• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제21권4호
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• pp.379-386
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• 2011

The objective of this work was to investigate the ability of the plant growth-promoting rhizobacterium Pseudomonas aureofaciens 63-28 to induce plant defense systems, including defense-related enzyme levels and expression of defense-related isoenzymes, and isoflavone production, leading to improved resistance to the phytopathogen Rhizoctonia solani AG-4 in soybean seedlings. Seven-day-old soybean seedlings were inoculated with P. aureofaciens 63-28, R. solani AG-4, or P. aureofaciens 63-28 plus R. solani AG-4 (P+R), or not inoculated (control). After 7 days of incubation, roots treated with R. solani AG-4 had obvious damping-off symptoms, but P+R-treated soybean plants had less disease development, indicating suppression of R. solani AG-4 in soybean seedlings. Superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) activities of R. solani AG-4-treated roots increased by 24.6% and 54.0%, respectively, compared with control roots. Ascorbate peroxidase (APX) and phenylalanine ammonia lyase (PAL) activities of R. solani AG-4-treated roots were increased by 75.1% and 23.6%, respectively. Polyphenol oxidase (PPO) activity in soybean roots challenged with P. aureofaciens 63-28 and P+R increased by 25.0% and 11.6%, respectively. Mn-SOD (S1 band on gel) and Fe-SOD (S2) were strongly induced in P+R-treated roots, whereas one CAT (C1) and one APX (A3) were strongly induced in R. solani AG-4- treated roots. The total isoflavone concentration in P+Rtreated shoots was 27.2% greater than the control treatment. The isoflavone yield of R. solani AG-4-treated shoots was 60.9% less than the control.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제15권5호
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• pp.1073-1079
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• 2005

To investigate plant protection, pathogenesis-related (PR) proteins and plant defense enzymes related to cell wall lignification were studied in pepper plants inoculated with antagonistic Bacillus subtilis HJ927 and pathogenic strain Phytophthora capsici. Phytophthora blight disease was reduced by $53\%$ in pepper roots when preinoculated with B. subtilis HJ927 against P. capsici. The activities of PR proteins (chitinase and ${\beta}$-1,3,-glucanase) and defense-related enzymes (peroxidase, polyphenoloxidase, and phenylalanine ammonia lyase) decreased in roots of B. subtilis+P capsid-treated plants, but increased in leaves with time. The decrease and increase were much greater in P. capsici-treated plants than in B. subtilis HJ927+P capsici-treated plants, although P. capsici-treated plants had more severe damage. Therefore, changes of enzyme activities do not seem to be directly related to plant protection. We suggest that the change of these enzymes in pathogen-treated plants may be related to plant response rather than to resistance against pathogen attacks.

• Journal of Ginseng Research
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• 제41권3호
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• pp.307-315
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• 2017

Background: Red-skin root disease has seriously decreased the quality and production of Panax ginseng (ginseng). Methods: To explore the disease's origin, comparative analysis was performed in different parts of the plant, particularly the epidermis, cortex, and/or fibrous roots of 5-yr-old healthy and diseased red-skin ginseng. The inorganic element composition, phenolic compound concentration, reactive oxidation system, antioxidant concentrations such as ascorbate and glutathione, activities of enzymes related to phenolic metabolism and oxidation, and antioxidative system particularly the ascorbate-glutathione cycle were examined using conventional methods. Results: Aluminum (Al), iron (Fe), magnesium, and phosphorus were increased, whereas manganese was unchanged and calcium was decreased in the epidermis and fibrous root of red-skin ginseng, which also contained higher levels of phenolic compounds, higher activities of the phenolic compound-synthesizing enzyme phenylalanine ammonia-lyase and the phenolic compound oxidation-related enzymes guaiacol peroxidase and polyphenoloxidase. As the substrate of guaiacol peroxidase, higher levels of $H_2O_2$ and correspondingly higher activities of superoxide dismutase and catalase were found in red-skin ginseng. Increased levels of ascorbate and glutathione; increased activities of $\text\tiny L$-galactose 1-dehydrogenase, ascorbate peroxidase, ascorbic acid oxidase, and glutathione reductase; and lower activities of dehydroascorbate reductase, monodehydroascorbate reductase, and glutathione peroxidase were found in red-skin ginseng. Glutathione-S-transferase activity remained constant. Conclusion: Hence, higher element accumulation, particularly Al and Fe, activated multiple enzymes related to accumulation of phenolic compounds and their oxidation. This might contribute to red-skin symptoms in ginseng. It is proposed that antioxidant and antioxidative enzymes, especially those involved in ascorbate-glutathione cycles, are activated to protect against phenolic compound oxidation.

