연구 목적: 본 연구진은 초기 난포 발달 과정의 각 발달 단계별 난포를 분리하여 cDNA microarray를 이용한 유전자 발현 목록을 보유하고 있다. 본 연구는 이들 유전자 중에서 전사인자들의 목록에 주목하여 이들의 하위표적유전자를 생명정보학적 기법을 이용해 동정함으로써 이 후 초기난포발달의 조절 기전 연구를 위한 중요한 전사인자를 결정하고자 실시하였다. 재료 및 방법: 26개의 전사인자들에 대해서 Gene Ontology, MGI, 그리고 Entrez Gene 등의 유전자 데이터베이스 검색을 통해 전사인자들을 구성하는 도메인을 확인하였고, 전사인자 데이터베이스 ($TRANSFAC^{(R)}$ 6.0)와 진핵세포 프로모터 데이터베이스 검색을 실시하여, 전사인자의 cis-acting 및 trans-acting 하위표적유전자를 분석하였다. 결과: 26개 전사인자들에 대해서 DNA 결합 도메인과 단백질 상호작용 도메인을 확인하였다. 또 전사인자 데이터베이스와 프로모터 데이터베이스 검색으로부터 하위표적유전자에 대한 정보를 얻었다. 위와 같은 생명정보학적 분석 결과로부터 흥미로운 하위표적유전자를 갖는 3개의 전사인자로 목표를 압축할 수 있었다. 그 중에서 HNF4는 MPF 억제 조절자로 알려져 있는 Wee1 단백질 인산화 효소의 유사 유전자 프로모터 부위에 결합하는 전사인자이며, TBX2는 cdk 억제자 유전자의 발현을 억제하는 전사인자로 알려져 있어, 초기 난포발달 과정의 MPF 기능조절에 매우 중요한 역할을 할 것으로 사료된다. 결론: 본 연구는 생명정보학적 분석을 통하여 전사인자의 하위표적인자를 알아내고, 이를 이용하여 26개 전사인자 중에서 다음 연구를 위한 목표를 결정하는 접근방법을 제시했다는데 의미가 있다고 사료된다. 실제로 이렇게 결정된 전사인자들이 초기난포발달을 조절하는 분자생물학적 기전에 어떻게 관여하는지를 연구하기 위해서는 EMSA 등과 같은 실험적 증명을 통한 확인과 보충 연구가 필요할 것으로 사료된다.
${\beta}$-glucan 함량이 높다고 알려진 꽃송이버섯의 농가재배 활성화를 위하여 푸른곰팡이 내성균주를 선발하고자 푸른곰팡이 대치배양에 의한 꽃송이버섯 균사생장 특성을 확인하였으며, 또한 생장이 우수한 신품종을 개발하고자 교잡육종 균주에 대한 유전 다양성을 분석하였다. 먼저 푸른곰팡이 대치배양에 의한 꽃송이버섯 균사의 생장 특성을 확인한 결과, 6951 (T. viride) 균주에서는 대치선을 형성한 후 별다른 변화를 보이지 않았고, 6952 (T. spp.) 균주에서는 대치선을 형성한 다음 보다 많은 포자를 형성하는 것이 관찰되었다. 그러나 6426 (T. harzianum) 균주에서는 꽃송이버섯 균사가 생장하고 있던 부분까지 모두 덮어버리는 것이 확인되었다. 그 중 특이하게도 구례에서 채집선발한 균주인 JF02-06 균주에서는 다른 균주에 비해 푸른곰팡이 포자가 형성되지 않는 것을 확인되어 다소 푸른곰팡이에 대한 저항성을 갖는 것으로 사료되었다. 전남 산림자원연구소에서 보유 중인 균주 중 생장 및 자실체 발생이 우수한 모균주를 선발하여 교잡을 실시하여 생장특성을 조사한 결과, 미송톱밥배지에서 JF02-47, 49, 50 균주의 균사생장량이 우수한 것으로 확인되었다. 