• 생물환경조절학회지
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• 제19권4호
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• pp.266-274
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• 2010

본 연구는 토마토의 토양 수분결핍조건에서의 생장과 생리적인 반응을 근본적으로 조사하기 위하여 수행되었다. 토양에 두가지 수분조건, 심한 수분결핍(-100kPa)과, 대조구인 약한 수분결핍 처리(-25kPa)는 실시간 토양수분함량을 모니터링을 할 수 있는 토양센서와 관수 모듈을 갖춘 micro-irrigation 시스템을 고안, 온실에서 유지되었다. 토양수분함량은 30일동안 변동되었으며, -25kPa로 맞춰진 처리구는 평균 -47kPa, -100kPa 처리구는 평균 -119kPa로 차이를 나타냈다. 이 두 가지 다른 토양수분상태에서 자란 식물체 사이의 생육을 비교해 본 결과 수분결핍상태(-100kPa)에서 자란 식물체가 대조구인 약한 수분결핍(-25kPa) 처리구에 비해 절간수의 차이없이 신장이 유의하게 감소하였으며 건물중의 축적은 더 높게 나타났다. 또한 건물중 당 엽면적의 차이 없이, 엽면적과 엽건중이 수분 결핍이 약한 처리구에 비해 수분결핍이 심한 처리구가 더 높게 나타났다. 이러한 생육상의 차이는 심한 수분스트레스가 엽두께의 변화없이 생체중의 증가와 엽면적 확보를 통해 토마토의 수분스트레스에 적응을 야기시킬 수 있음을 제시했다. 수분결핍에 따른 토마토 생육기간동안, 생리적변화를 조사한 결과, -100kPa 처리구에서 자란 토마토가 대조구인 -25kPa 처리구에 비해 엽의 상대수분함량의 증가와 잎의 삼투압이 낮게 나타났다. 이는 수분스트레스아래서 토마토의 더 나은 수분상태를 유지하기 위한 생리적인 적응을 설명해준다. 아울러 심한 수분스트레스는 대조구에 비해 PSII 활성과 수분활용도를 증가되었으며, 낮은 기공저항도를 나타내었다. 처리간의 광합성의 차이는 없었으며, 토마토 과실의 수와 생육량의 차이는 없었다. 이러한 결과는 토마토 'Picco'가 엽형태의 변형과 삼투압, 수분활용도와 PSII의 활성을 통해 수분결핍상태에서 적응할 수 있게 만들 능력을 보여준다. 본 연구결과에서 나타난 토마토의 수분스트레스 적응 메커니즘은 토마토의 가뭄저항성 스크린에 있어서 고려되어져야 할 것으로 보인다.

• KSBB Journal
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• 제16권4호
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• pp.344-350
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• 2001

염 성분이 처리된 조건배지에서 발아를 유도한 양배추와 고추 종자는 각각 400 mM, 200 mM의 염분농도에서부터 발아상태만 유지되고 유묘로서의 성장은 더 이상 진행되지 않았다. 뿌리의 분화에서 고추의 경우는 성장하는 유묘에서 뿌리털만이 왕성하게 분화되는 것을 관찰할 수 있었지만, 양배추는 전체적으로 고른 뿌리털의 분화가 유도되다가 200 mM에서는 오히려 1차 근의 발달이 두드러지게 나타났다. 이러한 뿌리털의 뚜렷한 분화 현상은 염에 의한 hyperosmotic stress에 대하여 식물 세포가 cellular ion homeostasis를 유지하기 위한 것으로, 이러한 영향이 뿌리조직 중 1차 근의 분화가 둔화되고 결국 유묘의 성장이 억제된다. 유묘로부터 anthocyanin을 추출한 결과 양배추의 경우 200 mM NaCl 첨가 배지에서, 고추는 50 mM K-gluconate 첨파배지에서 가장 많은 anthocyanin이 검출되었다. 이 결과는 염분 스트레스에 의해 식물색소의 합성량을 변화시킬수 있다는 것을 시사하는 것으로 이 조건을 토대로 식물체로부터 anthocyanin의 합성을 다량으로 유도할 수 있을 것이다. Betaine합성과 BADH와의 관계를 알아본 결과, 영양변이에 의한 스트레스가 BADH의 활성을 유도하게 되면 아울러 betaine 생합성을 조절하고 있음을 알 수 있었다. 고추는 100 mM의 K-gluconate 첨가 배지에서 양배추는 200 mM의 NaCl이 처리된 조건배지에서 발아되는 초기에 염분에 대해 많은 영향을 받는 것으로 보이며 유묘의 성장이 왕성한 시기에 betaine의 함량이 증가하였다. Anthocyanin 추출과 BADH활성에서 알 수 있듯이 고추는 $K^{+}$이, 양배추는 $Na^{+}$이 수분 스트레스의 신호로 작용하여 다양한 transcription factor를 합성함으로써 2차 대사반응을 유도하는 것으로 판단된다. 이 과정에시 식물 조직은 염분 스트레스에 따른 특이적 산물과 여러 유용물질을 합성하게 되는 것이다. Proline과 betaine은 높은 농도로 처리된 염 성분이 액포내에 축적되는 것을 방지하여 액포의 노화와 세포질의 효소활성을 보호하여 세포내 ion homeostasis를 유지하고 삼투대사를 조절하여 액포를 보호하는 인자와 같은 역할을 한다.

