• 한국미생물·생명공학회지
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• 제49권1호
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• pp.45-56
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• 2021

Improved amylases were developed from protoplast fusants of two amylase-producing Aspergillus species. Twenty regenerated fusants were screened for amylase production using Remazol Brilliant Blue agar. Crude enzyme extracts produced by solid state fermentation of rice bran were assayed for activity. Three variable factors (temperature, pH and enzyme type) were optimized to increase the amylase activity of the parents and selected fusants using rice bran medium and solid state fermentation. Analysis of this optimization was completed using the Central Composite Design (CCD) of the Response Surface Methodology (RSM). Amylase activity assays conducted at room temperature and 80℃ demonstrated that Aspergillus designates, T5 (920.21 U/ml, 966.67 U/ml), T13 (430 U/ml, 1011.11 U/ml) and T14 (500.63 U/ml, 1012.00 U/ml) all exhibited improved function making them the preferred fusants. Amylases produced from these fusants were observed to be active over the entire pH range evaluated in this study. Fusants T5 and T14 demonstrated optimal activity under acidic and alkaline conditions, respectively. Fusants T13 and T14 produced the most amylase at 72 h while parents TA, TC and fusant T5 produced the most amylase after 96 h of incubation. Response surface methodology examinations revealed that the enzyme from fusant T5 was the optimal enzyme demonstrating the highest activity (1055.17 U/ml) at pH 4 and a temperature of 40℃. This enzyme lost activity with further increases in temperature. Starch hydrolysis using fusant T5 gave the highest yield of glucose (1.6158 g/100 ml). The significant activities of the selected fusants at 28 ± 2℃ and 80℃ and the higher sugar yields from cassava starch hydrolysis over their parental strains indicate that it is possible to improve amylase activity using the protoplast fusion technique.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제37권4호
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• pp.304-308
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• 2021

Iris koreana (Iridaceae) is an endangered plant native to Korea. In order to develop an in vitro propagation method, we investigated the effect of 2,4-dichlorophenoxy acetic acid (2,4-D) and a-naphthalene acetic acid (NAA) on callus induction in different I. koreana tissues. In addition, we also investigated the effect of 2,4-D and Benzyl aminopurine (BA) treatments on adventitious shoot induction in viable calli and the effect of indole-3-butyric acid (IBA) on root formation in viable shoots. We found that callus production was highest with 1.0 mg/L NAA (94.4% cultured rhizome explants), and adding low concentrations of 2,4-D to BA containing media significantly increased the frequency of shoot primordial formation. The best rooting results were obtained with 1.0 mg/L IBA, on which 98% of regenerated shoots developed roots and produced an average of 7.4 roots within 45 days. This in vitro propagation protocol will be useful for conservation, as well as for mass propagation.

• 현장농수산연구지
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• 제25권4호
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• pp.90-102
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• 2024

Haploid/double haploid plants developed from isolated microspores can significantly accelerate plant breeding. Haploid plants can naturally double their chromosomes to create a pure homozygous line of diploid plants. We present a method for producing embryos from isolated microspores of hot peppers (Capsicum annuumL.). We analyzed the polyploidization levels of the regenerated plants. The donor plants produced the optimal stage of microspores following short-term growth under low-intensity light, which resulted in high rates of embryogenesis and cotyledonary embryogenesis. To find an efficient culture method, liquid, doubled-layer, and 2-step cultures were tested. Liquid culture yielded the highest number of embryos, whereas the highest efficiency for cotyledonary embryogenesis was afforded by the doubled-layer culture. When normal cotyledonary embryos were transplanted onto a regeneration medium, they developed into complete plants. From these, 208 plants were tested via flow cytometric analysis, and 35.6% and 72.7% of the chromosomes from the Milyang-jare and LV2319 genotypes, respectively, were found to be spontaneous double haploids. These results are the same as those obtained on analyzing horticultural characteristics, including the size of leaves and the size and shape of fruits. The present study provides information on the practical application of isolated microspore culture of hot peppers, factors that affect embryogenesis, and methods for polyploidy testing.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제50권
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• pp.97-107
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• 2023

