• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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• 제11권2호
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• pp.154-159
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• 2006

Interleukin-18 (IL-18), otherwise known as interferon-gamma-inducing factor (IGIF), is one of several well characterized and important cytokines that contribute to host defenses. The complementary DNA (cDNA) of mature human interleukin-18 gene (hIL-18) was fused with the signal peptide of the rice amylase 1A gene (Ramy1A) and introduced into the plant expression vector under the control of a duplicated CaMV 35S promoter. The recombinant plasmid was transformed into tobacco (Nicotiana tabacum L. cv Havana) using the Agrobacterium-mediated transformation method. The integration of the hlL-18 gene into the genome of transgenic tobacco plants was confirmed by polymerase chain reaction (PCR) amplification and its expression was observed in the suspension cells that were derived from the transgenic plant callus by using Northern blot analysis. The hlL-18 protein was detected in the extracts of the transgenic callus and in the medium of the transgenic tobacco suspension culture by using immunoblot analysis. Based upon enzyme-linked immunosorbant assay (ELISA) results, the expression level of the hlL-18 protein approximated $166{\mu}g/L$ in the suspension culture medium. Bioassay results from the induction of $interferon-{\gamma}$ from a KG-1 cell line indicated that the hlL-18 secreted into the suspension culture medium was bioactive.

• 한국자원식물학회지
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• 제20권5호
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• pp.437-441
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• 2007

Agrobacterium tumefaciens에 의해 일미벼 품종에 도입하여 많은 형질전환벼를 생산했다. 배발생 캘러스는 hygromycin 저항성 선발마커를 포함한 pCAMBIA1300 벡터를 이용하여 Agrobacterium strain AGL1으로 공동배양하였다. 공동배양 후 50mg/L hygromycin에 저항성을 보이는 형질전환체가 선발되었다. $T_0$ 세대 형질전환벼로부터 genomic DNA를 추출하여 PCR과 Southern blot을 통한 외래 유전자의 안정한 삽입을 검정하였다. 형질전환된 벼라인에서 650bp의 HPT 유전자 단편이 나타났다. 그리고 argE의 특이적 priomer를 이용하여 검정한 결과 230bp 단편이 검출되었다. SEM을 이용하여 형태학적 분석을 한 결과 기공 분포와 배열상의 특징에 있어서 형질전환체는 대조구와 비교하여 기공형태가 불규칙적인 차이를 보여 주었다.

• Plant Breeding and Biotechnology
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• 제6권4호
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• pp.426-433
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• 2018

Plant tissue culture is a technique that has invariably been used for various purposes such as obtaining transgenic plants for crop improvement or functional analysis of genes. However, this process can be associated with a variety of genetic and epigenetic instabilities in regenerated plants, termed as somaclonal variation. In this study, we investigated mutation spectrum, chromosomal distributions of nucleotide substitution types of single-nucleotide polymorphisms (SNPs) and insertions/deletions (InDels) by whole genome re-sequencing between Dongjin and Nipponbare along with regenerated plants of Dongjin from different induction periods. Results indicated that molecular spectrum of mutations in regenerated rice against Dongjin genome ranged from $9.14{\times}10^{-5}$ to $1.37{\times}10^{-4}$ during one- to three-month callus inductions, while natural mutation rate between Dongjin and Nipponbare genomes was $6.97{\times}10^{-4}$. Non-random chromosome distribution of SNP and InDel was observed in both regenerants and Dongjin genomes, with the highest densities on chromosome 11. The transition to transversion ratio was 2.25 in common SNPs of regenerants against Dongjin genome with the highest C/T transition frequency, which was similar to that of Dongjin against Nipponbare genome.

