• The Plant Pathology Journal
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• 제21권2호
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• pp.158-163
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• 2005

Virus-induced gene silencing (VIGS) is a recently developed gene transcript suppression technique for characterizing the function of plant genes. However, efficient VIGS has only been studied in a few plant species. In order to extend the application of VIGS, we examined whether a VIGS vector based on TRV would produce recognizable phenotypes in soybean. Here, we report that VIGS using the Tobacco rattle virus (TRV) viral vector can be used in several soybean cultivars employing various agro-inoculation methods including leaf infiltration, spray inoculation, and agrodrench. cDNA fragments of the soybean phytoene desaturase(PDS) was inserted into TRV RNA-2 vector. By agrodrench, we successfully silenced the expression of PDS encoding gene in soybean. The silenced phenotype of PDS was invariably obvious 3 weeks after inoculation with the TRV-based vector. Real-time RT-PCR analyses showed that the endogenous level of GmPDS transcripts was dramatically reduced in the silenced leaf tissues. These observations confirm that the silenced phenotype is closely correlated with the pattern of tissue expression. The TRV-based VIGS using agrodrench can be applied to functional genomics in a soybean plants to study genes involved in a wide range of biological processes. To our knowledge, this is the first high frequency VIGS method in soybean plants.

• 원예과학기술지
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• 제34권2호
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• pp.314-323
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• 2016

A transient ihpRNA-induced gene silencing system based on Agrobacterium-mediated injection infiltration has been established to evaluate candidate genes involved in proanthocyanidin (PAs) biosynthesis in persimmon (Diospyros kaki Thunb.). We chose DkPDS (phytoene desaturase) as a gene-silencing target to evaluate the newly developed transient gene silencing system. Our qRT-PCR analysis indicated that two ihpRNA constructs (pHG-PDS5' and pHG-PDS3') targeted DkPDS, which also led to significantly reduce expression of DkPDS in 'Mopanshi' persimmon leaves. To further confirm the reliability of the system, we successfully utilized it for DkLAR (leucoanthocyanidin reductase) gene silencing. The expression levels of DkLAR in 'Mopanshi' and 'Eshi 1' leaves were ca. 6-fold and ca. 5-fold lower than those in leaves harboring empty vector (pHG-GFP), respectively. DMACA (4-dimethylaminocinnamaldehyde) staining and the Folin-Ciocalteau assay showed that the accumulation of PAs was markedly inhibited in 'Mopanshi', 'Eshi 1' and 'Youhou' leaves. These results indicate that DkLAR plays an important role in the accumulation of PAs in persimmon. The transient ihpRNA-induced gene silencing method developed in this study is a highly efficient and useful tool for functional analysis of persimmon genes involved in PA biosynthesis.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제35권4호
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• pp.292-297
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• 2007

H. pluviails는 고광도와 질소 결핍 배지 조건에서 ketocarotenoid의 일종인 astaxanthin을 다량 축적하는 녹조류이다. 스트레스가 없는 조건에서 키운 green cell과 astaxanthin이 합성된 red cell을 HPLC를 통해 비교해 본 결과 각 색소의 양이 변화하는 것을 볼 수 있었다. 여러 ester 형태의 astaxanthin이 생합성 되고, zeaxanthin이 늘어난 반면, lutein과 ${\beta}$-carotene은 감소하였다. 또한 total chlorophyll 양이 줄어드는 대신 total carotenoid의 양이 늘어남을 보였다. H. pluvilalis에서 찾아낸 astaxanthin 생합성 경로에 있는 carotenoid hydroxylase, phytoene desaturase, isopentenyl pyrophosphate isomerase, ${\beta}$-carotene ketolase 유전자는 음성대조군인 chloroplast chlorophyll a-b binding protein와는 달리cell이 성장하기 좋은 조건의 상태보다 astaxanthin을 생합성하기 위해 고광도의 스트레스를 받았을 때 더 높은 발현양상을 보이는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국잡초학회지
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• 제16권2호
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• pp.160-170
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• 1996

비광요구형 디페닐에테르계 화합물인 TOPE의 제초작용 생리를 알기 위하여 온실에서의 제초특성을 비롯한 식물색소대사, 전자전달계, 단백질 및 핵산대사 등에 미치는 TOPE.의 영향을 조사하였다. 작용발현 속도가 광요구형 디페닐에테르계보다는 늦지만 엽신부의 고사와 동시에 생육저해 및 생장점에서의 분열이상이 관찰되었으며 절취된 오이자엽에 처리될 경우 전해질 누출과 더불어 엽주변부의 심한 분열이상이 초래되었다. 그러나 2,4-D와 같은 오옥신 활성은 아니었다. 저광도에서의 엽록소 형성 저해정도는 관찰되지 않았으며 oxyfluorfen 과는 달리 protoporphyrin IX의 축적도 유기되지 않았으나, 카로티노이드 성분은 모두 비정상적으로 증가되었다. 탈수소효소의 활성 또는 미토콘드리아에서의 호흡활성은 일정농도에 서 증가되는 경향을 보이나 호흡저해제들은 TOPE에 의한 전해질 누출을 경감시키지 못하였다. 한편 광합성 전자전달 저해는 고농도에서만 관찰되었다. 오이의 전해질 누출과 분열이상을 지표로 한 TOPE와의 상호작용 실험에서 전해질 누출에 대하여 cycloheximide는 상승적으로, chloramphenicol, actinomycin-D, hydroxyurea는 길항적으로 작용하였고, cycloheximide, actinomycin-D, hydroxyurea 등은 자엽의 이상분열을 경감시켰다. 이는 TOPE가 핵산대사에 관여됨을 시사해 주는 것으로써 오이자엽 및 벼 근에 TOPE를 처리했을 때 RNA 및 단백질보다 DNA의 증가가 보다 빠른 시기에 일어났다. 따라서 TOPE가 처리되면 비정상적인 핵산대사 촉진으로 인해 제반 생리작용이 교란되고 이어 엽신부의 고사와 분열이상 등의 제초활성이 발현되는 것으로 생각된다.

