Kim, Jong Youn;Adhikari, Prakash Babu;Ahn, Chang Ho;Kim, Dong Hwi;Kim, Young Chang;Han, Jung Yeon;Kondeti, Subramanyam;Choi, Yong Eui
Journal of Ginseng Research
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제43권1호
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pp.38-48
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2019
Background: Interspecific ginseng hybrid, Panax ginseng ${\times}$ Panax quenquifolius (Pgq) has vigorous growth and produces larger roots than its parents. However, F1 progenies are complete male sterile. Plant tissue culture technology can circumvent the issue and propagate the hybrid. Methods: Murashige and Skoog (MS) medium with different concentrations (0, 2, 4, and 6 mg/L) of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) was used for callus induction and somatic embryogenesis (SE). The embryos, after culturing on $GA_3$ supplemented medium, were transferred to hormone free 1/2 Schenk and Hildebrandt (SH) medium. The developed taproots with dormant buds were treated with $GA_3$ to break the bud dormancy, and transferred to soil. Hybrid Pgq plants were verified by random amplified polymorphic DNA (RAPD) and inter simple sequence repeat (ISSR) analyses and by LC-IT-TOF-MS. Results: We conducted a comparative study of somatic embryogenesis (SE) in Pgq and its parents, and attempted to establish the soil transfer of in vitro propagated Pgq tap roots. The Pgq explants showed higher rate of embryogenesis (~56% at 2 mg/L 2,4-D concentration) as well as higher number of embryos per explants (~7 at the same 2,4-D concentration) compared to its either parents. The germinated embryos, after culturing on $GA_3$ supplemented medium, were transferred to hormone free 1/2 SH medium to support the continued growth and kept until nutrient depletion induced senescence (NuDIS) of leaf defoliation occurred (4 months). By that time, thickened tap roots with well-developed lateral roots and dormant buds were obtained. All Pgq tap roots pretreated with 20 mg/L $GA_3$ for at least a week produced new shoots after soil transfer. We selected the discriminatory RAPD and ISSR markers to find the interspecific ginseng hybrid among its parents. The $F_1$ hybrid (Pgq) contained species specific 2 ginsenosides (ginsenoside Rf in P. ginseng and pseudoginsenosides $F_{11}$ in P. quinquefolius), and higher amount of other ginsenosides than its parents. Conclusion: Micropropagation of interspecific hybrid ginseng can give an opportunity for continuous production of plants.
고추(Capsicum annuum L.)는 전 세계적으로 재배되고 있는 채소이자 향신료 작물이다. 고추 열매는 독특한 맛과 향을 지니면서 인체 건강에 중요한 항산화제와 다양한 화합물을 제공하기에 경제적 가치가 높다. 또한 소비자의 기호에 따른 새로운 고추 품종에 대한 수요도 높다. 하지만 고추는 조직 및 기관 분화와 식물 재분화가 어려운 식물이기에 유전자재조합 및 유전자 교정과 같은 새로 개발된 기술을 사용하여 요구되는 품종 개발이 어려운 상황이다. 본 연구에서는 서울대학교 Core collection에서 분양 받은 7계통의 고추를 이용하여 조직 배양 및 재분화 조건을 조사하였다. 여기에는 서로 다른 사이토키닌과 옥신 농도로 구성된 여러 가지 배지 조성을 사용하여 캘러스와 부정아 유도, 그리고 신초 형성을 관찰하였다. 그 결과, 호르몬 조성에 따라 캘러스 유도 및 신초 형성에서 품종별 차이가 있는 것으로 확인하였으며, zeatin riboside를 함유한 배지와 유묘의 잎자루 부분을 사용한 경우 재분화율이 가장 높게 나타났다. 특히 사용된 7 계통의 고추 중에서 CMV980 계통이 다른 품종에 비해 월등히 높은 재분화 효율(약48%)을 나타냈고, Yuwolcho 계통이 그 뒤를 이었다. 따라서 본 연구는 CMV980 및 Yuwolcho 계통을 고추 형질전환에 활용될 수 있는 우수한 품종 후보로 제공하며, 이는 향후 유전자교정기술 등을 이용한 다양한 품종 개발에 기여할 수 있을 것이다.
