• Journal of Plant Biotechnology
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• 제48권3호
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• pp.186-192
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• 2021

The roots of Korean ginseng (Panax ginseng) have a long history of usage as a medicinal drug. Ginsenosides, a group of triterpenioid saponins in ginseng, have been reported to show important pharmacological effects. Many studies have attempted to identify the ginsenoside synthesis pathways of P. ginseng and to increase crop productivity. Recent studies have shown that exogenous gibberellin (GA) treatments promote storage root secondary growth by integration of the modulating cambium stem cell homeostasis with a secondary cell wall-related gene network. However, the dynamic regulation of ginsenoside synthesis-related genes and their contents by external signaling cues has been rarely evaluated. In this study, we confirmed that GA treatment not only enhanced the secondary growth of P. ginseng storage roots, but also significantly enriched the terpenoid biosynthesis process in RNA-seq analysis. Consistently, we also found that the expression of most genes involved in the ginsenoside synthesis pathways, including those encoding methylerythritol-4-phosphate (MEP) and mevalonate (MVA), and the saponin content in both leaves and roots was increased by exogenous GA application. These results can be used in future development of biotechnology for ginseng breeding and enhancement of saponin content.

• 생물환경조절학회지
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• 제13권4호
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• pp.185-193
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• 2004

배의 과경부에 지베렐린을 처리하면 과실비대에 효과는 있으나 저장성이 떨어지는 단점이 있다. 본 시험은 지베렐린 처리가 저장성을 향상시키기 위하여 폴리아민의 처리부위와 처리농도에 따른 과실의 특성변화를 조사하였다. 시험품종은 '황금배', '영산배', '추황배'로 하여 제베렐린을 만개 30일 후에 처리하고 폴리아민을 수확 7일 전에 과총 엽과 수관에 100, 200, 500ppm으로 엽면살포 하였다. 지베렐린 처리에 의하여 과중은 모든 품종에서 $10\%$ 정도 커졌고 경도는 $0.3\~0.4kg/\phi5mm$만큼 낮아졌으나 당도와 식미는 차이가 없었다. 과경부의 형태적 특성은 지베렐린 처리가 무처리에 비하여 수(髓, pith) 부분에서 내피세포까지의 거리와 내피에서 표피세포까지의 거리가평균 $42.0\%$신장되어 양 수분의 이동이 활발해지고 그에 따른 공급량이 많아져 과실의 무게가 비대해 진 것으로 추정할 수 있었다. 저장 30일 후 과실의 특성을 보면 '황금배'는 과총엽 살포의 스퍼미딘 200ppm이, 수관살포는 스퍼미딘 500ppm에서 과육의 경도가 높게 유지되어 식미가 양호하였다. '영산배'와 '추황배'도 비슷한 경향으로 주당 살포량이 적은 과총엽 200ppm살포처리가 저장성 증진에 효과적이었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권1호
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• pp.22-28
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• 2005

Gibberellins (GAs) play important roles in plant growth and development. Fifty-four fungi were isolated from the roots of 4 kinds of Sesamum indicum plants, and the production of GAs was spectrophotometrically examined. The number of GA-producing fungi was two strains from S. indicum, four strains from Gold S. indicum, and five strains from Brown S. indicum. Eleven fungi with GAs-producing activity were incubated for seven days in 40 ml of Czapek's liquid medium at $25^{\circ}C$ and 120 rpm, and the amount of each GA in the medium was measured by gas chromatographymass spectrometery (GC-MS). Penicillium commune KNU5379 produced more $GA_3$, $GA_4$, and $GA_7$ than Gibberella fujikuroi, Fusarium proliferatum, and Neurospora crassa which are known as GAs-producing fungi. GAs-producing activity of the P. commune KNU5379 was shown to produce 71.69 ng of $GA_1$, 252.42 ng of $GA_3$, 612.00 ng of $GA_4$, 259.00 ng of $GA_7$, and 202.69 ng of $GA_9$ in 25 ml of liquid medium. Bioassay of culture fluid of GA-producing fungi was also performed on rice sprout.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제48권3호
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• pp.148-155
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• 2021

