• 제목/요약/키워드: plant cultured cells

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화성억제재배한 참당귀의 년근별 약효성분함량 (Variation of Decursin Contents of Root Ages in Floral Inhibition Cultured Angelica gigas Nakai)

  • 조선행;신국현;김기준
    • 한국작물학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.317-323
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    • 1993
  • 화성억제재배한 참당귀(Angelica gigas Nakai)의 근에서 약효성분함량을 구명하기 위하여 주요약효성분인 조추출물(엑스), Decursin 및 Decursinol angelate 등을 정량분석하여 연근ㆍ부위 및 생육단계별로 비료하였고, 또한 추대와 개화에 따른 근의 본질화 진행특성을 조사하기 위하여 목질 화세포, 중심주의 무게와 반경 및 피층부의 무게와 두께에 대하여 조사하였던 바 얻어진 일련의 겨과를 요약하면 다음과 같다. 1. 년근에 따라 엑스함량은 1, 2, 3년근이 모두 50% 내외로 큰 차이가 없었으나 Decursin과 Decursinol angelate 함량은 각각 8.20%와 5.01%로서 3년근이 가장 높은 함량을 보였다. 2. 근의 부위별 약효성분함량은 세근이 가장 많았고, 다음은 기근, 주근순으로 적어졌으며, 함량은 피층부가 중심계보다 엑스, Decursin, Decursinol angelate 모두 월등히 많았다. 또한 수확시기가 늦어질수록 약효성분함량이 증가하였다. 3. 생육단계가 진행됨에 따라 약효성분함량은 감소하였고, 목질화세포가 중심계의 무게와 반년이 증가하는 반면에 피층부의 무게와 두게는 상대적으로 감소하였다.

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당근 세포의 단백질 생합성에 대한 몇가지 식물생장조절제의 영향 (Effects of Some Plant Growth Regulators on Protein Biosynthesis of Carrot Cells)

  • 류기중;박창규;송태철
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제28권3호
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    • pp.187-195
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    • 1985
  • 당근에서 cytokinin, auxin 또는 GA에 의해 조절되는 polypeptide 및 단백질들을 동정하기 위하여, kinetin, BA, IAA, NAA 혹은 $GA_3$가 각각 $10^{-4},\;10^{-5},\;10^{-6}M$인 배지에서 suspension culture 한 당근 callus들의 추출물의 전기영동양상을 조사하였다. 생장조절제를 처리하지 않은 callus에서 15개 polypeptide band가 관찰되었는데, 이들의 분자량은 각각 $18._4,\;20._2,\;24._0,\;34._9,\;35._7,\;37._4,\;40._3,\;42._2,\;44._1,\;44._4,\;49._3,\;55._0,\;56._6,\;58._1$ 그리고 $59._9KD$였다. Kinetin, BA, IAA, NAA 그리고 $GA_3$에 의하여 합성이 촉진되는 것으로 보이는 polypeptide band는 각각 2개, 6개, 1개, 2개 그리고 4개였고, 합성이 억제되는 것으로 보이는 것은 각각 5개, 3개, 4개, 3개, 그리고 2개였다. 분자량 $40._3KD$$42._2KD$의 polypeptide들은 cytokinin류 생장조절제에 의하여 합성이 촉진되는 것으로 나타났고, $44._1KD$의 것은 auxin류에 의하여 합성이 촉진되며 $37._4,\;44._4,\;56._6KD$의 것은 auxin류에 의하여 합성이 억제되는 것으로 나다났다. Kinetin, BA, IAA, NAA 및 $GA_3$처리에서 상대 이동도가 0.56, 0.84, 0.92인 단백질 band들이 증가된 것이 관찰되었으나, 각 생장조절제들에 특유한 단백질은 동정할 수 없었다.

