• 생명과학회지
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• 제22권10호
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• pp.1359-1370
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• 2012

애기장대에서 AtERF71/HRE2는 핵에서 전사인자로 작용하여 하위 유전자의 발현을 증가시키는 역할을 수행함으로써 저산소와 삼투 스트레스 반응에 관여할 것으로 여겨지는 유전자이다. 본 연구에서는 AtERF71/HRE2에 의해 직, 간접적으로 발현이 조절되는 하위 유전자를 알아보기 위해 AtERF71/HRE2 과발현체를 대상으로 마이크로어레이 실험을 수행하였다. 야생형에 비해 AtERF71/HRE2 과발현체에서 발현이 2배 이상 증가한 기능이 알려진 유전자는 AtERF71/HRE2 자신을 제외하고 161개였다. 161개 유전자 중 전사인자와 DNA-결합 단백질 등과 같은 전사조절자가 24개로 확인되어, AtERF71/HRE2는 하위 전사조절 유전자의 발현 조절을 통해 더 많은 유전자의 발현을 조절하는 상위 전사인자로서의 기능을 가질 것으로 추정되었다. 161개 유전자 중 15개 유전자를 대상으로 RT-PCR을 수행하여 마이크로어레이 결과의 신뢰성을 검증하였다. Genevestigator 데이터베이스 분석 결과, 161개 유전자 중 51개 유전자는 저산소 및 삼투 스트레스에 의해 발현이 증가하는 것으로 확인되었다. RT-PCR 분석 결과 AtERF71/HRE2 과발현체에서 발현이 증가한 15개 유전자 중 3개 유전자가 저산소에 의해 발현이 증가하였고, 다른 3개 유전자가 삼투 스트레스에 의해 발현이 증가하였으며, 이러한 결과는 이들 유전자가 AtERF71/HRE2에 의해 매개되는 저산소 또는 고염 스트레스 신호전달의 하위 유전자일 수 있음을 의미한다. 또한 본 연구의 마이크로어레이 분석 결과는 AtERF71/HRE2가 저산소 및 삼투 스트레스 반응뿐만 아니라 다른 환경 스트레스 반응과 식물 발달 조절에도 관여할 수 있음을 시사한다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제35권3호
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• pp.169-176
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• 2008

SA는 천연 페놀 화합물로써 식물체가 생성하는 호르몬 중의 하나이다. SA는 특히 병저항성, 생물학적, 비생물학적 스트레스로 인해 합성이 촉진되며 식물 방어 기작을 일으킨다고 알려져 있다. 식물의 방어 기작은 바로 식물에서 얻어지는 생산량에 영향을 미치기 때문에 SA에 대한 연구가 많이 되어져 왔다. 하지만 SA를 이해하기에는 아직까지 많은 연구가 필요 되어 지고 있다. 따라서 본 연구는 애기장대에서 SA 생합성하는데 중요한 효소인 SID2가 병저항성이 강한 siz1-2 돌연변이체와 야생형에서 어떠한 조절의 차이를 보이는 지를 SID2 promoter에 의해서 조절되는 GUS와 LUC를 가진 각각의 형질전환 식물체를 통하여 관찰하였다. GUS의 발현을 GUS histochemical assay, GUS enzyme assay 그리고 LUC의 발현을 CCD 카메라를 이용한 이미지 촬영과 Luciferase enzyme assay 수행한 결과, siz1-2를 사용한 형질전환 식물체에서 야생형에 비해 발현이 높게 일어났다. 이것을 바탕으로 SA에 반응하는 유전자들의 발현이 siz1-2 돌연변이체에서는 높은 이유가 SID2의 발현이 높게 조절 받기 때문이라는 것을 SID2 promoter:GUS::LUC/siz1-2 형질전환 식물체를 통해 알 수 있었다.

• 한국작물학회지
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• 제65권3호
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• pp.214-221
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• 2020

본 연구에서는 간척지와 같은 염류집적 토양에서 재배가 가능한 사료용 벼 품종 개발을 위해 자포니카 우량품종 목양과 내염성 인디카 품종 IR64-Saltol 교배 계통으로부터 기내 선발 방법과 분자마커 분석을 통해 내염성 증진 계통을 선발하였고, 연구결과는 다음과 같다. 1. 목양과 IR64-Saltol 품종에 다양한 농도의 NaCl을 처리하여 신초 길이, 근장 및 생체중의 변화를 분석한 결과, 목양은 IR64-Saltol과 비교하여 50 mM NaCl 농도에서 신초 길이, 근장 및 생체중이 심한 생육 저해를 보였다. 2. 목양과 IR64-Saltol 교배 54계통 224개체를 이용하여 기내 선발 방법을 통해 50 mM NaCl 처리 후 목양 대비 신초 길이, 근장 및 생체중이 양호한 5계통(767883, 767885, 767949, 767986, 767989)을 선발하였다. 3. 내염성 관련 양적형질인 Saltol QTL의 유래를 확인하기 위한 분자마커 분석 결과와 표현형 결과를 비교하여 IR64-Saltol에서 유래된 Saltol QTL이 이입된 계통들은 목양 유래 Saltol QTL이 혼재된 계통들과 비교하여 염 스트레스 시 신초 길이, 근장 및 생체중이 양호함을 확인하였고, 따라서 IR64-Saltol 유래 Saltol QTL의 이입이 내염성을 증진시킨 것으로 판단된다. 4. 내염성 관련 핵심 유전자인 SKC1 발현은 염 처리 후 목양 대비 선발된 5계통 모두에서 높은 발현양을 보이나 목양 유래 QTL이 혼재된 2계통보다 IR64-Saltol QTL만 전이된 3계통에서 보다 높은 발현양을 보였다. 이러한 SKC1의 발현 양상이 선발된 계통들의 내염성에 관여할 것으로 판단된다. 5. 이상의 결과 기내 선발과 분자마커 분석을 통해 선발한 내염성 계통은 간척지와 같은 불량한 환경에서 작물 재배 및 생산이 가능한 내염성 품종 개발의 육종 소재로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제44권2호
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• pp.149-155
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• 2017

