• 한국잡초학회지
• /
• 제31권2호
• /
• pp.134-145
• /
• 2011

Myxococcus xanthus (MX, PX)와 Arabidopsis thaliana (AP37)의 protoporphyrinogen oxidase (Protox)유전자 과다발현 제초제 저항성 형질전환 벼와 비형질전환벼의 생육 및 수량에 관한 적응성 차이와 벼생육시기별 ALA 합성능력, tetrapyrrole 중간물질, 활성산소 발생, 지질과산화 작용 및 항산화효소 능력의 연관성이 조사되었다. Protox 과다발현 형질전환 벼 MX와 AP37의 초장은 이앙 후 43, 50, 65일에 비형질전환벼 비형질전환벼에 비해 유의적으로 적었고, 분얼수는 이앙 후 50일과 65일에 MX와 AP37 뿐만 아니라 PX에서도 비형질전환벼에 비해 유의적으로 적었다. 수확기의 간장과 수량은 MX, PX 및 AP37에서 그리고 고건중은 MX와 AP37에서 비형질전환벼에 비해 유의적으로 적었다. 형질전환벼 계통 MX, PX 및 AP37의 수량감소는 MX의 경우 영화수와 천립중에 의해, PX는 등숙율에 의해, AP37은 영화수, 등숙율 및 천립중에 의해서 기인되었다. 한편, 형질전환벼 계통 MX, PX 및 AP37의 수량감소는 또 다른 년차변이 연구에서도 관찰되었다. 이러한 형질전환벼계통의 생육 감소는 이앙 후 생육기간 뿐만 아니라 이앙 전 육묘기간 동안에서도 발생하여 결과적으로 수량이 감소되는 것으로 생각된다. Tetrapyrrole 중간물질 Proto IX, Mg-Proto IX 및 Mg-Proto IX monomethyl ester의 축적량, 활성산소종($H_2O_2$와 ${O_2}^-$), MDA, 및 항산화효소(superoxide dismutase, caltalase, peroxidase, ascorbate peroxidase, glutathione reductase) 및 엽록소 함량은 Protox 유전자 과다발현형질전환벼 계통과 비형질전환벼간에 유의적인 차이가 없어 이들 porphyrin 대사 경로 물질과 벼 생육 및 수량감소의 연관성은 적은 것으로 사료된다. 그러나 MX, PX, AP37의 ALA 합성능력은 광노출 후 1일과 이앙 후 52일에 비형질전환벼에 비해 유의적으로 감소하여 이 부분에 대한 상세한 연구가 추후에 수행되어야 할 것으로 보인다.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제3권3호
• /
• pp.123-129
• /
• 2001

Electroporation of microcalli and embryonic axes of a Brazilian Indica rice cultivar was performed. Some parameters influencing the recovery of transformed callus have been defined through transient npt II expression. Such parameters included the presence of light during incubation of microcalli used as target for electroporation, heat shock at 45$^{\circ}C$, macerozyme pre-digestion of target tissues and the number of pulses during electroporation. Transgenic calli were obtained from embryonic axes after electroporation with plasmid pDM302, which encodes the gene phosphinotricin acetyl transferase (bar) under the control of Act-1 promoter. Integration of the introduced gene into the genome was demonstrated by Southern blot hybridization.

• 한국육종학회지
• /
• 제43권5호
• /
• pp.457-463
• /
• 2011

식물 특이 NAC (NAM, ATAF, and CUC) 전사인자는 식물 성장, 발달과 스트레스에 대한 저항성에 관여한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 벼의 NAC 전사인자 중의 하나인 OsNAC69 유전자를 분리하였으며 유추된 아미노산 서열을 바탕으로 조사해본 결과 이 유전자는 NAC 전사인자의 5개 group 중에서 group II에 속하였다. 흰잎마름병균인 X. oryzae pv. oryzae (Xoo)를 처리하여 발현을 분석한 결과 접종 1시간 이후부터 발현이 현저하게 증가하였다. 따라서 OsNAC69 유전자의 생물학적인 기능을 분석하고자 이 유전자를 과발현시킨 형질전환벼를 만들었으며 형질전환벼의 분석 결과 대조구인 동진벼에 비해 발현이 높은 9개의 계통을 선발하였다. 높은 발현을 보인 이 9개의 계통에 벼흰잎마름병균을 접종한 결과 동진벼에 비해 흰잎마름병에 대한 저항성이 훨씬 더 증대하였음을 보여 주었다. 이것은 OsNAC69 유전자가 흰잎마름병균 침입시 벼의 병저항성 기작을 조절하여 나타난 결과로 추정되며 정확한 기작에 대한 연구를 앞으로 더 해야 할 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제42권3호
• /
• pp.168-179
• /
• 2015

