페튜니아에서의 안토시아닌 생합성 경로는 하나의 중요한 유전적인 모델시스템으로 연구되어 왔다. 본 연구에서는 이 경로에 대한 유전자를 연구하기 위하여 CaMV 35S promoter와 가지로부터 분리된 flavonoid 3',5'-hydroxylase cDNA를 pBI121 플라스미드에서 fusion gene 시스템을 만들었다. 형질전환된 페튜니아를 얻기 위한 최적조건이 페튜니아 절간을 IAA 0.2 ㎎/mL, BA 3 ㎎/mL를 혼용한 MS배지에서 얻었다. 효과적인 형질전환을 위하여 페튜니아 절간을 IAA 0.2㎎/L BA 3㎎/L를 혼용한 BM배지에서 Agrobacterium tumefaciens를 접종하기 전에 절편체를 preculture하였다 형질전환체는 50㎎/L kanamycin과 cefotaxim 300㎎/L을 포함하는 배지에서 선발하였다. PCR과 Southern hybridization분석에 의하여 형질전환체를 검증하였다.
The anthocyanin gene encoding flavonoid 3',5'-hydroxylase(F3,5H) was normally expressed in Nicotiana tobacco (Xanthi) plants cocultivated with Agrobacterium tumefaciens LBA4404 carrying egg plant flavonoid 3',5'-hydroxylase cDNA. Northern blot analysis showed the normal expression of F3', 5'H gene from transgenic plants. Here we found the phenotypic differences between transgenic plants and wild-type plants. The petal shape of transgenic plants showed more round shape and around petal tube area was compared to that of wild-type tobacco plants. And the petal color of transgenic plants was much lighter than that of wild-type tobacco plants.
Torenia hybridacv. Summerwave Blue and Violet mainly produce delphinidin. Down regulation of their flavonoid 3'-hydroxylase and flavonoid 3',5'-hydroxylase (F3'5'H) genes and over expression of rose or pelargonium dihydroflavonol 4-reductase (DFR) cDNA yielded pelargonidin-based bright pink flowers. Nierembergia cv. Fairybells lack pink color as they produced only delphinidin and flavonols. Pelargonidin-based pink flowers were achieved by down regulation of F3'5'H and flavonol synthase genes and over expressing rose DFR cDNA. Introduction of petunia F3'5'H and DFR cDNAs into white carnations deficient in DFR activity produced violet carnations, which arc now commercialized in the USA, Canada, Australia, Europe and Japan. Introduction of pansy F3'5'H and iris DFR cDNAs and down regulation of rose DFR gene produced rose flowers which accumulates delphinidin imparting novel violet color.
유전자변형 장미 개발에 이용된 형질전환 벡터 pSPB130을 검출할 있는 duplex PCR이 개발되었다. 유전자변형 장미를 검출하기 위해 anthocyanin synthase($ANS$)가 장미 내 재유전자로 PCR 검사법에 이용하였다. 107bp의 PCR 산물을 얻을 수 있는 RHANS-KF/KR primer가 ANS 유전자를 증폭시키는데 이용되었고, 이것을 이용하여 9개의 다른 식물에 대해서 PCR한 결과 장미에서만 특이적인 증폭산물이 확인되었다. GMRH-KF/KR primer가 형질전환 벡터 pSPB130에 삽입된 35S promoter와 flavonoid 3',5'-hydroxylase($F3^{\prime}5^{\prime}H$) 사이의 염기서열을 확인할 수 있도록 제작되었다. 본 연구에서 개발된 duplex PCR의 검정한계치는 약 0.5%이며, 이러한 duplex PCR이 우리나라 미승인 유전자변형 장미를 모니터링 하는데 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
한국식물학회 1998년도 The 12th Symposium on Plant Biotechnology Vol.12
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pp.79-82
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1998
White and blue/white varieties of Torenia hybrida cv. Summerwave (SWB) were successfully obtained from the blue variety of by cosuppressing gene expression of two of the enzymes involved in anthocyanin biosynthesis; chalcone synthase (CHS) and dihydroflavonol 4-reductase (DFR). Such molecular brceding is the only precise and efficient way to widen the flower color variation of SWB due to its male and female sterility. Flower color and the degree of suppression varies depending on the transgenic lines. The dorsal and ventral petal lobes and corolla tube consistently lose anthocyanins prior to lateral petal lobes. A pink variety was also obtained by cosuppressing the flavonoid 3`5`-hydroxylase (F3`5`H) gene. Yellow torenia was obtained from T-33, an in-house cultivar that contained both carotenoids and anthocyanins, by blockage of anthocyanin biosynthesis with cosuppressing CHS or DFR genes.
