Song, Jae-Young;Nino, Marjohn;Nogoy, Franz Marielle;Jung, Yu-Jin;Kang, Kwon-Kyoo;Cho, Yong-Gu
Journal of Plant Biotechnology
/
제44권2호
/
pp.107-114
/
2017
Implementation of crop improvement programs relies on genetic diversity. To overcome the limited occurrence of natural mutations, researchers and breeders applied diverse methods, ranging from conventional crossing to classical bio-technologies. Earlier generations of knockout and gain-of-function technologies often result in incomplete gene disruption or random insertions of transgenes into plant genomes. The newly developed editing tool, CRISPR/Cas9 system, not only provides a powerful platform to efficiently modify target traits, but also broadens the scope and prospects of genome editing. Customized Cas9/guide RNA (gRNA) systems suitable for efficient genomic modification of mammalian cells or plants have been reported. Following successful demonstration of this technology in mammalian cells, CRISPR/Cas9 was successfully adapted in plants, and accumulating evidence of its feasibility has been reported in model plants and major crops. Recently, a modified version of CRISPR/Cas9 with added novel functions has been developed that enables programmable direct irreversible conversion of a target DNA base. In this review, we summarized the milestone applications of CRISPR/Cas9 in plants with a focus on major crops. We also present the implications of an improved version of this technology in the current plant breeding programs.
Several genetic strategies have been proposed for the successful transformation and expression of microbial transgenes in model and crop plants. Here, we bring into focus the prominent applications of microbial transgenes in plants for the development of disease resistance; mitigation of stress conditions; augmentation of food quality; and use of plants as "bioreactors" for the production of recombinant proteins, industrially important enzymes, vaccines, antimicrobial compounds, and other valuable secondary metabolites. We discuss the applicable and cost-effective approaches of transgenesis in different plants, as well as the limitations thereof. We subsequently present the contemporary developments in targeted genome editing systems that have facilitated the process of genetic modification and manifested stable and consumer-friendly, genetically modified plants and their products. Finally, this article presents the different approaches and demonstrates the introduction and expression of microbial transgenes for the improvement of plant resistance to pathogens and abiotic stress conditions and the production of valuable compounds, together with the promising research progress in targeted genome editing technology. We include a special discussion on the highly efficient CRISPR-Cas system helpful in microbial transgene editing in plants.
한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
/
pp.181-181
/
2017
Global warming and climate change have been one of the most important problems last 2 decades. Global warming is known to cause abnormal climate and influence ecology, food production and human health. According to climate change model global warming is causing expansion of drought and increase of evaporation. Therefore, securing water in agriculture has been an important issue for crop cultivation. As potato is susceptible to drought, water shortage generally results in decrease of yield and decrease of biomass. In this research, we investigated characteristics of inorganic nutrient absorption and growth of plants grown under drought condition. Plants were sampled in sites of Cheong-ju and Gangneung, where the severity of drought stress were different. During the growth period in Gangneung, total rainfall in 2016 decreased by 50% compared with those in last 5 years average. Especially, there was almost no rain in tuber enlargement period (from mid-May to mid-June). On the other hand, the total rainfall in of Cheong-ju was is similar to those in last 5 years average. Inorganic components including K, Ca and Mg and plant growth factors such as plant length, stem length, leaf area index and plant biomass were investigated. Tuber yields in both areas were investigated at harvest. Growth period of plants was is longer in Cheong-ju than that in Gangneung. Contents of all inorganic components were higher in plants grown in Cheong-ju than in Gangneung. The results were attributed to higher production of plant biomass in Cheong-ju. Considering the results, severe drought stress conditions in Gangneung accelerated plant aging and resulted in low plant growth. Although total yield was greatly reduced under drought stress the rate of commercial yield was is not significantly different with non-drought conditions.
