• Genomics & Informatics
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• 제20권4호
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• pp.43.1-43.18
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• 2022

Atropa belladonna is a valuable medicinal plant and a commercial source of tropane alkaloids, which are frequently utilized in therapeutic practice. In this study, bioinformatic methodologies were used to examine the pattern of coding sequences and the factors that might influence codon usage bias in the chloroplast genome of Atropa belladonna and other nightshade genomes. The chloroplast engineering being a promising field in modern biotechnology, the characterization of chloroplast genome is very important. The results revealed that the chloroplast genomes of Nicotiana tabacum, Solanum lycopersicum, Capsicum frutescens, Datura stramonium, Lyciumbarbarum, Solanum melongena, and Solanum tuberosum exhibited comparable codon usage patterns. In these chloroplast genomes, we observed a weak codon usage bias. According to the correspondence analysis, the genesis of the codon use bias in these chloroplast genes might be explained by natural selection, directed mutational pressure, and other factors. GC12 and GC3S were shown to have no meaningful relationship. Further research revealed that natural selection primarily shaped the codon usage in A. belladonna and other nightshade genomes for translational efficiency. The sequencing properties of these chloroplast genomes were also investigated by investing the occurrences of palindromes and inverted repeats, which would be useful for future research on medicinal plants.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제47권4호
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• pp.536-545
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• 2019

Cytochrome P450 (P450 or CYP) is involved in the metabolism of endogenous and exogenous compounds in most organisms. P450s have great potential as biocatalysts in the pharmaceutical and fine chemical industries because they catalyze diverse oxidative reactions using a wide range of substrates. The high-cost nicotinamide cofactor, NADPH, is essential for P450 reactions. Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) has been commonly used in NADPH-generating systems (NGSs) to provide NADPH for P450 reactions. Currently, only two G6PDHs from Leuconostoc mesenteroides and Saccharomyces cerevisiae can be obtained commercially. To supply high-cost G6PDH cost-effectively, we cloned the cytosolic G6PDH gene of Solanum lycopersicum (tomato) with 6xHis tag, expressed it in Escherichia coli, and purified the recombinant G6PDH (His-G6PDH) using affinity chromatography. In addition, enzymatic properties of His-G6PDH were investigated, and the His-G6PDH-coupled NGS was optimized for P450 reactions. His-G6PDH supported CYP102A1-catalyzed hydroxylation of omeprazole and testosterone by NADPH generation. This result suggests that tomato His-G6PDH could be a cost-effective enzyme source for NGSs for P450-catalyzed reactions as well as other NADPH-requiring reactions.

• 식물분류학회지
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• 제41권1호
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• pp.35-46
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• 2011

한국산 가지과 12속 22분류군의 종자 특징을 해부현미경과 주사전자현미경을 통하여 관찰하고 자세히 기재하였다. 연구된 분류군의 종자 색깔은 노란색에서 검정색까지 관찰되며, 종자 형태는 신장형에서 원형까지 나타났다. 종자 크기는 길이 0.56-4.29 mm, 폭 0.38-3.20 mm로, Datural metel이 가장 크고 Petunia hybrida가 가장 작았다. 종자의 표면무늬는 세 가지 유형으로 과립형, 과립상-망상형, 망상형이 나타났다. 수층벽의 유형은 파상형과 직선형으로 관찰되었다. 대부분의 분류군은 파상형을 갖고, Datura속, Petunia속, Scopolia속에서는 직선형만 관찰되었으며, Nicandra physalodes는 직선형과 파상형을 모두 갖는다. Solanum속내 일부 분류군에서는 종자의 수층벽 상단부위에 모용처럼 보이는 섬유소가 관찰되었다(S. japonense, S. lyratum, S. lycopersicum). 한국산 가지과에 대한 종자의 형태학적 형질을 속별로 기재하였고, 그 분류학적 유용성에 대해 논의하였다.

• 대한수의학회지
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• 제57권2호
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• pp.97-104
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• 2017

Solanum lycopersicum, commonly known as tomato, is widely used in raw, cooked, or liquid forms because it contains nutritional compounds that are beneficial for human health, including carotenoids, lycopene, ascorbic acid, vitamins, and minerals. The tomato is perhaps the most widely studied fruit, especially with respect to its cardioprotective effects. In this study, we aimed to identify the anti-inflammatory mechanisms by which the tomato elicits its anti-inflammatory properties. We treated murine macrophage RAW 264.7 cells with a tomato ethanol extract and performed various biochemical assays including nitric oxide inhibition, cell viability, RNA extraction, expression of pro-inflammatory mediators and cytokines, and immunoblotting, as well we assessed cell survival rates. Our results have shown for the first time that a tomato ethanol extract treatment can suppress nitric oxide production in a dose-dependent manner without cytotoxicity. Moreover, it inhibits the expression of pro-inflammatory mediators and cytokines and elicits its anti-inflammatory effects via the nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells ($NF-{\kappa}B$) and mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathways. In addition, administration of tomato syrup potently rescued mice from septic shock induced by lipopolysaccharide injection. Collectively, our results elucidate details regarding the anti-inflammatory mechanisms of tomato.