Flavanone 3$\beta$-hydroxylase (FHT)는 flavonoid 생합성 경로의 가장 중심부에 작용하는 효소로 flavanone으로부터 dihydroflavonol으로의 변환을 촉매하는 역할을 한다. 본 연구에서는 색소유전자의 전이를 통하여 새로운 색소발현체계를 가진 품종을 육종하기 위한 기초연구로 숙성안개초 (Gypsophila paniculata L.)의 꽃봉오리로부터 cDNA-library를 합성하였고 카네이션의 FHT 유전자를 probe로 사용하여 anthocyanin 합성경로의 중요 효소의 하나인 FHT 유전자를 분리하였다. 염기서열분석을 수행하여 분리유전자의 크기가 1471 bp 이며 이 중 coding region은 1047 bp 임을 확인하였다. 이미 밝혀진 다른 식물체의 FHT 유전자와 서로 염기서열의 일치성을 비교해 본 결과 아라비돕시스, 오렌지, 카네이션, 고구마, 스톡, 페튜니아, 감자 및 포도에서 각각 69% 이상을 나타내었다. 분리유전자의 발현을 확인하기 위하여 Northern blot분석 및 인위적으로 기내에서의 transcription과 translation을 수행하였고, 분리한 유전자의 효소활성을 측정해 본 결과 dihtydrokaempferol의 작은 peak을 확인하였다. Southern blot 분석의 결과 안개초의 FHT 유전자는 다른 대부분의 식물체와 유사하게 한 개가 존재함을 확인하였다
Kim, Ji Ho;Son, Yeon Kyung;Kim, Gun Hee;Hwang, Keum Hee
Biomolecules & Therapeutics
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제21권3호
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pp.234-240
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2013
Monoamine oxidase inhibitors (MAOI) have been widely used as antidepressants. Recently, there has been renewed interest in MAO inhibitors. The activity-guided fractionation of extracts from Angelica keiskei Koidzumi (A. keiskei K.) led to the isolation of two prenylated chalcones, xanthoangelol and 4-hydroxyderricin and a flavonoid, cynaroside. These three isolated compounds are the major active ingredients of A. keiskei K. to inhibit the MAOs and DBH activities. Xanthoangelol is a nonselective MAO inhibitor, and a potent dopamine ${\beta}$-hydroxylase (DBH) inhibitor. $IC_{50}$ values of xanthoangelol to MAO-A and MAO-B were calculated to be 43.4 ${\mu}M$, and 43.9 ${\mu}M$. These values were very similar to iproniazid, which is a nonselective MAO inhibitor used as a drug against depression. The $IC_{50}$ values of iproniazid were 37 ${\mu}M$, and 42.5 ${\mu}M$ in our parallel examination. Moreover, $IC_{50}$ value of xanthoangelol to DBH was calculated 0.52 ${\mu}M$. 4-Hydroxyderricin is a potent selective MAO-B inhibitor and also mildly inhibits DBH activity. The $IC_{50}$ value of 4-hydroxyderricin to MAO-B was calculated to be 3.43 ${\mu}M$ and this value was higher than that of deprenyl (0.046 ${\mu}M$) used as a positive control for selective MAO-B inhibitor in our test. Cynaroside is a most potent DBH inhibitor. The $IC_{50}$ value of cynaroside to DBH was calculated at 0.0410 ${\mu}M$. Results of this study suggest that the two prenylated chalcones, xanthoangelol and 4-hydroxyderricin isolated from A. keiskei K., are expected for potent candidates for development of combined antidepressant drug. A. keiskei K. will be an excellent new bio-functional food material that has the combined antidepressant effect.
