• Genomics & Informatics
• /
• 제13권3호
• /
• pp.81-85
• /
• 2015

Molecular characterization technology in genetically modified organisms, in addition to how transgenic biotechnologies are developed now require full transparency to assess the risk to living modified and non-modified organisms. Next generation sequencing (NGS) methodology is suggested as an effective means in genome characterization and detection of transgenic insertion locations. In the present study, we applied NGS to insert transgenic loci, specifically the epidermal growth factor (EGF) in genetically modified rice cells. A total of 29.3 Gb (${\sim}72{\times}coverage$) was sequenced with a $2{\times}150bp$ paired end method by Illumina HiSeq2500, which was consecutively mapped to the rice genome and T-vector sequence. The compatible pairs of reads were successfully mapped to 10 loci on the rice chromosome and vector sequences were validated to the insertion location by polymerase chain reaction (PCR) amplification. The EGF transgenic site was confirmed only on chromosome 4 by PCR. Results of this study demonstrated the success of NGS data to characterize the rice genome. Bioinformatics analyses must be developed in association with NGS data to identify highly accurate transgenic sites.

• 한국작물학회지
• /
• 제58권2호
• /
• pp.196-202
• /
• 2013

국내 대학과 국립식량과학원 간의 협력 연구를 통해 확보된 32개 벼 형질전환 계통들에 대하여 주요 작물학적 특성 및 수량성을 평가하였다. 이들 계통들은 수량성, 내병성, 스트레스저항성, 미질변이 등에 관여하는 17종의 유전자가 니폰바레, 낙동벼, 동진벼 등에 형질전환 되어 육성된 계통들이다. 주요 결과는 아래와 같다. 1. 형질전환 계통들은 출수기, 간장, 수장, 수수 등의 주요 작물학적 특성뿐만 아니라 수량성에서도 모품종과 상당한 차이를 보였다. 2. 조사된 벼 형질 전환계통들에서 조사된 농업형질에 대한 다변량분석 결과, 모품종에 비해 각 형질전환 계통군 내에서 관찰된 작물학적 상이성은 일정한 방향성이 없는 무작위적이었으며, 그 변화폭도 3개의 모품종들의 작물학적 차이보다 훨씬 크게 관찰되었다. 3. 따라서 우량 벼 형질전환 계통 육성의 효율성을 제고하기 위해서는 모품종에 형질전환 되어 발현될 유전자의 우수성뿐만 아니라, 계통육성과정에서 다양한 유전학적 요인에 의해 야기되는 '표현형 왜곡현상'을 적절히 제어할 수 있는 육종전략도 함께 고려되어야 할 것으로 사료되었다.

• Plant Resources
• /
• 제7권1호
• /
• pp.39-46
• /
• 2004

To demonstrate the importance of transformation efficiency in independent event, molecular and cytogenetic analysis were conducted with genomic DNA and chromosome of transgenic plants produced by Agrobacterium tumefeciens LBA4404 (pSBM-PPGN: gusA and bar). Selection ratios of putative transgenic calli were similar in independent experiments, however, transformation efficiencies were critically influenced by the type of regeneration media. MSRK5SS-Pr regeneration mediun, which contains 5 mgL$^{-1}$ kinetin, 2% (w/v) sucrose in combination with 3% (w/v) sorbitol, and 500 mgL$^{-1}$ proline, was efficient to produce transgenic plant of rice from putative transgenic callus in the presence of L-phosphinotricin (PPT). With MSRK5SS-Pr medium, transformation efficincies of Nagdongbyeo were significantly enhanced from 3.7% to 6.3% in independent callus lines arid from 7.3% to 19.7% in plants produced, respectively. Stable integration and expression of bar gene were confirmed by basta herbicide assay, PCR amplification and Southern blotting of bar gene, and fluorescence in situ hybridization (FISH) analysis using pSBM-PPGN as a probe. In Southern blot analysis, diverse band patterns were observed in total 44 transgenic plants regenerated from 20 independent PPT resistant calli showing from one to five copies of T-DNA segments, however, the transformants obtained from one callus line showed the same copy numbers with the same fractionized band patterns.

