Lee, Yun Gyeong;Choi, Sang Chul;Kang, Yuna;Kang, Chon-Sik;Kim, Changsoo
Plant Breeding and Biotechnology
/
v.6
no.4
/
pp.413-425
/
2018
A previous work developed and identified a new omega-5 gliadin deficient wheat line named O-free by crossing Keumkang and Olgeuru, which is nutritionally quite meaningful in that omega-5 gliadin is one of the known wheat allergens. To verify the characteristics of the O-free, we performed RNA sequencing (RNAseq) analysis of the O-free and the two parent lines (Keumkang and Olgeuru). The results of the similarity analysis with the ESTs for gliadins and glutenins showed that the O-free ESTs had no similarity with the omega-5 gliadin sequences but had similarity to other gliadins and glutenins. Furthermore, mapping results between the raw RNAseq data from the O-free and the omega-5 gliadin sequence showed a clear deletion of the N-terminal sequences which are an important signature of omega-5 gliadin. We also designed specific PCR primers that could identify omega-5 gliadin in the genomic DNA. The results showed that no omega-5 gliadin fragments were detected in the O-free. According to these results, we confirmed that the deficiency of omega-5 gliadin in the O-free is not caused by post-transcriptional or post-translational regulations such as epigenetic phenomena but by a simple deletion in the chromosome. Furthermore, we showed that the low-molecular weight glutenin subunit (LMW-GS) gene in the O-free had a single nucleotide polymorphism (SNP) causing a premature stop codon, resulting in a truncated polypeptide. We expect that the O-free line may serve as an excellent source of wheat that could prevail in the hypo-allergen wheat market, which has recently gained interest world-wide.
High-molecular-weight glutenin subunits (HMW-GSs) are extremely important determinants of the functional properties of wheat dough. Transgenic rice plants containing a wheat TaGlu-Ax1 gene encoding a HMG-GS were produced from the Korean wheat cultivar ‘Jokyeong’ and used to enhance the bread-making quality of rice dough using the Agrobacterium-mediated co-transformation method. Two expression cassettes with separate DNA fragments containing only TaGlu-Ax1 and hygromycin phosphotransferase II (HPTII) resistance genes were introduced separately into the Agrobacterium tumefaciens EHA105 strain for co-infection. Rice calli were infected with each EHA105 strain harboring TaGlu-Ax1 or HPTII at a 3:1 ratio of TaGlu-Ax1 and HPTII. Among 210 hygromycin-resistant T0 plants, 20 transgenic lines harboring both the TaGlu-Ax1 and HPTII genes in the rice genome were obtained. The integration of the TaGlu-Ax1 gene into the rice genome was reconfirmed by Southern blot analysis. The transcripts and proteins of the wheat TaGlu-Ax1 were stably expressed in rice T1 seeds. Finally, the marker-free plants harboring only the TaGlu-Ax1 gene were successfully screened in the T1 generation. There were no morphological differences between the wild-type and marker-free transgenic plants. The quality of only one HMW-GS (TaGlu-Ax1) was unsuitable for bread making using transgenic rice dough. Greater numbers and combinations of HMW and LMW-GSs and gliadins of wheat are required to further improve the processing qualities of rice dough. TaGlu-Ax1 marker-free transgenic plants could provide good materials to make transgenic rice with improved bread-making qualities.
Park, Soo-Kwon;Shin, DongJin;Hwang, Woon-Ha;Oh, Se-Yun;Cho, Jun-Hyun;Han, Sang-Ik;Nam, Min-Hee;Park, Dong-Soo
Journal of Life Science
/
v.23
no.11
/
pp.1317-1324
/
2013
High-molecular weight glutenin subunits (HMW-GS) have been shown to play a crucial role in determining the processing properties of the wheat grain. We have produced marker-free transgenic rice plants containing a wheat Glu-1Bx7 gene encoding the HMG-GS from the Korean wheat cultivar 'Jokyeong' using the Agrobacterium-mediated co-transformation method. The Glu-1Bx7-own promoter was inserted into a binary vector for seed-specific expression of the Glu-1Bx7 gene. Two expression cassettes comprised of separate DNA fragments containing only Glu-1Bx7 and hygromycin phosphotransferase II (HPTII) resistance genes were introduced separately to the Agrobacterium tumefaciens EHA105 strain for co-infection. Each EHA105 strain harboring Glu-1Bx7 or HPTII was infected to rice calli at a 3:1 ratio of Glu-1Bx7 and HPTII, respectively. Then, among 216 hygromycin-resistant $T_0$ plants, we obtained 24 transgenic lines with both Glu-1Bx7 and HPTII genes inserted into the rice genome. We reconfirmed integration of the Glu-1Bx7 gene into the rice genome by Southern blot analysis. Transcripts and proteins of the wheat Glu-1Bx7 were stably expressed in the rice $T_1$ seeds. Finally, the marker-free plants harboring only the Glu-1Bx7 gene were successfully screened at the $T_1$ generation.
