• 한국자원식물학회:학술대회논문집
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• 한국자원식물학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.52-52
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• 2018

Development of herbicide resistant transgenic legume plants through Agrobacterium-mediated transformation has been worked in many previous studied. Plant regeneration after infection is the important step to obtain successful transgenic plants. Many attempts try to find the optimum media condition for plant regeneration after infection. However, the transformation efficiency of legume plants is still low. In this study, regeneration of some Korean legume species including two soybean cultivars (Dawon and Pungsan) and pea have been done with organogenesis which is used various kind of explants such as cotyledonary-nodes in soybean and bud-containing tissue in pea. We developed the optimum media condition for plant regeneration regulators under Agrobacterium-mediated transformation using different kind and various concentration of plant growth. As the results, B5 medium containing 2 mg/L of 6-benzylaminopurine was selected in this study for the optimum plant regeneration media. The segments were inoculated with Agrobacterium suspension harbored an IG2 vector containing bar gene which confers resistance to phosphinotricin (PPT) in 3, 5 and 7 days. The transformation efficiency was achieved in Dawon 3.03 % and pea 1.46 % with co-cultivation period of 7 days which is showed a high number of GUS positive expression period.

• 식물조직배양학회지
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• 제28권6호
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• pp.353-357
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• 2001

인삼의 자엽과 callus에 Biolistic system을 이용한 비선택성 제초제인 bialaphos에 대한 내성을 갖게 하는 PAT 유전자의 형질전환효율 향상 및 형질전환체의 유전분석에 관한 실험을 수행하였다. 자엽의 경우에는 형질전환율이 약했지만 callus의 경우에는 target distance 9 cm, rupture disk-macro-carrier gap distance를 1/3"로 했을 때 가장 양호한 형질전환 결과를 보였다. 형질전환된 인삼식물체에서 PAT 및 NPT 유전자의 존재 여부를 확인하기 위해서 PCR을 수행한 결과 정상 식물체서는 전혀 PCR product가 형성되지 않은 반면 형질전환체 모두에서 PAT (약 300 bp)와 NPT (약 800 bp) 유전자의 band를 확인하여 각각의 유전자가 삽입되어 PAT 및 NPT IIgene이 도입된 형질전환체임을 확인할 수 있었다. 있었다.

• 한국육종학회지
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• 제40권3호
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• pp.211-214
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• 2008

Haploid system by anther culture allows the development of homozygous lines when doubled. The response of anther culture to Basta (glufosinate) resistance was investigated on transgenic plants (cv. Anjungbyeo) in order to identify inheritance of bar gene associated with Basta. Most of the regenerated transgenic plants were sterile, and only a few plants produced viable seeds ($A_1$) in the greenhouse. The bar gene was analysis by PCR in basta resistant transgenic plant ($TA_0$). The transgenic seeds ($A_1$) were significantly germinated in Basta solution compared with non-transformed seeds. As a result of anther culture, in regenerated haploid plants, segregation ratio was 1:1 in five of eight cross combinations. In diploid plants, segregation ratio was 1:1 in seven of eight cross combinations. Although there was some differences in the cross combinations, most of the combinations had 1:1 segregation ratio which supports the theory. The difference may be a result of the small sample size or the difference of anther culture response caused by genotypic difference. Hence, when many cross combinations were anther-cultured the results would support the theory.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제1권4호
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• pp.50-56
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• 2012

본 연구의 목적은 bar 유전자를 발현한 형질전환벼에 대한 글루타민 합성효소 저해제인 glufosinate-ammonium, L-metionine sulfoximine과 광합성저해제인 paraquat에 저항성 수준과 형질전환벼와 비형질전환벼의 암모늄 축적량, 저온반응 및 수량을 비교하는데 있다. 형질전환벼 계통은 비형질전환벼에 비해 glufosinate-ammonium에 45~95배 높은 저항성을 보였다. 한편 형질전환벼 계통은 L-metionine sulfoximine을 처리했을 때도 형질전환벼 계통이 비형질전환벼에 비해 18배 이상의 저항성을 보여 교차저항성이 있음을 확인할 수 있었다. 그러나 glufosinate-ammonium과 작용기작이 다른 제초제인 paraquat에 대한 다중저항성은 없었다. Glufosinate-ammonium 처리에 의해 ammonium 축적은 비형질전환벼에서 증가하였으나 모든 형질전환벼의 계통에서는 적거나 효과가 없었다. 형질전환벼 계통 258, 411, 607 및 608을 제외한 계통은 비형질전환벼에 비해 저온 내성 및 저온 후 회복정도가 유의적으로 낮은 경향을 보였다. 형질전환벼 계통 142, 144, 258 및 608의 수량은 비형질전환벼와 유사하거나 높았다.

