• The Plant Pathology Journal
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• 제25권2호
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• pp.193-198
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• 2009

A full-length cDNA of OgGRP gene encoding a glycinerich cell wall protein was isolated from wild rice (Oryza grandiglumis). Deduced amino acid sequences of OgGRP are composed of 148 amino acids (16.3 kDa), and show 85.9% homology with Osgrp-2 (Oryza sativa). RT-PCR analysis showed that RNA expression of OgGRP was regulated by defense-related signaling chemicals, such as cantharidin, endothall, jasmonic acid, wounding, or yeast extract treatment. In relation to pathogen stress, the function of OgGRP was analyzed in OgGRP over-expressing Arabidopsis thaliana. Overexpression of OgGRP in Arabidopsis contributed to moderate resistance against fungal pathogen, Botrytis cinerea, by lowering disease rate and necrosis size. In the analysis of the transgenic Arabidopsis lines to check the change of gene expression profile, induction of PR1, PR5 and PDF1.2 was confirmed. The induction seemed to be caused by the interaction of ectopic expression of OgGRP with SA-and JA-dependent signaling pathways.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제42권3호
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• pp.186-195
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• 2015

Anthranilate synthase (AS)는 트립토판(Trp)과 indole-3-acetic acid, indole alkaloids의 생합성 경로에서 중요한 효소로 작용한다. 트립토판 생합성 상에서 feedback inhibition에 민감하게 반응하는 AS alpha-subunit 관련 OASA2 유전자 영역의 single (F124V) 및 double (S126F/L530D) 점돌연변이로 변형된 유전자의 재조합운반체를 작성하고 이들 유전자들을 Agrobacterium 방법으로 동진벼에 도입하여 형질전환체를 육성하였다. Single 및 double 돌연변이 OsASA2 유전자가 도입된 형질전환 벼 계통들은 nos gene probe를 이용한 TaqMan PCR 방법으로 single copy를 선발하였고, intergenic 계통을 선발하기 위해서 Bfa I 제한효소를 이용하여 RB와 LB 인접서열로부터 IPCR을 통한 FST 분석을 수행하여 4 개의 intergenic 계통을 선발하였다. 도입된 유전자의 발현으로 형질전환 벼는 Trp, IAN 및 IAA가 잎에 가장 많이 축적되었고, 종자의 트립토판 함량도 증가되었다. 후대에서 tryptophan 함량이 높은 S-TG와 D-TG의 두 호모 이벤트 계통을 육성하여 트립토판 함량을 분석한 결과 대조구에 비하여 13~30배 이상 높게 나타났으며, 유리아미노산의 함량도 증가하였다. 이벤트 계통을 이용하여 microarray 분석을 수행한 결과 세포 내 이온 수송, 영양분 공급 등에 영향을 주는 유전자군들이 up-regulation 되었고, 세포 내 기능유전자의 역할을 담당하는 조효소 등이 down-regulation 된 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과는 선발된 두개의 상동성 이벤트 계통들이 고함량의 유리 트립토판 생산 벼의 육종에 효과적으로 이용될 수 있음을 보여준 결과로 생각된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제30권1호
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• pp.1-6
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• 2003

본 연구에서는 10종의 국내 학술지와 11종의 SCI 학술지에 국내 학자들이 게재한 GM 식물 개발 관련 논문을 분석하여 국내의 GM 식물 개발 현황을 조사하였다. 국내 학술지의 경우 지난 1990년부터 2002년 9월까지 발표된 총 204편중에서 총설 등에 해당하는 논문을 제외한 190편에 대하여 분석한 결과, 담배를 대상으로 한 연구 논문이 65편으로 가장 많았으며, 벼가 20편으로 2위를 차지하였으나 다른 주요 곡류 작물인 옥수수, 밀, 콩, 보리 등은 각각 단 1편씩의 연구결과가 발표되었다. 대부분의 연구가 기초 연구인 형질 전환 기술의 확립(46편), 유전자 발현기술(34), 유전자 운반체 개발(10) 등에 해당하는 논문들이었으나 최근 들어 유용물질 및 단백질 생산 작물 및 영양성분이 강화된 작물 등 품질을 개량하기 위한 연구가 점차 많이 발표되는 것으로 조사되었다. 연도별 논문의 발표건수는 1990년도부터 점차 증가하여 1996년도에 최고치(39편)를 기록한 후 다시 감소하는 경향을 보였으며 식물생명공학회지가 100여 편의 GM 식물 개발 관련 논문을 게재함으로써 이 분야에서는 주된 학술지인 것으로 조사되었다. SCI 학술지의 경우에도 담배를 대상으로 한 연구가 10편으로 가장 많았으며 벼가 7편, 애기장대가 5편 등으로 발표되었으나, 주곡작물인 옥수수, 밀, 보리, 콩 등은 단 1편의 논문도 발표되지 않았으며, 유전자 발현 기술 등에 해당하는 기초연구 논문이 16편으로 50%를 차지하였으며 내병성이 7편, 재해저항성이 3편, 제초제 내성이 2편 등으로 조사되었다. 한편, SCI 학술지의 논문 게재 건수는 해마다 꾸준히 증가하는 추세에 있으며 impact factor가 높은 유수한 국제 학술지에도 점차 게재 건수가 많아지고 있는 사실을 확인할 수 있었으나 실험실, 온실 등에서 유전자의 도입이 확인된 GM 식물에 관한 안전성 평가 연구의 일환인 포장 시험 연구 결과에 관한 논문은 거의 없는 것으로 조사되었다.

