T-DNA insertional mutations in Arabidopsis genes have conferred huge benefits to the research community, greatly facilitating gene function analyses. However, the insertion process can cause chromosomal rearrangements. Here, we show an example of a likely rearrangement following T-DNA insertion in the Anti-Silencing Function 1B (ASF1B) gene locus on Arabidopsis chromosome 5, so that the phenotype was not relevant to the gene of interest, ASF1B. ASF1 is a histone H3/H4 chaperone involved in chromatin remodeling in the sporophyte and during reproduction. Plants that were homozygous for mutant alleles asf1a or asf1b were developmentally normal. However, following self-fertilization of double heterozygotes (ASF1A/asf1a ASF1B/asf1b, hereafter AaBb), defects were visible in both male and female gametes. Half of the AaBb and aaBb ovules displayed arrested embryo sacs with functional megaspore identity. Similarly, half of the AaBb and aaBb pollen grains showed centromere defects, resulting in pollen abortion at the bi-cellular stage of the male gametophyte. However, inheritance of the mutant allele in a given gamete did not solely determine the abortion phenotype. Introducing functional ASF1B failed to rescue the AaBb- and aaBb-mediated abortion, suggesting that heterozygosity in the ASF1B gene causes gametophytic defects, rather than the loss of ASF1. The presence of reproductive defects in heterozygous mutants but not in homozygotes, and the characteristic all-or-nothing pollen viability within tetrads, were both indicative of commonly-observed T-DNA-mediated translocation activity for this allele. Our observations reinforce the importance of complementation tests in assigning gene function using reverse genetics.
Insertion sequence IS1112 is a repetitive element with a relatively high number of copies in Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo), the causal agent of bacterial blight of rice (Oryza sativa L.). Three new loci of IS1112 were identified in seven Chinese strains of Xoo using a single oligonucleotide primer J3; 5'-GCTCA GGTCAGGTGGCCTGG-3' by insertion-sequence-based polymerase chain reaction (IS-PCR). Among the three new loci of IS1112, two were located in the open-reading frame region of genes fhuA and cirA, which encode TonB-dependent receptors, and the third in ISXo2, another type of insertion sequence in Xoo genome. Three variants of IS1112 were identified in those three loci based on their sequence similarities: two were identical to IS1112a and IS1112b, reported in strain PXO86 from the Philippines, while the third was a new member of IS1112, defined as IS1112d. Inserting IS1112 in gene fhuA caused three bases, GGT, to be duplicated at the target site, but inserting it in gene cirA did not cause any duplication in the target site. The diversity of IS1112 sequence and insertion loci in Xoo genome and their potential effects are discussed.
Vibrio metschnikovii strain RH530 is a non-pathogenic, industrially-important alkaline protease producer which has been isolated from wastewater. In this paper, we report on the transformation of this strain by using the method of electroporation. A field strength of $7.5\;kVcm^{-1}$ and $25\;{\mu}F$, and using a 0.2-cm cuvette, appeared to be the optimal conditions for electroporation of the cells with the recombinant pSBCm plasmid carrying the vapK alkaline protease gene and the ColE1 replicon. Cells were subjected to osmotic shock in order to remove extracelluar DNase, and adding 200 mM of sucrose to electroporation buffer cells showed an increased transformation efficiency. Maximum efficiency of transformation was obtained at an early exponential growth phase. Using all of the conditions mentioned above, we routinely obtained a transformation efficiency of more than $10^4{({\mu}g\;plasmid\;DNA)}^{-1}$. The stability of the plasmid pSBCm in V. metschnikovii RH530 was 25% after 18h of growth (27 generations) in the medium without antibiotic selection. The insertion of the par locus to the pSBCm increased the stability of the plasmid up to 42% without selective pressure. The increase in plasmid stability was accompanied by the increase in the productivity of alkaline protease in the recombinant V. metschnikovii strain RH530. Determining optimal conditions for the transformation of the industrially-important, nonpathogenic Vibrio strain, and the improvement of plasmid stability by introducing the par locus into the high copy number plasmid vector, will allow the development of procedures involved in the genetic manipulation of this strain, particularly for its use in the production of industrial enzymes such as alkaline protease.
