• 제목/요약/키워드: Hairy root transformation

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Agrobacterium rhizogenes 에 의한 현사시나무의 형질전환(形質轉換) (Transformation of Populus alba × P. glandulosa by Agrobacterium rhizogenes)

  • 정경호;박용구;노의래;전영우
    • 한국산림과학회지
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    • 제78권4호
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    • pp.372-380
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    • 1989
  • 주요(主要) 조림수종(造林樹種)의 하나인 현사시나무를 Agrobacterium rhizogenes의 agropine 계통(系統)인 A4를 이용(利用)하여 유전적(遺傳的)으로 형질전환(形質轉換)시켰다. 형질전환(形質轉換) 여부는 조직(組織)내의 opine(agropine) 존재를 분석(分析)하여 확인(確認)하였다. 형질전환(形質轉換)으로 얻어진 hairy root는 1/4MS+sucrose 30g/L에서 가장 좋은 생장(生長)을 보였으며, 식물체(植物體) 재분화(再分化)는 BAP 0.5mg/l를 첨가한 MS배지(培地)에 배양(培養)하였을 때 가장 좋은 결과(結果)를 얻었다. 재분화(再分化)된 식물체(植物體)는 뿌리가 많고 형태적(形態的)으로 변형(變形)되어 정상의 식물(植物)과 구별(區別)할 수 있었다. 부분적(部分的)으로 뿌리부분(部分)만 형질전환(形質轉換) 시킴으로써 보다 많은 뿌리를 가진 개체(個體)로 만들 수 있었고 이는 임목(林木)의 지상부(地下部) 형질개량(形質改良)에 유리(有利)한 것으로 나타났다.

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인삼 형질전환 조직의 다량배양에 의한 Saponin 고 생산 I. 인삼에서 형질전환 조직의 유도, 배양과 Saponin 고 생산능주 선발 (High Yield Saponin Production by Mass Cultures of Ginseng Transformed Tissue I. Induction, Culture of Transformed Tissue and Selection of High-Saponin-Producing Clones in Ginseng)

  • 이정석;고경민
    • KSBB Journal
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    • 제9권2호
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    • pp.157-164
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    • 1994
  • 인삼의 잎, 줄기, 뿌리 절편에 Agrobatriumrhizogenes(stain $A_4$를 접종하여 형질이 전환된 조직(모상근)을 유도, 배양한 후 saponin 고생산능 clones을 선발하였으며, 아울러 형질전환 여부를 dot blot hybridization 과 opine 분석으로 확인하였다. 여러 부위에서 유도된 모상근은 모두 암조건의 MS 배지에서 활발히 생장하였으며, 이들 중 HB3 clone을 이용하여 동질화딘 모상근 clon으로 배양한 후 saponin 고생산능 clon을 선발한 결과 HB2-10 clone이 최대의 생장을 보였으며 총 saponin함량은 0.55wt%로 나타났다. 그러나 총 saponin함량이 가장 높은 clone은 비교적 생장이 느린 HB3-2 clone이었으며 0.74wt%의 함량을 나타내었다. 아울러 dot blot hybridization 결과 Ri-T-DNA가 식물체의genome 내로 삽입되어 있었으며, opine확인결과 모든 모상근 clone으로부터 argropine과 mannopine이 검출되었다.

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기능획득 돌연변이 인삼 모상근의 대량생산 (Mass Production of Gain-of-Function Mutants of Hair Roots in Ginseng)

  • 고석민;인동수;정화지;최동욱;유장렬
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제34권4호
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    • pp.285-291
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    • 2007
  • 본 연구는 아그로박테리움 공동배양법을 이용한 기능획득 인삼 모상근의 대량생산을 위한 조건 확립에 대한 것이다. 일반적으로, 인삼과 같이 형질전환을 통한종자의 확보가 어려운 식물에서는 loss-of-function을 이용한 기능유전체 연구에 한계가 있다. 한편, 유전자의 기능을 활성화시키는 방법 (gain-of-function)인 activation tagging 기술은 이러한 문제점을 극복할 수 있는 대안이 될 수 있으며, Agrobacterium rhizogenes를 이용한 모상근 생산 시스템은 대량의 돌연변이체를 안정적으로 용이하게 얻을 수 있다는 점에서 최적의 시스템이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 activation-tagging된 효율적인 형질전환 모상근 생산에 있어서의 최적의 아그로박테리움 균주 및 인삼조직, 배지조성 등에 대한 조건을 확립하였으며, 다양한 배지에서의 형질전환 모상근의 생장률 및 분지율, 표현형 등을 조사하였다. 엽병 절편을 activation-tagging vector pKH01을 가지고 있는 A. rhizogenes R1000와 공동배양하였을 때 배양 4주후 85.9%의 빈도로 모상근이 생산되었다. 모상근의 최대 생장과 분지도를 나타내는 배양조건을 조사한 바 엽병절편을 1/2 SH 배지에서 4주 배양하였을 때 왕성하게 생장하였으며 2.6의 분지도를 보여주었다. 최종적으로 1,989개체의 독립적인 형질전환 모상근 line을 생산하였으며, 이들 모상근 line은 인삼 진세노사이드 생합성 관련 유전자의 발굴 및 기능해석에 유용하게 쓰일 것이다.

