• Journal of Plant Biotechnology
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• 제40권1호
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• pp.18-26
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• 2013

살충성 유전자 mcry1Ac1을 포함하고 있는 해충저항성 유전자변형(GM) 벼 Agb0101이 국내에서 개발되었다. 향후 Agb0101 벼의 환경방출에 따른 모니터링과 이력추적을 위해서는 신뢰성 있는 검출방법의 개발이 필요하다. 따라서, 본 연구에서 해충저항성 GM벼의 사후 안전관리를 위한 정성적 및 정량적 PCR 검정 방법을 개발하였다. 벼 녹말분지효소 유전자 RBE4를 PCR 분석의 내재유전자로 사용하였고, 이의 primer쌍 RBEgh-1/-2는 101bp의 PCR 증폭산물을 형성하였다. 정성 PCR 분석을 위해서 삽입된 T-DNA를 바탕으로 특이 primer를 제작하였고, 이벤트 특이적 검출 primer의 경우 Agb0101의 도입유전자 및 벼 염색체 DNA 사이의 5' 또는 3' 인접염기부위를 정확하게 특이적으로 PCR 증폭하였다. 반면, 대조구인 각종 작물, 국내 벼 품종 및 Agb0101과 동일 형질전환 벡터를 갖는 해충저항성 벼에서는 어떠한 PCR 증폭산물도 형성하지 않았다. 표준물질로써 내재유전자 및 이벤트 특이적 단편으로 제조된 pRBECrR을 이용한 real-time PCR 분석에 의해서 정량한계(LOQ)가 10 copies 농도의 범위인 것으로 확인되었고, 이의 유효성을 검증하기 위하여 상이한 농도의 Agb0101시료(10, 5, 3 및 1%)를 real-time PCR 분석하여 정량검정에 대한 표준편차 및 상대표준편차가 각각 0.06 ~ 0.40 및 3.80 ~ 7.01%의 낮은 범위에 포함되는 것을 확인할 수 있었다. 이들 결과로 본 연구에서 개발된 정성 및 정량 PCR 검정 방법이 해충저항성 GM벼 Agb0101의 모니터링 및 이력추적에 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 본다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
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• pp.193-196
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• 2001

IL-18. formerly known as IGIF(interferon -gamma inducing factor), is structurally IL-l related but functionally IL-12 related pro-inflammatory cytokine. The human IL -18(hIL-lS), like IL-$1{\beta}$, is synthesized as a biologically inactive precursor of 24kDa lacking a signal peptide, and then cleaved into an active mature form by cystein protease IL-$1{\beta}$ converting enzyme (ICE: caspase- 1), We tested if the mature hIL -18 can be expressed and secreted into culture medium by transforming the forming gene construct consisting of a mature hIL-18 gene fused to signal peptide of rice amylase lA. Secondly, we were tested if the pro- IL-18 could be processed into a biologically active form by caspase-l like protease in plant. Cell suspension culture was established from the leaf-derived calli of transgenic tobacco plant. Southern and Northern blot analysis indicated the expression of both pro-hIL-18 and mature hIL-18 plant cells. Western blot analysis introduced the protein products of pro- hIL -18 and mhIL -18 were observed in transigenic cell lines. In addition, the molecular size of recombinant pro-hILl-18 and mhIL-18 were estimated to be 24kDa and 18kDa, respectively. ELISA revealed that the amount of pro- hIL -18 was 1.3ug per gram of fresh weight calli. Moreover, the presence of mhIL-18 was detected in the culture medium and it appeared to be 25ug/L.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제40권1호
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• pp.37-42
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• 2013

