• Plant Biotechnology Reports
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• 제4권1호
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• pp.75-83
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• 2010

Glycine betaine has been reported as an osmoprotectant compound conferring tolerance to salinity and osmotic stresses in plants. We previously found that the expression of betaine aldehyde dehydrogenase 1 gene (OsBADH1), encoding a key enzyme for glycine betaine biosynthesis pathway, showed close correlation with salt tolerance of rice. In this study, the expression of the OsBADH1 gene in transgenic tobacco was investigated in response to salt stress using a transgenic approach. Transgenic tobacco plants expressing the OsBADH1 gene were generated under the control of a promoter from the maize ubiquitin gene. Three homozygous lines of $T_2$ progenies with single transgene insert were chosen for gene expression analysis. RT-PCR and western blot analysis results indicated that the OsBADH1 gene was effectively expressed in transgenic tobacco leading to the accumulation of glycine betaine. Transgenic lines demonstrated normal seed germination and morphology, and normal growth rates of seedlings under salt stress conditions. These results suggest that the OsBADH1 gene could be an excellent candidate for producing plants with osmotic stress tolerance.

• Plant Biotechnology Reports
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• 제5권1호
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• pp.71-77
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• 2011

Drought and salinity are the most important abiotic stresses that affect the normal growth and development of plants. Glycine betaine is one of the most important osmolytes present in higher plants that enable them to cope with environmental stresses through osmotic adjustment. In this study, a betaine aldehyde dehydrogenase (BADH) gene from spinach under the control of the stress-induced promoter rd29A from Arabidopsis thaliana was introduced into potato cultivar Gannongshu 2 by the Agrobacterium tumefaciens system. Putative transgenic plants were confirmed by Southern blot analysis. Northern hybridization analysis demonstrated that expression of BADH gene was induced by drought and NaCl stress in the transgenic potato plants. The BADH activity in the transgenic potato plants was between 10.8 and 11.7 U. There was a negative relationship (y = -2.2083x + 43.329, r = 0.9495) between BADH activity and the relative electrical conductivity of the transgenic potato plant leaves. Plant height increased by 0.4-0.9 cm and fresh weight per plant increased by 17-29% for the transgenic potato plants under NaCl and polyethylene glycol stresses compared with the control potato plants. These results indicated that the ability of transgenic plants to tolerate drought and salt was increased when their BADH activity was increased.

• KSBB Journal
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• 제16권4호
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• pp.344-350
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• 2001

염 성분이 처리된 조건배지에서 발아를 유도한 양배추와 고추 종자는 각각 400 mM, 200 mM의 염분농도에서부터 발아상태만 유지되고 유묘로서의 성장은 더 이상 진행되지 않았다. 뿌리의 분화에서 고추의 경우는 성장하는 유묘에서 뿌리털만이 왕성하게 분화되는 것을 관찰할 수 있었지만, 양배추는 전체적으로 고른 뿌리털의 분화가 유도되다가 200 mM에서는 오히려 1차 근의 발달이 두드러지게 나타났다. 이러한 뿌리털의 뚜렷한 분화 현상은 염에 의한 hyperosmotic stress에 대하여 식물 세포가 cellular ion homeostasis를 유지하기 위한 것으로, 이러한 영향이 뿌리조직 중 1차 근의 분화가 둔화되고 결국 유묘의 성장이 억제된다. 유묘로부터 anthocyanin을 추출한 결과 양배추의 경우 200 mM NaCl 첨가 배지에서, 고추는 50 mM K-gluconate 첨파배지에서 가장 많은 anthocyanin이 검출되었다. 이 결과는 염분 스트레스에 의해 식물색소의 합성량을 변화시킬수 있다는 것을 시사하는 것으로 이 조건을 토대로 식물체로부터 anthocyanin의 합성을 다량으로 유도할 수 있을 것이다. Betaine합성과 BADH와의 관계를 알아본 결과, 영양변이에 의한 스트레스가 BADH의 활성을 유도하게 되면 아울러 betaine 생합성을 조절하고 있음을 알 수 있었다. 고추는 100 mM의 K-gluconate 첨가 배지에서 양배추는 200 mM의 NaCl이 처리된 조건배지에서 발아되는 초기에 염분에 대해 많은 영향을 받는 것으로 보이며 유묘의 성장이 왕성한 시기에 betaine의 함량이 증가하였다. Anthocyanin 추출과 BADH활성에서 알 수 있듯이 고추는 $K^{+}$이, 양배추는 $Na^{+}$이 수분 스트레스의 신호로 작용하여 다양한 transcription factor를 합성함으로써 2차 대사반응을 유도하는 것으로 판단된다. 이 과정에시 식물 조직은 염분 스트레스에 따른 특이적 산물과 여러 유용물질을 합성하게 되는 것이다. Proline과 betaine은 높은 농도로 처리된 염 성분이 액포내에 축적되는 것을 방지하여 액포의 노화와 세포질의 효소활성을 보호하여 세포내 ion homeostasis를 유지하고 삼투대사를 조절하여 액포를 보호하는 인자와 같은 역할을 한다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2021년도 춘계학술대회
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• pp.116-116
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• 2021

