• 한국산림과학회지
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• 제103권2호
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• pp.189-195
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• 2014

Basic leucine zipper(bZIP) 단백질은 식물의 성장과 발달 그리고 스트레스 반응을 조절하는 전사인자이다. 본 연구에서는 현사시나무(Populus alba ${\times}$ P. glandulosa)에서 SE3 그룹에 속하는 bZIP인 PagbZIP1 유전자를 분리하여 구조와 발현 특성 등을 조사하였다. 현사시나무의 PagbZIP1 유전자는 844개의 염기쌍으로 이루어져 있으며, 144개의 아미노산으로 구성되는 예상 분자량 16.6 kDa의 단백질을 암호화한다. PagbZIP1은 보존영역인 basic domain과 leucine zipper domain을 가지고 있으며, 현사시나무의 염색체에 2 copy가 존재하는 것으로 나타났다. PagbZIP1은 현사시나무의 뿌리와 배양세포에서 특이적으로 발현하며, 배양세포의 생장주기에서는 정지기에 높게 발현하였다. 또한 건조와 염 그리고 저온 스트레스 뿐 아니라 식물호르몬인 ABA 처리에 의해서도 발현이 유도되어, ABA를 경유한 신호전달경로를 따라 유전자 발현을 조절하는 것으로 판단되었다. 본 연구결과는 PagbZIP1 유전자의 도입과 발현조절을 통한 바이오매스 증진 및 스트레스 내성 나무의 개발에 도움을 줄 것으로 생각된다.

• 임산에너지
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• 제24권1호
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• pp.39-46
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• 2005

본 연구에서는 연속형 초임계수 분해장치를 이용하여 처리온도 별로 현사시목재의 당화 가능성과 현사시목재 각 성분의 분해특성을 분석하였다. 미세하게 분쇄한 현사시목분을 물의 초임계압력(23MPa) 조건하에서 각각 아임계온도$(275^{\circ}C,\;325^{\circ}C)$와 초임계온도$(375^{\circ}C,\;415^{\circ}C)$에서 각각 2분간 처리하였다. 갈색을 띤 현사시목분의 액상분해산물에는 어느 정도의 미분해 고형분이 포함되어 있었다. 초임계수 분해온도가 높을수록 현사시목분의 분해율은 증가하여 초임계조건인 $375^{\circ}C$에서는 현사시목분의 $94\%$까지 분해되었다. 각 처리조건에서 생성된 환원당량을 DNS법으로 측정한 결과, 처리온도가 상승함에 따라 생성된 환원당량은 점차 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 반응 초기에 생성된 환원당들이 높은 온도의 반응기를 통과하면서 열분해와 유사한 화학적 반응에 의해 더욱 분해되어 퓨란계 화합물로 전환된 것으로 예측되었다. 리그닌의 분해특성을 살펴보기 위하여 액상의 분해산물을 ethylacetate로 추출하여 유기용매 가용부를 GC-MS로 분석하였다. 리그닌의 분해산물은 대부분 페놀성 유도체인 vanillin, guaiacol, syringaldehyde, 4-prophenyl syringol과 dihydrosinapyl alcohol등으로 확인되었으며, 이들의 농도는 처리온도가 상승함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 리그닌 분해산물은 리그닌고분자의 주요 결합인 에테르 결합이 높은 온도조건하에서 분해에 의한 것으로 예측되었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제13권3호
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• pp.140-147
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• 2011

고온과 고광으로 인해 항산화요구도가 높은 8월 시기에 포플러클론들의 산화피해와 항산화반응에 대하여 양돈폐수의 영향에 대하여 알아보았다. 잎의 이온유출량과 항산화효소 APX와 GR의 활성, 그리고 카로테노이드 함량을 조사였다. 포플러클론의 양돈폐수 처리에 따른 산화피해와 항산화반응은 다양하게 나타났다. 산화스트레스로 인한 세포막 피해 수준을 알 수 있는 이온유출량 기준으로, 크게 세 그룹으로 분류하였다. 첫번째 그룹은 세포막 피해수준이 대조구보다 높게 나타난 클론들로서 Eco 28, 62-10, Bonghwa1, Dorskamp가 포함되었다. 이들 그룹은 양돈폐수 처리로 인한 고농도 질소함량이 스트레스로 작용하여 여름철 항산화요구도가 더욱 가중된 것으로 보인다. 그래서 결과적으로 활성산소에 대한 항상성을 유지하지 못하였다. 두번째 그룹은 세포막 피해수준이 대조구와 유사한 Suwon, 72-30, 72-31 이었다. 세 번째 그룹은 세포막 피해수준이 대조구보다 낮게 나타난 97-18 이었다. 97-18 클론의 경우 양돈폐수 처리로 인해 공급된 질소가 여름철 산화스트레스에 대한 피해를 경감시켜, 양돈폐수 처리로 인한 여름철 산화피해가 가장 적은 클론으로 나타났다. 이러한 결과들은 양돈폐수로 인한 고농도 질소가 클론마다 서로 다르게 작용할 수 있음을 의미한다. 생장시기인 여름철에 가중되는 산화피해는 전체 생중량에 영향을 주어 양돈폐수 정화능력에도 영향을 미칠 수 있을 것으로 생각된다. 그러나 이러한 부분에 대해 추후 연구가 더 필요하다.

