• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권3호
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• pp.155-170
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• 2018

본 논문은 현재까지 개발된 유전자편집 기술들의 작용기작 및 장 단점 등을 비교하고 이들 기술로 개발된 유전자편집(site-directed mutagenesis, SDN)작물들의 안전성 평가를 위한 분류 기준 등을 살펴보았다. 또한 2016년부터 2018년 5월 현재까지 발표된 유전자편집 식물 개발과 관련된 논문들을 조사하여 ZFN, TALENS, CRISPR기술별 발표 논문 추세를 조사한 결과 CRISPR기술을 적용한 연구건수가 절대적으로 많았다. 또한 애기장대와 벼를 대상으로 수행한 연구건수가 가장 많았으며, 담배와 토마토, 밀, 옥수수 등이 그 뒤를 이었다. 하지만 발표건수는 아직 1~2건에 해당하지만 대상 식물들은 주곡작물을 포함하여 화훼, 채소, 과수 등으로 다양하게 그 응용 범위가 확대되고 있는 것으로 조사되었다. 특히 실용화 또는 향후 상업화를 목표로 한 연구건수도 해마다 증가하는 추세에 있으며 그 응용 범위도 유용단백질 또는 물질의 대량생산을 위한 대사공학 연구와 바이러스, 세균, 곰팡이 등에 대한 병저항성 작물의 개발, 가뭄 등의 무생물적 환경스트레스 저항성 작물, 수량이 증대된 작물 등의 개발에 집중되었다. 이 외에도 단위결실 토마토, 웅성불임성 이용 hybrid벼, 탈립 저항성 증진 등으로 응용 범위가 점점 다양화되어 가고 있음을 알 수 있었다. 또한 미국 농무성의 동 식물 검역소에서 허가를 득한 CRISPR유전자편집 작물의 건수도 해마다 증가하여 조만간 이들이 국제 종자시장에 출시될 것으로 전망된다.

• 식물병연구
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• 제7권1호
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• pp.1-7
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• 2001

1998년 수원 근교에서 채집한 전형적인 모자이크 병징을 나타내는 수국(Hydragea macrophylla for. otaksa)으로부터 CMV를 분리하고, Hm-CMV라 명명하였다. 기주실험, 물리적 실험, 혈청학적 성질, RNA와 coat protein의 성질, RT-PCR 및 RAP-PCR 분석을 통하여 Hm-CMV의 특성을 분석하였다. 12종의 CMV 지표식물에서 실시한 기주반응실험의 결과, 지금까지 보고된 CMV 계통들의 반응과 특징적인 차이는 인정되지 않았다. Hm-CMV의 물리적 성질은 내열성에서 6$0^{\circ}C$를 보여 기존 CMV들 보다 낮았다. 혈청학적으로 Hm-CMV는 Y-CMV와 융합하는 subgroup I CMV로 분석되었다. SDS-PAGE로부터에 Hm-CMV의 외피단백질은 28 kDa의 band가 확인되었으며, 4종의 게놈 RNA는 Y-CMV와 같은 분자량을 나타냈으나, 위성 RNA는 존재하지 않았다. 수국의 이병엽에서 분리한 dsRNA의 분석 결과도 Y-CMV와 같은 패턴을 보였다. Hm-CMV의 외피단백질유전자에 대한 RT-PCR 분석 결과, 예상된 분자크기의 DNA 증폭이 인정되었으며, PCR 산물을 이용한 EcoR I 및 Msp I을 처리한 결과는 subgroup I CMV의 특성을 나타냈다. 그런, RAP-PCR의 결과, Hm-CMV는 subgroup I내의 다른 계통들과 구분되었다.

