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문정환,권수진,박범석,Mun, Jeong-Hwan,Kwon, Soo-Jin,Park, Beom-Seok 한국식물생명공학회 2010 식물생명공학회지 Vol.37 No.2
Brassica rapa is considered an ideal candidate to act as a reference species for Brassica genomic studies. Among the three basic Brassica species, B. rapa (AA genome) has the smallest genome (529 Mbp), compared to B. nigra (BB genome, 632 Mbp) and B. oleracea (CC genome, 696 Mbp). There is also a large collection of available cultivars of B. rapa, as well as a broad array of B. rapa genomic resources available. Under international consensus, various genomic studies on B. rapa have been conducted, including the construction of a physical map based on 22.5X genome coverage, end sequencing of 146,000 BACs, sequencing of >150,000 expressed sequence tags, and successful phase 2 shotgun sequencing of 589 euchromatic region-tiling BACs based on comparative positioning with the Arabidopsis genome. These sequenced BACs mapped onto the B. rapa genome provide beginning points for genome sequencing of each chromosome. Applying this strategy, all of the 10 chromosomes of B. rapa have been assigned to the sequencing centers in seven countries, Korea, UK, China, India, Canada, Australia, and Japan. The two longest chromosomes, A3 and A9, have been sequenced except for several gaps, by NAAS in Korea. Meanwhile a China group, including IVF and BGI, performed whole genome sequencing with Illumina system. These Sanger and NGS sequence data will be integrated to assemble a draft sequence of B. rapa. The imminent B. rapa genome sequence offers novel insights into the organization and evolution of the Brassica genome. In parallel, the transfer of knowledge from B. rapa to other Brassica crops would be expected.
임보미(Bomi Yim),문정환(Jeong-Hwan Mun),정영민(Young-Min Jeong),허윤영(Youn Young Hur),유희주(Hee-Ju Yu) 한국원예학회 2015 원예과학기술지 Vol.33 No.3
상업적으로 재배되고 있는 대부분의 포도 꽃은 완전화로서 개개의 꽃들이 모여 화서를 이룬다. 포도 꽃은 5개의 수술, 1개의 암술, 5개의 꽃잎이 융합된 구조인 화관, 그리고 융합된 형태의 꽃받침을 가지며 화방 내 각각의 꽃은 수정하여 과립으로 발달한다. 포도에서는 과립 형성이나 과립비대, 당도의 축적에 대한 연구는 많이 수행된 반면 배우체의 형태 형성, 꽃 기관의 구조, 그리고 꽃 발달과 같은 꽃의 형태적 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 ‘캠벨얼리’와 ‘탐나라’의 두 품종에서 꽃의 구조와 발달에 따른 특징들을 조사하였다. 포도 꽃의 발달 단계 결정은 애기장대에서 소포자의 형성부터 수 배우체의 발달 시기인 꽃발달 9단계부터 13단계로만 한정하였다. 포도 꽃 발달 9단계에서는 4분포자가 나타났고 꽃 발달 10에서 11단계 동안에는 단세포성 소포자에서부터 중기 2세포성 화분으로 발달하였다. 개화 직전의 꽃 발달 12단계 말에는 성숙한 3세포성화분으로 발달하였다. 꽃 발달 13단계에는 화관이 탈락하고 개화가 일어났다. 꽃 발달 9단계부터 12단계까지 꽃받침 길이는 거의 변하지 않았지만 화관의 길이는 계속 증가했다. 두 포도 품종에서 ‘꽃받침 길이에 대한 화관 길이의 비율’의 평균은 꽃 발달 9단계에서는 2.0, 꽃 발달 10단계에서는 3.0, 꽃 발달 11단계에서는 4.5, 꽃 발달 12단계에서는 6.5로 나타났으며, ‘꽃받침 길이에 대한 화관 길이의 비율’을 사용하여 꽃 발달 단계를 판별할 수 있었다. 본 연구 결과로 ‘캠벨얼리’와 ‘탐나라’에서 꽃 발달 단계를 정확하게 추정하는 형태적 지표가 개발되었다. 이를 이용하면 두 품종에서 소포자 배양 시기의 판정이나 ‘탐나라’에서 무핵과 유도를 위한 지베렐린 처리 시기의 판정 등에 유용하게 활용될 수 있을 것이다. The majority of cultivated varieties of grape have perfect flowers that are clustered in an individual inflorescence. Grape flower has a single pistil, five stamens, a protective flower cap (calyptra), and a calyx. After fertilization, an individual flower develops into a single berry. Although there are a number of reported studies focusing on berry formation, berry enlargement, and sugar accumulation in grape, the morphological studies of flower, including gametophyte morphogenesis and structural change in floral organs, have not yet been studied in detail. In this study, we investigated the flower structure and development characteristics of grape using microscopy and defined the floral development stages 9 to 13 based on microspore or male gametophyte development stage