We have investigated the effects of abiotic and biotic stresses on leaf senescence using transgenic tobacco plants, in which cellular contents of polyamines were increased by introducing the genes of polyamine and ethylene biosynthesis in sense or antisense orientation. These transgenic plants showed accumulations of polyamines at higher levels than were found in wild-type. Stress-induced senescence was attenuated in transgenic plants cpmpared with wild-type plants, in terms of total chlorphyll loss and phenotypic changes after oxidative stress of hydrogen peroxide($H_2O_2$), high salinity, acid stress (pH3.0), ABA and fungal pathogen(phytophothora parasitica pv.Nicotianae). Transcripts for antioxidant enzyme, glutathionine-S-transferase and catalase, were also more abundant in transgenic plants than wild-type plants. These result suggested that higher expression of those genes caused a broad-spectrum resistance to abiotic stress/biotic stress. These phenomena indicate that polyamines may play an important role in contributing to the antioxidant defense function in plants. Our findings suggest that facilitate the improvement of stress tolerance of crop plants.
Proceedings of the Korean Society of Plant Pathology Conference
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2003.10a
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pp.79.2-80
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2003
To better understand plant defense responses against pathogen attack, we identified the transcription factor-encoding genes in the hot pepper Capsicum annuum that show altered expression patterns during the hypersensitive response raised by challenge with bacterial pathogens. One of these genes, Ca1244, was characterized further. This gene encodes a plant-specific Type IIIA - zinc finger protein that contains two Cys$_2$His$_2$zinc fingers. Ca1244 expression is rapidly and specifically induced when pepper plants are challenged with bacterial pathogens to which they are resistant. In contrast, challenge with a pathogen to which the plants are susceptible only generates weak Ca1244 expression. Ca1244 expression is also strongly induced in pepper leaves by the exogenous application of ethephon, an ethylene releasing compound. Whereas, salicylic acid and methyl jasmonate had moderate effects. Pepper protoplasts expressing a Ca1244-smGFP fusion protein showed Ca1244 localizes in the nucleus. Transgenic tobacco plants overexpressing Ca1244 driven by the CaMV 355 promoter show increased resistance to challenge with a tobacco-specific bacterial pathogen. These plants also showed constitutive upregulation of the expression of multiple defense-related genes. These observations provide the first evidence that an Type IIIA - zinc finger protein, Ca1244, plays a crucial role in the activation of the pathogen defense response in plants.
Clubroot disease of curcifer crops caused by Plasmodiophora brassicae had been first reported in 1928 in Korea, and maintained mild occurrence until 1980s. Since 1990s the disease has become severe in alpine areas of Kyonggi and Kangwon, gradually spread to plain fields throughout the country, and remains as the great-est limiting factor for its production. Researches on the disease has begun in late 1990s after experiencing severe epidemics. Survey of occurrence and etiological studies have been carried out, particularly, on the pathogen physiology, race identification, quantification of soil pathogen population, and host spectrum of the pathogen. Ecology of gall formation and its decay, yield loss assessment associated with time of infection, and relationships between crop rotation and the disease incidence was also studied during late 1990s. In studies of its control, more than 200 crucifer cultivars were evaluated for their resistance to the disease. Lime applica-tion to field soil was also attempted to reduce the disease incidence. Resistant radish and welsh onion were recommended as rotation crops with crucifers after 3-year field experiments. However, so for, most studies on clubroot disease in Korea have been focused on chemical control. Two fungicides, fluazinam and flusulfamide, were selected and extensively studied on their application technologies and combination effects with lime application or other soil treatment. To develop environmentally-friendly control methods, solar-disinfection of soil, phosphoric acid as a nontoxic compound, and root-parasiting endophytes as biocontrol agents were examined for their effects on the disease in fields. In the future, more researches are needed to be done on development of resistant varieties effective to several races of the pathogen, establishment of economically-sound crop rotation system, and improvement of soil-disinfection technique applicable to Korean field condi-tion, and development of methodology of pretreatment of fungicides onto seeds and seedbeds.
