화청벼와 IR24의 수정란에 N-methyl-N-nitros-ourea(MNU)를 처리하여 여러 종류의 배란 및 배 돌연변이체를 유기하였다. 그 결과는 다음과 같이 요약된다. 1. 변이체들에 대한 외관특성, SEM 검경 특성 및 amylose 함량 분석을 통하여 각각 dull, 찰성, 심백, 분질, sugary, shrunken, 유색종피 변이체들로 명명하였다. 2. 변이체들 중에서는 심백 변이체들의 비율이 74.8%로 가장 높았다. 3. 47320(dull)을 제외한 모든 변이 형질은 단순열성 돌연변이인 것으로 나타났다.
본 연구에서는 선별된 유색미 5품종에 대한 자외선 조사에 따른 노화 억제 기전을 확인하고자 항산화 활성과 활성산소종(ROS) assay를 분석하였으며, 주름형성을 유발하는 효소인 MMPs와 그 upstream인 MAPK pathway(ERK, JNK 및 p38)에서의 인산화 발현을 얼마나 저해하는지를 분석하였다. 유색미 5품종 가운데 전자공여능과 ABTS 소거활성 결과, 신토흑미 에탄올 추출물(SRE)과 흑설 에탄올 추출물(HE), SRE와 흑설 열수 추출물(HW)이 각각 뛰어난 소거활성을 보였으며, collagenase 저해 활성 결과 HE가 전 농도에서 고르게 높은 저해효과를 나타내었다. 또한, ROS assay에서 SE와 HE가 전 농도에서 매우 효과적인 ROS 생성억제를 나타냄에 따라 우리는 선별된 유색미 가운데 HE를 이용하여 MMPs와 MAPK의 발현억제 pathway를 확인하였다. 그 결과 pro-collagen type I은 $100{\mu}g/mL$의 농도에서 발현이 증가하였고, MMP-1과 -13은 농도 의존적으로 발현이 억제되었으며, ERK와 p38의 인산화 또한 농도 의존적으로 억제하고 있음을 확인하였다. 이러한 결과에 따라 MMPs의 mRNA 발현을 확인하기 위한 RT-PCR을 실시하였으며, MMP-1과 3의 mRNA의 발현은 농도 의존적으로 감소하였고 MMP-9는 HE를 $100{\mu}g/mL$의 농도로 처치한 경우에 발현이 감소하였음을 확인하였다. 선별된 유색미 5종의 에탄올 추출물은 항산화 활성이 우수하였고, 특히 HE의 주름억제 활성 효능을 확인함에 따라 기능성 식품 화장품 분야에서 주름개선 및 항노화 소재로서의 가능성을 확인하였다.
A full-length cDNA of OgGRP gene encoding a glycinerich cell wall protein was isolated from wild rice (Oryza grandiglumis). Deduced amino acid sequences of OgGRP are composed of 148 amino acids (16.3 kDa), and show 85.9% homology with Osgrp-2 (Oryza sativa). RT-PCR analysis showed that RNA expression of OgGRP was regulated by defense-related signaling chemicals, such as cantharidin, endothall, jasmonic acid, wounding, or yeast extract treatment. In relation to pathogen stress, the function of OgGRP was analyzed in OgGRP over-expressing Arabidopsis thaliana. Overexpression of OgGRP in Arabidopsis contributed to moderate resistance against fungal pathogen, Botrytis cinerea, by lowering disease rate and necrosis size. In the analysis of the transgenic Arabidopsis lines to check the change of gene expression profile, induction of PR1, PR5 and PDF1.2 was confirmed. The induction seemed to be caused by the interaction of ectopic expression of OgGRP with SA-and JA-dependent signaling pathways.
[ ${\Delta}^1$ ]pyrroline-5-carboxylate synthetase (P5CS) is a proline biosynthetic pathway enzyme and is known for conferring enhanced salt and drought stress in transgenics carrying this gene in a variety of plant species; however, the wild-type P5CS is subjected to feedback control. Therefore, in the present study, we used a mutagenized version of this osmoregulatory gene-P5CSF129A, which is not subjected to feedback control, for producing transgenic indica rice plants of cultivar Karjat-3 via Agrobacterium tumefaciens. We have used two types of explants for this purpose, namely mature embryo-derived callus and shoot apices. Various parameters for transformation were optimized including antibiotic concentration for selection, duration of cocultivation, addition of phenolic compound, and bacterial culture density. The resultant primary transgenic plants showed more enhanced proline accumulation than their non-transformed counterparts. This proline level was particularly enhanced in the transgenic plants of next generation ($T_1$) under 150 mM NaCl stress. The higher proline level shown by transgenic plants was associated with better biomass production and growth performance under salt stress and lower extent of lipid peroxidation, indicating that overproduction of proline may have a role in counteracting the negative effect of salt stress and higher maintenance of cellular integrity and basic physiological processes under stress.
Plants have evolved strategies to cope with drought stress by maximizing physiological capacity and adjusting developmental processes such as flowering time. The WOX13 orthologous group is the most conserved among the clade of WOX homeodomain-containing proteins and is found to function in both drought stress and flower development. In this study, we isolated and characterized OsWOX13 from rice. OsWOX13 was regulated spatially in vegetative organs but temporally in flowers and seeds. Overexpression of OsWOX13 (OsWOX13-ov) in rice under the rab21 promoter resulted in drought resistance and early flowering by 7-10 days. Screening of gene expression profiles in mature leaf and panicles of OsWOX13-ov showed a broad spectrum of effects on biological processes, such as abiotic and biotic stresses, exerting a cross-talk between responses. Protein binding microarray and electrophoretic mobility shift assay analyses supported ATTGATTG as the putative cis-element binding of OsWOX13. OsDREB1A and OsDREB1F, drought stress response transcription factors, contain ATTGATTG motif(s) in their promoters and are preferentially expressed in OsWOX13-ov. In addition, Heading date 3a and OsMADS14, regulators in the flowering pathway and development, were enhanced in OsWOX13-ov. These results suggest that OsWOX13 mediates the stress response and early flowering and, thus, may be a regulator of genes involved in drought escape.
