• 생명과학회지
• /
• 제26권10호
• /
• pp.1121-1129
• /
• 2016

밀의 고분자 글루테닌 서브유닛[high molecular-weight glutenin subunit (HMW-GS)]은 밀가루의 성질을 결정하는데 가장 중요한 요소이며 가공적성을 나타내는데 중요한 역할을 수행한다. 우리는 Agrobacterium 동시 형질전환법을 이용하여 한국 밀 품종인 ‘조경’으로부터 밀 HMW-GS을 암호화하는 TaGlu-Ax1 유전자를 가지는 marker-free 형질전환 벼를 생산하였다. TaGlu-Ax1 유전자의 종자 특이적 발현을 위하여 밀에서 존재하는 TaGlu-Bx7 유전자의 자체 프로모터를 벡터 내에 삽입하였다. 동시 접종을 위해서 오직 TaGlu-Ax1 유전자와 hygromycin phosphotransferase II (HPTII) 저항성 유전자만으로 구성된 두 종류의 발현 카세트를 독립적으로 Agrobacterium EHA105에 도입하였고, TaGlu-Ax1와 HPTII가 도입된 각각의 EHA105 Agrobacterium을 3:1 비율로 혼합하여 벼 캘러스에 접종하였다. 210개의 HPTII 저항성 형질전환체 중에서 벼 게놈에 TaGlu-Ax1과 HPTII가 모두 삽입된 20개의 형질전환 라인을 획득하였다. TaGlu-Ax1와 HPTII가 벼 게놈에 도입된 것을 Southern blot을 통해서 다시 확인하였다. 형질전환 벼 T₁ 세대의 종자에서 밀 TaGlu-Ax1 유전자가 전사와 번역되어 오직 TaGlu-Ax1만을 가지는 marker-free 식물체를 T₁세대에서 성공적으로 선발할 수 있었다. TaGlu-Ax1 유전자가 발현되는 marker-free 형질전환 식물체는 야생형(wild type)과의 표현형 차이는 없었다. 형질전환 벼의 쌀가루의 제빵적성을 비교하였을 때 TaGlu-Ax1 유전자만이 발현되어서는 제빵적성이 더 나아지지 않았다. 그러므로 더 많은 밀 고분자 및 저분자 글루테닌, 글리아딘의 유전자의 집적과 조합이 쌀가루 가공적성을 증진시키는데 필요하다. 결론적으로 TaGlu-Ax1 marker-free 형질전환 벼는 쌀가루 가공적성을 증진시키는데 좋은 재료로 사용될 것이다.

• Plant Biotechnology Reports
• /
• 제4권3호
• /
• pp.213-222
• /
• 2010

Within their natural habitat, crops are often subjected to drought and heat stress, which suppress crop growth and decrease crop production. Causing overaccumulation of glycinebetaine (GB) has been used to enhance the crop yield under stress. Here, we investigated the response of wheat (Triticum aestivum L.) photosynthesis to drought, heat stress and their combination with a transgenic wheat line (T6) overaccumulating GB and its wild-type (WT) Shi4185. Drought stress (DS) was imposed by controlling irrigation until the relative water content (RWC) of the flag leaves decreased to between 78 and 82%. Heat stress (HS) was applied by exposing wheat plants to $40^{\circ}C$ for 4 h. A combination of drought and heat stress was applied by subjecting the drought-stressed plants to a heat stress as above. The results indicated that all stresses decreased photosynthesis, but the combination of drought and heat stress exacerbated the negative effects on photosynthesis more than exposure to drought or heat stress alone. Drought stress decreased the transpiration rate (Tr), stomatal conductance (Gs) and intercellular $CO_2$ concentration (Ci), while heat stress increased all of these; the deprivation of water was greater under drought stress than heat stress, but heat stress decreased the antioxidant enzyme activity to a greater extent. Overaccumulated GB could alleviate the decrease of photosynthesis caused by all stresses tested. These suggest that GB induces an increase of osmotic adjustments for drought tolerance, while its improvement of the antioxidative defense system including antioxidative enzymes and antioxidants may be more important for heat tolerance.

