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성순기 한국작물학회 2007 한국작물학회 학술발표대회 논문집 Vol.2007 No.11
식물의 웅성불임 현상은 잡종종자(F1) 생산, GM작물 개발에서 요구되는 유전자의 생태계 오염을 차단하는 수단으로 연구가 수행되었으며 최근에는 유전공학적 방법으로 잡종종자 생산의 대안 가능성으로 연구가 진행되었다. 종자 산업에서 순도가 우수한 F1 종자를 만들기 위해서는 모계(A line)는 웅성불임 형질을 지니고 있어야 한다. 현재까지 보고된 웅성불임 형질은 크게 3가지로 핵 웅성불임(Genic Male Sterility), 세포질 유기 유전자에 의한 세포질 웅성불임(Cytoplasmic Male Sterility), 세포질의 불임 유기 유전자와 이에 대한 핵내 회복 유전자가 관여하는 세포-질핵 웅성불임 (Cytoplasmic -Genic Male Sterility) 이다. 종자 생산의 경제성을 위해서 모계로 사용되는 A line은 세포질 웅성불임, 또는 세포질-핵 웅성불임 유전형질을 지니고 있어야 한다. 그러나 현재 알려진 세포질 웅성불임(CMS) 유기 유전자는 Brassica속에 4종, 옥수수 2종, 벼와 밀에 각각 1종이 보고 되었다. 자연에서 제한적으로 발견되는 웅성불임 형질을 극복하기 위해 유전공학적으로 male-sterile plants의 연구가 진행되었다[특정 유전자(phaA)의 엽록체 형질전환, tapetum specific promoter(TA29)와 cytotoxic 유전자(barnase)를 이용해 초기 약 발달을 억제하여 웅성불임 식물체 유기]. 본 연구에서는 사과의 수술 화분에서 특이하게 발현되는 MdAGP3 promoter와 MdAGP3 유전자의 double strand DNA, cytotoxic 유전자인 ribosome inactive protein(RIP) 유전자를 이용하여 각각 애기장대와 담배에서 웅성불임 식물을 유기하였다. 현재까지의 결과들을 바탕으로 이들 웅성불임 유기 기술과 상업적 활용성에 대해 논의하고자 한다. 본 연구는 농촌진흥청 바이오그린21사업 (과제번호:200702100)의 지원에 의해 이루어진 것임.
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형질전환된 감자의 후대 식물체에서 CaMV 35S Promoter - GUS 유전자 발현
성순기(Soon Kee Sung),최상봉(Sang Bong Choi),전종성(Jong Seong Jeon),박민철(Min Chul Park),이광웅(Kwang Woong Lee) 한국식물학회 1994 Journal of Plant Biology Vol.37 No.1
Two potato (Solanum tuberosum L.) cultivars were transformed by Agrobacterium tumefaciens harboring cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter and β-glucuronidase (GUS) gene. Expression patterns of the CaMV 35S promoter according to tissue types and deveplopmental stages, and genetic stability of GUS gene were investigated in the clonal progenies of transgenic potatoes. Kanamycin-resistant shoot emerged from tuber disc after 4 weeks of culture, and root was induced 6 weeks after culture on the selection medium. Shooting frequency of cvs. Superior and Dejima were 43% and 27%, respectively. Mature transformants and their clonal progenies showed no phenotypical abnormality. GUS activity was expressed primarily at parenchymatous cells of phloem tissue around the vascular cambium in the stem and root, and higher activity was found at the apical meristem of shoot, root and adventious shoot bud. GUS activity was higher at tubers of young explants than at stored tubers. These facts indicate that expression level of the CaMV 35S promoter differred according to tissue types and developmental stages of the organs. The GUS gene was stably inherited to each clonal progeny and normally expressed.
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반수체 담배의 엽육 원형질체로부터 MNNG 처리에 의한 Glyphosate 저항성 클론의 선별
성순기(Soon Kee Sung),최상봉(Sang Bong Choi),이광웅(Kwang Woong Lee) 한국식물학회 1993 Journal of Plant Biology Vol.36 No.1
Selection of glyphosate-resistant clones from MNNG-treated mesophyll protoplasts of haploid tobacco and their differentiation were studied. The protoplasts were treated with 0.1 to 100 ㎛/mL N-methyl-N`-nitro-N-nitrosoguanidine (MNNG) for 30 min when they expanded to oval shapes. After the treatment, the protoplasts in 4-16 cell stages were transferred to the selective medium containing 1 mM glyphosate for the selection of the glyphosate-resistant colonies. The efficiency of the cell division of the protoplasts in the selective medium decreased as the MNNG concentrations increased. Optimal MNNG concentration for induction of the glyphosate-resistant clones was 10 ㎛/mL and mutation frequency was 2.66 × 10 exp(-6). The stability of the glyphosate-resistance of the clones was examined by prolonged subculture in the medium with 1 mM glyphosate, and the resistant clones were survived more than 10 months. Among them one clone has been proliferating and greening and the others were proliferating without greening or greening with slower proliferating.