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산삼 공생 미생물 Weizmannia ginsengihumi LGHNH의 특징 및 배양물의 항노화 효능 (Characterization of Weizmannia ginsengihumi LGHNH from Wild-Ginseng and Anti-Aging Effects of Its Cultured Product)

  • 권민정;이혜진;이소영;진무현
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제50권3호
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    • pp.414-421
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    • 2022
  • 식물 공생 미생물은 기주 식물과 함께 공생하는 미생물로 생장 촉진, 면역력 증진, 대사체 생성 등의 역할을 수행하며 식물 발달에 영향을 준다. 본 연구를 통해 30년근 산삼에서 분리 동정한 미생물인 W. ginsengihumi LGHNH (KCTC 14462BP)은 식물 생장 촉진 호르몬인 indole-3-acetic acid (IAA)을 1.38 ㎍/ml에서 2.22 ㎍/ml 수준으로 분비함을 확인하였다. 또한 발효 전, 후의 진세노사이드 함량 비교를 통해 진세노사이드 전환능이 있음을 확인하였다. 전환된 저분자 진세노사이드인 Rg2(R), Rg4, Rg6, Rg3(S), Rg3(R), Rk1, Rg5, Rh1(R), Rk3, Rh4 등은 생체 이용률이 높고 다양한 피부 효능을 갖는다고 알려져 있다. 배양물로 제조한 W. ginsengihumi LGHNH (W. ginsengihumi LGHNH Cultured product, WCP)의 항노화 소재로서 가능성을 탐색하기 위해 미토콘드리아의 막전위와 ATP 생합성량을 측정하여 기능 저하 억제 여부를 확인하였다. 노화를 발생시키는 인자인 UVB를 조사한 HaCaT 세포 내 미토콘드리아 막전위 값을 측정한 결과, 미조사군 대비 39.3%로 감소하나 WCP 0.001% (v/v), 0.01% (v/v)에 의해 각각 57.3%, 58.1% 수준까지 회복함을 확인하였다. 또한 미토콘드리아의 ATP 생합성량 측정 결과, UVB 조사에 의해 미조사군 대비 94.3% 수준으로 감소하나 WCP를 0.001% (v/v), 0.01% (v/v) 처리한 군에서 각 각 105.3%, 105.7%로 증가하여 미토콘드리아 기능을 정상으로 회복하는데 도움을 줄 수 있다고 판단된다. 따라서, 본 연구를 통해 확보한 30년근 산삼의 공생 미생물은 항노화 관련 생물 자원으로서 산업적 활용 가능성이 높다.

엽록체 항산화기구 대사조절에 의한 환경스트레스 내성 식물 (Transgenic Plants with Enhanced Tolerance to Environmental Stress by Metabolic Engineering of Antioxidative Mechanism in Chloroplasts)

  • 권석윤;이영표;임순;이행순;곽상수
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제32권3호
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    • pp.151-159
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    • 2005
  • Injury caused by reactive oxygen species (ROS), known as oxidative stress, is one of the major damaging factors in plants exposed to environmental stress. Chloroplasts are specially sensitive to damage by ROS because electrons that escape from the photosynthetic electron transfer system are able to react with relatively high concentration of $O_2$ in chloroplasts. To cope with oxidative stress, plants have evolved an efficient ROS-scavenging enzymes such as superoxide dismutase (SOD) and ascorbate peroxidase (APX), and low molecular weight antioxidants including ascorbate, glutathione and phenolic compounds. To maintain the productivity of plants under the stress condition, it is possible to fortify the antioxidative mechanisms in the chloroplasts by manipulating the antioxidation genes. A powerful gene expression system with an appropriate promoter is key requisite for excellent stress-tolerant plants. We developed a strong oxidative stress-inducible peroxidase (SWPA2) promoter from cultured cells of sweetpotato (Ipomoea batatas) as an industrial platform technology to develop transgenic plants with enhanced tolerance to environmental stress. Recently, in order to develop transgenic sweetpotato (tv. Yulmi) and potato (Solanum tuberosum L. cv. Atlantic and Superior) plants with enhanced tolerance to multiple stress, the genes of both CuZnSOD and APX were expressed in chloroplasts under the control of an SWPA2 promoter (referred to SSA plants). As expected, SSA sweetpotato and potato plants showed enhanced tolerance to methyl viologen-mediated oxidative stress. In addition, SSA plants showed enhanced tolerance to multiple stresses such as temperature stress, drought and sulphur dioxide. Our results strongly suggested that the rational manipulation of antioxidative mechanism in chloroplasts will be applicable to the development of all plant species with enhanced tolerance to multiple environmental stresses to contribute in solving the global food and environmental problems in the 21st century.