Gibberellins (GAs) are essential phytohormones for plant growth that influence developmental processes and crop yields. Recent functional genomic analyses of model plants have yielded good characterizations of the canonical GA signaling pathways and related genes. Although Panax ginseng has long been considered to have economic and medicinal importance, functional genomic studies of the GA signaling pathways in this crucial perennial herb plant have been rarely conducted. Here, we identified and performed functional analysis of the GA signaling-related genes, including PgGID1s, PgSLY1s, and PgRGAs. We confirmed that the physiological role of GA signaling components in P. ginseng was evolutionarily conserved. In addition, the important functional domains and amino acid residues for protein interactions among active GA, GID1, SCF^SLY1, and RGA were also functionally conserved. Prediction and comparison of crystallographic structural similarities between PgGID1s and AtGID1a supported their function as GA receptors. Moreover, the subcellular localization and GA-dependent promotion of DELLA degradation in P. ginseng was similar to the canonical GA signaling pathways in other plants. Finally, we found that overexpression of PgRGA2 and PgSLY1-1 was sufficient to complement the GA-related phenotypes of atgid1a/c double- and rga quintuple-mutants, respectively. This critical information for these GA signaling genes has the potential to facilitate future genetic engineering and breeding of P. ginseng for increased crop yield and production of useful substances.

• 생명과학회지
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• 제25권4호
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• pp.390-396
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• 2015

본 연구는 항산화 기능이 뛰어나다고 알려진 며느리배꼽(Persicaria perfoliata)의 캘러스를 사용하여, 어떤 식물호르몬이 부정근 형성에 영향을 미치는지 알아보기 위한 실험이다. 며느리배꼽의 잎으로부터 캘러스를 유도하고 이로부터 부정근 형성을 관찰하였다. 캘러스 유도의 최적 조건을 구한 결과 1% sucrose, 4.5 μM 2.4-D, 1/2 MS였다. 어떤 식물호르몬이 이 식물의 캘러스에서 부정근 형성 효과를 가지고 있는지 알아보기 위하여 GA₃, IAA, 2iP, 2,4-D를 캘러스 조직에 각각 첨가한 결과, GA₃와 IAA를 첨가한 배지에서만 부정근이 나타났음을 확인 할 수 있었다. 이를 자세히 조사하기 위해서 GA₃와 IAA의 농도별(0.1, 1, 10 mg/l) 부정근 형성, 길이 및 직경을 알아본 결과, 높은 수준의 GA₃ 또는 낮은 수준의 IAA처리에서 더 많은 부정근 형성을 보였다. 이 두 호르몬 중 어떤 것이 더욱 더 중요한 역할을 하는지 알아보기 위하여 옥신 유입 저해제인 NPA와 지베렐린 생합성 저해제인 PBZ를 처리한 실험을 한 결과, GA₃가 IAA 보다 부정근 형성에 더욱 더 중요한 역할이라는 것을 알았다. 하여 지베렐린의 수준을 증가 또는 감소시킨다고 알려진 식물호르몬(IAA, 2iP, kinetin, ABA)들을 GA₃와 혼용 처리한 결과, 이 역시 지베렐린이 부정근을 형성하는데 중요한 역할을 한다는 것을 재확인 하였다. 본 연구는 지베렐린이 며느리배꼽의 캘러스에서 부정근 형성을 증진시킨다는 것을 처음으로 밝힌다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권11호
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• pp.1526-1532
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• 2021

Suaeda australis, Phragmites australis, Suaeda maritima, Suaeda glauca Bunge, and Limonium tetragonum in the Seocheon salt marsh on the west coast of the Korean Penincula were sampled in order to identify the endophytes inhabiting the roots. A total of 128 endophytic fungal isolates belonging to 31 different genera were identified using the fungal internal transcribed spacer (ITS) regions and the 5.8S ribosomal RNA gene. Fusarium, Paraconiothyrium and Alternaria were the most commonly isolated genera in the plant root samples. Various diversity indicators were used to assess the diversity of the isolated fungi. Pure cultures containing each of the 128 endophytic fungi, respectively, were tested for the plant growth-promoting abilities of the fungus on Waito-C rice germinals. The culture filtrate of the isolate Lt-1-3-3 significantly increased the growth of shoots compared to the shoots treated with the control. Lt-1-3-3 culture filtrate was analyzed and showed the presence of gibberellins (GA₁ 2.487 ng/ml, GA₃ 2.592 ng/ml, GA₉ 3.998, and GA₂₄ 6.191 ng/ml). The culture filtrate from the Lt-1-3-3 fungal isolate produced greater amounts of GA₉ and GA₂₄ than the wild-type Gibberella fujikuroi, a fungus known to produce large amounts of gibberellins. By the molecular analysis, fungal isolate Lt-1-3-3 was identified as Gibberella intermedia, with 100% similarity.

