• Plant Resources
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• 제8권1호
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• pp.60-66
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• 2005

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.

• 한국식물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국식물생명공학회 2004년도 생명공학 실용화를 위한 비젼
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• pp.209-209
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• 2004

• 한국식품과학회지
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• 제32권1호
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• pp.82-89
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• 2000

8품종벼를 시료로하여 이들 배유전분의 아밀로오스 함량, 당함량 및 아밀로그램 특성이 쌀빵의 가공성과 어떠한 상관성이 있는가에 대해서 검토하였다. 청가에 의한 아밀로오스함량의 품종간 차이는 남풍벼, 화청벼>분질미>남풍CB243>화청du-1, 남풍EM9O>화청찰벼>shr의 순이었다. 단백질 함량은 고당미인 shr.이 가장 높아 8.2%였으며, 벼 품종간 단백질함량은 거의 유사하나, 남풍벼 및 화청벼 변이체의 경우에는 아밀로오스 함량이 낮을수록 원품종보다 단백질의 함량이 증가하는 경향을 보이고 있었다. 품종별 쌀가루의 호화개시 온도는 분질미 및 shr이 낮았으며, 화청벼 남풍벼들과 그것들의 변이체 품종들의 경우에는 아밀로오스 함량이 높은 품종일수록 쌀가루 풀의 점성 및 경도는 증가하며, 제조된 쌀빵의 비용적이 크며, 관능검사에 의한 부푼 정도, 질감 및 전반적인 기호도가 좋은 것으로 나타났다. 모든 품종에서 백미빵이 현미빵보다 제빵성이 좋았으며, 남풍벼로 제조한 백미빵의 기호도가 높게 나타났으며, 저장에 따른 노화지표가 가장 낮았다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제36권4호
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• pp.397-402
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• 2009

Ornithinine carbamoyltransferase (OTC) is an enzyme that catalyzes the key step in arginine biosynthesis in bacteria and plants. OTC is also involved in the urea cycle and deficiency of the enzyme in human leads to disease. The argF gene encoding OTC has been reported in many bacteria and few plants. Here we report the characterization of a gene encoding OTC from rice (OsOTC). Analysis of a cDNA sequence from rice revealed that the full-length open reading frame of OsOTC consisted of 367 amino acids, corresponding to a protein of approximately 39.7 kDa. The predicted amino acid sequence of OsOTC harbor distinct five OTC signature sites and is highly homologous to that of enzymes of plants, animals and many bacterial OTCs. Expression of OsOTC in argF mutants of Escherichia coli showed that the gene was able to functionally complement to the mutant. These results suggest that the OsOTC encode a protein for ornithine carbamoyltransferase in rice.

• Molecules and Cells
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• 제42권12호
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• pp.858-868
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• 2019

Shoot branching is an essential agronomic trait that impacts on plant architecture and yield. Shoot branching is determined by two independent steps: axillary meristem formation and axillary bud outgrowth. Although several genes and regulatory mechanism have been studied with respect to shoot branching, the roles of chromatin-remodeling factors in the developmental process have not been reported in rice. We previously identified a chromatin-remodeling factor OsVIL2 that controls the trimethylation of histone H3 lysine 27 (H3K27me3) at target genes. In this study, we report that loss-of-function mutants in OsVIL2 showed a phenotype of reduced tiller number in rice. The reduction was due to a defect in axillary bud (tiller) outgrowth rather than axillary meristem initiation. Analysis of the expression patterns of the tiller-related genes revealed that expression of OsTB1, which is a negative regulator of bud outgrowth, was increased in osvil2 mutants. Chromatin immunoprecipitation assays showed that OsVIL2 binds to the promoter region of OsTB1 chromatin in wild-type rice, but the binding was not observed in osvil2 mutants. Tiller number of double mutant osvil2 ostb1 was similar to that of ostb1, suggesting that osvil2 is epistatic to ostb1. These observations indicate that OsVIL2 suppresses OsTB1 expression by chromatin modification, thereby inducing bud outgrowth.

