• Journal of Plant Biotechnology
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• 제50권
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• pp.45-55
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• 2023

멕시코 유래의 2배체 감자 근연야생종 Solanum cardiophyllum은 감자역병, 감자바이러스Y, 콜로라도감자잎벌레 등과 같은 병원균 및 해충에 대한 저항성을 가지고 있어 감자의 신품종 육성에 이용되고 있다. 재배종 감자에 이러한 형질을 도입하기 위해서는 전통적인 교잡육종에 의해 이루어질 수 있으나, 재배종 감자와 근연야생종과의 서로 다른 EBN에 따라 제한적이며, S. tuberosum과 S. cardiophyllum 간에도 생리적 불화합성이 존재한다. 따라서, 이러한 생리적 장벽의 극복을 위해 체세포융합에 의한 체세포잡종 계통을 육성하고 이를 감자 신품종 육성에 활용할 수 있는데, 분자 마커는 적절한 체세포잡종 계통 선발에 필요하다. 이에, 본 연구에서는 S. cardiophyllum의 전체 엽록체 유전체 정보를 구명하고 8개의 다른 Solanum 종의 전체 엽록체 유전체 정보와 비교하여 S. cardiophyllum 특이적인 분자마커를 개발하였다. S. cardiophyllum의 전체 엽록체 유전체의 길이는 155,570 bp였으며, 그 구조와 유전자 구성은 다른 Solanum 종들과 매우 유사하였고 가지과에 속해 다른 32개의 종들과의 계통수 분석을 통해 예상했던 바와 같이 다른 Solanum 종과 같은 그룹에 속해 있고 S. bulbocastanum과의 가장 근접한 유연관계를 확인하였다. S. cardiophyllum의 전체 엽록체 유전체와 8개 다른 Solanum 종의 전체 엽록체 유전체의 다중 정렬 결과로 총 13개의 S. cardiophyllum 특이적인 SNP 영역을 확인하였으며, 이 정보를 이용하여 4개의 PCR 기반 분자마커를 개발하였다. 본 연구의 결과는 S. cardiophyllum의 진화적 측면에서의 연구와 S. cardiophyllum를 이용한 감자 신품종 육성을 위한 연구에 기여를 할 수 있을 것이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제36권3호
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• pp.227-232
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• 2008

고추 역병이 발병된 토양 시료에서 길항미생물을 선발 및 개량하여 다시 현장에 적용했을 때 방제능 및 적응력이 높은 생물 방제균을 선발하고자 총 300여점의 경북 북부지역의 토양시료로부터 길항능이 우수한 균주를 분리하였으며, 이들을 대상으로 고추 역병균에 대한 항진균력이 가장 우수한 균주 AM-651을 최종 선발하였다. 분리균주 AM-651은 생리생화학적 특성과 16S rDNA sequencing의 방법을 이용하여 동정한 결과 Bacillus sp.로 동정되었다. 항진균성 활성물질의 생산을 위한 배지의 최적조건은 Davis minimal media를 변형하여 배양하였을 경우 pH 7, 온도 $30^{\circ}C$ 조건에서 고추 역병균에 대한 항진균 활성이 높았으며, 탄소원으로는 0.5% glucose, 질소원으로는 0.1% $(NH_4)_2SO_4$, 무기염으로는 0.7% $K_2HPO_4$를 첨가하였을 때 가장 높은 활성을 보였다 선발된 Bacillus sp. AM-651 균주를 시간대별로 배양 후 항진균력을 측정 해 본 결과 48시간 배양액에서 고추 역병균에 대한 억제율이 가장 높았다. 또한, Bacillus sp. AM-651의 배양액은 pH와 온도의 변화에서 안정된 활성을 보였다. Bacillus sp. AM-651은 고추 역병 외에도 B. sorokiniana, B. cinerea, R. solani 등에 대하여 항진균 활성이 높았고, 다른 식물성 병원균에 대해서도 비교적 항진균 활성이 높게 나타났다. 열처리한 Bacillus sp. AM-651 배양상등액은 처리전과 비슷한 항진균 활성을 가지므로 열에 안정한 물질인 것으로 추측되었다.