본 연구는 종자로부터 유도된 캘러스를 아그로박테리움을 이용해 감염하여 고체배지에서 배양하는 기존의 방법과 달리, 형질전환에 소모되는 노동력과 시간, 비용을 단축하고자 감염과 공동배양, 균제거와 캘러스 선발까지 액체배양을 시도하였다. 성숙 종자로부터 유도된 캘러스를 바로 아그로박테리움으로 감염함으로써 조직배양으로 인한 체세포 변이의 발생을 최소화하고 감염부터 그 후 캘러스선발까지 총 4단계의 시간과 비용을 최소화하였으며, 감염된 캘러스로부터 재분화 시킴으로써 형질전환 식물체를 얻는 방법을 새롭게 수립하였다. 배양과정 중 감염과 공동배양 기간을 3일로 단축시킴으로써 캘러스의 스트레스를 최소화 하였고, PCR 분석을 통해 원하는 목표 유전자가 형질전환체에 안정적으로 도입이 되는 것도 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 종합해 볼 때, 본 실험을 통해 얻어진 새로운 액체배양 방법은 우수한 농업적 형질을 가진 벼 품종 개발시 효율적으로 이용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 현장농수산연구지
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• 제25권4호
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• pp.138-147
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• 2024

본 연구는 국내 밀 43 품종에 대한 A. tumefaciens 형질 전환 효율을 검정하기 위해 GUS staining 분석을 수행한 것으로서 대부분의 밀 형질전환 연구가 특정 품종에 국한되어 있기 때문에 국내 장려 밀 품종에 대한 형질전환 효율에 영향을 미치는 조건에 대한 검정이 필요하다. 국내 밀 품종 중 32개에서 1개 이상의 조직에 염색된 신호가 관찰되었으며 4개 품종에서는 염색된 신호가 관찰되지 않았고 6개 품종에서 과도한 A. tumefaciens 성장이 관찰되었고, 7개 품종은 미성숙배의 크기 등의 이유로 GUS staining 분석이 불가능하여 추가 분석에서 제외하였다. 국내 밀 품종별 A. tumefaciens 감염 효율 비교 결과, 백립계 8개 품종 및 적립계 28개 품종에서는 평균적으로 유의한 차이가 없었다. 특히 조농밀, 조품밀, 새올밀, 조중밀, 새금강밀 등 적립계 품종에서 90% 이상의 높은 감염 효율이 관찰되었고, 전체 품종 중 22개는 50% 이상의 효율을 나타내었다. 본 연구를 통하여 조농밀 및 새올밀은 미성숙배에서 전체 조직에서 강한 GUS 발현으로 형질전환에 적합한 품종으로 나타났으며 금강 품종은 백립계에서 상대적으로 높은 발현을 보여 A. tumefaciens을 이용한 형질전환에 적합한 것으로 확인되었다. 추가적인 연구를 통해 품종의 조직배양 효율을 검정하고, 안정적인 GUS 발현 효율을 조사하는 것이 필요하며, 이를 통해 밀 형질전환에 이용 가능한 품종을 더욱 정밀하게 선발할 수 있을 것으로 판단된다. 해당 연구 결과는 국내 밀품종의 형질전환 효율을 높이기 위한 기초 자료로 활용 가능할 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제35권3호
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• pp.177-183
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• 2008

