Rice is a staple food for more than 50% of the world's population. Embryo comprises only 2 to 3% of the weight distribution of the entire pericarp but has higher concentration of vitamins, proteins, and essential fatty acids than the other parts of grains. Moreover, ${\alpha}$-tocoperol, ${\gamma}$-oryzanol, phytic acid and ${\gamma}$-aminobutric acid that have nutraceutical value are abundant. Increasing the volume of embryo assures the fortification of nutritional value of rice grain. We developed new black waxy giant embryo rice, Milyang 263 by crossing Josaengheugchal, a black waxy rice variety, and $ge^t$, a giant embryo mutant generated by tissue culture. The nutrient contents and physical properties of Milyang 263 were compared with several giant embryo mutants and normal embryo rice varieties. Changes in the nutrient properties after germination were also observed. Results indicated that this new black waxy giant embryo rice, Milyang 263, offers a promising source for improving nutritional quality of rice especially anthocyanin, essential minerals, and GABA.
Kim, Jinwoo;Kim, Suhyun;Yongsung Kang;Jang, Ji-Youn;Kim, Jung-Gun;Lim, Jae-Yoon;Kim, Minkyun;Ingyu Hwang
한국식물병리학회:학술대회논문집
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한국식물병리학회 2003년도 정기총회 및 추계학술발표회
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pp.66.1-66
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2003
The aim of this study was to characterize the interactions of rice and Burkholderia glumae, a causal agent of bacterial grain rot of rice, at molecular levels using whole genomic sequences and to identify genes important for pathogenicity and symptom development. To do these, we sequenced whole genome of the bacterium and constructed cosmid clone profiles. We generated pools of mutants using various transposons and determined mutation sites by sequencing rescued plasmids. We focused on studying toxoflavin biosynthetic genes, quorum sensing regulation, and Hrp type III protein secretion systems. We found that two possible operons consisting of five genes are involved in toxoflavin biosynthesis and their expression is regulated by quorum sensing and LysR-type regulator, ToxR. We have isolated the nn PAI of B. glumae and characterized by mutational analyses. The hrp cluster resembled most the putative Type III secretion systems of B. pseudomallei, which is the causative agent of melioidosis, a serious disease of man and animals. The Hrp PAI core region showed high similarity to that of Ralstonia solanacearum and Xanthomonas campestris, however some aspects were dissimilar.
Gene disruption by homologous recombination is widely used to investigate and analyze the function of genes in Fusarium fujikuroi, a fungus that causes bakanae disease and root rot symptoms in rice. To generate gene deletion constructs, the use of conventional cloning methods, which rely on restriction enzymes and ligases, has had limited success due to a lack of unique restriction enzyme sites. Although strategies that avoid the use of restriction enzymes have been employed to overcome this issue, these methods require complicated PCR steps or are frequently inefficient. Here, we introduce a cloning system that utilizes multi-fragment assembly by In-Fusion to generate a gene disruption construct. This method utilizes DNA fragment fusion and requires only one PCR step and one reaction for construction. Using this strategy, a gene disruption construct for Fusarium cyclin C1 (FCC1), which is associated with fumonisin B1 bio-synthesis, was successfully created and used for fungal transformation. In vivo and in vitro experiments using confirmed fcc1 mutants suggest that fumonisin production is closely related to disease symptoms exhibited by F. fujikuroi strain B14. Taken together, this multi-fragment assembly method represents a simpler and a more convenient process for targeted gene disruption in fungi.
본답에서 재배되고 있는 방사선돌연변이계통들의 도열병 저항성 검정을 위하여 절리엽편접종법이 시도되었다. 즉 포장에서 절취한 잎을 항온항습실내에서 punch압상을 만들고 그 위에 도열병균의 포자현탁액을 접종한 후 형성된 병반의 크기를 측정하여 계통간의 저항성정도를 비교한 결과 방사선조사된 풍광으로부터 Upland short row method에 의하여 선발된 저항성계통들은 모품종 풍광에 비하여 저항성으로 나타났다. 따라서 이 방법은 포장에서 재배되는 성숙식물체의 도열병저항성 검정을 위한 하나의 선발방법으로서 효과적이라 생각되었다.
