• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권3호
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• pp.155-170
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• 2018

본 논문은 현재까지 개발된 유전자편집 기술들의 작용기작 및 장 단점 등을 비교하고 이들 기술로 개발된 유전자편집(site-directed mutagenesis, SDN)작물들의 안전성 평가를 위한 분류 기준 등을 살펴보았다. 또한 2016년부터 2018년 5월 현재까지 발표된 유전자편집 식물 개발과 관련된 논문들을 조사하여 ZFN, TALENS, CRISPR기술별 발표 논문 추세를 조사한 결과 CRISPR기술을 적용한 연구건수가 절대적으로 많았다. 또한 애기장대와 벼를 대상으로 수행한 연구건수가 가장 많았으며, 담배와 토마토, 밀, 옥수수 등이 그 뒤를 이었다. 하지만 발표건수는 아직 1~2건에 해당하지만 대상 식물들은 주곡작물을 포함하여 화훼, 채소, 과수 등으로 다양하게 그 응용 범위가 확대되고 있는 것으로 조사되었다. 특히 실용화 또는 향후 상업화를 목표로 한 연구건수도 해마다 증가하는 추세에 있으며 그 응용 범위도 유용단백질 또는 물질의 대량생산을 위한 대사공학 연구와 바이러스, 세균, 곰팡이 등에 대한 병저항성 작물의 개발, 가뭄 등의 무생물적 환경스트레스 저항성 작물, 수량이 증대된 작물 등의 개발에 집중되었다. 이 외에도 단위결실 토마토, 웅성불임성 이용 hybrid벼, 탈립 저항성 증진 등으로 응용 범위가 점점 다양화되어 가고 있음을 알 수 있었다. 또한 미국 농무성의 동 식물 검역소에서 허가를 득한 CRISPR유전자편집 작물의 건수도 해마다 증가하여 조만간 이들이 국제 종자시장에 출시될 것으로 전망된다.

• 한국작물학회지
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• 제40권4호
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• pp.420-427
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• 1995

수도 웅성불임계통 HR7028A와 IR54756A에 임성 회복특성을 가진 것으로 알려진 용문벼를 이용한 1대 잡종과 그의 양친(유지계통, 회복계통) 및 비교품종(장성벼)를 공시하여 1대 잡종에 대한 생리적 특성과 수량에 대한 잡종강세현상을 구명한 결과는 다음과 같다. 1. 출수기와 출수후 20일에 건물중, 엽면적, 두 시기간 건물증가양과 엽면적 감소양에서 HR-7028A/용문벼는 우수친과 비교품종에 대한 잡종강세를 IR54756A/용문벼는 비교품종에 대해서 잡종강세를 나타냈다. 2. 출수후 20일 엽위별 엽면적에 있어 1대 잡종벼는 상위엽보다 하위엽에서 heterobeltiosis현상이 크게 나타났으며, 엽위별 무기성분 함량에 있어 HR7028A/용문벼는 질소, 인산, 칼리함양에서, IR54756A/용문벼는 칼리에서만 heterobeltiosis를 나타내었고 무기성분 중에서는 칼리 > 질소 > 인산 순으로 잡종강세 현상이 컸다. 3. 출수기 및 출수후 20일 지엽중 엽록소 함량, 광합성 능력, RuDPCase활성과 줄기의 전당, 전분함량은 HR7028A/용문벼는 heterobeltiosis, IR54756A/용문벼는 heterosis현상이 있었으며 출수후 20일 사이 지엽중 엽록소 함량, 광합성 능력, RuDPCase활성은 1대 잡종벼가 양친보다 감소량이 적으나 줄기의 전당 및 전분함량은 양친보다 감소량이 더 많았다. 4. HR7028A/용문벼는 수수와 입수에서, IR54756A/용문벼는 수수에서 heterobeltiosis를 나타내어 수량에서 HR7028A/용문벼는 11%, IR54756A/용문벼는 4%의 heterobeltiosis를 나타내었다. 또한 수량과 출수기 및 출수후 20일 지엽중 엽록소함량, 광합성능력, RuDPCase활력과 줄기중 전당, 전분 함량과는 고도의 유의성 있는 정의상관 관계를 나타내었다.

