• Journal of Plant Biotechnology
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• 제37권4호
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• pp.567-573
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• 2010

To ascertain the effect of over-expressed maize calreticulin in tomato plant on tobamovirus movement in addition to validating potentiality of the gene (ZmCRT) as a means for the virus-resistance resource, four ZmCRT-expressing homozygous lines were generated from the T0 plants as using an Agrobacterium-mediated transformation, nucleic acid analyses, and a conventional breeding method. Of them, a line was subjected to the bioassay for tolerances to tobacco mosaic virus-U1 (TMV-U1) and tomato mosaic virus (ToMV) followed by RT-PCR and a chlorophyll fluorescence quenching analyses. Both transgenic plants transcribing ZmCRT and wild-type plants showed no symptom by 20 days after viruses inoculation, however the photosystem II quantum yield parameter measured from the upper leaves of ToMV-inoculated plants revealed that ZmCRT transgenic plants have higher photosynthetic ability than wild-type ones at that time, which indirectly implies that over-expressed ZmCRT product acts as a barrier to the cell-to-cell and/or systemic movement of ToMV. Moreover, ZmCRT transgenic plants showed remarkably longer shoot length than wild-type ones in 40 days after TMV-U1 or ToMV inoculation each, which might be resulted from higher photosynthetic ability during the phase not yet showing any external symptoms. Collectively, over-expressed ZmCRT protein in tomato plants is able to interrupt the systemic movement of infected TMV-U1 and ToMV even though not perfect.

• 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

• 한국식물병리학회:학술대회논문집
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• 한국식물병리학회 2003년도 정기총회 및 추계학술발표회
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• pp.121.2-122
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• 2003

Since the demonstration that the transgenic plants expressing tobacco mosaic virus(TMV) coat protein(CP) gene showed resistance to TMV infection, there have been numerous attempts to produce virus-resistant plant by introducing of a part of or modified viral genome. This study was conducted to investigate the characterization and variability of disease outbreak of transgenic potato(T-potato) with the CP gene of potato leaf roll virus(PLRV) in an isolated field from 2000 to 2002. In the field inspection, incidence of PLRV on T-potato showed only 3.5％, while non-transgenic potato(N-potato) revealed 13.4％. Infection rate of PLRV was considerably low on T-potato with 4.2％ compared to 15.4％ of N-potato in ELISA tests. Those of potato virus M, potato virus Y and potato virus X on both potatoes were not statistically different. Infection of potato virus A was not observed on both potatoes. Incidence of potato late blight caused by Phytopkhora infestans on T-potato and N-potato did not differ each other with 52.7％, and 50.8％, respectively, Mating type of the causal fungus isolated from both potatoes was all Al types. Results indicates that the CP gene of PLRV affects specifically to the virus in the transgenic potato.

• The Plant Pathology Journal
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• 제16권5호
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• pp.269-279
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• 2000

Alfalfa mosaic alfamoviruses(AIMV) were isolated from infected potato (Solanum tuberosum) and azuki bean (Paseolus angularis) in Korea. Two AIMV isolated from potatoes were named as strain KR (AIMV-KR1 and KR2) and AIMV isolated from azuki bean was named as strain Az (AIMV-Az). Each isolated AIMV strain was characterized by using their host ranges, symptom developments, serological relations and nucleotide sequence analysis of coat protein (CP) gene. Strains KR1, KR2, and Az were readily transmitted to 20 of 22 inoculated plant species including bean, cowpea, tomato, tobacco, and potato. AIMV-KR1 and KR2 produced the typical symptoms like chlorotic or necrotic spots in Chenopodium quinoa and Solanum tuberosum cv. Superior. AIMV-Az caused bright yellow mosaic symptom and leaf malformation in Nicotiana glauca, which were different from the common mosaic symptom caused by AIMV-KR1 and KR2. Electron microscope observation of purified virus showed bacilliform virions containing a single-stranded plus-strand RNAs of 3.6, 2.6, 2.0 and 0.9 kbp in length, respectively, similar in size and appearance to those of Alfamovirus. In SDS-PAGE, the coat protein of the two viruses formed a consistent band that estimated to be about 24kDa. The CP genes of the AIMV strains, KR1, KR2, and Az have been amplified by RT-PCR using the specific primers designed to amplify CP gene from viral RNA-3, cloned and sequenced. Computer aided analysis of the amplified cDNA fragment sequence revealed the presence of a single open reading frame capable of encoding 221 amino acids. The nucleotide and peptide sequence of viral CP gene showed that strain KR1, KR2, and Az shared highest nucleotide sequence identities with AIMV strain 425-M at 97.7%, 98.2%, and 97.2%, respectively. CP gene sequences of two strains were almost identical compared with each other. Altogether, physical, serological, biological and molecular properties of the purified virus.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제43권3호
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• pp.125-130
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• 2000