• 한국작물학회지
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• 제27권1호
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• pp.60-65
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• 1982

맥류의 한발저항성 반응과 정도 그리고 저항생리적 기작을 구명하기 위하여 발아후 10일된 유묘기(본엽 3매시)에 8일간 단수처리를 하여 질산환원효소와 단백질분해효소의 활성변화 그리고 proline축적을 조사하였던 바 그 결과는 다음과 같다. 1. 전품종의 평균 감소율은 질산환원효소의 활성이 42%이였으며 단백질분해효소의 활성은 73%였으며, 이에 반하여 proline은 대조구에 비하여 단수구가 무려 10배나 증가하였다. 2. 질산환원효소의 활성감소율을 맥종별로 보면 소맥 < 호맥 < 대맥 < 2조대맥ㆍ과맥의 순으로 소맥이 가장 낮았다. 3. 단백질분해효소의 활성감소율을 맥종별로 보면 소맥 < 호맥 < 이조대맥 < 대맥 < 과맥의 순으로 소맥이 높고 과맥이 가장 낮았다. 4. 단수구의 proline의 축적색대량을 맥종별로 보면 소맥 < 대맥 < 호맥 < 과맥 < 이조대맥의 순으로 소맥과 대맥이 높았으며, 대조구에 대한 단수구의 증가비는 호맥(13배) > 소맥ㆍ대맥(11배) > 과맥(9배) > 이조대맥(7배)의 순으로 호맥이 가장 높았다. 5. 한발저항성 과정에서 효소적 및 생리적 대사작용의 관점에서 볼 때 소맥 > 호맥 > 대맥 > 과맥 > 이조대맥의 순으로 한발저항성이 강한 것으로 추정된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제35권4호
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• pp.307-316
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• 2008

식물에서 전이인자를 이용한 삽입 변이체의 유전자 기능분석 연구가 최근 가장 활발하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 동진벼의 Ac/Ds 삽입 변이체인 F2 세대 30,000 계통을 이용하여 고염과 저온에 민감한 계통과 내성이 있는 계통을 대량 스크리닝을 통해 선발하였다. 첫 번째 스크리닝에서 선발한 212 계통을 Southern blot 분석을 통해 Ds의 삽입여부 및 copy 수를 꽉인하고 표현형과 비교하여 고염과 저온에서 총 19 계통을 선발하였고, 이 중 copy 수가 하나인 계통은 13 계통이었다. 선발한 계통을 FSTs 분석을 통해 Ds의 삽입위치 및 knock-out유전자를 확인하고 염기서열 정보를 이용하여 벼 전체 염기서열 정보와 상동성 비교분석 결과 세포의 신호전달 과정과 조절 관여하는 유전자 그룹인 transpoter, protease family protein and apical meristem family protein, 삼투압조절에 관여하는 유전자 그룹인 heat shock potein, O-methyltransferase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase and drought stress Induce protein 그리고 식물의 소포유통(vesicle trafficking)에 관여하는 유전자 SYP 5 family protein로 구분할 수 있었다. 선발된 19개 유전자의 발현 분석을 위해 9종류 비생물학적 스트레스 하에서 RT-PCR을 수행한 결과 이들 knock-out 유전자는 비생물학적 스트레스에 각각 다른 발현 패턴을 보였다. 이 연구의 결과는 삽입 변이체를 통한 유전자의 기능분석에 있어서 비생물학적인 스트레스의 응답 반응계에 관여하는 유전자를 연구하는데 유용할 것이라고 생각된다.

