• Molecules and Cells
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• 제46권4호
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• pp.245-255
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• 2023

This study aimed to exploring the pathophysiological mechanism of 7α,25-dihydroxycholesterol (7α,25-DHC) in osteoarthritis (OA) pathogenesis. 7α,25-DHC accelerated the proteoglycan loss in ex vivo organ-cultured articular cartilage explant. It was mediated by the decreasing extracellular matrix major components, including aggrecan and type II collagen, and the increasing expression and activation of degenerative enzymes, including matrix metalloproteinase (MMP)-3 and -13, in chondrocytes cultured with 7α,25-DHC. Furthermore, 7α,25-DHC promoted caspase-dependent chondrocyte death via extrinsic and intrinsic pathways of apoptosis. Moreover, 7α,25-DHC upregulated the expression of inflammatory factors, including inducible nitric oxide synthase, cyclooxygenase-2, nitric oxide, and prostaglandin E₂, via the production of reactive oxygen species via increase of oxidative stress in chondrocytes. In addition, 7α,25-DHC upregulated the expression of autophagy biomarkers, including beclin-1 and microtubule-associated protein 1A/1B-light chain 3 via the modulation of p53-Akt-mTOR axis in chondrocytes. The expression of CYP7B1, caspase-3, and beclin-1 was elevated in the degenerative articular cartilage of mouse knee joint with OA. Taken together, our findings suggest that 7α,25-DHC is a pathophysiological risk factor of OA pathogenesis that is mediated a chondrocyte death via oxiapoptophagy, which is a mixed mode of apoptosis, oxidative stress, and autophagy.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제50권
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• pp.11-18
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• 2023

Manihot esculenta Crantz, commonly known as cassava, is a staple aliment that is a significant source of revenue for farmers. The embryogenic callus is crucial in the genetic engineering of various crop species, including cassava. Four cultivar cassava landraces from East Java were assessed for their ability to produce friable embryogenic callus (FEC) for protoplast isolation. In this study, four cassava cultivars; (Kaspro, Kuning, Gajah, and Gendruwo); were used to obtain FEC, which involved the culture of immature leaf lobes (ILLs) and apical buds (ABs) media containing MS supplemented with 33 μM picloram and 2 μM of CuSO₄ (M1) or MS supplemented with 50 μM 2,4-D and 2 μM CuSO₄ (M2). The highest FEC induction efficiency ranged from 72% to 57%, and the highest FEC number ranged from 4.7 to 3.7 with AB explants in media containing MS + 33 μM pilocram and 2 μM CuSO₄ (M1). On the other hand, the efficiency of somatic embryogenesis induction ranged from 67% to 53%, and the number ranged from 4.4 to 3.4. The efficiencies of FEC induction ranged from 48% to 42%, and the number ranged from 3.1 to 2.6 with AB explants in media containing MS + 50 μM 2,4-D and 2 μM CuSO₄ (M2); the efficiency of FEC induction ranged from 56% to 50%, and the value ranged from 3.6 to 2.4 with ILL explants. The FEC induction of the Gendruwo cultivar, which was examined using AB and ILL explants, demonstrated the lowest efficiency. Nevertheless, all four cultivars showed the ability to generate FEC, even though their effectiveness differed depending on the explant genotype and the applied media.

• 한국자원식물학회지
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• 제37권3호
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• pp.225-234
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• 2024

Chinese lobelia (Lobelia chinensis Lour.) is an important medicinal plant that is used in traditional Chinese, Korean, and Japanese medicine. The goal of the current study was to develop an in vitro propagation technique for Lobelia chinensis. We have examined the effects of different media compositions on the regeneration of shoots from nodal cultures of Lobelia chinensis, including Murashige and Skoog (MS), Gamborg (B5), Schenk and Hildebrandt (SH), Woody plant (WPM), Chu (N6), and Nitsch and Nitsch (NLN) media. Similar to this, shoot regeneration was examined using MS medium of double (2.0), full (1.0), half (0.5), and quarter (0.25) strengths. The regeneration of shoots was also examined with additions of 0, 1, 3, 5, and 7% (w/v) sucrose to MS media. For axillary shoot regeneration, full-strength MS medium supplemented with 3% (w/v) sucrose was shown to be the most effective of all the evaluated factors. On this medium, nodal explants optimally regenerated 4.5 shoots per explant and subsequently shoots involved in rooting on the same medium. The regenerated plants possessed abundant phenolics, flavonoids, and DPPH, ABTS, and FRAP antioxidant activities. High performance liquid chromatographic examination (HPLC) of the regenerated plants revealed an accumulation of myricetin and catechin in higher amounts.

