• Plant Biotechnology Reports
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• 제2권2호
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• pp.123-131
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• 2008

Vitrification methods are convenient for cryopreserving plant specimens, as the specimens are plunged directly into liquid nitrogen (LN) from ambient temperatures. However, tissues and species with poor survival are still not uncommon. The development of vitrification solutions with high survival that cover a range of materials is important. We attempted to develop new vitrification solutions using bromegrass cells and found that VSL, comprising 20% (w/v) glycerol, 30% (w/v) ethylene glycol, 5% (w/v) sucrose, 10% (w/v) DMSO and 10 mM $CaCl_2$, gave the highest survival following cryopreservation, as determined by fluorescein diacetate staining. However, the cryopreserved cells showed little regrowth, for unknown reasons. To check its applicability, VSL was used to cryopreserve gentian axillary buds and the performance was compared with those of conventional vitrification solutions. Excised gentian stem segments with axillary buds (shoot apices) were two-step precultured with sucrose to induce osmotic tolerance prior to cryopreservation. Gentian axillary buds cryopreserved using VSL following the appropriate preculturing approach exhibited 78% survival (determined by the regrowth capacity), which was comparable to PVS2 and PVS1 and far better than PVS3. VSL had a wider optimal incubation time (20-45 min) than PVS2 and was more suitable for cryopreserving gentian buds. The optimal duration of the first step of the preculture was 7-11 days, and preculturing with sucrose and glucose gave a much higher survival than fructose and maltose. VSL was able to vitrify during cooling to LN temperatures, as glass transition and devitrification points were detected in the warming profiles from differential scanning calorimetry. VSL and its derivative, VSL+, seem to have the potential to be good alternatives to PVS2 for the cryopreservation of some materials, as exemplified by gentian buds.

• The Plant Pathology Journal
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• 제37권3호
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• pp.232-242
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• 2021

Glomerella leaf spot (GLS) is a severe infectious disease of apple whose infective area is growing gradually and thus poses a huge economic threat to the world. Different species of Colletotrichum including Colletotrichum gloeosporioides are responsible for GLS. For efficient GLS control, it is important to understand the mechanism by which the cruciferous crops and C. gloeosporioides interact. Arginine is among one of the several types of amino acids, which plays crucial role in biochemical and physiological functions of fungi. The arginine biosynthesis pathway involved in virulence among plant pathogenic fungi is poorly understood. In this study, CgCPS1 gene encoding carbamoyl phosphate synthase involved in arginine biosynthesis has been identified and inactivated experimentally. To assess the effects of CgCPS1, we knocked out CgCPS1 in C. gloeosporioides and evaluated its effects on virulence and stress tolerance. The results showed that deletion of CgCPS1 resulted in loss of pathogenicity. The ∆cgcps1 mutants showed slow growth rate, defects in appressorium formation and failed to develop lesions on apple leaves and fruits leading to loss of virulence while complementation strain (CgCPS1-C) fully restored its pathogenicity. Furthermore, mutant strains showed extreme sensitivity to high osmotic stress displaying that CgCPS1 plays a vital role in stress response. These findings suggest that CgCPS1 is major factor that mediates pathogenicity in C. gloeosporioides by encoding carbamoyl phosphate that is involved in arginine biosynthesis and conferring virulence in C. gloeosporioides.

• 한국작물학회지
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• 제42권6호
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• pp.687-692
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• 1997

보리 품종들의 생리적 반응과 품종간 내염성을 이해하여 염해에 대처할 재배법 개선과 내염성 품종육성을 위한 기초자료로 활용하고자 본 시험을 수행하였던 바 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 월동 후 포트에 이식하여 재배한 보리를 출수 20일전, 10일전 그리고 출수기로부터 각각 10일간씩 삼투 potential이 -20 bar인 NaCl용액을 매일 관수하여 염해를 유발시킨 결과 출수기 처리에서 비교적 피해가 컸다. 2. 대조구에 대한 출수 10일전 염처리구의 비율은 평균 간장 87％, 주당수수 82％, 일수위수 92％, 천입종 94％, 수량 75％에 불과하였다. 3. 품종별 염처리 시기에 따라 반응이 매우 상이하여 알보리, 백동, 향맥은 출수기 처리에서, 그리고 올보리와 두루보리는 출수 10일전 처리에서 ,각각 수량 및 수량구성요율의 감소율이 가장 컸다. 4. 종실수량의 관점에서 공시품종의 내염성은 백동>알보리>향맥>올보리>두루보리의 순으로 백동이 내염성이 가장 높았고 두루보리가 가장 낮은 경향이었다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제33권3호
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• pp.159-166
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• 2013

