• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.140-140
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• 2017

Nutritious and functional foods from crop have received great attention in recent years. Colored-grain wheat contains high phenolic compound and a large number of flavonoid. The anthocyanin and polyphenolic synthesis and accumulation is generally stimulated in response to biotic or abiotic stresses. Here, we analyzed genome wide transcripts in seedling of colored-grain wheat response to ABA and PEG treatment. About 900 and 1500 transcripts (p-value < 0.05) from ABA and PEG treatment were aligned to IWGSC1+popseq DB which is composed of over 110,000 transcripts including 100,934 coding genes. NR protein sequences of Poaceae from NCBI and protein sequence of transcription factors originated from 83 species in plant transcription factor database v3.0 were used for annotation of putative transcripts. Gene ontology analysis were conducted and KEGG mapping was performed to show expression pattern of biosynthesis genes related in flavonoid, isoflavonoid, flavons and anthocyanin biopathway. DroughtDB (http://pgsb.helmholtz-muenchen.de/droughtdb/) was used for detection of DEGs to explain that physiological and molecular drought avoidance by drought tolerance mechanisms. Drought response pathway, such as ABA signaling, water and ion channels, detoxification signaling, enzymes of osmolyte biosynthesis, phospholipid metabolism, signal transduction, and transcription factors related DEGs were selected to explain response mechanism under water deficit condition. Anthocyanin, phenol compound, and DPPH radical scavenging activity were measured and antioxidant activity enzyme assays were conducted to show biochemical adaptation under water deficit condition. Several MYB and bHLH transcription factors were up-regulated in both ABA and PEG treated condition, which means highly expressed MYB and bHLH transcription factors enhanced the expression of genes related in the biosynthesis pathways of flavonoids, such as anthocyanin and dihydroflavonols in colored wheat seedlings. Subsequently, the accumulation of total anthocyanin and phenol contents were observed in colored wheat seedlings, and antioxidant capacity was promoted by upregulation of genes involved in maintaining redox state and activation of antioxidant scavengers, such as CAT, APX, POD, and SOD in colored wheat seedlings under water deficit condition. This work may provide valuable and basic information for further investigation of the molecular responses of colored-grain wheat to water deficit stress and for further gene-based studies.

• Applied Microscopy
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• 제37권4호
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• pp.271-280
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• 2007

Tonicity responsive enhancer binding protein(TonEBP)는 콩팥에서 osmolyte의 세포내 축적을 촉매해 주는 전사조절인자로 높은 삼투농도에서 세포를 보호하는데 중요한 역할을 수행한다. 고장성환경은 TonEBP의 양적 증가와 핵 내 분포의 증가를 통해 TonEBP의 활성을 자극한다. 또한 TonEBP는 콩팥 수질내 요소축적에 중요한 역할을 하는 UT-A의 전사를 조절하는 것으로도 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 콩팥수질내 TonEBP와 UT-A의 기능과 상관관계를 밝히는 연구의 일환으로 다른 동물보다 급수가 제한된 환경에서 더 오래 살아남을 수 있는 수분대사능력을 가지고 있는 Mongolian gerbil을 이용하여, 절수로 인한 고장성환경의 유발에서 TonEBP와 UT-A에 대한 발현 변화를 관찰하고자 하였다. 절수에 따른 TonEBP와 UT-A의 발현 양상을 연구하기 위해, 먼저 Mongoian gerbil 각 5마리씩 3그룹으로 나누어 절수 실험을 실시하였고, 면역조직화학법을 실시하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 정상대조군에서 TonEBP의 면역반응성은 속수질 세포들의 핵 내에 주로 분포하였으며, 절수 7일군에서 면역조직화학검사 결과, 속수질집합관에서의 염색성은 대조군에 비해 증가하였고, 특히 바깥수질 부위에 속수질에서 요세관의 가는 부분에서의 증가가 두드러졌다. 절수 14일군에서 염색성이 대조군보다 오히려 감소하였으며, 콩팥의 조직학적 손상이 관찰되었다. UT-A의 경우 바깥수질 속줄무늬층의 짧은-헨레고리가는내림부분과 정상군에서는 미약한 양성반응을 나타낸 속수질 초기부분의 긴-헨레고리가는내림부분에서 강한 발현 양상을 나타내었고, 속수질의 초기에서 중간부위의 속수질집합관도 강한 발현 양상을 확인할 수 있었다. 그러나 속수질 말단부위의 속수질집합관은 콩팥유두 끝으로 갈수록 발현량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이상의 결과는 Mongolian gerbil을 이용한 절수모델에서 증가된 콩팥수질의 Tonicity에 의해 TonEBP의 발현이 증가하고 이에 따라 UT-A의 발현도 동반하여 증가하는 것을 확인하였고, 또한 이렇게 증가된 TonEBP는 UT의 전사를 조절하여 UT를 증가시켜 오줌농축기전을 향상시키는 것으로 생각된다. 이는 속수질 세포의 스트레스에 대한 세포방어기전으로 생각된다. 그러나 절수가 계속되면 이런 적응반응에 한계를 지나쳐 오히려 TonEBP와 UT-A의 발현이 감소함을 확인 할 수 있었다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제23권5호
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• pp.397-406
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• 2000