Development of transgenic plant increasing crop yield or disease resistance is good way to solve the world food shortage. However, the persistence of marker genes in crops leads to serious public concerns about the safety of transgenic crops. In the present paper, we developed marker-free transgenic rice inserted high molecular-weight glutenin subunit (HMW-GS) gene ($D{\times}5$) from the Korean wheat cultivar 'Jokyeong' using Agrobacterium-mediated co-transformation method. Two expression cassettes comprised of separate DNA fragments containing only the $D{\times}5$ and hygromycin resistance (HPTII) genes were introduced separately into Agrobacterium tumefaciens EHA105 strain for co-infection. Each EHA105 strain harboring $D{\times}5$ or HPTII was infected into rice calli at a 3: 1 ratio of EHA105 with $D{\times}5$ gene and EHA105 with HPTII gene expressing cassette. Then, among 66 hygromycin-resistant transformants, we obtained two transgenic lines inserted with both the $D{\times}5$ and HPTII genes into the rice genome. We reconfirmed integration of the $D{\times}5$ and HPTII genes into the rice genome by Southern blot analysis. Wheat $D{\times}5$ transcripts in $T_1$ rice seeds were examined with semi-quantitative RT-PCR. Finally, the marker-free plants containing only the $D{\times}5$ gene were successfully screened at the $T_1$ generation. These results show that a co-infection system with two expression cassettes could be an efficient strategy to generate marker-free transgenic rice plants.
Low-molecular-weight glutenin subunit (LMW-GS) in common wheat (Triticum aestivum L.) is important for quality processing of bread and noodles. The objectives of this study were to clarify the composition of LMW-GSs and to identify their corresponding proteins. Using LMW-GS specific primers we cloned and characterized 43 LMW-GS genes in the wheat cultivar 'Jokyoung'. Some of these genes contain polypeptides different in size due to the presence of various deletions or insertions within repetitive and glutamine-rich domains. The comparison of deduced amino acid sequence of the LMW-GS genes in Jokyoung with that of 12 groups LMW-GSs of wheat cultivar Norin 61 showed that the deduced amino acid sequences were nearly the same to LMW-GS groups of 1, 2, 3/4, 5, 7, 10 and 11. All LMW-GS genes contain eight cysteine residues, which are conserved among all of the typical LMW-GS sequences. The relative positions of cysteine residues are also conserved, except those of the first and seventh. Based on phylogenetic analysis, the 43 sequences with the same N-terminal and C-terminal amino acid sequences were clustered in the same group. To identify the proteins containing the corresponding amino acid sequences, we determined the N-terminal amino acid sequence of 7 spots of LMW-GSs of Jokyoung separated by two-dimensional gel electrophoresis (2DE). Of them, Glu-B3 (LMW-m and LMW-s) and Glu-D3 (LMW-m) were detected in two and three spots, respectively and the others were not clear. Collectively, we classified diverse LMW-GSs and identified their corresponding protein products. These results will be helpful in breeding programs for improvement of wheat flour quality.