Cho, Eunjin;Kim, Minjun;Manjula, Prabuddha;Cho, Sung Hyun;Seo, Dongwon;Lee, Seung-Sook;Lee, Jun Heon
Journal of Animal Science and Technology
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제63권4호
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pp.751-758
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2021
The recessive white (locus c) phenotype observed in chickens is associated with three alleles (recessive white c, albino ca, and red-eyed white cre) and causative mutations in the tyrosinase (TYR) gene. The recessive white mutation (c) inhibits the transcription of TYR exon 5 due to a retroviral sequence insertion in intron 4. In this study, we genotyped and sequenced the insertion in TYR intron 4 to identify the mutation causing the unusual white plumage of Yeonsan Ogye chickens, which normally have black plumage. The white chickens had a homozygous recessive white genotype that matched the sequence of the recessive white type, and the inserted sequence exhibited 98% identity with the avian leukosis virus ev-1 sequence. In comparison, brindle and normal chickens had the homozygous color genotype, and their sequences were the same as the wild-type sequence, indicating that this phenotype is derived from other mutation(s). In conclusion, white chickens have a recessive white mutation allele. Since the size of the sample used in this study was limited, further research through securing additional samples to perform validation studies is necessary. Therefore, after validation studies, a selection system for conserving the phenotypic characteristics and genetic diversity of the population could be established if additional studies to elucidate specific phenotype-related genes in Yeonsan Ogye are performed.
골밀도가 높고 두꺼운 피질골에 마이크로임플란트를 self-drilling 방식으로 식립하는 경우 과도한 수준의 골부하 (bone loading)가 발생할 위험이 있으며 이는 인접골의 정상적인 골개형(bone remodeling)에 장애를 초래할 수 있다. 이에, 본 연구에서는 유한요소해석으로 두께 1.0 mm의 피질골에 Absoanchor SH1312-7 마이크로임플란트((주)덴토스, 대구, 대한민국)가 self-drilling 방식으로 식립되는 과정(10회전, 식립깊이 5 mm)을 모사(simulation)하였으며 식립 단계별로 피질골에 발생되는 스트레인을 조사하였다. 식립중 마이크로임플란트 첨부의 절삭연(cutting flute)에 의한 골삭제로 생기는 나사길(threaded groove)의 치수를 얻기 위하여 가토 경골에 마이크로임플란트를 식립/제거한 후 Micro CT (Explore Locus RS, GE Healthcare, Ontario, Canada)를 이용하여 기하형상을 측정하였으며 이를 치밀골의 유한요소모델에 반영하였다. 해석결과, 치밀골에 발생되는 스트레인은 임플란트 식립깊이에 따라 증가하였고, 초기단계에서 나사산에 인접한 골에 국한되던 과부하 부위(스트레인이 4,000${\mu}$-strain을 상회하는 영역)가 식립깊이 증가에 따라 인접골 전체, 즉 나사산 인접부는 물론 골(valley) 부위에 접하는 모든 영역으로 확장되었다. 본 연구를 통해, self-drilling 방식으로 마이크로임플란트를 식립할 때 치밀골에 발생하는 스트레인 크기는 생리적인 골개형을 저해할 수 있는 수준임을 확인할 수 있었다.
한국식물학회 1987년도 식물생명공학 심포지움 논문집 Proceedings of Symposia on Plant Biotechnology
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pp.323-347
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1987
The R locus of maize in one of several genes that regulate the anthocyanin pigments throughout the body of the plant and seed. The R gene product may regulate pigment deposition by controlling the expression of the flavonoid biosynthetic gene pathway in a tissue-specific manner. To understand the basis for tissue specific regulation and allelic variation at R, the molecular study has been done by cloning a portion of the R complex by transposon tagging with Ac. R specific probe were cloned from the R-nj mutant induced by Ac insertion mutagenesis. From southern analysis of R-r complex using the R-nj probe, the structure of R-r was proposed that R-r containes the three elements, (P)(Q)(S). These elements may organize as the inversion triplication model which (S) sequence was inverted in relation to (P) and (Q). The R-sc derivated from R-mb or R-nj was cloned with R-nj probe, and molecular genetical data showed that R-sc containes tissue specific and tissue nonspecific area, and the sequencing of R-sc are progressed now.
