• Journal of Plant Biotechnology
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• 제44권3호
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• pp.271-286
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• 2017

GROWTH-REGULATING FACTOR (GRF) genes encode plant-specific transcription factors containing two conserved QLQ and WRC domains and play critical roles in regulating the growth and development of lateral organs, such as cotyledons, leaves, and flowers. To explore the agricultural potential of Brassica rapa GRF genes (BrGRFs), the researchers isolated seven BrGRFs (BrGRF3-1, 3-2, 5, 7, 8-1, 8-2, and 9) and constructed BrGRF-overexpressing Arabidopsis thaliana plants (BrGRF-OX). BrGRF-OX plants developed larger cotyledons, leaves, and flowers as well as longer roots than the wild type. The increase in size of these organs were due to increases in cell number, but not due to cell size. BrGRF-OX plants also had larger siliques and seeds. Furthermore, BrGRF-OX seeds produced more oil than the wild type. RT-PCR analysis revealed that BrGRFs regulated expression of a wide range of genes that are involved in gibberellin-, auxin-, cell division-related growth processes. Taken together, the data indicates that BrGRFs act as positive regulators of plant growth, thus raising the possibility that they may serve as a useful genetic source for crop improvement with respect to organ size and seed oil production.

• Plant Biotechnology Reports
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• 제1권1호
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• pp.19-25
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• 2007

To develop an efficient screening method for detection of the transgene in Chinese cabbage (Brassica rapa spp. pekinensis) utilizing Basta spray, optimal conditions for Basta application were examined in this study. Two transgenic Chinese cabbage lines were obtained through Agrobacterium-mediated transformation and used as transgenic positive controls in the Basta screening experiment. Differential concentrations of glufosinate-ammonium were sprayed into three different growth stages of 12 commercial Chinese cabbage cultivars. The results showed that no plants could survive higher than 0.05% glufosinate-ammonium, and plants at the 2-3 leaf stage were most vulnerable to glufosinate-ammonium. On the other hand, no damage was observed in the transgenic control plants. Reliability of the Basta spray method was proven by showing perfect co-segregation of the tolerance to glufosinate-ammonium and the presence of the bar gene in T₁ segregating populations of the transgenic lines, as revealed by both PCR and Southern blot analyses. Using the developed Basta screening method, we tried to investigate the transgene flow through pollen dispersal, but failed to detect any transgene-containing non-transgenic Chinese cabbages whose parents had been planted adjacent to transgenic Chinese cabbages in field conditions. However, the transgene was successfully detected using Basta spray from the non-transgenic plants bearing the transgene introduced by hand-pollination. Since the Basta spray method developed in this study is easy to apply and economical, it will be a valuable tool for understanding the mechanism of gene flow through pollen transfer and for establishing a biosafety test protocol for genetically modified (GM) Chinese cabbage cultivars.

• 한국육종학회지
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• 제50권4호
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• pp.378-386
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• 2018

GROWTH-REGULATING FACTOR (GRF) 유전자는 QLQ와 WRC 도메인을 갖고 있는 식물 특이적 전사조절인자로 식물기관들의 생장과 발달에 중요한 역할을 하고 있다. 배추로부터 분리된 BrGRF3-1과 BrGRF9 유전자를 각각 35S 프로모터에 결합시켜 두 종류의 식물 형질전환 벡터를 제작한 후 아그로박테리움을 이용하여 유채에 형질전환하였다. 선발된 형질전환체의 특성을 분석한 결과 세포 크기 보다는 세포 수 증가에 의해 자엽, 잎, 종자의 크기가 커지는 것으로 나타났다. RT-PCR로 유전자 발현을 분석한 결과 BrGRF3-1과 BrGRF9 유전자는 기관 생장 발달에 관여하는 지베렐린(GA), 옥신(auxin), 세포분열 관련 유전자들의 발현을 조절함으로써 유채 기관의 생장과 발달에 중요한 역할을 하는 것으로 추측된다. 따라서 본 연구결과로 BrGRF 유전자는 생명공학기술을 활용하여 작물의 농업적 형질을 개선하기 위한 유전자원으로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국자원식물학회지
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• 제16권3호
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• pp.257-263
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• 2003

