• Weed & Turfgrass Science
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• 제2권2호
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• pp.131-137
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• 2013

본 연구는 경상북도 지역의 논에 발생하는 잡초종의 발생과 분포 및 sulfonylurea계 제초제 저항성잡초 발생비율을 조사한 것으로 생활사별 논잡초 분포는 일년생이 91.8%로서 다년생 8.2%보다 많았으며, 형태적 분포는 광엽잡초 85.7%, 사초과 9.1%, 화본과 3.8%였다. 잡초종은 물달개비, 미국외풀, 피, 여뀌바늘, 올챙이고랭이, 미국가막사리이었고, 물달개비가 우점하는 지역과 발생률은 포항, 의성, 상주, 경주 순으로 각각 85.1%, 76.3%, 73.5%, 58.9%였으며, 미국외풀은 영덕, 고령, 군위, 영양, 안동, 예천, 구미, 영천 순으로 발생률은 각각 96.3%, 93.8%, 92.7%, 90.7%, 86.8%, 70.6%, 66.7%, 56.2%로 나타났다. 지역별로 주요 논잡초는 물달개비, 미국외풀, 너도방동사니, 피, 올챙이고랭이 순이었고, 우점도를 1981년, 1992년 및 2012년도와 비교하면 미국외풀(42.8%), 물달개비(37.5%), 너도방동사니(7.9%)순이었다. 논에 발생한 sulfonylurea계 제초제 저항성 잡초는 물달개비, 여뀌바늘, 미국외풀, 올챙이고랭이로 총 4종이었고, 제초제 저항성잡초 가운데 가장 많은 발생면적을 보인 초종은 미국외풀로 11.1%를 차지하였다. 2012년 조사된 지역에 대한 제초제 저항성 잡초 발생률은 15.9%정도로 경북지역의 벼 재배면적(141,005ha)을 고려하면 제초제 저항성잡초 발생면적은 22,420ha정도로 추정되었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제41권4호
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• pp.216-222
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• 2014

본 연구는 팔레놉시스의 원괴체유사체를 재료로 효율적인 형질전환 체계를 확립하기 위해 수행되었다. 이를 위해 PPT 제초제에 저항성을 가지는 bar 선발유전자와 노화지연 형질을 보이는 ORE 7 유전자를 함유하는 pCAMBIA 3301:ORE7 벡터를 이용하여 유전자총 형질전환 시 발사횟수 증가 그리고 유전자총 실험 전후에 삼투압조절제 처리를 하여 실험목적을 달성하고자 하였다. 실험결과, 2회 발사처리가 1회나 3회 발사횟수와 비교하여 1.5 ~ 2.5배 이상의 형질전환 효율을 보여 주었으나, 신초 재분화율이 낮고 갈변율은 높은 현상을 보여 주었다. 다양한 삼투압 조절제 처리에 의한 형질전환효율 향상 실험에선 0.2 M mannitol과 0.2 M sorbitol 이 2가지 조절제 혼합처리가 단용처리나 무처리구에 비해 형질전환 효율과 신초재 분화율에서 최소 1.5 ~ 3배 이상의 효율을 보여 주었고, 갈변율도 2배 이상 낮게 나타났다. PCR 분석을 통하여 bar 유전자와 ORE7 유전자가 도입되었음을 확인하였고, 임의로 선발한 형질전환 팔레놉시스 21개체를 대상으로 real-time PCR 분석을 통해 4개체가 1 copy의 목적유전자를 가지고 있으며, 나머지 17 개체들은 2 copy 이상의 유전자를 보유하고 있음이 밝혀졌다. 본 연구에서 생산된 형질전환 팔레놉시스 개체들은 순화과정을 거쳐 화분으로 이식하여 생육과정을 거쳐 꽃이나 잎에 변이가 없는 개화과정을 보여 주었다.