본 연구는 동진벼 유래의 Ac/Ds 삽입변이집단의 GUS 분석을 통하여 뿌리 및 미숙종자에서 강하게 GUS가 발현한 개체를 선발하여 FST(flanking sequence tag) 분석 한 결과 Ds 전이 인자가 3번 염색체 zinc finger RING-H2 관련 Oszinc626 유전자의 첫 번째 exon 부위에 single copy로 삽입되어 있었으며, 선발변이체는 뿌리 및 종자 발달이 정상인 동진벼에 비해 매우 낮은 것으로 나타났다. Oszinc626 유전자는 RING-H2 type(C3-H2-C3)으로 $Cys-X_2-Cys-X_{28}-Cys-X-His-X_2-His-X_2-Cys-X_{14}-Cys-X_2-Cys$ 배열이 C-terminus 가장 말단에 위치하며, 49 kDa의 분자량을 가지고 있다. 또한 Southern blot 분석에서 Oszinc626 유전자는 벼 게놈상에 single copy로 존재하였다. RT-PCR을 통한 돌연변이 유전자의 발현분석 결과 250 mM의 염과, $4^{\circ}C$ 저온등과 같은abiotic stress에 의해 발현이 증가함을 보였고, 호르몬처리에 있어서 ABA와 IAA의 식물호르몬을 처리했을 경우 24시간까지 계속해서 발현양이 증가하는 것을 보이는 반면, 2,4-D 처리의 경우 30분 후에 발현이 일시적으로 증가되었으나 이후 발현이 급속히 감소한 것을 보였다. 벼의 조직 별 발현 검정에서 미성숙한 종자, 뿌리 분열조직 및 신초 등 주로 생장점 부위에서 강하게 발현되는 것을 보임에 따라 Oszinc626 유전자의 경우 식물의 생장에 관여하는 주동 유전자의 하나로 판단된다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.98-98
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• 2017

Leaf senescence is the process of aging in plants. Chlorophyll degradation during leaf senescence has the important role translocating nutrients from leaves to storage organs. The functional stay-green with slow leaf yellowing and photosynthesis activity maintenance has been considered one of strategy for increasing crop productivity. Here, we have identified two QTLs on chromosome 9 and 10 for leaf senescence with chlorophyll content of RIL population derived from a cross between Hanareum 2, early leaf senescence Indica-type variety, and Unkwang, delayed leaf senescence Japonica variety. Among these QTLs, we chose qPLS1 QTL on chromosome 9 for further study. qPLS1 was found to explain 14.4% of the total phenotypic variation with 11.2 of LOD score. Through fine-mapping approach, qPLS1 QTL locus was narrowed down to about 25kb in the marker interval between In/del-4-7-9 and In/del-5-9-4. There are 3 genes existed within 25kb of qPLS1 locus: LOC_Os09g36200, LOC_Os09g36210, and LOC_Os09g36220. Among these genes, transcript level of LOC_Os09g36200 was increased during the leaf senescence stage and the expression level of LOC_Os09g36200 in Indica was higher than in Japonica. Finally, we chose LOC_Os09g36200 as candidate gene and renamed it as OsPLS1-In and OsPLS1-Jp from Indica- and Japonica-type rice, respectively. OsPLS1-In and OsPLS1-Jp overexpressing transgenic plants showed both early leaf senescence phenotype. These results indicate that OsPLS1 functions in chlorophyll degradation and the difference of expression level of OsPLS1 cause the difference of leaf senescence between Indica and Japonica in rice.

• 농약과학회지
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• 제7권2호
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• pp.108-116
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• 2003

새로운 quinclorac계 제초성 화합물을 탐색하기 위하여 기질 화합물로 3-phenyl-5-(3,7-dichloro-8-quinolinyl)-1,2,4-oxadiazole 유도체들의 벼 (Ory)와 논피(Ech) 줄기 및 뿌리에 대한 생장 저해활성에 관한 비교 분자장 분석 (CoMFA)과 분자 홀로그램 구조-활성관계 (HQSAR) 를 분석하였다. 두 초종의 부위 별 생장 저해 활성에 대한 PLS 계산에 따른 교차 확인된 예측성$(q^2)$과 Pearson 상관계수$(r^2)$를 비교한 바, HQSAR 모델이 CoMFA 모델보다 양호한 결과를 나타내었다. 논피에 대한 선택성 조건은 입체적으로 큰 치환기로서 phenyl 고리상에 양하전을 생성하는 전자 끌게가 도입되어야 할 것으로 판단되었으며 2,6-dichloro, U5 및 2,4,6-trichloro-치환제, U6(${\Delta}pI_{50}$=CoMFA: 1.18 및 HQSAR: 1.82) 등은 두 초종에 대하여 선택성과 고활성이 예측되는 화합물이었다.

