• 한국응용곤충학회지
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• 제48권1호
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• pp.21-27
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• 2009

2001년 경기 김포 매립지 주변의 논에서 다량의 반점미를 유발시켰던 흑다리긴노린재[Paromius exiguus (Distant)]의 연중 발생소장과 주요 기주에서 연령분포를 분석하였다. 월동성충은 여러 지역의 다양한 화본과 잡초 기부에서 발견되었다. 흑다리긴노린재 성충은 월동 후 5월 중순경에 띠[Imperata cylindrica (L.)]로 이동하여 1세대를 경과하였다. 6월 하순경에는 산조풀[Calamagrostis epigeios (L.)]로 이동하여 2세대 발육을 완료하였으며, 8월 초순부터 벼(Oryza sativa L.)와 다른 화본과 잡초로 이동, 3세대 발육한 후 성충으로 월동하였다. 흑다리긴노린재 약충은 5령을 경과하였으며 각 영기는 두폭과 앞가슴전엽폭으로 구분하였다. 흑다리긴노린재의 연령분포는 띠 및 벼에서 시간의 흐름에 따라 주축 영기가 순차적으로 이동하는 비교적 단순한 형태를 보였으나 산조풀에서는 띠에서 발육이 완성되지 못한 약충들과 성충들이 지속적으로 이동하여 복잡한 연령구조를 이루었다. 모든 기주에서 약충의 밀도가 가장 높았던 시기는 3령과 4령의 구성 비율이 가장 높은 시기였으며 이러한 연령 구성 변화는 영기에 따른 약제 감수성 등과 관련하여 적절한 방제시기를 결정하는데 중요한 의사 결정 수단으로 사용될 수 있을 것으로 여겨진다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제42권3호
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• pp.186-195
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• 2015

Anthranilate synthase (AS)는 트립토판(Trp)과 indole-3-acetic acid, indole alkaloids의 생합성 경로에서 중요한 효소로 작용한다. 트립토판 생합성 상에서 feedback inhibition에 민감하게 반응하는 AS alpha-subunit 관련 OASA2 유전자 영역의 single (F124V) 및 double (S126F/L530D) 점돌연변이로 변형된 유전자의 재조합운반체를 작성하고 이들 유전자들을 Agrobacterium 방법으로 동진벼에 도입하여 형질전환체를 육성하였다. Single 및 double 돌연변이 OsASA2 유전자가 도입된 형질전환 벼 계통들은 nos gene probe를 이용한 TaqMan PCR 방법으로 single copy를 선발하였고, intergenic 계통을 선발하기 위해서 Bfa I 제한효소를 이용하여 RB와 LB 인접서열로부터 IPCR을 통한 FST 분석을 수행하여 4 개의 intergenic 계통을 선발하였다. 도입된 유전자의 발현으로 형질전환 벼는 Trp, IAN 및 IAA가 잎에 가장 많이 축적되었고, 종자의 트립토판 함량도 증가되었다. 후대에서 tryptophan 함량이 높은 S-TG와 D-TG의 두 호모 이벤트 계통을 육성하여 트립토판 함량을 분석한 결과 대조구에 비하여 13~30배 이상 높게 나타났으며, 유리아미노산의 함량도 증가하였다. 이벤트 계통을 이용하여 microarray 분석을 수행한 결과 세포 내 이온 수송, 영양분 공급 등에 영향을 주는 유전자군들이 up-regulation 되었고, 세포 내 기능유전자의 역할을 담당하는 조효소 등이 down-regulation 된 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과는 선발된 두개의 상동성 이벤트 계통들이 고함량의 유리 트립토판 생산 벼의 육종에 효과적으로 이용될 수 있음을 보여준 결과로 생각된다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제36권1호
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• pp.23-29
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• 2009

