• KSBB Journal
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• 제21권2호
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• pp.79-84
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• 2006

본 연구에서는 Corynebacterium glutamicum I 균주에 salt tolerance를 도입하여 L-lysine 생산량을 증가시키고자 하였다. I 균주를 이용하여 mutagenesis를 수행한 후 모균주가 생장하는 못하는 9%의 NaCl이 포함된 배지에서 빠르게 생장하는 C14-49-3-15-7-3-20 균주를 선별하였다. flask 배양으로 L-lysine 생산을 조사한 결과 모균주 I의 경우 L-lysine 농도가 53.3 g/L, 수율이 51.6%인 반면 변이주 C14-49-3-15-7-3-20의 경우에는 L-lysine 농도 61.2 g/L, 수율 61.0%로 나타났다. 그리고 5 L 발효조에서 유가식 배양법으로 배양하여 L-lysine 생산량을 조사하였다. 그 결과 모균주는 113.0 g/L의 L-lysine을 생산하였고 수율은 41.8%이었다. 하지만 변이주의 경우에는 $33^{\circ}C$로 유지하여 배양한 후 PCV가 7.5%가 되는 시점에 배양 온도를 $35^{\circ}C$로 올려주고 배양하였을 때 L-lysine 생산량이 130.6 g/L, 수율이 48.6%로 모균주보다 많은 양의 L-lysine을 생산하였다. L-lysine 생산과 균주의 생장에 대한 osmotic pressure의 영향을 조사하기 위해 변이주 C14-49-3-15-7-3-20을 고농도의 NaCl과 당이 포함되어 있는 배지에 각각 배양하여 균체 생장 및 L-lysine 생산량을 조사하였다. 그 결과 모균주는 균체 생장이 느리고 생산량도 낮은 반면 변이주 C14-49-3-15-7-3-20의 경우에는 균체 생장 정도가 높고 생산량도 모균주보다 높았다. 그리고 2%의 NaCl이 포함되어 있는 배지에 osmoprotectant 를 첨가하였을 경우 모균주는 균체 생장 및 L-lysine 생산량이 높아졌다. 하지만 C14-49-3-15-7-3-20 균주의 경우에는 proline의 영향을 받지 않았다. 이러한 결과로 Corynebacterium glutamicum 균주에 salt tolerance를 도입하면 L-lysine 생산성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2023년도 임시총회 및 춘계학술대회
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• pp.38-38
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• 2023

Sorghum (Sorghum bicolor L.) is a promising biomass crop with a high lignocellulose content. This study aimed to select high salt-tolerance sorghum lines for cultivation on reclaimed land. Using 7-day seedlings of the sorghum population consisted of 71 radiation-derived mutants (M₂ to M₆) and 33 genetic resources, survival rate (SR), plant height (PH), root length (RL), fresh weight (FW), and chlorophyll content (CC) were measured for two weeks after 102 mM (0.6%) NaCl treatment. Furthermore, the characteristics of the sorghum population were confirmed using correlation analysis, PCA (principal component analysis), and the FCE (fuzzy comprehensive evaluation) method. Under 102 mM NaCl conditions, SR ranged from 4.9 (IS645-200-6) to 82.4% (KLSo79125-200-1), with an average of 49.9%. PH varied from 7.5 (Mesusu-100-2) to 33.2 cm (DINE-A-MITE-100-2-10), with an average of 20.4 cm. RL ranged from 1.0 (IS645-200-1) to 17.0 cm (30-100-2), with an average of 7.7 cm. FW varied from 0.1 (IS645-200-6) to 4.5 g/plant (DINE-A-MITE-100-2-10), with an average of 2.1 g/plant. CC ranged from 0.9 (DINE-A-MITE-100-2-2) to 3.1 mg/g (IS12937), with an average of 1.7 mg/g. An overall positive correlation, with SR and FW (r = 0.86, P < 0.01), and FW and CC (r = 0.79, P < 0.01), was shown by correlation analysis. Among the five traits, two principal components were extracted by PCA analysis. PC1 was significantly associated with FW, while PC2 was highly involved with RL. To evaluate the salt tolerance level of the sorghum population when an FCE based on trait data was performed, MFV (membership function value) was 0.68. As a result of compiling the MFV of each line, eight lines with MFV > 0.68 were selected. Ultimately, the radiation-derived mutant lines, DINE-A-MITE-100-2-10 and DINE-A-MITE-100-2-12 were selected as salt-tolerant sorghum lines. The results are expected to inform salt-tolerant sorghum breeding programs, and the high salt-tolerance sorghum lines might be advantageous for cultivation on reclaimed land.

• 한국작물학회지
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• 제65권4호
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• pp.406-415
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• 2020

