• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제12권2호
• /
• pp.318-326
• /
• 2002

The pathogenic marine bacterium Vibrio vulnificus is the causative agent of food-borne diseases such as life-threatening septicemia. To better understand this organism's strategies to survive osmotic stress, a mutant that was more sensitive to high osmolarity was screened from a library of mutants constructed by a random transposon mutagenesis. By a transposon-tagging method, putAP genes encoding a proline dehydrogenase and a proline permease were identified and cloned from V. vulnificus. The amino acid sequences deduced from nucleotide sequences of putAP from V. vulnificus were 38 to $59\%$ similar to those of PutA and PutP reported from other Enterobacteriaceae. Functions of putAP genes were assessed by the construction of mutants, whose putAP genes were inactivated by allelic exchanges. When proline as the sole carbon or nitrogen source was used, the putA mutant was not able to grow to the substantial level, revealing the proline dehydrogenase is the only enzyme for metabolic conversion of proline into other amino acids. Although the growth rate of the putP mutant on proline as the sole carbon or nitrogen source was significantly reduced, the mutant still grew. This indicated that at least one more proline permease is produced by V. vulnificus. The putP mutant decreased approximately $2-log_10$ CFU/ml after a hyperosmotic challenge, while the parent strain decreased approximately $l-log_10$ CFU/ml. This result suggests that the gene product of putP contributes to the osmotic tolerance of V. vulnificus.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제25권8호
• /
• pp.1339-1348
• /
• 2015

Until now, considerable effort has been made to engineer novel nitrogen-fixing organisms through the transfer of nif genes from various diazotrophs to non-nitrogen fixers; however, regulatory coupling of the heterologous nif genes with the regulatory system of the new host is still not well understood. In this work, a 49 kb nitrogen fixation island from P. stutzeri A1501 was transferred into E. coli using a novel and efficient transformation strategy, and a series of recombinant nitrogen-fixing E. coli strains were obtained. We found that the nitrogenase activity of the recombinant E. coli strain EN-01, similar to the parent strain P. stutzeri A1501, was dependent on external ammonia concentration, oxygen tension, and temperature. We further found that there existed a regulatory coupling between the E. coli general nitrogen regulatory system and the heterologous P. stutzeri nif island in the recombinant E. coli strain. We also provided evidence that the E. coli general nitrogen regulator GlnG protein was involved in the activation of the nif-specific regulator NifA via a direct interaction with the NifA promoter. To the best of our knowledge, this work plays a groundbreaking role in increasing understanding of the regulatory coupling of the heterologous nitrogen fixation system with the regulatory system of the recipient host. Furthermore, it will shed light on the structure and functional integrity of the nif island and will be useful for the construction of novel and more robust nitrogen-fixing organisms through biosynthetic engineering.

• The Plant Pathology Journal
• /
• 제26권4호
• /
• pp.313-320
• /
• 2010

Genetic instability of the rice blast fungus Magnaporthe oryzae has been suggested as a major factor underlying the rapid breakdown of host resistance in the field. However, little information is available on the mechanism of genetic instability. In this study, we assessed the stability of repetitive DNA elements and several key phenotypic traits important for pathogenesis after serially transferring two isolates though rice plants and an artificial medium. Using isolate 70-15, we obtained a total of 176 single-spore isolates from 10 successive rounds of culturing on artificial medium. Another 20 isolates were obtained from germ tubes formed at the basal and apical cells of 10 three-celled conidia. Additionally, 60 isolates were obtained from isolate KJ201 after serial transfers through rice plants and an artificial medium. No apparent differences in phenotypes, including mycelial growth, conidial morphologies, conidiation, conidial germination, appressorium formation, and virulence, or in DNA fingerprints using MGR586, MAGGY, Pot2, LINE, MG-SINE and PWL2 as probes were observed among isolates from the same parent isolate. Southern hybridization and sequence analysis of two avirulence genes, AVR-Pita1 and AVR-Pikm, showed that both genes were also maintained stably during 10 successive generations on medium and plants. However, one reversible loss of restriction fragments was found in the telomere-linked helicase gene (TLH1) family, suggesting some telomere regions may be more unstable than the rest of the genome. Taken together, our results suggest that phenotype and genotype of M. oryzae isolates do not noticeably change, at least up to 10 successive generations on a cultural medium and in host plants.