벼의 저온처리 cDNA 은행에서 분리된 CCCH 형태 zinc finger 단백질인 OsZF2의 기능을 분석하기 위하여 벼에서 CaMV 35S 프로모터 조절하에 OsZF2가 발현(35S:OsZF2)되는 형질전환벼 식물체를 개발하였다. 35S:OsZF2 형질전환벼에 대한 하이그로 마이신저항성 검정을 통해 동형접합체 계통을 선발하고 Northern 발현분석에 의해 OsZF2 유전자가 형질전환체에서 과발현되는 것을 확인하였다. 형질전환체와 대조구인 낙동벼를 100 mM NaCl 첨가 MS 배지에서 키운 후 잎과 뿌리의 길이를 측정하여 내염성 검정을 수행한 결과 대조구에 비해 형질전환체 생육이 다소 양호 한 것으로 나타났다. GMO 포장에서 생육상태를 관찰 한 결과 형질전환체는 생육지연으로 인한 왜화 현상을 나타내며 출수기 또한 열흘 정도 지연되나 등숙기에는 대조구와 같은 초장을 보였다. zinc finger 유전자는 식물체의 발달과 분화 단계 및 환경 스트레스 반응 등 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으므로 유전체발현 분석으로 하위단계에서 조절되는 유전자 발현 양상을 분석하였다. 35S:OsZF2 전환체에서 낙동벼보다 4배 이상 발현이 증가된 유전자 중에서 게놈 주석에 기초한 기능을 유추하면 신호전달과 관련된 protein kinase, DNA 결합단백질과 대사에 관련된 효소 유전자, 스트레스 반응에 관여하는 일부 유전자 및 병 저항성과 관련된 유전자들의 발현이 증가되었다. 따라서 벼에서 분리된 OsZF2 CCCH type zinc finger 유전자는 벼 성장 발달과 스트레스에 반응하는 상위 조절자로서 기능을 할 것으로 추측된다.

• 생명과학회지
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• 제22권1호
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• pp.126-131
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• 2012

현미의 기능성을 증명하기 위하여 열수, 에탄올 추출하여 여러 가지 생리활성에 대하여 조사하였다. 우선, 아 질산염 소거능 분석에서는 현미 열수와 에탄올 추출물 1 mg/ml 농도, pH 1.2에서 75.4와 94.9%을 나타내었고, xanthine oxidase 저해능은 현미 에탄올 추출물 10 mg/ml에서 72.9%로 같은 농도의 열수 추출물보다 높게 측정되었다. 현미의 소화율($44.46{\pm}6.09$%)은 백미의 소화율($62.71{\pm}4.18$%)보다 낮으며 ${\alpha}$-glucosidase 저해능은 현미 에탄올 추출물 10 mg/ml에서 93.1%로 같은 농도의 열수 추출물보다 높게 측정되었다. 현미 열수와 에탄올 추출물의 SOD 유사활성은 10 mg/ml에서 56.4와 44.9%로 유의적인 큰 차이는 없었다. 현미의 숙취해소 효능은 ADH와 ALDH 활성증진에 현미 열수와 에탄올 추출물이 미치는 영향을 조사함으로써 증명하고자 하였는데 그 결과, 현미 에탄올 추출물에서 알콜 분해능 증가율이 나타났다.

• 한국자원식물학회지
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• 제18권3호
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• pp.359-366
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• 2005

재배종담배(Nicotiana tabacum L. cv.), 야생종담배 (N. plumbaginifolia)와 벼종자(Orya sativa L, cv.)에 neutron빔을 각각 조사(irradiation)하여 발아, 식물체의 생장과 DNA의 변이에 미치는 영향을 검토하였다. 담배종자와 벼종자에 90, 180, 270, 360, 450, 540 Gy까지 조사로 발아율은 크게 감소하지 않았고, 생장에 있어 유의적인 차이는 없었다. 그러나 담배식물체에서 총 200개체 중 71개체(약 $36\%$)가 잎에서 형태 이상을 나타내었다. 또한 줄기색 변이체, 엽색변이체, 화형변이체를 유도하였다. 이 결과는 neutron빔이 유용한 돌연변이원으로서 가능성이 있음을 시사해 준다. Neutron빔을 조사한 후 생장한 담배식물체의 잎에 대하여 총 34개의 primer를 이용하여 RAPD 분석한 결과 20개의 primer에서 총 104개의 DNA 단편이 증폭되었고, 중성자 빔조사처리구에서만 출현하는 DNA 단편은 나타나지 않았다.

• 한국작물학회지
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• 제50권spc1호
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• pp.88-93
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• 2005