더덕의 재배는 수익성이 높고 재배면적도 증가하지만 수요를 만족시킬 만큼 공급이 따르지 못하고 있다. 또한 재 배 상의 어려운점은 병충해, 기계수확에 의한 대규모 재배를 더욱더 곤란하게 하고 있는 실정이다. 이러한 문제점 및 환경적 스트레스에 저항하여 자랄 수 있는 식물체를 얻기 위해 더덕의 cDNA를 분석하여 스트레스 관한 유전자 Nucleoside diphosphates kinase 1(NDK 1)을 분리하여 분석하여 148개의 아미노산 서열과 다른 식물체들의 NDK 1과 높은 유사성을 가진다는 것을 알았고, 더덕의 각 조직에서 나타나는 ClNDK1의 발현을 알아보기 위해 캘러스, 잎, 줄기, 뿌리 조직의 전체 RNA를 추출하여 cDNA를 합성하고 PCR을 수행하였다 RT­PCR 분석 결과, ClNDK1은 조직 특이성 없이 캘러스, 잎, 줄기, 뿌리 조직에 대해서 모두 발현이 되었으며, 발현량, 역시 큰 차이 없이 모든 조직에서 동일하게 발현되었다. NDKs 는 환경 스트레스에 저항성을 가진다고 알려져 있지만 NDK 1 대한 연구는 아직까지 부족한 상태이다. 우리는 더덕에서 분리한 ClNDK1의 스트레스 저항성에 대해서 지속적으로 연구를 수행 할 것이다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제42권3호
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• pp.204-214
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• 2015

SHI-RELATED SEQUENCE (SRS) 유전자는 zinc-binding RING finger motif를 갖고있는 식물 특이적 전사인자로서 식물 생장과 발달에서 중요한 역할을 하고 있다. 배추 생장점 부위로부터 분리된 Brassica rapa SHI-RELATED SEQUENCE (BrSRS) 유전자인 BrSRS7과 BrLRP1은 식물 생장과 발달에서 중요한 조절자이다. BrSRS7과 BrLRP1 유전자가 원예작물의 생장과 발달에 미치는 영향을 보고자 35S 프로모터에 유전자를 결합시켜 두 종류의 식물 형질전환 벡터를 제작한 후 아그로박테리움을 이용하여 페튜니아에 형질전환하였다. 형질전환체들은 전체적으로 식물체 크기가 감소되었고 잎은 작으면서 upward-curled된 특성을 나타내었고 줄기 사이의 길이가 줄었다. 페튜니아의 꽃 모양은 도입된 유전자에 따라 오각형, 별 모양, 둥근 모양으로 다르게 나타났다. 이러한 특성들은 $T_2$, $T_3$ 세대진전 후에도 안정적으로 나타났다. RT-PCR로 유전자 발현을 분석한 결과 BrSRS7과 BrLRP1 유전자는 정단 분열 조직에서 형태 형성에 관여하는 지베릴린과 옥신 관련 유전자인 PtAGL15, PtIAMT1 발현을 조절함으로서 페튜니아의 생장과 발달에 중요한 역할을 하는 것으로 추측된다. 따라서 본 연구결과로 BrSRS 계열 유전자는 왜성 특성, 식물 형태 변형을 갖는 화훼 품종을 개발하는데 유용하게 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 원예과학기술지
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• 제28권3호
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• pp.442-448
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• 2010