• 화훼연구
• /
• 제17권3호
• /
• pp.179-184
• /
• 2009

페튜니아 5개 계통을 이면교배한 $F_1$ 10개 조합 및 양친에 대한 성 관련 형질인 초장, 초폭, 줄기길이, 줄기수, 절간장, 엽수 및 개회수 등의 형질에 대하여 상호관계 및 조합능력을 분석하였다. 초장은 초폭, 절간장 및 개회수 등의 형질들과, 엽수는 초폭, 줄기수 및 개회수의 형질들과 유의성이 인정되었으며, 특히 초폭과 절간장과의 사이에 고도로 유의한 정의 상관관계를 보였다. 일반조합능력(GCA)은 초장, 초폭, 줄기길이, 절간장, 줄기수, 엽수 및 개화수 등 모든 조사 형질에서 유의성이 인정되었고, 특수조합능력(SCA) 초폭, 줄기수, 엽수 및 개화수 등의 형질에서 유의성이 있었고, 일반조합능력효과가 특수조합능력효과보다 크게 작용하였다. 모본의 일반조합능력검정에서 D계통은 초 장, 초폭, 줄기길이, 줄기수, 엽수 및 개회수의 증가를 위해서, I계통은 초폭, 줄기길이 절간장에 대하여 일반 조합능력이 큰 것으로 나타났다. 특수조합능력 검정에서 초폭 증가에 뚜렷한 유의성을 보인 조합은 $D{\times}I$, $F{\times}I$와 $G{\times}I$조합이었고, 초폭, 절간장 및 개회수를 동시에 증가시키는데 유의성을 보인 조합은 $G{\times}I$조합이었다. 광의의 유전력은 7가지 형질 모두 크게 나타났고, 초폭과 줄기길이 및 절간장은 협의의 유전력도 높게 나타났다.

• 생명과학회지
• /
• 제29권3호
• /
• pp.376-381
• /
• 2019

본 연구는 에탄올내성, 내열성, ${\beta}-glucanase$ 활성 및 xylose 대사가 가능한 새로운 생물시스템을 육종하기 위해 원형질체융합(protoplast fusion)이라는 방법을 사용하여 S. cerevisiae BYK-F11 균주와 P. $stipitis{\Delta}ura$ 균주와의 genome shuffling을 시도하였다. P. $stipitis{\Delta}ura$ 균주는 URA3 유전자를 결실시켜 uracil 영양요구주로 구축되었다. Protoplast fusion을 통해 몇몇의 융합체가 선별되었고, 두 모균주인 BYK-F11 균주와 P. $stipitis{\Delta}ura$ 균주의 핵형(karyotype)를 모두 가지는 BYKPS-F8 균주가 22개의 융합체중에서 최종 선정되었다. 이어 ${\beta}-glucanase$ 활성, xylose 이용능, 에탄올내성, 내열성 및 에탄올생산성에 대한 다양한 표현형이 조사되었다. BYKPS-F8 균주는 모균주인 BYK-F11 균주가 가지는 ${\beta}-glucanase$ 활성을 가지게 되었고, P. $stipitis{\Delta}ura$ 균주가 가지는 xylose 이용능도 모균주보다 1.2배 증가되었음을 확인할 수 있었다. BYKPS-F8 균주는 $40^{\circ}C$에서 내열성을 보였으며, 8% 에탄올이 첨가된 배지에서 모균주에 비해 에탄올 내성이 증가되었음을 확인 할 수 있었다. 20 g/l의 xylose가 함유된 배지에서 72시간 배양에 의해 약 7.5 g/l의 에탄올을 생산할 수 있었으며, 260시간의 장기간의 배양에도 BYKPS-F8균주에 도입한 다형질이 안정적으로 유지됨을 확인하였다. 따라서, 본 연구에서 사용된 균주 육종방법을 통해 다형질을 가진 다른 속간의 균주 융합 및 산업적으로 유용한 생물시스템의 육종이 가능함을 확인하였다.