• 환경생물
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• 제39권4호
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• pp.445-451
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• 2021

Agrobacterium tumefaciens strain CP4 유래 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS) 유전자를 포함하는 유전자변형생물체(Living modified organism, LMO)가 개발되었다. 이 같은 LMO는 국내 승인되어 사료용, 식품용, 가공용으로 이용 중이다. 간이면역 검사키트 개발을 위해서는 고효율의 단클론 항체 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 대장균 BL21 (DE3)에서 재조합 CP4 EPSPS 단백질을 정제하였으며 SDS-PAGE와 MALDI-TOF MS 분석으로 단백질 특성을 분석하였다. 단클론 항체 제작은 (주)앱클론의 SOP 매뉴얼에 따라 진행하였다. 본 연구 결과 5개의 단클론 항체 클론(2F2, 4B9, 6C11, 10A9, 10G9)를 확보하였다. 5종의 단클론 항체의 효율과 특이도 검정을 위해서 LM 면화 추출액을 이용한 western blotting 분석을 실시하였다. 모든 단클론 항체는 CP4 EPSPS를 함유하는 MON1445와 MON88913을 특이적으로 검출하였으며 비변형 면화 및 타종의 LM 면화에서는 검출되지 않았다. 이러한 결과들을 바탕으로 CP4 EPSPS 단클론 항체는 LMO에 함유된 CP4 EPSPS 단백질을 타겟으로 항체 기반 검출법 개발에 활용될 것으로 사료된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제48권1호
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• pp.1-15
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• 2005

농작물이 병해충 및 잡초 등에 의하여 피해를 받게 되면 농업생산성은 상당히 저하된다. 따라서 농업생산성을 높이기 위하여 합성농약을 과용해 왔고, 이로 인하여 토양의 질과 농업환경이 파괴되는 결과를 초래하고 있어서 지속적인 농업이 점차 어려워지고 있다. 오늘날의 농업은 농업환경의 파괴를 최소화하고 농산물의 안전성을 확보함과 동시에 생산성을 증대해야하는 복합적인 문제에 직면해 있다. 한편, 식물은 일반적으로 생존하기 위하며 외부의 침입으로부터 자신을 보호하거나 자신의 영역을 확보하기 위하며 다양한 종류의 2차대사물질을 생산하고 방출한다. 병원균이 침입했을 때 식물이 생산하는 항생물질인 phytoalexin으로는 화본과 식물의 경우 flavonoid계와 diterpenoid계의 물질을 생성하고, 쌍자엽 식물은 감염된 병원균의 종류에 상관없이 Leguminosae과는 flavonoids계, Cruciferae과는 indole 유도체, Solanaceae과는 sesquiterpenoid계, Umbelliferae과는 coumarin계 물질들을 생성하여 병원균에 저항성을 가진다. 곤충의 생리작용을 저해하거나 섭생을 싫어하게 하는 기능의 물질로는 terpene계의 pyrethrin, azadirachtin, limonin, cedrelanoid, toosendanin, fraxinellone/dictamnine 등이 있으며, alkaloid계로서는 terpenoid와 alkaloid가 결합된 sesquiterpene pyridine 및 norditerpenoids alkaloids와 azepine계, amide계, loline계, stemofoline계, pyrrolizidine계 alkaloids 등이 있다. 식물은 또한 자신의 영역을 확보하기 위하여 다른 식물의 생장을 저해하는 물질을 생성하는데 여기에는 terpene계의 essential oil 및 sesquiterpene lactone과 이외에 benzoxazinoids, glucosinolate, quassinoid, cyanogenic glycoside, saponin, sorgolennone, juglone 등 다수의 2차 대사물질들이 있다. 이와 같은 기능의 2차 대사물질을 병해충 및 잡초 방제에 직, 간접으로 이용하는 것은 친환경농업의 한 가지 방법일 수 있다. 그러나 천연물질들은 자연계에서 쉽게 분해되어 효율이 떨어지는 경우가 많고 식물을 통하여 생산하는데도 한계가 있다. 따라서 보다 안전성과 효율성이 뛰어난 2차 대사물질을 찾아내는 연구와 아울러 방제기능이 있는 물질의 생합성경로를 구명하고 대사공학적으로 이용하므로 병해충에 저항성이 있고 잡초 방제효과를 갖는 형질전환 식물을 육성하는 연구가 지속적으로 이루어져야 할 것이다.