Malaria remains to be one of the most severe global public health concerns. Traditionally, Aspilia Africana and Warburgia ugandensis have been used to treat malaria in several African countries for millennia. In the current study, A. africana calli (AaC), A. africana in vitro roots (AaIR), A. africana wild leaf (AaWL), and W. ugandensis stem bark (WuSB) were dried and pulverized. Fourier transform near-infrared spectroscopy was used to analyze the powdered samples, while 80% ethanolic extracts of each sample were assayed for antiplasmodial activity (against Plasmodium falciparum strains DD2 (chloroquine-resistant) and 3D7 (chloroquine-sensitive)) and cytotoxicity. WuSB showed the highest antiplasmodial activity (IC₅₀ = 1.57 ± 0.210 ㎍/ml and 8.92 ± 0.365 ㎍/ml against P. falciparum 3D7 and DD2, respectively) and selectivity indices (43.90 ± 7.914 and 7.543 ± 0.051 for P. falciparum 3D7 and DD2, respectively). The highest total polyphenolic contents (total phenolic and flavonoid contents of 367.9 ± 3.55 mg GAE/g and 203.9 ± 1.43 mg RUE/g, respectively) were recorded for WuSB and the lowest were recorded for AaC. The antiplasmodial activities of the tested plant tissues correlated positively with total polyphenolic content. The high selectivity indices of WuSB justify its traditional applications in treating malaria and present it as a good candidate for discovering new antimalarial compounds. We recommend elicitation treatment for AaIR, which showed moderate antiplasmodial activity against P. falciparum DD2, to increase its secondary metabolite production for optimal antimalarial activity.

• 미생물학회지
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• 제30권6호
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• pp.546-552
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• 1992

에탄올 내성 및 고 알콜 생성 균주인 S. cerevisiae BU-1 와 glucoamylase 생성 우수 균주인 S. diastaticus A15 를 시험 균주로 하여 genetic manipulation 에 의하여 haploid 인 S. cerevisiae BUI.alpha.26($alc^r thr^-$) 와 S. diastaticus A15a6($STA^+ hom$) 균주를 분리하였다. 이등 효모 균주의 원형질체 형성을 위하여 0.8 M sorbitol 의 존재하에서 zymolyase $200\mu$g/ml 와 $400\mu$g/ml 을 2 시간 동안 처리시 두 균주 모두 95% 이상 원형질체를 얻었다. PEG 6000 을 90 분간 반응시킬 경우 융합 빈도는 $ 3.25 {\times} 10^{-3}$ 이었다. 원형질체 융합으로 생성된 융합주의 유전적 분석, 에탄올 내성, glucoamylase 생성을 측정한 결과, 이들 융합주의 유전자형은 STA $alc^r$ thr hom. '/STA' $alc^r$ thr hom로 예상되었으며, glucoamylase 활성도는 A15a6 의 경우 2.7 units 이었으나, 융합주 F7, F10 은 각각 4.2 와 8.4 units 로 나타났다. 에탄올 내성 시험을 하여 선별한 결과, 가장 우수한 균주인 융합주 7개 중 F7 과 F10 을 선별하였다. 5% 의 녹말이 포함된 발효배양액에서 $30^{\circ}C$ 5일간 배양시 생성된 에탄올 생성은 융합주 F7 과 F10 은 각각 2.0% 와 1.85 이였다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제29권4호
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• pp.259-264
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• 2002