청피홍심무우(Raphanus sativus cv. Chungpihongsim)의 모상근 배양에 의한 안토시아닌 생성 (Production of Anthocyanin by Culture of Hairy Roots of Raphanus sativus cv. Chungpihongsim)

  • 안준철
    • Journal of Plant Biology
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    • 제35권1호
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    • pp.37-43
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    • 1992
  • A. rhizogenes A4 균주를 접종하여 청피홍심무우(Raphanus sativus cv. Chungpihongsim)의 모상근 배양을 확립하였다. 형질전환된 뿌리는 MS 배지의 기본염을 1/2로 희석하고, pH는 5.2, sucrose는 3%로 조정한 배양조건에서 최적성장을 보였다. 형질전환된 조직에서 합성되는 물질인 opine, 즉 agropine과 mannopine이 모상근의 추출액에서 검출되었다. 배지에 2, 4-D와 Kinetin이 첨가될 경우 모상근의 탈분화와 더불어 세포내에 안토시아닌의 합성이 유도되었으며, 그 중 2, 4-D $0.45\;\mu\textrm{M}$과 kinetin $2.3\;\mu\textrm{M}$의 첨가에서 최대의 색소 축적능을 보였다. 모상근의 탈분화와 함께 유도되는 안토시아닌의 paper chromatography 전개양상은 경작뿌리에서 추출한 색소에 비하여 다소 차이를 보였지만 모든 안토시아닌의 aglycone은 pelargonidin으로 확인되었다. 이러한 시료의 총 안토시아닌 함량은 0.49 mg/g(f.w.)로 계산되었다.

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Agrobacterium rhizogense에 Hairy Root 형성에 대한 생리학적 연구. III. 당근 세포에의 A. rhizogenes의 부착 (Physiological Studies on the Formation of Hairy Root by the A. rhizogenes. III. Attachment of A. rhizogenes strain A4 to Carrot(Daucus carota L.) Cells)

  • 황백;황성진;안준철;조혜선
    • KSBB Journal
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    • 제4권2호
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    • pp.94-98
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    • 1989
  • 당근 진탕배양세포로부터 분리한 원형질체에 A.rhi-zogenes를 처리하여 bacteriad의 부착과 부착과정에 영향을 주는 여러 요인들을 조사하였다. 또한 당근뿌리 절편에 strain이 다른 bacteria와 heat-inactivated bacteria를 전처리한 후 A.rhizogenes strain A4를 접종하여 식물세포 표면에 있어서 bacterial specific receptor sites존재 유무를 살펴보았다. Bacteria의 부착은 pH 6.0, 24-35$^{\circ}C$ 조건하에서 120분동안 원형질체막에 유의적인 증가를 나타내었으며, 또한 세포벽합성에 따르는 bacteriaqnckr의 영향은 볼 수 없었다. Strain이 다른 bacteria나 heat-inactivated bacteria의 전처리에 의한 A..rhizogenes의 당근조직에서 hairy root형성 억제 현상은 식물세포 표면에 specific receptor sites가 존재 한다기보다는 부착에 있어서 전처리한 bacteria의 경쟁적 저해작용으로 형질전환이 다소 억제되는 것으로 사료되어졌다.

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Kunitz Trypsin Inhibitor 발현 억제에 의한 콩 뿌리혹 수의 감소 (Inhibition of SKTI Synthesis in Agrobacterium rhizogenes-induced Hairy Root Reduces the Number of Nodule in Soybean)