Improving flour quality is one of the major targets of wheat breeding programs. This study determined the optimum high-molecular-weight glutenin subunits (HMW-GS) to improve flour quality, and analyzed the correlation between agronomic and quality traits in Korea. A total of 180 wheat varieties, including 55 Korean and 125 foreign cultivars, carrying various Glu-1 alleles, were evaluated for their quality and agronomic traits. Results indicated that Glu-A1b, Glu-B1b, and Glu-D1f were the most prevailing alleles for each Glu-1 locus for Korean wheat cultivars. Korean wheat cultivars recorded shorter days to heading (DTH) and longer days to maturity (DTM) compared to foreign cultivars. In addition, an interaction effect was found between Glu-A1 and Glu-B1 alleles on several quality parameters. The combination of Glu-A1c and Glu-B1i showed a higher protein content, dry gluten content, and higher sodium dodecyl sulfate (SDS) sedimentation value than other Glu-A1×Glu-B1 combinations. Cultivars carrying Glu-A1a or Glu-A1b, Glu-B1i or Glu-B1al, and Glu-D1d for each Glu-1 locus exhibited a longer mixing time and stronger mixing tolerance. The DTM positively correlated with the protein content, gluten index and SDS sedimentation value. However, a negative correlation was observed between DTH and quality traits. Owing to the above results, this study suggests that an increase in the frequency of Glu-B1i or Glu-B1al, Glu-D1d coupled with a short DTH and long DTM could significantly improve wheat quality properties.
Park Chul Soo;Kim Yang-Kil;Han Ouk-Kyu;Lee Mi Ja;Park Jong-Chul;Seo Jae-Hwan;Hwang Jong-Jin;Kim Jung-Gon;Kim Tae Wan
KOREAN JOURNAL OF CROP SCIENCE
/
v.50
no.5
/
pp.346-355
/
2005
To investigate the application of biochemical markers' and small-sample methods using whole-wheat flours for screening in early generation in Korean wheat breeding system, 74 Korean wheats, including cultivars, local breeding lines and experimental lines, were analyzed. Seed storage protein and amylose contents of grains were evaluated. Biochemical makers, including granule bound starch synthase (GBSS), high molecular weigh glutenin subunits (HMW-GS) and friabilin were also evaluated by using one-dimensional sodium dodecyl sulfate-polyacryla-mide gel electrophoresis with a single kernel. The smallsample methods, including modified SDS-sedimentation test (MST), micro-alkaline water retention capacity (AWRC) and whole-wheat flour swelling volume (WSV) were also tested in this study. Protein content, MST and AWRC was $11.0 - 15.8\%$, 2.7 - 26.2 ml and $71.9 - 109.7\%$, respectively. Apparent and total amylose content and WSV was $20.6 - 25.0\%$, $26.1 - 32.4\%$ and 9.0 - 16.9 ml, respectively. There were highly significant correlations between MST and AWRC (r=0.592, P<0.001), but Korean wheats showed no significant difference in protein content, amylose content and small-sample methods. In the biochemical markers, Korean wheats contained all three GBSS encoded by Wx loci, except for Suwon 252. Korean wheats showed the high frequency ($58.1\%$) of 1Dx2.2 + 1Dy12 subunits of HMW-GS. Friabilin band was present in 46 lines ($62.2\%$) and absent in 28 lines ($37.8\%$). Friabilin-absence lines showed the higher MST (14.9 ml) and AWRC ($92.1\%$) value than friabilin-presence lines (8.5 ml and $82.4\%$, respectively).
Flour characteristics of Korean winter wheat grown in Suwon in 1997 and 1998, and in Suwon and Deokso in 1998 were evaluated. Korean winter wheat cultivars were significantly influenced by years and locations in flour properties such as ash content, protein content, damaged starch content, starch swelling volume and power. Protein content was highly correlated with starch damage and alkaline water retention capacity. There were highly significant correlations between mixing time of mixograph and SDS sedimentation volume. Swelling properties of flour and starch were highly correlated with pasting properties of flour and starch, respectively. Compared to commercial flours for baking, Alchanmil, Gobunmil, Keumkangmil and Tapdongmil showed similar protein content, SOS sedimentation volume and mixograph mixing time. Eunpamil, Geurumil, Olgeurumil, Suwon 258, Suwon 261, Suwon 265, Suwon 275, Suwon 276, Suwon 277, Suwon 278 and Urimil had similar values to commercial noodle flours in SDS sedimentation volume. Alchanmil, Olgeurumil, Suwon 274, Suwon 275, Suwon 276 and Urimil showed higher swelling and pasting properties than the others. Chokwang, Olgeurumil, Suwon 277 and Urimil were similar to commercial cookie flours. Friabilin-absence lines showed higher protein content and starch damage than those of friabilin-presence lines. Absence lines of 1D$\times$2.2 + 1Dy12 subunit in high molecular weight glutenin subunits showed higher SDS sedimentation volume and mixing time of mixograph than those of presence lines.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.