• 한국버섯학회지
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• 제13권1호
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• pp.56-62
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• 2015

양송이 수확후 배지로부터 lipase 생산균을 분리하여 16S rDNA 유전자 분석을 통해 동정한 결과, Burkholderia cepacia ATCC와 99.8% 상동성을 나타냈다. 분리균 B. cepacia 배양여액 중에 함유된 효소단백질을 70% 황산암모늄으로 침전시켜 crude lipase를 회수하였다. 고정화 효소를 제조하기 위하여 crude lipase(CL)과 Novozyme lipase(NL)을 cross-linking 법에 의해 Silane화된 Silicagel에 고정화 시킨 결과, immobilized CL(ICL)은 61%, immobilized NL(INL)은 72%의 잔존활성을 유지하였다. 중성지방 Canola oil을 알칼리(NaOH) 촉매와 효소(CL 및 ICL) 촉매를 이용하여 지방산(fatty acid)으로 분해한 후, methanolysis에 의한 에스터전이반응(trans-esterification)을 통해 지방산으로부터 전환된 바이오디젤(fatty acid methyl ester, FAME)의 종류와 수율을 비교 하였다. 생성된 총 FAME 함량은 NaOH $781mg\;L^{-1}$, free lipase $681mg\;L^{-1}$, 고정화 lipase $598mg\;L^{-1}$순으로 높았으며, 지방산 조성별 FAME 함량은 linoleic acid(C18:1)가 약 50%로 가장 높았으며, stearic acid(C18:0)가 22%정도의 높은 수준이었다. 또한 반응시간이 증가함에 따라 CL과 ICL 모두 불포화지방산 FAME의 조성비는 감소하고, 상대적으로 포화지방산 FAME의 조성비는 증가하는 경향을 보여 lipase 효소가 transesterification 활성과 interesterification 활성을 동시에 가지는 것으로 여겨진다. 고정화효소의 잔여활성은 반복회수가 증가함에 따라 서서히 감소하여 4회 반복 후, 초기 활성도에 비해 ICL은 34% 와 INL은 21%까지 감소하였다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제43권3호
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• pp.261-271
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• 2016

세계적인 과수작물로서의 경제적 중요성에도 불구하고, 감귤 생산은 주로 자연교잡 실생이나 눈 돌연변이로부터의 선발 또는 단순 품종 도입 등을 통해 이루어지고 있는 실정이다. 긴 유년기, 다배성, 자가불화합성과 같은 감귤 고유의 식물학적 특성, 주요 형질들(병저항성, 수량성, 품질 등)의 QTL에 의한 조절 등은 전통 육종을 통한 우수 품종의 개발을 어렵게 하는 요인이다. 지구 온난화에 의한 생산 여건의 급격한 변화, 소비자 요구 다양화 등은 고품질 감귤의 조기 선발과 안정적 생산, 품종 다양화, 육종 비용 절감 등을 위한 체계적인 감귤 분자육종 프로그램의 도입을 요구하고 있다. 동위효소를 이용한 최초의 감귤 연관지도 작성이 이루어진 이래, 다양한 분자표지를 이용한 연관지도 작성, 생물(CTV, CiLV, ABS, 선충] 및 비생물적(염분, 저온) 스트레스, 아포믹시스, 다배성, 과실착색(카로티노이드, 안토시아닌), 무종자, 웅성불임, 신맛 적음, 생식, 형태(나무, 잎, 꽃, 열매 등), 과실 품질, 종자수, 수량성, 조기 착과 등과 연관된 분자표지 발굴, QTL 맵핑 등이 이루어졌다. CTV 저항성과 적육(안토시아닌 축적) 형질에 대해서는 유전자 클로닝이 이루어졌고, 교배 육종 효율 증대 및 비용 절감을 위해 교잡배와 주심배를 구분하기 위한 다수의 simple sequence repeat (SSR) 분자표지가 개발되었다. 최근, 스위트오렌지와 '클레멘타인' 만다린에 대한 고품질의 표준 유전체가 완성되어 유전체 기반 감귤 분자육종을 위한 토대가 마련되었다. 표준 유전체 정보를 토대로 대규모 분자표지(SNP, SSR, InDel) 기반의 표준 연관 및 물리지도 작성, 비교 유전체 지도 작성, gene annotation, 전사체 분석 등이 활발히 이루어지고 있다. 감귤 유전자원 및 핵심집단에 대해 표준 유전체 기반 비교 유전체 분석, GBS (genotyping-by-sequencing), GWAS (genome wide association study) 등을 통해 감귤의 다양한 형질과 연관된 분자마커 발굴 및 개발, 유용/변이 유전자 클로닝 등에 관한 연구가 가속화될 것으로 전망된다. 또한 표적 유전체 교정 및 VIGS (virus-induced gene silencing) 기술도 유전자 마커의 검증을 비롯한 감귤 분자육종 프로그램에 활발히 이용될 것이다.

