Sohn, Seong-Han;Huh, Sun-Mi;Kim, Kook-Hyung;Park, Jin-Woo;Lomonossoff, George
The Plant Pathology Journal
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v.27
no.4
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pp.310-314
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2011
Nonstructural protein 3 (NS3) encoded by RNA3 of Rice stripe virus (RSV), known to be a suppressor of gene silencing, was cloned and sequenced. The cloned NS3 gene is composed of 636 nucleotides encoding 211 deduced amino acids, and showed a high degree of similarity with the equivalent genes isolated from Korea, Japan and China. The NS3 gene promoted the enhancement of transient gene expression and suppressed transgene co-silencing. In the transient GFP expression via agroinfiltration, GFP expression was dramatically enhanced in terms of both protein yield and expression period in the presence of NS3. The highest accumulation of GFP protein reached to 6.8% of total soluble proteins, which corresponded to a two-fold increase compared to that obtained in the absence of NS3. In addition, NS3 significantly suppressed the initiation of GFP co-silencing induced by the additive GFP infiltration in GFP-transgenic Nicotiana benthamiana. The NS3 gene was also found to be a stronger suppressor than Cucumber mosaic virus 2b. These observations are believed to be derived from the strong suppressive effect of NS3 on gene silencing, and indicate that NS3 could be used as an effective enhancer for the rapid production of foreign proteins in plants.
Proceedings of the Korean Society of Crop Science Conference
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2017.06a
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pp.109-109
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2017
The core components of ABA-dependent gene expression signaling have been identified in Arabidopsis and rice. This signaling pathway consists of four major components; group A OsbZIPs, SAPKs, subclass A OsPP2Cs and OsPYL/RCARs in rice. These might be able to make thousands of combinations through interaction networks resulting in diverse signaling responses. We tried to characterize those gene functions using transient gene expression for rice protoplasts (TGERP) because it is instantaneous and convenient system. Firstly, in order to monitor the ABA signaling output, we developed reporter system named pRab16A-fLUC which consists of Rab16A promoter of rice and luciferase gene. It responses more rapidly and sensitively to ABA than pABRC3-fLUC that consists of ABRC3 of HVA1 promoter in TGERP. We screened the reporter responses for over-expression of each signaling components from group A OsbZIPs to OsPYL/RCARs with or without ABA in TGERP. OsbZIP46 induced reporter most strongly among OsbZIPs tested in the presence of ABA. SAPKs could activate the OsbZIP46 even in the ABA independence. Subclass A OsPP2C6 and -8 almost completely inhibited the OsbZIP46 activity in the different degree through the SAPK9. Lastly, OsPYL/RCAR2 and -5 rescued the OsbZIP46 activity in the presence of SAPK9 and OsPP2C6 dependent on ABA concentration and expression level. By using TGERP, we could characterize successfully the effects of ABA dependent gene expression signaling components in rice. In conclusion, TGERP represents very useful technology to study systemic functional genomics in rice or other monocots.
Kim, Euyeon;Yang, So Hee;Park, Hyosun;Koo, Yeonjong
Korean Journal of Environmental Agriculture
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v.40
no.3
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pp.186-193
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2021
BACKGROUND: Before generating transgenic plant using the CRISPR-Cas9 system, the efficiency test of sgRNAs is recommended to reduce the time and effort for plant transformation and regeneration process. The efficiency of the sgRNA can be measured through the transient expression of sgRNA and Cas9 gene in tomato cotyledon; however, we found that the calculated efficiency showed a large variation. It is necessary to increase the precision of the experiment to obtain reliable sgRNA efficiency data from transient expression. METHODS AND RESULTS: The cotyledon of 11th, 15th, 19th, and 23rd-day-old tomato (Solanum lycopersicum cv. Micro-Tom) were used for expressing CRISPR-Cas9 transiently. The agrobacterium harboring sgRNA for targeting ALS2 gene of tomato was injected through the stomata of leaf adaxial side and the genomic DNA was extracted in 5 days after injection. The target gene edition was identified by amplifying DNA fragment of target region and analyzing with Illumina sequencing method. The target gene editing efficiency was calculated by counting base deletion and insertion events from total target sequence read. CONCLUSION: The CRISPR-Cas9 editing efficiency varied with tomato cotyledon age. The highest efficiency was observed at the 19-day-old cotyledons. Both the median and mean were the highest at this stage and the sample variability was also minimized. We found that the transgene of CRISPR-Cas9 system was strongly correlated with plant leaf development and suggested the optimum cotyledon leaf age for Agrobacterium-mediated transfection in tomato.