본 연구는 gene tagging system(plasmid rescue와 inverse polymerase chain reaction)을 사용하여 얻은 배추($Brassica$ $rapa$ ssp. $pekinensis$) 형질전환체 계통을 분석하고 이들의 표현형을 관찰하고자 수행되었다. 배추의 기능유전체 연구를 위해 $Agrobacterium$의 전이 DNA(T-DNA)를 사용하여 삽입돌연변이체를 유기하였다. 형질전환체는 '서울' 배추 품종의 pRCV2 vector를 가진 $Agrobacterium$ $tumefaciens$을 접종하여 얻었다. 형질전환 $T_1$ 세대는 비형질전환체와 비교하여, 수술 수의 감소, 크거나 작은 꽃, 직립생장형, 잎에 털이 없는 것, 잎의 황백화 현상, 잎이 좁거나 결각이 깊은 것과 같은 다양한 표현형을 보였다. 형질전환 계통 중에서 발견된 13개의 돌연변이 계통의 표현형 변화는 체세포의 배수성 분석을 통하여 염색체 수의 변화에 기인하지 않은 것을 확인하였다. 배추 genomic DNA에서 T-DNA의 위치 확인을 위해 multiple copy와 single copy 형질전환체에 plasmid rescue와 inverse PCR 방법을 각각 적용하였다. 비형질전환체와 비교하여 뚜렷한 표현형적 차이를 보이고 Southern blot 분석 결과 1 copy의 T-DNA를 가지며 염색체 수가 20(2n)인 돌연변이체를 선발하여, flanking DNA 염기서열을 확인하고 배추 염색체내에서 각각의 유전자좌를 표시하였으며 이들 계통들에 대하여 데이터베이스를 작성 중에 있다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제37권2호
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• pp.174-185
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• 2010

Full-length cDNAs are essential for the correct annotation of genomic sequences and for the functional analysis of genes and their products. To elucidate the functions of a large population of Chinese cabbage (Brassica rapa) genes and to search efficiently for agriculturally useful genes, we have been taking advantage of the full-length cDNA Over-eXpresser (FOX) gene hunting system. With oligo dT column it purify the each mRNA from the flower organs, leaf and stem tissue. And about 120,000 cDNAs from the library were transformed into $\lambda$-pFLCIII-F vector. Of which 115,000 cDNAs from the library were transformed into T-DNA binary vector, pBigs for transformation study. We used normalized full-length cDNA and introduced each cDNA into Arabidopsis by in planta transformation. Full-length Chinese cabbage cDNAs were expressed independently under the CaMV 35S promoter in Arabidopsis. Selfed seeds were harvested from transgenic Arabidopsis. We had selected 2,500 transgenic plants by hygromycin antibiotic tolerant test, and obtained a number of transgenic mutants. Each transgenic Arabidopsis was investigated in morphological changes, fertility and leaf colour. As a result, 285 possible morphological mutants were identified. Introduced cDNA was isolated by PCR amplification of the genomic DNA from the transgenic mutants. Sequencing result and BLAST analysis showed that most of the introduced cDNA were complete cDNAs and functional genes. Also, we examined the effect of Bromelain on enhancing resistance to soft rot in transgenic Chinese cabbage 'Osome'. The bromelain gene identified from FOX hunting system was transformed into Chinese cabbage using Agrobacterium methods. Transformants were screened by PCR, then RT-PCR and real time PCR were performed to analyze gene expression of cysteine protease in the T1 and T2 generations. The anti-bacterial activity of bromelain was tested in Chinese cabbages infected with soft rot bacteria. The results showed that the over-expressed bromelain gene from pineapple conferred enhanced resistance to soft rot in Chinese cabbage.

• 한국어병학회지
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• 제18권1호
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• pp.49-58
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• 2005

