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Brassinosteroid의 대사공학 (Metabolic Engineering of the Brassinosteroid Biosynthetic Pathways)

  • 이미옥;송기홍;이현경;정지윤;최빛나리;최성화
    • 한국식물생명공학회:학술대회논문집
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    • 한국식물생명공학회 2002년도 추계학술대회
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    • pp.69-75
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    • 2002
  • Sterols play two major roles in plants: a bulk component in biological membranes and precursors of plant steroid hormones. Physiological effects of plant steroids, brassinosteroids (BRs), include cell elongation, cell division, stress tolerance, and senescence acceleration. Arabidopsis mutants that carry genetic defects in BR biosynthesis or its signaling display characteristic phenotypes, such as short robust inflorescences, dark-green round leaves, and sterility. Currently there are more than 100 dwarf mutants representing 7 genetic loci in Arabidopsis. Mutants of 6 loci, dwf1/dim1/cbb1, cpd/dwf3, dwf4, dwf5, det2/dwf6, dwf7 are rescued by exogenous application of BRs, whereas bri1/dwf2 shares phenotypes with the above 6 loci but are resistant to BRs. These suggest that the 6 loci are defective in BR biosynthesis, and the one locus is in BR signaling. Biochemical analyses, such as intermediate feeding tests, examining the levels of endogenous BR, and molecular cloning of the genes revealed that dwf7, dwf5, and dwf1 are defective in the three consecutive steps of sterol biosynthesis, from episterol to campesterol via 5-dehydroepisterol. Similarly, det2/dwf6, dwf4, and cpd/dwf3 were shown to be blocked in $D^4$ reduction, 22a-hydroxylation, and 23 a-hydroxylation, respectively. A signaling mutant bri1/dwf2 carries mutations in a Leucine-rich repeat receptor kinase. Interestingly, the bri1 mutant was shown to accumulate significant amount of BRs, suggesting that signaling and biosynthesis are dynamically coupled in Arabidopsis. Thus It is likely that transgenic plants over-expressing the rate-limiting step enzyme DWF4 as well as blocking its use by BRI1 could dramatically increase the biosynthetic yield of BRs. When applied industrially, BRs will boost new sector of plant biotechnology because of its potential use as a precursor of human steroid hormones, a novel lead compound for cholesterol-lowering effects, and a various application in plant protection.

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Brassinosteroid의 대사공학 (Metabolic Engineering of the Brassinosteroid Biosynthetic Pathways)

  • 이미옥;송기홍;이현경;정지윤;최빛나리;최성화
    • 한국식물생명공학회:학술대회논문집
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    • 한국식물생명공학회 2002년도 춘계학술대회
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    • pp.69-75
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    • 2002
  • Sterols play two major roles in plants: a bulk component in biological membranes and precursors of plant steroid hormones. Physiological effects of plant steroids, brassinosteroids (BRs), include cell elongation, cell division, stress tolerance, and senescence acceleration. Arabidopsis mutants that carry genetic defects in BR biosynthesis or its signaling display characteristic phenotypes, such as short robust inflorescences, dark-green round leaves, and sterility. Currently there are more than 100 dwarf mutants representing 7 genetic loci in Arabidopsis. Mutants of 6 loci, dwf1/dim1/cbb1, cpd/dwf3, dwf4, dwf5, det2/dwf6, dwf7 are rescued by exogenous application of BRs, whereas bri1/dwf2 shares phenotypes with the above 6 loci but are resistant to BRs. These suggest that the 6 loci are defective in BR biosynthesis, and the one locus is in BR signaling. Biochemical analyses, such as intermediate feeding tests, examining the levels of endogenous BR, and molecular cloning of the genes revealed that dwf7, dwf5, and dwf1 are defective in the three consecutive steps of sterol biosynthesis, from episterol to campesterol via 5-dehydroepisterol. Similarly, det2/dwf6, dwf4, and cpd/dwf3 were Shown to be blocked in $D^4$ reduction, 22a-hydroxylation, and 23 a-hydroxylation, respectively. A signaling mutant bri1/dwf2 carries mutations in a Leucine-rich repeat receptor kinase. Interestingly, the bri1 mutant was shown to accumulate significant amount of BRs, suggesting that signaling and biosynthesis are dynamically coupled in Arabidopsis. Thus it is likely that transgenic plants over-expressing the rate-limiting step enzyme DWF4 as well as blocking its use by BRI1 could dramatically increase the biosynthetic yield of BRs. When applied industrially, BRs will boost new sector of plant biotechnology because of its potential use as a precursor of human steroid hormones, a novel lead compound for cholesterol-lowering effects, and a various application in plant protection.