• 한국육종학회지
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• 제50권4호
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• pp.406-414
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• 2018

본 연구는 토양 세균인 B. thuringiensis에서 유래한 해충저항성 유전자(cry1Ac)를 일미벼에 도입시킴으로써 혹명나방(Cnaphalocrocis medinalis)에 대하여 살충성을 나타내는 해충저항성 Bt벼(Bt-T)의 환경위해성 평가에 대한 프로토콜 및 가이드라인을 개발하고자 수행하였다. 경북대학교 군위 LMO 격리포장에서 2년간 해충저항성 Bt벼(Bt-T)와 모품종인 동진벼 및 재배 품종인 일미벼를 재배하고, 혹명나방 등 표적곤충을 제외한 곤충류와 거미류가 포함한 다양성을 조사를 2016년과 2017년에 수행하였다. 조사기간 동안 채집된 개체들은 벼에 대한 기능별로 해충군, 천적군, 기타 곤충군으로 크게 구분하여 동정 계수하였으며, 2년간 총 11목 51과 9,552개체가 채집되었다. 해충저항성 Bt벼(Bt-T), 동진벼 및 일미벼에서 각각 3,042, 3,213, 3,297개체가 채집되었다. 조사된 개체군의 해충군, 천적군, 기타 곤충의 발생량은 해충군에서 노린목을 제외하고 해충저항성 Bt벼(Bt-T)과 모품종인 동진벼와 재배품종인 일미벼 품종 간의 각 분류군별 발생에서 통계적인 유의차가 없었으며, 시기별 곤충 발생 양상에서도 통계적인 유의적 차이를 보이지 않았다. 2년간의 곤충상 데이터를 주성분 분석법으로 분석한 결과, 2016년과 2017년 각각에서 동일하게 해충저항성 Bt벼(Bt-T)와 동진벼 및 일미벼 품종간의 곤충상 차이를 보이지 않았으나, 재배 시기에 따라 확연한 차이가 있음을 확인하였다. 유전자 변형에 의한 품종간의 차이 보다는 작물의 재배시기에 따라 곤충상 변화에 큰 영향을 끼치는 요인임을 새롭게 확인 할 수 있었다.

• Molecules and Cells
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• 제28권2호
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• pp.105-109
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• 2009

We reported previously that overexpression of a salicylic acid (SA) methyltransferase1 gene from rice (OsBSMT1) or a SA glucosyltransferase1 gene from Arabidopsis thaliana (AtSAGT1) leads to increased susceptibility to Pseudomonas syringae due to reduced SA levels. To further examine their roles in the defense responses, we assayed the transcript levels of AtBSMT1 or AtSAGT1 in plants with altered levels of SA and/or other defense components. These data showed that AtSAGT1 expression is regulated partially by SA, or nonexpressor of pathogenesis related protein1, whereas AtBSMT1 expression was induced in SA-deficient mutant plants. In addition, we produced the transgenic Arabidopsis plants with RNAi-mediated inhibition of AtSAGT1 and isolated a null mutant of AtBSMT1, and then analyzed their phenotypes. A T-DNA insertion mutation in the AtBSMT1 resulted in reduced methyl salicylate (MeSA) levels upon P. syringae infection. However, accumulation of SA and glucosyl SA was similar in both the atbsmt1 and wild-type plants, indicating the presence of another SA methyltransferase or an alternative pathway for MeSA production. The AtSAGT1-RNAi line exhibited no altered phenotypes upon pathogen infection, compared to wild-type plants, suggesting that (an)other SA glucosyltransferase(s) in Arabidopsis plants may be important for the pathogenesis of P. syringae.

