• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.174-174
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• 2017

To cope with phosphate (Pi) deficient stress, plants modulate various physiological and developmental processes, such as gene expression, Pi uptake and translocation, and root architecture changes. Here, we report the identification and characterization of novel activation-tagged mutant involved in Pi starvation signaling in Arabidopsis. The hpd (${\underline{h}ypersensitive}$ to ${\underline{P}i}$ $ {\underline{d}eficiency}$) mutant exhibits enhanced phosphate uptake and altered root architectural change under Pi starvation compared to wild type. Expression analysis of auxin-responsive DR5::GUS reporter gene in hpd mutant indicated that auxin translocation in roots under Pi starvation are suppressed in hpd mutant plants. Impaired auxin translocation in roots of hpd mutant was attributable to abnormal root architecture changes in Pi starvation conditions. Our results indicated that abnormal auxin translocation in hpd mutant might be due to mis-regulation of auxin efflux carrier proteins, PIN-FORMED (PIN) 1, and 2 under Pi starvation conditions. Not only expression levels but also expression domains of PIN proteins were altered in hpd mutant in response to Pi starvation. Molecular genetic analysis of hpd mutant revealed that the mutant phenotype is caused by the lesion in ENHANCED SILENCING PHENOTYPE4 (ESP4) gene whose function is proposed in mRNA 3'-end processing. The results suggest that mRNA processing plays crucial roles in Pi homeostasis as well as developmental reprograming in response to Pi deprivation in Arabidopsis.

• 식물조직배양학회지
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• 제24권1호
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• pp.63-69
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• 1997

Erythropoietin(EPO)은 적혈구 모세포의 분화와 성장을 중재하는 당단백질이며 담배 식물체에서 재조합 사람 EPO를 생산하기 위해 CaMV 35S promoter를 갖는 발현 vector인 pBI$\Delta$GUS121, pBD$\Delta$ GUS121, pPEV-1을 이용하여 5.4kb의 EPO genomic DNA를 cloning 하였고 Agrobacterium tumefaciens에 의한 형질전환에 의해 Nicotiana tabacum (var. Xanthi)으로 도입되었다. Kanamycin을 포함하는 MS 배지에서 각각의 construct에 대하여 10 km 저항성 식물체들이 얻어졌다. 형질전환된 식물체의 게놈에 EPO genomic DNA의 정확한 결합은 polymerase chain reaction에 의해 332bP의 DNA 조각에 의해 확인되었으며 Northern blot 결과 1.8 kb의 전사체들이 식물체 잎에서 발현 축적되는 것이 확인되었다. Promoter의 수나 5'-UTS 서열에 의한 mRNA 양에는 변화가 없었지만 식물체 게놈에 결합된 위치 및 copy number에 의해 mRNA 수준에 영향을 주는 것으로 밝혀졌다. EPO 항체를 이용한 Western blot 결과 식물체에서 발현된 EPO 단백질의 크기는 동물세포에서 발현된 37kDa 보다 작은 30 kDa 이었다. 이는 식물체에서 modification(glycosylation) system은 동물세포에서와는 다르다는 것을 보여준다.

• 한국작물학회지
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• 제49권1호
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• pp.61-68
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• 2004

A reproducible transformation system via optimized regeneration media for Korean rice cultivars was established using Agrobacterium tumefeciens LBA4404 (pSBM-PPGN; gusA and bar). Although japonica rice genotypes were easier to produce transgenic plants compared to Tongil type cultivars, transformation efficiencies were not always correlated with regeneration efficiencies of non-transgenic callus on the control medium. Regeneration efficiencies of Donganbyeo, Ilmibyeo, and Manchubyeo were over 50% in non-transgenic control, however, transformation efficiencies were significantly low when only sucrose was added to the media as a carbon source. However, the medium, MSRK5SS-Pr (or MSRK5SM-Pr), that contains $5\textrm{mgL}^{-1}$ kinetin, $0.5\textrm{mgL}^{-1}$ NAA, 2 % sucrose (or maltose), 3% sorbitol, and $500\textrm{mgL}^{-1}$ proline, was the most efficient not only for regeneration of non-transgenic callus but also for regeneration of transgenic callus in the presence of L-phosphinotricin (PPT). Average transformation efficiencies of 16 Korean rice cultivars were significantly enhanced by using the optimized medium from 1.5% to 5.8% in independent callus lines and from 2.9% to 19.4% in tromsgenic plants obained. Approximately 98.9% (876 out of 885) transgenic plants obtained on optimized media showed basta resistance. Stable integration, inheritance and expression of gusA and bar genes were continued by GUS assay and PCR and Southern analysis of the bar gene. With Pst1 digestion of genomic DNA of transgenic plants, one to five copies of T-DNA segment were observed; however, 76% (19 out of 25 transgenic plants) has low copy number of T-DNA. The transformants obtained from one callus line showed the same copy numbers with the same fractionized band patterns.