• Journal of Food and Nutrition Research
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• 제9권3호
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• pp.163-169
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• 2021

Decreased adipocyte fatty acid oxidation (FAO) and impaired preadipocyte differentiation characterize hypertrophic expansion of adipose tissue (AT) from obese and insulin resistant humans and are recognized as potential mechanisms for obesity-mediated dyslipidemia. Supplementation of formononetin (FMN), one of the principal isoflavones extracted from red clover or Huangqi (Astragalus roots), has been shown to have beneficial effects on obesity-related hyperlipidemia, a well-established cardiovascular risk factor. However, a target tissue and underlying mechanism(s) through which FMN acts have been under-investigated. Thus, we investigated whether FMN promotes adipocyte FAO and preadipocyte differentiation using 3T3-L1 preadipocytes to provide potential mechanisms of FMN action. We further extended this to the culture of 10T1/2 mesenchymal stem cells (MSCs) as well as mouse AT explants to reflect in vivo effects of FMN. In fully differentiated 3T3-L1 adipocytes, FMN-treatment significantly increased the expression levels of FAO-related proteins such as pAMPK, pACC, and CPT1, all of which were consistently upregulated in AT explant cultures treated with 10 μM FMN. In addition, FMN significantly enhanced the degree of differentiation of both 3T3-L1 preadipocytes and 10T1/2 MSCs into adipocytes as evidenced by Oil Red O staining of cellular lipids. This observation correlated with increased expression levels of key adipogenic transcription factors (PPARγ and C/EBPα) and their down-stream target proteins (FABP4, Glut4 and adiponectin). Moreover, FMN failed to exert its stimulatory effects on preadipocyte differentiation in both cell types in the presence of a PPARγ antagonist, suggesting a PPARγ-dependent effect of FMN. Collectively, these data provide possible mechanisms of action of FMN on lipid metabolism and further support the favorable in vivo effects of FMN in diet and obesity-induced dyslipidemia.

• 한국자원식물학회지
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• 제21권2호
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• pp.134-138
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• 2008

조직배양에 의한 네리네 기내 대량증식 조건을 확립하고자 대량증식 배지선발, 자구비대 및 출현율 향상을 위한 첨가물질, 배양부위별 증식효율 등에 관한 연구를 수행하였다. 네리네 기내 대량증식을 위한 생장조정제 처리결과 자구형성수는 단용처리보다 혼용처리에서 효과적이었다. 생장조정제 처리별 자구수에서 Nerine bowdenii ‘Favorite’ 와 Nerine sarniensis ‘Red’ 모두 NAA $0{\sim}0.5$ + BA $0.5{\sim}2.0mg\;{\cdot}\;L^{-1}$에서 무처리 1.2개보다 $66%{\sim}100%$향상된 $1.8{\sim}2.4$개로 효과적이었다. 자구비대 및 출현율 향상을 위한 최적 배지원과 농도는 Glucose 7%로 가장 양호한 자구비대 및 순화시기에 관련 없는 높은 출현율을 보였다. 또한 질소원으로는 질산태와 암모니아태 질소 혼용 40mM에서 토양내 자구 출현율이 가장 높았다. 배양부위별 증식효율은 재료 확보가 제한적인 생장점 배양보다는 인편번식 배양이 54배 높은 증식효율을 보였으며, 인편번식 배양을 위한 부위로는 중인편이 양호한 생장 및 가장 높은 자구 형성(1.8개/절편)이 가능하였다.

• 농업과학연구
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• 제14권2호
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• pp.197-204
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• 1987