An antiviral protein (CAP30) with ribosome-inactivating activity was purified from the leaves of Chenopodium album L. through ammonium sulfate precipitation and column chromatography using S-Sepharose, Blue-Sepharose, FPLC Suprose12 HR, and FPLC Mono-S. The molecular wight of CAP30 was estimated to be 30kD. CAP30 was thermostable, maintaing its activity even after incubation at $70^{\circ}C$ for 30 min, and was stable in the pH range of 6 to 9. In a cell-free in vitro translation system using rabbit reticulocyte lysate, protein synthesis was inhibited by the addition of CAP30 with an $IC_{50}$ of 2.26pM. The comparison of N-terminal amino acid sequences of this protein with known ribosome-inactivating proteins (RIPs) revealed that it had some sequence homology with PAP-S and PAP-R from pokeweed (Phytolacca americana)and dodecandrin from P. dodecandra, but had no sequence homology with RIPs from other plants belonging to different orders. The mosaic symptoms on tobacco leaves caused by cucumber mosaic virus infection was completely inhibited by 100 ng/ml of the pure CAP30 protein.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제35권4호
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• pp.329-335
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• 2008

Tocopherols are essential lipophilic antioxidant in human cells, while little is known about its function in plant tissues. To study the impact of composition and content of tocopherols on stress tolerance, tobacco (Nicotiana tabacum) was transformed with a construct containing a cDNA insert encoding $\gamma$-tocopherol methyltransferase ($\gamma$-TMT/VTE4) from perilla under the control of the cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter. The transgenic tobacco was confirmed by PCR and RT-PCR. The total content and composition of tocopherols in the transgenic lines were similar with wild type controls. However, chlorophyll-a and carotenoid content in the transgenic lines were increased by up to 45% (P<0.01) and 39% (P<0.02), respectively. Also, the over-expression of $\gamma$-TMT increased the salt stress tolerance in tobacco plants. These results demonstrate that over-expression of $\gamma$-TMT gene in tocopherol bio-synthetic pathway can increase salt stress tolerance and contents of chlorophyll-a and carotenoid in transgenic tobacco plants.

• 식물병연구
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• 제7권1호
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• pp.1-7
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• 2001

1998년 수원 근교에서 채집한 전형적인 모자이크 병징을 나타내는 수국(Hydragea macrophylla for. otaksa)으로부터 CMV를 분리하고, Hm-CMV라 명명하였다. 기주실험, 물리적 실험, 혈청학적 성질, RNA와 coat protein의 성질, RT-PCR 및 RAP-PCR 분석을 통하여 Hm-CMV의 특성을 분석하였다. 12종의 CMV 지표식물에서 실시한 기주반응실험의 결과, 지금까지 보고된 CMV 계통들의 반응과 특징적인 차이는 인정되지 않았다. Hm-CMV의 물리적 성질은 내열성에서 6$0^{\circ}C$를 보여 기존 CMV들 보다 낮았다. 혈청학적으로 Hm-CMV는 Y-CMV와 융합하는 subgroup I CMV로 분석되었다. SDS-PAGE로부터에 Hm-CMV의 외피단백질은 28 kDa의 band가 확인되었으며, 4종의 게놈 RNA는 Y-CMV와 같은 분자량을 나타냈으나, 위성 RNA는 존재하지 않았다. 수국의 이병엽에서 분리한 dsRNA의 분석 결과도 Y-CMV와 같은 패턴을 보였다. Hm-CMV의 외피단백질유전자에 대한 RT-PCR 분석 결과, 예상된 분자크기의 DNA 증폭이 인정되었으며, PCR 산물을 이용한 EcoR I 및 Msp I을 처리한 결과는 subgroup I CMV의 특성을 나타냈다. 그런, RAP-PCR의 결과, Hm-CMV는 subgroup I내의 다른 계통들과 구분되었다.

