• Journal of Plant Biotechnology
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• 제46권4호
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• pp.323-330
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• 2019

The high expression level of industrial and metabolically important proteins in plants can be achieved by plastid transformation. The CaIA vector, a Capsicum-specific vector harboring aadA (spectinomycin resistance), is a selectable marker controlled by the PsbA promoter, and the terminator is flanked by the trnA and trnI regions of the inverted repeat (IR) region of the plastid. The CaIA vector can introduce foreign genes into the IR region of the plastid genome. The biolistic method was used for chloroplast transformation in Scoparia dulcis with leaf explants followed by antibiotic selection on regeneration medium. Transplastomes were successfully screened, and the transformation efficiency of 3 transgenic lines from 25 bombarded leaf explants was determined. Transplastomic lines were evaluated by PCR and Southern blotting for the confirmation of aadA insertion and its integration into the chloroplast genome. Seeds collected from transplastomes were analyzed on spectinomycin medium with wild types to determine genetic stability. The increased chloroplast transformation efficiency (3 transplastomic lines from 25 bombarded explants) would be useful for expressing therapeutically and industrially important genes in Scoparia dulcis L.

• Applied Microscopy
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• 제39권2호
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• pp.73-80
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• 2009

다양한 색소체 내에 형성되는 결정체와 미세소관의 분포 및 발달양상을 식물이 수행하는 광합성 양식과 연계하여 꽃피는식물 종들에서 밝혀진 결과에 의하면, 색소체 결정체는 대개 격자 구조를 이루며 기질 또는 티라코이드 내에 형성되나, 미세소관은 비교적 규칙적인 형태로 기질에만 발달한다고 알려져 있다. 격자구조는 막으로 둘러싸이거나 막과는 무관하게 발달하며, 계통학적인 유연관계를 형성하지 않고 C-3 또는 C-4 또는 CAM 광합성을 수행하는 26개의 식물과, 약 56종에서 독립적으로 나타난다는 사실이 조사되었다. 색소체 결정체 및 미세소관 형성에 대한 지속적인 연구는 이들의 구조와 기능에 대하여 새로운 정보를 제공하나, 결정체에 대한 3차원적 입체구조 연구와 미세소관에 대한 분자생물학적인 실험법들이 요구되고 있는 실정이다. 특히, HVEM 고압전자현미경 및 tomography에 의한 연속절편 연구는 결정체의 3-D 입체구조 구현이 가능하여 심도 있는 구조정보를 제공하는 것으로 알려져 있다. 극히 일부의 식물에서만 보고되어 있는 색소체 내 미세소관에 대한 연구에 관해서는 먼저 색소체 기질에서 이들의 형성 시점을 알아내어 기질에서의 식별 및 분리 연구 등이 가능하게 돼야함이 강조되고 있다. 본 논문에서는 꽃피는식물 종들의 여러 색소체 유형에서 보고된 결정체와 미세소관을 조사하여 색소체 내에서 이들의 기능을 광합성과 연계하여 종합적으로 논의하였다.

• Journal of Plant Biology
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• 제19권4호
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• pp.100-106
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• 1976

The fine structure of the callus induced from epidermis of Panax ginseng leaves cultured on Murashige & Skoog medium plus kinetin 0.1mg/l, NAA 0.2mg/l and 2.4-D 0.5mg/l was observed. The cells composing callus tissue are mononucleus. Three types of cells were identified; cells with abundant cytoplasm, cells with relatively differentiated vacuoles and with numerous starch grains in the plastids and ones with highly differentiated vacuoles and with unsaturated lipid granules. Prolamellar body, plastid lamellae, plastid globules, stromacenter, fine tubules, crystal-containing body and DNA-like structures were observed in the stroma of the plastids. The chromoplasts were identified in some cells believed as the mother cells of secretory cells in secretory ducts. Curved or straight micro-fibrils of 100~150A in diameter were observed in the cytoplasm. And the characteristics of cell organelles and cell inclusions and the vacuole formation in callus tissues were discussed.