• 원예과학기술지
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• 제30권5호
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• pp.509-518
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• 2012

이번 연구는 새싹채소 재배 시 고온의 물을 이용한 열처리가 케일 새싹의 항산화물질과 항암성물질 등과 같은 기능성물질 축적에 영향을 주는지 확인하고자 수행되었다. 실험I 에서는 파종 후 4일째 40, 50, $60^{\circ}C$의 증류수가 담긴 항온조에 각각 10, 30, 60초 동안 침지하여 열처리 하였고, 실험II 에서는 $50^{\circ}C$의 증류수에 각각 10, 20, 30, 45, 60초 침지처리 하였다. 열처리 한 케일 새싹은 다시 정상적인 생육 환경에서 2일 동안 추가적으로 재배되었다. 열처리 전, 후에 생체 중, 건물중, 전해질 유출 정도, 총 페놀 농도, 항산화도, 총 플라보노이드 농도, 페닐알라닌 암모니아-리아제 활성, 글루코시놀레이트 함량을 측정하였다. 실험I의 결과, 열처리 후 2일째 대조구에 비해 모든 처리구의 생체중, 건물중이 감소되었으며, 특히 $60^{\circ}C$ 열처리가 40, $50^{\circ}C$의 열처리보다 그 정도가 심했다. 세포 파괴에 의한 전해질 유출 정도 또한 $60^{\circ}C$에서 가장 높게 나타났다. 총 페놀 농도는 $50^{\circ}C$의 열처리에서 대조구에 비해 유의적으로 증가했으며 항산화도 또한 비슷한 경향을 보였다. 실험 II의 결과 $50^{\circ}C$ 열처리는 실험I의 결과와 같이 생체중의 감소를 보였지만 그 정도는 크지 않았으며 건물중에서는 대조구와 유의적 차이가 없었다. 열처리 후 2일째 모든 처리구는 대조구에 비해 유의적으로 높은 총 페놀 축적을 유도하였다. $50^{\circ}C$에서 20초 이상의 열처리는 대조구에 비해 약 1.5배 이상 총 페놀 농도를 증가시켰으며, 항산화도는 대조구에 비해 약 1.2배 유의적으로 높았고, 총 플라보노이드 농도 또한 대조구에 비해 높은 수준을 나타냈다. 페닐알라닌 암모니아-리아제의 활성은 열처리 24시간째에 대조구보다 모든 처리구에서 높게 나타나, 열처리가 이차대사산물의 생합성을 유도하는 것을 알 수 있었다. 열처리 후 2일째 글루코시놀레이트의 함량은 20초 열처리에서 유의적으로 가장 높은 값을 나타냈다. 따라서, 케일 새싹 재배 시 열처리는 항산화 및 항암물질과 같은 기능성물질의 축적을 유도하여 케일 새싹의 영양학적 품질향상을 도모할 수 있는 잠재적인 수단임을 확인할 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제9권1호
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• pp.26-34
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• 1994

챙파홍섬무우의 모상근 배양에서 몇 가지 외재 호르몬에 대한 반응을 조사하였던 바, auxins중의 2, 4-D는 안토시아닌의 생성을 촉진하였으며 동시에 뿌리의 탈분화를 유도하였다. Cytokinins은 이식 초기의 비교적 소량의 색소능 촉진효과를 나타내었으며, ABA는 색소의 발현억제 효과를 보이고 GA3 는 색소 생성에 별다른 영향을 마치지 않았다. 1mg/l의 농도에서 2, 4-D 이외의 호르몬은 모상근의 탈분화를 유도하지 않았으며, 모상근의 생장을 대조구 이하로 억제하였다. 2, 4-D와 kinetin를 처리하여 시간경과에 따른 안토시아닌 함량의 변화와 PAL, CHS의 활성변화를 조사하였다. 색소능의 변화를 볼 때, 대조구는 6일 에서 kinetin은 6-9일의 이식초기에 일시적인 색소의 증가를 보였으며, 2, 4-D 처리구는 9엘부터 증가하여 18일경에 peak를 보이며 가장 높은 색소 생성을 나타내었다. PAL의 활성 변화에 있어서는, 대조구에 비하여 kinetin, 2, 4-D처리구 둘 다 활성의 증가를 보이고 kinetin은 6 일에 서 2, 4-D는 9 일에 셔 각각 활성의 peak를 나다내였으며, 특히 2, 4$\longrightarrow$D 의 경우는 18일에서 또 한번의 약한 활성 증가를 보였다. CHS는, 대조구에서는 이식 후 3일에 활성의 일시적인 증가가 있었을 뿐 이후 계속 낮은 상태를 유지하였고 Kinetin 처리구는 6일에서 활성이 증가하여 9일에 최대활성을 보이고 이후 감소하게 된다. 2,4-D 처리구는 9일부터 활성이 증가하여 18일경 최대활성을 나타내고 이후 비교적 높은 활성수준에서 유지되였다. 이외에 이식 후 hormone free 배지 에서 2주간의 전배양 후 kinetin의 처리는 색소축적에 별다른 영향을 미치지 않았다. 이러한 결과에 따라, 2, 4-D, kinetin에 의한 안토시아닌 생성의 촉진효과는 PAL, CHS의 활성 증 가와 유의적인 연관을 나타내였으며, 특히 시간경과 에 따른 CHS의 활성 변화와 색소의 축적은 비례하여 색소 생성에 있어 CHS의 rate-limiting 역할을 제시하였다. Kinetin를 포함하는 cytokinins은 뿌리의 상처에 의한 “wound-response"에 따른 배양초기의 색소 발현을 촉진하는 작용을 하는 것으로 사료되었다. 2, 4-D와 kinetin에 의해 발현되는 PAL, CHS의 활성증감의 정도는 물론 peak를 보이는 경과시간에서의 차이는 각기 다른 조절기작을 갖는 Isozyme의 존재에 의한 것으로 추정되었다.정되었다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제47권2호
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• pp.157-163
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• 2020