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Brassinosteroid의 대사공학 (Metabolic Engineering of the Brassinosteroid Biosynthetic Pathways)

  • 이미옥;송기홍;이현경;정지윤;최빛나리;최성화
    • Journal of Plant Biotechnology
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    • 제29권2호
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    • pp.139-144
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    • 2002
  • Sterols play two major roles in plants: a bulk component in biological membranes and precursors of plant steroid hormones. Physiological effects of plant steroids, brassinosteroids (BRs), include cell elongation, cell division, stress tolerance, and senescence acceleration. Arabidopsis mutants that carry genetic defects in BR biosynthesis or its signaling display characteristic phenotypes, such as short robust inflorescences, dark-green round leaves, and sterility. Currently there are more than 100 dwarf mutants representing 7 genetic loci in Arabidopsis. Mutants of 6 loci, dwf1/dim1/cbb1, cpd/dwf3, dwf4, dwf5, det2/dwf6, dwf7 are rescued by exogenous application of BRs, whereas bri1/dwf2 shares phenotypes with the above 6 loci but are resistant to BRs. These suggest that the 6 loci are defective in BR biosynthesis, and the one locus is in BR signaling. Biochemical analyses, such as intermediate feeding tests, examining the levels of endogenous BR, and molecular cloning of the genes revealed that dwf7, dwf5, and dwf1 are defective in the three consecutive steps of sterol biosynthesis, from episterol to campesterol via 5-dehydroepisterol. Similarly, det2/dwf6, dwf4, and cpd /dwf3 were shown to be blocked in D$^4$reduction, 22a-hydroxylation, and 23 a-hydroxylation, respectively. A signaling mutant bril/dwf2 carries mutations in a Leucine-rich repeat receptor kinase. Interestingly, the bri1 mutant was shown to accumulate significant amount of BRs, suggesting that signaling and biosynthesis are dynamically coupled in Arabidopsis. Thus it is likely that transgenic plants over-expressing the rate-limiting step enzyme DWF4 as well as blocking its use by BRIl could dramatically increase the biosynthetic yield of BRs. When applied industrially, BRs will boost new sector of plant biotechnology because of its potential use as a precursor of human steroid hormones, a novel lead compound for cholesterol-lowering effects, and a various application in plant protection.

건답직파에서 토양수분조건에 따른 벼 품종의 출아특성 (Seedling Emergence of Dry-seeded Rice Varieties under Two Soil Moisture Regimes)

  • 이변우;명을재
    • 한국작물학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.502-511
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    • 1994
  • 벼 건답직파에서 벼 품종들의 출아·입모 특성과 유아의 신장 특성과의 관계를 검토하고자 국내의 재래종, 육성종 및 샤레벼, 미국 직파재배품종, 이태리 품종 등 98개 품종을 토중 4.5cm에 파종하여 적습과 과습조건하에서 출아율, 입모율, 평균출아일수, 중배축장, 하위절간장, 초엽장, 불완전엽장 등을 조사하여 얻은 결과는 다음과 같다. 1. 적습조건에서 입모율은 9∼92.5%, 평균출아일수는 12∼25일 범위였고, 과습조건에서의 출아율은 0∼90%, 평균출아일수 27∼34일로 양조건 모두 품종간 변이가 매우 컸으며, 대부분의 품종은 과습조건에서 출아율이 낮아지고 출아속도가 늦어졌다. 2. 출아·입모율과 유의한 정의 상관을 보인 형질은 적습조건에서는 중배축장, 초엽장, 불완전엽장이었고, 과습조건에서는 중배축장, 제1, 2절간장, 초엽장, 불완정엽장이었다. 3. 평균발아일수는 중배축장, 초엽장, 불완전엽장과 유의한 부의 상관을 나타내었다. 4. 표준편회귀분석결과 출아·입모의 품종간 차이에 가장 유의적으로 기여하는 형질은 적습조건에서는 중배축장과 초엽장, 과습조건에서는 중배축장과 제2절간장이었다. 5. 평균출아일수의 품종간 차에 유의적으로 기여하는 형질은 적습조건에서는 중배축장, 불완전엽장으로 회귀계수는 부의 방향이었으며, 제1,2절간장은 정의 방향이었다. 과습조건에서는 중배축장만이 유의적 기여를 하였는데 회귀계수는 부의 방향이었다. 6. 본 실험의 결과로 볼 때 건답직파조건에서 출아율이 높고 출아속도가 빠른 품종을 육성하기 위해서는 중배축, 초엽 및 불완전엽의 신장이 잘되는 특성의 선발이 바람직한 것으로 사료된다.