난소화성 다당류의 함량이 높은 고아미2호의 취반특성 개선 및 식미 향상을 목적으로 수행한 연구결과는 다음과 같았다. 1. 취반이 어려운 것으로 알려진 고아미2호는 가루로 1차 호화시킨 후에도 미세전분입자는 호화되지 않은 것으로 나타나 일반적인 취반방법으로는 식미개선에 어려움이 있는 것으로 나타났다. 도정에 의해서 색, 물성 및 호화특성의 변화를 살펴 보았으나 명도와 백도 이외에는 도정율에 따른 유의한 특성 변화는 없는 것으로 나타났다. 2. 상온수분흡수특성을 통해 고아미2호 최소 1시간 이상의 수침시간을 필요로 하며 관능평가를 통해 이 경우 식미가 더 양호함을 확인할 수 있었다. 3. 품종별 호화 및 취반특성을 비교해 본 결과 고아미2호의 호화개시온도가 $88^{\circ}C$로 매우 높고 일반 밥솥에서 취반할 경우 수분흡수율과 팽창용적이 적은 것으로 보아 취반 방법에 있어서 고온고압이 요구되는 것으로 나타났다. 4. 다른 품종과의 혼합을 통한 식미 혹은 물성 개선을 위해 아밀로스 함량이 다른 일품벼, 백진주, 화선찰벼를 비교한 결과 호화가 늦고 경도가 낮으며 노화특성이 양호한 백진주, 화선찰벼가 일품벼에 비해 더 적합할 것으로 예상되었고, 관능 평가를 통해 두 품종이 일품벼에 비해 전반적으로 더 양호한 것으로 나타났다.

• 한국작물학회지
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• 제35권1호
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• pp.65-72
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• 1990

본 연구는 Japonica형 품종인 섬진벼와 통일형품종인 서광벼의 세포주기를 측정하고 온도의 하항에 따른 세포주기의 지연을 측정하여 품종간의 차이가 있는지를 조사하였다. 또한 세포주기를 phase별로 기간을 측정하고 온도의 변화에 따른 각 phase 기간변화로 조사하였다. 아울러 DNA, RNA 및 protein 합성량도 측정하여 세포주기와 어떠한 관련성이 있는지를 조사하였는데 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 섬진벼와 서광벼의 세포주기는 3$0^{\circ}C$에서 6시간, 2$0^{\circ}C$에서 12시간으로 동일하였으나 15$^{\circ}C$에서는 섬진벼 18시간, 서광벼 20시간으로 나타난 것으로 보아 Japonica형 품종인 섬진벼가 통일형 품종인 서광벼에 비하여 냉해에 강한 것으로 나타났다. 2. 세포주기로부터 측정된 각 phase별 기간은 섬진벼가 2$0^{\circ}C$에서 $T_{G_1}$=2.0, $T_{s}$ =4.4, $T_{G_2}$=3.2 그리고 $T_{M}$=2.4 시간이었고, 3$0^{\circ}C$에서 $T_{G_1}$=1.8, $T_{s}$ =2.6, $T_{G_2}$=0.6 그리고 $T_{M}$=0.8 시간이었다. 서광벼에서는 2$0^{\circ}C$에서 $T_{G_1}$=3.0, $T_{s}$ =3.0, $T_{G_2}$=3.5 그리고 $T_{M}$=2.5시간이었고 3$0^{\circ}C$에서 $T_{G_1}$=1.5, $T_{s}$ =1.5, $T_{G_2}$=2.0 그리고 $T_{M}$=1.0시간이었다. 2$0^{\circ}C$에서 3$0^{\circ}C$로 배양온도가 상승함에 따라 섬진벼에서는 2$0^{\circ}C$에 비하여 3$0^{\circ}C$에서 $G_1$기는 길어졌고 $G_2$기와 M기는 짧아졌다. 그러나 서광벼에서는 각 phase의 상대적 기간이 거의 일정한 비율이었다. 3. DNA, RNA 및 protein 합성은 온도가 하항함에 따라 증가하는 경향이었다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.159-159
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• 2017

Drought, a common environmental constraint, induces a range of physiological, biochemical and molecular changes in plants, and can cause severe reductions in crop yield. Consequently, understanding the molecular mechanisms of drought tolerance is an important step towards crop biotechnology. Here, we report that the rice (Oryza sativa) homeodomain-leucine zipper class IV transcription factor gene, ${\underline{R}ice}$ ${\underline{o}utermost}$ ${\underline{c}ell-specific}$ gene 10 (Roc10), enhances drought tolerance and grain yield by increasing lignin accumulation in ground tissues. Overexpression of Roc10 in rice significantly increased drought tolerance at the vegetative stages of growth and promoted both more effective photosynthesis and a reduction in water loss rate, compared with non-transgenic controls or RNAi transgenic plants. Importantly, Roc10 overexpressing plants had a higher drought tolerance at the reproductive stage of growth and a higher grain yield compared with the controls under field-drought conditions. Roc10 is mainly expressed in outer cell layers including the epidermis and the vasculature of the shoots, which coincides with areas of cell wall lignification. Roc10 overexpression elevated the expression levels of lignin biosynthetic genes in shoots, with a concomitant increase in the accumulation of lignin, while the overexpression and RNAi lines showed opposite patterns of lignin accumulation. We identified downstream target genes of Roc10 by performing RNA-seq and chromatin immunoprecipitation (ChIP)-seq analyses of shoot tissues. Roc10 was found to directly bind to the promoter of PEROXIDASEN/PEROXIDASE38, a key gene in lignin biosynthesis. Together, our findings suggest that Roc10 confers drought stress tolerance by promoting lignin biosynthesis in ground tissues.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.44-44
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• 2017