급속한 산업화와 인구증가에 따른 심각한 환경과 식량문제는 인류의 생존을 위협하는 가장 중요한 현안문제로 대두되고 있다. 또한, 인구 증가에 따른 식량부족을 해결하기 위하여 농약과 화학비료의 무분별한 사용으로 인하여 농토는 산성화되어 황폐화가 되고 있고 먹이사슬 및 자연생태계의 파괴는 더 많은 농약의 사용을 필요하고 있다. 과다한 농약 사용으로 경제적인 부담의 가중과 잔류 농약으로 인한 소비자의 건강을 위협하고 있다. 또한, 증가된 화석연료의 사용은 공기중의 이산화탄소를 증가시켜 지구 온도의 상승을 초래하고 있으며, 결과적으로 기상이변, 지구온난화 및 사막화 등의 심각한 환경문제를 초래했다. 특히, 서늘한 기온에서 잘 자라는 배추, 무우, 감자 등의 고령지 농작물의 질적인 저하를 초래하여 피해가 증가하고 있지만, 최근들어 감자와 같은 알카리성 건강식품의 붐으로 수요가 증가되고 있다. 본 연구에서 환경스트레스에 관여하는 대두의 특이적인 칼모듈린, GmCaM-4 유전자를 감자에 과발현 시켜서 PR 유전자들의 발현이 지속적으로 유지되어 식물방어 기작이 활성화 되었음을 확인하였다. 또한, 그 형질전환 식물체는 초민감성 세포사멸 현상을 보였고, 무름병을 일으키는 병원균인 Erwinia carotovora subsp. Carotovora (Ecc)를 이용하여 GmCaM-4가 과발현된 감자에서 병 저항성이 증가하는 것을 확인 하였다. 최종적으로 지금까지 많이 연구되고 보고된 유전자원인 대두의 GmCaM-4 유전자를 활용하여 주요 식량자원인 감자에서 과발현 형질전환 식물체를 확보하여 다양한 병 저항성 증가를 통한 작물 생산성 향상에 매우 우수한 기술로 기대되는 바이다.

• 생명과학회지
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• 제15권2호
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• pp.298-303
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• 2005

포도 '거봉'의 착색을 조장하기 위해 적절한 ABA의 처리시기와 처리 횟수를 알아보기 위하여 본 실험을 수행한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. PAL 효소의 활성은 변색기 처리구와 변색기 10일 후 처리구에서 활성이 높은 것으로 나타났으며, 변색기 10일후 처리구가 변색기 처리구보다 약간 더 높은 효소 활성을 나타냈다. 안토시아닌 함량은 각 처리구 공히 생육기간 동안 계속 증가하는 경향을 보였고, 모든 ABA 처리구는 무처리구에 비해 훨씬 높은 안토시아닌 함량을 나타내었으며, 변색기 10일후 처리구에서 가장 높은 안토시아닌 함량을 나타내었다. 가용성당 함량에 있어서 과당과 포도당만이 검출되었으며, 처리구간에 함량의 차가 그다지 크지 않았다. 처리 횟수에 있어서 PAL 효소의 활성은 각 처리구 공히 증가하다가 감소하는 경향을 보였으며, 2회 처리구는 변색기 10일후의 2회째 처리 이후에도 급속한 PAL 효소 활성 증가가 이어져 최종수확기에서도 비교적 상당히 높은 효소 활성을 보였다. 변색기와 변색기 10일 후의 2회 처리구에서 안토시아닌 함량 증가가 가장 높아 최종수확기에 가서는 무처리구에 비해 5배 이상, 1회 처리구에 비해서는 2배정도 많았다. 1회 및 2회 ABA 처리구 모두 과당과 포도당 함량 공히 무처리구에 비해 약간 높은 경향을 나타냈지만 그다지 큰 차이는 없었다.