• ALGAE
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• 제19권3호
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• pp.175-190
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• 2004

The morphological and molecular characteristics of Pachydictyon coriaceum (Holmes) Okamura (1899) are described. Plants are collected from Korea all year round and have maximum height from August to September. The monthly variability of thallus growth is in the way with that of the seawater temperature. Two types of thallus structures, thick cortical layer tallus type and thin cortical cell layer type, are distinguished according to growing seasons. The habit of Korean plants is also classified into two thallus types, slender type and wide type, based on the length and the width of internodes, but this distinction between two types is not supported by either anatomical or molecular characteristics. P. coriaceum shares typical morphology in branching pattern and morphogenetic processes with the other species of Dictyota: 1) multi-cellular cortical and medullar layer in the partial of thallus, 2) same development of thallus from apical meristem cell, and 3) sub-lineage within Dictyota species lineage in rbcL, psaA and psbA gene sequences analyses. These characteristics lead to propose the new combination of Dictyota coriacea (Homes) I.K. Hwang, H.S. Kim et W.J. Lee, comb. nov.

• Applied Microscopy
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• 제36권3호
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• pp.217-226
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• 2006

발달중인 Sedum 및 Salsola의 엽육조직을 chemical fixation과 high pressure freezing (HPF) 등으로 고정한 후, 초박 및 후박절편으로 제작 carbon coating하여 TEM 및 UHVEM으로 연속절편에 의한 2-D영상과 tilt image data를 수집하였다. 이후 초미세 구조들에 대하여 tilting 및 tomography 기법, 그리고 디지털화한 image의 3-D 입체구조 재구현에 필수적인 IMOD 프로_그램을 적용한 image 처리과정을 거쳐 UHVEM data에서 색소체내 초미세구조의 정보를 추출하여 세포수준에서의 3-D image를 분석하였다. 색소체 기질에서 녹말입자 및 틸라코이드에 인접하여 형성되는 CAM및 $C_4$ 식물 색소체 결정체들은 어떤 막으로도 둘러싸이지 않는 구조로서, Sedum rotundifolium 색소체내 결정체는 수 ${\mu}m$에 이르는 커다란 크기로 형성된다. 결정체 내에는 약 20nm격자거리로 이루어진 기원을 알 수 없는 수백-수천 개의 미세소관성 요소들이 평행 또는 격자상태로 정교한 구조를 이루며, 티라코이드 및 녹말입자와 인접하여 발달하였다. $C_4$ 광합성 수행 Salsola komarovii의 경우, 결정체는 엽육세포 색소체에서만 발달하며 결정체 구성 기본요소들이 비교적 규칙적인 격자거리를 이루며 수십 개 배열하는 구조를 형성하였다. 특히, tilted image및 3-D 입체구조 연구에서 결정체 형성에는 이들과 인접하여 발달하는 틸라코이드막이 관여함을 알아 낼 수 있었다. 이는 엽육세포 색소체에는 결정체들이 식물이 수행하는 광합성 유형에 따라 각기 다른 구성요소로 형성되어 Sedum의 경우와 같이 발달 중인 엽육조직에서 분화하거나 Salsola에서와 같이 세포 유형에 따라 상이하게 발달하는 것으로 추정되었다.

• 식물분류학회지
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• 제52권2호
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• pp.85-96
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• 2022