• 한국어류학회지
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• 제22권1호
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• pp.17-24
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• 2010

본 연구에서는 감성돔의 염분과 수온 변화에 따른 스트레스 반응을 알아보기 위하여 glucocorticoid receptor (GR) mRNA 발현을 조사하였다. 감성돔 신장으로부터 전장의 GR cDNA를 클로닝하였고, 염분과 수온이 변화하는 동안 아가미, 신장 및 장에서 GR mRNA 발현 변화를 quantitative real-time PCR (QPCR)을 이용하여 조사하였다. 염분 변화시, 아가미, 신장 및 장에서 GR mRNA 발현은 0 psu에서 가장 높게 나타났으며, 혈장 cortisol과 glucose 농도도 증가한 반면, triiodothyronine ($T_3$) 농도는 감소하였다. 수온 변화시, 아가미, 신장 및 장에서 GR mRNA 발현은 $30^{\circ}C$에서 가장 높게 관찰되었다. 혈장 cortisol, glucose 및 $T_3$ 농도 또한 고수온 ($30^{\circ}C$)에서 증가하였다. GR mRNA 발현의 증가는 염분과 수온 변화와 같은 환경 요인에 대한 좋은 스트레스 지표로 여겨진다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제18권1호
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• pp.15-22
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• 2008

Four series (S, M, R, and W) of Alternaria longipes isolates were obtained based on consecutive selection with Dimethachlon (Dim) and ultraviolet irradiation. These isolates were then characterized according to their tolerance to Dim, sensitivity to osmotic stress, and phenotypic properties. All the selected Dim-resistant isolates showed a higher osmosensitivity than the parental strains, and the last generation was more resistant than the first generation in the M, R, and W series. In addition, the changes in the Dim resistance and osmotic sensitivity were not found to be directly correlated, and no distinct morphologic characteristics were found among the resistant and sensitive isolates, with the exception of the resistant isolate K-11. Thus, to investigate the molecular basis of the fungicide resistance, a group III two-component histidine kinase (HK) gene, AlHK1, was cloned from nineteen A. longipes isolates. AlHK1p was found to be comprised of a six 92-amino-acid repeat domain (AARD), HK domain, and response regulator domain, similar to the Os-1p from Neurospora crassa. A comparison of the nucleotide sequences of the AlHK1 gene from the Dim-sensitive and -resistant isolates revealed that all the resistant isolates contained a single-point mutation in the AARD of AlHK1p, with the exception of isolate K-11, where the AlHK1p contained a deletion of 107 amino acids. Moreover, the AlHK1p mutations in the isolates of each respective series involved the same amino acid substitution at the same site, although the resistance levels differed significantly in each series. Therefore, these findings suggested that a mutation in the AARD of AlHK1p was not the sole factor responsible for A. longipes resistance to dicarboximide fungicides.

• International Journal of Oral Biology
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• 제30권1호
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• pp.23-30
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• 2005

Bone remodeling is a process controlled by the action of two major bone cells; the bone forming osteoblast and the bone resorbing osteoclast. In the process of osteoclastogenesis, stromal cells and osteoblast produce RANKL, OPG, and M-CSF, which in turn regulate the osteoclastogenesis. During the bone resorption by activated osteoclasts, extracellular $Ca^{2+}/{PO_4}^{2-}$ concentration and degraded organic materials goes up, providing the hypertonic microenvironment. In this study, we tested the effects of hypertonicity due to the degraded organic materials on osteoclastogenesis in co-culture system. It was examined the cellular response of osteoblastic cell in terms of osteoclastogenesis by applying the sucrose, and mannitol, as a substitute of degraded organic materials to co-culture system. Apart from the sucrose, mannitol, and NaCl was tested to be compared to the effect of organic osmotic particles. The addition of sucrose and mannitol (25, 50, 100, 150, or 200 mM) to co-culture medium inhibited the number of tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP) positive multinucleated cells induced by 10 nM $1{\alpha},25(OH)_2vitaminD_3$ ($1{\alpha},25(OH)_2D_3$). However, NaCl did exert harmful effect upon the cells in this co-culture system, which is attributed to DNA damage in high concentration of NaCl. To further investigate the mechanism by which hypertonicity inhibits $1{\alpha},25(OH)_2D_3$-induced osteoclastogenesis, the mRNA expressions of receptor activator of nuclear factor (NF)-kB ligand (RANKL) and osteoprotegerin (OPG) were monitored by RT-PCR. In the presence of sucrose (50 mM), RANKL mRNA expression was decreased in a dose-dependent manner, while the change in OPG and M-CSF mRNA were not occurred in significantly. The RANKL mRNA expression was inhibited for 48 hours in the presence of sucrose (50 mM), but such a decrement recovered after 72 hours. However, there were no considerable changes in the expression of OPG and M-CSF mRNA. Conclusively, these findings strongly suggest that hypertonic stress down-regulates $1{\alpha},25(OH)_2D_3$-induced osteoclastogenesis via RANKL signal pathway in osteoblastic cell, and may playa pivotal role as a regulator that modulates osteoclastogenesis.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제29권9호
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• pp.1247-1255
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• 2016

