• Journal of Ginseng Research
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• 제44권2호
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• pp.321-331
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• 2020

Background: The patatin-related phospholipase AIII family (pPLAIIIs) genes alter cell elongation and cell wall composition in Arabidopsis and rice plant, suggesting diverse commercial purposes of the economically important medicinal ginseng plant. Herein, we show the functional characterization of a ginseng pPLAIII gene for the first time and discuss its potential applications. Methods: pPLAIIIs were identified from ginseng expressed sequence tag clones and further confirmed by search against ginseng database and polymerase chain reaction. A clone showing the highest homology with pPLAIIIβ was shown to be overexpressed in Arabidopsis using Agrobacterium. Quantitative polymerase chain reaction was performed to analyze ginseng pPLAIIIβ expression. Phenotypes were observed using a low-vacuum scanning electron microscope. Lignin was stained using phloroglucinol and quantified using acetyl bromide. Results: The PgpPLAIIIβ transcripts were observed in all organs of 2-year-old ginseng. Overexpression of ginseng pPLAIIIβ (PgpPLAIIIβ-OE) in Arabidopsis resulted in small and stunted plants. It shortened the trichomes and decreased trichome number, indicating defects in cell polarity. Furthermore, OE lines exhibited enlarged seeds with less number per silique. The YUCCA9 gene was downregulated in the OE lines, which is reported to be associated with lignification. Accordingly, lignin was stained less in the OE lines, and the expression of two transcription factors related to lignin biosynthesis was also decreased significantly. Conclusion: Overexpression of pPLAIIIβ retarded cell elongation in all the tested organs except seeds, which were longer and thicker than those of the controls. Shorter root length is related to auxinresponsive genes, and its stunted phenotype showed decreased lignin content.

• 원예과학기술지
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• 제31권6호
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• pp.772-781
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• 2013

본 연구의 목적은 상추(Lactuca sativa)의 expressed sequence tag(EST)로부터 simple sequence repeat(SSR) 마커를 개발하고, 개발된 EST-SSR 마커를 이용하여 상추의 3가지 야생종의 유전자원 9점과 61개의 유통품종을 식별하는 것이다. NCBI 데이터베이스로부터 총 81,330개의 상추 EST를 대상으로 SSR을 탐색하였고, 총 4,229개의 SSR을 발견하였다. SSR의 반복 motif 중 trinucleotide(59.12%, 2,500개)가 가장 많았고, 그 다음으로 dinucleotide(29.70%, 1,256개), hexanucleotide(6.62%, 280개) 순의 분포를 나타내었다. EST로부터 총 474개의 EST-SSR primers를 개발하였고, 이 중 267개의 primer를 9점의 유전자원과 61품종에 대한 유전적 다양성 평가에 활용하였다. 267개의 마커 중 47개의 EST-SSR 마커가 7개 품종 내에서 다형성을 보였으며, 이 중 다형성 정도와 반복 재현성 및 밴드의 선명성을 고려하여 26개의 EST-SSR 마커를 선발하였다. 최종 선발된 26개의 SSR 마커를 이용하여 70개 공시재료를 분석한 결과 대립유전자 수는 총 127개였으며, 최소 2개에서 9개의 분포를 나타내었으며 마커당 평균 대립유전자 수는 4.88개를 나타내었다. PIC평균값은 0.542로 나타났으며, 0.269-0.768의 범위를 나타내었다. 70개 공시재료의 유전적 거리는 0.05-0.94로 나타났으며, 유사도 지수 0.34를 기준으로 할 때 7개의 주요 그룹으로 나누어졌다. 26개의 EST-SSR 마커를 이용한 유전적 다양성 분석 결과 9점의 유전자원과 61개의 유통품종이 마커의 유전자형에 의해 모두 식별이 되었다. 본 연구를 통해 신규 개발된 EST-SSR 마커는 상추의 품종식별과 구별성, 균일성, 안정성 검정에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제15권6호
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• pp.916-922
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• 2005