We have previously investigated the proteome changes of rice leaves under heat stress (Lee et al. in Proteomics 2007a, 7:3369-3383), wherein a group of antioxidant proteins and heat shock proteins (HSPs) were found to be regulated differently. The present study focuses on the biochemical changes and gene expression profiles of heat shock protein and antioxidant genes in rice leaves in response to heat stress ($42^{\circ}C$) during a wide range of exposure times. The results show that hydrogen peroxide and proline contents increased significantly, suggesting an oxidative burst and osmotic imbalance under heat stress. The mRNA levels of chaperone 60, HSP70, HSP100, chloroplastic HSP26, and mitochondrial small HSP responded rapidly and showed maximum expression after 0.5 or 2 h under heat stress. Transcript levels of ascorbate peroxidase (APX), dehydroascorbate reductase (DHAR) and Cu-Zn superoxide dismutase (Cu-Zn SOD) showed a rapid and marked accumulation upon heat stress. While prolonged exposure to heat stress resulted in increased transcript levels of monodehydroascorbate reductase, peroxidase, glyoxalase 1, glutathione reductase, thioredoxin peroxidase, 2-Cysteine peroxiredoxin, and nucleoside diphosphate kinase 1, while the transcription of catalase was suppressed. Consistent with their changes in gene expression, the enzyme activities of APX and DHAR also increased significantly following exposure to heat stress. These results suggest that oxidative stress is usually caused by heat stress, and plants apply complex HSP- and antioxidant-mediated defense mechanisms to cope with heat stress.

• 한국작물학회지
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• 제42권5호
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• pp.534-538
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• 1997

보리 품종들의 염해반응의 생리적 특성과 품종간 차이를 이해하여 간척지에서의 재배법 개선을 위한 기초자료로 활용코자 NaCl용액으로 염해를 유발하여 생장저해정도, 엽록소 및 유리 proline 함량, 그리고 엽수분 potential 등을 조사하였던 바 그 결과를 보면 다음과 같다. 1. 품종간 생육저해 정도는 상당히 큰 차이를 보였는데 대조구에 비해 NaCl용액(Ψ/sub π/ =-20bar) 처리의 경우 초장은 2∼22％, 유묘건물중은 25∼39％가 감소되었다. 2. 엽록소함량은 대조구에 대하여 염분처리구에서 33∼49％ 감소되었고 엽건물 g당 유리 proline 함량은 대조구가 0.2∼0.3mg이나 염분처리 구는 9.6∼14.7mg으로 32∼74％나 증가되었다. 3. 엽수분 potential은 대조구가 -3.0 ∼ -4.1bar이나 염분처리구에서는 -7.4 ∼ -11.2bar와 -15.0 ∼ -17.9bar로 낮아졌으나 시간의 경과함에 따라 품종간 차이는 많지는 않았다. 4. 품종별로 엽생존율은 백동>밀양1002>올보리>두루보리>향맥의 순으로 높았으나 유묘 건물중 감소율은 백동>올보리>향맥>밀양1002>두루보리 순이었다. 5. 염처리구에서 제2엽의 유리 proline 증가율은 밀양1002>향맥>백동>두루보리>올보리의 순이 었다.

• 한국작물학회지
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• 제51권spc1호
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• pp.133-138
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• 2006

본 연구는 삼투포텐셜이 동일한 NaCl과 PEG6000 용액을 사용하여 염해와 한발에 대한 보리의 생화학적 반응을 검토하였으며 시험결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 보리의 지상부 생육 및 보리 잎의 상대수분함량은 염해보다 한발에 의해서 더욱 감소하였다. 2. 과산화수소의 발생은 염해처리 후 6일에 한발보다 27.5% 많았으며, 영해처리 후 4일에 나타난 APX, CAT 및 GR의 활성은 한발처 리보다 각각 12.6%, 27.9%, 23.3% 높았다. 한편, 보리의 경우 CAT의 활성은 한발보다 염해조건에서 더욱 신속하게 유도되는 것으로 나타났다. 3. 아미노산 함량의 변화는 염해 및 한발처리에 의해서 서로 다른 양상을 보였다. 특히 glycine, arginine 및 GABA의 함량은 한발처리에서 더욱 증가하였으나, proline의 함량은 염해처리에서 크게 증가하였다. 4. 본 연구를 통해서 보리의 항산화효소 활성 및 아미노산 함량이 염해와 한발에 의해서 상이하게 조절되는 것이 확인되었다. 이러한 결과들은 염해에 대한 보리의 특이적인 반응지표가 될 수 있을 것으로 생각되었다.