벼는 중요한 식량작물이며 지속적으로 벼흰잎마름병균, 도열병균, 잎집무늬마름병균, 바이러스 등 여러 병원균에 의해 수확량이 영향을 받고 있다. 이들 중 Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo)에 의해 유발되는 벼흰잎마름병은 세계 벼 재배지역에 발병하여 막대한 피해를 주고 있어 문제가 되고 있다. 따라서 생물적/비생물적 스트레스 저항성에 관여한다고 알려져 있는 식물 특이 전사인자 중의 하나인 NAC(NAM, ATAF, and CUC) 전사인자를 이용하여 벼의 벼흰잎마름병에 대한 저항성을 증진시키고자 하였다. 본 연구에서는 벼에서 NAC 전사인자 중 하나인 OsNAC58 유전자를 분리해 냈으며 아미노산 서열을 바탕으로 분석해 본 결과이 유전자는 5개의 NAC전사인자 group 중에서도 stress와 많은 관련이 있다고 알려진 group III에 속하였다. 또한 세포 내 위치를 확인하기 위해 GFP와 융합한 단백질을 이용해 조사해 본 세포 내에서도 핵에 위치하는 것으로 조사되었다. OsNAC58 유전자의 생물학적 기능 분석을 위해 이 유전자를 과발현시킨 벼 형질전환체를 만들었다. 동진벼를 기준으로 보다 발현이 높은 13개 계통을 선발하였으며, 이들 계통에 벼흰잎마름병균을 접종하여 병저항성을 검정한 결과 동진벼에 비해 벼흰잎마름병에 대한 저항성이 크게 증대함을 보였다. 이것은 벼의 OsNAC58 유전자가 벼흰잎마름병균 침입 시 숙주인 벼 핵 내에서 벼의 병저항성 기작을 조절하여 나타난 결과로 추정된다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.240-240
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• 2017

Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) is one of the ancient crops cultivated in the Andes region at an altitude of 3,500-4000m in Chile and Bolivia from 5000 BC. It contains a large amount of protein, minerals and vitamins in comparison with other crops. The cultivation area has been increasing worldwide because of its excellent resistance to various abiotic stress such as salinity, drought and low temperature. ${\gamma}$-Ray radiation of high dose is often used as a tool to induce mutations in plant breeding, but it has a deleterious effect on organisms. However, the radiation may have a positive stimulatory effect of 'hormesis' in the low dose range. This experiment was carried out to investigate the optimum dose range for creating the quinoa genetic resources and to investigate the hormesis effect at low dose on the quinoa. This experiment was performed for 120 days from November, 2016 to February, 2017 in the greenhouse of Gyeongsang National University. ${\gamma}$-Ray radiation was irradiated to seeds at 0 Gy, 50 Gy, 100 Gy, 200 Gy, 300 Gy, 400 Gy, 600 Gy, 800 Gy and 1000 Gy for 8 hours. (50 Gy) using the low level radiation facility ($Co^{60}$) of Cooperative Research Institute of Radiation Research Institute, KAERI. Fifty seeds were placed on each petri dish lined with wet filter paper and germination rate was measured at a time interval of 2 hours for 40 hrs. The length of the root length was measured one week after germination. Each treatment was carried out in 3 replicates. The growth of seedlings were investigated for 10 days after transplanting of 30 day-old seedlings. The plant height, NDVI, SPAD, Fv/Fm, and panicle weight were measured. The germination rate was highest at 50Gy and 0Gy and the rate of seeds treated with 400Gy or higher rate decreased to 25% of the seeds treated with 50Gy. The emergence rate of seedling in pot experiment was higher at the dose of 200 Gy, 300 Gy and 400 Gy than at 0 and 50Gy. However, the rate was lower at strong radiation higher than 600Gy at which $1^{st}$ leaf was not expanded fully and dead due to extreme overgrowth at 44 days after treatment (DAT). The highest value of panicle weight was observed at 50Gy (6.15g) and 100Gy (5.57g). On the other hand, the weight at high irradiated dose of 300Gy and 400Gy was decreased by about 55% compared to low dose (50 Gy). NDVI measurement also showed the highest value at 50 Gy as the growth progressed. SPAD was the highest at 400 Gy and showed positive correlation with irradiation dose except 0 Gy. Fv/Fm was high at 50 Gy up to 30 DAT and no difference between treatments was observed except for 400 Gy from 44 DAT. The plant height was the highest in 50Gy during the growing period and was higher in the order of 50Dy, 100Gy, 0Gy, 200Gy, 300Gy and 400Gy in 88 DAT. In this experiment, the optimal radiation dose for hormesis was 50Gy and 100Gy, and the optimal radiation dose for mutagenesis seems to be 400 Gy.