• 한국약용작물학회지
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• 제3권1호
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• pp.66-70
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• 1995

본(本) 연구(硏究)는 잔대(沙蔘) 종자(種子)의 특성(特性)을 조사(調査)하고 아울러 1993년에 채종(採種)한 종자(種子)를 재료(材料)로 하여 저온습윤(低溫濕潤), 고온(高溫) 및 Gibberellin 처리(處理)를 한 후 발아기간중(發芽期間中)의 명(明) 암조건(暗條件)과 발아온도(發芽溫度)을 구명(究明)하여 잔대종자(種字)의 발아율(發芽率) 향상(向上)을 위한 기초자료(基礎資料)를 활용코자 수행(遂行)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 종자(種子)의 종피(種皮)는 개화후(開花後) 30일에는 하얀색으로, 누르면 물렁거리는 상태(狀態)이었으나 40일경 부터는 종자(種子)가 갈색(褐色)을 띠면서 딱딱하였다. 2. 종자(種子)의 1,000입중(粒重)은 개화후(開花後) 40일에는 247mg이었으나 개화후(開花後) 50일에는 268mg으로 최대치에 달했으며 개화후(開花後) 60일에는 감소(減少)하는 경향(傾向)이었다. 3. 종자(種子) 발아율(發芽率)은 무처리(無處理) 40%에 비(比)하여 $0^{\circ}C$의 저온(低溫)에 7일간 습윤처리(濕潤處理)하였을때 88.3%, Gibberellin 100ppm 24시간 침윤처리(浸潤處理)하였을때 96.7%로 발아가 가장 양호(良好)하였다. 4. 잔대 종자(種子)는 암조건(暗條件)에서는 전혀 발아(發芽)되지 않고 명조건(明條件)에서 발아(發芽)가 잘 되었으나 Gibberellin 100ppm에 침지처리(浸漬處理)하면 암조건(暗條件)에서도 80% 발아(發芽)되었다. 5. 잔대 발아온도(發芽溫度)은 $25^{\circ}C$ 내외(內外)이었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제27권4호
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• pp.407-414
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• 2018

본 연구는 육묘기 동안 딸기 '매향'(Fragaria ${\times}$ ananassa Duch. cv. Maehyang)의 생육 및 런너 생산과 묘소질에 있어 지베렐린($GA_3$)의 처리방법과 농도에 대한 효과를 평가하기 위해 수행되었다. 딸기 모주는 2018년 3월 20일에 상업적 생육배지로 충진된 포트 ($64{\times}27{\times}18cm$)에 정식하였다. 정식 후 4주째에 $GA_3$의 농도를 0, 50, 100, $200mg{\cdot}L^{-1}$로 식물체당 45mL씩 각각 엽면살포와 배지관주로 처리하였다. 정식 후 배양액의 EC는 $1.5dS{\cdot}m^{-1}$로 공급하였고 뿌리 활착 후 1일 2회 포트 당 350mL(1회당 15분)를 공급했다. 처리 후 7주째에 딸기의 모주의 생육 특성을 측정하였고, 처리 후 10주째에 딸기 자묘의 생육특성을 측정하였다. 모주의 런너 길이와 직경은 $200mg{\cdot}L^{-1}$의 엽면살포에서 다른 처리구에 비해 각각 가장 길고 두꺼웠다. 모주의 SPAD값은 $200mg{\cdot}L^{-1}$의 엽면살포 처리구에서 유의적으로 가장 낮았다. 그러나 엽장, 엽폭, 크라운 직경은 $GA_3$의 처리방법과 농도에 대한 모든 처리구 간의 유의적인 차이를 보이지 않았다. $GA_3$의 농도가 증가할수록 딸기의 크라운이 기형적으로 길어지는 생리장해가 나타났다. $200mg{\cdot}L^{-1}$의 엽면살포 처리에서 유의적으로 많은 생리장해가 나타났으며 배지관주에서는 엽면살포에 비해 적게 나타났다. 런너와 자묘의 수는 처리방법에 무관하게 $GA_3$의 농도가 높아질수록 증가하였다. 자묘의 생육 특성에서, 첫번째 자묘의 엽장과 엽폭, 두 번째 자묘의 초장, 크라운 직경, 엽면적과 SPAD 값, 세 번째 자묘의 초장이 $100mg{\cdot}L^{-1}$의 배지관주에서 유의성 있게 가장 우수하였다. 결과적으로, 딸기 모주의 생육과 런너 생산 및 자묘의 생육은 $GA_3$ $100mg{\cdot}L^{-1}$의 배지관주 처리에서 가장 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국약용작물학회지
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• 제14권5호
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• pp.303-306
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• 2006