E3 ligase로 알려진 Parkin은 protein quality control에서 중요한 역할을 할 뿐만 아니라, 이런 quality control system의 이상으로 나타나는 퇴행성 뇌질환에도 밀접한 연관성이었다. 이와 같이 생체의 필수적인 업무를 담당하는 Parkin의 기능을 생화학적 측면에서 연구하기 위해서는 고 순도의 단백질을 다량 정제할 수 있는 시스템이 필요하나, 아직까지 Parkin의 발현 양상과 정제법에 관한 연구가 미흡한 상태이다. 본 연구에서는 pCEX system을 이용하여 Parkin을 대장균에서 overexpression시켜 단일 스텝으로 정제할 수 있는 방법을 정립하였다. 저온의 배양조건에서 0.01 mM의 IPTC로 발현을 유도한 결과 $90\%$ 이상의 순도를 가지는 완전한 크기의 Parkin을 정제할 수 있었다. 또한, 여러 tag을 갖는 Parkin plasmid를 제작하였을 뿐만 아니라, 이들을 HEK293 세포에 transfection하여 Parkin의 발현 양상을 비교 분석하였다. 그 결과 Parkin의 N-말단에 pretense에 민감한 절단 부위가 존재한다는 사실을 확인하였다. 본 연구에서 정립한 Parkin 정제법과 포유류 세포에서 Parkin의 발현 양상에 대한 결과는 Parkin의 기질을 탐색하고,그들이 Parkin의 효소 활성 및 기능에 미치는 영향을 조사하기 위한 다양한 연구에 활용할 수 있을 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제44권4호
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• pp.372-378
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• 2017

과육색이 다르게 발현되는 사과(Malus domestica L.) 품종의 유전자 발현을 비교하기 위해 2개의 cDNA library를 제작하였다. 붉은 색 과육 품종인 'Redfield'와 백색 과육 품종인 'Granny Smith'의 유전자 발현 차이를 보기 위해 차세대 염기서열 분석(NGS) 기술을 사용하였고 두 품종으로부터 얻은 EST의 염기서열을 결정하고 기존에 보고된 유전자와의 상동성을 분석하였다. HRM 기술은 붉은 색 과육 품종 사과와 백색 과육 품종 사과의 짧은 PCR 증폭산물에서 한 개의 서로 다른 염기서열을 구분하여 분리해낼 수 있다. 'Redfield'와 'Granny Smith'의 EST database로부터 103쌍의 단일염기다형성(SNP) 분자표지를 선발하였고, 붉은 색 과육 품종 10개와 백색 과육 품종 11개를 구분할 수 있는 SNP 분자표지를 HRM 방법으로 분석하였다. 본 연구에서는 사과 EST database를 기반으로 HRM 분석 방법을 이용하여 사과 품종의 적육계와 백육계를 구분할 수 있는 효율적인 SNP 분자표지를 개발하였다. 이러한 SNP 분자표지는 사과육종에 유용하게 사용할 수 있으며 사과 품종의 다양한 색 변화에 관한 분자 기작 연구에 좋은 참고자료가 될 수 있을 것이다.

• 한국약용작물학회지
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• 제20권4호
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• pp.277-285
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• 2012

In this study, Expressed Sequence Tag-Simple Sequence Repeat (EST-SSR) analyses were used to clarify the genetic polymorphisms among Korean ginseng cultivars and breeding lines and to classify them into distinct genetic groups. Polymorphic and reproducible bands were produced by 14 primers out of total 30 primers used in this study. Fourteen EST-SSR loci generated a total of 123 bands. Amplified PCR products showed the highly reproducible banding patterns at 110~920 bp. The number of amplified bands for each EST-SSR primers ranged from 2 to 19 with a mean of 8.8 bands. P26 and P35 primers showed 13 and 12 banding patterns, respectively. The number of alleles for each EST-SSR locus ranged from 1.67 to 2.00 with a mean of 1.878 alleles. P34 and P60 primers showed the highest and the lowest genetic polymorphism, respectively. Cluster analysis based on genetic similarity estimated by EST-SSR markers classified Korean cultivars and breeding lines into 4 groups. Group included Gopoong and Chunpoong and 9 breeding lines (55%), group included 2 breeding lines (10%), group included 3 breeding lines (15%), group included Gumpoong and 3 breeding lines (20%). Consequently, the EST-SSR marker developed in this study may prove useful for the evaluation of genetic diversity and differentiation of Korean ginseng cultivars and breeding lines.