• 한국산림과학회지
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• 제87권2호
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• pp.164-172
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• 1998

Promoter가 없는 외래유전자를 이용하여 형질전환(形質轉換)시키고자 할 때의 최적조건(最適條件) 및 효율적인 형질전환체(形質轉換體)의 검정방법을 구명(究明)하고자 산림청(山林廳) 임목육종연구소(林木育種硏究所)에 식재된 잡종 포플러 양황철 62-9클론을 사용하여 재분화를 유도하고, 기내(器內) 형질전환실험(形質轉換實驗)을 실시하였다. 기내(器內)에서 식물체 재분화 유도를 위해서는 배지조성과 호르몬 농도의 조합이 가장 영향을 많이 끼치는 요인이었다. 여러 조합으로 엽조직 ($5{\times}5mm$ leaf strip)을 시료로 하여 MS 기본배지에 0, 0.01, 0.1, 0.5, $0.1mg/{\ell}$ NAA, 0.2, 0.5, 1.0, $2.0mg/{\ell}$ BAP를 혼합 처리하여 배양한 결과, $0.1mg/{\ell}$ NAA, $0.5mg/{\ell}$ BAP를 첨가한 호르몬 조합에서 즐기 분화율 및 explant당 분화된 부정줄기수가 상대적인 비율 94%(11.4개)로서 가장 높았다. 따라서 형질전환(形質轉換)된 엽조직(葉組織)을 재분화 시킬 때 이 조건을 줄기분화유도 배지 (SIM ; shoot-inducing medium)로 사용하였다. 선발유전자에 의한 항생제(抗生濟)의 선발농도(選拔濃度)를 알기 위해 pBI121로 형질전환(形質轉換)실험을 한 결과, cocultivation한 후 $100mg/{\ell}$ Km(kanamycin) 또는 $60mg/{\ell}$ G418(geneticin)이 첨가된 SIM 3 배지에서 2주가 경과하면서 육안으로 형질전환(形質轉換)된 부정아를 관찰할 수 있었고 이 부정아를 SIM 3로 옮긴지 6주 후에는 0.5-1cm 크기의 부정줄기로 자랐다. 그러나 대조(對照) 엽조직(葉組織)은 부정아형성이 거의 되지 않아, 선발유전자의 항생제(抗生濟) 선발농도(選拔濃度)는 이 조건이 최적임을 알 수 있었다. 또한 형질전환체(形質轉換體)의 재분화율을 높이기 위해 5-azacytidine을 처리한 결과, 항생제(抗生濟) 선발배지하에서 재분회율을 5.7%에서 26.7%까지 높일 수 있었다. Fluorometric 및 histochemical assay 방법으로 GUS 유전자의 활성(活生)을 검정한 결과 vector system간에 형질전환율(形質轉換率)이 서로 다름을 확인할 수 있었다. LBA4404/pBI121을 vector로 사용한 양황철의 기내(器內) 형질전환(形質轉換) 실험에서는 낮은 形짧훌훌換率(5.7%)을 보였다. 그러나 보다 응양성(應梁性)이 높은 super virulence 유전자를 포함하는 pEHA101을 helper plasmid로 하여 실험한 결과 형질전환율(形質轉換率)이 35.9%로 pAL4404보다 훨씬 효과적인 것으로 나타났다. 따라서 promoter가 없는 외래유전자를 이용하여 promoter tagging을 하고자 할 때 형질전환(形質轉換)실험에는 helper plasmid로써 pEHA101을 이용하는 것이 적합한 것으로 판명되었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제40권1호
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• pp.27-36
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• 2013

