• 한국육종학회지
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• 제42권4호
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• pp.351-356
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• 2010

Brachypodium distachyon is rapidly emerged in biological study and has been currently used as a model system for genetics and functional studies for crop improvement and biofuel production. Phosphinothricin (PPT) has been widely used as a selectable agent, which raises ammonium content and induces toxicity in non-transformed plant cells. However PPT selection is not much effective on Brachypodium callus consequently reducing transformation efficiency. In order to identify the efficient conditions of PPT selection, calli obtained from mature seeds of Brachypodium (PI 254867) were cultured on the callus inducing medium (CIM) or regeneration medium (ReM) containing serial dilutions of the PPT (0, 2, 5, 10, and 15 mg/l) in dark or light condition. Callus growth and ammonium content of each treatment were measured 2 weeks after the treatment. Although callus growth and ammonium content did not show much difference in CIM, slow callus growth and increased ammonium accumulation were found in ReM. No significant difference of ammonium accumulation in response to PPT was found between dark and light conditions. In order to identify major factors affecting increased ammonium accumulation, callus was cultured on the media in combined with phytohormones (2,4-D or kinetin) and carbon sources (sucrose or maltose) containing with PPT (5 mg/l). The highest ammonium content in callus was found in the kinetin and maltose media.

• 식물조직배양학회지
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• 제28권1호
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• pp.53-58
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• 2001

제초제 저항성 오이 (Cucumis sativus L. cv Green angel)를 생산하기 위하여 배발생 현탁배양세포와 binary vector pGA-bar을 지닌 Agrobacterium tumefacians (LBA4404)를 공동배양하였다. 형질전환 벡터의 T-DNA부분에는 kanamycin에 저항성을 나타내는 neomycin phosphotrans ferase (npt II) 유전자와 phosphinothricin (PPT)에 저항성을 나타내는 phosphinothricin acetyltransferase (bar) 유전자를 지니고 있다. 48시간의 공동배양 후 배발생 캘러스는 20mg/L PPT가 함유된 성숙배지에서 배양하였다. 약 200개체의 형질전환 유식물체를 40mg/L PPT가 첨가된 호르몬이 없는 배지에서 생산하였다. 5개의 오이 형질전환 식물체의 염색체에 bar유전자가 도입되어 발현되는 것을 northern blot 분석을 통하여 확인하였다. 형질전환 오이 식물체가 토양에서 성숙되었다. 성숙한 오이 식물체는 PPT가 함유된 상업적 제초제 (Basta)를 일반적인 사용 농도 (3ml/L)처리시에도 저항성을 나타내며 생장하였다.

• 미생물학회지
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• 제30권1호
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• pp.47-52
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• 1992

본 연구에서는 토양 내에서 비선택적으로 작용하는 제초제인 phosphinothricin(PPT) 을 분해할 수 있는 세균을 분리. 동정하고 돌연변이 유도 및 세포융합의 기법을 통해 그 능력을 개량하였으며, 아울러 다른 제초제인 glyphosate 저항성 균주 (Pseudomonas cepacia) 와의 종간 세포 융함을 이용하여 두가지 제초제에 동시에 작용 할 수 있는 균주의 개발 가능성을 알아보았다. 이때, 분리된 PPT 분해균주는 Pseudomonas paucimobilis 로 동정되었고, ethylmethansulfate 를 처리하여 영양 요구성 돌연변이를 얻은뒤, 이를 종내 세포융합을 위한 균주로 사용하였다. Lysozyme 과 EDTA 를 이용하여 원형질체를 형성시켰을때, 원형질체 재생율은 P. paucimoblis 의 경우 6.5%, P. cepacia 의 경우 8.8% 로 나타났다. 세포융합의 fusogen 으로 polyethylenglycol 6,000 을 사용하여, 종내 융합을 통한 융합체 F1, F2, 종간 융합을 통한 융합체 F3, F4 를 얻었다. 종내 융합의 결과, 융합체 F1 위 경우 야생형에 비해 PPT 분해능이 약 11% 정도 향상되었으며, 종간융합을 통하여 얻은 융합체의 경우, PPT 분해능 및 glyphosate 저항성 등의 모균주 특성을 모두 지니고 있다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제44권1호
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• pp.82-88
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• 2017