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

• 생명과학회지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.618-625
• /
• 2014

쌀가루는 많은 식품 가공에 이용된다. 그러나 밀가루 반죽이 빵과 면을 포함한 많은 식품 가공 제품에 적합한 반면에, 쌀로 만든 반죽은 신장성과 탄력성이 부족하다. 고분자 글루테닌 서브유닛(HMW-GS)은 밀의 가공 적성을 결정하는데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서, 우리는 아그로박테리움(Agrobacterium) 동시 형질전환법을 이용하여 한국 밀 품종인 '조경'으로부터 HMW-GS를 암호화하는 밀 Glu-1Dy10 유전자를 발현하는 marker-free 형질전환 벼 식물체를 개발하였다. 오직 Glu-1Dy10 유전자와 HPTII (hygromycin phosphotransferase II) 저항성 유전자만을 포함하는 분리된 DNA 조각들로 구성된 두 가지 발현 카셋트(cassettes)를 독립적으로 아그로박테리움(Agrobacterium) EHA105 에 도입하였다. Glu-1Dy10 또는 HPTII를 함유하는 EHA105 를 각각 3:1 비율로 벼 캘러스에 접종하였다. 290개의 하이그로마이신(hygromycin) 저항성 $T_0$ 식물체 중에서 우리는 벼 게놈에 Glu-1Dy10과 HPTII 유전자가 모두 삽입된 29개의 형질전환 라인을 획득하였다. 우리는 Glu-1Dy10 유전자가 벼 게놈 내로 도입된 것을 Southern blot 분석을 통해 다시 확인하였다. 형질전환 벼 종자에서 Glu-1Dy10의 전사(Transcripts)와 단백질을 semi-quantitative RT-PCR과 Western blot 분석을 통해서 확인하였다. 최종적으로, 오직 Glu-1Dy10 유전자를 갖는 marker-free 식물체를 $T_1$ 세대에서 성공적으로 선발할 수 있었다.

• 생명과학회지
• /
• 제23권11호
• /
• pp.1317-1324
• /
• 2013

고분자 글루테닌 서버유닛(high molecular-weight glutenin subunit, HMW-GS)은 밀의 가공적성을 결정하는데 중요한 역할을 수행한다. 우리는 Agrobacterium 동시 형질전환법을 이용하여 한국 밀 품종인 '조경'으로부터 밀 HMW-GS을 암호화하는 Glu-1Bx7 유전자를 가지는 marker-free 형질전환 벼를 생산하였다. Glu-1Bx7 유전자의 종자 특이적 발현을 위하여 밀 Glu-1Bx7 유전자 자체 프로모터를 벡터 내에 삽입하였다. 동시 접종을 위해서 오직 Glu-1Bx7 유전자와 hygromycin phosphotransferase II (HPTII) 저항성 유전자만으로 구성된 두 종류의 발현 카셋트를 독립적으로 Agrobacterium EHA105에 도입하였고, Glu-1Bx7와 HPTII가 도입된 각각의 EHA105 Agrobacterium 을 3:1 비율로 혼합하여 벼 캘러스에 접종하였다. 216개의 HPTII 저항성 형질전환체 중에서 벼 게놈에 Glu-1Bx7과 HPTII가 모두 삽입된 24개의 형질전환 라인을 획득하였다. Glu-1Bx7와 HPTII가 벼 게놈에 도입된 것을 Southern blot을 통해서 다시 확인하였다. 형질전환 벼 $T_1$ 세대의 종자에서 밀 Glu-1Bx7 유전자가 전사와 번역되어 오직 Glu-1Bx7만을 가지는 marker-free 식물체를 $T_1$ 세대에서 성공적으로 선발할 수 있었다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
• /
• 제16권12호
• /
• pp.1732-1737
• /
• 2003