• The Plant Pathology Journal
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• 제39권5호
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• pp.466-485
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• 2023

Crop productivity can be obstructed by various biotic and abiotic stresses and thus these stresses are a threat to universal food security. The information on the use of viruses providing efficacy to plants facing growth challenges owing to stress is lacking. The role of induction of pathogen-related genes by microbes is also colossal in drought-endurance acquisition. Studies put forward the importance of viruses as sustainable means for defending plants against dual stress. A fundamental part of research focuses on a positive interplay between viruses and plants. Notably, the tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) and tomato chlorosis virus (ToCV) possess the capacity to safeguard tomato host plants against severe drought conditions. This study aims to explore the combined effects of TYLCV, ToCV, and drought stress on two tomato cultivars, Money Maker (MK, UK) and Shalala (SH, Azerbaijan). The expression of pathogen-related four cellulose synthase gene families (CesA/Csl) which have been implicated in drought and virus resistance based on gene expression analysis, was assessed using the quantitative real-time polymerase chain reaction method. The molecular tests revealed significant upregulation of Ces-A2, Csl-D3,2, and Csl-D3,1 genes in TYLCV and ToCV-infected tomato plants. CesA/Csl genes, responsible for biosynthesis within the MK and SH tomato cultivars, play a role in defending against TYLCV and ToCV. Additionally, physiological parameters such as "relative water content," "specific leaf weight," "leaf area," and "dry biomass" were measured in dual-stressed tomatoes. Using these features, it might be possible to cultivate TYLCV-resistant plants during seasons characterized by water scarcity.

• 식물병연구
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• 제18권4호
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• pp.304-309
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• 2012

세 개의 race가 보고되어 있는 Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici는 전 세계적으로 그 피해가 막대한 토마토 시들음병의 원인균으로 알려져 있다. 토마토 유전자원 1,906 자원을 대상으로 토마토 시들음병 race 3 저항성 유전자 I-3의 유전형을 high resolution melting 법을 사용하여 분석하였다. 총 97점의 자원에서 homozygous resistant 피크가 확인되었으며, 8점은 이형접합성, 1,801점은 감수성으로 나타났다. 저항성 자원 97점의 종 분포는 S. lycopersicum var. lycopersicum가 65점, S. lycopersicum var. cerasiforme가 13점, 12종의 야생근연종 중에서 저항성 자원은 S. pimpinellifolium 8점, S. habrochaites 3점, S. corneliomulleri 3점, S. galapagense 1점, S. peruvianum 3점, S. chilense 1점으로 총 19점이었다. 하지만 좀 더 정확한 시들음병 저항성 평가를 위하여 추후에 race 1과 2에 대한 유전분석과 생물검정이 필요하다.

• 한국식품과학회지
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• 제53권6호
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• pp.706-714
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• 2021

세포 내에서의 활성산소(ROS) 생성을 억제하는 일은 항산화제의 작동방식으로 기존에 알려진 ROS의 화학적 소거보다 조직의 산화적 손상을 줄이는 방법으로서 효과가 뛰어날 것으로 기대되지만, 이러한 전략은 지금까지의 연구들에서 거의 검토되지 않고 있다. 본 연구에서는 항산화 효능이 알려진 식물시료들이 실제로 세포에서 ROS 생성을 제어하여 항산화 효과를 발휘하는지를 쇠뜨기, 가죽나무잎, 달맞이순, 그리고 토마토의 에탄올 추출물을 가지고 조사하였다. 이 네 가지 식물 시료들은 모두 비슷하게 세포내 ROS의 수준을 감소시켰다. 그러나, 가죽나무잎, 달맞이순, 그리고 토마토 시료들만이 미토콘드리아 질을 개선하여 미토콘드리아로부터의 ROS 생성을 감소시켰는데, 이들은 또한 세포와 조직내 lipofuscin과 malondialdehyde의 축적을 줄여서 뚜렷한 산화적 손상을 억제하는 효과를 보였다. 이들은 나아가서 초파리의 수명을 연장시키는 효과도 보였다. 미토콘드리아 질 향상 효과가 거의 없었던 쇠뜨기 시료는 산화적 손상물과 초파리 수명에 거의 영향을 미치지 못하였다. 이러한 결과는 식물 시료들의 항산화 효과가 ROS의 화학적 소거와 미토콘드리아 질의 향상을 통해 발현될 수 있는데, 후자의 효과가 실제로 체내에서 산화적 손상을 억제하는데 중요하게 작용할 가능성을 시사해 준다. 향후, 식물시료들의 항산화 효능에 대해서 이러한 ROS 발생억제 기전을 대상으로 조사하는 일은 그 유용성을 판단하는데 있어서 큰 도움이 될 것으로 기대된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제47권3호
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• pp.218-226
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• 2020