Brassinosteroids (BRs) are plant steroid hormones that play essential roles in growth and development. Mutations in BR-signaling pathways cause defective in growth and development like dwarfism, male sterility, abnormal vascular development and photomorphogenesis. Transition from vegetative to reproductive growth is a critical phase change in the development of a flowering plant. In a screen of activation-tagged Arabidopsis, we identified a mutant named abz126 that displayed longer hypocotyls when grown in the dark on MS media containing brassinazole (Brz), an inhibitor of BRs biosynthesis. We have cloned the mutant locus using adapter ligation PCR walking and identified that a single T-DNA had been integrated into the ninth exon of the GIGANTEA (GI) gene, involved in controling flowering time. This insertion resulted in loss-of-function of the GI gene and caused the following phenotypes: long petioles, tall plant height, many rosette leaves and late flowering. RT-PCR assays on abz126 mutant showed that the T-DNA insertion in GIGANTEA led to the loss of mRNA expression of the GI gene. In the hormone dose response assay, abz126 mutant showed: 1) an insensitivity to paclobutrazole (PAC), 2) an altered response with 6-benzylaminopurine (BAP) and 3) insensitive to Brassinolide (BL). Based on these results, we propose that the late flowering and tall phenotypes displayed by the abz126 mutant are caused by a loss-of-function of the GI gene associated with brassinosteroid hormone signaling.
To determine the functions of specific cell wall polysaccharides, polysaccharides of three mutants, mur3-1, mur3-2, and mur3-3, obtained from Arabidopsis wild type, underwent structural characterization. Upon sequential separation of pectins (RG-I and RG-II) and cross-linking glycans (xyloglucan, XG), only XG was affected by the mud mutation. Wild-type XG contained a considerable amount of fucose, whereas the fucose level in mur3 XGs was less than 20% that of wild type. Further analysis of XGs by matrix-assisted laser-induced/ionization time-of-flight (MALDI-TOF) mass spectrometry indicated that mud lines considerably or completely lost the fucosylated XG oligosaccharides such as XXFG and XLFG and the double-galactosylated oligosaccharide XLLG $^1H$-NMR spectroscopic analyses of the XG oligosaccharides from mur3-3 plant revealed the absence of fucose and a galactose level in the galactosylated side chain that was reduced by 40% compared to that of Arabidopsis wild-type plant. In contrast, 85% less fucose and a slight loss of galactose were observed in the mur3-1 and mur3-2 lines which show normal growth habit. Of the three Arabidopsis mur3 lines studied here, mur3-3 is disrupted by a T-DNA insertion in the exon of MUR3 which encodes XG-specific galactosyltransferase, and exhibits slight dwarfism. These results indicated that the T-DNA insertion at the MUR3 locus did not induce the complete loss of galactose in XG, and that galactose, rather than fucose, in the XG side chains made a major contribution to overall wall strength.
The phosphoenolpyruvate-dependent carbohydrate phosphotransferase system (PTS) is responsible for the simultaneous transfer and phosphorylation of various carbon sources in Escherichia coli. The ptsG gene encoding the enzyme $IICB^{Glc}$, the membrane component of the glucose-specific PTS, is repressed by Mlc and activated by the CRP cAMP complex; various other factors, such as Fis, FruR, and ArcA, are also known to be involved in ptsG regulation. Thus, in an attempt to discover a novel gene affecting the regulation of ptsG, a mutant with a decreased ptsG transcription in the presence of glucose compared with the wild-type strain was screened using transposon random mutagenesis. The mutant was found to have a transposon insertion in yhjV, a putative gene encoding a transporter protein whose function is yet unknown.
Park, Soon Ju;Piao, Hai Long;Xuan, Yuan-hu;Park, Sung Han;Je, Byoung Il;Kim, Chul Min;Lee, Eun Jin;Park, Soo Hyun;Ryu, ByeongChan;Lee, Kon Ho;Lee, Gi Hwan;Nam, Min Hee;Yeo, Un Sang;Lee, Myung Chul;Yun, Doh Won;Eun, Moo Young;Han, Chang-deok
Molecules and Cells
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제21권2호
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pp.284-293
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2006
Even though Ac/Ds gene-tagging systems have been established in many higher plants, maize is the only major plant in which short-distance transposition of Ac/Ds has been utilized to probe gene function. This study was performed to evaluate the efficiency of obtaining new alleles and functional revertants from Ds insertion loci in rice. By analyzing 1,580 plants and the progeny of selected lines, the insertion sites and orientations of Ds elements within 16 new heritable alleles of three rice loci were identified and characterized. Intragenic transposition was detected in both directions from the original insertion sites. The closest interval was 35 bp. Three of the alleles had two Ds elements in cis configuration in the same transcription units. We also analyzed the excision footprints of intragenic and extragenic transpositions in Ds-inserted alleles at 5 loci. The 134 footprints obtained from different plants revealed predominant patterns. Ds excision at each locus left a predominant footprint at frequencies of 30-75%. Overall, 66% of the footprints were 7-bp additions. In addition, 16% of the excisions left 0-, 3-, 6-, and 9-bp additions with the potential of conserving reading frame.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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