• 생명과학회지
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• 제27권11호
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• pp.1233-1244
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• 2017

Calcium-dependent protein kinases (CDPKs)는 칼슘 이온을 매개로 한 신호전달 경로에서 중요한 역할을 한다. 벼(Oryza sativa)에는 29개의 CDPKs가 확인되었지만 그들의 기능은 완벽히 밝혀지지 않았다. 이 연구는 OsCPK11 유전자에 초점을 맞춰 그것의 기능적인 특징을 조사하였다. 벼의 어린 잎, 성장한 잎, 꽃에서 OsCPK11 유전자의 조직-특이적 발현이 확인되었고, 지베렐린이 처리된 벼의 호분층에서도 이 유전자의 발현을 확인할 수 있었다. Tos-17이 삽입된 oscpk11의 표현형에서 돌연변이체 각각의 키는 야생형과 구분되지 않았지만, 영과의 수나 무게는 통계적으로 유의미한 차이가 있었다. 덧붙여 많은 돌연변이체 낟알의 배젖에서 white belly materials이 확인되었다. OsCPK11의 cDNA가 cloning되었고, 약 60.5 kD인 OsCPK11 단백질이 GST affinity chromatography와 SDS-PAGE에 의해 얻어졌다. 아미노산 서열 분석을 통해 OsCPK11이 전형적인 CDPKs의 구조적 특징을 가짐을 알 수 있었다. 이 결과는 OsCPK11유전자의 기능과 식물에서 칼슘 이온을 매개로 한 신호전달 경로에 CDPK 역할의 유용한 정보를 제공해줄 것이다.

• 방사선산업학회지
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• 제6권3호
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• pp.199-204
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• 2012

• 한국자원식물학회지
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• 제15권3호
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• pp.177-187
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• 2002

특정한 현미의 표현형을 보이며, 지질함량이 원품종인 Kinmaze 보다는 높은 거대배(EM 40)와 두꺼운 호분층(LO 1050)과 현미의 립형이 작은립(TAL 214)에 표현형을 나타내는 돌연변이 계통들을 이용하였다. 이것들 간에 특정한 유전자의 집적을 유도하고 상호 정역교배(Reciprocal cross)를 실시하였으며, 그 결과에 따라 지질함량이 높아지는 계통을 선발하고 이용할 목적으로 본 실험을 수행하였다 또한 일부 영양적인 측면에 대한 특성도 조사하여 보고자 지방산 조성에 대해서도 측정하였다. 이들 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 1, 거대배 돌연변이와 두꺼운 호분층 돌연변이 계통간의 교배조합에서는 거대배의 발현은 호분층의 두께와는 아무런 영향이 없는 것으로 나타났으며, 거대배.두꺼운 호분층 F$_2$개체의 지질함량은 4.15 %을 나타내었다. 이와 같이 높은 지질함량 수치는 Kinmaze을 포함 각각의 교배모본들에 지질함량과 본 실험에서 사용된 다른 어느 교배조합 보다도 높은 함량수치를 나타내었다. 높은 지질함량을 보이는 원인으로는 지질의 경우 현미의 배부분에 많이 축적되는 것으로 알려져 있으므로, 거대배.두꺼운호분층 F$_2$개체는 배의 크기를 크게하는 유전자와 호분층을 두껍게 하는 유전자의 집적에 의한 결과로 그 조건을 충분히 갖춘 것으로 판단된다. 2. 거대배 돌연변이와 작은립의 교배조합에서는 거대배.작은립 F$_2$개체의 지질함량이 3.80 %으로 작은립 교배모본의 2.92 %보다 0.88 %가 높게 나타났지만, 지질함량 증가의 정도는 다른2개의 교배조합에 비하여 낮게 나타났다. 이러한 이유로는 작은 립의 표현형을 보이는 유전자의 영향으로 인하여 거대배가 원래의 배의 크기에 비해 조금 작아진 것에 기인한 것으로 여겨진다. 3. 두꺼운 호분층.작은립 F$_2$개체의 호분층에 두께는 작은립의 교배모본에 비하여 12 $\mu\textrm{m}$가 두껍게 나타났으나, 두꺼운 호분층의 교배모본에 비해서는 6 $\mu\textrm{m}$가 얇게 나타났는데, 이와 같은 결과는 호분층의 두께는 현미의 크기에 일부 영향을 받는 것으로 여겨진다. 두꺼운 호분층.작은립 F$_2$ 개체에 현미의 표현형은 TAL 214과 같은 작은립의 표현형을 보인 것으로 여겨진다. 4. 지질함량의 경우는 3.85 %로 각각의 교배모본 TAL 214 2.92 %, LO 1050 3.01 %에 비하여 0.93 %, 0.84 %가 증가한 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는LO 1050의 호분층에 의한 영향으로 여겨지며, 현미의 배의 크기는 LO 1050 만큼 크지는 않아도 두꺼운 호분층의 유전자 집적의 효과가 있는 것으로 판단된다. 지질함량이 상승시키는데도 이와 같은 유전자 집적의 효과가 유효할 것으로 여겨진다. 5. 지방산 조성은 있어서는 품종인 Kinmaze와 각각의 교배모본의 계통과 이 들 F$_2$ 개체에는 그 차이가 유의성을 보일 정도는 아니였다. 그러나, oleic acid의 일부 증가와 linoleic acid의 미미한 감소되는 경향을 보였다. Linolenic acid도 감소는 본 실험의 최종적 결과인 지질함량 증가와 더불어 현미의 지질이용에 도움을 주는 것으로 지방산 조성에도 특정한 표현형의 형질은 유전자 집적에 따른 품질의 변화를 시킬 수 있다는 가능성을 제시하고 있다고 여겨진다. 6. 현재, 거대배 1형(ge-1, 3.68 %), 거대배 2형(ge-2,2.91 %), 두꺼운 호분층(4.63 %), 전분층에 지질함량이 많은 것(3.44 %)등 다양한 표현형을 보이는 여러 가지 계통에 대하여 유전자 집적을 효과를 조사하고 있으므로 벼의 지질함량이 많은 폭으로 증대되는 것에 기대를 하고 있다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.13-13
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• 2017