Root hair development has the potential to increase crop yields and at the same time to decrease fertilizer use, which will be required in the next 30 years to meet the demand for crop-derived commodities in a world with decreasing available natural resources. Root hair defective six (RHD6) encoding a basic helix-loop-helix transcription factor, is associated with root hair differentiation, and its roles are root hair initiation and elongation. Grass plants, rice and Brachypodium have been used as model plants to study the gene function of the root hair defective six like (RSL) subfamily which is orthologous to AtRHD6. The RSL subfamily has an identical gene function with AtRHD6 which is involved with root hair differentiation as well. Plants with longer root hairs within a species should have an improved Pi uptake efficiency; therefore, we would expect that a plant with a high Pi uptake could contribute to increasing the plant yield. We achieved increased root hair length by manipulating the RSL subfamily genes. It is expected that in these transgenic plants, the long root hairs would be sufficient to improve the Pi uptake and hence improve biomass and yield component (tiller, spikelet number, and spikelet weight) of the plant. Here, we demonstrate that Brachypodium transgenic plants overexpressing the BdRSL subfamily genes have an improved biomass and grain yield. The result of this study could be applied to important crop plants like rice.
Park, Jong-In;Ahmed, Nasar Uddin;Kim, Hye-Ran;Nou, Ill-Sup
Journal of Plant Biotechnology
/
제39권1호
/
pp.13-22
/
2012
Plant regeneration has been optimized increasingly by organogenesis and somatic embryogenesis using a range of explants with tissue culture improvements focusing on factors, such as the age of the explant, genotype, media supplements and $Agrobacterium$ co-cultivation. The production of haploids and doubled haploids using microspores has accelerated the production of homozygous lines in Brassicaceae crop plants. Somatic cell fusion has facilitated the development of interspecific and intergeneric hybrids in sexually incompatible species of $Brassica$. Crop improvement using somaclonal variation has also been achieved. Transformation technologies are being exploited routinely to elucidate the gene function and contribute to the development of novel enhanced crops. The $Agrobacterium$-mediated transformation is the most widely used approach for the introduction of transgenes into Brassicaceae, and $in$$vitro$ regeneration is a key factor in developing an efficient transformation method in plants. Although many other Brassicaceae are used as model species for improving plant regeneration and transformation systems, this paper focuses on the recent technologies used to regenerate the most important Brassicaceae crop plants.
It is necessary to maintain stable crop productions under the unsuitable environments, because the drought and flood may be frequently caused by the global warming. Therefore, it is agent to improve the crop growth model corresponded to soil moisture status. Chili pepper (Capsicum annuum) is one of the useful crop in Asia, and then it is affected by change of precipitation in consequence drought and flood occur however crop model to evaluate water stresses on chili pepper is not enough yet. In this study, development of crop model under different soil moisture status was attempted. The experiment was conducted on the slope fields in the greenhouse. The water level was kept at 20cm above the bottom of the container. Habanero (C. chinense) was used as material for crop model. Sap bleeding rate, SPAD value, chlorophyll content, stomatal conductance, leaf water potential, plant height, leaf area and shoot dry weight were measured at 10 days after treatment (DAT) and 13 DAT. Moreover, temperature and RH in the greenhouse, soil volume water contents (VWC) and soil water potential were measured. As a result, VWC showed 4.0% at the driest plot and 31.4% at the wettest plot at 13 DAT. The growth model was calculated using WVC and the growth analysis parameters. It was considered available, because its coefficient of determination showed 0.84 and there are significant relationship based on plants physiology among the parameters and the changes over time. Furthermore, we analyzed the important factors for higher accuracy prediction using multiple regression analysis.
Background: Medicinal plants are widely used in Asia. They have proven to be an invaluable asset in modern drug discovery and their demand has been steadily increasing across various industries. Methods and Results: Using 4,867 valid patents related to 12 oriental medicinal plants of 10 country groups, the growth and development potential of patents was evaluated. The cites per patent (CPP) and patent family size (PFS) indices were used to evaluate the market capability and technological level of the collected patents. Meanwhile, the patent impact index (PII) and technology strength (TS) were used to compare the technological competitiveness of patents among various technology types and markets. Both CPP and PFS indices showed that magnolia-vine and balloon flower have numerous core or original patents. Furthermore, an increase in both PII and TS indices was observed. A newly designed intellectual property multi-layer (IPM) model predicted that the medicine, genome and cosmetic categories have a high possibility of patent application growth. Conclusions: The IPM model can be used to provide the scope of particular technology fields for patent development. In addition, this study can assist patents to advance in the international market and guide the development of a national industrial strategy.