The utility of RSV-LTR and carp beta-actin promoters was evaluated in a marine flatfish species, Limanda Yokohamae by examining successful expression of transgenic DNA in muscles (transfected by direct injection) and in early embryos (transformed by lipofected sperm). The expressed pattern of injected DNA in skeletal muscles was dependent on the DNA amount injected. The activity reached to maximal level at 48 hours post injection, and persisted up ot 1 month transiently. Gene transfer into early embryo of this species was successfully achieved using lipofected sperm with the efficiency ranging 36.8% to 48.1%. The expression of transgene during embryonic development was shown as stage-specific and transient.
To understand the tissue specific expression pattern of S RNase genes associated with self-incompatibility in L. peruvianum, two promoter regions of $S_{11}$ and $S_{12}$ RNase genes were compared. Homologous sequences between two S RNase gene promoters were found within 300 bp upstream of transcription start site. Moreover short direct repeat sequences within $S_{11}$ RNase gene promoter existed in the vicinity of 350-500 bp upstream of transcription start site. To identify whether the unique promoter sequences of $S_{11}$ RNase gene confer the tissue specific expression, six deletion fragments for $S_{11}$ genomic gene promoter constructed by PCR were fused to $\beta$-glucuronidase gene, and introduced into various tissues of L. peruvianum by microprojectile bombardment. Transient expression assays indicated that $S_{11}$ RNase gene promoter contained the positive and negative regulatory sequences, which can control the floral tissue-specific expression in L. peruvianum.
The objective of this study was to identify the major parameters controlling DNA delivery by particle bombardment to immature embryos of Chinese spring wheat (Triticum aestivum L.). Efficiency of DNA (uidA gene) delivery was assessed by transient GUS (${\beta}$-glucuronidase) expression in bombarded tissues. Of the parameters analyzed, acceleration pressure, bombardment distance, chamber vacuum pressure, bombardment times, osmotic conditioning of culture had a remarkable influence on transient gene expression. A bombardment procedure suitable for Chinese spring wheat cultivars was developed which allowed high-efficiency DNA delivery combined with reduced damage to target tissues. The high efficiency made the system practical for wheat genetic transformation research and accelerating wheat breeding programs.
The activity of promoter sequences was evaluated in garlic cells using the $\beta$-glucuronidase (GUS) gene as a reporter. Histochemical GUS assay indicated transient GUS activity in leaf, callus and root cells 48 hours after particle bombardment transformation. Quantitative fluorometric assays in extracts of transformed leaves demonstrated that the CsVMV promoter induced the highest level of gene expression, which was, on average, ten fold the level induced by CaMV35S and by the Arabidopsis Act2 promoters and two fold the level expression observed with a construct containing a double CaMV35S plus the untranslated leader sequence from AMV. No activity or very low levels were observed when cells were transformed with plasmids rontaining the typical monocot promoters, Actl, from rice or the Ubi-1, from maize. The green fluorescent protein (GFP) was also tested as a marker gene for garlic transformation. Intense fluorescence was observed in leaf, callus and root cells transformed with a construct containing the gfp gene under control of the CaMV35 Promoter. No fluorescence was detected when the gfp was under control of the Ubi-1 promoter.
Transient uidA expression was used to optimize parameters required for biolistic transformation of suspension cells of Easter lily, Lilium longiflourm. Maximum uidA expression occurred following bombardment with gold particles as compared to tungsten. A 3hr pre-treatment of suspension cells with 0.125M osmoticum resulted in a 1.5X increase in uidA expression. A helium pressure of 1550 psi combined with a particle travelling distance of 6cm resulted in maximum uidA expression as compared to either 1100, 1200, or 1800 psi. Transient transformation resulted in up to 493 uidA expressing cells/Petri plate. For stable transformation suspension cells of Lilium longiflorum, were co-bombarded with plasmid DNA containing cucumber mosaic virus (CMV) replicase under the rice actin (Act1) promoter and either the bar or PAT genes under the cauliflower mosaic virus (CaMV 355) promoter. Ten regenerated plants contained the transgene as analyzed by PCR, and two of the ten plants were confirmed to contain the transgene by Southern hybridization. The two transgenic plants were independent transformants, one containing the bar gene and the other both the CMV replicase and bar genes. Plants were sprayed at the rosette stage and found to be resistant to 1000 mg/L of phosphinothricin (Trade name-Ignite) indicating expression of the bar gene throughout the leaves when bar was under control of the CaMV 35S promoter.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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