• 한국산림과학회지
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• 제87권4호
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• pp.601-610
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• 1998

본 연구는 시설에서 자란 콘테이너 묘목(苗木)의 경화과정(硬化過程)에 UV-B의 이용 가능성을 탐색하고자 생장상(生長箱)에서 4개월간 생육(生育)시킨 자작나무 묘목을 대상으로 UV-$B_{BE}$ $3.2KJ\;m^{-2}\;day^{-1}$과 $5.2KJ\;m^{-2}\;day^{-1}$ 수준의 UV-B 처리와 수분(水分)스트레스 처리(處理)를 4주간 실시하여 경화처리 전(前), 후(後)의 생장(生長) 및 생리적(生理的) 특성을 비교 분석하였다. UV-B 또는 수분스트레스 처리는 수고생장(樹高生長), 잎의 건물량축적(建物量蓄積)을 감소시켰다. UV-B 처리는 근원경생장(根元徑生長)을 감소시켰으나 수분스트레스 처리는 근원경생장을 증진시켰다. UV-B 처리 또는 수분스트레스 처리에 의한 잎의 건물량감소는 묘목의 T/R율을 감소시켰다. T/R율의 감소효과는 수분스트레스 처리에서 가장 크게 나타났다. 엽록소(葉緣素) 지수(指數)는 UV-B 5.2에서 가장 낮았으며 UV-B 3.2와 수분스트레스 처리에서는 비슷한 수준이었다. UV-B 또는 수분스트레스 처리는 콘테이너 묘목의 함수율(含水率)과 수분포텐셜을 낮추었으며 삼투압(滲透壓)을 높혔다. 경화처리에 의한 잎과 줄기의 함수율 감소는 UV-B 처리에 의해서는 빠르게 일어났으나 수분스트레스 처리에 의해서는 보다 서서히 일어났다. 이상의 결과를 보면, 자작나무 콘테이너 묘목의 경화단계에 처리된 UV-B에 의한 생장반응(生長反應) 및 수분생리(水分生理) 변화는 수분스트레스 처리에서의 효과와 유사한 면이 관찰되었다.

• 미생물학회지
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• 제34권3호
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• pp.154-161
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• 1998

자연미생물, KP964에 luxAB 유전자를 주입하여 발광기능을 부여함으로써 그들의 발광정도가 스트레스에 대한 적응, 생존 및 활성도를 나타내는 색인이 될 수 있는가, 그리고 특히 non-culturable but viable(NCBV) 상태로 존재하는 미생물의 활성에 대한 정보를 제공할 수 있는가를 알아보았다. 영양결핍조건 하에서 그들의 총 세균수, 배양가능세균(colony-forming-unit; CFU)수, viable cell 수, 그리고 발광정도(relative light unit; RLU)의 변화를 조사하였다. 형광현미경으로 확인된 총 수는 변화가 없었으며, 첨가된 yeast extract에 의해 성장하는 viable cell 수는 완만하게 감소하였으나 CFU 수는 급격히 줄어들어 37일 째 이후에는 탐지한계 이하로 감소하였다. RLU의 경우, 처음 7일의 영양결핍동안 0.016%까지 감소하였으며, 그 이후에는 탐지한계수준 이하로 검출되었다. 아울러 스트레스를 받는 4시간 동안 CFU수와 RLU의 관계를 알아보기 위하여 발광 KP964 균주에게 독성유해물질, acid shock, osmotic shocks를 접촉시킨 후 시간별로 CFU와 RLU를 측정한 결과, KP964 CFU 당 RLU는 9.1-26% 까지 감소하였다. 이는 스트레스의 종류에 따라 접촉시간이 길수록 CFU 당 나오는 빛의 양이 줄어듬을 보인 것이다. 이러한 결과는 영양결핍조건 시 RLU의 감소율이 CFU의 감소율보다 더 크며 영양결핍 이외의 다른 스트레스 조건 하에서도 RLU의 감소율과 CFU의 감소율의 연관성을 찾을 수 없음을 보이므로, 발하는 빛의 정량만으로는 NCBV 상태는 물론 배양가능한 세균의 양이나 활성을 나타내지 못하는 듯 하였다. 그러나 스트레스를 받은 KP964의 활성 정도와 잠재발광능력과의 관계는 좋은 연관성을 보여주었다. 즉, p-xylene, hypo-osmotic stress, 또는 영양결핍에 노출된 세균으로부터 각 스트레스를 제거하였을 시 나타나는 발광증가 유형을 조사하였는데, 증가가 시작하기까지의 lag period는 각각 32, 26, 22분으로 나타났다. 즉 미생물에 강력한 스트레스로 작용한 경우일수록 lag time이 길고, 또한 발광의 증가율이 느리며 도달하는 최대 RLU값도 낮음이 관찰되었다. 따라서 스트레스 하의 세균으로부터 직접적인 RLU의 측정보다는 이들이 스트레스 조건으로부터 재성장 또는 소생되는 과정에서의 잠재 발광능력의 분석이 자연세균의 적응, 활성 및 생존의 정도를 나타내주었다.