from tetrad to mature pollen. We used seeded diploid table grapes ‘Campbell Early’ (Vitis labruscana) and ‘Tamnara’ (V. spp.) as plant materials. At floral development stage 9, pollen mother cells develop to tetrads. During floral development stages 10 to 11, unicellular microspore develop to mid bicellular pollen. At the end of floral stage 12, male gametophyte develops to mature tricelluar pollen. In floral stage 13, the flower cap falls off and flower bud opens. During floral development stages 9 to 12, there were no major changes in calyx length, whereas the length of the flower cap continuously increased. The flower cap-to-calyx length ratio was 2.0, 3.0, 4.5, and 6.5 at floral stages 9, 10, 11, and 12, respectively. The flower cap-to-calyx length ratio was consistent in the two grape cultivars, suggesting that the ratio is a morphological character representing floral development stage. This study provides a reference for determining floral development stage of the two grape cultivars. It will be useful for the determination of optimum time for microspore culture needed to generate doubled haploid lines and appropriate gibberellic acid treatment needed to induce parthenocarpic fruit development in ‘Tamnara’ grape.
픽프라이머 : 유전자 목표 구간 탐색 모듈을 포함한 프라이머 제작 그래픽 프로그램
정희(Hee Chung),문정환(Jeong-Hwan Mun),이성찬(Seung-Chan Lee),유희주(Hee-Ju Yu) 한국원예학회 2011 원예과학기술지 Vol.29 No.5
유전 육종 연구를 위해 연구자들은 실험 목적에 따라 다양한 종류의 프라이머를 제작해야 한다. 인터넷 상에서 다양한 공용 프로그램이 이용되고 있으나 많은 경우 사용자 편의성이 낮기 때문에 유전자의 구조를 고려하여 프라이머를 디자인하기 위해서는 시간과 노력이 소요된다. 본 연구에서는 엑손과 인트론 지역을 시각적으로 구별하면서 손쉽게 프라이머를 제작할 수 있는 프로그램인 Pickprimer를 개발하였다. 이 프로그램은 공용 프로그램인 Spidey와 Primer3 프로그램의 소스 코드를 결합한 후 그래픽 인터페이스를 추가하여 사용자가 유전자의 구조를 예측하고 이를 바탕으로 프라이머를 손쉽게 제작할 수 있게 했다. 입력 정보는 공용 데이터베이스에서 내려 받은 서열을 복사-붙임하여 이용할 수 있게 하였으며 유전자의 구조를 그림으로 표현하고 동시에 엑손과 인트론 서열을 구별할 수 있게 했다. 이 프로그램을 이용하여 배추의 단일 카피 유전자에 대한 24 쌍의 프라이머를 디자인하고 6개 고정 품종을 대상으로 PCR과 전기영동 실험을 수행한 결과 제작한 모든 프라이머 쌍이 명확한 단일 밴드를 성공적으로 증폭시켰다. 이 프로그램은 분자표지의 개발뿐만 아니라 유전자 기능 연구 등 다양한 종류의 유전 육종 실험에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다. In genetic and molecular breeding studies of plants researchers need to design various kinds of primers based on their research purposes. So far many kinds of web- or script-based non-commercial programs for primer design are available. Because most of them do not include user interface for multipurpose usage including gene structure prediction and direct target selection on sequences it has been a laborious work to design primers targeting on the exon or intron regions of interesting genes. Here we report a primer designing graphic user interface program Pickprimer that includes gene structure prediction and primer design modules by combining source codes of the Spidey and Primer3 programs. This program provides simple graphic user interface to input sequences and design primers. Genomic sequence and mRNA or coding sequence of genes can be copy and pasted or input as fasta or text files. Based on alignment of the input sequences using the Spidey module a putative gene structure is graphically visualized along with exon-intron sequences of color codes. Primer design can be easily performed by dragging mouse on the displayed sequences or input primer targeting position with desirable values of primers. The output of designed primers with detailed information is provided by the Primer3 module. PCR evaluation of 24 selected primer sets successfully amplified single amplicons from six Brassica rapa cultivars. The Pickprimer will be a convenient tool for genetic and molecular breeding studies of plants.