건조지대 및 염의 영향을 받는 지역에 널리 분포하는 명아주과 식물의 생리생태학적 적응 특성을 규명하기 위하여 교란지, 염습지, 사구, 간척지 등 다양한 환경에 적응하여 살아가고 있는 10종 명아주과 식물의 무기 및 유기용질의 양상을 조사하였다. 조사된 명아주과 식물은 토양의 칼슘 함량과는 무관하게 체내에 매우 소량의 수용성 칼슘을 함유하였으며, 아주 높은 수용성 K/Ca 비를 보였다. Na/sup ＋/, K/sup ＋/와 같은 양이온 및 Cl/ sup －/, SO₄/sup 2－/와 같은 음이온을 많이 축적하는 경향을 보였으며, 염 환경에서는 K/ sup ＋/보다 Na/sup ＋/ 이온을 선호하는 경향을 보였다. 이들 식물의 체내 총 질소함량은 높았지만, 아미노산성 질소는 총 질소함량의 5% 이하로 매우 낮은 값을 보였다. 세포질성 삼투인자로 널리 알려진 proline을 거의 함유하지 않았지만, 가용성 질소의 함량이 높은 것으로 보아 proline 이외의 다른 질소화합물이 체내 삼투 조절에 관여할 것으로 여겨진다. 야외에서의 이러한 생리적 특징이 통제된 환경에서도 동일한 양상을 보이는지를 조사하기 위하여, 사구 및 염습지의 대표적인 명아주과 식물(퉁퉁마디, 칠면초, 호모초, 가는갯능쟁이, 나문재) 5종을 선택하여 염환경 하에서 생육시켰다 (200 mM Nacl). 조사된 명아주과 식물은 매우 낮은 체내 수용성 Ca/sup 2＋/ 함량, 알칼리 양이온의 축적 등 야외식 물과 유사한 생리양상을 보였다. 종합하면, 명아주과 식물은 알칼리 양이온 및 Cl/sup －/, NO₃/sup －/ 및 SO₄/sup 2－/와 같은 무기 음이온을 상당량 축적하고, 체내로 유입되는 Ca/sup 2＋/을 Ca-oxalate로 침전시켜 세포질 내 수용성 칼슘함량을 매우 낮은 수준으로 유지하며, 아미노산이외의 다른 가용성 질소화합물을 보편적으로 함유하는 미네랄 대사의 특성을 보여준다. 이에 부가하여 토양 환경의 변화에 따라 체내의 무기이온 및 유기용질의 양상을 적절히 조절하는 독특한 생리적 특성이 이들 명아주과 식물을 건조 및 고염과 같은 불리한 환경을 극복하여 적응케 하는 토대가 되는 것으로 여겨진다.