• 생명과학회지
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• 제22권9호
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• pp.1152-1158
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• 2012

작물의 수확량이나 병 저항성을 증가시키는 형질전환 식물체 개발은 세계 식량 부족을 해결하는 좋은 방법이다. 하지만 항생제나 제초제의 사용은 형질전환 작물의 안전에 대해서 일반 사람들의 심각한 우려를 초래한다. 본 연구에서는, 아그로박테리움을 이용한 동시 형질전환 방법을 이용하여 한국의 밀 재배종인 '조경밀'의 유전자인, 고분자 글루테닌 서브유닛[high molecular-weight glutenin subunit (HMW-GS)] $D{\times}5$가 삽입된 마커프리 형질전환벼를 개발하였다. 각각 $D{\times}5$ 유전자와 하이그로마이신(HPTII) 저항성 유전자만으로 구성된 두 종류의 발현 카셋트(Two expression cassettes)를 독립적으로 아그로박테리움 EHA105에 도입하였고, $D{\times}5$와 HPTII가 도입된 각각의 EHA105 아그로박테리움을 3:1 비율로 혼합하여 벼 캘러스에 접종하였다. 66개의 HPTII 저항성 형질전환체 중에서 벼 게놈에 $D{\times}5$와 HPTII가 모두 삽입된 2개의 형질전환 라인을 획득하였다. $D{\times}5$와 HPTII가 벼 게놈에 도입된 것을 Southern blot을 통해서 다시 확인하였다. 또한, semi-quantitative RT-PCR을 통해 형질전환벼 $T_1$ 세대 종자의 밀 $D{\times}5$ 전사여부를 확인하였고 결국, $D{\times}5$ 유전자만을 가지는 마커프리 형질전환벼를 $T_1$ 세대에서 선발할 수 있었다. 본 연구 결과는 두 종류의 발현 카셋트를 사용한 아그로박테리움 동시 접종 시스템이 마커프리 형질전환벼를 생산하기 위한 효과적인 전략이 될 수 있음을 보여준다.

• 생명과학회지
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• 제24권6호
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• pp.618-625
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• 2014

쌀가루는 많은 식품 가공에 이용된다. 그러나 밀가루 반죽이 빵과 면을 포함한 많은 식품 가공 제품에 적합한 반면에, 쌀로 만든 반죽은 신장성과 탄력성이 부족하다. 고분자 글루테닌 서브유닛(HMW-GS)은 밀의 가공 적성을 결정하는데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서, 우리는 아그로박테리움(Agrobacterium) 동시 형질전환법을 이용하여 한국 밀 품종인 '조경'으로부터 HMW-GS를 암호화하는 밀 Glu-1Dy10 유전자를 발현하는 marker-free 형질전환 벼 식물체를 개발하였다. 오직 Glu-1Dy10 유전자와 HPTII (hygromycin phosphotransferase II) 저항성 유전자만을 포함하는 분리된 DNA 조각들로 구성된 두 가지 발현 카셋트(cassettes)를 독립적으로 아그로박테리움(Agrobacterium) EHA105 에 도입하였다. Glu-1Dy10 또는 HPTII를 함유하는 EHA105 를 각각 3:1 비율로 벼 캘러스에 접종하였다. 290개의 하이그로마이신(hygromycin) 저항성 $T_0$ 식물체 중에서 우리는 벼 게놈에 Glu-1Dy10과 HPTII 유전자가 모두 삽입된 29개의 형질전환 라인을 획득하였다. 우리는 Glu-1Dy10 유전자가 벼 게놈 내로 도입된 것을 Southern blot 분석을 통해 다시 확인하였다. 형질전환 벼 종자에서 Glu-1Dy10의 전사(Transcripts)와 단백질을 semi-quantitative RT-PCR과 Western blot 분석을 통해서 확인하였다. 최종적으로, 오직 Glu-1Dy10 유전자를 갖는 marker-free 식물체를 $T_1$ 세대에서 성공적으로 선발할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제23권11호
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• pp.1317-1324
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• 2013

고분자 글루테닌 서버유닛(high molecular-weight glutenin subunit, HMW-GS)은 밀의 가공적성을 결정하는데 중요한 역할을 수행한다. 우리는 Agrobacterium 동시 형질전환법을 이용하여 한국 밀 품종인 '조경'으로부터 밀 HMW-GS을 암호화하는 Glu-1Bx7 유전자를 가지는 marker-free 형질전환 벼를 생산하였다. Glu-1Bx7 유전자의 종자 특이적 발현을 위하여 밀 Glu-1Bx7 유전자 자체 프로모터를 벡터 내에 삽입하였다. 동시 접종을 위해서 오직 Glu-1Bx7 유전자와 hygromycin phosphotransferase II (HPTII) 저항성 유전자만으로 구성된 두 종류의 발현 카셋트를 독립적으로 Agrobacterium EHA105에 도입하였고, Glu-1Bx7와 HPTII가 도입된 각각의 EHA105 Agrobacterium 을 3:1 비율로 혼합하여 벼 캘러스에 접종하였다. 216개의 HPTII 저항성 형질전환체 중에서 벼 게놈에 Glu-1Bx7과 HPTII가 모두 삽입된 24개의 형질전환 라인을 획득하였다. Glu-1Bx7와 HPTII가 벼 게놈에 도입된 것을 Southern blot을 통해서 다시 확인하였다. 형질전환 벼 $T_1$ 세대의 종자에서 밀 Glu-1Bx7 유전자가 전사와 번역되어 오직 Glu-1Bx7만을 가지는 marker-free 식물체를 $T_1$ 세대에서 성공적으로 선발할 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제54권4호
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• pp.377-385
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• 2022