BACKGROUNG/OBJECTIVES: Corn silk (CS) extract contains large amounts of maysin, which is a major flavonoid in CS. However, studies regarding the effect of CS extract on cholesterol metabolism is limited. Therefore, the purpose of this study was to determine the effect of CS extract on cholesterol metabolism in C57BL/6J mouse fed high-fat diets. MATERIALS/METHODS: Normal-fat group fed 7% fat diet, high-fat (HF) group fed 25% fat diet, and high-fat with corn silk (HFCS) group were orally administered CS extract (100 mg/kg body weight) daily. Serum and hepatic levels of total lipids, triglycerides, and total cholesterol as well as serum free fatty acid, glucose, and insulin levels were determined. The mRNA expression levels of acyl-CoA: cholesterol acyltransferase (ACAT), cholesterol 7-alpha hydroxylase (CYP7A1), farnesoid X receptor (FXR), lecithin cholesterol acyltransferase (LCAT), low-density lipoprotein receptor, 3-hyroxy-3-methylglutaryl-coenzyme A reductase (HMG-CoA reductase), adiponectin, leptin, and tumor necrosis factor ${\alpha}$ were determined. RESULTS: Oral administration of CS extract with HF improved serum glucose and insulin levels as well as attenuated HF-induced fatty liver. CS extracts significantly elevated mRNA expression levels of adipocytokines and reduced mRNA expression levels of HMG-CoA reductase, ACAT, and FXR. The mRNA expression levels of CYP7A1 and LCAT between the HF group and HFCS group were not statistically different. CONCLUSIONS: CS extract supplementation with a high-fat diet improves levels of adipocytokine secretion and glucose homeostasis. CS extract is also effective in decreasing the regulatory pool of hepatic cholesterol, in line with decreased blood and hepatic levels of cholesterol though modulation of mRNA expression levels of HMG-CoA reductase, ACAT, and FXR.
스프레이 국화품종 'Argus'와 감마선 조사에 의해 화색변이가 일어난 돌연변이체의 꽃잎으로부터 안토시아닌 생합성 경로에서 중요한 역할을 담당하는 신규 $DgF3'H$의 전장 cDNA와 genomic DNA를 분리하였다. 전장 cDNA는 1,527bp(509 아미노산)의 ORF를 포함하고 있으며, 원품종 'Argus'와 화색변이체 사이의 염기서열 상동성은 97% 이상을 나타내었다. Genomic DNA의 크기는 야생형 'Argus'에서 3,831bp이었고, 3가지 화색 변이체에서는 3,828부터 3,838bp의 크기를 나타내었다. $DgF3'H$ 유전자는 세 개의 exon사이에 두개의 intron을 갖고 있는 구조이고, 3'과 5' UTR 부분을 제외한 intron의 크기는 야생형 'Argus'에서 2,157bp이지만 3가지 화색 변이체에서는 2,155부터 2,159bp의 크기를 갖고 있었다. 이것은 감마선 조사에 의해 intron 부분의 유전자가 결실 또는 삽입된 것으로 추정된다. Southern 분석 결과 국화의 genome 내에서는 복수의 F3'H 유전자를 갖는 것이 확인되었다. $DgF3'H$ 유전자의 발현 정도를 분석한 결과, 연분홍의 'Argus'와 두 개의 보라색 변이체(AM1 and AM3)에서 높게 발현되었으나 흰색 변이체(AM2)에서는 매우 약하게 발현되었으며, 염기서열 변이에 의한 F3'H 유전자의 구조적 차이가 화색의 변이에 관련된 것으로 추정되었다. 국화 'Argus' 및 화색 변이체를 이용하여 본 연구에서 분리한 신규 F3'H 유전자의 구조 및 유전자 발현 등을 포함하는 유전정보들은 화색 변이의 유전적 기작을 밝히는데 중요한 자료로 이용될 것으로 기대되나 향후 다른 유전적 발현요소들이 국화의 F3'H 유전자의 발현에 관여하는지에 관한 추가적인 연구가 필요하다고 하겠다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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