• Journal of Plant Biotechnology
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• 제49권4호
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• pp.292-2999
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• 2022

Anthocyanin, an important component in the grape berry skin, strongly affects grape quality. The transcription factors VvMYBA1 and VvMYBA2 (VvMYBA1/2) control anthocyanin biosynthesis. In addition, cultivation and environmental factors, such as light, influence anthocyanin accumulation. The present study aimed to clarify the effect of shading (reduced light condition) on the transcriptomic regulation of anthocyanin biosynthesis using a red-wine grape cultivar, Vitis vinifera 'Pinot Noir', and its white mutant, 'Pinot Blanc', caused by the deletion of the red allele of VvMYBA1/2. The grape berry skins were analyzed for anthocyanin content and global gene transcription accumulation. The microarray data were later validated by quantitative real-time PCR. A decisive influence of VvMYBA1/2 on the expression of an anthocyanin-specific gene, UDP glucose: flavonoid 3-O-glucosyltransferase, was observed as expected. In contrast, upstream genes of the pathway, which are shared by other flavonoids, were also expressed in 'Pinot Blanc', and the mRNA levels of some of these genes decreased in both cultivars on shading. Thus, the involvement of light-sensitive transcription factor(s) other than VvMYBA1/2 was suggested for the expression control of the upstream genes of the anthocyanin biosynthetic pathway. Furthermore, it was suggested that the effects of these factors are different among isogenes.

• 한국약용작물학회:학술대회논문집
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• 한국약용작물학회 2010년도 심포지엄 및 추계학술발표회
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• pp.388-389
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• 2010

• 방사선산업학회지
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• 제6권2호
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• pp.147-152
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• 2012

Anthocyanins are major plant pigment and produced through phenylpropanoid pathway. In this study, anthocyanin biosynthesis mechanisms of chrysanthemum flowers were studied using 'Argus' and flower color mutant 'ARTI-purple' which were induced by 40 Gy gamma irradiation ($Co^{60}$). And, three chrysanthemums, 'Ford', 'Yeonja' and 'Orando' were additionally used as the check varieties to understand the relationship between flower color and expression patterns of genes. The expression patterns of the anthocyanin biosynthetic genes were matched with the flower color of the check varieties. High anthocyanin concentration of 'Orando' showed the high expression of anthocyanin biosynthetic genes. In the white flower of 'Ford', expressions of CHI, DFR and ANS were not identified. Despite different flower color, 'Argus' and 'ARTI-purple' showed different expression patterns compared with the check varieties. From the dot blot analysis, we screened the seven genes showing the different expressions between 'Argus' and 'ARTI-purple'.

• 생명과학회지
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• 제18권2호
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• pp.234-240
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• 2008

매향' 딸기의 안토시아닌 생합성은 개화 후 26일째 시작되어 과실의 성숙기 동안 계속된다. 딸기로부터 안토시아닌의 생합성에 관여하는 주요 유전자를 분리하였다. 각각의 유전자에 대해, 다양한 식물체의 유사 유전자의 염기서열을 비교하여 PCR (polymerase chain reaciton) primer를 제작하였다. 숙기의 딸기에서 분리된 total RNA로부터 합성된 CDNA와 각 primer를 이용하여 RT (reverse transcriptase)-PCR을 수행하였다. 각 CDNA clone의 염기서열을 작성하여 분석한 결과, 이들은 안토시아닌 생합성에 관여하는 phenylalanine ammonia lyase (PAL), 4-cummarate CoA ligase (4CL), chalcone synthase (CHS), chalcone isomerase (CHI), flavanone-3-hydroxylase (F3H), dihydroflavonol 4-reductase (DFR), anthocyanidine synthase (ANS) 그리고 UDP-glucose:flavonoid-3-O-glucosyltransferase (UFGT) 효소에 해당되었다. Northern blot 분석 결과, 이들 유전자는 과실 발달과정에서 시기적으로 조절되었다. 특히 PAL을 제외한 모든 유전자는 과실에서만 주로 발현되었다. PAL, DFR 그리고 ANS유전자는 과실 초기 발달 단계인 개화 후 10일에 검출된 후 감소하다가, 22일에 다시 증가하기 시작하여 34일에 최대가 되었다. 한편, 다른 유전자들은 초기에는 발현되지 않다가, 안토시아닌이 축적되기 시작하는 개화 후 $22{\sim}30$일에 처음으로 검출되었다. 본 연구를 통해, 딸기 과실 발달과정에서 안토시아닌 생합성 과정에 관여하는 여러 유전자가 과실 숙기에 함께 조절되는 현상을 알 수 있다. 이러한 연구 결과는 안토시아닌 합성과정을 제어하는 조절 유전자가 존재한다는 것을 시사한다. 그리고 딸기의 안토시아닌 생합성 유전자의 발현패턴을 크게 두 가지로 나눌 수 있는 것으로 보아, 딸기의 안토시아닌 생합성에는 적어도 두 가지 서로 다른 조절 기작이 관여하여 색소 발달 과정을 제어할 것으로 보인다.