2002년 3월부터 2003년 9월까지 태안과 고창 지역에서 채취한 바지락을 Hemacolor 염색, 병리조직학적 방법 및 FTM 배양법으로 Perkinsus sp.의 감염율을 조사하였다. 검출방법에 따라 감염율에 차이가 있었지만, 고창 지역은 100%로 계절적 변화가 없었다, 그러나 태안 지역은 동계에는 낮아지고 하계에는 감염율이 증가하는 경향으로 20-70%의 감염율을 나타내었다. 조사 방법 중에서 병리조직학적 검사방법이 감염율이 가장 높아 효과적인 조사 방법이었으며, 검사 조직으로는 아가미를 사용한 경우가 가장 감염율이 높았다.2004년 4월부터 7월까지 태안과 고창 지역에 분포하고 있는 동죽, 바지락, 굴 및 피뿔고둥의 아가미에서 DNA를 추출하여 PCR 반응을 시킨 결과 모든 패류에서 Perkinsus sp.가 검출되었다. 2 지역의 평균 감염율은 바지락 95.0%, 동죽 62.5%, 피뿔고둥 46.9%, 굴 10.0%로 갯벌에 서식하는 종이 암반에 부착하여 서식하는 종보다 감염율이 높게 나타났다. 이러한 결과로 보아 서해안에 서식하는 거의 모든 패류에 Perkinsus sp.가 감염되어 있을 것으로 추정된다. 또한, PCR법의 경우 다른 패류에서도 감염을 확인할 수 있는 유용한 방법으로 판단되었다.

• 원예과학기술지
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• 제29권5호
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• pp.461-466
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• 2011

유전 육종 연구를 위해 연구자들은 실험 목적에 따라 다양한 종류의 프라이머를 제작해야 한다. 인터넷 상에서 다양한 공용 프로그램이 이용되고 있으나 많은 경우 사용자 편의성이 낮기 때문에 유전자의 구조를 고려하여 프라이머를 디자인하기 위해서는 시간과 노력이 소요된다. 본 연구에서는 엑손과 인트론 지역을 시각적으로 구별하면서 손쉽게 프라이머를 제작할 수 있는 프로그램인 Pickprimer를 개발하였다. 이 프로그램은 공용 프로그램인 Spidey와 Primer3 프로그램의 소스 코드를 결합한 후 그래픽 인터페이스를 추가하여 사용자가 유전자의 구조를 예측하고 이를 바탕으로 프라이머를 손쉽게 제작할 수 있게 했다. 입력 정보는 공용 데이터베이스에서 내려 받은 서열을 복사-붙임하여 이용할 수 있게 하였으며, 유전자의 구조를 그림으로 표현하고 동시에 엑손과 인트론 서열을 구별할 수 있게 했다. 이 프로그램을 이용하여 배추의 단일 카피 유전자에 대한 24 쌍의 프라이머를 디자인하고 6개 고정 품종을 대상으로 PCR과 전기영동 실험을 수행한 결과 제작한 모든 프라이머 쌍이 명확한 단일 밴드를 성공적으로 증폭시켰다. 이 프로그램은 분자표지의 개발뿐만 아니라 유전자 기능 연구 등 다양한 종류의 유전 육종 실험에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 원예과학기술지
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• 제31권3호
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• pp.299-307
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• 2013

A radish (Raphanus sativus L.) polygalacturonase-inhibiting protein (PGIP) gene was cloned and compared to the PGIP gene (BrPGIP2) from Chinese cabbage (Brassica rapa ssp. pekinensis) in order to gain more information on controlling a disease and improving produce quality. To clone the radish PGIP gene, primers were designed based on conserved sequences of two PGIP genes (BnPGIP1 and BnPGIP2) from rape (B. napus L. ssp. oleifera), Chinese cabbage and Arabidopsis thaliana. PCR cloning was performed with cDNA from the stigma of radish 'Daejinyeoreum' as a template to confirm DNA fragments which were about 600 base pair in size. Sequence analysis revealed 84.1% homology with BrPGIP2 and 70.1% with BnPGIP1. DNA walking was conducted to confirm the open reading frame of 972 bp, and the gene was named RsPGIP1. RsPGIP1 consisting with 323 amino acids (aa) has a high leucine content (54/323) and contains 10 leucine-rich repeat domains, as do most BrPGIPs of Chinese cabbage. The gene expression of RsPGIP1 was induced by abiotic stresses and methyl jasmonate. It showed enrichment in the stigma and the primary root than a leaf. Cloning RsPGIP1 will aid to further apply practices on postharvest quality maintenance and disease control of the root.