• 식물병연구
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• 제18권1호
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• pp.24-28
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• 2012

Protox 유전자를 형질전환하여 protox 저해 제초제에 대한 내성이 증가한 벼를 모품종인 동진벼와 다른 벼 품종인 일품벼, 추청벼, 온누리벼와 같이 충북 청원, 경기 수원 그리고 전남 광주에 있는 형질전환 작물 격리포장에서 재배하면서 포장에서 발생하는 다양한 식물병을 조사하여 식물병원균에 대한 감수성 정도를 비교하였다. 충북 청원 포장에서는 벼 도열병, 깨씨무늬병, 잎집무늬마름병, Fusarium 마름증상 등이 발생하였다. 하지만 수원 포장에서는 깨씨무늬병이 거의 발생하지 않았고, 다른 포장에서 볼 수 없었던 이삭누룩병의 발생이 CCPO6벼와 온누리벼에서 0.28%와 0.37%의 발병수율을 보였다. 광주 포장에서는 깨씨무늬병의 발생이 다른 병보다 심하게 나타났다. 하지만 모든 포장에서 Fusarium에 의한 마름증상을 제외하고 벼 품종간에 있어서 발생량에 차이는 보이지 않았다. Fusarium에 의한 마름증상은 다른 벼 품종보다도 제초제를 처리하거나 처리하지 않은 CCPO6벼에서 높은 발병주율을 보였다.

• 한국작물학회지
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• 제48권4호
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• pp.326-333
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• 2003

Transgenic rice plants expressing a Bacillus subtilis protoporphyrinogen oxidase (Protox), the last shared enzyme of the porphyrin pathway in the expressed cytoplasm or the plastids, were compared with non-trangenic rice plants in their growth characteristics such as tiller number, plant height, biomass, and yield. Transgenic rice plants of $\textrm{T}_3$ generation had 8 to 15 % and 25 to 43% increases in tiller number compared to non-transgenic rice plants at 4 and 8 weeks after transplanting(WAT); similar values were observed for $\textrm{T}_4$ generation at 4 and 8 WAT. However, the plant height in both $\textrm{T}_3$ and $\textrm{T}_4$ generations was similar between transgenic rice plants and non-transgenic rice plants at 4 and 8 WAT. Transgenic rice plants had 13 to 32% increase in above-ground biomass and 9 to 28% increase in grain yield compared to non-transgenic rice plants, demonstrating that biomass and yield correlate with each other. The increased grain yield of the transgenic rice plants was closely associated with the increased panicle number per plant. The percent of filled grain, thousand grains and spikelet number per panicle were similar between transgenic and non-transgenic rice plants. Generally, the growth and yield of transgenic generations ($\textrm{T}_2$, $\textrm{T}_3$, and $\textrm{T}_4$) and gene expressing sites (cytoplasm-expressed and plastid-targeted transgenic rice plants) were similar, although they slightly varied with generations as well as with gene expressing sites. The transgenic rice plants had promotive effects, indicating that regulation of the porphyrin pathway by expression of B. subtilis Protox in rice influences plant growth and yield.

• 한국환경농학회지
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• 제32권2호
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• pp.95-101
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• 2013

본 연구는 Protox 제초제내성 벼 재배가 토양 미생물에 미치는 영향과 수평적 유전자 이동성을 알아보기 위해 수행되었다. 생육단계별 토양 미생물 군집밀도의 경우 제초제내성 벼를 재배한 근권 토양 미생물 군집밀도가 비 형질전환 벼의 근권 토양과 유사하여 제초제저항성 벼 재배가 근권 토양 미생물에 미치는 영향은 비슷할 것으로 추정되었다. 근권 토양의 우점 미생물 분포 양상을 분석한 결과, Proteobacteria, Firmicutes와 Actinobacteria 순으로 나타났으며 우점종과 점유율은 거의 유사하였다. 근권 토양 DNA에 대한 DGGE 분석 결과, 제초제내성 벼와 비 형질전환 벼의 근권 토양 미생물 군집의 profile 변화는 나타나지 않았다. 제초제내성 벼 재배에 따른 토양 화학성을 분석한 결과, 비 형질전환 벼의 근권 토양간 화학성은 차이가 없는 것으로 나타났다. 제초제 내성 벼에 도입된 유전자군을 대상으로 근권 토양 DNA에 대한 PCR 분석 결과, 도입 유전자의 잔존성이 길지 않아 수평적 유전자 이동성은 희박할 것으로 추정되었다.

• 한국잡초학회지
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• 제30권2호
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• pp.122-134
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• 2010

본 연구의 목적은 다양한 생물종의 Protox 유전자 과다발현 제초제 저항성 형질전환 벼의 저항성 수준과 생육저해 원인이 생육시기별 tetrapyrrole 중간물질 축적과 대사 경로 물질, 활성산소 발생, 지질과산화 작용 및 항산화 효소 능력과 관련성이 있는지를 조사하는데 있다. Myxococcus xanthus(MX, MX1, PX), Arabidopsis thaliana(AP31, AP36, AP37) 및 인간(H45, H48, H49) Protox 과다발현 형질전환벼는 비형질전환벼에 비해 oxyfluorfen에 각각 43~65, 41~72 및 17~70배 저항성을 보였다. 다양한 생물종의 Protox 유전자 과다발현 제초제 저항성 형질전환 벼 중에 일부 라인은 다른 광조건하에서 정상적인 생육을 보인 반면에 일부 라인은 초장 및 생체중 감소가 야기되었다. 그러나 일관성 있게 파종 후 7일과 14일에 초장의 감소가 야기 되었던 형질전환 라인은 AP37뿐이었다. 또한 이들 형질전환 벼 라인들은 저광 및 암조건보다 고광조건하에서 초장 및 생체중 감소가 뚜렷하였다. 파종 후 7일째 Proto IX 축적은 AP31, AP37 및 H48에서 비형질전환벼에 비해 유의적으로 많았고, 파종 후 14일째에는 PX, AP37 및 H48에서 유의적으로 많았다. 파종 후 7일째 Mg-Proto IX은 일부 라인(H41과 H48)을 제외하고 그리고 Mg-Proto IX monomethyl ester는 MX, MX1, PX를 제외한 형질전환 라인 간에 차이가 없었다. 비록 terapyrrole 중간물질이 축적 되었더라도 이들 축적량은 Protox 과다발현 형질전환벼의 생육을 저해 하는데 충분하지 않았을 것으로 생각된다. 또한 활성산소종 ($H_2O_2$와 ${O_2}^{{\cdot}_-}$), MDA, ALA 합성 및 엽록소 함량에서도 형질전환 라인간에 유의적인 차이가 인정되지 않아 tetrapyrrole 축적량이 형질전환 벼의 생육저해에 충분하지 못했음을 확인할 수 있었다. 따라서 일부 형질전환벼에서 초기 생육저해는 어떤 단일 요인에 기인되는 것보다 복합적인 요인에 의해 기인되는 것으로 생각된다.