• 대한의생명과학회지
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• 제5권1호
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• pp.67-74
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• 1999

주ㆍ야 (day, night phase) 시차에 따른 toluene 대사를 검토할 목적으로 흰쥐에 50% toluene (olive oil과 toluene의 동량혼합액)을 체중 100 g 당 0.2 ml씩 밤 12시, 낮 12시에 각각 투여한 다음 각각 8시간 후에 처치하여, 다음과 같은 결과를 얻었다. 간 microsomal aniline hydroxylase 활성은 night phase군이 day phase군 보다 대조군 및 toluene 투여군 모두 높게 나타났으며, cytosol의 benzylalcohol dehydrogenase (BADH) 활성은 night phase군과 day phase군간에 별다른 차이를 볼 수 없었으나, toluene 투여시에는 night phase군이 day phase군 보다 효소의 활성도가 오히려 억제되었다. 또한 간 조직의 benzaldehyde dehydrogenase (BALDH) 활성은 night phase군이 day phase군 보다 다소 높게 나타나는 경향을 보였으며, toluene 투여시에는 night phase군에서는 대조군 보다 오히려 감소되었으나 day phase 군에서는 높게 나타나는 경향을 보였다. 그리고 in vitro 시험에서 benzylalcohol 및 benzaldehyde가 BADH 및 BALDH 활성을 억제시킴이 관찰되었다. 요 중 hippuric acid 함량은 대조군 및 toluene 투여군 모두 night phase군과 day phase군간에는 별다른 차이를 볼 수가 없었다. 한편 toluene 투여로 인한 체중 당간 무게 및 혈청 xanthine oxidase활성 증가율은 night phase군이 day phase군 보다 높게 나타났다. 이상 실험결과를 종합해 볼 때 요 중 hippuric acid함량이 주ㆍ야 시차에 따라 별다른 차이가 없는데도 불구하고 toluene으로부터 benzylalcohol 및 benzaldehyde 생성률이 day phase군 보다 night phase군이 높게 나타남으로서 toluene 대사산물에 의한 간 손상 정도가 day phase군 보다 night phase군이 높게 나타난 것으로 사료되어 진다.

• 한국자원식물학회지
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• 제18권1호
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• pp.15-21
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• 2005

염류내성 식물은 염류농도의 변화에 따라 세포내의 삼투압을 유지하기 위한 화합물을 합성하는 기작을 가지고 있는데 이런 화합물은 주로 proline, glycine, betaine, polyols, sugar등으로 체내에 축적함으로서 고농도의 염류에 견디는 것으로 알려져 있다. Betaine은 미생물에서 2단계 반응을 통해 choline에서 합성되는데, 첫단계는 choline dehydrogenase (CDH)에 의해서 촉매되고(Bet A gene), bet B 유전자의 산물인 betaine aldehyde dehydrogenase(BADH)에 의해 수행된다. 본 실험에서는 Bet A, Bet B 유전자를 아그로박테리움에 도입하여 새로운 conjugants 2 종을 획득하였으며 (Agrobacterium tumefaciens MP90/pBet A, Agrobacterium tumefaciens MP90/pBet B), 먼저 재조합된 binary vector가 식물에서 발현 및 형질 전환되는지 여부를 조사하기 위해서 이미 담배에 형질전환을 시켰으며, 형질전환된 담배에서는 ,고농도의 kanamycin배지에서 생장이 가능하였고, PCR에 의하여 NPT II, Bet A, Bet B gene를 조사한 결과 담배 유식물체 모두 band가 형성되어 형질전환체임을 확인할 수 있었다. 인삼에 Beth, BetB gene의 도입은 1M의 mannitol이 함유된 식물호르몬 무첨가 MS 배지에서 단일배 발생방법에 형질전환체를 획득하였으나, 형질전환체의 발생빈도$(12\%)$가 매우 낮았다.