• 현장농수산연구지
• /
• 제3권1호
• /
• pp.85-93
• /
• 2001

페튜니아 6개 계통을 이면교배한 F₁ 15개 조합 및 양친에 대한 엽장, 엽폭, 분지수, 엽수, 엽면적, 생체중 및 건물중 등의 형질에 대하여 상호관계 및 조합능력을 분석하였다. 엽면적과 생체중은 엽장, 엽폭, 분지수 및 엽수 등 모든 형질들과 유의성이 인정되는 정의 상관관계를 보였고 건물중은 엽장, 엽폭 및 생체중과 고도의 정의 상관관계를 보였으나 엽수와 엽장과는 상관관계가 없었다. 조합능력의 분산은 일반조합능력이나 특수조합능력 모두 7가지 형질에서 유의성이 인정되었으며 특수조합능력의 분산구성분이 일반조합능력의 분산구성분 보다 크게 작용하여 이들 형질의 유전에는 비상가적 유전자 작용이 큰 것으로 나타났다. 모본의 일반조합능력에서 D와 G계통은 엽장증가에 대한 효과가 컸으며, C와 D계통은 분지수, 엽수 및 엽면적증가에 대하여 일반조합능력이 컸고, 생체중 및 건물중 증가를 위해서는 C, D와 G계통들이 일반조합능력이 큰 것으로 나타났다. D×E조합, D×G조합 및 E×G조합은 엽장, 엽폭, 분지수, 엽수, 엽면적, 생체중 및 건물중 등의 모든 조사형질에서 특수조합능력 효과가 높았다. 유전력은 7가지 형질 모두 광의의 유전력이 크게 나타났고 엽폭 및 건물중은 광의와 협의의 유전력 모두가 높게 나타났다.

• 현장농수산연구지
• /
• 제3권1호
• /
• pp.94-101
• /
• 2001

페튜니아 6개 계통을 이면교배한 F₁ 15개 조합 및 양친에 대한 발아율, 발아소요일수, 개화소요일수, 등숙소요일수 및 협당 종자수 등의 형질에 대하여 상호 관계 및 조합능력을 분석하였다. 개화소요일수와 발아소요일수 및 협당 종자수는 정의 상관관계를 보였고, 이들 형질과 발아율은 부의 상관관계를 나타냈으며, 종자 등숙소요일수와는 관계가 없었다. 협당 종자수는 발아율과 정의 상관관계를 나타냈다. 조합능력의 분산은 일반조합능력이나 특수조합능력 모두 5가지 형질에서 유의성이 인정되어 형질의 유전에는 상가적 유전 작용과 비상가적 유전 작용이 모두 중요하게 작용하는 것으로 나타났다. 모본의 일반 조합능력에서, 발아소요일수 및 개화소요일수 감소를 의해서는 A와 C계통에서, 발아율 증가 및 협당 종자수 증가를 위해서는 C와 G계통에서 각각 일반조합능력효과가 높게 나타났다. 개화소요일수 및 발아소요일수가 짧고, 발아율 및 협당 종자수의 특수조합능력효과가 높았던 조합은 D×G 및 E×F 조합이었고, 개화소요일수 및 발아소요일수가 길면서, 발아율 및 협당 종자수의 특수조합능력효과가 높았던 조합은 C×F로 나타났다. 유전력은 5가지 형질 모두 광의의 유전력이 크게 나타났고, 등숙소요일수 및 협당 종자수는 광의와 협의의 유전력 모두가 높게 나타났다.

• 한국작물학회지
• /
• 제65권3호
• /
• pp.161-171
• /
• 2020

본 연구에서는 국내 벼 직파재배 활성화 및 재배면적 확대를 위하여 담수발아 관련 QTLs 단편이 이입된 자포니카형 우량 계통을 육성하였다. 더불어 담수 중 혐기발아 내성과 관련 분자표지를 개발하였으며, 이를 우량계통 선발에 직접 활용하였다. 인공교배를 통해 국내 자포니카 잡초벼인 PBR을 수여친으로 남평을 반복친으로 여교잡을 수행하였으며, 이 조합으로부터 담수 혐기 발아성이 개선된 자포니카 형 우량계통을 육성하였다. 그리고 혐기 발아 내성 관련 QTL 판별을 위한 CAPS 분자표지(NP01.014, NP03.077, NP11.091)를 개발하였다. 여교잡 집단을 육성하고, 작물학적 특성, 담수저항성 검정 등의 표현형 선발과 분자표지 선발을 통해 주요 농업형질, 담수 혐기 발아성이 양호한 5계통이 최종 선발되었으며, 이들 계통은 모두 QC1 혹은 QC2 조합으로 남평에 비해 온실에서 평균 2.3배, 포장에서 2.6배 가량 유묘 생존율이 개선된 것으로 나타났다. 선발된 5계통에 대한 생산력 검정 예비시험(PYT), 주요 작물학적 특성 및 담수 혐기 발아성 등의 검정을 통해 28708을 담수직파 우량계통으로 최종 선발하고 '전주643호'로 계통명을 부여하였다.