• 식물병연구
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• 제15권1호
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• pp.1-7
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• 2009

Viruses diagnosed on crops including rice plants from farmers or agricultural extension agencies cover the country were 11 species including Broad bean wilt virus 2 (BBWV2) in 2008. Tomato spotted wilt virus (TSWV) was the most important virus having the detection rate of 22.9%. Two viruses of Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) and Tobacco leaf curl virus (TLCV) inducing leaf yellow and curl diseases on tomatoes were occurred newly with the detection rate of 12.2% and 4.0%, respectively, in 2008. Rice stripe virus (RSV) was occurred on 869.5 ha mainly at Jindo and Haenam areas in Jeollanamdo province. At Jindo area, 12 plots were damaged severely with the infected hill rate of 83.8%. At the main production area of oriental melon at Seongju, almost all fruits from whole sale market at Seongju were infected with Cucumber green mottle mosaic virus (CGMMV) as the detection rate of 87%. The areas occurred TSWV in Korea were 25 totally from 2003 including 7 areas newly reported in 2008 including Naju in Jeoallanamdo. TSWV could be reduced as 0.1 % from 5.3% by covering insect proof net in vinyl house after chemical soil sterilization. Tomato yellow leaf curl disease was occurred on April in 2008 at Tongyoung area in Kyeongsangnamdo, and detected continuously at 13 areas, 7 in Kyeongsangnamdo, 4 in Jeollabukdo and 2 in Jejudo. Potato spindle tuber viroid (PSTVd) was occurred abruptly in a confined space of a civil breeding greenhouse and a cultivar evaluation field followed by disuse 17.4 M/T of potato tubers. No PSTVd was detected at 17 fields cultivated the related potatoes to the bred company by RT-PCR.

• 생명과학회지
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• 제11권6호
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• pp.603-611
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• 2001

역병균 접종, UV-B 조사 등의 환경인자에 의해 고추의 생체방어물질 및 유도되는 화합물을 조사하엿다. Capsidiol은 2,4-D(1mg/$\ell$), benzyl adenine (0.001 mg/$\ell$)이 첨가된 MS배지에서 jasmonic acid 100$\mu$M을 처리한 담배와 고추 현탁배양세포의 추출물로 부터 Rf 0.32(TLC)에서 동정되었다. 고추식물체내에서 70개의화합물이 동정되었고, 그중 부위별 차이가 있는 성분은 30개 이었다. 역병균 접종, metalaxyl 처리, UV-B 조사 등과 같은 환경인자에 의하여 식물체 중의 1-propanethiol, $\alpha$-D-xylofur-anoside, phenol, hexadecanoni acid, linoleic acid, phytol, ethyl tridecanoate 및 capsidiol 등의 생성 성분 함량 간에 차가 있었다. Capsidiol은 역병균 접종, metalayl과 역병균 혼용 접종 및 UV-B 조사에 의해 생성되었다. capsidiol 함량은 역병균 단독 접종에 비하여 metalaxyl 혼용 처리가 높았고, 역병균 접종 전 metalaxyl(1${\mu}\ell$/$m\ell$)처리시보다 접종 후 처리시가 높았다. UV-B 조사시의 capsidiol은 잎에서 생성되었고, 특히 UV-B 20분조사후 24시간 incubationgon 했을때 가장 높았다.

• 식물병연구
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• 제14권3호
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• pp.233-237
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• 2008

국내에서 최근 발견된 Tomato yellow leaf curl virus(TYLCV)가 토마토에 발생하여 큰 피해가 발생하였다. TYLCV의 피해 발생 예방을 위하여 농업현장의 연구지도연구기관에서 쉽고 간편하게 사용할 수 있는 조기 정밀 유전자 진단기술 개발은 매우 중요하다. TYLCV에 대해 특이적 프라이머를 제작하고 특별한 핵산분리 기술이나 도구가 필요 없는 빠르고 정확하며 경제적인 VC/PCR 진단법을 이용한 유전자 진단법을 개발하였다. TYLCV 진단용 프라이머를 22개 제작하여 감염주 및 건전 토마토의 전체 핵산을 이용해 특이성 검정으로 PCR용으로 9점을 선발하였고, VC/PCR 진단법 용으로 9종을 선발하였다. 이러한 두 가지 진단법에 모두 특이적인 프라이머를 6종을 선발한 후 TLCV로 알려진 다른 Geminivirus와의 특이성 검정결과로 총 4종이 최종 선발하였다. 이들 중 Deng(540,541) 프라이머는 Ceminivirus를 진단할 수 있는 degenerate 프라이머로 VC/PCR진단법이 개발 되었다.