• Pediatric Gastroenterology, Hepatology & Nutrition
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• 제4권1호
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• pp.28-33
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• 2001

목 적: H. pylori 감염은 특히 사춘기에서 철분결핍 빈혈의 유발에 관여하는 것으로 여겨진다. H. pylori의 ferritin 단백질인 Pfr은 진핵생물과 원핵생물의 ferritin과 동일하다. 본 연구는 철분 결핍 빈혈이 있거나 혹은 없는 H. pylori 양성 전정부위염환자의 위 생검 표본에서 H. pylori pfr 유전자를 비교 분석하고자 하였다. 방 법: 총 26명의 H. pylori 양성 전정부위염 환자(10~18세)들을 철분 결핍 빈혈의 유무에 따라 두 군으로 나뉘었다. 16명의 환자가 혈액학적 검사를 통해 철분 결핍 빈혈이 있는 것으로 밝혀졌고 그들 중 2명이 십이지장 궤양이 있었다. 다른 10명은 정상적인 혈액학적 검사 소견을 보였다. 각각의 위 생검 표본에서 DNA 분리가 이루어졌다. 2개의 시발체 세트를 사용해서 pfr 유전자 암호의 PCR증폭이 행해졌고 pfr 부위인 50 1bp는 2개의 PCR산물을 연결하여 완성하였다. nucleotide와 단백질서열이 한국의 H. pylori 균주와 Genbank에서 구한 NCTC 11638, 26695, J99 균주의 pfr 부위 사이에서 비교되었다. 또한 철분 결핍 빈혈 양성인 군과 음성인 군 사이의 pfr 부위에 대한 서열의 비교가 행해졌다. 결 과: pfr 유전자의 암호 부위를 완전히 분석한 결과 3곳에서 다형성이 발견되었다. Ser39Ala 돌연변이는 100% (26/26)에서 발견되었고 Gly111Asn은 26.9% (7/26), Gly82Ser은 11.5% (3/26)였다. 철분결핍 빈혈이 양성인 군과 음성인 군간의 pfr 부위의 다형성은 의미 있는 차이가 없었다. 결 론: pfr 유전자의 다형성은 철분 결핍 빈혈과 같은 임상표현형과 관련이 없었다. H. pylori 감염이 철분 결핍 빈혈을 유발한다는 기전을 명료하게 밝히기 위해 숙주측면의 연구나 혹은 다른 복합적인자를 고려한 연구가 향후 필요할 것으로 보인다.

• 생명과학회지
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• 제14권4호
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• pp.650-656
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• 2004

야생벼의 일종인 Oryza grandiglumis (CCDD, 2n=48)는 도열병, 잎집무늬마름병, 흰빛잎마름병, 그리고 벼멸구와 같은 병충해에 저항성을 가지는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 곰팡이와 해충에 반응하여 차별 발현하는 유전자를 클로닝 하기 위하여 상처처리와 yeast extract를 Oryza grandiglumis에 0시간과 24시간 각각 처리하였다. 유전자의 클로닝을 위하여 희귀 발현유전자의 클로닝에 효율적인 것으로 알려진 Suppression Subtractive Hybridization (SSH) 방법이 처리 후 24시간 된 식물을 재료로 사용되었다. 그 결과, 776개의 cDNA clones이 확보되었으며, 유전자 발현의 진위여부를 빠르게 스크린하기 위하여 colony array가 수행되었다. 115개의 colony가 positive로 판명되었고, 이들의 평균 insert size는 400 bp에서 700 bp에 이르렀고, 이들에 대한 염기서열 분석이 수행되었다. 염기서열 분석 결과, 68개 clone들이 알려진 기능의 유전자와 homology를 나타냈으며, 이중에서 16개 clone이 일차대사에 관련된 것과 유사성을, 5개가 plant retrotransposon과 유사성을, 5개가 식물 방어기작 관련 metallothionein-like gene과 염기서열 유사성을 보였다. 이외에 다양한 유전자들이 아미노산 합성관련, membrane transport, signal transduction등에 관여하는 유전자들과 상동성을 나타내었다. 이들 유전자중에서 4 개의 클론(ogwfi-161, ogwfi-646, ogwfi-663, ogwfi-695)들이 선발되었고 이들에 대한 Northern 분석이 수행되었다. Northern 분석 결과 ogwfi-161, ogwfi-646, ogwfi-663, ogwfi-695는 wounding과 yeast extract처리 에 의한 차별 발현이 확인되었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때, SSH방법은 병충해등과 같은 조건에 의해 차별 발현되는 유전자들을 빠른 시간 내에 다량으로 발굴할 수 있는 매우 효율적인 방법이라고 생각된다.

