Kim, Minhee;Ohr, Hyonhwa;Lee, Jee Woong;Hyun, Youbong;Fischer, Robert L.;Choi, Yeonhee
Molecules and Cells
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제26권6호
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pp.611-615
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2008
DNA methylation is an epigenetic mechanism for gene silencing. In Arabidopsis, MET1 is the primary DNA methyltransferase that maintains CG DNA methylation. Plants having an overall reduction of MET1 activity, caused by a met1 mutation or a constitutively expressed MET1 antisense gene, display genome hypomethylation, inappropriate gene and transposon transcription, and developmental abnormalities. However, the effect of a transient reduction in MET1 activity caused by inhibiting MET1 expression in a restricted set of cells is not known. For this reason, we generated transgenic plants with a MET1 antisense gene fused to the DEMETER (DME) promoter (DME:MET1 a/s). Here we show that DME is expressed in leaf primordia, lateral root primoridia, in the region distal to the primary root apical meristem, which are regions that include proliferating cells. Endogenous MET1 expression was normal in organs where the DME:MET1 a/s was not expressed. Although DME promoter is active only in a small set of cells, these plants displayed global developmental abnormalities. Moreover, centromeric repeats were hypomethylated. The developmental defects were accumulated by the generations. Thus, not maintaining CG methylation in a small population of proliferating cells flanking the meristems causes global developmental and epigenetic abnormalities that cannot be rescued by restoring MET1 activity. These results suggest that during plant development there is little or no short-term molecular memory for reestablishing certain patterns of CG methylation that are maintained by MET1. Thus, continuous MET1 activity in dividing cells is essential for proper patterns of CG DNA methylation and development.
고구마 품종 '율미'를 이용해 2,4-D 1.0 mg/L가 첨가된 MS 배지에 정단분열조직배양을 통하여 발생된 배발생 캘러스를 실험재료로 여러 가지 동결보호제를 처리하여 2-step method 에 의해 동결보존을 실시하였다. ABA 10m/L가 포함된 배지에서 전처리된 배발생 캘러스는 ABA 1.0mg/L 처리구보다 액체질소에 저장 후 생존율이 더 높게 나타났다. TTC방법과 FDA 염색법을 통해 초저온 보존 후에 생존을 확인한 결과 10mg/L의 ABA를 전처리 한 0.4M sucrose가 포함된 1.28M DMSO 처리구에서 46.8%의 가장 높은 생존율을 나타냈다. 캘러스를 1.0mg/L 2,4-D가 포함된 MS 고체배지에서 암배양한 결과 배양 4주일 후부터 1.28 M DMSO 단독처리구에서 캘러스가 생장하는 것을 육안 관찰할 수 있었으며 배양 8주일 후에는 배가 발생하였고, 0.1 mg/L 2,4-D+0.1 mg/L kinetin 혼용구에 2주일간 계대배양한 다음 MS기본배지에서 완전한 식물체로 재생되었다.
고추냉이의 배수체를 유도하기 위하여 EMS와 colchicine을 처리하였을 때 변화되는 단백질과 과산화효소 활성은 다음과 같이 나타났다. 발아율은 무주산이 울릉도산 보다 높았으며, GA3 100 ppm+ EMS 10 ppm 혼용처리시 무처리구에 비하여 모두 6배 이상 증가되었다. Mutagen 처리후 생존율도 울릉도산 보다 무주산에서 더 높게 나타났으며, 과산화효소 활성과 와사비의 초장은 감소되어 나타난 반면, 줄기와 뿌리는 비대되는 경향을 보였다. 무주산과 울릉도산의 단백질 양상이 비슷하고, mutagen을 처리했을 때 polypeptide spot수가 증가되었으나 단백질 pattern은 다르게 나타났고, 특히 EMS 처리는 무처리구에 비하여 현저하게 다른 양상을 보였다.
허브 식물을 조경소재로 이용할 수 있도록 삽목방법, 토심 및 품종에 따라 뗏장형성에 미치는 영향을 알아 보고자 1cm, 3cm, 5cm의 토심별로 천삽, 와삽, 절와삽을 한 다음 애플민트, 페퍼민트, 스피어민트 등 세품종을 재료로초장과 마디수, 생체중, 뗏장의 품질을 조사한 결과 세 품종 중 애플민트는 신초의 수는 적으나 엽장, 엽폭이 크기 때문에 피복률이 좋고 생장속도도 빨라서 빠른 시기에 뗏장(sod)형성이 가능하였다. 스피어민트는 초장이 작고 발육속도가 느리기 때문에 뗏장의 이동성, 저장성면에서 양호하였다. 삽목 방법은 천삽에서 생육이 가장 좋았으나 뗏장 품질은 가장 낮았으며 절와삽은 초장이 작고 신초수가 많아 고품질의 뗏장을 생산할 수 있었다. 토심별로 본 생육의 차이는 5cm의 상토에서 재배한 것이 가장 높게 나타났고 뗏장의 품질과 이동성은 1cm의 상토에서 밀착되어 있어 근권부의 뗏장형성이 좋은 것으로 나타났다.