• Molecules and Cells
• /
• 제26권3호
• /
• pp.258-264
• /
• 2008

A rice diacylglycerol kinase (DGK) gene, OsBIDK1, which encodes a 499-amino acid protein, was cloned and characterized. OsBIDK1 contains a conserved DGK domain, consisting of a diacylglycerol kinase catalytic subdomain and a diacylglycerol kinase accessory subdomain. Expression of OsBIDK1 in rice seedlings was induced by treatment with benzothiadiazole (BTH), a chemical activator of the plant defense response, and by infection with Magnaporthe grisea, causal agent of blast disease. In BTH-treated rice seedlings, expression of OsBIDK1 was induced earlier and at a higher level than in water-treated control seedlings after inoculation with M. grisea. Transgenic tobacco plants that constitutively express the OsBIDK1 gene were generated and disease resistance assays showed that overexpression of OsBIDK1 in transgenic tobacco plants resulted in enhanced resistance against infection by tobacco mosaic virus and Phytophthora parasitica var. nicotianae. These results suggest that OsBIDK1 may play a role in disease resistance responses.

• 한국잡초학회지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.122-134
• /
• 2010

본 연구의 목적은 다양한 생물종의 Protox 유전자 과다발현 제초제 저항성 형질전환 벼의 저항성 수준과 생육저해 원인이 생육시기별 tetrapyrrole 중간물질 축적과 대사 경로 물질, 활성산소 발생, 지질과산화 작용 및 항산화 효소 능력과 관련성이 있는지를 조사하는데 있다. Myxococcus xanthus(MX, MX1, PX), Arabidopsis thaliana(AP31, AP36, AP37) 및 인간(H45, H48, H49) Protox 과다발현 형질전환벼는 비형질전환벼에 비해 oxyfluorfen에 각각 43~65, 41~72 및 17~70배 저항성을 보였다. 다양한 생물종의 Protox 유전자 과다발현 제초제 저항성 형질전환 벼 중에 일부 라인은 다른 광조건하에서 정상적인 생육을 보인 반면에 일부 라인은 초장 및 생체중 감소가 야기되었다. 그러나 일관성 있게 파종 후 7일과 14일에 초장의 감소가 야기 되었던 형질전환 라인은 AP37뿐이었다. 또한 이들 형질전환 벼 라인들은 저광 및 암조건보다 고광조건하에서 초장 및 생체중 감소가 뚜렷하였다. 파종 후 7일째 Proto IX 축적은 AP31, AP37 및 H48에서 비형질전환벼에 비해 유의적으로 많았고, 파종 후 14일째에는 PX, AP37 및 H48에서 유의적으로 많았다. 파종 후 7일째 Mg-Proto IX은 일부 라인(H41과 H48)을 제외하고 그리고 Mg-Proto IX monomethyl ester는 MX, MX1, PX를 제외한 형질전환 라인 간에 차이가 없었다. 비록 terapyrrole 중간물질이 축적 되었더라도 이들 축적량은 Protox 과다발현 형질전환벼의 생육을 저해 하는데 충분하지 않았을 것으로 생각된다. 또한 활성산소종 ($H_2O_2$와 ${O_2}^{{\cdot}_-}$), MDA, ALA 합성 및 엽록소 함량에서도 형질전환 라인간에 유의적인 차이가 인정되지 않아 tetrapyrrole 축적량이 형질전환 벼의 생육저해에 충분하지 못했음을 확인할 수 있었다. 따라서 일부 형질전환벼에서 초기 생육저해는 어떤 단일 요인에 기인되는 것보다 복합적인 요인에 의해 기인되는 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
• /
• 제14권2호
• /
• pp.368-373
• /
• 2004

광범위 제초제인 Bast $a^{(R)}$에 대해 저항성을 가지는 형질전환체 벼를 개발하였다. Bar유전자를 함유하고 있는 플라스미드 pCaMV35S::Bar를 embryogenic 현탁 배양체로부터 분리한 벼의 원형질체에 도입하였다. Phosphinotricin에 대해 저항성을 가지는 형질전환체 식물체들이 재분화되었고, 이들을 15 mg/l phosphinotricin이 함유한 배지에서 다시 선별하였다. 형질전환체 벼에서 bar유전자의 삽입과 발현을 Southern과 Northern blot분석으로 확인하였고, 또한 $R_1$ 형질전환 식물체들을 PAT 활성 assay로 재차 유전자 발현을 확인하였다. Bar 유전자는 다음 세대인 $R_1$ 식물체에서 3:1 멘델 유전 양상을 나타내었고, 형질전환체 $R_1$과 $R_2$ 식물체들은 fieild에서 살포되는 제초제 양만큼 Bast $a^{(R)}$ 를 살포했을 때 제초제 저항성을 나타내었다..