Seed of Codonopsis lanceolata exhibits low germination due to impermeable seed coat. Prolonged seed dormancy can be overcome by the application of gibberellins, as it promotes growth of the embryo and weakens the structures surrounding of embryo. The effects of photoperiod, sugar and gibberellin concentration were investigated at constant temperature for 12 days and 22 days in vitro and invivo conditions respectively. The rate of germination of seeds of Codonopsis lanceolata in wet filter paper in both complete dark and light treatments was significantly lower than that of seed treated with $GA_3$. It clearly indicates that there is significant coat imposed dormancy in the seed of Codonopsis lanceolata. The rate of germination in vivo condition was lower than that of the in vitro condition supplemented with $GA_3$ Thus, the physical dormancy due to impermeable seed coat and low level of endogenous gibberellins in the seed was the cause of poor germination rate in Codonopsis lanceolata.

• 한국균학회지
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• 제32권1호
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• pp.16-22
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• 2004

Gibberellins(GAs)는 식물의 성장과 발전에 있어서 중요하게 작용한다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 농업과 원예분야에 매우 중요한 새로운 GAs 생성미생물을 탐색하고자 실험을 수행하였다. 생강나무(Lindera obtusiloba)와 산앵두나무(Vaccinium koreanum)의 뿌리에 존재하는 사상균을 분리하여 GAs 생산 활성을 측정하였으며, 비색법으로 GA 생산량을 분석하였을 때 이들 중에서 GAs 생산량이 가장 많은 것으로 확인된 두 균주에 대하여 여러 GAs 중에서 식물생장촉진 활성이 높다고 알려진 $GA_{1},\;GA_{3},\;GA_{4}$와 $GA_{7},\;GA_{53}$에 대하여 생산정도를 분석하고, 동정을 수행하였으며, Waito-c(난장이 볍씨)에서 Bioassay를 수행하였다. 생강나무에서는 6종의 균주, 산앵두나무에서는 4종류의 GAs 생산균을 분리하였고, 분리된 균중 GAs를 가장 많이 생산하는 균주들에 대하여 동정한 결과, 생강나무에서 분리한 C03 균주는 P. urticae KNUC03으로 동정되었으며, 산앵두나무에서 분리한 E03 균주는 P. griseofulvum KNUE03으로 동정되었다. 생합성된 GAs를 분석한 결과 P. urticae KNUC03 균주는 배양액 25 ml 중에 $GA_1\;7.08\;ng,\;GA_3\;30.80\;ng,\;GA_{4}\;1.27\;ng,\;GA_{7}\;0.88\;ng$ 및 $GA_{53}\;0.13\;ng$을 생산하였고 P. griseofulvum KNUE03은 $GA_1\;9.79\;ng,\;GA_3\;133.58\;ng,\;GA_4\;2.64\;ng,\;GA_7\;7.80\;ng$ 및 $GA_{53}\;0.73\;ng$을 생산하는 것이 확인되었다. 두 균주 중에서 P. griseofulvum KNUE03이 GAs를 더 많이 생산함을 알 수 있었다.