By the progress of genome sequencing, infrastructures for marker-assisted breeding (MAB) of rice came to be established. Fine mapping and gene isolation have been conducted using the breeding materials derived from natural variations and artificial mutants. Such genetic analysis by the genome-wide dense markers provided us the knowledge about the many genes controlling important traits. We identified several genes or quantitative trait loci (QTL) for heading date, blast resistance, eating quality, high-temperature stress tolerance, and so on. NILs of each gene controlling heading date contribute to elongate the rice harvest period. Determination of precise gene location of blast resistance gene pi21, allowed us to overcome linkage drag, co-introduction of undesirable eating quality. We could also breed the first practical rice cultivar in Japan with a brown planthopper resistance gene bph11 in the genetic back-ground of an elite cultivar. Discovery of major and minor QTLs for good eating quality allowed us to fine-tune of eating quality according to the rice planting area or usage of rice grain. Many rice cultivars have bred efficiently by MAB for several traits, or by marker-assisted backcross breeding through chromosome segment substitution lines (CSSLs) using genetically diverse accessions. We are also systematically supporting the crop breeding of other sectors by MAB or by providing resources such as CSSLs. It is possible to pyramid many genes for important traits by using MAB, but is still difficult to improve the yielding ability. We are performing a Genomic Selection (GS) for improvement of rice biomass and grain yield. We are also trying to apply the genome editing technology for high yield rice breeding.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.22-22
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• 2017

Genetic diversity is one of fundamental parameters for rice cultivar improvement. Rice mutants are also a new source for rice breeding innovation. In this study, ninety-three SSR markers were applied to evaluate the genetic variation among nineteen rice mutant lines. The results showed that a total of 169 alleles from 56 polymorphism markers was recorded with an average of 3.02 alleles per locus. The values of polymorphism information content (PIC) varied from 0.09 to 0.79. The maximum number of alleles was 7, whereas the minimum number of alleles was 2. The heterozygosity values ranged from 0.10 to 0.81. Four clusters were generated using the unweighted pair group method with arithmetic mean (UPGMA) clustering. Fourteen phenotype characteristics were also evaluated. The correlation coefficient values among these phenotye characteristics were obtained in this study. Genetic diversity information of rice mutant lines can support rice breeders in releasing new rice varieties with elite characterisitics.