• 제목/요약/키워드: cold acclimation

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포장에서 케놀라 저온반응성 유전자 발현 (Resposes of Two Cold - Regulated Genes, BN28 and BN115, in Field -Grown Canola (Brassica napus L.))

  • 송문태
    • 한국작물학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.69-76
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    • 1995
  • 포장상태에서의 케놀라의 저온반응성 유전자인 BN28 과 BNl15 의 발현정도와 그 유전자들의 내 동성에 대한 역할을 구명하기 위하여 6개 품종 ( WRG86, CDH3, Dusul Ceres, Accord, KWC-4113)을 파종기를 달리 하여 파종하고 파종후 15일 간격으로 Sample를 채취하여 RNA를 추출하고 northern blot analysis로써 두 유전자의 발현정도를 조사하였던바 그 결과를 요약하면 아래와 같다. 1. 두 유전자의 발현시 기는 내동성이 증가하는 시기보다 조금 앞서는 것으로 나타났으며 이는 식물체가 내동성을 얻기 위하여 이 유전자의 발현을 필요로 하거나 혹은 이 유전자 발현을 조절하는 요인중 온도 이외의 환경요인이 관여하는 것으로 나타났다 하지만 유전자 발현이 급격히 증가하는 시기가 세 파종시기 처리에 있어서 일치하는 점과 또한 내동성의 급격한 증가시기와 일치하는 점으로 미루어 보아 이 유전자 발현을 조절하는 가장 중요한 요인은 저온인 것으로 생각된다. 2. 발현양식에 있어서 두 유전자간의 차이가 관찰 되었는데 이는 두 유전자가 각각 다른 조절기작을 통하여 발현이 통제되는것으로 생각되며 이러한 포장에서의 발현양식은 실험실에서의 그것과 일치하는 것으로 나타났다. 3. 유전자가 발현되어 증가되는 시기는 식물체의 내동성이 증가되는 시기와 일치되었다. 하지만 특정한 시점에 있어서 각 품종간의 내동성의 정도와 유전자 발현정도는 일치하지 아니하였다.

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유채 두 계통에서 저온 스트레스에 반응하는 전사체 발현 비교 분석 (Comparative Transcriptome Analysis of the Response of Two Lines of Rapeseed (Brassica napus L.) to Cold Stress)

  • 이지은;김광수;차영록;안다희;변종원;강용구
    • 한국작물학회지
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    • 제66권1호
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    • pp.37-71
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    • 2021
  • 본 연구에서는 유채 두 계통에 0℃ 이하의 저온 스트레스를 처리하고 이에 따른 proline 함량 및 생존율 변화를 확인하고 이에 따른 저온에서의 유전자 발현 변화를 비교 분석하기 위해 수행되었으며, 결과는 다음과 같다. 1. 0℃ 이하의 저온 스트레스 처리 전 저온 순화 후 유채 'J8634-B-30' 계통에서 proline 함량이 2.02 mM/g FW로 증가하여 처리 전보다 8.7배 증가하였으며, 'EMS26' 계통에서는 0℃ 이하의 저온 스트레스 처리로 인한 proline 함량 변화를 보이지 않았다. 2. 저온 순화 전후 유채 두 계통의 전사체를 분석한 결과, 'J8634-B-30' 계통의 DEG는 발현이 유도된 DEG가 2,784개로, 발현이 억제된 DEG 2,299개보다 많았으며, 'EMS 26' 계통에서는 발현이 유도된 DEG가 2,199개로 발현이 억제된 DEG 3,632개로 적었다. 3. 저온 스트레스 처리에 의한 유채 두 계통의 상위 100개 DEG를 분석한 결과, 'J8634-B-30' 계통에서는 flowering-promoting factor (BnaA10g21640D) 유전자가 강하게 발현되었으며, 특히 proline 생합성 관련 유전자의 발현이 강하게 유도되었다. 'EMS26' 계통의 DEG에서는 식물체 생장과 관련된 유전자가 발현이 억제되었다. 4. 'J8634-B-30' 계통에서는 proline 생합성 관련 P5CSA(BnaA04g22810D, BnaC04g46630D) 유전자의 발현이 유도되었으며, proline 이화작용 관련 PDH (BnaAnng 37880D, BnaC04g31100D) 유전자 발현이 억제되어, 저온 처리에 의한 proline 함량 이 증가한 것으로 판단된다. 5. 저온 반응 관련 생리반응 경로 유전자 중 ABA 호르몬 수용체 PYL5 (BnaAnng40650D), PYL9 (BnaA07g38130D, BnaC06g17940D)는 'J8634-B-30' 계통에서만 발현이 유도되었다. 또한, ICE-CBF-COR 신호 회로 중 원형질막 안정화에 관여하는 COR413 유전자(BnaA08g15470D, BnaC03g61740D)에서도 'J8634-B-30' 계통에서만 발현이 유도되었다. 6. 이러한 저온 스트레스 반응과 관련된 유전자 발현 차이는 초기 저온 처리 후 두 유채 계통의 스트레스 반응에 관여했을 것으로 판단되며, 특이적인 발현 양상을 보인 유전자에 대해 향후 추가적인 기능을 분석하여 내동성 유채 품종 개발에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