유전자총을 이용한 형질전환 체계와 PPT (D-L-phosphinothricin) 선발을 통하여 나리 인편조직으로부터 형질전환 식물체가 획득되었다. 본 연구에서 나리 '레드플레임' 품종의 인편조직에 선발유전자로 제초제저항성 유전자인 bar 유전자 그리고 내염성과 내건성의 복합환경저항성을 나타내는 AtSIZ 유전자를 목적유전자로 가지고 있는 플라스미드를 금입자에 코팅해서 유전자총을 이용해서 형질전환 하였다. 이러한 형질전환 체계 확립을 위해 헬륨가스 압력은 1,100 psi, 금 입자크기는 $1.0{\mu}m$ 그리고 목적 절편체까지의 거리는 6 cm 그리고 유전자총 처리 24시간 전과 후에 0.2 M sorbitol과 0.2 M mannitol을 혼합해서 MS배지에 첨가한 프로토콜로부터 우수한 형질전환 결과를 나타내었다. 유전자총 발사 처리 후, 1주간 선발제로 사용되는 PPT가 없는 MS 배지로 이식하여 배양 후, PPT 10 mg/l이 첨가된 선발배지에서 4주 간격의 계대배양을 통해 8-12주간 선발과정을 거친다. PPT 선발 배지에서 생존한 신초가 형성된 형질전환 나리 인편 조직들을 호르몬이 없는 MS 배지로 다시 옮겨주면 발근 및 추가 생육이 이루어진다. 생존한 형질전환 나리 기내 소식물체들로부터 PCR 검정을 통해 선발유전자인 bar 유전자 그리고 목적유전자인 AtSIZ 유전자의 도입이 확인되었다. 결론적으로 100여개의 나리 인편조직을 본 연구에서 확립된 유전자총 실험프로토콜을 이용하면 대략적으로 형질전환 나리 17-18 개체를 획득할 수 있으며 본 연구에 기술된 유전자 총 매개 형질전환 체계는 추가적인 보완이 이루어지면, 향후 나리 육종 프로그램에 기여할 것이다.

• 생명과학회지
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• 제14권2호
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• pp.368-373
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• 2004

광범위 제초제인 Bast $a^{(R)}$에 대해 저항성을 가지는 형질전환체 벼를 개발하였다. Bar유전자를 함유하고 있는 플라스미드 pCaMV35S::Bar를 embryogenic 현탁 배양체로부터 분리한 벼의 원형질체에 도입하였다. Phosphinotricin에 대해 저항성을 가지는 형질전환체 식물체들이 재분화되었고, 이들을 15 mg/l phosphinotricin이 함유한 배지에서 다시 선별하였다. 형질전환체 벼에서 bar유전자의 삽입과 발현을 Southern과 Northern blot분석으로 확인하였고, 또한 $R_1$ 형질전환 식물체들을 PAT 활성 assay로 재차 유전자 발현을 확인하였다. Bar 유전자는 다음 세대인 $R_1$ 식물체에서 3:1 멘델 유전 양상을 나타내었고, 형질전환체 $R_1$과 $R_2$ 식물체들은 fieild에서 살포되는 제초제 양만큼 Bast $a^{(R)}$ 를 살포했을 때 제초제 저항성을 나타내었다..

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제50권
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• pp.56-62
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• 2023