• 미생물학회지
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• 제54권4호
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• pp.410-419
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• 2018

국내 버섯 생산용 배지재료 용도로 수입되는 밀짚, 피트모스, 비트펄프, 면실피, 면실박 등 농업부산물에 대한 안전성 자료 구축이 시급히 요구되고 있다. 그러나 미생물에 대한 조사 연구는 미흡한 실정이다. 이에 따라 본 연구는 2년 동안 호주, 캐나다, 중국, 이집트, 독일, 인도, 우크라이나에서 수입한 농업 부산물인 밀짚, 피트모스, 면실박, 면실피, 비트펄프를 대상으로 인체, 식물, 버섯에 유해가능성 있는 세균의 존재 여부를 확인하기 위해 수행하였다. 조사된 수입된 농업부산물에는 $1.35{\times}10^2$에서 $8.34{\times}10^6CFU/g$ 농도 범위로 세균이 존재하였다. 세균을 분리하여 16S rDNA를 분석한 결과 총 19속 45종의 세균이 동정되었다. Basillus 속 세균이 우점으로 존재 하였고 그 다음으로 Paenibacillus 속 세균이 많이 존재하였다. 종 수준에서는 Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria 그룹에 속하는 순으로 다양성이 존재하였다. 농업부산물 별로 볼 때는 밀짚과 피트모스에서 더 다양한 속의 세균들이 존재하였다. 이 중 인체 유해성이 보고된 세균은 5속 6종으로서 Enterobacter asburiae, Enterobacter ludwigii, Stenotrophomonas maltophilia, Pseudomonas monteilii, Bacillus anthracis, Cellulosimicrobium funkei가 존재하였다. 놀랍게도 인체병원균이면서 동시에 식물 병원균으로 보고된 Klebsiella pneumoniae subsp. pneumonia 그리고 식물병원균 Bacillus altitudinis가 존재하였다.또한 곤충 병원성의 Lysinibacillus sphaericus와 버섯 병원성의 Ochrobactrum pseudogrignonense가 존재하였다. 본 연구 결과는 국내에 수입되고 있는 버섯재배 배지용 농업부산물에 여러 종류의 잠재성 있는 병원성 세균이 존재함을 확인하였다. 이는 수입되고 있는 농업부산물이 버섯생산에 안전하게 사용되기 위해서는 위생 검사와 관리가 시급히 필요함을 시사한다.

• 한국어병학회지
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• 제33권2호
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• pp.111-118
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• 2020

우리나라 내수면 양식 어류로부터 Edwardsiella 속 세균 7개 균주를 분리하여 이들의 생화학적 특성 및 유전학적 특성을 조사하였다. 그 결과, 기존의 어류 병원성 세균으로 알려진 E. tarda 와 E. ictaluri 뿐 아니라, 최근 새로운 종으로 보고된 E. anguillarum과 E. piscicida를 성공적으로 분리 및 동정하여 우리나라 내수면 양식 어류에서 Edwardsiella 속의 다양한 종이 분리되는 것을 확인하였다. 뱀장어류에서 분리된 4개 균주는 E. anguillarum, E. piscicida 및 E. tarda로, 메기와 동자개로부터 분리된 2개 균주는 E. ictaluri로, 버들치로부터 분리된 1개 균주는 E. piscicida로 동정되었다. 또한, 이들의 생화학적 특성의 조사 결과, 이들은 대부분 E. anguillarum, E. ictaluri, E. piscicida 및 E. tarda의 각 종에 해당하는 전형적인 생화학적 특성을 나타내었으며, 유전자를 이용한 분자계통발생학적 분석 결과와도 일치하였다. 특히, 16S rRNA 및 gyrB 유전자를 이용하여 Edwardsiella 속 종의 명확한 분류가 가능함을 확인함으로써, Edwardsiella 속 세균의 분류학적 동정을 위한 마커로써의 가능성을 제시하였다. 본 연구의 결과, 우리나라 내수면 양식 어류로부터 다양한 Edwardsiella 속 종들이 분리되는 것을 확인하였으며, 이들 종들에 대한 체계적인 모니터링 및 숙주에 따른 병원성의 차이에 관한 연구가 필요함을 제안한다.

