• Journal of Crop Science and Biotechnology
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• 제10권2호
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• pp.106-111
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• 2007

Increasing genetic variability with mutagenic agents has been broadly employed in plant breeding because it has the potential to alter one or more desirable traits. In this study, a molecular analysis assessed by Amplified Fragment Length Polymorphisms(AFLPs) and a morphological analysis based on seedlings subjected to aluminum stress were compared. Also, an analysis of allelic frequencies was performed to observe unique alleles present in the pool. Genetic distances ranging from 0.448 to 0.953 were observed, suggesting that mutation inducing was effective in generating variability. The genetic distances based on morphological data ranged from 0(genotypes 22 and 23) to 30.38(genotypes 15 and 29). In the analysis of allelic frequency, 13 genotypes presented unique alleles, suggesting that mutation inducing was also targeting unique sites. Mutants with good performance under aluminum stress(9, 15, 18 and 27) did not form the same clusters when morphological and molecular analyses were compared, suggesting that different genomic regions may be responsible for their better performance.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제34권1호
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• pp.61-68
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• 2007

본 연구는 벼 배 배양 캘러스에 방사선 조사와 AZCA 처리를 통해 AZCA저항성 세포주를 선발 육성하고 proline 함량이 증가된 선발 계통을 중심으로 염분 스트레스에 저항성을 갖는 벼 계통을 육성하고 그 기작을 밝히고자 하였다. 먼저, 1) AZCA 저항성 후대로부터 NaCl 저항성 식물체를 선발하고, 2) 선발된 저항성 계통의 생리적 생화학적 특성을 분석하였으며, 3) 분자적 특성을 RT-PCR을 통해 조사하고 유전적 변이를 탐색하였다. AZCA저항성 $M_{3}$ 3,000 계통으로부터 얻어진 약 20,000 종자에 염분 적정 선발 농도로 밝혀진 1.5%의 염분을 처리하여 내염성 (ST) 벼 116 개체를 선발하고, $M_{4}$ 후대 세대를 양성하였다. $ST\;M_{4}$ 세대에서 2차 내염성 계통 선발을 위해서 $M_{4}$ 세대계통을 1.2% NACl 에서 대조구와 생육 조사한 결과, 대조구 식물은 생육이 약하고 성장이 지연되는 것을 볼 수 있었다. 내염성 계통(ST-13, ST-16)으로부터 유도된 캘러스에 NaCl 처리한 결과, 대조구, ST-13, ST-16의 생존율은 9%, 16%, 20%로 나타났다. 또한, 필수 아미노산 함량을 잎, 종자 및 캘러스로 나누어 분석한 결과 ST-13와 ST-16는 대조구와 비교하여, 1) 잎에서는 약 1.24, 1.3배, 2) 종자에서는 1.49, 2.43배, 3) 캘러스에서는 1.32, 1.60배 증가하는 것이 확인되었다. 내염성 계통과 대조구에서 이온함량을 비교한 결과 잎과 뿌리에서 $K^{+},\;Na^{+}$ 및 $Na^{+}/K^{+}$ 비율을 보면 대조구보다 $Na^{+}/K^{+}$ 비율이 낮아진 것이 확인되었다. 내염성과 연관된 유전자 P5CS, NHXI를 이용하여 RT-PCR 실험을 수행한 결과, 돌연변이 계통에서 이들 유전자의 발현이 증가됨을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 선발된 계통은 내염성 육종 및 기초 연구를 위한 재료로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제22권12호
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• pp.1628-1636
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• 2012