• Plant Biotechnology Reports
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• 제3권4호
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• pp.317-324
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• 2009

The insecticidal toxin gene of Bacillus thuringiensis (Bt) is one of the most commonly used in the development of genetically modified (GM) crops. In this research, we analyzed Bt rice showing lepidopteran pest-resistance. The Bt gene is a synthetic Cry1Ac composed of optimal codons for plants, and the Bt protein is targeted to the chloroplast by a transit peptide. Three Cry1Ac rice events (C103-3, C127-1, and C7-1) were analyzed for molecular characterization. C103-3 contains two copies of T-DNA where the left border (LB) region is truncated. Both C7-1 and C127-1 have a single copy of T-DNA, but a part of the vector backbone DNA is inserted into the genome of C127-1; thus, only C7-1 had intact T-DNA. Progenies of C7-1 crossed with the original cultivar, Nakdong, and double-haploid lines from anther culture of lines crossed with the elite cultivar, Dongjin, were analyzed for T-DNA flanking genomic DNA and genotyping. Results showed that an intact T-DNA region without the vector backbone was inserted into the genome and was stably inherited through generations. The C7-1 homozygous event could be used as breeding material to develop GM rice with pest resistance.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.160-160
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• 2017

Drought stress is a major constraint of crop development and productivity. Plants have evolutionally developed several mechanisms at the molecular, cellular, and physiological levels to overcome drought stress. The basic Leucine zipper (bZIP) transcription factor (TF) family members are starting to be concerned about their roles in drought stress responses. In this study, we functionally characterized OsbZIP66, a rice group-E bZIP TF, to be associated with rice drought tolerance mechanisms. Expression of OsbZIP66 was significantly induced upon treatments of rice plants with drought, high salinity, and ABA. These observations and the fact that the OsbZIP66 promoter contains ten ABA-responsive elements suggest that OsbZIP66 is up-regulated by drought stress in an ABA-dependent manner. Overexpression of both OsbZIP66 in a whole plant body and specifically in roots enhanced drought tolerance of rice plants, indicating that the rice drought tolerance positively correlates with the expression levels of OsbZIP66. Thus, our results demonstrated that OsbZIP66 has a potential for use in biotechnological development of high-yielding rice plants under drought conditions.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제41권3호
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• pp.127-133
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• 2014

Bacillus thuringiensis 균주로부터 분리한 cry3A 유전자는 딱정벌레목 해충에 살충성을 가지고 있어서 효율적으로 딱정벌레목 해충을 방제 할 수 있다고 알려져 있다. 국립농업과학원에서는 cry3A 유전자 형질전환벼를 육성하였고, GMO 포장 생물검정 연구를 통해 벼물바구미에 대한 내충성을 확인하였다. 본 연구에서는 벼물바구미 내충성 벼 4 계통에 대한 도입유전자 특성을 분자생물학적 방법으로 검정하여 유전자의 도입 사본 수와 도입유전자의 염기서열 등의 분석결과를 제시하였다. BT12R1 계통은 염색체 10번의 exon 부위에 도입유전자가 단일 사본으로 삽입되었으며, BT12R2 계통은 두 개의 사본으로 삽입되었고, BT12R3 계통은 LB 인근의 염기서열만 확인되었다. BT12R4 계통의 경우 단일 사본의 도입유전자가 염색체 5번의 24,516,607 ~ 24,516,636 위치에 30개의 염색체 염기서열이 결실된 상태로 삽입되었다. 이 도입위치는 벼의 내재 유전자가 발현하지 않는 intergenic 부위로 판명되었으며, 도입유전자 이외의 벡터 염기서열이 삽입되지 않음을 확인하였다. 이러한 벼물바구미 내충성벼 BT12R4 계통에 대한 분자생물학적 분석 결과는 차후 GM 작물 실용화의 환경 위해성 및 안전성 평가에 대한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.166-166
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• 2017