• Plant Biotechnology Reports
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• 제5권3호
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• pp.217-224
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• 2011

Non-heading Chinese cabbage (Brassica rapa L. ssp. chinensis) is a popular vegetable in Asian countries. The diamondback moth (DBM), Plutella xylostella (L.), an insect with worldwide distribution, is a main pest of Brassicaceae crops and causes enormous crop losses. Transfer of the anti-insect gene into the plant genome by transgenic technology and subsequent breeding of insect-resistant varieties will be an effective approach to reducing the damage caused by this pest. We have produced transgenic non-heading Chinese cabbage plants expressing the potato proteinase inhibitor II gene (pinII) and tested the pest resistance of these transgenic plants. Non-heading Chinese cabbages grown for 45 days on which buds had formed were used as experimental materials for Agrobacterium-mediated vacuum infiltration transformation. Forty-one resistant plants were selected from 1166 g of seed harvested from the infiltrated plants based on the resistance of the young seedlings to the herbicide Basta. The transgenic traits were further confirmed by the Chlorophenol red test, PCR, and genomic Southern blotting. The results showed that the bar and pinII genes were co-integrated into the resistant plant genome. A bioassay of insect resistance in the second generation of individual lines of the transgenic plants showed that DBM larvae fed on transgenic leaves were severely stunted and had a higher mortality than those fed on the wild-type leaves.

• 한국잠사학회:학술대회논문집
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• 한국잠사학회 1997년도 Progress and Future Development of Sericultural Science and Technology 40th Anniversary Commemoration Symposium
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• pp.23-49
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• 1997

This is a progress report of rice biotechnology including development of gene transformation system, gene cloning and molecular mapping in rice. The scope of the research was focused on the connection between conventional breeding and biotech-researches. Plant transformation via Agrobacterium or particle bombardment was developed to introduce one or several genes to recommended rice cultivars. Two chimeric genes containing a maize ribosome inactivating protein gene (RIP) and a gerbicide resistant gene (bar) were introduced to Nipponbare, a Japonica cultivar, and transmitted to Korean cultivars. The homozygous progenies of herbicide resistant transgenic plant showed good fertility and agronomic characters. To explore the genetic resourses in rice, over 8,000 cDNA clones from immature rice seed have been isolated and sequenced. About 13% of clones were identified as enzymes related to metabolic pathway. Among them, twenty clones have high homology with genes encoding enzymes in the photorespiratory carbon cycle reaction. Up to now about 100 clones were fully sequenced and registered at EMBL and GenBank. For the mapping of quantitative tarits loci (QTL) and eternal recombinant inbred population with 164 F13 lines (MGRI) was developed from a cross between Milyang 23 and Gihobyeo, Korean rice cultivars. After construction of fully saturated RFLP and AFLP map, quantitative traits using MGRI population were analyzed and integrated into the molecular map. Eighty seven loci were determined with 27 QTL characters including yield and yield components on rice chromosomes. Map based cloning was also tried to isolate semi-dwarf (sd-1) gene in rice. A DNA probe, RG 109, the most tightly linked to sd-1 gene was used to screen from bacterial artifical chromosome (BAC) libraries and five over lapping clones presumably containing sd-1 gene were isolated. Rice genetic database including results of biotech reasearch and classical genetics is provided at Korea Rice Genome Server which is accessible with world wide web (www) browser. The server provides rice cDNA sequences and map informations linked with phenotypic images.