35S cauliflower mosaic virus 프로모터의 조절을 받고 인트론이 포함된 β-Glucuronidase (gus) gene과 35S cauliflower mosaic virus (enhanced) 프로모터의 조절을 받는 blpR유전자가 있는 pCAMBIA3301 벡터가 포함된 AGL-1 균주를 사용하였다. 아그로박테리움을 이용한 형질전환 체계와 PPT (D-L-phosphinothricin) 선발을 통하여 나리 인편조직으로부터 형질전환 식물체가 획득되었다. 본 연구에서 나리 레드플레임'품종의 인편조직에 선발 및 목적유전자로 바스타 제초제저항성 유전자인 blpR 유전자를 도입하였다. 상기 실험 결과, 20분의 접종시간과 5일간의 아그로박테리움과의 공동배양이 100개의 접종된 인편개체에서 각각 24, 27개의 높은 PPT 저항성 개체가 관찰되었고 신초까지 형성된 인편을 19.6 및 22.7개를 생산하는 우수한 형질전환 결과를 보여주었다. 이렇게 제초제를 이용하여 선발되었을 뿐만 아니라 도입된 reporter 유전자인 gus도 발현되었음을 확인하였고 선발유전자이자 목적유전자인 blpR 유전자도 PCR 검정을 통해 도입되었음을 확인하였다. 12주 이상의 선발과정을 거치고 gus 및 PCR 검정을 거친 형질전환 개체들은 발근 배지를 거쳐 순화 후 화분으로 이식하여 높은 활착율을 보여주었다. 결론적으로 본 연구에서 확립한 프로토콜을 이용하면 평균 20% 이상의 형질전환 효율을 나타내고 본 연구에 기술된 아그로박테리움 매개 형질전환 체계에 향후 보완이 필요하지만, 우수 품종개발을 위한 나리 육종 프로그램에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제47권2호
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• pp.164-171
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• 2020

Transgenic Alstroemeria plants resistant to Alstroemeria mosaic virus (AlMV) were generated through RNA-mediated resistance. To this end, the friable embryogenic callus (FEC) of Alstroemeria was induced from the leaf axil tissue and transformed with a DNA fragment containing the coat protein gene and 3'-nontranslated region of AlMV through an improved particle bombardment system. The bar gene was used as a selection marker. More than 300 independent transgenic FEC lines were obtained. Among these, 155 lines resistant to phosphinothricin (PPT) were selected under low stringent conditions. After increasing the stringency of PPT selection, 44 transgenic lines remained, and 710 somatic embryos from these lines germinated and developed into shoots. These transgenic shoots were then transferred to the greenhouse and challenged with AlMV. In total, 25 of the 44 lines showed some degree of resistance. PCR analysis confirmed the presence of the viral sequence. Virus resistance was observed at various levels. Establishment of an efficient transformation system for Alstroemeria will allow inserting transgenes into this plant to confer resistance to viral and fungal pathogens. Accordingly, this is the first report on the production of a transgenic virus-resistant Alstroemeria and lays the foundation for alternative management of viral diseases in this plant.

• 화훼연구
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• 제18권1호
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• pp.1-8
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• 2010

호접란의 형질전환시스템을 확립하기 위한 제 연구를 수행하였다. 항생제 kanamycin, hygromycin 및 spectinomycin 농도(0, 25, 50, 100, 200, and $400mg{\cdot}L^{-1}$)가 품종별 PLB 생존율에 미치는 영향을 알아보기 위한 실험에서 hygromycin은 $25mg{\cdot}L^{-1}$에서 모든 품종이 괴사하였으므로 형질전환 개체의 선발 항생제로는 hygromycin이 유리할 것으로 보였다. P. 'Maki Watanabe'와 P. 'Brother Lawrence' 두 품종에서 형질전환체 선발을 위한 DL-Phosphinothricin (PPT)의 적정 농도는 $0.5mg{\cdot}L^{-1}$이었다. 형질전환시 가장 높은 효율을 얻기 위한 공동배양 일수를 결정하기 위한 실험은 Dtps. 'City Girl'과 A. tumefaciens LBA4404를 이용하여 2단계로 이루어졌다. 균주와 VW 배지의 1 : 10 현탁액에 균주와 PLB를 감염시킨 결과 1시간 처리구에서 PLB 생존이 가장 많았다. 그런 다음 공동배양한 결과 5일 배양에서 PLB 생존수가 가장 많았지만, 4일 이상의 공동배양할 경우 PLB 조직이 연화가 되고 약해져서 죽게 되었다. 따라서 오히려 3일 공동배양 기간이 적당한 것으로 판단되었다. 박테리아 균주의 종류가 호접란 PLB의 형질전환에 미치는 효율을 비교하기 위해 A. tumefaciens LBA4404(pTOK233)와 EHA105(pGA643)를 이용하였다. LBA4404 보다 EHA105로 감염시킨 PLB의 생존율이 더 높았다. A. tumefaciens LBA4404(pTOK233)와 AGL1(pCAMBIA3301)을 이용한 형질전환 실험에서 치상된 PLB가 초기에 백변하는 정도가 LBA4404를 이용한 경우 눈에 띄게 빠르게 나타났고 새로운 PLB가 유도되는 정도도 매우 낮았다(1% 미만). 반면에 AGL1을 이용한 경우 40% 정도의 새로운 PLB 및 유식물체 형성율을 나타내었다. 형질전환 실험에서 최종적으로 hygromycin 저항성 식물체 11개체와 PPT 저항성 식물체 32개체를 얻어냈으나 진정한 형질전환체인지는 차후에 더 검정이 되어야 할 것으로 보인다.