This study was performed to evaluate the usability of Er:YAG laser for periodontal therapy. Forty dental root slabs ($5{\times}5{\times}2mm^3$) were prepared from human periodontally diseased extracted teeth and grouped into 4 groups: 1) control (root planing only), 2) root planing and irradiated with laser at 30mJ, 3) root planing and irradiated with laser at 60mJ, and 4) root planing and irradiated with laser at 100mJ. The root slabs were embedded in resin block before laser treatment. Er:YAG laser was irradiated under water irrigation with the tip held perpendicular to the root surface in contact mode. After Er:YAG laser irradiation or planing on the root surface, morphological changes have been observed under SEM, and the micro-hardness and Ca/P ratio were compared. 1. In the Control group, the root surface showed the directional change caused by root planing instrumentation, and the presence of smear layer, and no exposure of dentinal tubule was observed. Laser irradiated group showed surface changes with rough dentin surface of niche and depression and dentinal tubule exposure by the elimination of smear layer. 2. The micro-hardness of root surface in the laser irradiated group was higher than the control group. The higher energy output was applied, the higher micro-hardness on root surface was resulted. 3. The higher energy output was applied, the higher Ca/P ratio was observed. The higher Ca/P ratio in 60mJ group and 100mJ group was statistically significantly compared to the control group and the 30mJ group. These results suggest that Er:YAG laser irradiation on the periodontally diseased root surface could remove smear layer and increase the micro-hardness on root surface and Ca/P ratio which contribute to enhance the acid resistance of periodontally treated root surface.
Beef fat was replaced with cold press pumpkin seed oil (PSO; 0%, 5%, 15%, and 20%) in the production of bologna-type sausages. A value of pH, water-holding capacity (WHC), jelly-fat separation, emulsion stability and viscosity values were determined in meat batters. Thiobarbituric acid reactive substances (TBARS), color, and textural characteristics (TPA, shear test, penetration test) were determined in end-product at 1, 7, 14, 21, and 28 days of storage at 4℃. The pH values were varied between 6.06 and 6.08. With the increase in the level of PSO in meat batters, there was a significant increase in WHC, jelly-fat separation and viscosity values (p<0.05) while a significant decrease in emulsion stability (p<0.05). TBARS values of sausages were found to be significantly higher than in the control group (p<0.05), and this trend continued during storage. Increasing of PSO level were caused a significant increase in L* and b* values while a decrease in a* value (p<0.05). Hardness, adhesiveness and chewiness values were significantly reduced whereas cohesiveness and resilience values increased (p<0.05). Maximum shear force and work of shear was significantly decreased as the level of PSO increased (p<0.05). Hardness, work of penetration and the resistance during the withdrawal of the probe values (penetration tests) increased significantly with the increase in the level of PSO (p<0.05). These results indicate that PSO has potential to be use as a replacement of animal-based fats in the production of bologna-type sausages.
Clostridioides (Clostridium) difficile is a Gram (+), anaerobic, spore forming, rod shaped bacterium that can produce toxin. The objective of this study is to reveal the presence of C. difficile in meat products, to analyze the ribotype diversity by PCR and to evaluate the antibiotic susceptibility of isolated strains. The organism was isolated in 22 out of 319 (6.9%) examined meat product samples and 9 out of 22 (40.9%) isolates were identified as RT027 and all isolates had the ability of toxin production. In terms of antibiotic susceptibility, all isolates were susceptive to amoxicillin-clavulanic acid, tetracycline and vancomycin and 21 (95.4%) isolates to metronidazole. On the other hand, imipenem and cefotaxim resistance was observed in all. In conclusion, the results of this comprehensive study conducted in Turkey deduced the presence of C. difficile in different meat products. Therefore, these products can be evaluated as a potential contamination source of C. difficile from animals to humans especially for elders, youngsters, long terms wide spectrum antibiotic used and immuno-suppressed individuals.