• 식물조직배양학회지
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• 제26권4호
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• pp.281-287
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• 1999

본 연구에서는 제초제 저항성 더덕을 개발하고자 하여 제초제 저항성 bar유전자의 형질전환을 수행하였고, 더덕 종자 발아 생리, 체세포배 유도 및 선별배지 농도 등에 대해 조사하였다. 기내종자발아는 GA$_3$를 첨가한 MS배지에 치상하여 15$^{\circ}C$에서 배양하였을 때 광, 암 두 조건 모두에서 90%의 발아율을 나타내었다. 식물체 재분화는 체세포 배발생 경로를 통하여 이루어 졌다. 배발생 캘러스는 자엽, 줄기,잎을 2,4-D와 Zeatin을 혼용처리하여 유도할 수 있었다. Basta와 PPT는 10mg/L 이상의 농도에서 식물체가 갈변고사 하였다. Explant는 l00mg/L 이상의 kanamycin에서 캘러스를 형성하지 못하였다. Explant를 제초제 저항성 bar유전자의 식물 형질전환 벡터를 포함하는 Agrobacterium tumefaciens LBA4404과 2일간 공존 배양한 후, 100mg/L kanamycin, 500mg/L carbenicillin과 1.0mg/L 2,4-D이 포함된 배지에서 형질전환체를 선발하였고, 계대배양으로 배발생 캘러스를 유도하고 체세포배를 얻었다. 체세포배를 200 mg/L kanamycin,500mg/L carbenicillin이 포함된 N6배지에 치상하여 발아시켰다. PCR 수행결과 NPTII와 bar유전자가 증폭되어 나타남으로서 도입된 유전자가 잠정적인 형질전환체 내에 존재함을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 얻어진 bur유전자 형질전환 식물체는 RNA및 단백질 수준에서의 발현 여부 검정을 거친 후, 제초제 저항성 더덕 생산 및 제초제 저항성 유전자의 후대 유전 양상 분석을 위한 기초 자료로 이용될 수 있을 것이다.

• 농업과학연구
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• 제47권4호
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• pp.815-827
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• 2020

The epidermal growth factor (EGF) transgenic soybean was developed and biosynthesis of human epidermal growth factor (hEGF) in soybean seeds was confirmed. Also, EGF transgenic soybean were found to contain a herbicide resistance selectable marker by introduction of phosphinothricin acetyltransferase (PAT) gene from the Streptomyces hygroscopicus. For biosafety assessment, the EGF transgenic soybean expressing the EGF biosynthesis gene EGF and herbicide resistant gene PAT was tested to determine effects on survival of Cyprinus carpio, commonly used as a model organism in ecotoxicological studies. C. carpio was fed 100% ground soybean suspension, EGF soybean or non-genetically modified (GM) counterpart soybean (Gwangan). Gene expression of EGF soybean was confirmed by PCR and ELISA to have EGF/PAT. Feeding test showed that no significant differences in cumulative immobility or abnormal response between C. carpio samples fed on EGF soybean and non-GM counterpart soybean. The 48 h-EC50 values of the EGF and non-GM soybean were 1,688 mg·L-1 (95% confidence limits: 1,585 - 1,798 mg·L-1) and 1,575 mg·L-1 (95% confidence limits: 1,433 - 1,731 mg·L-1), respectively. The soybean NOEC (no observed effect concentration) value for C. carpio was suggested to be 625 mg·L-1. We concluded that there was no significant difference in toxicity for non-target organisms (C. carpio) between the EGF soybean and non-GM counterparts.

• 한국잡초학회지
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• 제31권2호
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• pp.119-133
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• 2011