이러한 교잡육종 균주의 유전 다양성을 분석하기 위하여 ITS1, 5.8S와 ITS4 영역에 대한 염기서열을 분석한 결과 Genebank에 등록된 다른 꽃송이버섯 균주와 높은 유의성을 갖는 것으로 확인되었다. 이러한 꽃송이버섯의 포자 및 균사를 현미경으로 관찰하여 생장 특성을 확인한 결과, 포자의 크기는 장경 $6{\mu}m$, 단경 $5{\mu}m$의 물방울 모양으로 확인되었고, 균사에서 3가지 형태의 꺽쇠가 관찰되었다. 균사의 폭은 $3{\mu}m$이며 꽃송이버섯 균사의 특징으로는 약 50% 정도 꺽쇠에서 균사가 뻗어나가는 특성을 갖고 있음이 확인되었다. 균사의 생장 속도는 $0.507{\mu}m/min$이며, 2차 균사는 $0.082{\mu}m/min$의 속도로 생장하다가 모균사와 평행을 이루는 시점에서는 모균사의 생장속도와 유사한 속도로 생장하였다. 꺽쇠발생은 약 5시간 동안 균사 내부 전해질의 이동이 관찰된 후 작은 꺽쇠를 형성하였다. 약 3시간 후 격막이 형성되기 시작하였으며, 그로부터 2시간 후 최종적으로 완성되었다. 이러한 특성을 갖는 꽃송이버섯의 푸른곰팡이 저항성을 확인하고, 교잡균주의 유전 다양성 및 균사의 생장 특성을 확인하여 꽃송이버섯에 대한 기초적인 이해를 높이고, 더 나아가 버섯산업 발전에 이바지하고자 한다.
본 연구에서는 혐기성 암모늄 산화(ANAMMOX)반응을 유도하기 위해 양조폐수를 처리하는 메탄 생성 반응조의 입상 슬러지를 혐기성 반응기에 식종하였다. 암모니아성 질소($NH_4^+-N$)와 아질산성 질소($NO_2^--N$)를 1:1의 비율로 인공폐수를 조제하여 반응조를 운전하였다. 실험기간은 반응기의 유입 질소농도 조건에 따라 3개의 phase로 구분하였다. 각 phase별 유출수의 질소농도, COD, 알칼리도, 발생 가스 조성을 측정하여 처리효율을 평가하였다. Phase 1에서는 유입 $NH_4^+$-N $NO_2^-$-N를 각각 1.91 $gN/m^3{\cdot}d$부터 14.29 $gN/m^3{\cdot}d$까지 점차 높였으며 Phase 2에서 각 질소의 부하를 23.81 $gN/m^3{\cdot}d$, Phase 3에서는 19.05 $gN/m^3{\cdot}d$로 하여 운전하였다. 아질산성 질소($NO_2^-$-N)는 전 기간에 걸쳐 99%까지 제거 되었으며, 암모니아성 질소($NH_4^+-N$)의 제거율은 각 phase별로 변동폭이 높았으며 이 중 Phase 2에서 최대 75%까지 제거되었다. 한편 각 phase별 반응조의 미생물 군집 변화는 16s rDNA방법을 이용하여 분석하였다. 입상 슬러지의 접종 초기인 Phase 1의 경우 메탄생성이 일정하게 유지되었으며 메탄균과 탈질균이 공존하였다. Phase 2의 경우 아질산성 질소($NO_2^--N$)와 암모니아성 질소($NH_4^+-N$)의 제거율이 각각 99%와 75%까지 증가하였으며 이 때 ANAMMOX균의 존재가 확인되었다. Phase 3의 경우 외부 공기 유입으로 인하여 암모니아성 질소(NH4+-N)의 제거율은 급격히 감소하였으나 미생물 군집 중 여전히 ANAMMOX균이 관측되었다.