• 한국약용작물학회:학술대회논문집
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• 한국약용작물학회 2011년도 춘계학술발표회
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• pp.468-469
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• 2011

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.254-254
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• 2022

Astragalus membranaceus (A. membranaceus) has traditionally been used as a medicinal plant in East Asia for the treatment ofvarious diseases. A. membranaceus belongs to the legume family and is known to be rich in substances such as flavonoids and saponins. Recent pharmacological studies of A. membranaceus have shown that the plant has immunomodulatory, anti-oxidant, anti-cancer, and anti-inflammatory effects. However, knowledge of major biosynthetic pathways in A. membranaceu is still lacking. Recently developed sequencing techniques enable high-quality transcriptome analysis in plants, which is recognized as an important part in elucidating the regulatory mechanisms of many plant secondary metabolic pathways. However, it is difficult to predict the number of transcripts because plant transcripts contain a large number of isoforms due to alternative splicing events, which can vary depending on the assembly platform used. In this study, we constructed three unigene sets using Pac-Bio isoform sequencing, Trinity and rnaSPAdes assembly for detailed transcriptome analysis mA. membranaceus. Furthermore, all genes involved in the flavonoid biosynthetic pathway were searched from three unigene sets, and structural comparisons and expression profiles between these genes were analyzed. The isoflavone synthesis was active in most tissues. Flavonol synthesis was mainly active in leaves and flowers, and anthocyanin synthesis was specific in flowers. Gene structural analysis revealed structural differences in the flavonoid-related genes derived from the three unigene sets. This study suggests the need for the application of multiple unigene sets for the analysis of key biosynthetic pathways in plants.

• 생물환경조절학회지
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• 제24권3호
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• pp.264-270
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• 2015

최근 지구 온난화로 인해 열대야 발생 빈도가 증가하고 있으며, 야간 저온의 감소에 의한 사과의 착색 불량이 예상된다. 따라서 본 연구는 생육기 후반의 야간 고온이 '후지' 사과에 미치는 영향을 구명하기 위해 성숙기 과실 품질과 시기별 안토시아닌 생합성 유전자의 발현량을 조사하였고, 잎과 과실 내 당 함량을 비교하여 야간 고온에 의한 생리반응을 구명하고자 실시하였다. 야간온도는 7월부터 10월까지 인공기상실 내부에서 처리하였고, 대기온도 대비 $-4^{\circ}C$, $+4^{\circ}C$ 로 각각 설정하였다. 야간 고온은 과실의 횡경, 과중, 당도에 영향을 미치지 않았고 과피의 착색을 불량하게 하였지만, 착색 시기의 안토시아닌 생합성 유전자의 발현량을 변화시키지 않았다. 또한, 야간 고온에 의해서 잎의 sorbitol, glucose 함량과 과실의 sorbitol, sucrose 함량이 대조구에 비해 감소하였고, 잎 조직을 구성하고 있는 책상, 해면 등의 광합성 조직에는 차이가 나타나지 않았지만 광합성 조직 내의 전분 함량이 감소하였다. 따라서 야간 고온은 '후지' 사과의 과실 품질에는 영향을 미치지 않았지만, 잎과 과실의 당 조성을 변화시켰으며, 안토시아닌 생합성 유전자의 발현과는 관계없이 과피의 착색을 억제하였다.

• 한국식물학회:학술대회논문집
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• 한국식물학회 1987년도 식물생명공학 심포지움 논문집 Proceedings of Symposia on Plant Biotechnology
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• pp.323-347
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• 1987

The R locus of maize in one of several genes that regulate the anthocyanin pigments throughout the body of the plant and seed. The R gene product may regulate pigment deposition by controlling the expression of the flavonoid biosynthetic gene pathway in a tissue-specific manner. To understand the basis for tissue specific regulation and allelic variation at R, the molecular study has been done by cloning a portion of the R complex by transposon tagging with Ac. R specific probe were cloned from the R-nj mutant induced by Ac insertion mutagenesis. From southern analysis of R-r complex using the R-nj probe, the structure of R-r was proposed that R-r containes the three elements, (P)(Q)(S). These elements may organize as the inversion triplication model which (S) sequence was inverted in relation to (P) and (Q). The R-sc derivated from R-mb or R-nj was cloned with R-nj probe, and molecular genetical data showed that R-sc containes tissue specific and tissue nonspecific area, and the sequencing of R-sc are progressed now.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권3호
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• pp.234-242
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• 2019