쪽파의 배발생 캘러스 유도에는 2,4-D의 단독첨가가 보다 효과적이었으나, 2,4-D의 농도가 높을수록 기형배의 배발생율이 높았다. BA를 혼합첨가하였을 때는 기형배가 보다 많이 발생하였다. 배형성을 위한 외식편으로는 경정이 가장 좋았으며 그 다음 인편, 엽조직 순이었다. 또한 0.09 M의 sucrose를 첨가한 배지에서 배발생 callus 유기가 가장 좋았다. 2,4-D와 BA의 농도가 상이한 배지에서 유기된 배발생 callus로부터 재분화된 식물체의 염색체 변이율은 8∼33.3%였으며, 4배체와 2배체＋4배체의 혼수체가 나타났다. 염색체 변이율은 인편 유래의 식물체에서 18.7%로 가장 높았다. 경정 부위에서 유기된 배발생 callus는 33.5%로 식물체 재분화율이 높았지만, 염색체 변이율은 7.0% 정도로 낮았다. 또한 0.26 M sucrose배지에서 배양한 식물체에서 염색체 변이율이 높았으며. 0.09∼0.20 M sucrose배지에서 분화된 식물체에서 염색체 변이율은 15.2∼16.6%로 거의 안정적이었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제46권2호
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• pp.127-135
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• 2019

하월시아 옥선(Haworthia truncata)의 기내 대량생산을 위하여 캘러스 유도에 적합한 부위와 기내 재분화 조건을 확립하고, 형성된 식물체의 기외 순화조건을 구명하고자 본 연구를 수행하였다. 캘러스를 유도에 적합한 식물 부위를 구명하기 위해 잎, 화뢰, 화경을 이용하여 NAA와 TDZ의 농도를 달리하여 MS배지에 배양한 결과, 잎은 NAA $1{\sim}2mgL^{-1}$ 단용 배지, 화뢰 NAA $1mgL^{-1}$ + TDZ $2mgL^{-1}$혼용처리에서 100% 캘러스 형성율을 보였으며, 화경 NAA $2mgL^{-1}$ + TDZ $2mgL^{-1}$혼용처리에서 75% 캘러스 형성율을 나타냈으며 이 중 가장 많은 배양 절편체 확보가 가능한 잎이 옥선(H. truncata)의 대량 증식에 가장 효율적일 것으로 판단되었다. Shoot 유도 배지로는 NAA $0.1mgL^{-1}$의 단용 처리구에서 다른 처리에 비해서 shoot가 24.2개로 shoot 발생이 가장 많았으며, shoot 증식(multiple shoot)은 NAA $1mgL^{-1}$ + BA $0.1mgL^{-1}$ 혼용 처리구에서 multiple shoot가 66.3개로 가장 많이 형성되었다. 재분화 식물체의 기외 순화조건은 용토에 따라 생육에 큰 차이를 보이지 않았으나 식물체의 고유 엽색 유지, 엽장, 생존율을 고려하여 차광막 95%에서 순화 처리하는 것이 적합할 것으로 판단되었다. 이러한 결과는 최적의 기내 배양 조건 및 재분화 식물체 순화 조건 구명을 통해 번식이 어려운 옥선(H. truncata)의 균일하고 안정적인 대량생산이 가능할 것으로 기대된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제46권1호
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• pp.22-31
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• 2019