An experiment was conducted to investigate the effect of feeding transgenic cottonseed (Bt.) vis-a-vis non-transgenic (non-Bt.) cottonseed on blood biochemical constituents in lactating Murrah buffaloes. Twenty Murrah buffaloes in mid-lactation were divided into 2 groups of 10 each. Animals of group I were fed with 39.5% non-transgenic cottonseed in concentrate mixture while the same percentage of transgenic (Bt.) cottonseed was included in the concentrate mixture fed to the animals of group II. Animals of both groups were fed with concentrate mixture to support their milk production requirements. Each buffalo was also offered 20 kg mixed green fodder (oats and berseem) and wheat straw ad libitum. The experimental feeding trial lasted for 35 days. There was no significant difference in the dry matter intake between the two groups of buffaloes. All the buffaloes gained body weight, however, the differences were non significant. Total erythrocyte count, hemoglobin content and packed cell volume were $9.27{\pm}0.70${\times}10^6/{\mu}l$, $13.01{\pm}0.60gdl$ and $34.87{\pm}1.47%$, respectively in group I with the corresponding figures of $8.88{\pm}0.33$, $12.99{\pm}0.52$ and $31.08{\pm}1.52$ in group II. The values of total erythrocyte count, haemoglobin content and packed cell volume did not differ significantly between the two groups of buffaloes. The concentration of plasma glucose, serum total proteins, albumin, globulin, triglycerides and high density lipoprotein were non significantly higher in buffaloes fed non-transgenic cottonseed than in buffaloes fed transgenic cottonseed. The cholesterol concentration was significantly (p<0.01) higher in buffaloes of group I ($136.84{\pm}8.40mg/dl$) than in buffaloes of group II ($105.20{\pm}1.85mg/dl$). The serum alkaline phosphotase, glutamic-oxaloacetate transaminase and glutamic-pyruate transaminase activities did not differ significantly between two groups of buffaloes. However, serum glutamic-pyruate transaminase activity was considerably high in buffaloes fed nontransgenic cottonseed as compared to buffaloes fed transgenic cottonseed. Bt. proteins in serum samples of animals of group II were not detected after 35 days of feeding trial. It was concluded that transgenic cottonseed and non-transgenic cottonseed have similar nutritional value without any adverse effects on health status of buffaloes as assessed from haematobiochemical constituents.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제48권4호
• /
• pp.246-254
• /
• 2021

Environmental stresses are estimated to have reduced global crop yields of wheat by 5.5%. However, traditional approaches for the transfer of resistance to these stresses in wheat plants have yielded limited results. In this regard, genetic transformation has undoubtedly opened up new avenues to overcome crop losses due to various abiotic stresses. Particle bombardment has been successfully employed for obtaining transgenic wheat. However, most of these procedures employ immature embryos, which are not available throughout the year. Therefore, the present investigation utilized mature seeds as the starting material and used the calli raised from three Moroccan durum wheat varieties as the target tissue for genetic transformation by the biolistic approach. The pANIC-5E plasmid containing the SINA gene for drought and salinity tolerance was used for genetic transformation. To enhance the regeneration capacity and transformation efficiency of the tested genotypes, the study compared the effect of copper supplementation in the induction medium (up to 5 μM) with the standard MS medium. The results show that the genotypes displayed different sensitivities to CuSO₄, indicating that the transformation efficiency was highly genotype-dependent. The integration of transgenes in the T₀ transformants was demonstrated by polymerase chain reaction (PCR) analysis of the obtained resistant plantlets with primers specific to the SINA gene. Among the three genotypes studied, 'Isly' showed the highest efficiency of 9.75%, followed by 'Amria' with 1.25% and 'Chaoui' with 1%.