특정한 현미의 표현형을 보이며, 지질함량이 원품종인 Kinmaze 보다는 높은 거대배(EM 40)와 두꺼운 호분층(LO 1050)과 현미의 립형이 작은립(TAL 214)에 표현형을 나타내는 돌연변이 계통들을 이용하였다. 이것들 간에 특정한 유전자의 집적을 유도하고 상호 정역교배(Reciprocal cross)를 실시하였으며, 그 결과에 따라 지질함량이 높아지는 계통을 선발하고 이용할 목적으로 본 실험을 수행하였다 또한 일부 영양적인 측면에 대한 특성도 조사하여 보고자 지방산 조성에 대해서도 측정하였다. 이들 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 1, 거대배 돌연변이와 두꺼운 호분층 돌연변이 계통간의 교배조합에서는 거대배의 발현은 호분층의 두께와는 아무런 영향이 없는 것으로 나타났으며, 거대배.두꺼운 호분층 F$_2$개체의 지질함량은 4.15 %을 나타내었다. 이와 같이 높은 지질함량 수치는 Kinmaze을 포함 각각의 교배모본들에 지질함량과 본 실험에서 사용된 다른 어느 교배조합 보다도 높은 함량수치를 나타내었다. 높은 지질함량을 보이는 원인으로는 지질의 경우 현미의 배부분에 많이 축적되는 것으로 알려져 있으므로, 거대배.두꺼운호분층 F$_2$개체는 배의 크기를 크게하는 유전자와 호분층을 두껍게 하는 유전자의 집적에 의한 결과로 그 조건을 충분히 갖춘 것으로 판단된다. 2. 거대배 돌연변이와 작은립의 교배조합에서는 거대배.작은립 F$_2$개체의 지질함량이 3.80 %으로 작은립 교배모본의 2.92 %보다 0.88 %가 높게 나타났지만, 지질함량 증가의 정도는 다른2개의 교배조합에 비하여 낮게 나타났다. 이러한 이유로는 작은 립의 표현형을 보이는 유전자의 영향으로 인하여 거대배가 원래의 배의 크기에 비해 조금 작아진 것에 기인한 것으로 여겨진다. 3. 두꺼운 호분층.작은립 F$_2$개체의 호분층에 두께는 작은립의 교배모본에 비하여 12 $\mu\textrm{m}$가 두껍게 나타났으나, 두꺼운 호분층의 교배모본에 비해서는 6 $\mu\textrm{m}$가 얇게 나타났는데, 이와 같은 결과는 호분층의 두께는 현미의 크기에 일부 영향을 받는 것으로 여겨진다. 두꺼운 호분층.작은립 F$_2$ 개체에 현미의 표현형은 TAL 214과 같은 작은립의 표현형을 보인 것으로 여겨진다. 4. 지질함량의 경우는 3.85 %로 각각의 교배모본 TAL 214 2.92 %, LO 1050 3.01 %에 비하여 0.93 %, 0.84 %가 증가한 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는LO 1050의 호분층에 의한 영향으로 여겨지며, 현미의 배의 크기는 LO 1050 만큼 크지는 않아도 두꺼운 호분층의 유전자 집적의 효과가 있는 것으로 판단된다. 지질함량이 상승시키는데도 이와 같은 유전자 집적의 효과가 유효할 것으로 여겨진다. 5. 지방산 조성은 있어서는 품종인 Kinmaze와 각각의 교배모본의 계통과 이 들 F$_2$ 개체에는 그 차이가 유의성을 보일 정도는 아니였다. 그러나, oleic acid의 일부 증가와 linoleic acid의 미미한 감소되는 경향을 보였다. Linolenic acid도 감소는 본 실험의 최종적 결과인 지질함량 증가와 더불어 현미의 지질이용에 도움을 주는 것으로 지방산 조성에도 특정한 표현형의 형질은 유전자 집적에 따른 품질의 변화를 시킬 수 있다는 가능성을 제시하고 있다고 여겨진다. 6. 현재, 거대배 1형(ge-1, 3.68 %), 거대배 2형(ge-2,2.91 %), 두꺼운 호분층(4.63 %), 전분층에 지질함량이 많은 것(3.44 %)등 다양한 표현형을 보이는 여러 가지 계통에 대하여 유전자 집적을 효과를 조사하고 있으므로 벼의 지질함량이 많은 폭으로 증대되는 것에 기대를 하고 있다.
