• Journal of Plant Biotechnology
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• 제44권1호
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• pp.35-41
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• 2017

본 연구에서는 유지형 배추인 LP08과 청경채형 LP21을 교배한 교잡종 $F_1$을 소포자 배양하여 유전적으로 고정된 계통을 획득하였다. 엽의 결각 유무 및 결각수에서 다양한 형태적 특징을 보이는 66개 고정계통을 대상으로 항암 및 항산화 물질로 알려진 플라보노이드의 함량을 분석하였다. 66개 고정 계통의 엽의 결각 유무와 플라보노이드 함량 간 상관관계는 관찰되지 않았다. 양친으로 사용된 LP08, LP21 그리고 결구 배추형 품종인 Chiifu를 대상으로 플라보노이드 분석을 실시한 결과, quercetin, naringenin, 및 kaempferol 함량의 다양한 분포가 관찰되었다. 또한 모계인 LP08에서 가장 높은 총 플라보노이드 함량을 나타내었고 결구 배추형인 Chiifu에서 가장 낮은 함량을 보였다. 66개 고정 계통을 대상으로 플라보노이드 함량을 분석한 결과, quercetin은 LP08 보다 높은 함량을 보이는 18 계통이 확인되었으나 naringenin과 kaempferol에서는 교배친 보다 높은 함량을 보이는 계통을 발견할 수 없었다. 총 플라보노이드 함량에서 kampferol은 79.7 %, quercetin은 17.4 %의 비율을 보였고 naringenin의 경우 2.8 %로 거의 대부분의 계통에서 가장 낮은 함량을 보이고 22개 계통에서는 전혀 발견되지 않았다. 또한 성분간 상관관계를 분석한 결과 quercetin과 kaempferol의 함량간에 유의한 상관관계가 있음을 확인할 수 있었다. 본 실험의 결과는 향후 플라보노이드 생합성 기작 관련 유전자 탐색을 위한 자료로 활용할 예정이다. 또한 고정 계통을 대상으로 다양하고 광범위한 형질 조사를 실시하여 배추의 품종 개발이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.313-313
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• 2017

Cold stress is one of the most influenced factors to rice yield. In order to identify genes related to cold stress in fertility stage, genome-wide association study (GWAS) was conducted. Cultivated 129 rice germplasm were moved in the growth chamber under the condition of $12^{\circ}C/RH70%$(12h day/12h night when the rice plant was grown in 10 DBH(days before heading). Also, rice plant as control was moved in the green house under condition of $28^{\circ}C/RH70%$(12h day/12h night). After 4 days the plants were moved in a greenhouse. The fertility of rice plant were monitored after the grain were fully grown. The most tolerant rice germplasm to cold stress were Cheongdo-Hwayang-12 and IR38 as 63.1 and 61.8 of fertility and the most recessive rice germplasm were Danyang38 and 8 rice germplasm as 0. As a result of GWAS with re-sequencing data and fertility after cold treatment germplasm using genome association and prediction integrated tool (GAPIT), 99 single-nucleotide polymorphisms (SNPs) were observed by applying a significance threshold of -logP>4.5 determined by QQ plot. With SNPs region, 14 candidate genes responded to cold stress in fertility stage were identified.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제5권1호
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• pp.33-41
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• 2003

Microspore-derived cell lines resistant to 5-methyltryptophan (5MT, a tryptophan analog) or S-(2-aminoethyl)-L-cysteine (AEC, a Iysine analog) were selected in rice by in vitro mutagenesis. For selection of 5MT or AEC resistant cell lines, suspension-cultured cells were irradiated with gamma rays. Thirteen 5MT resistant cell lines were selected and they were able to grow stably at 2 times higher 5MT concentration. A feedback insensitive form of anthranilate synthesis, the pathway specific control enzyme for tryptophan synthesis, was detected from the 5MT resistant lines. Contents of the free amino acids in five resistant lines (MR12-1 to MR12-5) showed a 7.4 to 46.6 times greater level than that in the control culture. Tryptophan, phenylalanine, and tyrosine levels in the shikimate pathway were 28.1 and 22.5 times higher in MR12-3 and MR12 4, respectively, than that measured in the control cells. Four AEC resistant cell lines were isolated from cultures grown on medium containing 1 mM AEC, They were able to grow stably with 2 mM AEC, while sensitive calli were inhibited by 0.5 mM AEC. Aspartate kinase activities of the resistant lines were insensitive to the natural inhibitor, Iysine, and accumulated 2.2 to 12.9-fold higher levels of free Iysine than that of the control cells. Especially, the levels of aspartate, asparagine, and methionine in the aspartate pathway showed higher accumulation in the AEC resistant lines than that in the control cells.