본 실험은 수도의 유전연구에 전기영동법을 도입함에 있어 기초조사를 하기 위하여 수도 조직내의 몇가지 산소가 부위별로 차이가 있는지 또한 생장 조절제인 GA를 처이함으로 같은 산소의 동위효소 pattern이 변하는지 '아끼바레'와 '유신' 두 품종을 사용 조사하였다. 그 결과는 다음과 같았다. 1. Isoelectrofocusing에 의한 종자, Shoot, Root의 Esterase, Phosphatase, Amylase 동위효소 pattern은 두 품종 모두 조직부위별로 다른 pattern을 보였다. 2. 7% polyacrglamide slab gel electrophoresis에 의한 Peroxidase 동위효소 pattern도 두 품종 모두 조직부위별로 다른 Pattern을 보였다. 3. GA(10/sup -5/)을 처리했을 경우 Esterase 동위효소 pattern은 '아끼바레'의 root와 '유신'의 shoot, root에서 대조구와 차이가 있었으며 Phosphatase의 동위효소 pattern은 '아끼바레'의 root에서 차이가 있었다. Amylase와 Peroxidase의 동위효소 pattern은 대조구와 GA 처리간에 차이가 없었다.
CNU육성 찰벼 계통에 대해 질소 시비 수준을 달리하여 주요 작물학적 및 수량관련 형질을 살펴본 결과 다음과 같다. 공시된 벼품종의 간장은 유색찰벼인 경우 10a당 질소 7kg 수준이 9kg보다 다소 크게 나타났고, 무색찰벼는 Aranghyangchal, Dongjinchal이 큰 반면에 기타 공시종은 9kg수준에서 크게 나타났다. 주당 분얼수는 유색미인 경우 10a당 질소 9kg 처리가 7kg보다 CNU 08-01, CNU 08-02에서 높게 나타났고, 대조품종은 두 처리 모두 같은 경향을 보였으며, 무색미는 9kg처리에서 Dongjinchal이 높게 나타났다. 질소 수준별 등숙율은 유색미인 경우는 대체적으로 질소 7kg 수준에서 높게 나타난 반면, 무색미는 Dongjinchal, CNU 08-105계통을 제외한 CNU 08-101, Nunborachal, Aranghyangchal이 9kg 수준에서 다소 높게 나타났다. 천립중은 공시종 모두 질소 9kg수준이 7kg보다 대체적으로 높게 나타났고, 20주당 조곡 수량은 CNU계통의 경우 모두 7kg보다 9kg에서 수량 증가를 보였으나 대조 품종인 경우에는 Aranghyangchal을 제외하고는 대부분이 7kg수준에서 높은 경향을 보였다.
Oryza grandiglumis Chitinase IVa (OgChitIVa) cDNA encoding a class IV chitinase was cloned from wild rice (Oryza grandiglumis). OgChitIVa cDNA contains an open reading frame of 867 nucleotides encoding 288 amino acid residues with a predicted molecular weight of 30.4 kDa and isoelectric point of 8.48. Deduced amino acid sequences of OgChitIVa include the signal peptide and chitin-binding domain in the N-terminal domain and conserved catalytic domain. OgChitIVa showed significant similarity at the amino acid level with related monocotyledonous rice and maize chitinase, but low similarity with dicotyledoneous chitinase. Southern blot analysis showed that OgChitIVa genes are present as two copies in the wild rice genome. It was shown that RNA expression of OgChitIVa was induced by defense/stress signaling chemicals, such as jasmonic acid, salicylic acid, and ethephon or cantharidin and endothall or wounding, and yeast extract. It was demonstrated that overexpression of OgChitIVa in Arabidopsis resulted in mild resistance against the fungal pathogen, Botrytis cinerea, by lowering disease rate and necrosis size. RT-PCR analysis showed that PR-1 and PR-2 RNA expression was induced in the transgenic lines. Here, we suggest that a novel OgChitIVa gene may play a role in signal transduction process in defense response against B. cinerea in plants.
우리나라에서 발생하는 주요 벼 바이러스로써 저항성 유전자원이 없어 현재까지 저항성 품종이 육성되지 못하고 있는 흑조위축병(Rice Black-Streaked Dwarf Virus, RBSDV)에 대한 유전정보에 대하여 연구하였다. 매개충인 보독 애멸구를 이용하여 이병주를 생산한 후 바이러스 입자를 순수 분리하여 전기영동한 결과 10개의 band를 확인하였다. RBSDV RNA로부터 역전사 효소를 이용 cDNA를 합성한 후 ${\lambda}gt11$에 삽입하여 cDNA library를 만들었다. 이 library에서 6개의 단편을 선발하였으며 그중 한 개의 clone(pRV3)은 hybridization을 통해 RBSDV 게놈 조각 3번 유래인 것을 확인하였다. pRV3의 염기서열을 결정한 결과 2개의 ORF의 일부분들을 갖고 있었으며 이것은 바이러스 저항성 작물개발에 이용될 수 있을 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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