• 한국산림과학회지
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• 제87권3호
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• pp.334-340
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• 1998

이 연구(硏究)는 promoter가 없는 외래(外來) 유전자(遺傳子)를 양황철의 genome에 인위적으로 삽입시킨 후 도입된 유전자(遺傳子)가 식물 프로모터의 영향으로 발현되는 현상을 이용하여 식물의 프로모터 혹은 유전자(遺傳子) 발현조절 염기서열(鹽基序列)을 분리, 구명하기 위해 수행되었다. 형질전환된 세포의 선발을 위하여 nptII 유전자(遺傳子)를 선발 표지로 사용하였고, 발현되는 유전자(遺傳子)의 검정을 위한 reporter보는 GUS 유전자(遺傳子)를 사용하였다. 형질전환 후 재분화된 3클론 중 nptII 및 GUS의 발현에 모두 양성인 개체의 DNA에서 730bp 염기서열(鹽基序列)을 inverse PCR로 증폭 분리하여 클로닝하고 이의 염기서열(鹽基序列)을 구명하였다. 이 염기서열(鹽基序列)은 Eucalyptus gunnii의 CAD(Cinnamyl Alcohol Dehydrogenase) 유전자(遺傳子)와 전체적으로 약 88%의 상동성(相同性)을 보였다. 이 결과에 의하면 inverse PCR로 증폭된 부분은 포플러의 CAD 유전자(遺傳子)의 일부를 포함한 조절인자로 생각된다. 이렇게 클로닝된 DNA 염기서열(鹽基序列)과 GUS fusion된 합성 DNA를 particle bombardment 법을 이용하여 포플러 잎에 도입시킨 결과, 청색반점(靑色斑點)이 생성되는 것으로 보아, 분리된 부위가 식물체내에서 발현조절기능을 하는 일부분으로 작용하는 것으로 생각된다.

• 식물조직배양학회지
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• 제25권2호
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• pp.109-113
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• 1998

본 연구에서는 상처, 병원균의 침입 등에 의하여 발현양이 크게 증폭되는 토마토 PAL유전자의 promoter에 giant silk moth(Hyalophora cecropia)로부터 분리한 lytic gene의 genetic code를 일부 변경한 Shiva 유전자를 부착하여 담배, 감자 등의 작물에 형질전환을 시도하였다. 형질전환된 담배로부터 얻은 종자에 대한 kanamycin저항성 유전자의 유전분석, PCR 증폭 혹은 genomic Southern blot hybridization에 의하여 tPAL5 promoter-Shiva fusion gene의 염색체내로의 integration을 확인하였다. Kanamycin 저항성 유전자의 유전분석에서 선발된 7개체를 PCR 분석 실시한 결과 모든 개체가 positive임이 확인되었으나, genomic Southern blot Hybridization으로는 4개체가 negative로 나타났다. 특히 한 개체의 경우는 chromosome rearrangement 현상이 일어난 것으로 추정되었다. 감자의 경우는 남작(Irish Cobbler) 품종이 Zeatin 2.0 mg/L NAA 0.01 mg/L, GA$_3$ 0.1mg/L을 포함한 배지에서 callus형성율 및 shooting율이 가장 높아서 재분화된 형질전환체를 얻을 수 있었다. 한편 GUS 유전자는 Shiva 유전자의 3' 말단에 존재하는 NOS terminator 때문에 translation까지의 발현이 어려울 것으로 예상되었으나 형질 전환하지 않은 담배에서보다 10배 이상의 GUS활성을 나타내었다. 또한 감자 조직에 X-gluc을 사용하여 GUS($\beta$-glucuronidase)의 기질로 작용하게 하여 효소활성 자리를 염색한 결과 줄기, 잎, 뿌리 등의 도관 조직에 다량 발혈됨을 확인할 수 있었다.