홍도고들빼기는 이전 연구에서 형태적 특성과 지리적 분포를 바탕으로 이고들빼기와 갯고들빼기의 잡종인 Crepidiastrum ×muratagenii로 제안된 바 있지만, 이에 대한 분자적 증거를 제시하지 못하였다. 본 연구는 홍도고들빼기의 잡종 기원을 밝히기 위하여 홍도고들빼기와 그 근연종의 추가적인 형태적 형질을 관찰하였으며, 핵리보솜 internal transcribed spacer (ITS) 구간과 엽록체 구간(trnT-L, trnL-F, rpl16 intron, rps16 intron)의 염기서열을 비교·분석하였다. 형태적 특성을 검토한 결과, 잡종형은 생육형, 줄기잎, 외총포편, 수과의 특성을 바탕으로 세 가지 유형으로 구분되었다. 분자 분석 결과, Type 1형과 Type 2형은 ITS 구간의 종식 별부위에서 혼성화가 관찰되었으며, 엽록체 구간에서는 Type 1형은 이고들빼기, Type 2형은 갯고들빼기 서열이 각각 관찰되었다. Type 3형은 ITS와 엽록체 구간 모두 이고들빼기와 동일한 서열을 보였다. Type 1형과 Type 2형은 이고들빼기와 갯고들빼기의 형태가 혼합되어 나타날 뿐 아니라, 분자 분석에서도 절영풀이 아닌, 갯고들빼기와 이고들빼기의 종식별부위에서 혼성화가 관찰되어 이고들빼기와 갯고들빼기의 잡종임을 지지하였다. 그러나 Type 3형은 형태적 형질이 다른 잡종형과 유사하나 외총포편이 이고들빼기와 유사한 점에서 구분되며, 분자 분석에서도 이고들빼기 서열과 동일하여, 이고들빼기의 생태변이로 판단되었다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제44권1호
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• pp.6-11
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• 2001

An ${\omega}-3$ fatty acid desaturase gene which is involved in de novo synthesis of -Iinolenate was isolated from cDNA library of Perilla frutescens. A cDNA library was constructed with mRNA extracted from perilla seeds of 12 DAF. The cDNA clone consisting of 1317-bp open reading frame encoding 438 amino acids with a relative MW of 50kDa, was isolated and showed 65-83% similarities to other known genes. This cDNA is deduced to encode a plastidal ${\omega}-3$ fatty acid desaturase based on the fact that it has higher homology to plastidal ones than to microsomal ones and its N-terminal sequence shares several characteristics of transit peptides of chloroplast proteins. Southern blot analysis of genomic DNA indicated that more than one gene or alleles for ${\omega}-3$ fatty acid desaturase are present in the genome of perilla. Northern blot analysis showed that the ${\omega}-3$ fatty acid desaturase gene is mainly revealed in early developing seeds and has different expression patterns depending on tissue types compared to the microsomal ones.

• Applied Microscopy
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• 제41권1호
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• pp.55-60
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• 2011

부엽성 개구리밥은 엽상체, 연결사, 뿌리로 이루어진 축소된 수생식물로 엽상체는 특정한 시기에 물속에 가라앉는 휴면구조인 잠아를 형성한다. 식물세포의 분화발달에서 중요한 기능을 수행하는 색소체는 개구리밥의 거의 모든 기관에 분포하며, 특히 잠아 형성 및 수중 침강에 있어서 이들 색소체와의 연계성이 보고되어 있다. 본 연구에서는 개구리밥 식물체 내 모든 조직을 구성하는 각각의 세포들을 대상으로 색소체 특성에 초점을 두어 전자현미경으로 연구하였다. 생장 중의 엽상체는 활발한 분열로 개체를 계속 증식시키고, 특정 시기에 잠아원기를 형성하여 엽상체-잠아원기-잠아-엽상체원기-엽상체의 분화과정을 반복한다. 개구리밥 조직에 발달하는 색소체는 전색소체, 엽록체, 전분체로 크게 대별되며, 특히 색소체의 크기, 틸라코이드막계, 녹말입자 형성 등은 엽상체와 잠아 조직 간에 뚜렷한 차이를 보인다. 엽상체 및 잠아원기 엽육세포에는 비교적 작은 전색소체가 세포질에 분산되어 다수 분포하고, 기질 내에는 틸라코이드막계 및 녹말입자가 거의 형성되지 않는다. 반면, 생장 중의 엽상체에는 엽록체들이 중앙의 큰 액포를 따라 위치하고, 기질에는 그라나를 형성하는 틸라코이드막계가 발달한다. 유사한 형태의 엽록체가 근관에 발달하나 뿌리의 피층 및 연결사 색소체에는 녹말입자는 거의 나타나지 않는다. 잠아원기와는 대조적으로 잠아조직에는 매우 큰 전분체들이 축적된다. 이들 전분체는 기질에 내부 막의 분화 없이 당 축적에 의한 거대 녹말입자를 형성하여 무거운 구조가 된다. 이와 같이 엽상체, 연결사, 뿌리조직에 형성된 엽록체로 광합성을 수행하여 생장발달에 필요한 에너지를 생성 활용하는 반면, 잠아는 에너지 생성이나 활용이 아닌 휴면상태 유지에 필요한 독특한 구조로 각각 발달한다. 축소된 개구리밥 식물체 내 색소체 및 각각의 세포와 조직들은 최소한의 구조로 분화되나 기능은 고도로 분업화된 독특한 수생식물이라 할 수 있다.