• 한국산림과학회지
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• 제102권3호
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• pp.331-337
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• 2013

Formate dehydrogenase(FDH)는 포름산이온을 이산화탄소로 산화하는 반응을 촉매하는 효소로서, 건조와 저온 그리고 병원균 감염 등에 반응하는 스트레스 단백질로 알려져 있다. 본 연구에서는 현사시나무에서 FDH의 cDNA를 분리하여 구조와 발현 특성 등을 조사하였다. 현사시나무의 FDH cDNA(PagFDH1)는 1,499개의 염기쌍으로 이루어져 있으며, 388개의 아미노산으로 구성되는 예상 분자량 42.5 kDa의 단백질을 암호화한다. PagFDH1 단백질은 미토콘드리아 신호펩티드와 $NAD^+$ 결합부위를 가지고 있다. PagFDH1은 현사시나무의 염색체에 1 copy가 존재하며, 배양세포에서 가장 높게 발현되고 뿌리와 꽃 그리고 잎에서도 발현되었다. 현탁배양세포의 생장주기에서 유도기와 초기 지수생장기에 높게 발현하였다. PagFDH1은 건조와 염 스트레스에 반응하여 ABA를 경유한 신호전달경로에 의해 발현이 유도되는 것으로 나타났다. 본 연구결과는 FDH 유전자의 도입과 발현조절을 통한 환경 스트레스 저항성나무의 개발에 도움을 줄 것으로 생각된다.

• 한국식물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국식물생명공학회 2004년도 생명공학 실용화를 위한 비젼
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• pp.113-113
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• 2004

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제31권2호
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• pp.78-90
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• 2015

Short rotation woody crops belonging to the genera Populus L., Salix L., Pinus L., and Eucalyptus L'Her. have provided broad economic and ecological benefits throughout the world, including afforestation and reforestation along urban to rural gradients. Within the genus Populus, cottonwoods, poplars, aspens, and their hybrids (hereafter referred to as poplars) have been shown to exhibit favorable genotype ${\times}$ environment interactions, especially in the face of changing climates. Similar growth responses have been reported for Pinus, especially with white pine (Pinus strobus L.) in the North Central United States. This has led to current research priorities focused on ecosystem services for both genera. The Millennium Ecosystem Assessment (2005) defines cultural, supporting, provisioning, and regulating ecosystem services. The overarching objective of this paper was to synthesize information about the potential of poplars to provide multiple ecosystem services when grown at sites with varying soil and climate conditions across landscape gradients from urban to rural areas. Specific objectives included: 1) providing background of the United States Forest Service and its Research and Development branch, 2) integrating knowledge of current poplar breeding and development with biomass provisioning and carbon regulating ecosystem services as they relate to changing climates in the North Central United States, and 3) providing a case study illustrating this integration through comparisons of poplar with white pine. Our results were evaluated in the context of climate change mitigation, with specific focus on selection of favorable genotypes for sequestering atmospheric carbon and reducing fossil fuel carbon emissions.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제41권1호
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• pp.26-32
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• 2014

Recent genome annotation revealed that Populus trichocarpa contains 81 glutathione S-transferase (GST) genes. GST genes play important and varying roles in plants, including conferring tolerance to various abiotic stresses. Little information is available on the relationship - if any - between drought/salt stresses and GSTs in woody plants. In this study, we screened the PatgGST genes in hybrid poplar (Populus alba ${\times}$ Populus tremula var. glandulosa) that were predicted to confer drought tolerance based on our expression analysis of all members of the poplar GST superfamily following exposure to salt (NaCl) and drought (PEG) stresses, respectively. Exposure to the salt stress resulted in the induction of eight PatgGST genes and down-regulation of one PatgGST gene, and the level of induction/repression was different in leaf and stem tissues. In contrast, 16 PatgGST genes were induced following exposure to the drought (PEG) stress, and two were down-regulated. Taken together, we identified seven PatgGSTs (PatgGSTU15, PatgGSTU18, PatgGSTU22, PatgGSTU27, PatgGSTU46, PatgGSTU51 and PatgGSTU52) as putative drought tolerance genes based on their induction by both salt and drought stresses.

• 한국산림과학회지
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• 제101권2호
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• pp.291-296
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• 2012

세대기간이 긴 임목에 있어 3배체는 바이오매스 생산과 분자생물학적 연구 분야에서 매우 유용한 연구재료이다. 1970년대 육성된 현사시나무 4배체와 일반 2배체 간의 인공교배를 통해 3배체가 육성되었다. 유세포 분석법을 이용해 이들 $F_1$의 배수성을 확인한 결과 14개체 중 10개체가 3배체로 선발되었다. 그 가운데 3계통의 3배체(Line-1, Line-17, Line-18)는 기내배양시 2배체에 비해 잎이 크고, 엽형이 다소 변형된 형태적 특징이 있었다. 특히 'Line-18'은 줄기가 2배체에 비해 굵었으며, 뿌리 생육에 있어서 발근이 더뎠고 뿌리수도 다른 3배체나 2배체에 비해 적은 특징을 보였다. 그러나 순화율은 모두 100%에 달하였다. 본 연구결과는 3배체 현사시나무가 바이오매스 생산 및 형질전환 연구를 위한 좋은 재료가 될 수 있음을 보여주는 결과이며, 또한 유세포 분석법이 배수체 육종시 배수체를 확인하는데 효율적인 방법임을 시사한다.

• 한국식물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국식물생명공학회 2005년도 추계학술대회 및 한일 식물생명공학 심포지엄
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• pp.330-330
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• 2005

• 한국식물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국식물생명공학회 2005년도 추계학술대회 및 한일 식물생명공학 심포지엄
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• pp.331-331
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• 2005