산철쭉과 영산홍의 과냉각 능력과 수분함량에 관한 온도 영향 및 해부학적 특성 (Temperature Effects and Anatomical Characteristics on Supercooling Ability and Water Content of Rhododendron yedoense Maxim. var. poukhanense Nakai and R. simsii Planch.)

  • 신관배
    • Journal of Plant Biology
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    • 제26권1호
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    • pp.33-39
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    • 1983
  • Twigs bearing floral buds of Rhododendron yedoense var. poukhanense(Ryp) and R. sinmsii(Rs), hardy species in Korea, were used to investigate the cold hardiness in relation to the developmental and anatomical characteristics, and the changes of water content. In floral buds of both species, the reproductive organs, pistils and stamens, matured within the bud scales in early ctober to prepare for a cold acclimation. The ray parenchymatous areas occupied in xylem were 41% in Ryp and 38% Rs. As the storage temperature is raised from 2 to 17$^{\circ}C$, water content increased more highly in Rs than in Ryp. Exotherm temperature of floral bud in Ryp was generally lower than that in Rs. The result supports that the higher cold-hardiness is achieved owing to the earlier maturation of floral buds, to the larger area of ray parenchyma in xylem, and to the lesser increase of water content as the storage temperature is raised.

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Cloning, Characterization, and Functional Analysis of Maize DEHYDRIN2

  • Paek, Nam-Chon;Jung, Hun-Ki
    • 한국작물학회지
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    • 제47권2호
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    • pp.116-122
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    • 2002
  • Dehydrins (LEA Dll proteins) are one of the typical families of plant proteins that accumulate in response to dehydration, cold stress, abscisic acid, or during seed maturation. A 1.3-kb cDNA was cloned from a cDNA expression library of 5-day-old germinating maize scutellums under drought stress. The deduced protein sequence indicated a dehydrin gene encoding SK$_3$ LEA protein typically expressed during cold acclimation, but not by drought stress in barley and wheat. Thus, it was named maize DEHYDRIN2 (ZmDhn2). It accumulates rapidly and highly in drought-stressed scutellum and leaf tissues at any stage, but not under cold stress. ZmDhn2 gene was transformed into Arabidopsis thaliana for functional analysis under drought condition. From electrolyte leakage test, no significant difference showed between wild type and transformants under normal growth condition, but the leakage level of electrolyte in wild type plants was about 3 times as high as that in the transformed plants under drought stress. It suggests that ZmDHN2 playa role in increasing drought tolerance.

곤충병원선충(Steinernema carpocapsae)의 최적보관을 위한 환경요인 (Optimal Storage Conditions of the Entomopathogenic Nematode, Steinernema Carpocapsae)

  • 박영진;김용균;이영근;한상천
    • 한국토양동물학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.9-16
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    • 1998
  • Effects of temperature, pH, and salt concentration on the preservation of the infective juvenile entolopathogenic nematodes, Steinernema carpocapsae, were analyzed. The effects of acclimation to sublethal low temperature and glycerol concentrations on rapid cold hardening of the nematodes were also evaluated to set up the conditions for their cryopreservation. All tested environmental factors could change the storage effectiveness of the nematodes. These analyses indicated that the optinal storage condition for the nematodes consisted of $15^{\circ}C$, pH 8.5, and 0.5-1.0% salt concentration. The nematodes showed a rapid could hardening in response to $5^{\circ}C$ for 2h. Glycerol induced the nematodes to increase the cold hardiness. Its high concentration over 10%, however, gave a harmful effect on the nematode survival.

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Isolation and Molecular Characterization of a New CRT Binding Factor Gene from Capsella bursa-pastoris

  • Wang, Xinglong;Liu, Li;Liu, Sixiu;Sun, Xiaoqing;Deng, Zhongxiang;Pi, Yan;Sun, Xiaofen;Tang, Kexuan
    • BMB Reports
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    • 제37권5호
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    • pp.538-545
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    • 2004
  • A new CRT binding factor (CBF) gene designated Cbcbf25 was cloned from Capsella bursa-pastoris, a wild grass, by the rapid amplification of cDNA ends (RACE). The full-length cDNA of Cbcbf25 was 898 bp with a 669 bp open reading frame (ORF) encoding a putative DRE/CRT (LTRE)-binding protein of 223 amino acids. The predicted CbCBF25 protein contained a potential nuclear localization signal (NLS) in its N-terminal region followed by an AP2 DNA-binding motif and a possible acidic activation domain in the C-terminal region. Bioinformatic analysis revealed that Cbcbf25 has a high level of similarity with other CBF genes like cbf1, cbf2, and cbf3 from Arabidopsis thaliana, and Bncbf5, Bncbf7, Bncbf16, and Bncbf17 from Brassica napus. A cold acclimation assay showed that Cbcbf25 was expressed immediately after cold triggering, but this expression was transient, suggesting that it concerns cold acclimation. Our study implies that Cbcbf25 is an analogue of other CBF genes and may participate in cold-response, by for example, controlling the expression of cold-regulated genes or increasing the freezing tolerance of plants.