유전체 정보가 공공 데이터베이스 내에 빠르게 축적이 되면서 유전체 데이터의 활용도를 높이기 위한 재가공 기술과 공유 기술이 지속적으로 중요해지고 있다. 특히 분자육종을 가속화하기 위해서 다양한 목적에 맞는 분자 마커 개발이 중요하다. 본 연구는 이러한 요구를 해소하기 위해 유전자 단위에서 haplotype을 기본단위로 구분하고 해당 유전자의 haplotype을 대변하는 tag-SNP를 선발하여 분자 마커 등을 개발하는데 사용할 수 있도록 관련 정보를 웹 사이트를 통해서 제공하고자 웹 데이터베이스를 구축하였다. 본 연구를 통해 선발된 각 tag-SNP는 하나의 유전자를 대변할 수 있고, 각 유전자의 haplotype을 구분할 수 있으며, 해당 유전자의 염색체 내 위치 정보, non-synonymous SNP의 정보를 담고 있다. 따라서 기존 무작위 방식으로 선발되어 사용되던 SNP에 비하여 정보력이 높은 tag-SNP를 활용해서 haplotype block을 확장할 수 있을 것이다. Haplotype의 기본 단위를 유전자로 설정함으로써 집단이 바뀜에 따라 발생하는 SNP의 유무, LD block의 크기 등이 변하는 문제점을 극복하고, 표준화된 haplotype library 작성이 가능할 것이며 이는 또한 분자육종을 위한 분자 마커를 선발하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 식물병연구
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• 제14권1호
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• pp.10-14
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• 2008

Ralstonia solanacearum에 의한 풋마름병은 세계적으로 치명적인 병해중의 하나이며 우리나라에서는 가지, 토마토, 감자, 고추 등 가지과 작물에 발병이 보고되어 있다. 2005년${\sim}$2006년 2년 동안 가지 주재배단지의 풋마름병 발생 포장에서 48개의 균주를 수집하여 분리 배양하였으며 R. solanacearum의 특이적인 flipcF/flipcR primer를 이용하여 PCR을 실시한 결과 470-bp의 풋마름병 특이적 밴드가 관찰되어 R. solanacearum으로 동정하였다. 분리 동정된 15균주로 각 기주별 병원성을 검정하였을 때 가지, 토마토에 병원성을 나타내었으나 고추는 저항성을 나타내었다. 가지 풋마름병원균의 biovar분화는 biovar 3, 4로 동정되었으며 특히 biovar 3는 가지 풋마름병 저항성 대목에 다소 강한 병원성을 나타내어 저항성대목의 육종이 필요한 것으로 판단된다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제28권1호
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• pp.87-92
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• 2012

$Tomato$ $spotted$ $wilt$ $virus$ (TSWV)-infected $Capsicum$ $annuum$ plants were collected from open fields during June to July in 2010. The TSWV isolates were designated as Gneung, Ghang-Kjj, Gchang-Njc, Ghae, and Pap. The nucleotide sequence of the nucleocapsid protein (N) and movement protein (NSm) of the five isolates was determined. The pathogenicity of the five isolates was determined on 14 $C.$ $annuum$ cultivars two times by using mechanical inoculation. The five isolates induced different response: Both Gneung and Gchang-Kjj did not infect any of the cultivars in the 2nd trial, while Gchang-Njc, Ghae and Pap infected 11, 6 and 13 of 14 cultivars, respectively. The five isolates also were tested on $Solanum$ $lycopersicum$ breeding line TGC09-71 and three $Nicotiana$ species. $S.$ $lycopersicum$ showed a similar response to the five isolates as did $C.$ $annuum$. Both Gchang-Njc and Ghae infected systemically all three $Nicotiana$ species tested. While both Pap and Gneung did not infect any of the $Nicotiana$ species tested. In conclusion, five TSWV isolates induced different infection spectra in $C.$ $annuum$ cultivars, $Nicotiana$ species and an $S.$ $lycopersicum$ breeding line. Amino acid sequence analysis of the NSm gene could not support or explain the different infection spectra of the five isolates. This study indicated that various isolates must be used as virus inocula for evaluation of $C.$ $annuum$ and $S.$ $lycopersicum$ cultivars in breeding programs for TSWV resistance.