현사시나무에서 Auxin/indole-3-acetic acid 1 (Aux/IAA1) 유전자 분리 및 발현 특성 구명 (Isolation and characterization of Auxin/indole-3-acetic acid 1 (Aux/IAA1) gene from poplar (Populus alba × P. glandulosa))

  • 배은경;최영임;이효신;최지원
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제46권3호
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    • pp.180-188
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    • 2019
  • 옥신은 식물의 생장과 발달 과정에서 중요한 조절자로서 기능한다. 옥신 신호전달 과정은 3개의 주요 옥신 반응 전사인자인 Auxin/indole-3-acetic acid (Aux/IAA), Gretchen Hagen 3 (GH3), 그리고 small auxin up RNA (SAUR) 유전자에 의해 조절된다. 특히, Aux/IAA는 옥신 신호에 반응하여 빠르게 축적되는 수명이 짧은 핵 단백질이다. 이 실험에서 우리는 현사시 나무(Populus alba ${\times}$ P. glandulosa)로 부터 PagAux/IAA1 유전자를 분리하고 발현 특성을 분석하였다. PagAux/IAA1 cDNA는 4개의 보존된 도메인과 2개의 nuclear localization sequence (NLS)을 포함한 200개의 아미노산을 암호화하고 있다. Southern blot 분석으로 현사시나무 genome에 PagAux/IAA1 유전자가 single copy로 존재하는 것을 확인하였다. PagAux/IAA1 유전자는 잎과 꽃에서 특이적으로 발현되었다. 그리고 PagAux/IAA1 유전자는 현탁배양세포의 생장 과정에서 초기 지수생장기에 발현되었다. PagAux/IAA1 유전자의 발현을 분석한 결과, 건조와 염 스트레스 및 식물호르몬인 ABA 처리에 의해 발현이 감소된 반면 저온 스트레스, 형성층의 세포 분열 과정 그리고 식물호르몬인 GA와 JA 처리에서 발현이 증가하였다. 따라서 PagAux/IAA1 유전자가 현사시나무에서 저온 스트레스 반응뿐 아니라 생장 과정에 관여할 것으로 판단된다.

쑥갓세포의 현탁배양에 의한 ${\beta}-sitosterol$ 생산 (Production of ${\beta}-sitosterol$ by Cell Suspension Culture of Chrysanthemum coronarium L.)

  • 김현철;정하영;이소연;정호용;김유정;백남인;김성훈;최근원;김대근;권병목;박미현;정인식
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제48권4호
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    • pp.425-430
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    • 2005
  • [${\beta}-sitosterol$]은 식물 스테롤로서 인간의 전립선암과 대장암 세포의 성장을 억제하고 생체내 콜레스테롤 농도를 감소시킨다. 본 연구에서는 쑥갓세포 배양에서 ${\beta}-sitosterol$ 생산의 최적화 연구를 수행하였다. 그래서 쑥갓(Chrysanthemum coronarium L.)으로부터 캘러스 유도는 NAA와 BAP의 농도가 각각 1 mg/l의 조합에서 최적이었으며 이들 캘러스로부터 현탁배양 세포주를 확립하였다. 현탁 배양시 초기 세포농도 2 g DCW/l에서 조성이 각각 1배인 탄소원(30 mg/l), 질소원(1900 mg/l $KNO_3$, 1650mg/l $NH_4NO_3$), 무기인산원(170 mg/l)을 포함하는 MS 배지에서 ${\beta}-sitosterol$ 생산이 최적으로 나타났다. Shake-flask를 이용한 현탁배양에서 ${\beta}-sitosterol$의 최대 생산량은 $150{\mu}g/g$ DCW이었다. 그리고 공기부유식 생물반응기의 배양에서는 100 cc/ml의 통기량에서 ${\beta}-sitosterol$의 생산이 $142.8{\mu}g/g$ DCW으로 나타났다.