먹물버섯류 및 주름버섯 유사 균류의 계통학적 유연 관계를 분석하기 위해 계통분류학적 정보를 지니고 있는 rDNA의 ITS(17S, 5.8S, 25S일부 포함)의 염기서열을 밝히고 이들 자료를 근거로 하여 형태적 분류 체계와 비교분석을 하였다. 이번 조사된 종은 총 14종으로서 먹물버섯속 균류 8종, 눈물버섯속 균류 1종, 소똥버섯과 2종, 주름버섯과 1종, 독청버섯과 1종, 복군류 1종이 포함되었다. 종간 염기서열 상동성은 $38.7{\sim}77.2%$였다. 조사된 균류는 크게 4개의 그룹을 형성하였다. 그룹 I에 C. micaceus, C. radians, C. disseminatus, Psathyrella candolleana 등이 포함되었고, 그룹 II에는 C. cinereus, C. echinosporus, C. rhizophorus, C. atramentarius이 조사되었다. 한편, 먹물버섯속 균류의 기준종인 C. comatus는 다른 먹물버섯 그룹들과 분지의 신뢰도가 전혀 없는 것으로 조사되었고 그룹 III에서 주름버섯 유사 복균류인 Podaxis pistillaris 및 신령버섯 Agaricus blazei와의 분지 신뢰도는 87과, 57을 각각 나타내었다. 한편, 눈물버섯속 균류는 그룹 II에 포함되는 결과를 나타내어 형태적 분류체계와 상이한 결과를 도출하였고, 주름버섯 유사복균류인 Podaxis pistillaris는 다른 기타 주름버섯목 균류보다도 C. comatus와 더 밀접한 유연 관계를 나타내어 이들 주름버섯 유사 복균류(secotioid taxa)는 주름버섯목 균류에서 파생된 것임을 확인할 수 있었다. 기준 종으로 알려진 C. comatus는 발생학적 측면에서 다른 절에 있는 먹물버섯 균류와 다른 점이 있음을 이번 조사에서 확인할 수 있었으며 먹물버섯속(屬)의 기준 종은 재 설정되어 할 것으로 사료되었다. 또한 기존의 분류학자들이 주장해온 단일 진화론은 조사된 여러 결과와 비교해 볼 때 적어도 paraphyletic이 거나 polyphyletic일 가능성은 높은 것으로 확인되었다.
98주의 내생진균은 신두리 해안사구에 자생하고 있는 해안사구식물의 뿌리로부터 분리하였다. 8종의 해안사구식물 샘플은 모래지치(Argusia sibirica), 갯메꽃(Calystegia soldanella), 갯그령(Elymus mollis), 반디지치(Lithospermum zollingeri), 갯무(Raphanus sativus), 솔장다리(Salsola collina), 왕잔디(Zoysia macrostachya) 및 갯잔디(Zoysia sinica)이며, 신두리 해안사구로부터 채집되었다. 그리고 분리된 내생진균들은 ITS1, 5.8S와 ITS2를 포함하는 ITS-rDNA 영역에 의해 분석되었다. 해안사구식물로부터 분리된 내생진균에 대하여 다양한 지수를 적용하여 분석하였다. 해안사구식물로부터 분리된 모든 내생진균은 Capnodiales (3.09%), Eurotiales (70.10%), Glomerellales (1.03%), Helotiales (3.09%), Hypocreales (9.28%), Mortierellales (2.06%), Onygenales (1.03%), Ophiostomatales (1.03%), Pleosporales (1.03%), Polyporales (1.03%), Russulales (1.03%), Saccharomycetales (2.06%), Xylariales (1.03%)로 13개 목과 분류체계가 명확하지 않은 Incertae sedis (3.09%)으로 확인되었다. 본 연구에서는 8종의 식물로부터 내생진균을 분석한 결과 Eurotiales 목과 Hypocreales 목의 Penicillium 속(59.18%)과 Fusarium속 (5.10%)이 가장 많이 분포하는 것으로 나타났다. 갯메꽃으로부터 분리된 내생진균이 다른 해안사구식물들로부터 분리된 내생진균의 다양성 보다 높은 것으로 확인되었다.