• 한국식물학회:학술대회논문집
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• 한국식물학회 1996년도 제10회 식물생명공학심포지움 고등식물 발생생물학의 최근 진보
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• pp.26-38
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• 1996

To investigate the regulation of plant histone H2A gene expression, we isolated two H2A genes (TH254 and TH274) from wheat, which encode different types of variants. Both genes had an intron in the coding region. In the promoters, some characteristics sequences, such as Oct and Nona motifs, which are conserved among plant histone genes were also found, and they were located in a short region (about 120 bp) upstream from the putative TATA box. Analyses of promoter activity with H2A-GUS fusion genes in the transient system using tobacco protoplasts revealed novel types of positive cis-acting sequences in the TH254 promoter: a direct repeat of a 13-bp sequence (AGTTACATTATTG) and a stretch composed of an AT-rich sequence (ATATAGAAAATTAAAA) and a G-box (CACGTG). A quantitative S1 assay of the mRNA amounts from the TH254/GUS and TH274/GUG chimeric genes in stably transformed and cell cycle-synchronized tobacco cell lines showed that the promoters of both genes contained at least one cis-acting element responsible for S phase-specific expression. Histochemical analysis of transgenic tobacco plants carrying the chimeric genes showed that the promoters of the two H2A genes were both active in developing seedlings and flower organs but regulated in different manner.

• Journal of Ginseng Research
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• 제41권3호
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• pp.419-427
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• 2017

Background: Glycosylation of natural compounds increases the diversity of secondary metabolites. Glycosylation steps are implicated not only in plant growth and development, but also in plant defense responses. Although the activities of uridine-dependent glycosyltransferases (UGTs) have long been recognized, and genes encoding them in several higher plants have been identified, the specific functions of UGTs in planta remain largely unknown. Methods: Spatial and temporal patterns of gene expression were analyzed by quantitative reverse transcription (qRT)-polymerase chain reaction (PCR) and GUS histochemical assay. In planta transformation in heterologous Arabidopsis was generated by floral dipping using Agrobacterium tumefaciens (C58C1). Protein localization was analyzed by confocal microscopy via fluorescent protein tagging. Results: PgUGT72AL1 was highly expressed in the rhizome, upper root, and youngest leaf compared with the other organs. GUS staining of the promoter: GUS fusion revealed high expression in different organs, including axillary leaf branch. Overexpression of PgUGT72AL1 resulted in a fused organ in the axillary leaf branch. Conclusion: PgUGT72AL1, which is phylogenetically close to PgUGT71A27, is involved in the production of ginsenoside compound K. Considering that compound K is not reported in raw ginseng material, further characterization of this gene may shed light on the biological function of ginsenosides in ginseng plant growth and development. The organ fusion phenotype could be caused by the defective growth of cells in the boundary region, commonly regulated by phytohormones such as auxins or brassinosteroids, and requires further analysis.

• Molecules and Cells
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• 제21권1호
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• pp.141-146
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• 2006

We previously showed that NtCDPK1, a tobacco calcium-dependent protein kinase, interacts with and phosphorylates the Rpn3 regulatory subunit of the 26S proteasome, and that both NtCDPK1 and Rpn3 are mainly expressed in rapidly proliferating tissues, including shoot and root meristem. In this study, we examined NtCDPK1 expression in roots using GUS expression in transgenic Arabidopsis plants, and investigated its function in root development by generating transgenic tobacco plants carrying a sense NtCDPK1 transgene. GUS activity was first detected in roots two days after sowing. In later stages, strong GUS expression was detected in the root meristem and elongation zone, as well as the initiation sites and branch points of lateral roots. Transgenic tobacco plants in which NtCDPK1 expression was suppressed were smaller, and their root development was abnormal, with reduced lateral root formation and less elongation. These results suggest that NtCDPK1 plays a role in a signaling pathway regulating root development in tobacco.