• 한국작물학회:학술대회논문집
• /
• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
• /
• pp.189-189
• /
• 2022

Soil salinity negatively affects plant growth, productivity, and metabolism. Rice is known to have more sensitive phenotypes than other cereal crops, such as wheat, sorghum, and barley. We characterized the molecular function of rice C3HC4 as a really interesting new gene (RING). Oryza sativa RING finger protein H2-3 (OsRFPH2-3) was highly expressed in 100 mM NaCl. To identify the localization of OsRFPH2-3, we fused vectors that include C-terminal GFP protein (35S;;OsRFPH2-3-GFP). OsRFPH2-3 was expressed in the nucleus in rice protoplasts. An in vitro ubiquitin assay demonstrated that OsRFPH2-3 possessed E3-ubiquitin ligase activity. However, the mutated OsRFPH2-3 were not possessed any E3-ubiquitin ligase activity. Under normal conditions, there is no significant phenotypic difference between transgenic plants and WT plants. However, OsRFPH2-3-overexpressing plants exhibited higher fresh weight and length under saline conditions. Also, transgenic plants maintain higher chlorophyll, proline, and soluble sugar contents and lower H₂O₂ and MDA contents than the wild type; these results support transgenic plants with enhanced salinity tolerance phenotypes.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제3권2호
• /
• pp.67-81
• /
• 2001

Traditionally, genetic variability is generated by an extensive crossing program, which is complemented by strict selection to identify useful new recombinants. Plant biotechnology offers many opportunities for breeders to solve certain breeding problems at the molecular level. The tissue culture methodology and the genetic modification of economically important monocotyledons have undergone a revolution in the last decade. As the production of transgenic plants is a complex procedure, including the uptake of DNA molecules into the cells, the integration of foreign nucleotide sequences into the host genomic DNA and the expression of new genes in a controlled way, and as there are still many unsolved questions, further development is necessary. The methodology opens up the possibility of introducing novel genes that may induce resistance to diseases and abiotic stresses, allow the modification of dough quality and the dietetic quality of proteins, and increase the levels of micronutrients such as iron, zinc, and vitamins. In the present review, the authors would like to summarise the most important advances in wheat transformation.

• 생명과학회지
• /
• 제22권9호
• /
• pp.1152-1158
• /
• 2012

작물의 수확량이나 병 저항성을 증가시키는 형질전환 식물체 개발은 세계 식량 부족을 해결하는 좋은 방법이다. 하지만 항생제나 제초제의 사용은 형질전환 작물의 안전에 대해서 일반 사람들의 심각한 우려를 초래한다. 본 연구에서는, 아그로박테리움을 이용한 동시 형질전환 방법을 이용하여 한국의 밀 재배종인 '조경밀'의 유전자인, 고분자 글루테닌 서브유닛[high molecular-weight glutenin subunit (HMW-GS)] $D{\times}5$가 삽입된 마커프리 형질전환벼를 개발하였다. 각각 $D{\times}5$ 유전자와 하이그로마이신(HPTII) 저항성 유전자만으로 구성된 두 종류의 발현 카셋트(Two expression cassettes)를 독립적으로 아그로박테리움 EHA105에 도입하였고, $D{\times}5$와 HPTII가 도입된 각각의 EHA105 아그로박테리움을 3:1 비율로 혼합하여 벼 캘러스에 접종하였다. 66개의 HPTII 저항성 형질전환체 중에서 벼 게놈에 $D{\times}5$와 HPTII가 모두 삽입된 2개의 형질전환 라인을 획득하였다. $D{\times}5$와 HPTII가 벼 게놈에 도입된 것을 Southern blot을 통해서 다시 확인하였다. 또한, semi-quantitative RT-PCR을 통해 형질전환벼 $T_1$ 세대 종자의 밀 $D{\times}5$ 전사여부를 확인하였고 결국, $D{\times}5$ 유전자만을 가지는 마커프리 형질전환벼를 $T_1$ 세대에서 선발할 수 있었다. 본 연구 결과는 두 종류의 발현 카셋트를 사용한 아그로박테리움 동시 접종 시스템이 마커프리 형질전환벼를 생산하기 위한 효과적인 전략이 될 수 있음을 보여준다.