포도 세포현탁배양계에서 Phytochrome 신호전달에 의해 조절되는 안토시아닌 생합성 (Phytochrome Signal Transduction Regulates Anthocyanin Biosynthesis in Cell Suspension Cultures of Vitis vinifera)

  • 최관삼;김선경;인준교;신동호
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제31권3호
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    • pp.239-248
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    • 2004
  • 포도 현탁배양계를 이용하여 안토시아닌 생합성 경로에 관여하는 phytochrome 신호 전달에 관하여 연구하였다. 그 결과 세포의 생중량과 세포수의 생장은 배양 시 광의 유무 및 단색광의 종류와 관계없이 배양 4일째부터 8일째까지 급격히 증가하였고 8일 이후부터 정상기에 들어서서 최대 생장을 보였다. 그러나 안토시아닌 색소 축적은 청색광에서 가장 높은 효과를 나타내었으며 적색광에서도 높았으나 원적색광하에서는 암소같이 색소생성이 억제되었다. 배양시기에 따른 색소생성에 미치는 광 조사의 효과는 대수증가기인 배양4일째에 조사한 단색광간에 차이가 인정되지 않았으나, 정상기인 배양 7일째 조사한 단색광의 효과는 그 종류에 따라 색소 축적 패턴에 큰 차이를 나타내는 것으로 보아 배양 7일째가 효과적이었다. Phytochrome의 광가역적 효과를 알아보기 위하여 암배양 7일째세포에 다양한 조건의 단색광 (B/R, B/FR, B/R/FR)을 가역적으로 처리했을 경우, 청색광 단독 처리한 구와 비슷한 양의 색소 축적양상을 보였으며, B/R/R 조건의 단색광이 가역적으로 처리된 세포주에서 가장 많은 색소 축적을 보였다. 그러나 배양 7일째 R/FR 광가역 처리시에는 적색광 단독 처리에 비해 색소 축적이 억제되었으나, R/FR/R 가역처리시에는 적색광의 색소 축적양과 동일한 수준으로 회복되었다. 안토시아닌 생합성의 주요효소인 PAL과 CHS의 발현분석에서 PAL의 발현은 7일째 청색광이 처리된 세포주에서 조금 증가하는 현상을 보였으나, 적색광과 근적외광 처리구에서는 거의 반응이 없었다. CHS의 발현은 단색광 처리에서 높은 변화를 보였으며, 광을 처리한 7일째 높은 발현을 보이다 12일 이후 다시 증가하는 패턴을 보였다. 또한 적색광과 원적색광이 가역적으로 처리된 세포주에서 CHS 발현양도 가역적으로 증가하였다. PHYA와 PHYB는 포도세포에서 단일유전자로 존재하였으며, 단색광 처리에 따라 색소축적이 이루어질 때 이들 이들 두 유전자의 발현도 증가하였다.

현사시나무에서 Dormancy-associated protein 1 (DRM1) 유전자의 분리와 발현특성 구명 (Isolation and Expression of Dormancy-associated protein 1 (DRM1) in Poplar (Populus alba × P. glandulosa))

  • 윤서경;배은경;최현모;최영임;이효신
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제44권1호
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    • pp.69-75
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    • 2017
  • Dormancy-associated protein (DRM)은 식물의 휴면생리에 관여하는 대표적인 단백질로 거의 모든 식물에 보존되어 있다. 최근 DRM 유전자가 비생물적 스트레스 반응에 관여하는 것으로 알려지면서 이 유전자의 특성구명 연구가 여러 식물에서 이루어지고 있다. 그러나 아직까지 나무에서는 DRM 유전자에 대한 연구가 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 DRM 유전자를 현사시나무(Populus alba ${\times}$ P. glandulosa)에서 분리하여 이를 PagDRM1이라 명명하고, 유전자의 구조와 발현특성을 조사하였다. PagDRM1 유전자는 123개의 아미노산으로 구성된 단백질을 암호화하며, 2개의 영역(Domain I과 Domain II)이 잘 보존되어 있다. PagDRM1은 현사시나무의 염색체에 1 ~ 2 copy가 존재하며, 줄기에서 가장 높게 발현하였고 성숙 잎, 뿌리 및 꽃에서도 높은 발현 수준을 나타내었다. 현탁배양세포의 생장주기에서는 늦은 지수생장기부터 정지기까지 높게 발현하였다. 또한 PagDRM1은 건조와 염 스트레스에 반응하여 발현이 증가하는 것으로 나타났다. 식물호르몬 처리에 의해서는 ABA와 GA 처리에 의한 발현 증가를 나타내었다. 따라서 PagDRM1은 식물의 휴면유도 과정에서 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 환경 스트레스 내성에도 기여하는 것으로 생각된다.