• 한국작물학회지
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• 제40권3호
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• pp.391-397
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• 1995

수도 웅성불임계통 HR7028A와 IR54756A에 임성회복친인 용문벼를 교배한 1대 잡종과 그의 양친(유지계통, 회복계통) 및 비교품종(장성벼)을 공시하여 1대 잡종에 대한 묘소질 및 양분흡여특성에 대한 잡종강세 현상을 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 묘소질(초장, 근장, 근수, 건물중등)에 있어 1대 잡종벼는 양친의 우수친보다는 월등했으며, 특히 지상부보다는 지하부의 생육이 양호하였다. 2. 지상부와 지하부 무기성분 흡수양에서 우수친에 대한 잡종강세 정도는 HR7028A /용문벼가 IR54756A /용문벼보다 켰으며 지상부 무기성분별로는 규산> 칼리 > 질소 > 인산 > 칼슘 > 마그네슘 순이었으며, 지하부에서는 인산 > 규산 > 칼리 > 질소 > 마그네슘 > 칼슘 순이었다. 3. 지상부의 전당, 기분함양 및 엽록소 함량에서도 우수친에 대한 잡종강세가 나타났고, 근절단후 사경재배후 발생한 신근의 특성에서도 1대잡종벼가 양친보다 우수하였으며, 그 정도는 HR7028A/용문벼가 IR54756A /용문벼보다 높았다. 4. 45일묘의 지상부에 비해 지하부의 건물중이 무거울수록 근절단후 발생하는 발근수와 신근의 근활력이 높았으며, 지상부 전당, 미분, 지상, 지하부 무기성분 흡수양 및 잎의 엽녹소 함양과 발근수, 발근장, 발근량(발근수X발근장), 근활력 등과 유의한 정의상관을 나타냈고 이중 발근수와의 상관계수가 가장 컸었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제41권1호
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• pp.56-63
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• 2014

무의 가공용 품종의 가공 수율이 현재 약 70%로 버리는 부분이 많아 뿌리의 형태가 가공에 유리하도록 상부와 하부의 굵기가 유사한 품종을 육성코자 하였으며 웅성불임을 이용하여 채종함으로 종자의 순도도 높이고자 본 연구를 실시하였다. 가공용 품종은 특히 순도가 높아야 하므로 계통 육성 과정에서 순계로 고정되었는지 여부를 확인하기 위해 표현형 뿐 아니라 분자표지를 활용하여 증식된 종자의 순도를 검정하였다. 우수 품종 육성을 위해 A친은 ('관동여름' ${\times}$ '계룡봄무')의 후대에서 위황병에 저항성이며 추대성이 늦고 고온기 재배에서 근비대성이 타 계통보다 양호한 담록수 계통을 고정하였고, B친은 ('태상왕' ${\times}$ '서울봄무')의 후대에서 위황병, 근류병에 저항성이며 잎색은 진한 녹색으로 청수색이 강하고 근비대성, 육질치밀성인 계통을 선발 고정하였다. 화분친(C친)은 개체선발법으로 세대를 진전하였으며 분리세대 순도검정을 위해 각 세대별로 종자 48점을 ACMP-490, cnu-316 프라이머를 이용하여 분석한 결과 분리 1 세대 ACMP-490은 64.6%, cnu-316은 66.7%의 고정율을 보였으며, 분리 2세대 ACMP-490은 68.8%, cnu-316은 70.8%의 고정율을 보였고, 분리 3 세대 ACMP-490은 93.8%, cnu-316은 100%의 고정율을 나타냈으며, 분리 4 세대 ACMP-490은 93.8%, cnu-316은 100%의 고정율을 보였고, 분리 5 세대 ACMP-490은 95.8%, cnu-316은 100%의 고정율을 보였고, 분리 6세대 ACMP-490은 100%, cnu-316은 100%의 고정율을 보여 원원종을 확보하였다. 고정이 확인된 계통을 이용하여 조합을 작성한 결과 뿌리의 형태가 가공에 적합하고 순도가 우수하여 이를 'YR 오래(YR ORE)'로 2011년에 품종보호 출원하여 2013년 신품종으로 등록 되었다(품종보호 제 4550호, 2013.06.10.).