양버들의 explant soure에 따른 현탁배양(懸濁培養) 세포(細胞)의 생장(生長)과 생장기간(生長其間)에 따른 배양세포내(培養細胞內) 질소함량(窒素含量) 변화(變化), plating방법(方法)에 따른 micro-callus 형성능력(形成能力), 배양배지(培養培地)의 종류(種類) 및 생장조절물질(生長調節物質), 질소량(窒素量)에 따른 현탁배양세포(懸濁培養細胞)의 생장(生長)과 고체배지(古體培地)에 plating하였을 때 micro-callus 형성(形成)을 조사(調査)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 절간조직(節間組織)과 엽병조직(葉柄組織)에서 유래(由來)된 callus를 재료(材料)로 하여, 현탁배양(懸濁培養)하였을 때 세포(細胞)의 생중량(生重量)과 packed cell volume은 거의 비슷하게 증가(增加)하였으며, 배양후(培養後) 12일(日)경에 stationary phase에 도달하였다. 2. 배양세포(培養細胞)의 N함량(含量)은 배양후(培養後) 3일(日)경에 높아졌으며, 6일(日)경에는 낮아지고, 다시 9일(日)까지 높아지다가 그 이후(以後)는 서서히 떨어지는 경향을 나타내었다. 3. Cell plating에서 embedding방법(方法)이 가장 높은 micro-callus형성율(形成率)을 보였다. 4. 현탁배양세포(懸濁培養細胞)의 생장(生長)은 LM배지(培地)의 질소량(窒素量)을 1/2로 하고 BAP 0.01, 2,4-D0.1, NAA $1.0mg/{\ell}$ 첨가한 배지(培地)에서 배양(培養) 15일 후에 76.9배(倍)의 생장량(生長量)을 보여 가장 양호(良好)하였고, LM 배지(培地)가 MS나 GD배지(培地)보다 생장(生長)이 좋았으며, auxin만 사용(使用)한 것보다 cytokinin과 혼합하여 배양(培養)하였을 때, 더 좋은 세포생장(細胞生長)을 나타내었다. 5. Single cell 및 small cell aggregates 집단(集團)으로부터의 micro-callus 형성(形成)은 2,4-D를 $1.0mg/{\ell}$ 첨가한 LM 및 MS배지(培地)에서 배양(培養)하였을 때만 형성(形成)되었다.

• 한국자원식물학회지
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• 제15권3호
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• pp.237-242
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• 2002

본 연구에서는 헛개나무 조직 배양에서 체세포배 유토 및 식물체 재분화를 위한 적절한 배지, 생장조절물질, 탄소원 그리고 배양 환경을 조사하였으며 대량 번식 시스템을 위해 체세포 배로부터 식물체로 재분화 하기전 세포 동조화와 건실한 유묘 생산에 최적인 배양 조건을 조사하였다. 강원도 양양 헛개나무 자생지에서 채취한 종자를 배배양하여 기내 발아시킴으로 기내 식물체를 얻었으며 이를 본실험에 이용하였다. 기내 발아후 7-14일 된 식물체의 자엽과 잎 절편을NAA를 처리한 배지에 배양했을 때 callus 상태를 거치지 않고 직접 shoot가 유기되었는데 NAA 0.5mg/에서 43.6%로 형성율이 가장 높았으며 절편체 당 shoot의 수도 2.8개였다. NAA와 BA 조합처리 하였을 때 BA 0.1mg/ + NAA 1mg/에서 38.1%의 형성율을 보였으며 절편체 당 shoot의 수는 4개 이상으로 유기 되었다. 체세포배는 NAA와 2,4-D의 단독처리 또는 BA와의 조합처리에서 발생하였으며 직접 체세포배 또는 배발생 캘러스가 형성하였다. BA 0.1mg/ + 2,4-D 1mg/ 또는 BA 0.1mg/ + NAA 1mg/ 에서 발생한 배발생 캘러스의 생장과 성숙 및 발아에 최적 배양 조건을 조사하였을 때 GA3 1mg/ 을 처리하여 배 발아를 촉진시켰으며 자엽은 발달하지 못하고 하배축이 신장하여 유근이 발생한 형태의 유묘를 생산하였다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권4호
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• pp.382-391
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• 2018

본 연구는 사과 대목 M.26 (Malus pumila Mill))의 효과적인 기내 대량번식하기 위해 신초 증식과 뿌리 형성에 적합한 배지조건을 확립하고, simple sequence repeat (SSR) 마커를 이용하여 증식된 소식물체의 유전적 다양성을 분석하고자 수행하였다. MS (Murashige and Skoog) 기본배지에 benzyladenin (BA, $0.5{\sim}5.0mg{\cdot}L^{-1}$)와 thidiazuron (TDZ, $0.01{\sim}0.1mg{\cdot}L^{-1}$)을 첨가하여 신초를 배양한 결과, $1.0mg{\cdot}L^{-1}$ BA 처리에서 절편체 당신초 수가 10.67개로 가장 많았으며 과수화 발생률은 BA 처리구보다 TDZ 처리구에서 높았다. M.26 신초 증식에 BA와 auxin과의 혼용처리 효과는 없었고, $1.0mg{\cdot}L^{-1}$ BA가 첨가된 MS 기본배지가 적합하였다. 신초 발근에 적합한 배지를 구명하고자 auxin인 indole-3-butyric acid (IBA)와 ${\alpha}$-naphthaleneacetic acid의 농도($0.5{\sim}5.0mg{\cdot}L^{-1}$), MS 배지의 무기염류(1/4 ~ 1배) 및 sucrose 농도($0{\sim}30g{\cdot}L^{-1}$)를 달리하여 처리한 결과, $1.0mg{\cdot}L^{-1}$ IBA, $15{\sim}20g{\cdot}L^{-1}$ sucrose가 첨가된 1/2 MS 배지에서 발근율(100%), 뿌리 수(10.45 ~ 13.60개/절편체), 뿌리 길이(7.41 ~ 8.33 cm) 및 신초 길이(4.93 ~ 5.38 cm)가 양호하였다. 15종의 SSR primer를 이용하여 증식된 20개의 소식물체를 분석한 결과, 총 30개의 대립유전자가 검출되었으며 모두 동일한 밴드 패턴을 보여 온실에서 자란 M.26 식물체와 유사하여 유전적으로 안정한 것으로 판단되었다.