• 식물조직배양학회지
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• 제25권5호
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• pp.329-333
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• 1998

Escherichia coli의 $\beta$-glucuronidase (GUS) 유전자를 고구마의 배발생세포괴에 particle bombardment로 도입하여 재분화 식물체에 발현시켰다. CaMV35S-GUS 융합유전자와 선발표지로서 neomycin phosphotransferase유전자가 들어있는 binary 운반체 pBI121 DNA를 텅스텐 입자로 코팅하여 정단분열 조직 유래의 배발생 세포괴에 bombarding하였다. Bombarding된 세포괴를 1mg/L 2,4-D와 100mg/L kanamycin이 첨가된 MS 배지로 옮겨 한달 간격으로 6개월동안 계대배양하였다. Kanamycin 저항성 캘러스를 0.03mg/L 2iP, 0.03 mg/L ABA 및 50 mg/L kanamycin이 들어있는 MS 배지로 옮겨 체세포배를 유도하였고, kanamycin이 첨가되지 않은 MS 기본배지에서 식물체로 발달시켰다. 토양에서 생육중인 6개체의 식물을 대상으로 PCR과 northern분석을 수행한 결과 GUS 유전자가 식물체 genome에 안정적으로 도입, 발현되었음이 확인되었다. 조직화학적 분석으로 GUS 유전자가 형질전환 식물체에서 발현됨을 밝혔다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제40권1호
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• pp.27-36
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• 2013

We isolated and functionally characterized a Dendrobium Actin1 (DmACT1) promoter that drives strong gene expression in the orchid genus Dendrobium. A genomic fragment containing the region 3227 bp upstream of the coding region of DmACT1 was obtained by inverse PCR. Detailed comparison of the full-length cDNA and genomic sequences revealed that DmACT1 has a 1374 bp first intron in the 5' UTR. However, the 5' flanking sequences upstream of the coding region showed no obvious sequence similarities compared to those of known promoters, including plant actin promoters. Serial deletion constructs of the 5' flanking region from the translation initiation codon were fused to the coding sequence of a GUS/luciferase fusion reporter to identify the regulatory elements necessary for promoter activity. Transient assays in the flowers of Dendrobium revealed that the 5' UTR-intron greatly enhanced promoter activity. Moreover, the DmACT1 promoter with its 5' UTR-intron yielded approximately 10-fold higher reporter activity than the rice Act1 promoter-intron. Our data suggest that the DmACT1 promoter with its 5' UTR-intron is a useful tool for strong expression of transgenes in Dendrobium orchids.

• 생명과학회지
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• 제14권4호
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• pp.657-663
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• 2004

고추에서 클로닝된 sesquiterpene cyclase (CASC) promoter에 cinnamic acid 4-hydroxylase (C4H)유전자를 클로닝하여 담배에 형질전환하였다. 형질전환체의 분석은 PCR, Southern blot분석으로 하였으며, CASC promoter의 작동여부를 조사하기 위하여 GUS histochemical assay를 하였다. 스트레스에 반응한다고 알려진 CASC promoter를 C4H gene과 fusion하여 C4H activity를 조사하여 스트레스에 반응하는 정도를 조사하였다. 최종적인 형질전환체로 확인된 개체는 평균 16.4% 정도였으며, 각 promoter별로 약간의 편차를 보였다. C4H activity 조사시 스트레스를 주지 않았을 때 대조구가 비슷한 양상을 나타내었다. 스트레스를 주었을 때 대조구와 비교하여 promoter 3번은 1.3배 activity가 높아졌으며 4번은 1.4배, 6은 2배, cyc 600은 1.1배 높아졌다. 이런 결과로 보아 이 promoter들은 UV에 반응하는 promoter이며 앞으로 stress에 저항하는 유전자의 적당한 promoter로, 타작물에 적용하여 stress저항성 작물의 육성 시 매우 유용하게 사용될 것으로 사료된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제2권2호
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• pp.61-71
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• 2000