Recently, the occurrences of extreme flooding and drought, often in the same areas, have increased due to climate change. We tested the hypothesis that wetland species could help upland species under flood conditions; that is, the roots of wetland crops may supply $O_2$ to the roots of upland crops by a series of experiments conducted in both humid Japan and semi-arid Namibia (See Iijima et al, 2016 and Awala et al, 2016). Firstly, flooding tolerance of upland-adapted staple crops-pearl millet (Pennisetum glaucum) and sorghum (Sorghum bicolor) mix-cropped with rice (Oryza spp.) was investigated in glasshouse and laboratory experiments in Japan. We found a phenomenon that strengthens the flood tolerance of upland crops when two species-one wetland and one drought tolerant-were grown using the mixed cropping technique that results in close tangling of their root systems, hereinafter referred to "close mixed-planting". This technique improved the photosynthetic and transpiration rates of the upland crops subjected to flood stress ($O_2$-deficient nutrient culture). Oxygen transfer was suggested between the two plants mix-cultured in water, implying its contribution to the phenomenon that improved the physiological status of upland crops under the simulated flood stress. Secondly, we further tested whether this phenomenon would be expressed under field flood conditions. The effects of close mixed-planting of pearl millet and sorghum with rice on their survival, growth and grain yields were evaluated under controlled field flooding in semi-arid Namibia during 2014/2015-2015/2016. Single-stand and mixed plant treatments were subjected to 11-22 day flood stress at the vegetative growth stage. Close Mixed-planting increased seedling survival rates in both pearl millet and sorghum. Grain yields of pearl millet and sorghum were reduced by flooding, in both the single-stand and mixed plant treatments, relative to the non-flooded upland yields, but the reduction was lower in the mixed plant treatments. In contrast, flooding increased rice yields. Both pearl millet-rice and sorghum-rice mixtures demonstrated higher land equivalent ratios, indicating a mixed planting advantage under flood conditions. These results indicate that mix-planting pearl millet or sorghum with rice could alleviate flood stress on dryland cereals. The results also suggest that with this cropping technique, rice could compensate for the dryland cereal yield losses due to field flooding. Mixed cropping of wet and dryland crops is a new concept to overcome flood stress under variable environmental conditions.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.59-59
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• 2017

Rice (Oryza sativa L.) is the most important crop and its yield must be improved to feed the increasing global population. Recently developed high-yielding varieties with extra-large sink capacity often have a problem in unstable grain-filling. Therefore, understanding limiting factors for improving grain-filling and controlling them are essential for further improvement of rice grain yield. However, since grain-filling rate was determined by complex sink-source balance, the ability of grain-filling was very difficult to evaluate. Source ability for 'grain' was not only determined by the ability of carbon assimilation in leaves, but also that of carbon translocation from leaves to panicles. Sink strength was determined by the complex carbon metabolism from sucrose degradation to starch synthesis. Hence, to evaluate the grain-filling ability and determine its regulatory steps, the whole picture of carbon flow from photosynthesis at leaves to starch synthesis at grains must be revealed in a metabolite level. In this study, the yield and grain growth rate of three high-yielding varieties, which show high sink capacity commonly, were compared. Momiroman showed lower grain filling rate and slower grain growth rate than the other varieties, Hokuriku 193 and Tequing. To clarify the limiting point in the carbon flow of Momiroman, $CO_2$ labeled by stable isotope ($^{13}C$) was fed to three varieties during ripening period. The ratio of $^{13}C$ left in the stem was higher in Momiroman 24 hours after feeding, suggesting inefficient carbon translocation of Momiroman. More interestingly, $^{13}C$ translocation from soluble fraction to insoluble one in the grain seemed to be slower in Momiroman. To get the further insight in a metabolite level, we are now trying the $^{13}C$ labeling metabolome analysis in the developing grains.