한국산 제비꽃속 35분류군과 일본산 4집단, 군외군 1분류군 등 총 40집단에 대한 계통 유연관계를 알아보기 위하여 핵 rDNA의 internal transcribed spacer(ITS)지역에 대한 염기서열을 분석하였다. 정렬된 염기서열들은 bootstrap을 포함한 parsimony 방법과 neighbor-joining 방법을 통하여 계통수를 평가하였다. 그 결과 진정제비꽃절의 낚시제비꽃아절은 군내군의 가장 기부에 분계조를 형성하였으며, 장백제비꽃절은 노랑제비꽃절과 자매군을 형성하면서 진정제비꽃절의 낚시제비꽃아절과 콩제비꽃아절, 고깔제비꽃아절, 제비꽃아절 사이에서 단계통군을 형성하였다. 진정제비꽃절은 병계원적인 분계조를 형성하였고 4개 아절은 독립적인 분계조를 형성하였지만 계열 수준에서는 구별이 불가능하였다. 세포학적 연구에 기초한 제비꽃속의 분화에서 기본염색체 수 x=10을 갖는 낚시제비꽃아절은 x=6인 군외군에서 독립적으로 분화한 것으로 나타났으며 나머지 분류군들은 x=6인 노랑제비꽃과 장백제비꽃아절로부터 x=10 또는 12인 콩제비꽃과 고깔제비꽃아절을 거쳐 x=12인 제비꽃아절로 분화한 특징을 보였다. 형태적인 변이가 매우 심한 분류군으로 알려진 태백제비꽃(V. albida complex)은 Patellares아절 내에서 하나의 군으로 유집되어 Pinnatae계열로 처리하는 것이 타당할 것으로 생각되며, 뫼제비꽃과 남산제비꽃의 잡종인 우산제비꽃은 형태적 특징에 의한 분류와는 일치하지 않는 것으로 나타났다.
결구상추 밑둥썩음병의 병원균 Rhizoctonia solani에 대한 길항세균을 분리하기 위하여 결구상추 재배 포장에서 결구상추의 밑둥부위, 뿌리조직 그리고 근권토양에서 세균 702균주를 분리하였다. 분리균주 중에서 대치배양에 의해 길항능을 나타낸 7균주를 선발하였으며, 그 중 포트검정 실험에서 유묘와 성체식물에서 발병억제효과가 우수한 BW-13균주를 길항균으로 최종선발하였다. 최종 선발된 BW-13균주의 동정을 위하여 생리$\cdot$생화학적 특성, API test 및 16S rDNA sequence를 분석한 결과 Stenotrophomonas maltophilia로 동정되었으며, 본 균주를 S. maltophilia BW-13으로 명명하였다. 본 연구의 결과는 S. maltophilia BW-13이 결구상추 밑둥썩음병의 생물적 방제원으로 이용될 수 있음을 보여준다.
P. pentosaceus CBT SL4균이 생산하는 항균물질 농축건조물은 H. pylori균에 대하여 평판 및 액상배양 조건에서 생육억제 활성이 확인되었고, 사막모래쥐를 사용한 감염실험에서는 감염방어 및 제균작용이, 보균자 인체실험에서는 제균작용이 확인되었다. 최근 3제 요법이나 신규 약물 등에 의하여 자각증세가 있는 위염증 환자에서의 제균율은 크게 향상되었으나, 국내의 경우에는 전체국민의 감염율이 매우 높은 것과 식습관 등의 요인에 의하여 단체 및 사회생활을 통한 신규감염이나 재감염을 방어할 효과적 수단은 없는 상태에 있다. 따라서, 일상적인 섭취가 가능하고, 병원균의 내성개발 우려나 인체에 대한 부작용이 없으며, H. pylori균에 대한 감염방어 및 제균작용을 동시에 지닌 유산균 및 그 항균활성물질을 이용한 식품소재는 국민전체의 H. pylori 감염율을 낮추고, 신규감염과 재감염의 악순환을 방지하기 위한 유용한 방어수단이 될 수 있을 것으로 판단된다. 한편, 유산균 배양액에 의한 H. pylori균에 대한 생육억제 현상은 모든 유산균에서 보편적인 현상은 아닌 것으로서 특정한 균주의 배양액에서만 관찰되고 있어 단순히 젖산 등 유기산에 의한 효과로 보기에는 어려움이 있으며 Gram 음성의 병원균들은 외막의 보호작용에 의하여 분자량이 큰 박테리오신 성분에 의해서는 생육이 억제되지 않는 것으로 판단되고 있다. 저자들은 당 균주가 생성하는 H. pylori 생육 억제 물질을 산성의 저분자 물질로 추정하고, 물질 및 작용기작 규명을 위하여 활성물질의 분리 및 구조분석 작업을 진행 중에 있으며, 이러한 연구가 완료되면 분리정제 물질을 활용한 추가적인 산업화 용도 개발이 가능할 것으로 기대하고 있다.