헛개나무의 현탁배양세포로부터 체세포배발생과 식물체 재생 (Somatic Embryogenesis and Plant Regeneration in Embryogenic Cell Suspension Cultures of Hovenia dulcis Thunb)

  • 이성호;;김나영;김명조;조동하;이동욱;이재근;임정대;유창연
    • 한국약용작물학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.255-260
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    • 2006
  • 본 연구를 통해 헛개나무의 기내유묘의 조직절편으로부터 배발생캘러스의 유기 및 2차 배형성, 그리고 배발생캘러스의 현탁배양계로부터 체세포배를 대량생산하여 식물체로 재분화시키는 시스템을 확립하였다. 현탁배양을 통해 배발생세포의 유도 및 증식에는 모두 $30^{\circ}C$의 고온이 효과적이었는데 이와 같은 온도조건에서 배발생캘러스 유도율과 배발생캘러스의 생장량은 각각 100%와 894.6 mg로 $25^{\circ}C$에 비해 1.53배와 9.19배로 높게 나타났다. 배발생세포를 $18^{\circ}C$에서 배양할 경우 체세포배로 전환되었고 배양 5주후 체세포배로 발달하였으며 $25^{\circ}C$ 이상의 배양온도에서는 배발생세포는 증식만 할뿐 체세포배는 형성되지 않았다. 체세포배로부터 식물체의 형성은 $18^{\circ}C$ 저온에서만 가능하였다. 배지에 0.1과 0.5 mg/l BA를 첨가할 경우 식물체 재분화율은 37%와 28%로 생장조절물질을 처리하지 않은 배지에 비해 2.2배와 1.7배로 높게 나타났다 재분화된 식물체의 성장에 주는 무기염의 영향을 조사하기 위하여 유식물체를 MS와 1/3MS 고체배지에 옮겨 배양한 결과 1/3MS배지가 줄기신장과 뿌리의 유도에 적합하였다.

고구마에서 질소 유도성 유전자의 분리 및 특성분석 (Isolation and Characterization of a Nitric Oxide-induced Gene in Sweetpotato)

  • 이일환;심동환;이강록;남기정;이신우;김윤희
    • 생명과학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.631-636
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    • 2019
  • 본 연구에서는 산화질소 유도성(nitric oxide-induced, NOI) 유전자를 건조 처리된 고구마 실뿌리의 EST 라이브러리에서 분리하였다. 분리된 IbNOI 유전자의 cDNA는 712 bp의 길이이며, 77개의 아미노산으로 구성되어 있었다. Blast 데이터베이스를 분석한 결과, 식물에서 보고된 NOI 단백질에 속하는 것으로 확인되었다. RT-PCR과 realtime-PCR을 통해 IbNOI 유전자의 발현수준을 고구마 식물체의 조직별로 조사한 결과, 저장뿌리와 현탁배양세포에서 높은 발현 수준을 보였다. 잎에서 산화질소를 유도하는 SNP와 화합물 스트레스들을 처리시, IbNOI의 발현이 증가함을 확인할 수 있었다. 또한 고염, 건조와 같은 비생물학적 스트레스 및 병원균 감염에 의해서도 IbNOI의 발현이 유도됨을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과들을 통해 IbNOI 유전자는 다양한 비생물학적 스트레스 및 병원균 감염 동안 산화질소와 연관된 조절기작을 통해 식물의 방어기능에 관여할 것으로 생각되는 바이다.