• Molecules and Cells
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• 제40권11호
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• pp.828-836
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• 2017

Eukaryotic cells consist of a complex network of thousands of proteins present in different organelles where organelle-specific cellular processes occur. Identification of the subcellular localization of a protein is important for understanding its potential biochemical functions. In the post-genomic era, localization of unknown proteins is achieved using multiple tools including a fluorescent-tagged protein approach. Several fluorescent-tagged protein organelle markers have been introduced into dicot plants, but its use is still limited in monocot plants. Here, we generated a set of multicolored organelle markers (fluorescent-tagged proteins) based on well-established targeting sequences. We used a series of pGWBs binary vectors to ameliorate localization and co-localization experiments using monocot plants. We constructed different fluorescent-tagged markers to visualize rice cell organelles, i.e., nucleus, plastids, mitochondria, peroxisomes, golgi body, endoplasmic reticulum, plasma membrane, and tonoplast, with four different fluorescent proteins (FPs) (G3GFP, mRFP, YFP, and CFP). Visualization of FP-tagged markers in their respective compartments has been reported for dicot and monocot plants. The comparative localization of the nucleus marker with a nucleus localizing sequence, and the similar, characteristic morphology of mCherry-tagged Arabidopsis organelle markers and our generated organelle markers in onion cells, provide further evidence for the correct subcellular localization of the Oryza sativa (rice) organelle marker. The set of eight different rice organelle markers with four different FPs provides a valuable resource for determining the subcellular localization of newly identified proteins, conducting co-localization assays, and generating stable transgenic localization in monocot plants.

• 한국작물학회지
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• 제54권4호
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• pp.375-383
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• 2009

CAX1 유전자가 도입된 형질전환 벼는 T3 세대까지 34계통을 모식물인 일품벼와 공시하였고, 그 외 종자 내 칼슘함량 조사를 비롯한 5가지 실험에서 이전에 실시한 Southern 분석 결과 CAX1 prove의 band 양상이 뚜렷이 나타난 7계 통(T-14, T-15, T-17, T-18, T-19, T-20, T-24)을 $T_4{\sim}T_6$ 계통에서 공시하였다. 앞으로 $T_7$ 세대에 대한 특성조사를 거쳐 $Ca^{2+}$함량이 안정적으로 높게 유지되는 계통을 선발하여 세대육성하면 칼슘과 관련된 유전자의 내재해성 작물의 기초자료 이용뿐만 아니라 농산물의 품질 고급화 및 안정성 향상 그리고 병충해에 의한 농작물 피해를 줄일 수 있는 효과를 가져 오고자 수행한 결과는 다음과 같다. $T_4$ 세대에서 형질이 안정적으로 발현되면서 모품종과 유사하고 농업적 형질이 우수한 5 계통을 선발하여 $T_6$세대까지 농업적인 생육 안정성(수장, 수수, 간장)은 15, 17, 18, 24 계통들은 출수기가 모품종인 일품벼와 비슷한 경향이었고 14, 19, 20계통들은 일품벼보다 6~11일까지 늦어지는 경향이었다. 형질전환체 7 계통의 간장을 조사한 결과 14 계통을 제외하고는 대부분 모품종인 일품벼와 유사하게 나타났다. CAX1 형질전환체인 $T_5{\sim}T_6$세대에서 병저항성은 일품 모품종보다 벼도열병(blast)과 벼잎집무늬마름병(sheath blight)의 방제가가 낮게 나왔으며, 벼도열병은 2 년간 모두 모품종에 대비해 T-14, 17, 18, 19, 20은 방제가가 높게 나타나 병저항성이 있는 것으로 나타났다. 그러나 벼잎집무늬마름병은 T-14, 19, 20, 24 계통이 방제가가 높게 나타났으며, 벼도열병과 벼잎집무늬마름병 모두 방제가가 높은 계통은 T-14, 19, 20 으로 조사되었다. 저온처리 된 벼의 초장 조사에서 각각 온실과 $17^{\circ}C$의 두 조건에 있어서 온실에서의 초장 조사와 생존 개체수를 대비해 볼 때 일품벼와 형질전환체 모두 정상적인 발육상태를 보였으나, 저온조건에서 초장 조사는 일품벼에 비해 $T_6$-19을 제외한 형질전환 계통들이 양호하였으며 $T_6$-18, 24 계통은 내한성 품종인 상주벼와 유사하거나 조금 차이가 났다. 종자내의 캄슘함량을 분석하기 위하여 $T_3{\sim}T_7$ 종자를 이용하여 얻어진 결과는 $T_3$ 종자에서 452.2~1,376.2%로 칼슘함량이 증가되었고 분자 marker에 의해 선발하여 된 T7종자까지 분석한바 13.4~68.0%로 나타남을 확인할 수 있었다.