벼(Oryza sativa L.)에서 Insertional 유래 MGI079 돌연변이 계통의 자색미에 대한 항산화 활성을 보기 위하여 폴리페놀, 플라보노이드, DPPH radical, 안토시아닌 및 색차계를 이용하여 분석하였다. 폴리페놀 함량에서 MGI079-2-1와 MGI079-2-6은 MGI079보다 1.3배에서 1.9배 이상 증가되었고, 플라보노이드에는 MGI079-2-1 MGI079보다 6.4배 이상 증가되었다. DPPH 자유기에는 MGI079-2-1이 MGI079보다 24.4배 이상 항산화력이 증대되었다. 안토시아닌 성분에는 MGI079- 2-6은 MGI079보다 106.4배 이상 증가되었으며 흑남에 비해서는 1.4배 증가하였다. 색차계에서 Hunter's 값(L, a, b)은 안토시아닌($-5.64^{**}$, $5.21^{**}$와 -1.15)의 L, a에서 유의성이 있는 것으로 보였다. MGI079 돌연변이 계통의 미립 장폭비는 MGI079에 비해서 medium과 bold type으로 분리되었으며, 천립중은 MGI079 (19.8 g)보다 돌연변이 계통들이 13.6~19.6 g으로 감소하였다. 아밀로스는 MGI079 보다 5.6~23.8% 증가하였고, 배유의 전분립 형태는 비정형 전분립 특성 등 차이를 보였다. Insertional 유래 MGI079 돌연변이 계통들의 항산화 활성 분석에서 MGI079-2-1와 MGI079-2-6은 MGI079와 흑남보다 항산화력이 높은 기능적 가치로 미립특성과 관련하여 색소 자원의 개발뿐만 아니라 신품종 육성에 필요한 예비품종으로 실용화가 기대된다.

• 한국식물병리학회:학술대회논문집
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• 한국식물병리학회 2003년도 정기총회 및 추계학술발표회
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• pp.84.2-85
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• 2003

Magnaporthee grisea causes the devastating blast disease of rice. Entensive research has been conducted on infection mechanisms, particularly on appressorium formation and penetration, of this fungus during the last decade. However, the role(s) of cell-wall-degrading enzymes (CWDEs) on pathogenesis is not clearly demonstrated at molecular level. Many CWDES in plant pathogenic fungi including M. grisea are redundant; that is, there are multiple genes encoding enzymes with a similar or overlapping spectrum of activities. It is laborious to isolate all of the genes encoding related enzymes and to construct mutants lacking all 9f them. Thus, we considered alternative strategies to address the role of CWDEs in pathogenesis. Since expression of CWDE genes Is repressed by a simple sugar, as the first step, we cloned a Snfl (sucrose non-fermenting) gene (MgSnf1) from M. grisea. The predicted amino acid sequence showed a high identity with other Snf1 genes from various fungi. To elucidate molecular function of MgSnf1, a transformant lacking MgSnf1 was created by targeted gene replacement. En glucose, sucrose, and xylan the MgSnf1 mutant grew normally but in pectin and complex media, it grew slower than wild type. Expression of various CWDEs in MgSnf1 mutant was investigated and found that expression of some CWDEs is repressed. However, no significant difference was observed in conidial germination, appressorium formation, and pathogenicity in MgSnf1 mutant. However, MgSnf1 functionally complemented a yeast MgSnf1 mutant. These results suggest that MgSnf1 is involved in regulation of CWDEs and MgSnf1 is dispensable in pathogenicity of M. grisea.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제43권1호
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• pp.30-36
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• 2016

Brassinosteroids (BRs) are essential plant steroid hormones required for cell elongation, plant growth, development and abiotic and biotic stress tolerance. BRs are recognized by BRI1 receptor kinase that is localized in the plasma membrane, and the BRI1 protein will eventually autophosphorylate in the intracellular domain and transphosphorylate BAK1, which is a co-receptor in Arabidopsis thaliana. However, little is known of the role OsBRI1 receptor kinase plays in Oryza sativa, monocotyledonous plants, compared to that in Arabidopsis thaliana, dicotyledonous plants. As such, we have studied OsBRI1 receptor kinase in vitro and in vivo with recombinant protein and transgenic plants, whose phenotypes were also investigated. A OsBRI1 cytoplasmic domain (CD) recombinant protein was induced in BL21 (DE3) E.coli cells with IPTG, and purified to obtain OsBRI1 recombinant protein. Based on Western blot analysis with phospho-specific pTyr and pThr antibodies, OsBRI1 recombinant protein and OsBRI1-Flag protein were phosphorylated on Threonine residue(s), however, not on Tyrosine residue(s), both in vitro and in vivo. This is particularly intriguing as AtBRI1 protein was phosphorylated on both Ser/Thr and Tyr residues. Also, the OsBRI1 full-length gene was expressed in, and rescued, bri1-5 mutants, such as is seen in normal wild-type plants where AtBRI1-Flag rescues bri1-5 mutant plants. Root growth in seedlings decreased in Ws2, AtBRI1, and 3 independent OsBRI1 transgenic seedlings and had an almost complete lack of response to brassinolide in the bri1-5 mutant. In conclusion, OsBRI1, an orthologous gene of AtBRI1, can mediate normal BR signaling for plant growth and development in Arabidopsis thaliana.