• Molecules and Cells
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• 제23권2호
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• pp.161-169
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• 2007

We identified two alternatively spliced variants of the peroxisomal targeting signal 1 (PTS1) receptor protein Pex5ps in monocot (rice, wheat, and barley) but not in dicot (Arabidopsis and tobacco) plants. We characterized the molecular and functional differences between the rice (Oryza sativa) Pex5 splicing variants OsPex5pL and OsPex5pS. There is only a single-copy of OsPEX5 in the rice genome and RT-PCR analysis points to alternative splicing of the transcripts. Putative light-responsive cis-elements were identified in the 5' region flanking OsPEX5L and Northern blot analysis demonstrated that this region affected light-dependent expression of OsPEX5 transcription. Using the pex5-deficient yeast mutant Scpex5, we showed that OsPex5pL and OsPex5pS are able to restore translocation of a model PTS1 protein (GFP-SKL) into peroxisomes. OsPex5pL and OsPex5pS formed homo-complexes via specific interaction domains, and interacted with each other and OsPex14p to form hetero-complexes. Although overexpression of OsPex5pL in the Arabidopsis pex5 mutant (Atpex5) rescued the mutant phenotype, overexpression of OsPex5pS only resulted in partial recovery.

• 생명과학회지
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• 제25권2호
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• pp.136-150
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• 2015

Pseudomonas syringae pv. tabaci 11528은 담배를 숙주로 하여 wildfire disease를 일으키는 식물 병원성 세균이다. P. syringae pv. tabaci psyR deletion mutant를 이용하여 swarming motility, tabtoxin 생산능, siderophore 생산능, AHL 생산능 등의 phenotypic test를 수행하였다. psyR deletion mutant는 wild-type 균주보다 swarming motility가 증가하였고, tabtoxin 생산 또한 증가하였다. 하지만 siderophore와 AHL 생산능은 감소하였고 virulence 또한 지연되었다. 이러한 결과로 PsyR이 QS regulator로 작용한다는 사실과 더불어 병원성 유전자의 조절에도 관여한다는 것을 확인하였다. PsyR이 각각의 병원성 유전자의 발현을 조절하는 regulator들에게 미치는 영향을 전사단계에서 확인하기 위해 fur, gacA, psyI, prhI, prhA, hrpR, hrpA 유전자들을 정량적 real-time PCR (qRT-PCR) 방법으로 확인하였다. 또한 PsyR에 의한 병원성 유전자 조절이 DNA상에 직접적으로 결합하여 일어나는 것인지 아니면 다른 경로를 통해 간접적으로 일어나는 것인지를 확인할 필요가 있어 정제한 PsyR 단백질과 병원성 관련 유전자들의 upstream region 서열을 이용하여 electrophoretic mobility shift assay (EMSA)를 수행한 결과 본 연구에서 선정한 병원성 관련 유전자들이 PsyR에 의해 직접적으로 조절되지는 않는다는 사실을 밝혔다.

• Molecules and Cells
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• 제24권2호
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• pp.276-282
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• 2007

Protein phosphorylation is one of the major mechanisms by which eukaryotic cells transduce extracellular signals into intracellular responses. Calcium/calmodulin ($Ca^{2+}/CaM$)-dependent protein phosphorylation has been implicated in various cellular processes, yet little is known about $Ca^{2+}/CaM$-dependent protein kinases (CaMKs) in plants. From an Arabidopsis expression library screen using a horseradish peroxidase-conjugated soybean calmodulin isoform (SCaM-1) as a probe, we isolated a full-length cDNA clone that encodes AtCK (Arabidopsis thaliana calcium/calmodulin-dependent protein kinase). The predicted structure of AtCK contains a serine/threonine protein kinase catalytic domain followed by a putative calmodulin-binding domain and a putative $Ca^{2+}$-binding domain. Recombinant AtCK was expressed in E. coli and bound to calmodulin in a $Ca^{2+}$-dependent manner. The ability of CaM to bind to AtCK was confirmed by gel mobility shift and competition assays. AtCK exhibited its highest levels of autophosphorylation in the presence of 3 mM $Mn^{2+}$. The phosphorylation of myelin basic protein (MBP) by AtCK was enhanced when AtCK was under the control of calcium-bound CaM, as previously observed for other $Ca^{2+}/CaM$-dependent protein kinases. In contrast to maize and tobacco CCaMKs (calcium and $Ca^{2+}/CaM$-dependent protein kinase), increasing the concentration of calmodulin to more than $3{\mu}M$ suppressed the phosphorylation activity of AtCK. Taken together our results indicate that AtCK is a novel Arabidopsis $Ca^{2+}/CaM$-dependent protein kinase which is presumably involved in CaM-mediated signaling.