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검은줄오갈병 발생이 심한 지역에서 옥수수 품종의 발병률과 사초 생산성 비교 (Comparison of Forage Productivity and Outbreak Rate Between Corn Varieties in Rice Black-Streaked Dwarf Virus (RBSDV) Prevalent Area)

  • 최기준;임영철;윤세형;지희정;이상훈;정민웅;서성;박형수;김기용
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.111-116
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    • 2013
  • 본 시험은 사료용 옥수수의 검은줄오갈병에 대한 저항성 품종을 선발하기 위하여 2006년부터 2008년까지 전라북도 고창에서 수행하였다. 국내외 사료용 옥수수 10품종을 1모작과 2모작으로 재배하여 품종에 따른 검은줄오갈병의 이병률과 수량성을 조사하였다. 그 결과 사료용 옥수수 품종에 따른 검은줄오갈병의 발병률이 차이가 있는 것으로 나타났다 (p<0.05). 검은줄오갈병에 대한 저항성의 정도를 4개의 그룹으로 분류하면, 매우 강한 그룹은 '광안옥'과 '광평옥', 강한 그룹은 'P3156'과 'P3394', 중간 그룹은 '청안옥'과 'P32P75', 약한 그룹은 'NC7117', '수원 19호' 'DK697' 및 'GW6959' 품종이었다. 검은줄오갈병 발생에 따른 사료용 옥수수의 건물수량은 품종 간에 차이가 있었으며 (p<0.05), 검은줄오갈병 저항성 품종인 '광안옥', '광평옥', 'P3156' 및 'P3394' 품종은 이병성 품종보다 건물수량이 14~26% 많았다. 따라서 검은줄오갈병 발생이 심한 지역에서 옥수수 재배를 할 때는 반드시 저항성 품종을 선택하는 것이 중요하다.

용담(龍膽)의 기내변이주(器內變異株) 유도(誘導)와 변이주(變異株)의 Gentiopicroside 함량(含量) (In vitro Variant Induction and Its Content of Gentiopicroside of Gentiana scabra BUNGE)

  • 성낙술;박충헌;김관수;이승택;장영희
    • 한국약용작물학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.40-44
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    • 1995
  • 용담의 조직배양기술과 병행하여 기내변이주 유도와 배양체의 Gentiopicroside 함량을 비교분석한 결과 1. 정아는 $NaN_3$ $0.001M{\sim}0.003M$에서 $48{\sim}74%$의 생존율을 보였고, EMS 0.05M에서 36% 생존하였으나 생육치 못하고 고사하였으며 MNH 처리유래 식물체의 기내 생육은 양호하였다. 2. 측아는 $NaN_3$의 농도가 높아질수록 생존율이 감소되었고 EMS는 전부 고사하였으며 MNU에서는 $4{\sim}32%$생존하였다. 배양 60일경의 기내 생육은$NaN_3$와 MNU 모두 정아처리에 비하여 저조한 경향이었다. 3. 종자 처리후 발아율은 $NaN_3$는 0.001M에서 41.4%인 반면 농도가 높을수록 감소하였고, EMS는 저농도인 0.05에서만, 4.8% NMU도 1mM에만 2.8%를 보였다. 기내생육은 $NaN_3$는 무처리구와 비슷한 생육을 보였고 EMS와 MNU 처리구는 생육이 불균일한 변이 발생을 보였다. 4. 용담 조직배양체의 gentiopicroside 함량비교에서 Callus는 40일 배양한 것이 0.038%, 80일 배양한 것이 0.051% 함유하였고 shoot는 신장형이 0.426%, 위축형이 2.710%였다. 특히 뿌리에서는 신장형이 0.883%, 위축형은 1.383%로 조사되었다.

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저온습윤 및 지베렐린 처리가 눈잣나무의 종자발아에 미치는 영향 (Effect of Wet Cold and Gibberellin Treatments on Germination of Dwarf Stone Pine Seeds)

  • 임효인;김길남;장경환;박완근
    • 한국자원식물학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.253-258
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    • 2015
  • 눈잣나무는 우리나라에서 산림청 지정 멸종위기종으로 구분되어 있다. 눈잣나무는 설악산 대청봉 지역(해발고 1550–1700 m)에만 제한적으로 분포하고, 대부분의 구과가 조류와 설치류의 피해를 받기 때문에 종자를 확보하기 어렵다. 본 연구는 눈잣나무의 현지외보존림 조성을 위하여 습사, 예냉 및 GA3 처리가 눈잣나무 종자발아에 미치는 영향을 알아보기 위해 수행되었다. 눈잣나무 종자에 대해 습사 및 예냉처리를 각각 1, 2, 3, 4, 5개월 처리하고 GA3는 0, 100, 500, 1,000, 2,000, 3,000 ㎎/L 농도로 처리한 뒤 페트리디쉬에 치상하였으며 25℃의 광조건에서 실험하였다. 종자 발아율, 평균발아일수, 발아속도를 조사한 결과, 습사와 예냉처리는 모두 종자 발아를 향상시키는데 효과적으로 나타났다. 그러나 두 저온처리의 방법에 따른 차이는 나타나지 않았다. 각각의 처리에서 처리기간이 길어짐에 따라 종자 발아가 향상되었으나, 3개월 이상의 처리에서는 종자 발아의 향상이 통계적으로 유의하게 나타나지 않았다. GA3 처리에서도 눈잣나무의 종자 발아가 효과적으로 향상되었는데, 100 ㎎/L 처리 조건에서 발아율이 79.0%로 나타났다. 그러나 GA3 고농도 처리조건(2000 ㎎/L 이상)에서는 오히려 종자 발아가 감소하였다. 결론적으로 3개월 이상의 습사처리와 GA3 100 ㎎/L 처리가 눈잣나무의 종자의 발아향상에 적절한 방법으로 나타났다.

