• The Plant Pathology Journal
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• 제30권4호
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• pp.343-354
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• 2014

Rice blast disease caused by Magnaporthe oryzae is one of the most serious diseases of cultivated rice (Oryza sativa L.) in most rice-growing regions of the world. In order to investigate early response genes in rice, we utilized the transcriptome analysis approach using a 300 K tilling microarray to rice leaves infected with compatible and incompatible M. oryzae strains. Prior to the microarray experiment, total RNA was validated by measuring the differential expression of rice defense-related marker genes (chitinase 2, barwin, PBZ1, and PR-10) by RT-PCR, and phytoalexins (sakuranetin and momilactone A) with HPLC. Microarray analysis revealed that 231 genes were up-regulated (>2 fold change, p < 0.05) in the incompatible interaction compared to the compatible one. Highly expressed genes were functionally characterized into metabolic processes and oxidation-reduction categories. The oxidative stress response was induced in both early and later infection stages. Biotic stress overview from MapMan analysis revealed that the phytohormone ethylene as well as signaling molecules jasmonic acid and salicylic acid is important for defense gene regulation. WRKY and Myb transcription factors were also involved in signal transduction processes. Additionally, receptor-like kinases were more likely associated with the defense response, and their expression patterns were validated by RT-PCR. Our results suggest that candidate genes, including receptor-like protein kinases, may play a key role in disease resistance against M. oryzae attack.

• 생명과학회지
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• 제27권6호
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• pp.661-672
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• 2017

내생균류는 숙주식물 내에서 생물학적 그리고 비생물학적 스트레스로부터 저항성을 갖는데 도움을 준다. 수생식물은 수생환경에 서식하며 육상식물보다 수분스트레스에 더 많이 노출되어있다. 본 연구에서는 제주에 있는 남생이못, 수장동습지, 용수저수지, 강정천 4개의 습지에서 11개의 수생 수변식물을 채집하여 연구하였다. 전처리를 통해 식물 외생균을 제거하고 뿌리에서 내생균류를 분리하였다. 남생이못에서 126균주, 수장동습지에서 22균주, 용수저수지에서 44균주, 강정천에서 32균주가 분리되어 총 224개의 내생균류를 분리하였다. 분리된 균은 ITS를 이용해 동정한 후, 다양성 분석을 하였다. 남생이못에서 분리된 내생균류는 4개 문(Phylum), 7개 강(class), 12개 목(order), 19개 과(family), 30개 속(genus)로 구분되었다. 수장동습지에서 분리된 내생균류는 4개 문, 5개 강, 6개 목, 11개 과, 11개 속으로 구분되었으며, 용수저수지에서 분리된 내생균류는 4개 문, 5개 강, 7개 목, 12개 과, 13개 속으로 구분되었다. 강정천에서 분리된 내생균류는 1개 문, 2개 강, 5개 목, 7개 과, 9개 속으로 구분되었다. 4개의 습지에서 공통으로 분리된 속은 Alternaria속, Colletotrichum속, Fusarium속이었다. 향후 내생균류의 다양한 생태학적 분포와 다양성 규명에 대한 연구에 기초자료로 이용될 것이다.

• 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.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제30권2호
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• pp.243-252
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• 2014

Forest tree species usually takes for long periods to be harvested and cultivated but spearmints are a good model system for woody plant because of reducing and shortening cultivation time. Spearmints are good model plants (Mentha species) for research about terpenoids production and industrial essential oil manufacture. Isopentenyl pyrophosphate isomerase (Iso) and limonene synthase (Limo) are the key enzymes of terpenoid biosynthesis pathway. Transgenic and wild spearmints (Mentha spicata, MS) were cultured in vitro and assessed for the essential oil contents. The content of essential oil of transgenic spearmint also was enhanced slightly depending on the target terpenoid genes. In an attempt to increase productivity of terpenoids further, salt and fungal elicitation strategy was adopted on transgenic Mentha spicata. The salt (800 mM NaCl) as abiotic and two fungi (Botrytis cinerea and Glomerella cingulata) as biotic were used for elicitors. In the absence of salt stress four terpenoids were detected from the spearmint extracts, all of them being monoterpenes. On the other hand, the transgenic (MSIso) extracts contained eleven terpenoids (10 monoterpenes and 1 phenylpropene) while transgenic (MSLimo) extracts contained seven monoterpenes. After 3 days of fungal infection, the resistance indices further increased to 4.38, 3.89 and 2.04 for wild type, MSIso and MSLimo, respectively. The salt and fungal elicitators proved beneficial towards modifying both the terpenoids profile and improvement in the composition of essential oil. These results have important applications for the large-scale production of essential oils and forest biotechnology with respect to spearmint.

• 식물병연구
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• 제29권2호
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• pp.188-192
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• 2023

식물병 또는 비생물적 스트레스를 감소시키는 것으로 보고된 세균 4종(HS1, H30-3, KJ40 와 BC42)이 Colletotrichum orbiculare 에 의한 오이 탄저병, Acidovorax citrulli에 의한 과실썩음병, Fusarium oxysporum에 의한 오이 덩굴쪼김병에 대한 병 억제 효과가 있는지 검정하였다. HS1, H30-3, KJ40 와 BC42를 토양에 관주처리 할 경우 유도저항성에 의해 오이 탄저병이 감소하였고, KJ40와 BC42는 A. citrulli의 발병을, BC42는 오이 덩굴쪼김병을 억제하였다. 따라서, KJ40은건조피해저감뿐만아니라유도저항성에의 한 오이 탄저병 억제 및 A. citrulli에 의한 병발생 감소효과를 가지며, BC42는 오이 탄저병, A. citrulli와 F. oxysporum에 병을 모두 억제하는 것으로 보아 넓은 범위의 적용 범위를 갖는 생물적 방제제 자원으로 활용할 수 있을 것이다.

• 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.