  • 김선형;임채우;박지영;황철호
    • 한국작물학회지
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    • 제54권3호
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    • pp.299-306
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    • 2009
  • 콩과식물의 뿌리혹 형성을 조절하는 신호물질의 확인을 위해 신팔달콩2호의 줄기 수액 단백질 중에서 B. japonicum USDA110의 접종 후 2.5일(DAI)에 20 kDa의 SKTI 단백질이 증가하였다가 7 DAI에는 감소되면서 6 kDa의 작은 크기의 단백질이 증가되었다. 이러한 단백질의 차등발현은 조사한 3종의 콩에서 모두 유사하게 나타났으며 특히 대원콩에서 가장 두드러졌다. Western 분석으로 7 DAI에서 증가하는 6 kDa 단백질이 SKTI 항체와 특이적 반응을 하는 것으로 확인하여 SKTI가 절단되어 생긴 펩타이드로 추정되었다. 이러한 결과를 통해 20 KDa의 SKTI단백질이 콩의 뿌리혹 착생 초기단계인 2.5 DAI에 영향을 주고, 7 DAI로 진행되면서 6 kDa의 작은 크기의 단백질로 분해되어 그 양이 감소하는 것으로 생각된다. RNAi를 이용하여 유전자 기능이 억제된 형질전환된 모상근의 뿌리혹을 실제 형질전환이 확인된 모상근에 착생된 뿌리혹의 수를 비교한 결과 비재조합 A. rhizogenes을 접종시킨 대조구에 비해 SKTI RNAi 유전자를 형질전환한 모상근에서 모상근 당 착생된 뿌리혹 수가 감소되었다. 실시간 PCR 방법으로 형질전환된 모상근의 SKTI 전사체 수준에서도 상응하는 차이를 확인하였다. 이에 정확한 기작을 알 수 없지만 SKTI유전자가 뿌리혹 형성 초기에 뿌리혹 형성과정에 직간접적으로 관련하고 있음을 확인하였다. Sesbania rostrata의 뿌리혹 발생과정의 Protease 저해제와 같이 뿌리 혹 내의 감염세포 대 비감염세포의 비율을 조절하는 SKTI 발현 억제는 이러한 균형을 교란하여 뿌리혹의 생성을 억제하는 것으로 추정된다.

Agrobacterium으로 형질전환시킨 갈퀴꼭두선이의 세포배양에 의한 천연염료생산 (Production of Anthraquinone Derivatives by Rubia cordifolia var. pratensis Transformed by Agrobacterium spp)

  • 신순희;김유선;김승혜
    • 생약학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.137-141
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    • 1992
  • The cells of Rubia cordifolia var. pratensis were transformed by Agrobactrium tumefaciens strain 11157. Surface-sterilized young leaves and stems of the plants were cocultivated with bacterial suspensions. Crown galls induced from stems were cultured with variation of culturing conditions and compared with untransformed cells. The growth rates and production of anthraquinone pigments of cells were remarkably improved by transformation. Furthermore, hairy roots were induced by inoculation or cocultivation with Agrobacterium rhizogenes strains.

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Ri t-DNA로 형질전환된 당근 뿌리를 이용한 Arbuscular 균근균의 기내증식 (In vitro Propagation of Arbuscular Mycorrhizal Fungi using Ri t-DNA Transformed Carrot Roots)

  • 조자용;손보균;이효연;정순주
    • 원예과학기술지
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    • 제18권6호
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    • pp.802-807
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    • 2000
  • Agrobacterium rhizogenes의 Ri t-DNA로 형질전환된 당근의 모상근에 Glomus sp.를 감염시킨후 arbuscular 균근균 포자를 Modified Strullu & Romand 배지상에서 12주 동안 기내증식하였다. 기내증식을 위한 접종원으로는 포자보다는 균근감염 뿌리가 더 좋았다. 당근 모상근과 arbuscular 균근균의 대치배양으로 증식된 Glomus sp.의 포자는 직경 약 $50{\mu}m$정도의 원형 또는 타원형의 포자로서 균사의 중간부위에서 형성되었다. 12주 동안 기내에서 대치 배양한 결과 plate 당 약 1,200개 정도의 arbuscular 균근균 포자를 생산하였다.

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Tissue culture of medicinal plants: micropropagation, transformation and production of useful secondary metabolites

  • Yoshimatsu, Kayo
    • 한국식물생명공학회:학술대회논문집
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    • 한국식물생명공학회 2005년도 추계학술대회 및 한일 식물생명공학 심포지엄
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    • pp.88-94
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    • 2005
  • Plant tissue culture studies have been done for the preservation of medicinal plant resources and efficient production of pharmaceutically important secondary metabolites. Micropropagation methods for Cephaelis ipecacuanha have been established and these methods enabled much more efficient propagation of the plants than the conventional methods using seedling or layering. The C. ipecacuanha plants derived from tissue culture grew uniformly in the field and they showed higher alkaloid contents compared to the plants grown from seedlings. Hairy root cultures of C. ipecacuanha and Panax ginseng have been established by infection with Agrobacterium rhizogenes, and the production of important pharmaceuticals by these cultures have been successfully demonstrated. In the case of C. ipecacuanha, the highest alkaloid yields from the hairy roots cultured for 8 weeks were 2.75-fold cephaeline (5.5 mg) and one third emetine (0.7 mg) compared with those from the roots of one-year old plant propagated through shoot-tip culture and cultivated in a greenhouse (2.0 mg cephaeline and 2.0 mg emetine). In the case of P. ginseng, ginsenoside contents in the hairy roots optimally cultured for 4 weeks were much higher than those in the roots of 4-year old field-grown plant. Thus our medicinal plant tissue cultures demonstrate desirable properties. However, they are always exposed to danger of microbial contamination or unexpected trouble of culture facilities. Cryopreservation of plant tissue cultures is a reliable method for long-term preservation. Cryopreservation studies on these cultures are also presented.

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