• 한국균학회지
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• 제39권3호
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• pp.231-234
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• 2011

본 연구는 감마방사선 조사에 의해 기능성 물질이 증가하고, 생리적 특성이 증진된 느티만가닥 버섯의 새로운 품종을 개발하기위하여 수행되었다. 돌연변이 유기를 위하여 느티만가닥 버섯의 갈색 계통 균주 HYM-056의 원형질에 감마방사선을 조사하여 2,000개의 돌연변이체를 무작위로 선발하고 병 재배하여 자실체를 형성시켰다. 이 중 생장속도가 빠르고, 중량이 무거우며, 자실체를 다량으로 생산하는 500개 균을 선발하였다. 선발된 균주의 자실체 형성을 위하여 미강, 보리껍질, 미송이 함유된 플라스틱 병에 재배하였다. 접종 100일 후, 자실체의 특성을 조사하였다. 그 결과 갓의 색깔, 형태, 크기와 대의 길이, 직경, 숫자, 무게 등에 따라 6개의 그룹으로 나뉘었다. 또한 URP-PCR 핵산 지문 분석으로 유전적 변이를 조사하였다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제33권3호
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• pp.161-169
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• 2006

식물대사체학은 식물세포, 조직, 기관, 혹은 개체수준에서 주어진 시간과 조건에서 발견되는 모든 대사물질을 밝히고, 시간의 경과 혹은 조건의 변화에 따른 metabolic profiling의 변화를 연구하는 식물학 분야이다. 식물대사체학은 생물에 대한 전체론적 접근을 위한 가장 최근에 발달된 omics분야의 하나로서 일종의 시스템 생물학이다. 전체론적 접근과 이해를 위해서 대사체학은 metabolic profiling의 계량화학 혹은 다변량분석 방법을 자주 사용한다. 식물학분야에서 대사체학은 애기장대나 벼와 같은 모델식물에 tag를 도입하여 형질전환시킨 돌연변이체에 대해 DNA microarray와 함께 사용하여 유전자의 기능을 밝히는데 유용하게 사용된다. 본 총설에서는 식물대사체학의 기본 개념과 1H NMR 혹은 FTIR으로 얻은 metabolic profiling의 다변량분석에 대한 실용적인 사용법을 소개하고자 하였다.

• 한국육종학회지
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• 제42권4호
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• pp.413-418
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• 2010

국내에서 육성된 품종인 '일품'을 대상으로 현미배양 후대의 주요 농업형질에 대한 변이체의 발생양상과 범위 및 종류 등을 조사하고 변이집단의 크기와 변이집단의 육종적 유용성에 대한 결과는 다음과 같다. '일품' 완숙현미 유래 캘러스로부터 424개체의 식물체를 재분화하고 297개체로부터 종자를 채종하여 계통 재배하면서 간장, 출수기 등 주요 농업형질과 형태적 변이를 조사하였다. 주요 농업형질과 형태적 특성이 모품종과 다른 변이체는 전체의 21.5%인 64계통이었으며 조사한 형질 중 변이의 발생빈도가 가장 높았던 형질은 출수기로 9.1%인 27계통이었고 'opaque endosperm'이 1.7%, 'rolling leaf'가 1.3% 등이었다. $S_2$세대의 분리는 출수기가 가장 많았으며 'dwarf/semi dwarf'와 'rolling leaf' 및 'opaque endosperm' 변이체는 $S_1$세대에서는 계통 내 분리를 보였으나 $S_2$ 세대 에서는 분리하지 않았다. 이상의 결과에서 보면 조직 배양 후대에 발생하는 변이는 생성범위가 넓고 빈도 또한 높아 새로운 유전자원으로 유용하게 활용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국작물학회지
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• 제20권
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• pp.63-68
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• 1975