본 연구는 간척지 내 재배 가능한 내염성 사료용 옥수수를 선발하기 위해 EMS를 이용하여 돌연변이 집단을 구축하고 기내 선발 방법을 통해 내염성 증진 계통을 선발하였고, 연구결과는 다음과 같다. 1. 사료용 옥수수 모본인 KS140에 다양한 조건으로 EMS를 처리하여 발아율 및 식물의 생육 상태를 조사하였고, 발아율에는 영향을 미치지 않으면서 생육에 큰 영향을 주지않는 0.5% EMS를 돌연변이 유도 적정 농도로 선정하였다. 2. 기내 선발 방법을 통해 선발된 내염성 증진 계통 140ES91 계통을 이용하여 0.5% 염분 스트레스 처리 후 표현형을 조사한 결과, 대조군인 KS140 대비 식물의 초장 및 근장의 생육이 양호하였으며, 높은 proline 함량과 기공전도도를 보였다. 따라서 염분 스트레스 시 높은 proline 함량과 기공전도도가 140ES91 계통의 증가된 내염성과 관련이 있을 것으로 판단된다. 3. 내염성 증진 140ES91 계통의 유전변이 분석을 통해 유전자 기능에 영향을 미칠 수 있는 아미노산 변이를 유발하는 39개의 변이 유전자를 확인하였고, 변이 유전자와 내염성의 관계를 증명하기 위한 유전자 기능 분석이 요구된다. 4. 기 보고된 내염성 관련 유전자들의 발현 양상을 조사한 결과 ABP9과 CIPK31 유전자는 대조군 대비 염분 스트레스 처리 전후 140ES91 계통에서 높은 발현율을 보였으며, CIPK21 유전자는 염분 스트레스 처리 후 대조군에는 발현이 감소하나 140ES91 계통에서는 발현이 유지됨을 확인하였다. 따라서 140ES91 계통에서 보이는 내염성 관련 유전자들의 높은 발현율이 140ES91 계통의 내염성에 관여할 것으로 판단된다. 5. 이상의 결과 기내 선발 방법을 통해 선발한 내염성 증진 계통은 간척지와 같은 염류집적 토양에서 작물의 안정적인 재배와 생산이 가능한 내염성 증진 품종 개발의 육종소재로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 방사선산업학회지
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• 제5권3호
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• pp.211-220
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• 2011

This study was carried out to develop salt tolerant varities of rapeseed (Brassica napus L.) which can be grown in the high salty reclaimed land. The seeds of three varieties 'Naehan', 'Tammi', and 'Halla' were treated by proton ion beams and gamma rays with 0 to 2,000 Gy. For the selection of salt tolerant lines, emergence and survival rate, and growth characteristics of $M_2$ to $M_4$ generations were investigated in the Saemangeum reclaimed fields with the different salt concentrations. The lines with potential salt tolerance were selected in the $M_4$ generation and tested indoor for their growth characteristics. There was no significant changes in the soil pH for $M_4$ generation during growth period. However, soil EC was higher in early spring than sowing period (mid October). In $M_4$ generation test, the seeds of original and selected line showed high rates of emergence and survival, as determined one month after sowing. After wintering, however, the original varieties showed the significant reduction in the survival rate, while the selected lines showed a higher survival rate and good growth, leading to the completion of their life cycle. Consequently we selected 9 lines from $M_4$ generation with better performance in growth and yield. Soil EC was $2.8{\sim}4.3dS{\cdot}m^{-1}$ during $M_4$ generation growth period. The laboratory test of the lines selected from $M_4$ generation was made for their salt tolerance potential. The selected lines showed higher chlorophyll and proline contents than the original varieties. There was also no significant difference in the emergence rate of seed between the original and selected varieties. In 200 mM natural sea salt, the $N{\gamma}600-21-1-641$ line derived from 'Naehan' was the highest in growth rate, leaf chlorophyll and proline contents. $T{\gamma}800-20-2-461$ line derived from 'Tammi' didn't show significant difference in growth rate compared to original variety in 200 mM and withered in 250 mM like other lines as time passed. $H{\gamma}200-7-1-740$ line showed similar growth and chlorophyll content compared to its original variety.

• 한국초지조사료학회지
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• 제43권1호
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• pp.42-49
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• 2023

The plant-specific NAC transcription factors control various biological processes, including plant development and stress responses. We have isolated an ANAC032 gene, one of the NAC transcription factor family, which was highly activated by multi-abiotic stresses, including high salt and drought in Arabidopsis. Here, we generated transgenic plants constitutively expressing ANAC032 and its knockout to identify the functional roles of ANAC032 in Arabidopsis under abiotic stress responses. The ANAC032-overexpressing plants showed enhanced tolerance to salinity and drought stresses. The anac032 knockout mutants were observed no significant changes under the high salt and drought conditions. We also monitored the expression of high salt and drought stress-responsive genes in the ANAC032 transgenic plants and anac032 mutant. The ANAC032 overexpression upregulated the expression of stress-responsive genes, RD29A and ERD10, under the stresses. Thus, our data identify that transcription factor ANAC032 plays as an enhancer for salinity and drought tolerance through the upregulation of stress-responsive genes and provides useful genetic traits for generating multi-abiotic stress-tolerant forage crops.

• 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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• 제18권11호
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• pp.1606-1611
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• 2008

Salmoenella를 포함한 그람 음성 세균의 외막 단백질들은 외부 환경 조건에 따라 그 발현에 변화가 생기는 경우가 많으며, 이렇게 발현된 외막 단백질들은 수송에 관여하는 통로, 외부 물질의 인지, 병원체의 부착인자 등 다양한 기능을 가진다. 본 연구에서는 이러한 외막 단백질 중 소수성 porin으로 알려진 OmpW 단백질에 주목하였다. ompW 유전자가 결손된 돌연변이주를 구축하여 CK10으로 명명하였으며, 야생주와 그 표현형적 특징을 비교한 결과 SDS에 대한 내성이 다소 증가함을 확인할 수 있었다. OmpW 특이적인 다클론성 항체를 조제하여 OmpW 단백질의 발현연구에 사용하였다. NaCl의 농도가 높아질수록 OmpW 단백질의 발현이 감소하였으며, OmpW의 발현이 최대인 조건은 NaCl이 배지에 첨가되지 않았을 경우이다. 따라서 OmpW는 Salmonella 균이 삼투환경에 대응하는데 관여할 것으로 예상되어 일차적으로 균의 생육을 조사한 결과, 다양한 삼투환경 하에서 Salmonella의 생육에는 OmpW 단백질의 결손이 큰 영향을 미치지는 않는 것을 확인하였다. 삼투환경 변화에 따른 OmpW 발현의 변화가 지니는 생물학적 의미는 앞으로 연구해야 할 숙제로 남는다.