We isolated and functionally characterized a Dendrobium Actin1 (DmACT1) promoter that drives strong gene expression in the orchid genus Dendrobium. A genomic fragment containing the region 3227 bp upstream of the coding region of DmACT1 was obtained by inverse PCR. Detailed comparison of the full-length cDNA and genomic sequences revealed that DmACT1 has a 1374 bp first intron in the 5' UTR. However, the 5' flanking sequences upstream of the coding region showed no obvious sequence similarities compared to those of known promoters, including plant actin promoters. Serial deletion constructs of the 5' flanking region from the translation initiation codon were fused to the coding sequence of a GUS/luciferase fusion reporter to identify the regulatory elements necessary for promoter activity. Transient assays in the flowers of Dendrobium revealed that the 5' UTR-intron greatly enhanced promoter activity. Moreover, the DmACT1 promoter with its 5' UTR-intron yielded approximately 10-fold higher reporter activity than the rice Act1 promoter-intron. Our data suggest that the DmACT1 promoter with its 5' UTR-intron is a useful tool for strong expression of transgenes in Dendrobium orchids.

• 한국육종학회지
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• 제41권3호
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• pp.252-260
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• 2009

1. 본 연구에서는 공동배양 배지에 Agrobacterium 성장 억제물질인 silver nitrate를 첨가하고 변온과 여과지처리를 추가하여 공동배양 기간을 7일로 늘였으며, 또한 항산화 물질 3종을 공동배양 배지에 첨가하여 세포의 oxidative burst를 최소화함으로써 벼 형질전환효율을 높일 수 있었다. 또한 이 방법을 적용하여 형질전환이 어려운 품종을 대상으로도 형질전환 식물체를 작성할 수 있었다. 2. 벼 형질전환체의 70%에서 도입유전자 수가 1copy인 것으로 나타나, 적은 수의 유전자가 안정적으로 도입됨을 확인 하였다. 3. 이러한 결과를 바탕으로, 새로운 공동배양 방법을 사용하여 우수한 농업적 형질을 가진 벼 육종 소재 및 품종을 신속하게 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

• 현장농수산연구지
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• 제25권4호
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• pp.138-147
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• 2024

본 연구는 국내 밀 43 품종에 대한 A. tumefaciens 형질 전환 효율을 검정하기 위해 GUS staining 분석을 수행한 것으로서 대부분의 밀 형질전환 연구가 특정 품종에 국한되어 있기 때문에 국내 장려 밀 품종에 대한 형질전환 효율에 영향을 미치는 조건에 대한 검정이 필요하다. 국내 밀 품종 중 32개에서 1개 이상의 조직에 염색된 신호가 관찰되었으며 4개 품종에서는 염색된 신호가 관찰되지 않았고 6개 품종에서 과도한 A. tumefaciens 성장이 관찰되었고, 7개 품종은 미성숙배의 크기 등의 이유로 GUS staining 분석이 불가능하여 추가 분석에서 제외하였다. 국내 밀 품종별 A. tumefaciens 감염 효율 비교 결과, 백립계 8개 품종 및 적립계 28개 품종에서는 평균적으로 유의한 차이가 없었다. 특히 조농밀, 조품밀, 새올밀, 조중밀, 새금강밀 등 적립계 품종에서 90% 이상의 높은 감염 효율이 관찰되었고, 전체 품종 중 22개는 50% 이상의 효율을 나타내었다. 본 연구를 통하여 조농밀 및 새올밀은 미성숙배에서 전체 조직에서 강한 GUS 발현으로 형질전환에 적합한 품종으로 나타났으며 금강 품종은 백립계에서 상대적으로 높은 발현을 보여 A. tumefaciens을 이용한 형질전환에 적합한 것으로 확인되었다. 추가적인 연구를 통해 품종의 조직배양 효율을 검정하고, 안정적인 GUS 발현 효율을 조사하는 것이 필요하며, 이를 통해 밀 형질전환에 이용 가능한 품종을 더욱 정밀하게 선발할 수 있을 것으로 판단된다. 해당 연구 결과는 국내 밀품종의 형질전환 효율을 높이기 위한 기초 자료로 활용 가능할 것이다.