• 식물조직배양학회지
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• 제26권3호
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• pp.149-156
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• 1999

도라지 약배양에 있어서 저온처리가 화분 2형현상과 배형성에 미치는 영향을 조사하기 위해 1핵성 소포자기의 도라지 약을 0.5 mg/L NAA와 1.0mg/L BA가 첨가된 MS배지에 배양하였다. 저온전처리는 이상화분과 균등분열에 의한 B형 화분, 다핵 및 다세포 화분수를 현저하게 증가시켰는데 특히 8$^{\circ}C$에서 5일간 저온전처리는 배양 전 이상화분이 20.6%가 증가되었고 배양 중에는 54.9%의 캘러스와 9.9%의 배형성율을 나타내 가장 효과적이었다. 배양 중 소포자로부터 배는 첫째. 주로 영양세포가 분열하거나 둘째, 영양세포와 생식세포가 각각 분열하거나 셋째, 균등분열에 의한 영양핵과 동일한 크기의 두 낭세포 모두가 분열하여 배를 형성하는 3가지 경로가 관찰되었다.

• 한국자원식물학회지
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• 제18권2호
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• pp.302-308
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• 2005

본 연구는 금낭화 배우체의 형성과 배 발달특성에 관한 기초 자료로 활용하기 위해 수행되었다. 시원세포로부터 발달된 소포자 모세포는 화뢰의 길이가 1 mm일 때 감수분열을 하여 4면체형(tetrahedral) 4분자가 형성되었다. 4개의 소포자는 분리되어 각각 웅성배우체로 발달하였다. 대포자 모세포는 화뢰의 길이 $4{\sim}5\;mm$에서 관찰되었다. 대포자의 발달유형은 정상형(polygonum)이었으며, 배낭의 형태는 굽어있는 곡생배주(amphitropous)였다. 3개의 뚜렷한 반족세포는 배낭이 성숙한 후에도 퇴화하지 않고 남아있었다. 개화 전 자웅배우체는 충분히 성숙하였다. 개화 시에 수술과 암술의 길이는 거의 비슷하거나 수술이 0.5 mm 짧아서 자화수정에 적당한 구조를 가지는 것으로 나타냈다. 수정 후 배는 구형, 심장형을 거쳐 자엽배까지 발달하였으며, 종자 산포시 초기 자엽배를 가지고 있음을 알 수 있었다.

• 자연과학논문집
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• 제6권1호
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• pp.71-78
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• 1993

국내 시판 $F_1$ 4품종과 일본 시판종 1품종을 이용하여 무 약배양을 실시하였다. 무 약배양에 적합한 배지 및 적정 전처리 및 치상후 처리 조건을 구명하기 위하여 $4^{\circ}C$ 전처리 및 치상 후 $35^{\circ}C$ 처리를 병행처리 또는 단독처리하여 약배양에 미치는 영향을 조사하였고, 적정 치상 시기를 결정하고자 약을 치상하는 시기에 따른 배발생율을 조사하였다. 이상의 실험 결과를 요약하면 다음과 같다.1. 무 약배양은 아직까지는 품종간 배발생율의 차이가 두드러지게 나타나고 있어 태백의 경우는 배발생이 잘 되는 품종으로 밝혀졌고, 배발생율은 태백, 백자, 그리고 일본 품종인 대청 및 박달의 순으로 좋았다.2. 배지는 N/N 배지를 기본배지로하고 호르몬을 NAA 0.1 mg/l 와 BAP 0.05mg/l 첨가한 배지가 배발생에 가장 효과적이었다.3. 그러나 배지간 배발생율 차이는 $4^{\circ}C$ 전처리에 영향을 받아 배발생율이 다르게 나타나는 것으로 나타났다.