• 한국환경농학회지
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• 제31권3호
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• pp.286-292
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• 2012

비타민A 강화벼와 낙동벼의 벼물바구미(Lissorhoptrus oryzophilus )에 대한 성충 전용살충제 Clothianidin 액상수화제의 살충제 감수성 시험을 실시한 결과, 비타민A 강화벼에서 72시간-$LC_{50}$은 유효농도 0.018mg/L (95% 신뢰한계는 0.013~0.023mg/L)이었으며, Bt벼의 모본으로 대조로 사용한 낙동벼의 72시간-$LC_{50}$은 유효농도 0.021mg/L(95% 신뢰한계는 0.016~0.026mg/L)이었다. 72시간-$LC_{50}$은 낙동벼에서 다소 높았지만, 해충저항성 Bt벼 72시간-$LC_{50}$이 낙동벼의 95% 신뢰한계 내에 포함되어, 두 품종의 $LC_{50}$값에 유의성이 없는 것으로 판단된다.

• 농약과학회지
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• 제15권3호
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• pp.289-297
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• 2011

베타카로틴강화미에 삽입된 발현단백질 PAT, 2A, CtrI, PSY의 안전성평가의 일환으로 항원성시험을 실시하였다. 그 결과, 발현단백질 PAT 고농도 투여군에서 총백혈구함량이 높게 측정되었나, 다른 발현단백질 간에는 큰 차이를 나타내지 않았다. 아나필락시스쇼크반응에서는 발현단백질 PAT 고농도 투여군에서 경미한 또는 중등정도의 증상이 나타냈으나 사망 개체는 없었다. 수동아나필락시스반응시험결과, 발현단백질 PAT, 2A, PSY 및 혼합 고농도투여군의 낮은 항혈청농도에서 양성반응이 나타났고, 혼합 임상농도 투여군에서는 경미한 양성반응을 보였다. 그러나, 발현단백질 PAT, 2A, PSY, CtrI 임상농도 투여군에서는 양성반응을 보이지 않아 IgE를 생성하지 않는 것으로 판단되며, 베타카로틴강화미의 안전성 입증을 위해 더 다양한 연구가 필요하다고 사료된다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제32권2호
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• pp.112-122
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• 2016

Virus-induced gene silencing (VIGS) is an effective tool for the study of soybean gene function. Successful VIGS depends on the interaction between virus spread and plant growth, which can be influenced by environmental conditions. Recently, we developed a new VIGS system derived from the Soybean yellow common mosaic virus (SYCMV). Here, we investigated several environmental and developmental factors to improve the efficiency of a SYCMV-based VIGS system to optimize the functional analysis of the soybean. Following SYCMV: Glycine max-phytoene desaturase (GmPDS) infiltration, we investigated the effect of photoperiod, inoculation time, concentration of Agrobacterium inoculm, and growth temperature on VIGS efficiency. In addition, the relative expression of GmPDS between non-silenced and silenced plants was measured by qRT-PCR. We found that gene silencing efficiency was highest at a photoperiod of 16/8 h (light/dark) at a growth temperature of approximately $27^{\circ}C$ following syringe infiltration to unrolled unifoliolate leaves in cotyledon stage with a final SYCMV:GmPDS optimal density $(OD)_{600}$ of 2.0. Using this optimized protocol, we achieved high efficiency of GmPDS-silencing in various soybean germplasms including cultivated and wild soybeans. We also confirmed that VIGS occurred in the entire plant, including the root, stem, leaves, and flowers, and could transmit GmPDS to other soybean germplasms via mechanical inoculation. This optimized protocol using a SYCMV-based VIGS system in the soybean should provide a fast and effective method to elucidate gene functions and for use in large-scale screening experiments.

• 농약과학회지
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• 제10권4호
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• pp.351-358
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• 2006

본 연구에서 Phytoene desaturase를 저해하여 식물체내의 카르티노이드의 생합성을 저해하는 picolinafen(N-(4-fluorophenyl)-6-[3-(trifluoromethyl)phenoxy]-2-pyridinecarboxamide)의 특성을 알아보기 위하여 밀(Triticum aestivum L.), 보리(Hordeum vulgare L.)에 대한 약해와 제초 Spectrum, 처리적기, 잔효력, 저항성 잡초 방제효과 등을 평가하였다. Picolinafen은 밀, 보리에 대한 약해는 파종 동시 처리시 가장 높게 나타났으며, 처리시기가 늦어질수록 감소하였다. 제초활성은 발아 전, 후 처리 모두에서 나타나며, 화본과 잡초보다는 광엽 잡초에 높았다. 처리적기는 감수성의 차이에 따라 초종별로 다양하였으나 파종 후 $5{\sim}15$일 사이의 초기 경엽처리시 방제효과가 가장 높아 적기로 판단되었다. 잔효력은 60 g ai $ha^{-1}$ 처리시 바랭이(Digitaria ciliaris)와 유채(Brassica napus)에 대한 $LT_{50}$값(생체중을 50% 저해하는 잔효기간)이 각각 9.3일, 6.5일로 나타나 비교적 짧은 편이었다. Triazine계 제초제에 저항성인 털비름(Amaranthus retroflexus)에 대해서는 감수성 털비름과 제초활성에 차이가 없었다. 따라서 본 실험 결과 picolinafen은 광엽잡초를 주요 대상잡초로 생육초기 경엽처리시 방제효과가 가장 우수하였으며, 저항성 잡초 방제에 사용 가능한 특성을 보여주었다.