• 한국자원식물학회지
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• 제36권2호
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• pp.181-190
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• 2023

국내 홉 생산은 외국산 수입으로 1990년대 초반 이후 중단된 상태이나, 최근 수제맥주 붐의 영향으로 국내 생산에 대한 관심이 고조되고 있다. 본 연구는 국내 홉 생산 및 육종을 위한 기반연구로 외국산 도입 홉 6개 품종을 대상으로 생육특성 및 증식기술 개발중심으로 수행하였다. 2021년과 2022년 진행한 홉 생육조사에서 재식 후 4년차보다 5년차에서 일반적으로 홉의 착화고, 착화수, 구화의 크기와 무게가 증가하는 경향을 나타냈다. 홉 삽목 실험의 결과, 일반적으로 발근제 '아토닉' 처리를 하지 않은 물꽂이에서도 전체 평균 발근율이 88%로 높았지만 아토닉을 침지하거나 희석하여 관주할 경우 발근율이 93%로 증가하는 경향을 나타냈다. 아토닉 처리 방법에 따른 발근력과 발근율에는 품종간 차이가 있었다. 발근 삽목묘를 상토 이식 후 생존율을 확인 하였을 때, 조직배양실에서 삽목한 것이 온실에서 삽목한 것에 비해 상당히 생존율이 떨어졌다. 따라서 홉 삽목시에는 물꽂이 만으로도 높은 삽목 성공률을 얻을 수 있으며, 상토 이식 후 식물체를 안정적으로 관리하는 기술 개발이 홉 대량증식에서 중요할 것으로 판단된다. 조직배양 기술을 통해 홉을 증식할 땐 IAA 0.1 ㎎/L에 BAP 1 ㎎/L 보다 TDZ 1 ㎎/L를 첨가하여 배양하는 것이 다경유도에 효과적이다. 이러한 삽목 및 조직배양 증식과 순화 기술을 정립하면, 국내 홉 건전묘 생산에 활용이 가능할 것으로 생각된다.

• 한국자원식물학회지
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• 제26권2호
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• pp.303-309
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• 2013

본 연구는 바이러스 무병묘의 대량 증식을 위한 기초 자료를 얻고자 포도 '자랑' 품종의 신초와 뿌리의 형성 및 생장에 미치는 배지조성물질과 생장조절제의 영향을 구명하고자 수행되었다. 배지의 무기염 농도가 낮을수록 신초의 형성은 많아지는 경향으로, 특히 1/2MS배지에서 신초의 형성 및 생장이 가장 양호하였다. 부정근의 형성은 무기염의 농도가 높아질수록 양호하여 2MS배지에서 부정근의 수가 2.1개로 가장 많았다. Sucrose의 경우, 신초의 형성은 1%, 부정근의 형성은 3%, 생장은 1% 농도구에서 가장 좋았다. 활성탄의 0.05% 첨가에 의해 신초의 생장은 양호했으며, 특히, 부정근의 형성 및 생장에 효과적이었다. '자랑'의 대량 증식을 위한 배지의 pH는 6.8이 가장 적합하여 신초의 마디수와 길이가 각각 3.9개와 1.3 cm로 가장 좋았다. 기내 대량증식에 미치는 생장조절제의 영향으로 BA 1.0 mg/L에서 신초의 생장이 가장 왕성하였으며, NAA 1.0 mg/L에서 절편체당 16.9개의 신초가 형성되어 양호한 결과를 얻었다.