인 KS140 대비 식물의 초장 및 근장의 생육이 양호하였으며, 높은 proline 함량과 기공전도도를 보였다. 따라서 염분 스트레스 시 높은 proline 함량과 기공전도도가 140ES91 계통의 증가된 내염성과 관련이 있을 것으로 판단된다. 3. 내염성 증진 140ES91 계통의 유전변이 분석을 통해 유전자 기능에 영향을 미칠 수 있는 아미노산 변이를 유발하는 39개의 변이 유전자를 확인하였고, 변이 유전자와 내염성의 관계를 증명하기 위한 유전자 기능 분석이 요구된다. 4. 기 보고된 내염성 관련 유전자들의 발현 양상을 조사한 결과 ABP9과 CIPK31 유전자는 대조군 대비 염분 스트레스 처리 전후 140ES91 계통에서 높은 발현율을 보였으며, CIPK21 유전자는 염분 스트레스 처리 후 대조군에는 발현이 감소하나 140ES91 계통에서는 발현이 유지됨을 확인하였다. 따라서 140ES91 계통에서 보이는 내염성 관련 유전자들의 높은 발현율이 140ES91 계통의 내염성에 관여할 것으로 판단된다. 5. 이상의 결과 기내 선발 방법을 통해 선발한 내염성 증진 계통은 간척지와 같은 염류집적 토양에서 작물의 안정적인 재배와 생산이 가능한 내염성 증진 품종 개발의 육종소재로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.