• 한국패류학회지
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• 제28권4호
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• pp.377-384
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• 2012

The importance of biological resources has been gradually increasing, and mollusks have been utilized as main fishery resources in terrestrial ecosystems. But little is known about genomic and transcriptional analysis in mollusks. This is the first report on the transcriptomic profile of Meretrix lusoria. In this study, we constructed cDNA library and determined 542 of distinct EST sequences composed of 284 singletons and 95 contigs. At first, we identified 180 of EST sequences that have significant hits on protein sequences of the exclusive Mollusks database through BLASTX program and 343 of EST sequences that have significant hits on NCBI NR database. We also found that 211 of putative sequences through local BLAST (blastx, E < e-10) search against KOG database were classified into 16 functional categories. Some kinds of immune response related genes encoding allograft inflammatory factor 1 (AIF-1), B-cell translocation gene 1 (BTG1), C-type lectin A, thioester-containing protein and 26S proteasome regulatory complex were identified. To determine phylogenetic relationship, we identified partial sequences of four genes (COX1, COX2, 12S rRNA and NADH dehydrogenase) that significantly matched with the mitochondrial genomes of 3 species-Ml (Meretrix lusoria), Mp (Meretrix petechialis) and Mm (Meretrix meretrix). As a result, we found that there was a little bit of a difference between sequences of Korean isolates and other known isolates. This study will be useful to develop breeding technology and might also be helpful to establish a classification system.

• 한국약용작물학회지
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• 제21권6호
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• pp.444-454
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• 2013

The development of random amplified polymorphic DNA (RAPD) and expressed sequence tag-derived simple sequence repeats (EST-SSRs) provided a useful tool for investigating Korean ginseng genetic diversity. In this study, 18 polymorphic markers (7 RAPD and 11 EST-SSR) selected to assess the genetic diversity in 31 ginseng accessions (11 Korean ginseng cultivars and 20 breeding lines). In RAPD analysis, a total of 53 unique polymorphic bands were obtained from ginseng accessions and number of amplicons ranged from 4 to 11 with a mean of 7.5 bands. Pair-wise genetic similarity coefficient (Nei) among all pairs of ginseng accessions varied from 0.01 to 0.32, with a mean of 0.11. On the basis of the resulting data, the 31 ginseng accessions were grouped into six clusters. As a result of EST-SSR analysis, 11 EST-SSR markers detected polymorphisms among the 31 ginseng accessions and revealed 49 alleles with a mean of 4.45 alleles per primer. The polymorphism information content (PIC) value ranged from 0.06 to 0.31, with an average of 0.198. The 31 ginseng accessions were classified into five groups by cluster analysis based on Nei's genetic distances. Consequently, the results of ginseng-specific RAPD and EST-SSR markers may prove useful for the evaluation of genetic diversity and discrimination of Korean ginseng cultivars and breeding lines.