• 한국작물학회:학술대회논문집
• /
• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
• /
• pp.134-134
• /
• 2017

Recently, host-induced gene silencing (HIGS) system has been successfully applied into development of resistant crops against insects, fungal and viral pathogens. To test HIGS-mediated resistance in rice against rice blast fungus, Magnaporthe oryzae, we first tested possibility of movement of small non-coding RNA from rice cells to rice blast fungus. The rice blast fungus expressing GFP transgene were inoculated to transgenic rice plants ectopically expressing dsRNAi construct targeting fungal GFP gene. Expression of dsRNAi construct for GFP gene in transgenic plants significantly suppressed GFP expression in infected fungal cells indicating that small RNAs generated in plant cells can move into infected fungal cells and efficiently suppress the expression of fungal GFP gene. Consistent with these results, expression of dsRNAi constructs against 3 fungal pathogenic genes of M. oryzae in transgenic rice specifically and efficiently suppressed not only the expression of fungal pathogenic genes, but also fungal infection. The conidia of M. oryzae applied on leaf sheath of transgenic rice expressing dsRNAs against 3 fungal pathogenic genes showed abnormal development of primary hyphae and malfunction of appressorium, which is consistent with the phenotypes of corresponding fungal knock-out mutants. Taken these results together, here, we suggest a novel strategy for development of antifungal crops by means of HIGS system.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제32권2호
• /
• pp.85-90
• /
• 2005

밀양 204호는 작물과학원 영남농업연구소 생명공학연구팀이 직파적응 제초제저항성 벼 품종을 육성할 목적으로 '98년 bar 유전자를 동진벼에 아그로박테리움법으로 형질 전환하여 제초제저항성 벼를 양성하였다. '98/'99년 동계에 단간 내도복 양질인 주남벼를 인공교배하여 약배양 등 육종프로그램에 적용하여 우량계통을 선발하고 밀양 204호로 계통명을 부여하였다. GM 벼와 Non-GM 벼의 농업적 특성을 UPOV 및 국립종자관리소의 품종등록 기준에 따른 농업적특성 중 차이가 있었던 것은 엽색도, 지엽의 형태, 간장, 수당립수 등 이었다.

• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제43권3호
• /
• pp.376-382
• /
• 2016

DNA methylation은 무수히 많이 발생하는 생리적 및 병리적 측면의 과정에서 관련 유전자의 발현을 조절함으로써 중추적인 역할을 가지고 있다. 본 연구에서는 NtROS2a가 과발현된 형질전환 벼를 육성하고, 그들의 형태적 측면을 관찰하고 스트레스 내성을 검토하였다. 형질전환 식물체는 WT에 비하여 신초의 신장이 작게 나타났다. 저온 스트레스 처리 하에서 NtROS2a 형질전환 벼는 스트레스로 인한 생육 불량을 보였으나 건조 스트레스 처리 하에서는 WT보다는 높은 비율로 회복하여 생존하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 NtROS2a 유전자의 과발현으로 인해 벼가 건조 스트레스에 노출되면 내성을 증진시킨 것으로 생각된다.

• Plant Biotechnology Reports
• /
• 제5권2호
• /
• pp.169-175
• /
• 2011

In this study, the JIP test was exploited to assess drought-tolerance of transgenic rice overexpressing OsNAC10. Two types of promoters, RCc3 (root-specific) and GOS2 (constitutive), were used to drive the transcription factor OsNAC10, a gene involved in diverse functions including stress responses. Three-month-old plants were exposed to drought for 1 week and their fluorescence kinetics was evaluated. Our results showed that drought-treated non-transgenic plants (NT) have higher fluorescence intensity at the J phase (2 ms) compared to transgenic plants, indicating a decline in electron transport beyond the reduced plastoquinone ($Q_A^-$). As manifested by negative L bands, transgenic plants also showed higher energetic connectivity and stability over NT plants under drought conditions. Also, the pool size of the end electron acceptor at the photosystem I was reduced more in NT than in transgenic plants under drought conditions. Furthermore, the transgenic plants had higher $PI_{total}$, a combined parameter that reflects all the driving forces considered in JIP test, than NT plants under drought conditions. In particular, the $PI_{total}$ of the RCc3:OsNAC10 plants was higher than that of NT plants, which was in good agreement with their differences in grain yield. Thus, the JIP test proved to be practical for evaluating drought-tolerance of transgenic plants.