Heparin binding proteins (HBPs) are produced by accessory glands. These are secreted into the seminal fluid, bind to the spermatozoa at the time of ejaculation, favour capacitation, acrosome reaction, and alter the immune system response toward the sperm. The present study was conducted with an objective to assess the effect of purified seminal plasma-HBPs (SP-HBPs) on cross bred cattle bull sperm attributes during two phases of cryopreservation: Pre freezing and freezing-thawing. SP-HBPs were purified from pooled seminal plasma by heparin affinity chromatography. Three doses of SP-HBPs i.e. 10, 20, $40{\mu}g/mLs$ semen were standardized to find out the optimum dose and $20{\mu}g/mLs$ was found to be an optimum dose. Semen as such and treated with SP-HBPs was diluted with sodium citrate-egg yolk diluter and cryopreserved as per the standard protocol. Sperm parameters i.e. motility, viability, Hypo-osmotic swelling test (HOST), acrosome damage, in vitro capacitation and lipid peroxidation were evaluated in SP-HBP treated and untreated (control) semen at both phases of cryopreservation. A considerable variation in percent sperm motility, viability, membrane integrity (HOST), acrosome damage, acrosome reaction and lipid peroxidation was observed at both phases among the bulls irrespective of the treatment. Incubation of neat semen with $20{\mu}g/mL$ SP-HBP before processing for cryopreservation enhanced the average motility, viability, membrane integrity by 7.2%, 1.5%, 7.9%, and 5.6%, 6.6%, 7.4% in pre-frozen and frozen-thawed semen in comparison to control. There was also an average increase of 4.1%/3.9% in in vitro capacitation and acrosome reaction in SP-HBPs-treated frozen-thawed semen as compared to control. However, binding of SP-HBPs to the sperm declined acrosome damage and lipid peroxidation by 1.3%/4.1% and 22.1/$32.7{\mu}M$/$10^9$ spermatozoa in SP-HBP treated pre-frozen/frozen-thawed semen as compared to control, respectively. Significant (p<0.05) effects were observed only in motility, HOST and in vitro acrosome reaction. It can be concluded that treatment of neat semen with SP-HBPs before cryopreservation minimized the cryoinjury by decreasing the generation of reactive oxygen species.

• 한국약용작물학회지
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• 제22권5호
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• pp.339-348
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• 2014

The transcriptomes of four ginseng accessions such as Cheonryang (Korean ginseng cultivar), Yunpoong (Korean ginseng cultivar), G03080 (breeding line of Korean ginseng), and P. quinquefolius (American ginseng) was characterized. As a result of sequencing, total lengths of the reads in each sample were 156.42 Mb (Cheonryang cultivar), 161.95 Mb (Yunpoong cultivar), 165.07 Mb (G03080 breeding line), and 166.48 Mb (P. quinquefolius). Using a BLAST search against the Phytozome databases with an arbitrary expectation value of 1E-10, over 20,000 unigenes were functionally annotated and classified using DAVID software, and were found in response to external stress in the G03080 breeding line, as well as in the Cheonryang cultivar, which was associated with the ion binding term. Finally, unigenes related to transmembrane transporter activity were observed in Cheonryang and P. quinquefolius, which involves controlling osmotic pressure and turgor pressure within the cell. The expression patterns were analyzed to identify dehydrin family genes that were abundantly detected in the Cheonryang cultivar and the G03080 breeding line. In addition, the Yunpoong cultivar and P. quinquefolius accession had higher expression of heat shock proteins expressed in Ricinus communis. These results will be a valuable resource for understanding the structure and function of the ginseng transcriptomes.