여름철 고온에 의한 포도 '거봉'의 과피색 불량의 원인을 구명하기 위해, 고온에 따른 과피의 착색 및 식물호르몬 ABA와 GA의 함량 및 대사 관련 유전자의 발현을 분석하였다. 변색기부터 10일 동안의 고온에 의해 '거봉' 포도의 과피색 불량이 나타났으며, 착색을 제외한 나머지 과실품질에는 영향이 없었다. 과피의 총 안토시아닌이 고온처리에 의해 감소하였으며, 안토시아니딘 그룹별로는 malvidin과 peonidin이 대조구에 비해 감소하였다. 과피의 식물호르몬 ABA와 GA의 함량을 분석한 결과, ABA는 고온에 의해 감소하지 않았으며 오히려 대조구에 비해 약간 높은 경향을 보였다. GA는 고온 처리 종료 10일 후부터 대조구의 약 2배로 증가하였으며, 이로 인해 ABA/GA의 비율이 대조구에 비해 감소하였다. 시기별 안토시아닌 생합성 유전자의 발현을 분석한 결과, 초기 생합성 유전자는 고온에 의해 영향을 받지 않았고, 가장 마지막 단계를 조절하는 UFGT의 발현이 고온 처리에 의해 감소하였다. ABA와 GA의 대사 관련 유전자 발현을 분석한 결과, 고온에 의해 ABA의 생합성이 영향을 받지 않았고, GA의 생합성을 유도하는 GA20ox1의 발현이 증가하고 불활성화에 관여하는 GA2ox1/2의 발현이 감소하였다. 따라서 본 연구를 통해 변색 초기의 고온으로 인한 '거봉' 포도의 과피색 불량은 과피의 안토시아닌 생합성이 억제되었기 때문이었고, 안토시아닌 생합성이 ABA의 절대적인 함량 보다는 ABA와 GA의 비율로서 조절되고 있다고 판단되었다.

• 한국작물학회지
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• 제66권3호
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• pp.240-247
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• 2021

본 실험은 광평옥과 다청옥 품종의 수이삭과 수염을 대상으로 안토시아닌 생합성 관련 분자생물학적 및 이화학적 특성을 검토하여 향후 기능성 옥수수 개발에 필요한 기초자료로 활용하고자 수행되었다. 1. 광평옥에서는 수이삭과 수염에서 모두 안토시아닌이 형성되지 않은 반면, 다청옥에서는 모두 형성되었다. 전체 안토시아닌 함량은 수이삭과 수염에서 모두 다청옥이 광평옥에 비해 30배 정도 높았다. 또한, 안토시아닌 성분은 다청옥의 수이삭에서 C-3-G만 측정되었고, 수염에서는 각각 C-3-G는 45.2배, Pg-3-G는 27.3배, M-3-G는 37.6배 광평옥에 비해 더 검출되었다. 2. 광평옥의 수이삭에서 F3'H, DFR, GST 유전자가 발현이 감소하였고, 수염에서는 F3'H와 DFR 유전자가 발현이 감소하였다. 반대로 다청옥에서는 수염에서 DFR 유전자만 발현이 감소되었고, 나머지 유전자들은 정상적으로 발현되었다. 또한 안토시아닌 생합성 유전자들의 발현을 조절하는 전사조절인자는 광평옥 수이삭에서는 P1이 수염에서는 R1이 관여한다는 사실을 확인하였다. 3. 광평옥의 수이삭과 수염에서 다청옥에 비해 각각 linoleic acid (C18:2)가 6.6%, 10.9% 감소하고, linolenic acid (18:3)는 8.5%, 8.5% 증가하였다. 또한, 광평옥의 수염에서는 palmitic acid (C16:0)가 4.1% 증가하고, oleic acid (C18:1)는 다청옥에 비해 2.1% 감소하였다. 그러나 stearic acid (18:0)는 수이삭과 수염에서 성분 변화가 전혀 없었다. 그리고 광평옥의 수이삭과 수염의 전체 지방산 함량은 광평옥에 비해 각각 10.3%, 30.4% 증가하였고, 각 지방산 성분과 함량 분석은 유사한 결과를 보여주었다. 그러나 phytosterol 성분 분석에서는 유의미한 결과를 확인할 수가 없었다.