판막하 조직 변형에 기인한 승모판 건삭 연장 및 파열 등은 판막성형술시 부적절한 건사 조직 때문에 판막 수술을 복잡하고 쉽지 않게 만든다. 저자들은 Expanded Polytetrafluoethylene (ePTEF)을 이용한 인공 건삭으로 판막성형술을 시행하여 그 성적을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 1997년 3월부터 1999년 2월까지 본원에서 인공건삭을 이용해서 승모판막성형술을 시행한 26령 환자를 대상으로, 술 전, 술 중, 퇴원 전 그리고 마지막 외래 방문 시에 증상 및 심초음파 검사 소견을 비교 분석하였다. 성별분포는 남자 15명, 여자 11명, 평균 연령은 51.2$\pm$13.4세, 원인 병변은 퇴행성 18예, 류마티즘 6예 및 감염 1예 그리고 허혈성 1예였으며, 건삭 병변은 파열 18예, 연장 6예, 연장 및 파열 2예였다. 동반 판막 질환은 심방중격결손 2예, 삼첨판폐쇄부진증 7예, 동맥판폐쇄부전증 4예 및 삼첨판폐쇄부전증과 동맥판폐쇄부전증이 동반된 경우가 2예 있었다. 판막성형술 시 사용한 인공 건삭 수는 3.6$\pm$1.6개였고, 모든 예에서 판륜성형술을 시행하였으며, 인공심폐기시간은 182.1$\pm$63.7분, 대동맥차단시간은 133.1$\pm$45.6분이었다. 결과: 술 후 조기 사망은 없었으며, 판륜성형술 부위 이상과 술 후 심낭삼출액으로 재수술은 2예가 있었다. 술 후 마지막 외래 방문 시 NYHA class I: 22예(88%), II: 2예(8%), III: 1예(4%), 승모판폐쇄부전 정도* 0/IV: 20예(78%), I/IV 4예(15%), II/IV 1예(5%)이었으며, 승모판 면적 2.2$\pm$0.35 $\textrm{cm}^2$*이였다(*: p<0.05). 결론: 승모판막 병변 시 인공 건삭을 이용하여 다른 승모판막 성형술과 함께 시술하여 단기 및 중기 결과의 호전이 있어서, ePTEF을 이용한 인공건삭은 승모판막 성형술 치료 성적을 호전시킬 수 있을 것으로 생각한다.