• 한국가금학회지
• /
• 제42권2호
• /
• pp.157-167
• /
• 2015

본 연구에서는 국립축산과학원에서 보유하고 있는 토종닭 순계 12계통에 대한 계통 간 스트레스 반응 정도를 비교 분석하고자 하였다. 개체 별 스트레스 반응 정도 분석은 혈액으로부터 열 스트레스 단백질인 HSP-70, HSP-$90{\alpha}$, HSP-$90{\beta}$ 및 hydroxyl-3-methyl-glutaryl coenzyme A reductase(HMGCR)의 유전자 발현율과 텔로미어 함량을 반응 대상 표지로 하여 총 1,101수에 대해 정량 실시간 중합효소 연쇄반응법(real-time PCR)으로 분석하였다. 분석 결과 계통 간 HSP-70, HSP-$90{\alpha}$, HMGCR의 유전자 발현율과 텔로미어 함량의 차이가 있는 것으로 나타났으며, 암수 간에 있어서도 HSP-$90{\alpha}$, HSP-$90{\beta}$ 및 HMGCR의 발현율 차이를 나타내었다. 뿐만 아니라 닭의 연령 간에도 HSP-70 및 HSP-$90{\beta}$의 유전자 발현율과 텔로미어 함량의 차이가 있는 것으로 나타났다. 계통 간 HSP 유전자 발현율과 텔로미어 함량 분석의 결과에 따라 공시 계통들 중 R, L, Y 계통들이 상대적으로 외부 스트레스에 강한 계통으로 보여지고, 반면 S, O, W 계통들은 스트레스에 민감한 계통들로 판단된다. 암수 간 스트레스 반응 정도에 있어 열 스트레스 단백질의 표지들 중 일부가 성 간 유의적 차이가 나타나지만 표지들 간 서로 상반된 결과를 보이고 또한 계통과 성 간의 상호작용이 있음에 따라 닭의 암수 간 스트레스 반응 정도의 차이는 없는 것으로 판단된다. 더불어 연령 간에도 일부 열 스트레스 유전자 발현도의 유의적 차이가 있었지만 표지들 간에 일관성이 없어 닭의 연령 간 스트레스 반응 정도의 차이는 없는 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.381-387
• /
• 2010

농가에 보급된 제주흑우 수정란이식 및 인공수정 생산축의 확인을 위하여 분자유전학적 실험기법을 이용한 개체 추척을 수행하였다. 유전자 marker 체계는 ISAG 권장 MS marker 11종, 예비시험 후 선발된 SAES marker 11종, 흑모색 관련 MC1R과 ASIP 유전자들을 조합하여 분석하였다. 분석결과 부모 정보가 없는 상태에서의 부권 부정율이 국제권장기준보다 높은 수준을 보였으며, 형매간 동일개체출현률은 $5.3{\times}10^{-10}$으로 조사되었다. 친자검정 결과 후보축에 대한 후보 부, 모, 부모 모두가 확인되는 경우는 각각 77.0, 54.0, 40.5%였다. 부-모-자간 trio-mismatch가 전혀 없는 수정란이식 개체는 공급 수정란 대비 14.7%로 확인되었고, 전체 후보축군 중 32.4%는 후보 부와의 mismatch가 없는 인공수정에 의해 생산된 개체들로 판정하였다. ISAG marker들만을 분석한 결과에서는 7두가 동일한 3가지 유전자형 조합을 나타내었으나, ISAG/SAES marker들을 조합했을 때에는 2두에서만 동일 유전자형 조합을 나타내었다. MS와 모색유전자 분석자료를 모두 조합했을 때는 조사된 모든 개체들이 서로 구분되었다. 현재의 제주흑우집단이 소수 핵군에서 인공수정과 수정란이식 등 생명공학 기법으로 육성된 집단이기에 제주흑우집단의 유전적 다양성은 낮게 나타났다. 본 연구는 유전자 개체식별과 혈통관리 체계의 구축을 위해서는 적어도 20개 이상의 MS marker와 모색관련 유전자형 자료가 필수적으로 활용되어야함을 제안하고 있으며, 연구결과는 향후 제주흑우의 분자육종에 있어 유용한 자료가 될 것으로 시사하고 있다.