• 현장농수산연구지
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• 제25권4호
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• pp.90-102
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• 2024

Haploid/double haploid plants developed from isolated microspores can significantly accelerate plant breeding. Haploid plants can naturally double their chromosomes to create a pure homozygous line of diploid plants. We present a method for producing embryos from isolated microspores of hot peppers (Capsicum annuumL.). We analyzed the polyploidization levels of the regenerated plants. The donor plants produced the optimal stage of microspores following short-term growth under low-intensity light, which resulted in high rates of embryogenesis and cotyledonary embryogenesis. To find an efficient culture method, liquid, doubled-layer, and 2-step cultures were tested. Liquid culture yielded the highest number of embryos, whereas the highest efficiency for cotyledonary embryogenesis was afforded by the doubled-layer culture. When normal cotyledonary embryos were transplanted onto a regeneration medium, they developed into complete plants. From these, 208 plants were tested via flow cytometric analysis, and 35.6% and 72.7% of the chromosomes from the Milyang-jare and LV2319 genotypes, respectively, were found to be spontaneous double haploids. These results are the same as those obtained on analyzing horticultural characteristics, including the size of leaves and the size and shape of fruits. The present study provides information on the practical application of isolated microspore culture of hot peppers, factors that affect embryogenesis, and methods for polyploidy testing.

• 원예과학기술지
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• 제33권3호
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• pp.420-428
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• 2015

상업적으로 재배되고 있는 대부분의 포도 꽃은 완전화로서 개개의 꽃들이 모여 화서를 이룬다. 포도 꽃은 5개의 수술, 1개의 암술, 5개의 꽃잎이 융합된 구조인 화관, 그리고 융합된 형태의 꽃받침을 가지며 화방 내 각각의 꽃은 수정하여 과립으로 발달한다. 포도에서는 과립 형성이나 과립비대, 당도의 축적에 대한 연구는 많이 수행된 반면 배우체의 형태 형성, 꽃 기관의 구조, 그리고 꽃 발달과 같은 꽃의 형태적 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 '캠벨얼리'와 '탐나라'의 두 품종에서 꽃의 구조와 발달에 따른 특징들을 조사하였다. 포도 꽃의 발달 단계 결정은 애기장대에서 소포자의 형성부터 수 배우체의 발달 시기인 꽃발달 9단계부터 13단계로만 한정하였다. 포도 꽃 발달 9단계에서는 4분포자가 나타났고 꽃 발달 10에서 11단계 동안에는 단세포성 소포자에서부터 중기 2세포성 화분으로 발달하였다. 개화 직전의 꽃 발달 12단계 말에는 성숙한 3세포성화분으로 발달하였다. 꽃 발달 13단계에는 화관이 탈락하고 개화가 일어났다. 꽃 발달 9단계부터 12단계까지 꽃받침 길이는 거의 변하지 않았지만 화관의 길이는 계속 증가했다. 두 포도 품종에서 '꽃받침 길이에 대한 화관 길이의 비율'의 평균은 꽃 발달 9단계에서는 2.0, 꽃 발달 10단계에서는 3.0, 꽃 발달 11단계에서는 4.5, 꽃 발달 12단계에서는 6.5로 나타났으며, '꽃받침 길이에 대한 화관 길이의 비율'을 사용하여 꽃 발달 단계를 판별할 수 있었다. 본 연구 결과로 '캠벨얼리'와 '탐나라'에서 꽃 발달 단계를 정확하게 추정하는 형태적 지표가 개발되었다. 이를 이용하면 두 품종에서 소포자 배양 시기의 판정이나 '탐나라'에서 무핵과 유도를 위한 지베렐린 처리 시기의 판정 등에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제41권3호
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• pp.116-122
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• 2014