2010년까지 국내 논에서 설포닐우레아(sulfonylurea : SU)계 제초제들에 대한저항성잡초로 확인된 잡초들 1998년도에 충남서산 간척지 논에서 물옥잠이 확인이후 일년생 물달개비, 올챙이고랭이, 알방동사니 등 7초종, 다년생 올미, 새섬매자기 등 다년생 잡초 3초종이 발생하여 총 10초종이다. 그리고 2009년 ACCase 및 ALS 저해제들에 대한 저항성 피가 담수직파 논의 서 남부지역에서 처음 확인되었다. 초기에는 SU계 제초제들에 대한 저항성잡초들인 물달개비, 올챙이고랭이, 알방동사니 등은 하나의 논 필지에 하나의 초종들이 발생을 하였으나 최근에는 하나의 필지에 다수의 초종들이 동시적으로 발생하고 있다. 2008년도에 전국 861필지의 논에서 채취한 토양에서 발생하고 있는 물달개비 및 올챙이고랭이의 저항성 비율은 각각 42% 및 23%로 나타났다. 저항성잡초들의 생체중을 50% 억제한 농도($GR_{50}$)는 저항성 계통이 감수성 계통에 비해 수 십배에서 수 천배 높게 나타났다. ACCase 및 ALS 저해 제초제들인 cyhalofopbutyl, pyriminobac-methyl, penoxsulam 저항성 강피에 대한 저항성 계통의 $GR_{50}$은 감수성 계통에 비해 각각 14, 8, 11배나 높게 나타났다. 한국의 논에서 제초제 저항성의 다발생과 확산의 원인은 크게 잡초측면과 제초제 측면으로 구분할 수 있다. 잡초측면에서는 종자생산량과 발아율이 높은 잡초들 즉 물달개비, 올챙이고랭이 등이 저항성잡초로 변화한다. 그리고 제초제 측면은 저항성잡초 유발의 원인인 선택성이 탁월하고 약효지속성이 매우 긴 SU계 제초제들의 광범위한 사용이다. SU계 제초제들의 생산 품목들과 처리 논 면적의 비율은 각각 69%와 96%이다. 그리고 2003년까지 처리면적으로 본 선호도 10위까지 제초제들은 대부분 SU계 제초제들이 혼합된 "일발처리제"들이다. 직파재배 논에서 ACCase 및 ALS들이 혼합된 제초제들의 연용은 제초제 저항성 피를 유발하였고, 이는 피에 효과적인 SU계 제초제들인 pyrazosulfuron-ethyl 및 imazosulfuron과 무관하지 않다. SU계 제초제들에 대한 물옥잠의 저항성 계통의 $I_{50}$은 감수성 계통에 비해서 14배에서 76배 높았는데, 이는 제초제의 흡수 및 이행에 의한 차이보다는 ALS 유전자의 점 돌연변이(point mutation)에 의한 것으로 나타났다. 즉 ALS 유전자 아미노산 197번째 proline이 serine로 변화되었기 때문이다. 제초제 저항성잡초 방제로 benzobicyclone, bromobutide 등은 광엽 및 방동사니과 잡초들을 동시에 방제가 가능하다. 그리고 ACCase 및 ALS 저항성 피의 방제는 mefenacet, fentrazamide, cafenstrole로 2엽기까지 방제가 가능하다. 그러나 앞으로 국내 논에서 제초제 저항성잡초 및 관리에 대해서는 많은 문제점들을 내포하고 있다. 첫째, 현재까지 제초제 저항성 유발 약제들인 ALS 및 ACCase 저해제들의 사용량이 증가하기 때문에 제초제 저항성 잡초들은 계속 발생할 뿐만 아니라 더욱 빠른 속도로 확산할 것이다. 둘째, 미국, 유럽, 호주 등 선진국들과 같은 제초제 저항성잡초를 연구할 수 있는 전문 연구기관과 인력이 부족하다.

• 농약과학회지
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• 제13권4호
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• pp.290-297
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• 2009

본 연구는 한국에서 발생하고 있는 설포닐우레아계 제초제 저항성 및 감수성 물달개비의 ALS 염기서열 분석에 의한 ALS 유전자의 특성과 제초제 저항성 메카니즘을 구명하기 위하여 실시하였다. 감수성 및 저항성 두 계통의 biotype에서 815개의 염기서열을 분석하였다. 분석된 염기서열에서 감수성 biotype으로부터 4개 clone, 저항성 계통으로부터 15개 clone, 총 19개의 clone들을 크게 4 group으로 분류할 수 있었다. 첫 번째 group은 저항성 및 감수성 biotype의 ALS 유전자 염기서열이 차이가 없었으며, 두 번째 그룹은 아미노산 197번째의 proline이 DNA의 점돌연변이(point mutation)에 의해 serine으로 변화된 부분이다. 세 번째 group은 6곳에서 점돌연변이에 의한 아미노산치환이 발생하였으며, 네 번째 group는 첫 번째 group과 세 번째 group 중간적 특성으로 3곳에서 염기서열 점돌연변이에 의해 아미노산 치환이 있었다. 따라서 하나의 물달개비 식물체에서 여러 가지 형태의 ALS 유전자가 존재할 수 있으며, 물달개비 저항성 biotype의 ALS 유전자는 Domain A 부분에 있는 아미노산 197번째 proline이 염기서열 변화에 의해 serine으로 돌연변이 되었다.