We previously identified the rice gene, OsSAP, as an encoder of a highly conserved putative senescence-associated protein that was shown to have anti-apoptotic activity. To confirm the role of OsSAP in inducing abiotic stress tolerance in rice, we introduced OsSAP and AtBI-1, a plant homologue of Bax inhibitor-1, under the control of the CaMV 35S promoter into the rice genome through Agrobacterium-mediated transformation. The OsSAP transformants showed a similar chlorophyll index after salinity treatments with AtBI-1. Furthermore, we compared the effects of salinity stress on leaves and roots by examining the hormone levels of abscisic acid (ABA), jasmonic acid (JA), gibberellic acid (GA3), and zeatin in transformants compared to the control. With the exception of phytohormones, stress-induced changes in hormone levels putatively related to stress tolerance have not been investigated previously. Hormonal level analysis confirmed the lower rate of stress in the transformants compared to the control. The levels of ABA and JA in OsSAP and AtBI-1 transformants were similar, where stress rates increased after one week and decreased after a two week period of drought; there was a slightly higher accumulation compared to the control. However, a similar trend was not observed for the level of zeatin, as the decrease in the level of zeatin accumulation differed in both OsSAP and AtBI-1 transformants for all genotypes during the early period of salinity stress. The GA3 level was detected under normal conditions, but not under salinity stress.

• Molecules and Cells
• /
• 제26권5호
• /
• pp.474-480
• /
• 2008

OsMADS1 is a rice MADS box gene necessary for floral development. To identify the key cis-regulatory regions for its expression, we utilized transgenic rice plants expressing GUS fusion constructs. Histochemical analysis revealed that the 5.7-kb OsMADS1 intragenic sequences, encompassing exon 1, intron 1, and a part of exon 2, together with the 1.9-kb 5' upstream promoter region, are required for the GUS expression pattern that coincides with flower-preferential expression of OsMADS1. In contrast, the 5' upstream promoter sequence lacking this intragenic region caused ectopic expression of the reporter gene in both vegetative and reproductive tissues. Notably, incorporation of the intragenic region into the CaMV35S promoter directed the GUS expression pattern similar to that of the endogenous spatial expression of OsMADS1 in flowers. In addition, our transient gene expression assay revealed that the large first intron following the CaMV35S minimal promoter enhances flower-preferential expression of GUS. These results suggest that the OsMADS1 intragenic sequence, largely intron 1, contains a key regulatory region(s) essential for expression.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제38권1호
• /
• pp.77-86
• /
• 2011

Alcohol dehydrogenase (E.C.1.1.1.1) is an enzyme present in higher plants involved in the anaerobic fermentation pathway that catalyzes the reduction of pyruvate to ethanol, resulting in continuous $NAD^+$ regeneration. It also plays an important role in many plant developments including tolerance to anoxia condition. Here, a cDNA clone encoding alcohol dehydrogenase (ADH) was isolated from Chinese cabbage (Brassica rapa) seedlings. The gene named Bradh1 had a total length of 1,326 bp that contains a single open reading frame of 1,140 bp. The predicted protein consists of 379 amino acid residues with a calculated molecular mass of 41.17 kDa. Expression pattern analysis revealed a tissue-specific expressing gene in different tissues and strongly expressed in the shoot, roots and seeds of Chinese cabbage. Agrobacterium transformation of full-length cDNA Bradh1 into rice Gopumbyeo showed high efficiency. Furthermore, induction of ADH in transgenic rice enhanced tolerance to anaerobiosis stresses and elevated mRNA transcripts. The overexpression of Bradh1 in rice increases germination under anaerobiosis stresses, implying the possibility of developing new varieties suited for direct seeding or flood-prone rice field.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제44권3호
• /
• pp.296-302
• /
• 2017

