A cDNA (Oslls1) encoding Lls1-homologue of maize was isolated from cDNA library of rice (Oryza sativa cv. Ilpum). The 2,138 bp of full length Oslls1 clone contains an open reading frame of 1,623 nucleotides encoding 575 amino acid residues. The deduced amino acid sequence of Oslls1 has a high level of homology with chlorophyll a oxygenases of Arabidopsis thaliana (67%) and Marchantia polymorpha (65%). Southern blot analysis of genomic DNA indicates the existence of a small gene family for Oslls1 in the rice genome. The expression of Oslls1 mRNA was induced in leaves and germinating seeds. Treatment of $H_2O$$_2$significantly down-regulated Oslls1 expression. The expression of Oslls1 mRNA was consititutively down-regulated in the blm, a rice mutant exhibiting spontaneous necrotic lesions. These results suggest that this Oslls1 gene may be involved incell death mechanisms in the blm mutant of rice.
Lysine is the first essential amino acid for optimal nutrient quality in rice grain. For the narrow genetic diversities of lysine contents in rice, somaclonal variation was the source of mutation in our breeding program. Biochemical selection was conducted using 1 mM S-(2-aminoethyl) cysteine followed by two passages of 5 mM lysine plus threonine in the callus subculture medium. The lysine contents in endosperm of all progenies recovered from the biochemical selection were higher than those of their donor cultivar 'Hwayeongbyeo'. These elevated lysine levels of mutants were successfully transmitted to $M_4$ generation. The lysine contents in endosperm varied 3.85 to $4.80\%$ compare to their donor cultivar 'Hwayeongbyeo' was $3.85\%$. Three of high-lysine germplasms, Lys-l, Lys-2 and Lys-7 were selected by biochemical selection and rapid screening methods. DNA analysis showed that a new insertion of Tos 17 which mapped to rice chromosome 11 on the high-lysine mutant, Lys-2.
To evaluate the genetic diversity and structure of the South Korean soybean population, 233 landraces collected in various regions of the country were surveyed for 15 allozyme loci and one protein locus. The South Korean population was fixed or nearly fixed at seven of the 16 loci tested. The number of alleles per locus was 2.06 and Nei’s gene diversity was 0.194. These values were lower than the values for the same 16 loci previously reported for the Japanese and Chinese populations. The differences among eight regional groups were not so marked, with only 7.2% of the total variation arising from regional differentiation. Three southern regional groups (Chollabuk-do, Chollanam-do and Kyong-sangnam-do) exhibited a relatively high variability because of frequent occurrence of alleles characteristic of the Japanese population. A marked difference was found in allelic frequencies at the Dial locus between large-seeded landraces and small-seeded ones, suggesting that the latter, which are used mainly for bean sprouts, had been established independently of the former, which are used mostly for soy sauce and cooking with rice. Not only the region but also the usage as food materials should therefore be taken into consideration in designing an efficient collection and preservation method for the Korean soybean landraces.
The filamentous cyanobacterium Arthrospira platensis strain MMG-9 was isolated from a rice field. The ability of this strain to synthesize the bioactive compound indole-3-acetic acid (IAA) was demonstrated. IAA was extracted from the culture of A. platensis strain MMG-9 and its identity was confirmed by thin-layer chromatography (TLC) as well as by high-performance liquid chromatography (HPLC). The IAA precursor L-tryptophan was required for IAA biosynthesis. Released IAA increased with the increase of the initial concentration of L-tryptophan in the medium and with the incubation time. A. platensis strain MMG-9 accumulated more IAA than it released into the medium. The bioactivity of the secreted IAA was shown by its effect on the formation of roots by Pisum sativum. There was a significant positive effect of the supernatant of cultures of A. platensis strain MMG-9 on the number of lateral roots of P. sativum, whereas a negative effect on root length was observed.