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담배의 잎조직 배양에 있어서 기관형성과 동위효소 유형에 미치는 생장조절제의 영향
成淳基,金濬喆,成敏雄 慶尙大學校 1986 論文集 Vol.25 No.2
담배(N. tabacum cv. NC 2326) 잎조직 배양에서 기관형성에 가장 효과적인 생장조절제의 배지조성을 찾기위하여 NAA와 kinetin의 농도별 혼합처리 5종류 및 picloram과 BAP의 농도별 혼합처리 5종류의 배지에서 26℃ 조건으로 35일간 잎조직을 배양시켜 각 처리구에 대한 기관형성률을 조사하고, 6종류의 효소에 대한 동위효소 유형 및 단백질 함량은 기관형성이 가장 잘된 0.01㎎/l pocloram+0.6㎎/lBAP 처리구와 0.5㎎/l NAA+0.5㎎/l kinetin 처리구의 두 처리구의 배양체를 대상으로 조사한 결과는 다음과 같다. 1. NAA와 kinetin을 혼합처리한 5종류의 배지중 0.5㎎/l+0.5㎎/l kinetin 처리구에서 shoot와 뿌리가 각각 100% 및 50%로서 가장 높은 기관형성률을 나타냈다. picloram과 BAP 혼합처리구에서 callus형성률은 평균 6%로 callus 형성에는 효과적인 배지는 아니었으나 기관형성률은 높게 나타났다. 그 중 0.01㎎/l pocloram+0.5㎎/lBAP 처리구에서 shoot와 뿌리가 각각 100% 및 90%의 형성률을 나타내어 기관형성에 가장 효과적이었다. multiple shoot 형성에는 picloram과 BAP 혼합배지가 NAA와 kinetin 혼합배지보다 더욱 효과적임을 알 수 있었다. 2. 배양제의 단백질 함량은 기관형성 과정에서 배양이 진행됨에 따라 두 처리구에서 모두 감소하였으나 picloram과 BAP 혼합처리구는 NAA와 kinetin 혼합처리구보다 낮았다. peroxidase의 활성은 이와 반대로 picloram과 BAP 혼합처리구에서 약 8배 높게 나타났다. 3. peroxidase와 malate dehydrogenase 동위효소들의 활성은 shoot가 형성됨에 따라 두 처리구 모두 증가하였으나, lactate dehydrogenase 동위효소들은 두 처리구 모두 감소하였다. 이러한 경향은 두 처리구 중에서 picloram과 BAP 혼합처리구에서 더욱 뚜렷하였다. 그러나 esterase, acid phosphatase, aspartate aminotransferase 동위효소들의 활성은 shoot 형성중에 두 처리구 모두 뚜렷한 변화가 없었다. 4. 6종류의 효소에서 분리된 동위효소의 수는 두 처리구를 합쳐 peroxidase에서 12개, acid phosphatase에서 6개, aspartate aminotransferase에서 9∼13개, lactate dehydrogenase에서 3∼5개, esterase에서 10∼16개가 각각 확인되었다. Tabaco (Nicotiana tabacum cv. NC 2326) leaf tissues were cultured on Murashige and Skoog medium containing various concentrations and combinations of some growth regulators at 26℃ for 35 days. The obtained results were summarized as follow; 1. Organ formation was 100% in shoot and 50% in root on the medium containing 0.5㎎/l NAA and 0.5㎎/l kinetin. On the medium containing 0.01㎎/l picloram and 0.5㎎/l BAP, organ formation displayed 100% multiple shoot formation and 90% root formation without callus formations. Multiple shoot formations were enhanced more by picloram and BAP groups than by NAA and kinetin groups. 2. During the shoot formation, protein content in the cultures on the medium containing picloram and BAP was lower than NAA and kinetin groups, but peroxidase activity in the former medium was higher about eight times than that in the latter medium. 3. The activity of anodic peroxidase and malate dehydrogenase isozyme increased during the shoot formation, whereas that of lactate dehydrogenase isozyme decreased. However the activity of esterase, acid phosphatase, and aspartate aminotransferase did not change. 4. All the isozymes were separated with 12 bands in peroxidase, 6 in acid phosphatase, 9∼13 in malate dehydrogenase, 3∼5 in lactate dehydrogenase, 10∼16 in esterase, 6 in aspartate aminotransferase during the shoot formation.
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