• 한국자원식물학회지
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• 제32권4호
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• pp.303-311
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• 2019

과피와 과육의 다양한 색은 복숭아 분류에 가장 널리 사용되는 상업적 기준 중 하나이다. 새로운 적색 과육 품종을 육성하기 위해서는 많은 교배 조합과 세대가 진전되어야 한다. 따라서 육종 효율을 높이기 위해서는 목적 형질을 가진 개체에 적용할 조기 선발 분자표지를 개발할 필요가 있다. 과육색이 다르게 발현되는 복숭아 품종의 유전자 발현을 비교하기 위해 2개의 cDNA library를 제작하였다. 적색 과육 품종인 '조생혈도'와 백색 과육 품종인 '미백도'의 유전자 발현 차이를 보기 위해 차세대 염기서열 분석(NGS) 기술을 사용하였고, 두 품종으로부터 얻은 EST의 염기서열을 결정하고 기존에 보고된 유전자와의 상동성을 분석하였다. '조생혈도'와 '미백도'의 EST database로부터 72쌍의 SNP 분자표지를 선발하였고, 적색 과육 품종 8개와 백색 과육 품종 24개를 구분할 수 있는 SNP 분자표지를 HRM 방법으로 분석하였다. 본 연구에서는 복숭아 EST database를 기반으로 HRM 분석 방법을 이용하여 복숭아 품종의 적육계와 백육계를 구분할 수 있는 효율적인 SNP 분자표지를 개발하였다. 이러한 SNP 분자표지는 복숭아 육종에 유용하게 사용할 수 있으며, 복숭아 품종의 다양한 색 변화에 관한 분자 기작 연구에 좋은 참고자료가 될 수 있을 것이다.

• 한국패류학회지
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• 제25권3호
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• pp.223-230
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• 2009

Metallothioneins (MTs) play a key role in metallic homeostasis and detoxification in most living organisms. In an attempt to study the biological functions and significance of MT in a snail, we cloned and partially characterized the MT gene from the left-handed snail, Physa acutawhich has been regarded as a potential biomonitering species for fresh water. The complete cDNA sequence of PaMT cDNA was identified from the expressed sequence tag (EST) sequencing project of Physa acuta. The coding region of 180 bp gives 60 amino acid residues including the initiation methionine and termination codon. Clustering and phylogenic analysis of PaMT with other MT amino acid sequences show that it has some identities to Helix pomatia (60%), Arianta arbustorum (58%), Perna viridis (49%), Mytilus edulis (49%), Bathymodiolus azoricus (49%), Bathymodiolus azoricus (48%) and Bathymodiolus sp. FD-2002 (48%). Time dependent induction for PaMT from P. acuta exposed with cadmium (50 ppb) indicated that PaMT was induced at 4-8 hr after exposure. It remains to further develop PaMTas a potential biomarker for water contamination in fresh water.

• 한국자원식물학회지
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• 제34권5호
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• pp.443-450
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• 2021

복숭아 과육색은 상업적으로 중요한 분류 기준이며 영양 품질에 영향을 미친다. 카로티노이드가 다량 함유된 새로운 황색 과육 품종을 육성하기 위해서는 많은 교배 조합과 세대가 진전되어야 한다. 따라서 육종 효율을 높이기 위해서는 경제적으로 중요한 형질을 가진 교배 집단과 유전자원에 적용할 조기 선발마커를 개발할 필요가 있다. 과육색이 다르게 발현되는 복숭아 품종의 유전자 발현을 비교하기 위해 2개의 cDNA library를 제작하였다. 황색 과육 품종인 '장호원황도'와 백색 과육 품종인 '미백도'의 유전자 발현 차이를 보기 위해 차세대 염기서열 분석 기술을 사용하였고 두 품종으로부터 얻은 EST의 염기서열을 결정하고 기존에 보고된 유전자와의 상동성을 분석하였다. EST 데이터로부터 황색 과육 품종 17개와 백색 과육 품종 22개를 구분할 수 있는 2종의 SNP 마커(SNP ID, ppa002847m:cds와 SNP ID, ppa002540m:cds)를 선발하였고, HRM 방법으로 분석하였다. 본 연구 결과는 복숭아 육종에 유용하게 사용할 수 있으며 복숭아 품종의 다양한 색 변화에 관한 분자 기작 연구에 좋은 참고자료가 될 수 있을 것이다.