• KSBB Journal
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• 제7권3호
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• pp.155-160
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• 1992

식량으로 쓰이는 식물 단백질은 공통적으로 Isoleucine, Lysine, Methionine, Threonine, Tryptoplan등 5가지 필수아미노산이 결핍되어있다. 본 연구에서는 이러한 필수아미노산을 다량 함유한 단백질을 발현시킬 수 있는 합성유전자를 fekaqo에서 높은 수준으로 발현시키고자 강한 식물 promoter로 알려진 CaMV 35S, CaMV duplicate 35S promoters를 사용하였다. 형질 전환 및 재분화된 식물을 분석한 결과 본 합성 유전자가 식물 nuclear genome 안으로 도입을 안정하여 잘되었고 mRNA수준까지는 유의적인 증가를 보였으나 단백질 수준에서는 유의적 수준의 증가를 관찰할 수 없었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제21권2호
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• pp.111-116
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• 2019

세균과 바이러스에 감염된 작물의 생물적 스트레스 탐지를 원격탐지 기술 기반의 열적외 센서를 이용하여 실내 생육 챔버에서 실험하였다. 감염으로 인한 엽온의 증가와 감염 농도에 따른 엽온 차이를 확인했다. 또한 엽온 기반으로 산출한 CWSI 값은 감염 잎에서 증가하였고, 그러한 현상은 육안으로 병징을 발견하기 하루 전에 시작되었다. 따라서 스마트팜 시스템의 작물 모니터링에 열적외 센서를 이용한다면, 병해의 탐지는 물론 피해 등급 평가, 조기 알람 등에 활용될 수 있을 것이다. 하지만 실제 스마트팜 적용을 위해서는 향후 엽온 측정 정확도 향상 기술, 자료 해석 방법, 생물 비생물적 스트레스 구별 알고리즘 연구 등이 추가로 필요할 것이다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제29권2호
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• pp.182-192
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• 2013

Numerous root-associated bacteria (rhizobacteria) are known to elicit induced systemic resistance (ISR) in plants. Bacterial cell-density-dependent quorum sensing (QS) is thought to be important for ISR. Here, we investigated the role of QS in the ISR elicited by the rhizobacterium, Serratia marcescens strain 90-166, in tobacco. Since S. marcescens 90-166 produces at least three QS signals, QS-mediated ISR in strain 90-166 has been difficult to understand. Therefore, we investigated the ISR capacity of two transgenic tobacco (Nicotiana tabacum) plants that contained either bacterial acylhomoserine lactone-producing (AHL) or -degrading (AiiA) genes in conjunction with S. marcescens 90-166 to induce resistance against bacterial and viral pathogens. Root application of S. marcescens 90-166 increased ISR to the bacterial pathogens, Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum and Pseudomonas syringae pv. tabaci, in AHL plants and decreased ISR in AiiA plants. In contrast, ISR to Cucumber mosaic virus was reduced in AHL plants treated with S. marcescens 90-166 but enhanced in AiiA plants. Taken together, these data indicate that QS-dependent ISR is elicited by S. marcescens 90-166 in a pathogen-dependent manner. This study provides insight into QS-dependent ISR in tobacco elicited by S. marcescens 90-166.