방사선을 이용한 도열병연구의 기초자료로서 도열병균의 포자와 발아균계에 각각 X-ray 10, 40, 80, 120kR를 조사시켜 그들의 방사선감수성 및 생존율을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 도열병균의 포자발아율은 X-ray 소사선량의 증가에 반비례하여 감소되었으며 120kR에서는 거의 생존하지 못하였다. 2. 비교적 저선량인 10kR 조사에서는 초기발아관신장의 촉진 현상을 보였으며 선량의 증가에 따라 균계의 사멸 현상이 현저하였다. 3. X-ray 조사에 의한 발아균계의 생존율 및 신장은 선량의 증가에 반비례하여 감소하였다. 4. X-ray를 조사받은 발아균계는 포자에 비하여 높은 방사선 감수성을 보였으며, 고선량일수록 그 차이는 현저하였다. 5. X-ray 조사에 의한 도열병균의 돌연변이율은 조사선량에 정비례하여 증가하였다.
벼 줄무늬잎마름병 저항성 유전자 및 연관 DNA 마커 탐색을 위하여 줄무늬잎마름병에 저항성인 통일형 품종인 신광 벼 이용 여교잡 집단을 육성하였다. 줄무늬잎마름병 저항성 유전자에 대한 QTL을 분석한 결과 11번 염색체에 위치하는 SSR 마커 RM6897이 탐색되었으며 전체 표현형 변이의 44.2%를 설명하였다. DNA 마커 RM6897은 여교잡 집단에서 생물검정과 유전자형이 일치하였다. 또한 자포니카 품종들에서 저항성 27품종과 감수성 23품종에 대해 구분이 가능하였다. 따라서 신광벼 유래의 줄무늬잎마름병 저항성원 및 분자마커는 자포니카 품종의 바이러스 저항성 향상에 효율적으로 활용될 것으로 기대된다.
벼 자색 종자과피(Purple pericarp, Prp) 형질은 주요 생리활성물질인 안토시아닌 C3G 생성에 관여하며 흑미를 결정하는 주요 유전형질이다. Prp 유전형질을 가진 흑미와 종자과피에 색이 없는 벼를 교배할 경우 그 후대는 검정색, 갈색, 백색이 각각 9:3:4로 분리된다. 1921년 Nagai에 의하여 제시된 바 벼 종자 색의 9:3:4 유전분리비로 인하여 벼 Prp 형질은 유전자의 열성상위(recessive epistasis) 현상으로 해석되었다. 그러나 흑미를 결정하는 Prp 형질은 두 개의 상보적 유전자들의 상호관계(complementary gene interaction)에 의한 것이기도 하다. 본 연구에서는 이러한 논란이 발생되는 이유를 설명하기 위하여 두 유전자의 조성이 완전한 이형접합인 Pbpb Pppp 유전자형을 가진 $F_1$ 잡종을 만들었다. 이들의 자손은 진한자색(검정), 중간자색, 갈색, 백색 종자이며 각각 3:6:3:4로 분리되었다. 즉, 검정색, 갈색, 백색의 종자가 각각 9:3:4의 비율로 분리된다. 그러나 생화학적인 분석결과 이들은 안토시아닌 중 cyanidin 3-O-glucoside (C3G)가 축적된 검정색 종자와 C3G가 없는 갈색 또는 백색 종자인 두 개의 집단을 분리되며 정확히 9:7의 분리 비를 갖는다. 이 경우 벼 Prp 형질을 갖는 검정쌀 또는 흑미는 전형적인 상보적 유전자의 상호관계에 의한 유전현상이다. 즉, 흑미의 자색 종피 형질 발현에는 Pb 유전자와 Pp 유전자에서 각각 한 개 이상의 우성대립인자의 발현이 필요하다. 그러나 Pb 유전자만 우성대립인자가 존재하는 Pb_ pppp 유전자형의 벼는 C3G를 생성하지 못하고 갈색 종자과피(Brown pericarp, Brp) 형질을 갖게 된다. 즉 갈색쌀는 우성 Pb 유전자의 우성대립인자에 의하여 결정된다. 그러므로 종피색을 결정하는 Prp 형질의 유전양상은 열성상위 현상으로 보이나 흑미의 결정요소인 안토시아닌 C3G의 함유 여부에 관한 유전분석을 시행하면 9:7의 비율로서 전형적인 두 개의 유전자가 모두 관여하는 상보적 유전현상이다. 유전적 정의는 유전자의 최종산물에 의한 물리적 또는 화학적 결정이다. 그러므로 결론하여 검정 쌀의 주요 생리활성물질인 안토시아닌 C3G 생성에 관한 유전현상은 Pb와 Pp 유전자의 상보적 유전자의 상호에 의한 것이다.