Psychrotolerance Mechanisms in Cold-Adapted Bacteria and their Perspectives as Plant Growth-Promoting Bacteria in Temperate Agriculture

  • Subramanian, Parthiban;Joe, Manoharan Melvin;Yim, Woo-Jong;Hong, Bo-Hui;Tipayno, Sherlyn C.;Saravanan, Venkatakrishnan Sivaraj;Yoo, Jae-Hong;Chung, Jong-Bae;Sultana, Tahera;Sa, Tong-Min
    • 한국토양비료학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.625-636
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    • 2011
  • Cold-adapted bacteria survive in extremely cold temperature conditions and exhibit various mechanisms of adaptation to sustain their regular metabolic functions. These adaptations include several physiological and metabolic changes that assist growth in a myriad of ways. Successfully sensing of the drop in temperature in these bacteria is followed by responses which include changes in the outer cell membrane to changes in the central nucleoid of the cell. Their survival is facilitated through many ways such as synthesis of cryoprotectants, cold acclimation proteins, cold shock proteins, RNA degradosomes, Antifreeze proteins and ice nucleators. Agricultural productivity in cereals and legumes under low temperature is influenced by several cold adopted bacteria including Pseudomonas, Acinetobacter, Burkholderia, Exiguobacterium, Pantoea, Rahnella, Rhodococcus and Serratia. They use plant growth promotion mechanisms including production of IAA, HCN, and ACC deaminase, phosphate solublization and biocontrol against plant pathogens such as Alternaria, Fusarium, Sclerotium, Rhizoctonia and Pythium.

급속내한성 유기에 의한 일본열마디개미(Solenopsis japonica)의 내한성 변화 (Cold Hardiness Change in Solenopsis japonica (Hymenoptera: Formicidae) by Rapid Cold Hardening)

  • 박영진;바탄파라스트 모하매드;이지은
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제60권2호
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    • pp.193-199
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    • 2021
  • 벌목 개미과의 일본열마디개미는 국내 토착종이다. 지금까지 야외에서 이 종의 월동기작을 이해하기 위한 내한성 연구는 진행되지 않았다. 저온에서 다양한 온도별 노출시간에 따른 발육태별 저온 저항성을 조사하였다. 성충인 일개미가 다른 발육태와 비교하여 5℃와 10℃의 저온에서 높은 생존율을 보였으며, 급속내한성 유기 조건인 15℃에서 12시간 노출 후 내한성을 획득하였다. 급속내한성 유기는 10℃에서 최대 44%까지 생존율이 향상되었으며, 체내과냉각점과 체내빙점은 각각 -10.0℃에서 -14.2℃, -11.3℃에서 -15.3℃까지 낮아졌다. 저온처리는 저온 또는 스트레스 관련 유전자인 글리세롤 인산화효소와 열충격 단백질의 발현을 증가시켰다. 이상의 결과는 일본열마디개미의 내한성이 급속내한성 유기에 의해 야기된다는 것을 의미한다.

Analysis of Expressed Sequence Tags from the Antarctic Psychrophilic Green Algae, Pyramimonas gelidicola

  • Jung, Woongsic;Lee, Sung Gu;Kang, Se Won;Lee, Yong Seok;Lee, Jun Hyuck;Kang, Sung-Ho;Jin, Eon Seon;Kim, Hak Jun
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제22권7호
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    • pp.902-906
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    • 2012
  • Expressed sequence tags (ESTs) from the Antarctic green algae Pyramimonas gelidicola were analyzed to obtain molecular information on cold acclimation of psychrophilic microorganisms. A total of 2,112 EST clones were sequenced, generating 222 contigs and 219 singletons, and 200 contigs and 391 singletons from control ($4^{\circ}C$) and cold-shock conditions ($-2^{\circ}C$), respectively. The complete EST sequences were deposited to the DDBJ EST database (http://www.ddbj.nig.ac.jp/index-e.html) and the nucleotide sequences reported in this study are available in the DDBJ/EMBL/GenBank. These EST databases of Antarctic green algae can be used in a wide range of studies on psychrophilic genes expressed by polar microorganisms.