본 연구는 중력자극에 대하여 식물체의 일기생장으로부터 이어지는 이기생장 중에 일어나는 생장 반응과 관련지어 유관속조직의 발생상의 변화를 규명하기 위하여, 은단풍 유식물의 제1절간이 수평 위치에서 생장하는 동안에 일어나는 반응조직의 발생과정을 연구하였다. 수평 위치에서 생장한 은단풍 유식물의 제1절간에서 장력재(교질섬유)의 발생과정은 점진적인 과정으로 나타났다. 수평으로 위치한 제1절간의 상부에서 장력재의 발생과정은 기부에서 정단부를 향해 구정적으로 일어났다. 장력재의 해부학적 특성 중 일부는 일기유관속에서도 나타나기 시작하여, 이기생장 전형적인 장력재가 나타나게 되므로 전형성층도 유관속형성층과 마찬가지로 중력에 대하여 반응하는 것으로 볼 수 있다. 이런점으로 보아 전형성층은 유곤속형성층과 동일 분열조직으로 보아야 할 것이다. 도관요소의 길이는 상부에서 길게 나타났고, 도관의 측면무늬에 있어서는 상부와 하부에서 모두 상생으로 차이가 없었다. 방사조직의 폭은 이열방사조직을 이루는 상부가 단열방사조직을 이루는 하부에 비하여 넓고, 높이도 상부에서 다소 높게 나타났다.
한국식물학회 1999년도 제13회 식물생명공학심포지움 New Approaches to Understand Gene Function in Plants and Application to Plant Biotechnology
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pp.51-56
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1999
Plastids, which are organelles unique to plant cells, bear their own genome that is organized into DNA-protein complexes (nucleoids). Regulation of gene expression in the plastid has been extensively investigated because this organelle plays an important role in photosynthesis. Few attempts, however, have been made to characterize the regulation of plastid gene expression at the chromosomal structure, using plastid nucleoids. In this report, we summarize the recent progress in the characterization of DNA-binding proteins in plastids, with special emphasis on CND41, a DNA binding protein, which we recently identified in the choloroplast nucleoids from photomixotrophically cultured tobacco cells. CND41 is a protein of 502 amino acids which consisted of a transit peptide of 120 amino acids and a mature protein of 382 amino acids. The N-terminal of the 'mature' protein has lysine-rich region which is essential for DNA-binding. CNA41 also showed significant identities to some aspartyl proteases. Protease activity of purified CND41 has been recently confirmed and characterized. On the other hand, characterization of accumulation of CND41 both in wild type and transgenic tobacco with reduced amount of CND41 suggests that CND41 is a negative regulator in chloroplast gene expression. Further investigation indicated that gene expression of CND41 is cell-specifically and developmentally regulated as well as sugar-induced expression. The reduction of CND41 expression in transgenic tobacco also brought the stunted plant growth due to the reduced cell length in stem. GA3 treatment on apical meristem reversed the dwarf phenotype in the transformants. Effects of CND41 expression on GA biosynthesis will be discussed.
Glyphosate를 토마토의 동화산물 공급부위에 처리하였을 때, 제초제결합 단백질인 QB 단백질을 Escherichia coli 내에서 ${\alpha}$-galactosidase가 발현되기 위해 lac Z 유전자의 3' 말단에 cloning된 시금치 psb A 유전자에 의해 발현되는 hybrid 단백질에 대한 항체를 형성시킨 후 이것을 이용하여 immunoblotting을 실시하였다. G1yphosate는 thylakoid 막의 Photosystem II내에 있는 D1 단백질의 붕괴에 영향을 주었다. LHC II 복합체내의 D1 단백질의 기능 이상은 glyphosate 의 다면발현적 효과였다.
고구마의 정단분열조직을 배양하여 생장조절제의 종류와 농도 및 정단분열조직의 크기에 따른 다아체 증식효과를 조사하였다. NAA와 BA 혼용처리의 경우 0.1 ㎎/L NAA에 2.0 ㎎/L BA혼용처리에서 '목포 29호'와 '산천자'의 경우 배양 30일 후에 100% shoot분화율을 보였고, 뿌리발생률은 '목포 29호'는 66.7%, '산천자'는 69.2%였으며 줄기의 기부 부분에서 형성되었다. Cytokinin류인 kinetin과 BA 0.5∼4.0 ㎎/L 단독처리에서 다아체 분화율이 좋았으며 발달된 shoot의 대부분은 배양 60일 이내에 뿌리발생과 더불어 정상적인 식물체로 재분화되었다. 반면에 '금시'에서는 cytokinin류 단용처리에서 분화된 shoot가 캘러스화되어 정상적인 shoot를 생산하지 못하였다. 캘러스로 덮인 다아체의 shoot가 1∼2마디로 신장된 shoot를 분리하여 4.0 ㎎/L BA 또는 kinetin 처리구에 계대배양하였을 때, 분할된 shoot의 대부분이 줄기의 기부에 캘러스가 형성되면서 계대배양 30일 후에는 정상적인 shoot와 뿌리를 가진 재분화된 식물체의 생산이 가능하였다.
저년생 인삼의 잠아 및 화기형성시기와 양상은 고년생 인삼의 이차적인 양상과 상이하기 때문에 1년생 묘삼의 잠아발달 및 다식된 2년생 인삼의 화기형성과정을 조사관찰하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 2년생 이상의 인삼 잠아조직은 4월중순경 분제조직의 조기포분제로 시작하는데 1년생 묘삼에서는 유근발근시인 3월 하순경 시작하는 것으로 추측되었으며 잠아의 위치는 자엽간 줄기하단 문부위에 생성되었다. 2. 3년생 이상의 인삼 화기분화는 전년도 형성된 뇌두조직내에서 형성되지만 2년생 인삼의 화기는 줄기선단 엽병사이의 경단분제조직에서 분제세포의 분열과 함께 분화, 형성되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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