• 원예과학기술지
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• 제34권1호
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• pp.112-121
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• 2016

GM작물의 개발은 병 저항성, 제초제 저항성, 스트레스 저항성, 기능성 물질의 증진 등의 목적으로 기존 작물에 존재하지 않은 새로운 형질을 도입시킬 수 있게 하였다. 이렇게 개발된 GM작물의 상업화를 위해서는 형질전환 식물체에 도입된 T-DNA가 여러 세대에 걸쳐 안정적인 유전과 표현형의 발현이 요구된다. 본 연구는 암 예방 효과가 있는 PEITC 물질이 증가된 형질전환체, IGA 계통의 $T_1$ 및 $T_2$ 세대에서 도입된 T-DNA의 안정성을 확인하였다. 이를 위해 $T_1$ 세대의 IGA 1-3번 계통과 $T_2$ 세대의 IGA 1-3-5번 계통을 PCR로 선발하였으며 선발된 $T_1$ 세대의 IGA 1-3번 계통에서 도입된 T-DNA의 삽입위치를 VA-TAIL PCR로 확인한 결과 배추 게놈 내 intergenic 부위에 삽입되었음을 확인하였다. 또한, 도입 유전자의 세대별 안정성은 IGA 1-3번 계통과 IGA 1-3-5번 계통에서 T-DNA의 내부구조와 flanking 지역을 PCR 분석으로 비교함으로써 확인하였다. 결과적으로 본 연구에서 IGA1번 계통으로 도입된 T-DNA는 구조의 변이 없이 안정적으로 후대로 유전 되었으며, IGA 1번 계통의 $T_1$ 및 $T_2$ 세대의 PEITC 함량의 증가로 표현형적 형질 또한 안정적으로 유전 되는 것으로 확인하였다. 마지막으로 IGA 1번 계통의 $T_1$ 및 $T_2$ 세대에서 QR 활성을 확인하여 암 예방 효과 또한 확인하였다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권3호
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• pp.171-182
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• 2018

파파야는 열대와 아열대 지역에서 광범위하게 재배되고 있는 주요 작물 중의 하나이다. 파파야 열매는 칼로리가 낮고 비타민 A와 C, 미네랄이 풍부하며, 미숙과에는 단백질 분해 효소인 파파인이 풍부하여 의약품, 화장품, 식품 가공 산업 등에 널리 활용되고 있다. 전세계 파파야 산업에서 가장 중요한 제한 요인 중의 하나가 potyvirus에 속하는 papaya ringspot virus (PRSV)에 의해 야기되는 식물병이다. 1992년에 미국 연구자들에 의해 PRSV의 coat protein (cp) 유전자를 발현하는 최초의 PRSV-저항성 GM 파파야 이벤트($R_0$ '55-1')가 만들어졌으며, 1997년에는 이로부터 유래한 GM 품종('SunUp', 'Rainbow')에 대해 미국 정부가 상업적 재배를 승인하였다. 현재까지 GM 파파야 개발은 해충 저항성, 병 저항성(곰팡이, 바이러스), 수확 후 저장성 증대, 알루미늄과 제초제 저항성 등의 형질에 초점을 맞추어 왔다. 아울러 파파야를 동물단백질(백신 등) 생산을 위한 식물공장으로 활용하기 위한 시도도 이루어졌다. 현재, 미국과 중국을 비롯한 약 17개 국가에서 GM 파파야 개발과 포장 실험 또는 상업적 재배가 이루어지고 있다. GM 파파야의 개발과 더불어 생물안전성 평가 및 GM 판별 기술 개발에 관한 연구도 이루어지고 있다. 생물안전성 평가와 관련하여 주로 인체 위해성과 환경 위해성에 관한 분석이 수행되고 있다. 인체 위해성의 경우, 동물 모델을 대상으로 장기간 식이섭취를 통해 일반 및 유전 독성, 알레르기항원성, 면역 반응, GM 유래 단백질의 안정성에 관한 연구가 수행되었다. 환경 위해성의 경우, GM 재배가 토양 미생물 다양성에 미치는 영향, GM 유래 유전물질의 토양 잔류 및 토양 미생물로의 전이 여부에 관한 연구가 이루어졌다. 우리나라, 유럽 및 일본을 비롯한 많은 나라에서는 상업적 재배를 위한 GM 품종 도입이나, 파파야 가공 식품 제조에 비승인 GM 파파야의 사용을 규제하고 있다. 도입 유전자 특이적 또는 이벤트 특이적인 분자표지를 개발하고, PCR(일반, real-time) 또는 loop-mediated isothermal amplification 방법을 통해 GM 여부를 판별하고 있다. 파파야에 대한 초안 수준의 유전체 정보가 2008년에 해독되었으며, 최근에는 차세대 유전체 분석 기술로 확보된 유전체와 전사체 정보를 활용하여 GM 여부를 판별하는 기술도 확립되었다.