에케베리아 라우이(Echeveria laui)와 엘레강스(Echeveria elegans)의 기내 식물체 대량생산을 위하여 캘러스와 신초 유도, 신초생장과 발근에 영향을 미치는 생장조정제 종류 및 농도를 구명하고 형성된 식물체의 기외 순화조건을 구명하고자 본 연구를 수행하였다. 캘러스 유도에 적합한 부위를 구명하기 위해 잎을 상부, 중부, 하부로 나누어 NAA와 BA의 농도별로 치상한 결과, E. laui는 엽상중부를 이용 하였을 때 $NAA\;1\;mgL^{-1}+BA\;1\;mgL^{-1}$의 혼용처리에서 캘러스가 100% 형성되었으며, E. elegans는 엽중부에서 $NAA\;2\;mgL^{-1}+BA\;4\;mgL^{-1}$ 혼용배지가 83.3%로 가장 높은 캘러스 형성을 보여 캘러스 형성에 효율적일 것으로 생각된다. 캘러스로부터 신초 형성율은 E. laui에서는 $NAA\;0.1\;mgL^{-1}+BA\;3\;mgL^{-1}$ 혼용배지, E. elegans는 $NAA\;0.3\;mgL^{-1}$ 단용배지에서 가장 높았다. 또한 신초의 증식에 적합한 배지는 E. laui는 $NAA\;1\;mgL^{-1}+BA\;1\;mgL^{-1}$ 혼용배지에서 신초가 10.4개, E. elegans는 $NAA\;1\;mgL^{-1}+BA\;0.1\;mgL^{-1}$ 혼용배지에서 12.0개로 신초가 가장 많이 형성되었으며, 형성된 재분화체는 정상적인 식물체로 생장하였다. 기외 순화조건의 경우, 용토에 따라 생육은 큰 차이를 보이지 않았으며, 관상가치를 고려하여 차광막 35 ~ 55%에서 순화 처리하는 것이 적합할 것으로 판단된다. 이러한 결과는 최적의 기내 배양 조건 및 재분화 식물체 순화조건 체계확립을 통해 고부가 다육식물인 E. laui와 E. elegans의 대량생산이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국연초학회:학술대회논문집
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• 한국연초학회 1997년도 담배과학 국제학술대회
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• pp.134-152
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• 1997

담배 모자이크 바이러스(TMV)와 감자 바이러스 Y(PVY) 등 식물바이러스병은 잎담배 생산에 심한 경제적 손실을 초래하고 있다. 바이러스병 방제를 위한 여러 가지 경종적 방법은 충분한-방제 효과를 얻지 못하는 경우가 많아 바이러스의 방제에는 우수한 저항성 품종의 사용이 가장 바람직한 것으로 알려져 있다. 그러나 기존의 육종 방법이 저항성 품종 개발에 항상 바람직한 것은 아닌데 그 이유는 저항성 유전자원이 없는 경우가 많고 또한 육종을 통해 유전자원의 열등한 특성이 도입될 수 있기 때문이다. 따라서 본 연구실에서는 TMV와 PVY의 여러 가지 형태의 외피단백질(CP) (비전사부분 포함 또는 제거, 비 전사부분 등) 및 복제유전자(Nlb) (3' 및 5' 결손 유무, 돌연변이)를 상용 담배 품종인 NC 82와 Burley 21에 형질전환시켜 바이러스 저항성 개발을 시도하였다. 각각의 유전자 cDNA를 1-2개의 35S promotor를 가진 식물발현벡타에 클로닝한 후 Agrobacteriupn (upnefaciens LBA 4404를 이용하여 식물의 잎조직에 도입시킨 후 kanamycin 함유 MS 배지에서 식물체를 재닥화하였다. 재분화 식물체는 TMV와 PVY에 대한 저항성 검정을 하였다. 그 결과 TMV에 저항성인 TMV CP 형질전환 식물체와 8 가지 Nlb 형질전환 식물체 계통 중에 6 계통의 저항성 형질전환 식물체를 획득하였다. 여기에서는 TMV와 PVY의 접종시험을 통하여 각각의 바이러스에 대한 형질전환 담배의 계통별 저항성 정도를 조사하고, 저항성 형질전환 식물체에서의 도입 유전자 확인하며, 세대별 저항성의 유전 및 안정성을 살펴보고자 한다. 또한 유망 저항성 형질전환 계통의 식물체 내에서의 바이러스 증식 및 이동과 관련된 저항성 기작, 여러 가지 PVY 계통에 대한 저항성 유무, 수량, 생육 특성 및 주요 화학 성분 함량 등을 발표하고자 한다.-glucose로 구성된 다당류 이었다. 아미노산은 Asp 및 Glu의 산성 아미노산과 Ala, Leu 등의 함량이 높게 나타났으며, 비알칼리 추출물에서 Ser과 Thr의 함량이 높게 나타났다. 다당류 T-AS는 평균 분자량이 2,000 kD와 12kD에서 주 peak를 나타냈으며, 수용성 분획의 평균 분자량은 12kD이고 비수용성 분획은 36~2,000 kD의 평균 분자량 분포를 갖는 것으로 나타났다. IR과 NMR 분석 결과 890 cm-1에서 흡수 peak를 나타내어 $\beta$-(1,3)0glucan과 $\beta$-(1,6)-glucan의 구조를 갖는 다당류로 확인 되었다. T-AS 분획은 C:H:O:N의 함량비가 38.9:5.7:49.6:1.84%이며, 이 물질의 융점은 163 $^{\circ}C$로 연한 갈색을 나타낸다. 분리된 GLG의 항암활성 기전 규명을 위해, in vivo 항암실험, 항보체 활성능, 항체 생성능, serum protein 분비능, 대식세포의 탐식능과 활성능 및 세포간 물질 분비 등의 상관관계를 조사하였다. 다당류 GLG 분획물들 가운데 항보체의 활성이 높았던 분획은 sarcome 180에 대한 항암 활성이 높게 나타났다. 다당류 T-AS의 보체 활성화 기작은 classical과 alternative complement pathway의 양 경로를 통해 활성화 되었다. T-AS 분획은 mouse내의 특정 혈청단백을 증가시켰으며, 항체 생성능의 증가가 관찰되어 effect T 세포의 활성화가 나타나고 있음을 알 수 있었다. T-AS는 생체내 투여시에 대식세포의 탐식능이 증진되었으며, 대식세포 기능 저해제에 의한 대식세포의 기능 저해 현상이 회복되었다. 이와 같은 결과들로부터, T-AS의 항암 활성은 활성화된 보체 성분 및 당 수용체들이 존재하는 대식세포의 개입을 시사한다.가능성과