콩재배시 발생하고 있는 기생잡초인 미국실새삼의 발생밀도가 콩 수량에 미치는 영향을 정량화하고 이들 경합에 의한 콩의 피해를 예측하여 콩 재배시 효율적인 잡초방제체계 관리정보를 제공하기 위하여 수행한 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 미국실새삼의 발생밀도가 높아지더라도 콩의 생육초기에는 경장과 분지수에는 크게 영향을 미치지 않았으나 생육후기로 갈수록 감소하는 경향을 나타내었고 식물체 건물중, 백립중, 협수에서 유의적으로 감소하는 경향을 보였으며 콩에 미치는 피해정도는 협수> 백립중> 건물중> 분지수> 경장 순으로 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 미국실새삼 경합밀도가 1~48본 $m^{-2}$일때 콩 수량은 각각 80.3~99.7%의 수량감소를 보였으며, 미국실새삼 경합밀도별로 조사된 콩의 수량 자료에 따른 콩 수량 예측 모델은 Y = 274.6783/(1+4.3522X), $R^2=0.999$였으며 50% 수량감소를 유발하는 미국실새삼의 잡초밀도는 $m^2$당 0.23개로 추정되어 콩 재배지에 발생시 심각하게 피해를 줄 잡초로 예상된다. 생산 및 증수비용을 고려한 콩밭 미국실새삼의 경제적 피해한계 밀도 수준은 $m^2$당 0.004개로 예측할 수 있었으며 이보다 발생밀도가 많을 경우에는 잡초를 방제하는 것이 경제적으로 유리할 것으로 사료된다.
Medicago truncatula is a model plant for molecular genetic studies of legumes and plant-microbe interactions. To accelerate finding of genes that play roles in the early stages of nodulation and stress responses, a trans-genic plant was developed that contains a promoterreporter fusion. The promoter of rip], a Rhizobium-induced peroxidase gene, was fused to the coding region of $\beta-glucuronidase (GUS)$ gene and inserted into a modified plant transformation vector, pSLJ525YN, in which the bar gene was preserved from the original plasmid but the neomycin phosphotransferase gene was replaced by a polylinker. Transformation of M. truncatula was carried out by vacuum infiltration of young seedlings with Agrobacterium. Despite low survival rates of infiltrated seedlings, three independent transformants were obtained from repeated experiments. Southern blot analyses revealed that 7 of 8 transgenic plants of the T 1 generation contained the bar gene whereas 6 $T_1$ plants contained the GUS gene. These results indicate that vacuum infiltration is an effective method for transformation of M. truncatula. The progeny seeds of the transgenic plants will be useful for mutagenesis and identification of genes that are placed upstream and may influence the expression of rip] in cellular signaling processes including nodulation.
Jaekyeong Baek;Wan-Gyu Sang;Dongwon Kwon;Sungyul Chanag;Hyeojin Bak;Ho-young Ban;Jung-Il Cho
한국작물학회:학술대회논문집
/
한국작물학회 2022년도 추계학술대회
/
pp.88-88
/
2022
Detection of stress responses in crops is important to diagnose crop growth and evaluate yield. Also, the multi-spectral sensor is effectively known to evaluate stress caused by nutrient and moisture in crops or biological agents such as weeds or diseases. Therefore, in this experiment, multispectral images were taken by an unmanned aerial vehicle(UAV) under field condition. The experiment was conducted in the long-term fertilizer field in the National Institute of Crop Science, and experiment area was divided into different status of NPK(Control, N-deficiency, P-deficiency, K-deficiency, Non-fertilizer). Total 11 vegetation indices were created with RGB and NIR reflectance values using python. Variations in nutrient content in plants affect the amount of light reflected or absorbed for each wavelength band. Therefore, the objective of this experiment was to evaluate vegetation indices derived from multispectral reflectance data as input into machine learning algorithm for the classification of nutritional deficiency in rice. RandomForest model was used as a representative ensemble model, and parameters were adjusted through hyperparameter tuning such as RandomSearchCV. As a result, training accuracy was 0.95 and test accuracy was 0.80, and IPCA, NDRE, and EVI were included in the top three indices for feature importance. Also, precision, recall, and f1-score, which are indicators for evaluating the performance of the classification model, showed a distribution of 0.7-0.9 for each class.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.