본 연구는 흰잎마름병 K1 레이스에 감수성인 상주찰벼와 저항성인 HR13721-53-3-1-3-3-2-2를 인공교배하여 육성된 F2, F3를 재료로 하천 Kl 레이스에 대한 저항성 검정과 SNP 마커를 이용한 유전자형 분석 및 저항성과의 연관성을 분석하였다. Kl 레이스에 대한 저항성 검정 결과 $F_2,\;F_3$에서 각각 이론적 분리비인 3:1, 1:1의 분리비를 나타냈으며 SNP 마커를 이용한 유전자형 분석은 16PFXa1 primer를 이용하여 유전자를 증폭한 후 Eco RV 제한효소 처리하여 다형성을 분석하여 저항성 및 유전자형을 확인할 수 있었다. K1 레이스에 대한 저항성 검정과SNP마커를 이용한 유전자형의 연관분석 결과 저항성과 마커간에 연관성이 일치하였으며, 특히 SNP 마커를 이용한 유전자형 분석에서는 K1 레이스에 대한 저항성 검정에서 알 수 없었던 $F_2$ 개체가 동형접합체인지 이형접합체인지를 판별할 수 있어 저항성 품종 육종을 위한 선발 효율을 높일 수 있었다.
벼의 적색 종피 표현형질은 Rc 혹은 Rd 그리고 RdRc 두 개의 복수유전자에 의하여 결정된다. 본 연구에서는 종피에 색소가 있는 돌연변이 벼 7계통을 벼 표현형 돌연변이 군들로부터 분리하였다. 이들 종피색의 돌연변이 형질을 조사한 결과 두 개의 변이체가 갈색의 종피형질을 가졌으며 네 개의 변이체가 적색의 종피형질을 가졌다. 그리고 한 개의 변이체는 종피에 색깔이 없었다. 수확 후 종자의 종피색 표현형질에 관한 정밀조사를 실시한 결과 두개의 갈색종피 돌변이체는 Rc 유전자형 이었으며 네개의 적색종피 돌변이체는 RdRc 유전자형이었다. 또한 종피에 색깔이 없는 한 개의 돌변이체가 Rd 유전자형이었다. 이들 중 동일한 종피색깔을 나타내는 돌연변이 개체들이 단일 돌연변이 개체의 후손인지 여부를 판명하기 위하여 돌변이체들의 초형과 농업형질을 조사한 결과 동일 종피색 돌변이체들의 형질이 서로 상이하므로 각각 서로 다른 돌연변이 계통들로 확인되었다. 그리고 이들 종피색깔 돌연변이들은 초형, 분얼 특징, 임성과 수량성 등을 포함한 농업형질들이 정상 벼의 농업형질들보다 대체로 빈약하고 또한 높은 탈립성을 보였다. 이러한 종피색과 관련된 돌연변이 벼 유전자원은 안토시아닌과 폴리페놀이 풍부하므로 병충해 저항성 품종과 환경스트레스 내성 품종의 육종에 필요할 뿐만 아니라 종피의 색깔을 결정하는 유전자들의 기능을 밝히는 데 중요한 자료로 사용될 것이다.
The ascomycete fungus Fusarium graminearum is a major causal agent for Fusarium head blight in cereals and produces mycotoxins such as trichothecenes and zearalenone. Isolation of the fungal strains from air or cereals can be hampered by various other airborne fungal pathogens and saprophytic fungi. In this study, we developed a selective medium specific to F. graminearum using toxoflavin produced by the bacterial pathogen Burkholderia glumae. F. graminearum was resistant to toxoflavin, while other fungi were sensitive to this toxin. Supplementing toxoflavin into medium enhanced the isolation of F. graminearum from rice grains by suppressing the growth of saprophytic fungal species. In addition, a medium with or without toxoflavin exposed to wheat fields for 1 h had 84% or 25%, respectively, of colonies identified as F. graminearum. This selection medium provides an efficient tool for isolating F. graminearum, and can be adopted by research groups working on genetics and disease forecasting.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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