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제50권
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• pp.248-254
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• 2023

본 연구는 종유용 들깨 품종인 다유들깨'의 유식물체에서 캘러스 유도를 통한 고효율의 재분화 체계를 구축하기 위해 수행되었고 이미 보고된 바 있는'남천들깨'와 함께 연구를 진행하였다. 캘러스는 잎, 자엽, 하배축 중 0.1 mg/L NAA와 0.5 mg/L BA가 첨가된 배지에서 배양된 다유들깨의 하배축에서 가장 건강한 캘러스가 형성되었다. 암상태와 장일조건에서 각각 캘러스를 유도한 후 신초 재분화를 유도했을 때 모든 조건에서 남천들깨보다 다유들깨가 재분화율이 월등하게 높았다. 또한 0.1 mg/L NAA와 0.5 mg/L BA 배지의 암상태와 장일조건에서 다유들깨 하배축의 신초 재분화율은 각각 86.7%와 84.4%로 두 조건 간 차이는 낮은 것으로 조사되었지만 전체적으로 암조건에 비해 장일조건에서 유도된 캘러스의 재분화 빈도가 높았다. 본 연구에서 다유들깨의 하배축으로부터 고효율의 재분화 조건을 확립하기 위해 다양한 식물생장호르몬 조합실험을 수행한 결과 NAA 없이 0.5 mg/L BA 만 첨가된 배지에서 가장 높은 90%의 재분화율을 보여 주었으며 이 중 정상적인 식물체가 70.5% 와 비정상적인 식물체가 19.3%로 조사되었고 NAA가 첨가되거나 농도가 높아질수록 비정상 식물체의 출현율이 높아졌다. 정상적으로 재분화된 신초는 1/2 MS 배지로 옮긴 후 10~15일 후에 뿌리가 관찰되었고 30일 후에는 완전한 식물체로 성장하였다. 본 연구에서 확립된 다유들깨 하배축을 이용한 재분화체계는 지금까지 보고된 다른 들깨 품종들의 재분화 체계에 비해 재분화 효율이 높았으며 향후 들깨에서 조직배양과 형질전환에 의존하는 유전자편집 등의 분자육종 분야에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.