현미는 도정한 백미보다 이로운 영양분을 더 많이 함유하고 있다. 본 연구에서는 현미를 이용하여 만든 현미 발효 슬러리의 이화학적 특성과 항균활성에 대해 시험하였으며, 현미발효슬러리의 항균활성은 paper disc-agar diffusion 방법을 이용하여 6가지 병원성 균주(Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimurium and Yersinia enterocolitica)와 2가지 발효균주(Gluconacetobacter intermedius and Lodderomyces elongisporus)에 대해 항균성을 조사하였다. 특히, Staphylococcus aureus, E. coli, Listeria monocytogenes, P. aeruginosa, Salmonella typhimurium, Y. enterocolitica 그리고 Lodderomyces elongisporus에 대해서는 시판 항생제인 카베니실린과 테트라사이클린보다 더 높은 항균활성을 보였다. 항산화활성은 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) 라디칼 소거능을 이용하여 측정하였을 때, 대표되는 항산화제인 아스코르빅 산과 비슷한 활성을 나타내었다. 현미발효슬러리의 발효중에 나타나는 균주를 동정하기 위해 TSB 고체배지와 YPD 고체배지에 현미발효슬러리를 도포하였을 때, 분리된 콜로니를 16S rDNA sequence 분석을 통하여, 네가지 균주를 분리하였으며, phylogenic tree 분석법을 이용하여 조사하였을 때, 각각 G. intermedius, Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum 그리고 Acetobacter peroxydans와 유사하였다.
Hayde Flandez-Galvez;Darlon V. Lantican;Anand Noel C. Manohar;Maria Luz J. Sison;Roanne R. Gardoce;Barbara L. Caoili;Alma O. Canama-Salinas;Melvin P. Dancel;Romnick A. Latina;Cris Q. Cortaga;Don Serville R. Reynoso;Michelle S. Guerrero;Susan M. Rivera;Ernesto E. Emmanuel;Cristeta Cueto;Consorcia E. Reano;Ramon L. Rivera;Don Emanuel M. Cardona;Edward Cedrick J. Fernandez ;Robert Patrick M. Cabangbang;Maria Salve C. Vasquez;Jomari C. Domingo;Reina Esther S. Caro;Alissa Carol M. Ibarra;Frenzee Kroeizha L. Pammit;Jen Daine L. Nocum;Angelica Kate G. Gumpal;Jesmar Cagayan;Ronilo M. Bajaro;Joseph P. Lagman;Cynthia R. Gulay;Noe Fernandez-Pozo;Susan R. Strickler;Lukas A. Mueller
한국작물학회:학술대회논문집
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한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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pp.30-30
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2022
Philippines is the second world supplier of coconut by-products. As its first major genomics project, the Philippine Genome Center program for Agriculture (PGC-Agriculture) took the challenge to sequence and assemble the whole coconut genome. The project aims to provide advance genetics tools for our collaborating coconut researchers while taking the opportunity to initiate local capacity. Combination of different NGS platforms was explored and the Philippine 'Catigan Green Dwarf' (CATD) variety was selected with the breeders to be the crop's reference genome. A high quality genome assembly of CATD was generated and used to characterize important genes of coconut towards the development of resilient and outstanding varieties especially for added high-value traits. The talk will present the significant results of the project as published in various papers including the first report of whole genome sequence of a dwarf coconut variety. Updates will include the challenges hurdled and specific applications such as gene mining for host insect resistance and screening for least damaged coconuts (thus potentially insect resistant varieties). Genome-wide DNA markers as published and genes related to coconut oil qualitative/quantitative traits will also be presented, including initial molecular/biochemical studies that support nutritional and medicinal claims. A web-based genome database is currently built for ease access and wider utility of these genomics tools. Indeed, a major milestone accomplished by the coconut genomics research team, which was facilitated with the all-out government support and strong collaboration among multidisciplinary experts and partnership with advance research institutes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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