• 식물조직배양학회지
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• 제28권5호
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• pp.289-296
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• 2001

유전공학 기술은 지금까지 발전 유지하여 온 전통 육종기술의 약점을 보완하고 연계할 때만이 무한한 잠재력을 발휘할 수 있기 때문에 농업생산에서 새로운 전기를 마련할 수 있는 품종개발을 전제로 연구 방향을 설정하는 것이 바람직하다. 따라서 우리나라의 품종 보급의 양대 축인 정부 주도의 식량작물 육종사업과 개인 종묘회사가 주도하는 원예작물 육종사업에 필요한 유전공학연구를 수행해야 할 것이며 철저한 현황파악과 성공가능성을 세계 경쟁의 입장에서 분석하여 연구의 우선 순위를 정하고 집중적인 인력 양성과 연구투자를 지속하여야 결실을 얻을 것으로 본다. 유전공학연구의 기본 방향으로는 실용화 촉진을 위한 연구와 원천기술확보를 위한 기초 연구로 대별하여 농가 또는 작물 육종기관에 필요한 연구는 농림부에서 주관하고 원천 기술 확보를 위한 기초연구는 과학기술부에서 주도하여 구체적이고 실현 가능한 정책을 수립 추진하여야 할 것이다. 구체적으로 실용화 촉진연구는 전통 육종 기술의 목표인 획기적 수량증대, 작물의 재배안정성 향상 및 품질 개량범주에 속하는 유전자 전환작물 개발 및 생리활성물질 생산 작물의 개발로 볼 수 있으며 기초 연구로서는 각 작물의 유전체 연구개발과제라고 생각된다. 이미 선진국에서는 몬산토 등 대기업을 중심으로 대두, 옥수수, 감자, 유채 등 주요 작물에서 제초제 저항성, 내충성, 내병성 등 유전자 전환작물을 상용화하여 농업 생산비를 절감하고 수량성을 향상시키는 등 기술 부가가치를 높이고 있으며, 이들 수확물을 수출하거나 또는 종자로 수출하여 농업의 상업화와 국제화를 추진하고 있는 동시에 지적소유권을 선점하고 그 기술까지 수출하고 있는 실정이다. 국내에서도 유전공학 연구가 어느 정도 수행되어 벼를 비롯한 주요 농작물의 형질 전환 기술이 정립되었고 다양한 소재로부터 개발된 신기능성 형질전환작물이 개발되고 있으나 아직은 농가 및 농장에 보급되지 못하고 연구소나 대학 실험포장에 격리 실험을 실시 중에 있다. 또한 기초 연구인 유전체 연구로 국, 공립연구소 및 대학 실험실에서 벼, 배추, 고추 등 일부 작물에서 산발적으로 시작되어 유전자 지도 작성 및 유용 유전자 개발 등 필수적인 연구를 시작하고 있으나 연구비와 인력 부족으로 국제 경쟁력을 갖추지 못하고 있다. 그러므로 앞으로의 과제는 연구 중에 있는 과제들을 보다 활성화하여 연구결과를 조속히 얻도록 노력해야 하며 새로 시작하는 과제는 연구기관의 능력과 연구 후의 실용화를 촉진할 수 있도록 일괄 system 확립을 전제로 하는 협동연구체제로 수행하는 것이 바람직하다. 그 동안 식량작물의 종자개량 및 보급사업은 정부주도로 국공립 연구소를 중심으로 수행되어 왔으나 앞으로는 민영화 및 기업화를 촉진하는 정책을 추진하여야 외국의 종자회사 또는 농업 생산자와 경쟁할 수 있는 농기업 체제가 탄생될 것이다. 또한 국공립 연구 기관은 대학 및 개인회사연구소의 농업 연구를 지원하는 Infra system 확충을 목표로 연구 방향을 수정해야 할 것이며 유전 자원 연구, 작물 유전체 연구 등 직접적으로 수익성이 없는 기초적 연구에 치중하여 나라 전체의 연구 수준을 향상시키도록 노력해야 21세기에 농업에서 국제 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 보여진다.