톡소포자충(Tomplasmngondii)은 세포내에 기생하는 구포자충(Cuidia)의 일종으로 항원은 여러 가지 단백질로 구성되어 있으며 이들 항원의 분석은 면역학적 생화학적인 면에서 시도 해 볼 필요가 있다. 톡소포자충(RH주) tachyzoite의 용해물 및 분비항원을 SDS-PAGE(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis)로 단백질 분획을 관찰하고 면역 전기영동이적법 (EITB, enzyme-linked immunelectrohansfer blot)을 시행하여 반응대를 관찰하였다. 토끼 (New Zealand산) 또는 BALB/c마우스를 톡소포자충으로 면역 또는 감염시키고 3주 또는 7주 후에 채혈 하였다. 면역 후 토끼나 마우스 혈청은 간접형광항체법(IFA)으로 항체가 1:1024 또는 1 : 128임을 확인하였다. 톡소포자충 용해물 및 분비항원으로 SDS-PAGE를 시행하였을 때 10 kDa에서 220 kDa까지 광범위한 단백질 분포대를 보였다. 톡소포자충 용해물 항원을 IgG 항혈청과 반응시켰을 때 주요 항원의 분자량은 23에서 35 kDa까지 5개의 반응대를 관찰하였으며 IgG와 IgM의 공동반응 대는 24. 27, 30. 35 kDa에서 관찰되었다. 분비항원을 IgG 항혈청과 반응시켰을 때 감염 마우스 의 복강액을 항원으로 한 경우 33(P30), 45 kDa의 반응대가 주요 항원임을 알 수 있었고 톡소포자 충을 CHL 세포로 in vitro에서 배양시킨 후 배양액의 상청액을 항원으로 EITB를 시행하였을 때 20 kDa. 30 kDa 이하의 분획에서 반응대가 관찰되었다. 이상으로 30 kDa 항원이 톡소포자충 tachyzoite의 용해물 뿐만 아니라 분비물에서도 관찰되는 중요한 항원임을 알 수 있었다.
본(本) 시험(試驗)은 여름철 청예사초(靑刈飼草)로서 이용(利用)이 급증하고 있는;수단그라스계(系) 잡종(雜種) (수수-수단그라스잡종(雜種);Sorg hum bicolor (L.) Moench)중 우리나라에서 생산성(生産性)과 적응성(適應性)이 가장 우수(優秀)하다고 인정된 Pioneer988을 공시품종(供試品種)으로 하여 질소시비수준(窒素施肥水準)과 예취(刈取)높이가 예취후(刈取后) 그루터기의 고사(枯死)와 저장탄수화물함량(貯藏炭水化物含量)에 미치는 영향을 구명(究明)하기 위하여 1981년(年)과 1982년(年) 2년(年)에 걸쳐 서울대 농대(農大) 부속실험목장내 사초시험포(飼草試驗圃)에서 실시(實施)되었으며 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 예취후(刈取后) 그루터기의 고사(枯死)는 질소시비수준(窒素施肥水準)이 높은 구(區)에서, 예취(刈取)높이가 낮은 구(區)에서 증가하였으며, 예취시(刈取時) 비가 올 때도 증가하였다. 2. 그루터기중 저장탄수화물함량(貯藏炭水化物含量)은 1회(回) 예취시(刈取時)와 예취후(刈取后) $6{\sim}7$ 일(日)째에는 예취(刈取)높이가 높은 구(區)에서 높게 나타나(p<0.05), 15cm의 높은 예취(刈取)높이는 재생초기(再生初期) 저장탄수화물(貯藏炭水化物)의 급격한 소모를 막을 수 있다고 생각되며, 2회(回)와 3회(回) 예취시(刈取時)에는 예취(刈取)높이에 따른 차이는 없는 경향이었다. 3. 저장탄수화물함량(貯藏炭水化物含量)은 기후(氣候)의 영향을 많이 받았는데 가뭄은 식물체내(植物體內) 저장탄수화물함량(貯藏炭水化物含量)을 높여 주었으며, 강우는 저장탄수화물함량(貯藏炭水化物含量)의 감소를 촉진시켜 고사율(枯死率)을 간접적으로 증가시킨 것으로 생각된다. 또한 그루터기의 고사(枯死)를 유발시키는 한계수용성탄수화물함량(限界水溶性炭水化物含量)은 $3{\sim}6%$로 생각된다. 4. 1년생(年生) 사초(飼草)인 수단그라스계(系) 잡종(雜種)에 있어서 재생(再生)에 기여하는 저장탄수화물(貯藏炭水化物)의 역할은 뚜렷하지 못하며, 예취시(刈取時) 기상조건(氣象條件) 등 다른 요인(要因)들이 재생수량(再生收量)에 더 많은 영향을 미치는 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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