지역별 애멸구 발생양상과 옥수수 흑조위축병 발생 (Population of Laodelphax striatellus, Percentage of Rice Black-streaked Dwarf Virus(RBSDV) Viruliferous Vector and RBSDV Infection of Maize in Different Locations)

  • 이석순;박근용;박승의;이상석
    • 한국작물학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.74-80
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    • 1988
  • 중남부지방 8개도에서 평균 10∼20개 장소에서 1986년과 1987년에 조사한 애멸구 발생상황, 9개 38개 장소에서 조사한 애멸구 제 1세대의 흑조위축병 바이러스 보독충율, 그리고 1987년에 13개 장소에서 조사한 11개 옥수수 품종 및 계통의 흑조위축병 나병율과 나병정도를 요약하면 다음과 같다. 1. 애멸구 발생량은 중부지방에서는 적었으나 남쪽으로 내려올수록 현저히 증가하였다. 애멸구 제 1세대 최성기는 4월 하순∼5월 상순이었고 제2세대 최성기는 6월 중순이었다. 애멸구 발생량은 중부지방에서는 제2세대 발생량이 제1세대와 비슷하거나 적었지만 남부지방에서는 제2세대 발생량이 제1세대보다 현저히 높았다. 2. 애멸구 보독충율은 년도, 지역, 조사방법에 따라 현저히 다르며, 경남북 평야지에서 가장 높았고, 이 지역에서 멀어질수록 보독충율이 낮은 경향이었다. 3. 옥수수 흑조위축병 나병율은 대구에서 가장 높아 품종에 따라 9∼39% 나병되었으며, 홍천, 진부, 청주에서는 병이 발생되지 않았고, 기타 지역에서는 13% 이하이었다.

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염처리가 수도잎의 신장 및 광합성능에 미치는 영향 (Effects of Salinity on Leaf Growth and Photosynthesis in Rice)

  • Lee, Kang-Sae
    • 한국작물학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.22-33
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    • 1991
  • 간장이 다른 수도 2품종에 대하여 NaCl, KCl, Mannitol을 처리하고 잎의 신장과 광합성능의 반응을 조사하였다. 그리고 염처리에 의하여 잎의 신장이 일시적으로 정지하고 신장률이 둔화되는 현상 및 높은 농도에서 광합성능이 저하되는 원인에 대하여 고찰하였다.

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삼중성 SW Lyncis에서의 광시간 효과와 질량이동 (LIGHT-TIME EFFECT AND MASS TRANSFER IN THE TRIPLE STAR SW LYNCIS)

  • 김천휘
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제16권1호
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    • pp.11-20
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    • 1999
  • 이 논문에서 삼중성 SW Lyn의 광전관측된 극심시각을 수집하여 이 별의 공전주기 변화를 제3천체에 의한 광시간 효과와 질량이동에 의한 영년 주기감소란 관점에서 분석하였다. 그 결과 가장 최근에 Ogloza et al. (1998)이 얻은 제3천체에 의한 광시간 궤도를 수정, 개선하였으며, 영년 주기감소가 일어나고 있음을 밝혔다. 제3천체는 매우 찌그러진 타원궤도(e=0.61)로 약 5.77년마다 삼중성의 질량중심을 공전하고 있다. 제3천체 최소질량이 $1.13M_{odot}$이며 쌍성의 형태이거나 백색 왜성일 가능성이 높다. 또한, SW Lyn의 공전주기 감소율은 $DeltaP/P=-12.45{ imes}10^{-11}$이며, 이는 질량이 큰 주성으로부터 반성으로 질량이동을 의미한다. 공전주기의 감소율로부터 주성의 질량이동율은 약 $1.24{ imes}10^{-8}M_{odot}/y$이다. 그 질량이동의 방향은 이전의 연구자들이 광도곡선 분석으로부터 얻은 Roche 기하학에서 추측할 수 있는 것과 반대이다.

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