• 한국잡초학회지
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• 제31권4호
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• pp.323-329
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• 2011

색소체 transit 서열이 결여된 Bradyrhizobium japonicum ALA-S 유전자를 과발현하는 형질전환 벼의 광역학적 스트레스에 의해 유도되는 항산화반응을 조사하였다. $350{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$ 의 높은 광 수준은 야생형 벼에 비교하였을 때 형질전환 계통인 C4와 C5의 quantum yield를 감소시켰다. 대조적으로, 높은 광수준 하에서 형질전환 계통 C4와 C5의 nonphotochemical quenching (NPQ) 수준은 야생형 계통과 낮은 광 수준 하의 형질전환 계통에 비해 높은 증가를 보여주었다. 형질전환 계통에서 높은 NPQ 수준은 xanthophyll인 zeaxanthin 수준의 증가와 밀접한 관련이 있었다. $150{\mu}mol\;m^{-2}\;s^{-1}$ 의 낮은 광 수준과 비교하였을 때 높은 광 수준에서 violaxanthin 수준이 야생형 벼에서 증가하였으나, 형질전환 C4와 C5 계통에서는 현저하게 감소하였다. 형질전환 벼에서 nonphotochemical energy dissipation과 광보호기작을 가진 xanthophyll 색소가 광역학적 피해를 조절하는데 결정적인 역할을 하는 것으로 생각되나, 이러한 기작이 광역학 스트레스를 극복하지는 못하였고 결과적으로 photobleaching 증상에 이르게 하였다.

• BMB Reports
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• 제47권1호
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• pp.27-32
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• 2014

Plant abiotic stress tolerance has been modulated by engineering the trehalose synthesis pathway. However, many stress-tolerant plants that have been genetically engineered for the trehalose synthesis pathway also show abnormal development. The metabolic intermediate trehalose 6-phosphate has the potential to cause aberrations in growth. To avoid growth inhibition by trehalose 6-phosphate, we used a gene that encodes a bifunctional in-frame fusion (BvMTSH) of maltooligosyltrehalose synthase (BvMTS) and maltooligosyltrehalose trehalohydrolase (BvMTH) from the nonpathogenic bacterium Brevibacterium helvolum. BvMTS converts maltooligosaccharides into maltooligosyltrehalose and BvMTH releases trehalose. Transgenic rice plants that over-express BvMTSH under the control of the constitutive rice cytochrome c promoter (101MTSH) or the ABA-inducible Ai promoter (105MTSH) show enhanced drought tolerance without growth inhibition. Moreover, 101MTSH and 105MTSH showed an ABA-hyposensitive phenotype in the roots. Our results suggest that over-expression of BvMTSH enhances drought-stress tolerance without any abnormal growth and showes ABA hyposensitive phenotype in the roots.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제30권1호
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• pp.1-6
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• 2003