CaCDPK4, a full-length cDNA clone encoding Capsicum annuum calcium-dependent protein kinase 4, was isolated from chili pepper (Capsicum annuum L.). Deduced amino acid sequence of CaCDPK4 shares the highest homology with tobacco NpCDPK8 and chickpea CaCDPK2 with 79% identity. Genomic blot analyses revealed that CaCDPK4 is present as a single copy in pepper genome, but it belongs to a multigene family. CaCDPK4 was highly induced when pepper plants were inoculated with an incompatible bacterial pathogen. Induced levels of CaCDPK4 transcripts were also detected in pepper leaves by the treatment of ethephon, an ethylene-inducing agent, and high-salt stress condition. The bacterial-expressed GST-CaCDPK4 protein showed to retain the autophosphorylation activity in vitro. GUS expression driven by CaCDPK4 promoter was examined in transgenic Arabidopsis containing transcriptional fusion of CaCDPK4 promoter. GUS expression under CaCDPK4 promoter was strong in the root and veins of the seedlings. GW (-1965) and D3 (-1377) promoters conferred on GUS expression in response to inoculation of an incompatible bacterial pathogen, but D4-GUS (-913) and DS-GUS (-833) did not. Taken together, our results suggest that CaCDPK4 can be implicated on signal transduction pathway of defense response against an incompatible bacterial pathogen in pepper.
Experiments initiated 30 years ago to obtain selectable markers have led to a series of studies of Trp biosynthesis and anthranilate synthase (AS) the control enzyme using largely plant tissue cultures since they have experimental properties that can be readily exploited. Enzymological and compound feeding studies provided evidence that AS is the control point in the Trp biosynthesis branch and that altering the AS feedback control by the selection of mutants resistant to the Trp analog 5-methyl-tryptophan (5MT) can lead to the overproduction of this important amino acid. Plants regenerated from these Trp overproducing lines of most species also had high free Trp levels but Nicotiana tabaum (tobacco) plants expressed the feedback altered AS only in cultured cells and not in the regenerated plants. further tests by transient and stable expression of the cloned promoter for the naturally occurring tobacco feedback-insensitive AS, denoted ASA2, confirmed the tissue culture specific nature of the expression control. The 5MT caused by the expression of a feedback-insensitive AS from tobacco has been used to select protoplast fusion hybrids with several species since the resistance is expressed dominantly. Recently the ASA2 gene has been used successfully as a selectable marker to select transformed Astragalus sinicus and Glycine max hairy roots induced by Agrobactetium rhizogenes. These results show that the ASA2y-subunit can interact with the y-subunit of another species to form active feedback-insensitive enzyme that may be useful for selecting transformed cells. Plastid DNA transformation of tobacco has also effectively expressed ASA2 in the compartment in which Trp biosynthesis is localized in the cell.
Amino acid sequence alignment shows that $\underline{P}$roteus $\underline{m}$irabilis $\underline{t}$ranscription $\underline{r}$egulator (PMTR) has cystein sequence homology at metal binding domain to CueR (copper resistance) protein, which conserves two cysteins (Cys 112 and Cys 120 in PMTR). Gel shift assay revealed that PMTR protein bound to promoter region of Escherichia coli copA (copper-translocating P-type ATPase) and Proteus mirabilis atpase (putative copper-translocating P-type ATPase) genes except that of E. coli zntA (zinc-translocating P-type ATPase) gene. DNase I protection experiment indicated that PMTR protein protected the region over -35 box and close to -10 box. DNase I hypersensitive bases were shown at C and A bases of labeled template strand and at G and C bases of labeled non-template strand of DNA. These hypersensitive bases were appeared in other metalloregulatory proteins of MerR family, which suggests protein-induced DNA bending.
In this paper, the solvent sensing properties of the metallophthalocyanine macrocyclic compounds(ZnPc) have been deposited as thin films by the spin-coated method and evaporated methods onto alumina substrates and quartz substrates. And then the spin-coated materials of Zinc phthalocyanine solutions blended with $N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphthyl)-1,\;1-biphenyl-4,4'-diamine\;and/or\; Poly[2-methoxy-5-(2'-ethylhexyloxy)-1,4-phenylene-vinylene]$ solutions. The influences of the blended metallophthalocyanine macrocyclic compounds on the resistance have been measured and analysed in five different vapour organic compounds.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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