Jo, Hyun-Joo;Lee, Ju-Won;Noh, Jin-Seok;Kong, Kwang-Hoon
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제33권12호
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pp.4169-4172
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2012
To elucidate the roles of cysteine residues in rice Phi-class GST F3, in this study, all three cysteine residues were replaced with alanine by site-directed mutagenesis in order to obtain mutants C22A, C73A and C77A. Three mutant enzymes were expressed in Escherichia coli and purified to electrophoretic homogeneity by affinity chromatography on immobilized GSH. The substitutions of Cys73 and Cys77 residues in OsGSTF3 with alanine did not affect the glutathione conjugation activities, showing non-essentiality of these residues. On the other hand, the substitution of Cys22 residue with alanine resulted in approximately a 60% loss of specific activity toward ethacrynic acid. Moreover, the ${K_m}^{CDNB}$ value of the mutant C22A was approximately 2.2 fold larger than that of the wild type. From these results, the evolutionally conserved cysteine 22 residue seems to participate rather in the structural stability of the active site in OsGSTF3 by stabilizing the electrophilic substrates-binding site's conformation than in the substrate binding directly.
Transposon-mediated insertional mutagenesis provides one of the most powerful tools for functional studies of genes in higher plants. This project has been performed to develop a large population of insertional mutations, and to construct databases of molecular information on Ds insertion sites in rice. Ultimate goals are to supply genetic materials and information to analyze gene function and to identify and utilize agronomically important genes for breeding purpose. Two strategies have been employed to generate the large scale of transposon population in a Japonica type rice, Dongjin Byeo; 1) genetic crosses between Ac and Ds lines and 2) plant regeneration from seeds carrying Ac and Ds. Our study showed that over 70% of regenerated plants generally carried independent Ds elements and high activity of transposition was detected only during regeneration period. Ds-flanking DNA amplified from leaf tissues of F2 and T1 (or T2) plants have been amplified via TAIL-PCR and directly sequenced. So far, over 65,000 Ds lines have been generated and over 9,500 Ds loci have been mapped on chromosomes by sequence analysis. Database of molecular information on Ds insertion sites has been constructed, and has been opened to the public and will be updated soon at http://www.niab.go.kr. Detailed functional analysis of more than 30 rice mutants has been performed. Several Ds-tagged rice genes that have been selected for functional analysis will be briefly introduced. We expect that a great deal of information and genetic resources of Ds lines would be obtained during the course of this project, which will be shared with domestic and international rice researchers. In addition to the Japonica rice, we have established the tagging system in an rice line of indica genetic background, MGRI079. MGRI079 (Indica/Japonica) was transformed with Agrobacteria carrying Ac and Ds T-DNA vectors. Among transgenic lines, we successfully identified single-copy Ds and Ac lines in MGR1079. These lines were served as ‘starter lines’ to mutagenize Indica genetic background. To achieve rapid, large scale generation of Ds transposant lines, MGR1079 transformants carrying homozygous Ac were crossed with ones with homozygous Ds, and $F_2$seeds were used for plant regeneration. In this year, over 2,000 regeneration plants were grown in the field. We are able to evaluate the tagging efficiency in the Indica genetic background in the fall.
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.