다양한 형태적 특징을 가진 배추 유전자원의 소포자 배양을 통한 고정계통의 육성 및 효율적인 소포자 배 발생조건을 확립시키기 위하여 50종의 배추 유전자원을 대상으로 소포자 배양을 실시하여 30종에서 반수체배의 생산이 확인되었다. 소포자 배 발생률은 순무형인 IT135449에서 가장 높았고 일부 유지작물형(winter oil)에서는 배 발생이 관찰되지 않았다. 소포자 배양을 통한 다양한 배추 유전자원의 배 발생 효율의 증대를 위하여 유전자원 4종(IT135449, IT199710, IT212886, IT218043)을 대상으로 고온처리 기간에 따른 소포자 배 발생 효율을 확인한 결과, 3종에서는 $32^{\circ}C$에서 2일간 고온처리 할 경우 배 발생률이 가장 높았고 summer oil형 IT218043에서는 3일간 처리할 경우 가장 높은 배 발생률이 관찰되었다. 또한 소포자배의 식물체 재분화에 영향을 미치는 식물 생장조절제의 농도를 조사한 결과, 결구배추형인 IT199710에서는 NAA $0.5mg{\cdot}L^{-1}$과 BAP $1mg{\cdot}L^{-1}$를 첨가한 처리구에서 가장 높은 재분화율이 관찰되었으나 순무형인 IT135449와 청경채형 IT212886에서는 생장조절제 무처리구에서 가장 높은 재분화율이 관찰되었다. 소포자 배 유래 재분화 식물체들을 대상으로 배수성 검증을 실시한 결과 종자를 형성한 모든 식물이 자연배가를 통한 이배체 식물임이 확인되었다. 본 실험의 결과는 다양한 배추 유전자원의 소포자 배양효율 증진을 위해 이용될 수 있을 뿐 아니라 획득한 고정 계통은 이후 배추의 육종 및 유전자 기능 연구의 소재로 활용될 수 있을 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제49권1호
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• pp.74-81
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• 2022

유채(Brassica napus)는 배추와 양배추의 자연 교잡에 의해 만들어진 이질사배체 작물(AACC, 2n = 38)로, 유채유를 생산하는 기름 작물이다. 본 연구에서는 올레산 함량이 높은 유채 EMS26 계통과 J8634-B-30 계통의 잡종 1세대 소포자를 이용하여 배양을 실시하였고, 재분화 식물체의 배수성을 검정하고 배가반수체 집단을 선발하여 C18 지방산 조성을 분석하였다. 먼저 꽃봉오리의 크기에 따른 소포자 발달 단계를 확인하였으며, 소포자 배 발생 효율이 높은 1핵기 말과 2핵기 발달 단계를 보이는 꽃봉오리 크기는 2.6 ~ 3.5 mm였다. 본 크기의 꽃봉오리만을 이용하여 소포자 배양을 실시하였으며, 배양 10일 후에 구형배와 심장형배가 관찰되었다. 소포자배는 캘러스를 형성하여 2차배로 발달하였으며, 이후 발달된 multilobe로부터 108 계통의 재분화 식물체를 획득하였다. 재분화된 식물체의 배수성은 4배체가 66.7% (72계통)로 다수였으며, 8배체는 27.8% (30계통), 그리고 2배체는 5.6% (6계통)로 확인되었다. 각 배수성에 따른 기공 세포의 크기는 4배체, 8배체, 2배체 각각 25.5 ㎛, 35.6 ㎛, 19.9 ㎛로 나타나, 배수성과 세포 크기는 정의 상관관계를 보였다. 이중 4배체 배가반수체 식물체 62계통을 선별하여 지방산 조성을 분석한 결과, 평균 올레산(C18:1) 함량은 72.3%, 리놀레산(C18:2) 11.8%, 리놀렌산(C18:3) 6.2%로 나타났다. 특히 올레산 함량이 가장 높은 계통은 DH22 계통으로 77.6%였으며, 리놀렌산 함량은 DH19계통에서 13.4%로 가장 높았다. 또한 모부본 보다 높은 올레산과 리놀렌산 함량을 보이는 계통은 각각 5개와 14개로 초월 분리(Transgressive segregation) 현상을 보였다. 이렇게 확보된 배가반수체 유전 집단은 유채의 불포화 지방산 생합성 기작 및 관련 유전자 탐색에 활용 가능하며, 올레산 함유량이 높은 계통들은 고품질 유채유 생산 품종 육종 소재로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.