• 한국수정란이식학회지
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• 제19권3호
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• pp.245-255
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• 2004

포유동물 난자의 체외수정은 외래유전자 도입에 의한 형질전환동물 생산과 우수한 형질을 가진 개체의 보존, 인간의 불임연구 등과 같은 수정란이식 기술로서 널리 이용되고 있다. 돼지 난포란을 이용한 체외수정란의 생산은 초기단계인 체외성숙 기술의 미확립, 그로인한 체외수정 시 높은 다정자 침입율과 불완전한 웅성전핵 형성 몇 체외발달능 정지현상(cell blocking) 등 어려움 때문에 아직도 다른 가축보다 양질의 수정란을 생산하기가 어려운 것으로 알려져 있다. 이와 같은 것을 해결하기 위하여 많은 연구자들은 배양액내에 hormon, growth factor, antioxdants 등과 같은 외인성 인자들을 첨가하고 있다. 이들 인자 중 antioxdant는 free radical을 소거하고 과산화물 생성을 억제하여 난자를 산화적 스트레스로부터 보호한다. 따라서 본 연구는 돼지 난포란으로부터 체외수정란의 생산에 있어서 배양액내 cysteine, catalase 및 glutathione의 첨가가 체외성숙, 체외수정 및 체외배양에 어떤 영향을 미치는지를 검토하였다. 실험 1은 체외성숙용 배양액인 TCM-199 용액에 catalase(100, 200, 500U/$m\ell$)와 glutathione(0.5, 1.0, 1.5mM/$m\ell$)의 첨가, 실험 2는 성숙된 난자의 체외수정용 배양액인 mTBM 용액에 cysteine(0.1, 1.6, 1.0mM/$m\ell$), catalase(100, 200, 500U/$m\ell$)와 glutathione(0.5, 1.0, 1.5mM/$m\ell$)의 첨가, 실험 3은 체외성숙 및 체외수정된 난자의 체외배양용 배양액인 NCSU-23 용액에 cysteine(0.1, 1.6, 1.0mM/$m\ell$), catalase(100, 200, 500U/$m\ell$)와 glutathione(0.5, 1.0, 1.5mM/$m\ell$)을 첨가하여 배반포로의 배 발달율을 관찰하였던 결과는 다음과 같다. 1. 체외성숙시 catalase의 경우는 500U 첨가군의 27.2%로 무첨가군의 15.4%보다 유의하게 높았다(p<0.05). 한편 glutathione의 경우 배반 포로의 배 발달율은 무첨가군과의 차이는 없었다. 그러나 1.0mM 첨가군에서 상실배까지의 배 발달율인 72%는 무첨가군의 53.9%보다 유의하게 높았다(p<0.05). 2. 체외수정시 여러 종류의 항산화제 첨가는 첨가하는 농도와 관계없이 배반포로의 배 발달율은 무첨가군과 차이가 없었다. 3. 체외배양시 여러 종류의 항산화제 첨가는 첨가하는 농도와 관계없이 배반포로의 배 발달율은 무첨가군과 차이가 없었다. 이상의 결과를 종합적으로 하면 돼지 난포란을 이용한 배반포의 체외생산에 있어서 배양액내 항산화제의 첨가는 체외성숙단계에서만 효과적이었다. 이것은 아마도 항산화제가 체외성숙 시 난포란 내에서 일어나는 여러 가지 생화학 반응의 처리시간과 관련하여 활성화시킴으로써 난포란의 생존력을 높인 것이라고 사료되기 때문에 앞으로는 돼지 난포란의 효율적인 체외성숙에 대해서 배양액내 첨가물질은 물론 나아가서 방법론적인 측면에서 더욱 연구되어져야 할 것이다.