• 한국응용곤충학회지
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• 제49권4호
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• pp.385-391
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• 2010

겨울작형 시설재배 파프리카에 주로 발생하는 4종의 해충에 대한 천적이용 효과를 조사하였다. 꽃노랑총채벌레(Frankliniella occidentalis) 방제를 위해 미끌애꽃노린재(Orius laevigatus)를 2005년 11월과 2006년 2월에 2회에 걸쳐 $m^2$당 3.3마리를 방사하여 꽃노랑총채벌레 밀도를 트랩 당 2.0마리 이내로 억제하였다, 담배가루이(Bemisia tabaci) 방제를 위해 지중해이리응애(Amblyseius swirskii)를 2007년 11월부터 2008년 8월까지 4 회에 걸쳐 $m^2$당 232.3마리를 방사하여 담배가루이 밀도가 7월 말까지 트랩 당 6.6마리 이내로 억제되었으며, 8월 하순부터 담배가루이 성충이 외부에서 온실내로 급격히 많은 수가 유입되었으나 작기종료로 피해는 없었다. 차응애(Tetranychus kanzawai) 방제를 위해 칠레이리응애(Phytoseiulus persimilis)를 2008년 4월부터 2008년 8월까지 7회에 걸쳐 $m^2$당 44.5마리를 방사하여 차응애 밀도를 잎 당 1.7마리 이내로 억제하였는데, 이는 담배가루이 천적인 지중해이리응애도 차응애를 포식하였기 때문이다. 전딧물 방제를 위해 진디벌뱅커플랜트를 $660m^2$당 5.5포트와 콜레마니진디벌(Aphidius colemani)을 2004년 10월부터 2005년 1윌까지 7회에 걸쳐 $m^2$당 9.5마리를 방사하여 진딧물 밀도를 잎 당 2마리 이내로 억제하였다.

• 한국작물학회지
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• 제42권6호
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• pp.652-665
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• 1997

미국자리공 및 겨자무의 잎추출물을 이용하여 기내배지상에서 몇가지 작물들과의 allelopathy를 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 미국자리공 잎의 methanol 추출물의 농도가 증가함에 따라 공시한 모든 작물의 발아율, 근장, 배축장, 초장, 생체중, 건물중, 유묘의 활력이 급격하게 감소하였다. 2. 미국자리공의 autoallelopathy는 고농도(50$\mu$l 및 100$\mu$l) 첨가시에 나타나기 시작하였으며, 생체중과 건물중은 농도가 증가함에 따라 현저히 감소하였다. 3. 겨자무 잎의 methanol 추출물은 공시한 모든 작물의 초기생장량을 유제시키는 효과는 보였으나, 미국자리공의 잎추출물의 효과보다는 높았다. 4. 겨자무 뿌리의 methanol 추출물 처리는 밀, 미국자리공의 배축장을 농도 증가에 따라 감소시켰으나, 나머지 작물은 증가시켰다. 또한 초장도 밀, 고추, 미국자리공에서는 추출물의 농도가 증가할수록 감소하였으나 그 외의 작물에서는 약간 증가하였다. 5. 미국자리공의 methanol 추출물로부터 재출물한 4종의 분획물 중 ethyl acetate 분획물이 발아율 및 초기생육을 가장 크게 감소시켰다. 6. Ethyl acetate 분획물은 다른 분획물보다 벼, 보리, 배추의 엽록소 함량을 감소시켰다. 7. Ethyl acetate 분획물 100$\mu l$l 첨가시에 배추의 유리 proline의 함량은 31.2배 증가하였으며, 추출물농도가 증가할수록 proline 함량이 증가하였다.