• 한국작물학회지
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• 제49권3호
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• pp.237-242
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• 2004

우용유전자 도입을 통한 신품종 톨페스큐를 개발할 목적으로 Agrobacterium을 이용한 효율적인 형질전환 체계를 확립하였다 톨페스큐 성숙종자 유래의 캘러스를 standard binary vector인 pIG121Hm을 가지는 Agrobacterium EHA101을 이용하여 감염시킨 후 공동배양하여 형질전환시켰다. Agrobacterium을 이용한 형질전환에 있어서 중요한 인자로 작용하는 몇 가지 요인에 대한 톨페스큐 캘러스의 형질전환 효율을 GUS 유전자의 발현정도로 조사하였다. Agrobacterium 감염시에 접종배지와 공동배양배지에 $200\mu\textrm{M}$의 acetosyringone(AS)을 첨가해 주었을 때 형질전환 효율이 증가 되었으며, 공동배양기간을 5일까지 증가시켰을 때 형질전환효율이 증가되었다. 또한 Agrobacterium 감염시에 $200\mu\textrm{M}$의 AS와 0.l%의 Tween20을 동시에 첨가해 주었을 때 가장 높은 형질전환 효율을 나타내었다. 50 mg/L.의 hygromycin이 첨가된 선발배지에서 살아남은 캘러스로부터 정상적인 식물체가 재분화 되었으며 이들 형질전환체를 GUS 염색과 Southern blot 분석을 실시하여 본 결과 발현백터의 T-DNA 영역이 형질전환 식물체의 genome에 성공적으로 도입되었음을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 확립된 효율적인 형질전환 시스템은 분자육종을 통한 신품종 톨페스큐의 개발에 유용하게 이용될 수 있을 것이다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제26권4호
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• pp.193-198
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• 2006

유용유전자 도입을 통한 신품종 오차드그래스를 개발할 목적으로 Agrobacterium을 이용한 효율적인 형질전환 체계를 확립하였다. 오차드그래스 성숙종자 유래의 캘러스를 standard binary vector인 pIG121Hm을 가지고 있는 Agrobacterium을 이용하여 감염시킨 후 공동배양하여 형질전환 시켰다. Agrobacterium을 이용한 형질전환에 있어서 중요한 인자로 작용하는 AS 첨가와 오차드그래스 품종에 따른 캘러스의 형질전환 효율의 차이를 GUS 유전자의 발현정도로 조사하였다. 'Roughricer' 품종의 형질전환 효율이 가장 우수하였으며, Agrobacterium 감염시에 접종배지와 공동배양배지에 $200{\mu}M$의 AS를 첨가해 주었을 때 형질전환 효율이 증가하는 것으로 나타났다. 50 mg/L의 hygromycin이 첨가된 선발배지에서 살아남은 캘러스로부터 정상적인 식물체가 재분화 되었으며 이들 형질 전환체에 대한 GUS 염색과 PCR 분석을 실시한 결과 발현벡터의 T-DNA 영역이 형질전환식물체의 genome에 성공적으로 도입되었음을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 확립된 효율적인 형질전환시스템은 환경스트레스 내성 신품종 오차드그래스의 개발에 유용하게 이용될 수 있을 것이다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제46권2호
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• pp.235-242
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• 2004

유용유전자 도입을 통한 신품종 이탈리안 라이그래스를 개발할 목적으로 Agrobacterium을 이용한 효율적인 형질전환 체계를 확립하였다. 이탈리안 라이그래스 성숙종자 유래의 캘러스를 standard binary vector인 pIG121Hm을 가지는 Agrobacterium EHA101을 이용하여 감염시킨 후 공동배양하여 형질전환시켰다. Agrobacterium을 이용한 형질전환에 있어서 중요한 인자로 작용하는 몇 가지 요인에 대한 이탈리안 라이그래스 캘러스의 형질전환 효율을 GUS 유전자의 발현정도로 조사하였다. Agrobacterium 감염시에 접종배지와 공동배양배지에 200${\mu}M$의 acetosyringone(AS)을 첨가해 주었을 때 형질전환 효율이 현저히 증가되었다. 또한 Agrobacterium의 농도를 $OD_{600}$=10. 이상의 높은 농도로 1시간 감염시켜Tdfm 때 형질전환 효율이 증가되었다. 접종배지에 200${\mu}M$의 AS와 0.1%의 Tween20을 첨가해 주었을 때 가장 높은 형질전환 효율을 나타내었다. 50mg/L의 hygromycin이 첨가된 선발배지에서 살아남은 캘러스로부터 정상적인 식물체가 재분화되었으며, 이들 형질전환체의 잎으로부터 GUS 활성 염색과 PCR 분석을 통하여 발현벡터의 T-DNA 영역이 형질전환 식물체의 genome으로 도입되었음을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 확립된 효율적인 형질전환 시스템은 분자육종을 통한 신품종 이탈리안 라이그래스의 개발에 유용하게 이용될 수 있을 것이다.