• 식물조직배양학회지
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• 제26권4호
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• pp.281-287
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• 1999

본 연구에서는 제초제 저항성 더덕을 개발하고자 하여 제초제 저항성 bar유전자의 형질전환을 수행하였고, 더덕 종자 발아 생리, 체세포배 유도 및 선별배지 농도 등에 대해 조사하였다. 기내종자발아는 GA$_3$를 첨가한 MS배지에 치상하여 15$^{\circ}C$에서 배양하였을 때 광, 암 두 조건 모두에서 90%의 발아율을 나타내었다. 식물체 재분화는 체세포 배발생 경로를 통하여 이루어 졌다. 배발생 캘러스는 자엽, 줄기,잎을 2,4-D와 Zeatin을 혼용처리하여 유도할 수 있었다. Basta와 PPT는 10mg/L 이상의 농도에서 식물체가 갈변고사 하였다. Explant는 l00mg/L 이상의 kanamycin에서 캘러스를 형성하지 못하였다. Explant를 제초제 저항성 bar유전자의 식물 형질전환 벡터를 포함하는 Agrobacterium tumefaciens LBA4404과 2일간 공존 배양한 후, 100mg/L kanamycin, 500mg/L carbenicillin과 1.0mg/L 2,4-D이 포함된 배지에서 형질전환체를 선발하였고, 계대배양으로 배발생 캘러스를 유도하고 체세포배를 얻었다. 체세포배를 200 mg/L kanamycin,500mg/L carbenicillin이 포함된 N6배지에 치상하여 발아시켰다. PCR 수행결과 NPTII와 bar유전자가 증폭되어 나타남으로서 도입된 유전자가 잠정적인 형질전환체 내에 존재함을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 얻어진 bur유전자 형질전환 식물체는 RNA및 단백질 수준에서의 발현 여부 검정을 거친 후, 제초제 저항성 더덕 생산 및 제초제 저항성 유전자의 후대 유전 양상 분석을 위한 기초 자료로 이용될 수 있을 것이다.

• 한국환경농학회지
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• 제21권2호
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• pp.156-161
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• 2002

냉해나 한발등의 환경스트레스에 대해 저항성을 유발하는 유전자를 환경스트레스에 강한 잡초성벼로부터 선발하고 이들 유전자를 재배벼에 도입하여 도입유전자 산물의 과량 발현을 통해 냉해나 한발 등에 대한 저항성이 향상된 벼를 선발하고자 하였다. 잡초성벼인 Bhutan 14Ad로부터 냉해 및 한발 저항성 유전자로 알려진 superoxide dismutase (SOD) cDNA를 분리하고자 mRNA를 분리하고 이 분리된 mRNA를 이용해 reverse transcriptase PCR방법으로 SOD cDNA를 cloning 하였다. 그 결과 2종의 SOD cDNA가 cloning되어 SOD-A, SOD-B로 명명하였다. 이들 cDNA의 염기서열을 결정한 결과 이들은 아미노산 서열 상동성이 88.4%를 나타내었으며, SOD-A는 Oryza sativa 계열의 Cu/Zn SOD유전자인 GenBank accession No. L36320와 99.3% 동일하였으며, SOD-B는 accession No. D01000과 100% 동일하였다. 이들 SOD-A와 SOD-B cDNA를 재배벼인 낙동벼에 형질전환하여 형질전환체 벼를 선발하였으며, 이들 형질전환체 벼의 냉해저항성및 한발저항성 검정을 통해 저항성이 향상된 형질전환체 벼를 선발하고 있다.