OsTAT encodes a twin-arginine translocator (TAT) pathway signal protein. It contains a TRANS membrane domain and a chloroplast transit peptide. mRNA transcription profiling of OsTAT1 revealed that it is highly overexpressed in the leaves corroborating reports on its role in chloroplast. Moreover, its level of expression is more pronounced during earlier stages (germination, 3-leaf stage, and maximum tillering) of growth in rice. A lower disease progress curve of bacterial blight is evident in transgenic lines compared with the wild type, Dongjin indicating its involvement in immunity to Xoo. Expression pattern following infection of Xoo strain K2 depicts highest levels at 4 and 8 hour post-inoculation which implies crucial induction of resistance during early response. This study initially reports a new overview on the biological functions of plant's TAT pathway. Further molecular and genetic analyses are underway to provide detailed involvement of OsTAT in disease resistance.

• 식물조직배양학회지
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• 제27권4호
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• pp.339-343
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• 2000

When plants are exposed to subfreezing temperatures ice crystals are forming within extracelluar space in leaves. The growth of ice crystal is closely related to the degree of freezing injury. It was shown that an antifreeze protein binds to an ice nucleator through hydrogen bonds to prevent growth of ice crystal and also reduces freezing damage. The antifreeze proteins in plants are similar to PR proteins but only the PR proteins induced upon cold acclimation were shown to have dual functions in antifreezing as well as antifungal activities. Three of the genes encoded for CLP, GLP, and TLP were isolated from barley and Kentucky bluegrass based on amino acid sequence revealed after purification and low temperature-inducibility as shown in analysis of the protein. The deduced amino acid of the genes cloned showed a signal for secretion into extracellular space where the antifreezing activity sup-posed to work. The western analysis using the antisera raised against the antifreeze proteins showed a positive correlation between the amount of the protein and the level of freeze tolerance among different cultivars of barely. Besides it was revealed that TLP is responsible for a freeze tolerance induced by a treatment of trinexapac ethyl in Kentucky bluegrass. Analysis of an overwintering wild rice, Oryza rufipogon also showed that an acquisition of freeze tolerance relied on accumulation of the protein similar to CLP. The more direct evidence for the role of CLP in freeze tolerance was made with the analysis of the transgenic tobacco showing extracellular accumulation of CLP and enhanced freeze tolerance measured by amount of ion leakage and rate of photosynthetic electron transport upon freezing. These antifreeze proteins genes will be good candidates for transformation into crops such as lettuce and strawberry to develop into the new crops capable of freeze-storage and such as rose and grape to enhance a freeze tolerance for a safe survival during winter.

• 생명과학회지
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• 제15권2호
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• pp.176-181
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• 2005

Calmodulin 유전자의 발현 조절을 연구하기 위해, 벼 calmodulin promoter (RCaM-2)를 분리하여 GUS (report 유전자)에 융합하였다. GUS 활성은 정단조직, 근단 및 관다발 영역과 같은 성장조직에서 높게 발현되었다. 줄기와 페티올의 transverse 절단부위 GUS 활성은 관다발계의 안쪽에 제한되었으며 관다발계의 외부에 위치한 피층과 표피에서는 강하게 발현된 식물에서도 GUS 활성이 나타나지 않았다. GUS 활성은 어린 조직에서 특이적으로 발현되었으며 상처에 의해서 신속하게 증가하였다. RCaM-2 promoter는 세포분열이 왕성한 어린조직이나 생장점에서 강하게 발현되며 mechanical 신호에 의해서 현저히 유도되었다. 이러한 결과는 RCaM-2 유전자의 5'-flanking 영역이 상처에 의해서 유도되는 발현을 조절하는 것으로 추정된다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.163-163
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• 2017

A deletion analysis of the Oryza sativa dihydroflavonol reductase (DFR) promoter defined a 25 bp region (-386 to -362) sufficient to confer pericarp-specific expression of ${\beta}$ -glucuronidase(GUS) reporter gene in transgenic rice. Site-specific mutagenesis of these conserved sequences and subsequent expression analysis in calli which transiently expressed the mutated promoter::GUS gene showed that both bHLH (-386 to -381) and Myb (-368 to -362) binding sites in the DEL3 (-440 to 70) promoter were necessary for complete expression of the GUS gene including the tissue-specific expression of DFR::GUS gene. The GUS gene was expressed well in the mutated Myb (-368 to -362) binding site, but not as strong as in normal condition, implying that the Myb is also necessary to express GUS gene fully. Also, we found the non-epistatic relation between Rc and DFR. There were no changes of expression patterns GUS under the Rc and rc genotypes. Thus, DFR expression might be independent of the presence of functional Rc gene and suggested that Rc and Rd (DFR) share the same pathway controlling the regulation of flavonoid synthesis but not a direct positive transcriptional regulator of DFR gene.