Koo, Sung Cheol;Choi, Man Soo;Chun, Hyun Jin;Shin, Dong Bum;Park, Bong Soo;Kim, Yul Ho;Park, Hyang-Mi;Seo, Hak Soo;Song, Jong Tae;Kang, Kyu Young;Yun, Dae-Jin;Chung, Woo Sik;Cho, Moo Je;Kim, Min Chul
Molecules and Cells
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제27권5호
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pp.563-570
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2009
We previously isolated the OsCBT gene, which encodes a calmodulin (CaM)-binding protein, from a rice expression library constructed from fungal elicitor-treated rice suspension cells. In order to understand the function of OsCBT in rice, we isolated and characterized a T-DNA insertion mutant allele named oscbt-1. The oscbt-1 mutant exhibits reduced levels of OsCBT transcripts and no significant morphological changes compared to wild-type plant although the growth of the mutant is stunted. However, oscbt-1 mutants showed significant resistance to two major rice pathogens. The growth of the rice blast fungus Magnaporthe grisea, as well as the bacterial pathogen Xanthomonas oryzae pv. oryzae was significantly suppressed in oscbt-1 plants. Histochemical analysis indicated that the hypersensitive-response was induced in the oscbt-1 mutant in response to compatible strains of fungal pathogens. OsCBT expression was induced upon challenge with fungal elicitor. We also observed significant increase in the level of pathogenesis-related genes in the oscbt-1 mutant even under pathogen-free condition. Taken together, the results support an idea that OsCBT might act as a negative regulator on plant defense.
Kim, Suyeon;Huh, Sun Mi;Han, Hay Ju;Cho, Mi Hyun;Lee, Gang Sub;Kim, Beom Gi;Kwon, Taek Yun;Yoon, In Sun
한국작물학회:학술대회논문집
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한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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pp.90-90
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2017
Regulation of seed dormancy is important in many grains to prevent pre-harvest sprouting. To identify and understand the gene related to seed dormancy regulation, we have screened for viviparous phenotypes of rice mutant lines generated by insertion of Ds transposon in a Korean Japonica cultivar (Dongjin) background. One of the mutants, which represented viviparous phenotype, was selected for further seed dormancy regulation studies and designated dor1. The dor1 mutant has single Ds insertion in the second exon of OsDor1 gene encoding glycine-rich protein. The seeds of dor1 mutant showed a higher germination potential and reduced abscisic acid (ABA) sensitivity compared to wild type Dongjin. Over-expression of Dor1 complements the viviparous phenotype of dor1 mutant, indicating that Dor1 function in seed dormancy regulation. Subcellular localization assay of Dor1-GFP fusion protein revealed that the OsDor1 protein mainly localized to membrane and the localization of OsDOR1 was influenced by presence of a giberelin (GA) receptor OsGID1. Further bimolecular fluorescence complementation (BiFC) analysis indicated that OsDOR1 interact with OsGID1. The combined results suggested that OsDOR1 regulates seed dormancy by interacting with OsGID1 in GA response. Additionally, expression of OsDOR1 partially complemented the cold sensitivity of Escherichia coli BX04 mutant lacking four cold shock proteins, indicating that OsDOR1 possessed RNA chaperone activity.
Two full-length cDNAs, PutPMP3-1 and PutPMP3-2, encoding PMP3 family proteins were isolated from Puccinellia tenuiflora, a monocotyledonous halophyte. Expression of both genes was induced by low temperature, salt stress, dehydration, ABA, and $NaHCO_3$. Transcripts of PutPMP3-2 were more strongly induced by these stresses relative to those of PutPMP3-1, particularly under low temperature and dehydration conditions. Expression of PutPMP3-1 and PutPMP3-2 in yeast mutants lacking the PMP3 gene can functionally complement the membrane hyper-polarization and salt sensitivity phenotypes resulting from PMP3 deletion. To compare the functions of PutPMP3-1 and PutPMP3-2, the orthologous genes in rice (OsLti6a and OsLti6b) were isolated. Both OsLti6a and OsLti6b could functionally complement the loss of PMP3 in yeast. PutPMP3-2 and OsLti6a were more effective in reversing membrane hyperpolarization than PutPMP3-1 and OsLti6b. However, the four yeast transformants each showed similar levels of salt tolerance. These results imply that these PMP3 family members don't function identically under different stress tolerance conditions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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