본 연구에서는 10종의 국내 학술지와 11종의 SCI 학술지에 국내 학자들이 게재한 GM 식물 개발 관련 논문을 분석하여 국내의 GM 식물 개발 현황을 조사하였다. 국내 학술지의 경우 지난 1990년부터 2002년 9월까지 발표된 총 204편중에서 총설 등에 해당하는 논문을 제외한 190편에 대하여 분석한 결과, 담배를 대상으로 한 연구 논문이 65편으로 가장 많았으며, 벼가 20편으로 2위를 차지하였으나 다른 주요 곡류 작물인 옥수수, 밀, 콩, 보리 등은 각각 단 1편씩의 연구결과가 발표되었다. 대부분의 연구가 기초 연구인 형질 전환 기술의 확립(46편), 유전자 발현기술(34), 유전자 운반체 개발(10) 등에 해당하는 논문들이었으나 최근 들어 유용물질 및 단백질 생산 작물 및 영양성분이 강화된 작물 등 품질을 개량하기 위한 연구가 점차 많이 발표되는 것으로 조사되었다. 연도별 논문의 발표건수는 1990년도부터 점차 증가하여 1996년도에 최고치(39편)를 기록한 후 다시 감소하는 경향을 보였으며 식물생명공학회지가 100여 편의 GM 식물 개발 관련 논문을 게재함으로써 이 분야에서는 주된 학술지인 것으로 조사되었다. SCI 학술지의 경우에도 담배를 대상으로 한 연구가 10편으로 가장 많았으며 벼가 7편, 애기장대가 5편 등으로 발표되었으나, 주곡작물인 옥수수, 밀, 보리, 콩 등은 단 1편의 논문도 발표되지 않았으며, 유전자 발현 기술 등에 해당하는 기초연구 논문이 16편으로 50%를 차지하였으며 내병성이 7편, 재해저항성이 3편, 제초제 내성이 2편 등으로 조사되었다. 한편, SCI 학술지의 논문 게재 건수는 해마다 꾸준히 증가하는 추세에 있으며 impact factor가 높은 유수한 국제 학술지에도 점차 게재 건수가 많아지고 있는 사실을 확인할 수 있었으나 실험실, 온실 등에서 유전자의 도입이 확인된 GM 식물에 관한 안전성 평가 연구의 일환인 포장 시험 연구 결과에 관한 논문은 거의 없는 것으로 조사되었다.

• BMB Reports
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• 제43권1호
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• pp.9-16
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• 2010

The promoters of OsCaM1 and OsCaM3 were characterized after sequencing and fused to the reporter gene, GUS. The constructs were then transformed into the tobacco plant. Histochemical analysis of GUS showed different expression patterns in pOsCaM1::GUS and pOsCaM3:: GUS transgenic plants. The expression of pOsCaM1::GUS in 4- to 15-day-old seedlings in particular was observed only in the root, while the expression of pOsCaM3::GUS was detected in both the cotyledons and root. Also, pRCaM1::GUS was detected in all the tissues surrounding the root system, while the presence of pOsCaM3::GUS was observed in the root, except in the root meristem. However, in mature transgenic plants, the expression of pOsCaM1::GUS and OsRCaM3::GUS was scarcely detected. Under wounding stress, the GUS activity of pOsCaM1 and pOsCaM3 was strongly induced, and the activity of pOsCaM3 especially, was retained for long periods. In the phloem, pOsCaM3 activity induced by hormone treatments and abiotic stresses was also identified.

• 생명과학회지
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• 제23권11호
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• pp.1317-1324
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• 2013

고분자 글루테닌 서버유닛(high molecular-weight glutenin subunit, HMW-GS)은 밀의 가공적성을 결정하는데 중요한 역할을 수행한다. 우리는 Agrobacterium 동시 형질전환법을 이용하여 한국 밀 품종인 '조경'으로부터 밀 HMW-GS을 암호화하는 Glu-1Bx7 유전자를 가지는 marker-free 형질전환 벼를 생산하였다. Glu-1Bx7 유전자의 종자 특이적 발현을 위하여 밀 Glu-1Bx7 유전자 자체 프로모터를 벡터 내에 삽입하였다. 동시 접종을 위해서 오직 Glu-1Bx7 유전자와 hygromycin phosphotransferase II (HPTII) 저항성 유전자만으로 구성된 두 종류의 발현 카셋트를 독립적으로 Agrobacterium EHA105에 도입하였고, Glu-1Bx7와 HPTII가 도입된 각각의 EHA105 Agrobacterium 을 3:1 비율로 혼합하여 벼 캘러스에 접종하였다. 216개의 HPTII 저항성 형질전환체 중에서 벼 게놈에 Glu-1Bx7과 HPTII가 모두 삽입된 24개의 형질전환 라인을 획득하였다. Glu-1Bx7와 HPTII가 벼 게놈에 도입된 것을 Southern blot을 통해서 다시 확인하였다. 형질전환 벼 $T_1$ 세대의 종자에서 밀 Glu-1Bx7 유전자가 전사와 번역되어 오직 Glu-1Bx7만을 가지는 marker-free 식물체를 $T_1$ 세대에서 성공적으로 선발할 수 있었다.