본 연구는 감자를 산업소재로서의 이용가능성을 높이기 위한 기초자료를 확보하기 위해 국내에서 육성된 감자 24품종을 이용하여 식이섬유 함량을 비교 분석한 다음, 품종별로 전분을 추출하여 이화학적 특성을 관찰하였다. 감자 원료의 총 식이섬유 함량을 분석한 결과 아리랑1호 품종이 6.30%로 가장 높은 식이섬유 함량을 보였다. 감자 품종별로 전분을 추출한 다음 아밀로스 함량을 측정한 결과 36.76-55.75%로 수선 품종이 가장 높았고. 아밀로펙틴 가지사슬길이 분포가 DP13-24가 약 60% 이하로 가장 많은 비율을 보였다. 인 함량을 분석한 결과 45.90-84.23 mg/100 g의 범위로 아리랑1호 품종이 가장 높고, 은선이 가장 낮았다. 감자 전분에 함유된 저항전분 함량은 58.94-79.87% 범위로 아리랑2호가 가장 높은 함량을 보였다. 호화 점도 특성을 분석한 결과, 강하점도의 경우 587.45-1,129.72 RVU 범위로 금선이 가장 높았고, 치반 점도는 -864.31- -353.22 RVU 범위로 금선이 가장 낮았다. 감자 전분의 품종별 호화엔탈피 값을 분석한 결과, 5.54-7.64 J/g의 범위로 수선이 가장 낮았고, 다미가 다른 품종에 비해 높은 값을 보였다. 본 연구결과를 통해 국내산 감자전분의 산업소재로서 다양하게 이용하기 위한 기초자료로 이용될 수 있을 것으로 판단되며, 보다 많은 자료 확보를 위해 재배 및 저장 조건 등에 따른 전분 특성에 관한 연구가 지속적으로 진행되어야 한다고 생각된다.

• 한국국제농업개발학회지
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• 제31권3호
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• pp.249-254
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• 2019

'Japonica 6'(Registration No. BPI-NSIC-2017-Rc 484SR)은 열대지역에 적응하는 고품질 다수성 자포니카 벼를 개발하기 위하여 육성되었으며 육성 과정 및 주요 특성은 다음과 같다. 1. 'Japonica 6'는 열대지역 적응 고품질 자포니카 다수성 품종 육성을 목적으로 2010년 필리핀 소재 국제미작연구소(IRRI)에서 농촌진흥청 파견 연구원 주도로 인공교배와 계통 육종법으로 육성된 품종이다. 2. 인공교배와 계통육성은 국제미작연구소 온실과 육종포장에서 실시하였고 열대기후에서 생육과 임실이 안정적인 IR94746-24-3-2-2-2을 선발하여 2015~2016년 2년간 우기 및 건기 각 2회 지역적응시험을 실시한 결과 그 우수성이 인정되어 2017년에 필리핀 벼 품종심의위원회에서 장려품종으로 선정하였다. 2. 'Japonica 6'은 파종부터 수확까지 생육일수가 121일인 중생종으로, 간장은 70 cm, 이삭길이는 21 cm, 주당 이삭수 16개였으며, 현미 천립중이 26.7 g으로 단원형 중대립이다. 3. 'Japonica 6'의 병해충 반응은 도열병과 잎집무늬마름병에서 중도 저항성을 보였으나, 흰잎마름병, 퉁그루바이러스, 멸구류에는 저항성이 없다. 4. 'Japonica 6'의 도정특성 중 도정률은 73.0%로 대비품종인 'MS11'보다 높았고 완전미도정수율은 64.2%로 'MS11'보다 유의하게 개선되었다. 5. 'Japonica 6'의 쌀수량은 필리핀 5개 지역에서 지역적응시험 결과 평균 3.59 MT/ha으로 대비품종 'MS11'보다 43% 높았다.