• 한국잡초학회지
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• 제4권1호
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• pp.96-106
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• 1984

Changes in weed floras and development of plant resistance to herbicides seemed to be closely related with increased and repeated use of herbicides. Herbicide use increased from 5% of the total consumption of pesticide in 1950 to 45% in 1976 in world basis. About 200 herbicides have been introduced to agriculture so as to control about 206 weed species which have been recorded important to human beings. In Korea, there was about 351 times in increased use of herbicides from 1966 to 1982. Interspecific selection by herbicide is mainly responsible for changes in weed floras and resulted in varying tolerance or susceptibility to herbicides, together with the changes of agricultural practices. The present trend toward continuous cereal cultivation throughout world will lead to type of changes in weed floras favorable to therophyte which can survive under unfavorable conditions as seeds rather than the types of geophyte which can survive unfavorable seasons as buds placed below soil surface. However, geophyte such as Sagitaria pygmaea, and Scirpus jurtcoides, and Cyperus rotundus and Cynodon dactylon in temperate warm climate become severe paddy weeds, presumably because of the removal of annual weeds by herbicides. Since differential tolerance to 2,4-D was firstly reported in Agrostis stolofera, about 30 species of weeds in 18 genera are presently known to have developed resistance to triazine herbicides. Resistance of weed biotypes to triazine herbicide is not mainly due to limited absorption and translocation or to the difference in metabolism, but is the result of biochemical changes at the site of metabolic activity, such as a loss of herbicide affinity for triazine binding site in the photosystem II complex of the chloroplast membrane. Genetical study showed that plastid resistance to triazine was wholly inherited through cytoplasmic DNA in the case of Brassica campestris. Plant tissue culture method can be utilized as an alternate mean of herbicide screening and development of resistance variants to herbicides as suggested by Chaleff and Parsons. In this purpose, one should be certain that the primary target process is operational in cell culture. Further, there are a variety of obstacles in doing this type of research, particularly development of resistance source and it's regeneration because cultured cells and whole plants represent different developmental state.

• 셀메드
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• 제5권3호
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• pp.15.1-15.12
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• 2015

Comparative studies have established that the North-Eastern (NE) region of India which is a part of the Eastern Himalayan region is affluent in both traditional knowledge based phytomedicine and biodiversity. About 1953 ethno-medicinal plants are detailed from the NE region of India out of which 1400 species are employed both as food and ethnopharmacological resources. Nearly 70% of species diversity has been reported from the two Indian biodiversity hotspots-The Western Ghats and the Eastern Himalayas and these hotspots are protected by tribal communities and their ancient traditional knowledge system. Paris polyphylla Smith belongs to the family Melanthiaceae and is a traditional medicinal herb which is known to cure some major ailments such as different types of Cancer, Alzheimer's disease, abnormal uterine bleeding, leishmaniasis etc. The major phytoconstituents are dioscin, polyphyllin D, and balanitin 7. Phylogeny of Paris was inferred from nuclear ITS and plastid psbA-trnH and trnL-trnF DNA sequence data. Results indicated that Paris is monophyletic in all analyses. Rhizoma Paridis, which is the dried rhizome of Paris polyphylla is mainly used in Traditional Chinese Medicine and its mode of action is known for only a few cancer cell lines. The current review determines to sketch an extensive picture of the potency, diversity, distribution and efficacy of Paris polyphylla from the Eastern Himalayan region and the future validation of its phytotherapeutical and molecular attributes by recognizing the Intellectual Property Rights of the Traditional Knowledge holders.