• 한국작물학회지
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• 제65권3호
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• pp.161-171
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• 2020

본 연구에서는 국내 벼 직파재배 활성화 및 재배면적 확대를 위하여 담수발아 관련 QTLs 단편이 이입된 자포니카형 우량 계통을 육성하였다. 더불어 담수 중 혐기발아 내성과 관련 분자표지를 개발하였으며, 이를 우량계통 선발에 직접 활용하였다. 인공교배를 통해 국내 자포니카 잡초벼인 PBR을 수여친으로 남평을 반복친으로 여교잡을 수행하였으며, 이 조합으로부터 담수 혐기 발아성이 개선된 자포니카 형 우량계통을 육성하였다. 그리고 혐기 발아 내성 관련 QTL 판별을 위한 CAPS 분자표지(NP01.014, NP03.077, NP11.091)를 개발하였다. 여교잡 집단을 육성하고, 작물학적 특성, 담수저항성 검정 등의 표현형 선발과 분자표지 선발을 통해 주요 농업형질, 담수 혐기 발아성이 양호한 5계통이 최종 선발되었으며, 이들 계통은 모두 QC1 혹은 QC2 조합으로 남평에 비해 온실에서 평균 2.3배, 포장에서 2.6배 가량 유묘 생존율이 개선된 것으로 나타났다. 선발된 5계통에 대한 생산력 검정 예비시험(PYT), 주요 작물학적 특성 및 담수 혐기 발아성 등의 검정을 통해 28708을 담수직파 우량계통으로 최종 선발하고 '전주643호'로 계통명을 부여하였다.

• 한국가금학회지
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• 제40권2호
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• pp.139-145
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• 2013

본 연구는 '우리맛닭 실용계의 외모 균일화 및 판별 마커개발을 위하여 수탉으로 이용되는 토종닭 순계 H계통 암탉 207수, 수탉 40수와 '우리맛닭' 실용계 60수의 혈액을 채취하고 DNA를 분리하였다. 모색 관련 후보 유전자 MC1R primer를 제작하여 PCR을 수행한 후, direct sequencing을 실시하였다. 개체별 모색 표현형을 조사한 결과, H계통 순계 암탉 207수 중 157수는 흑색 모색, 50수는 흑색+갈색 모색으로 조사되었다. 수탉의 경우, 40수 중 흑색 모색만 있는 개체는 없고, 흑색+갈색의 모색이 다양한 부위에 섞여 있었다. '우리맛닭' 실용계의 경우 흑색 모색 30수와 갈색 모색 30수를 암수 관계없이 샘플링하여 조사하였다. 모색 표현형과 유전형과의 연관성을 알아보기 위하여 모색 관련 후보유전자 MC1R의 sequencing 결과를 분석하여 유전자 변이를 살펴보았지만, 모색 표현형과 유전형과의 유의적인 연관성을 찾을 수 없었다. 이는 토종닭 순계 H계통의 경우, 검정색의 같은 품종 내에서 갈색 이모색을 가진 개체와의 유전적 변이를 탐색한 결과, 그 차이가 분명하게 구별되지 않은 것으로 생각되어진다. '우리맛닭' 실용계에서 haplotype 및 유전자빈도 분석을 통하여 이모색과의 연관성을 보다 명확하게 결정하기 위해서는 부계와 모계의 모색 표현형과 유전특성을 함께 고려해야 할 것으로 판단된다. '우리맛닭'의 모색 균일도 향상을 위한 모색 표현형과 관련 유전자의 연관성분석 및 유전적 특성에 대한 연구는, 향후 이를 이용하여 '우리맛닭'의 불법 유통을 막고 고품질 브랜드화를 위한 분자마커 개발의 기초 자료로 활용될 것으로 생각된다.