• 한국육종학회지
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• 제51권4호
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• pp.395-403
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• 2019

우리나라의 도열병 균계에 내구저항성을 보이는 자포니카 벼 품종 팔공의 저항성 유전좌위를 분석한 결과, 팔공 allele에 의한 저항성 관련 putative QTLs가 2번, 4번, 7번, 11번 염색체상에서 9개 좌위들이 확인되었다. 팔공의 allele에 의한 도열병 저항성 연관 유전자좌들 중 qBn2.3 (Ch r. 2), qBn4.2 (Ch r. 4), qBn11.1 및 qBn11.2 (Ch r. 11) 등 4개 좌위는 표현형 변이의 28-56.7%를 설명하는 major QTL이었고, 이들 좌위에서는 1-4개의 저항성 관련 유전자들이 위치하는 것으로 보고되었다. 팔공 allele의 5개 QTLs qBn2.1, qBn2.4 (Ch r. 2), qBn4.1 (Chr. 4), qBn7.1 및 qBn7.2 (Ch r. 7) 등은 표현형 변이를 9.7-18.8% 설명하였으며, 이들 좌위들 중 2번 염색체상의 qBn2.1를 제외한 4개 QTLs 좌위에서는 다른 유전자의 보고가 없어 팔공 고유의 도열병 저항성 관련 유전 요소들로 추정 된다. 팔공의 도열병 내구 저항성은 2번, 4번, 7번, 11번 염색체상의 9개 QTLs들의 상호 작용에 의한 것으로 생각되며, 특히 목도열병 내구 저항성 유전자 Pb1이 위치하는 것으로 보고된 좌위의 qBn11.2는 표현형 변이 56.7%를 설명하였고 내구저항성에서 중요한 역할을 하는 것으로 생각된다. 팔공의 줄무늬잎마름병 저항성은 qBn11.2 좌위의 Stvb-i 유전자에 의한 것으로 생각된다.

• 한국육종학회지
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• 제42권6호
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• pp.638-644
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• 2010

'해오르미'는 국립식량과학원 영덕출장소에서 2000년/2001년 동계에 밥맛이 뛰어나면서 재배 안정성이 높은 벼 품종을 육성할 목적으로 밥맛이 우수하면서 도복에 강한 밀양165호를 모본으로 풍해에 강한 해평벼를 부본으로 하여 인공교배를 실시하고, 2000년/2001년 동계2차 온실에서 27개체의 $F_1$식물체를 양성하여 YR22375의 교배번호를 부여하였다. 2001년 하계 포장에서 $F_2$ 집단을 전개하여 1수당 1립씩 수확 후 2002년 하계에 1개체 1계통 육종법으로 $F_3,\;F_4$세대까지 진전시키고, 우수 개체를 선발하여 2003년 하계에 $F_5$세대는 계통으로 전개하고 고품질이면서 현미외관특성이 우수하고 도열병에 안정적인 저항성을 나타내는 계통을 선발하였다. 선발된 계통에 대하여 2004년 생산력검정예비시험, 2005년 생산력검정본시험을 실시한 후 완전미율이 높고 외관이 우수하면서 재배 안정성이 높은 YR22375-B-B-1을 선발하여 '영덕 46호'로 명명하였다. 2006년부터 2008년까지 3년간 지역적응시험을 실시한 결과 중생종이면서 쌀 품위가 좋고 밥맛이 양호하며 내도복과 내병성이 양호한 것으로 평가되어 2008년 12월 농작물 직무육성 신품종 선정위원회에서 국가품종목록으로 등재 할 것을 결정하고 '해오르미'로 명명하여 적응지역인 동해안 냉조풍지, 중부평야지 및 중서부 해안지에 보급하게 되었다. 지역적응시험 결과는 다음과 같다. 1. 출수기는 평야지의 보통기 재배에서 8월 13일로 '화성벼'와 같은 중생종 품종이다. 2. 수당립수는 '화성벼' 보다 약간 많은 편이고 현미천립중은 23.1g으로 '화성벼' 보다 무겁다. 3. 도정특성, 완전미율 및 외관특성은 '화성벼'와 비슷하고 밥맛은 '화성벼'와 '화성벼'보다 우수하다. 4. 불시출수와 수발아가 안되는 편이고, 위조현상에 강하고 성숙기 엽노화가 느린 편이며 내냉성은 '화성벼'수준이다. 5. 잎도열병 밭못자리 검정 결과 중도저항성을 보였고 도열병 내구저항성은 '화성벼'와 같았다. 줄무늬잎마름병과 흰잎마름병($K_1,\;K_2,\;K_3$)에는 강하나 오갈병 및 검은줄오갈병에 약하고 벼멸구 등 충해에는 감수성이다. 6. '해오르미'의 수량성은 '06~'08년 3개년간 실시한 지역적응시험 보통기 보비재배 9개소에서 5.58 MT/ha로 '화성벼' 보다 4% 증수되었으며, 이모작재배에서는 4.41 MT/ha '화성벼'에 12% 감수되었고, 만식재배에서는 5.07 MT/ha로 '화성벼'와 거의 비슷하였다. 7. '해오르미'의 적응지역은 동해안 냉조풍지, 중부평야지 및 중서부해안지이다.