• 원예과학기술지
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• 제32권1호
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• pp.18-25
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• 2014

본 연구는 탱자에 접목한 온주밀감을 대상으로 멀칭 및 점적 관수 처리 시 과실의 내외부 형질에 미치는 수분 관계를 알아보고자 전기간 타이벡 멀칭구(WM), 멀칭 후 10월 22일부터 수확기까지 점적관수(MT) 그리고 무멀칭구(NM) 3그룹으로 나누어 시험하였다. 점적관수 기간 중 TM 내 토양수분함량은 평균적으로 WM 내의 수분함량보다 낮았다. 엽수분포텐셜(${\Psi}max$)은 멀칭 처리구에서 -1.5MPa에서 -2.5MPa까지 수준을 유지한 반면 관수로 인해 점진적으로 증가하였다. 사양 내 수분 및 삼투포텐셜은 건조에 의해 감소하였으나 멀칭 후 관수의 결과로 다시 증가했다. 과즙 내 가용성 고형물 함량은 건조에 의해 증가되었으나 건조 후 수분 공급에 의해 그 효과는 사라졌다. 적정 산함량은 건조에 의해 증가 하였으나 건조 후 관수에 의해 계속적으로 감소하여 1% 수준에 다다랐다. 총 가용성 고형물의 축적은 적극적 삼투조절에 따른 보상이며 감소된 산함량은 건조 후 관수에 의한 빠른 호흡과 수분 흡수의 결과임을 알 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제24권11호
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• pp.1252-1257
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• 2014

DMSO는 배양포유류세포 동결보존의 동결보호제로써 일반적으로 사용 되어져 왔지만, DNA 메틸화 및 히스톤의 수식에 의해 일부 세포에서는 분화를 일으키는 것으로도 알려져 있다. 동결보존시의 배양세포의 안정된 분화형질유지에는 메틸화를 일으키는 DMSO 이외의 동결보호제의 사용이 필요하다. 세포독성이 낮고, 동물정자동결보존에 효과적인 것으로 알려진 아미도 화합물이 동일하게 포유류의 배양세포의 동결보존에서 동결보호작용이 있는지를(8종류의 아미드 화합물) 배양 마우스 혈관내피세포를 이용해 조사했다. 조사한 아미드 화합물 중에 아세트아미드와 락트아미드의 2종류가 배양세포에 대해서 동결보호작용이 있고, 가장 효과적인 것은 농도가 1.5 M의 락트아미드이다. 배양세포의 동결보존에 관해서는 삼투압 스트레스를 받지 않을 필요가 있기 때문에, 1.5 M 락트아미드 용액을 제작 시, 용매를 각 희석율의 PBS로 하고, 삼투압을 바꾼 동결 보존액에 동결세포의 생존율을 조사했다. 그 결과, 0.4배 농도의 PBS가 삼투압 스트레스를 가장 낮고 생존율이 가장 높음을 확인했다. 동결보존배지에 고 분자량재료를 첨가하면 세포생존율이 개선되는 것이 알려져 있기 때문에 BSA, HES, 데키스트란의 효과를 조사했다. 그 결과, 락트아미드를 이용한 동결보존배지는 $0.4{\times}PBS$를 이용한 1.5 M 락트아미드용액에 1%의 BSA를 첨가한 경우, DMSO의 동결보호작용에 필적하는 동결보호작용을 나타내는 것을 확인했다.