(1) 진흥에 방사선을 처리하여 얻은 고단백돌연변이계통(1974년에 M$_4$세대, 종자는 M$_{5}$)들에 대해 3개지역에서 특성조사, 단위면적당단백질수량, 종자의 수량조사등을 실시하였고, 한편 (2) 호광에서 얻은 고단백이면서 단간, 조열인 변이계통 398(1974년에 M$_{10}$ , 종자는 M$_{11}$)에 대해 변이형질들을 지배하는 인자와 이의 다발성(또는 연관)여하를 구명하기 위해 이를 모품종과 교잡하여 F$_1$mF$_2$세대에 있어서 변이형질들의 발현 및 분리를 조사하였다. 1. 진흥유래의 고단백변이계통들의 단배질함량은 년차 및 지역간에 변이는 있으나 모품종에 비해 모두 높고 종자수량은 모품종과 비슷하거나 증가되었다. 2. 이들의 열기는 5-10일 단축되었고, 간장은 1계통을 제외하고는 단간화되었고 엽 및 수수도열병의 저항성은 비교적 강한 편이었다. 2. 이들의 숙기는 5-10일 단축되었고, 간장은 1계통을 제외하고는 단간화되었고, 엽 및 수수도열병의 저항성은 비교적 강한 편이었다. 3. 고단백변이계통 398과 모품종 호광과의 F$_1$에서 간장, 숙기는 양친의 중간형으로 나타났다. F$_2$에서 단간, 조숙이면서 저단백인 것이 분리되어 고단백인자와 기타 변이형질과는 독립적으로 유전되는ㄱ서 같으나 F$_2$세대와 F$_3$종자가 비정상적 환경하에서 생육 및 성숙했기 때문에 확실치 않고, 정확한 것은 비상환경에서 자란 F$_2$세대에서 밝혀질 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제37권1호
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• pp.12-24
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• 2010

식물 대사체 (plant metabolomics) 연구는 식물 세포 및 조직에 존재하는 모든 대사산물의 시간적, 공간적 변화를 추적 조사함으로써 식물의 복잡한 생리 현상을 총체적으로 이해하는 연구이다. 이와 같은 식물 대사체 연구는 최근 개발이 이루어지고 있는 여러 오믹스 연구 분야의 하나로 시스템생물학의 한 분야이다. 식물 대사체 연구는 시료로부터 순수 화합물 또는 복합물을 정제하거나 또는 정제가 이루어지지 않은 혼합액으로부터 대사체 스펙트럼 정보를 확보하여 분석이 이루어지므로 추출액 제조 및 얻어진 대사체 데이터의 분석과정의 표준화가 필수적으로 이루어져야 한다. 이는 대사체 분석 결과의 해상도 및 재현성의 확보의 핵심 요소 이다. 식물 대사체 연구는 기능유전체학의 연구 수단은 물론 식물의 종, 품종, 더 나아가 GM 식물의 식별, 대사조절 기작 규명, 유용물질 생산, 식물의 외부 환경 스트레스 요인에 대한 다양한 생리적 반응 이해 등 다양한 연구 분야에서 활용이 이루어지고 있다. 최근 식물 대사체 연구는 모델식물(벼, 애기장대)의 유전체 정보와 연계하여 돌연변이주의 분석을 통해 유전자의 기능 정의 수단으로 활용되고 있다. 따라서 향후 유전체 정보와 대사체 정보의 연계를 통해 복잡한 대사경로 규명이나 다양한 생리 현상 해석 연구가 더욱 활발하게 진행될 것으로 전망된다.