지구온난화로 인해 온도 상승에 따른 고온 스트레스는 전세계 많은 지역에서 농업적으로 문제가 되어 세계 3대 곡물인 벼의 생산에 피해가 크게 나타나고 있다. 식물은 생장하면서 다양한 환경스트레스에 노출되며, 이러한 스트레스는 작물의 생장, 발달, 수확량 등에 영향을 미친다. 본 연구는 벼의 안정적인 생산성을 높이기 위해 벼 유래 OsOPT 유전자를 이용한 형질전환 후대에서 고온 조건하에서도 생육이 가능한 계통을 선발하여 그 특성을 살펴보았다. 먼저, OsOPT10 유전자 도입 형질전환 벼를 이용하여 고온 처리에 따른 저항성 계통을 선발하고, 선발된 계통의 생리적 특성을 분석하였으며, 분자적 특성을 qRT-PCR을 통해 유전자의 발현 양상을 분석하였다. 고온 스트레스에 의한 세포막 피해 정도를 알아보기 위해 전해질 누출(electrolyte leakage), 삼투조절제 역할을 하는 수용성 당 및 proline 함량 분석을 하여 대조구와 비교분석 하였다. 본 실험에서 고온 처리에 의한 가용성 당 함량의 변화는 OsOPT10-16 형질전환 벼를 제외하고 OsOPT10-1와 OsOPT10-7 계통이 WT 보다 당 함량이 높게 나타났다. 모품종 동진에 비해 형질전환 벼 계통의 EL 값이 낮게 나타난 것과 가용성 당 함량이 비슷하거나 높게 나타난 것으로 보아 OsOPT10 형질전환 벼가 고온 스트레스에서 저항성 반응을 나타낸 것으로 판단하였다.

• 식물조직배양학회지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.283-288
• /
• 1998

비선택성 제초제인 bialaphos는 고등식물에 있어서 glutamine 합성을 억제 하여 식물체를 고사시킨다. Acetyltransferase에 의해 encoding된 bialaphos저항성 유전자는 세균 Streptomyces hygroscopicus SF1239로부터 cloning된것을 사용하였다. Bialaphose 저항성 유전자를 Agrobacterium 감염법을 이용하여 국내에서 재배되는 벼(동진)에 도입한 결과 약30%정도의 형질전환 식물체를 얻을 수 있었다. $\textrm{T}_{1}$ 세대의 17개체는 hygromycin과 bialaphos에 대한 저항성 유전형질이 3:1로 분리되었다. 또한 Southern 분석을 실시한 결과 wild type의 식물체에서는 Bar 유전자의 검출을 볼 수 없었으나 형질전환 식물체의 경우 Bar 유전자의 검출이 가능하였다. $\textrm{T}_{3}$세대의 형질전찬 식물체와 wild type의 식물체를 포장상태에서 비선택성 제초제인 바스타를 살포하고 3주 후에 관찰한 결과 형질전환 식물체는 외형적으로 아무런 피해를 받지 않고 정상적으로 생장하였으나, wild type의 식물체와 잡초는 모두 고사하였다. 이상의 결과를 종합해보면 hygromycin과 bialaphos 저항성 유전자는 Agrobacterium감염법을 이용하여 단자엽 식물인 벼에 도입할 수 있다는 것을 보여준 것이며, 또한 bialaphos 저항성 유전자가 식물에 도입됨으로써 비선택성 제초제에 대한 저항성 식물을 개발 할 수 있다는 것을 보여 주었다.

• 한국식물생명공학회:학술대회논문집
• /
• 한국식물생명공학회 2006년도 한국육종학회 공동심포지엄 및 학술대회
• /
• pp.37-38
• /
• 2006

• 한국식물생명공학회:학술대회논문집
• /
• 한국식물생명공학회 2003년도 추계학술대회 발표논문 초록집
• /
• pp.85-85
• /
• 2003