By screening a cDNA library of auxin-treated mung bean (Vigna radiata L.) hypocotyls, we have isolated two full-length cDNA clones, pVR-ACS6 and pVR-ACS7, for 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) synthase, the rate-limiting enzyme in the ethylene biosynthetic pathway. While PVR-ACS6 corresponds to the previously identified PCR fragment pMBA1, pVR-ACS7 is a new cDNA clone. A comparison of deduced amino acid sequences among auxin-induced ACC synthases reveal that these enzymes share a high degree of homology (65-75%) to VR-ACS6 and VR-ACS7 polypeptides, but only about 50% to VR-ACS1 polypeptide. ACS6 and ACS7 are specifically induced by auxin, while ACS1 is induced by cycloheximide, and to lesser extent by excision and auxin treatment. Results from nuclear run-on transcription assay and RNA gel blot studies revealed that all three genes were transcriptionally active displaying unique patterns of induction by IAA and various hormones in etiolated hypocotyls. Particularly, 24-epibrassinolide (BR), an active brassinosteroid, specifically enhanced the expression of VR-ACS7 by distinct temporal induction mechanism compared to that of IAA. In addition, BR synergistically increased the IAA-induced VR-ACS6 and VR-ACS7 transcript levels, while it effectively abolished both the IAA- and kinetin-induced accumulation of VR-ACS1 mRNA. In light-grown plants, VR-ACS1 was induced by IAA in roots, whereas W-ACS6 in epicotyls. IAA- and BR-treatments were not able to increase the VR-ACS7 transcript in the light-grown tissues. These results indicate that the expression of ACC synthase multigene family is regulated by complex hormonal and developmental networks in a gene- and tissue-specific manner in mung bean plants. The VR-ACS7 gene was isolated, and chimeric fusion between the 2.4 kb 5'-upstream region and the $\beta$-glucuronidase (GUS) reporter gene was constructed and introduced into Nicotiana tobacum. Analysis of transgenic tobacco plants revealed the VR-ACS7 promoter-driven GUS activity at a highly localized region of the hypocotyl-root junction of control seedlings, while a marked induction of GUS activity was detected only in the hypocotyl region of the IAA-treated transgenic seedlings where rapid cell elongation occurs. Although there was a modest synergistic effect of BR on the IAA-induced GUS activity, BR alone failed to increase the GUS activity, suggesting that induction of VR-ACS7 occurs via separate signaling pathways in response to IAA and BR.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제35권3호
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• pp.169-176
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• 2008

SA는 천연 페놀 화합물로써 식물체가 생성하는 호르몬 중의 하나이다. SA는 특히 병저항성, 생물학적, 비생물학적 스트레스로 인해 합성이 촉진되며 식물 방어 기작을 일으킨다고 알려져 있다. 식물의 방어 기작은 바로 식물에서 얻어지는 생산량에 영향을 미치기 때문에 SA에 대한 연구가 많이 되어져 왔다. 하지만 SA를 이해하기에는 아직까지 많은 연구가 필요 되어 지고 있다. 따라서 본 연구는 애기장대에서 SA 생합성하는데 중요한 효소인 SID2가 병저항성이 강한 siz1-2 돌연변이체와 야생형에서 어떠한 조절의 차이를 보이는 지를 SID2 promoter에 의해서 조절되는 GUS와 LUC를 가진 각각의 형질전환 식물체를 통하여 관찰하였다. GUS의 발현을 GUS histochemical assay, GUS enzyme assay 그리고 LUC의 발현을 CCD 카메라를 이용한 이미지 촬영과 Luciferase enzyme assay 수행한 결과, siz1-2를 사용한 형질전환 식물체에서 야생형에 비해 발현이 높게 일어났다. 이것을 바탕으로 SA에 반응하는 유전자들의 발현이 siz1-2 돌연변이체에서는 높은 이유가 SID2의 발현이 높게 조절 받기 때문이라는 것을 SID2 promoter:GUS::LUC/siz1-2 형질전환 식물체를 통해 알 수 있었다.