고구마 정단분열조직으로부터 체세포배발생 및 식물체 재분화에 미치는 casein의 영향

신공식,노경희,이연희,박용환,서석철,Shin, Kong-Sik,Roh, Kyung-Hee,Lee, Yeon-Hee,Park, Young-Whan,Suh, Seok-Cheol 한국식물생명공학회 2004 식물생명공학회지 Vol.31 No.1

고구마의 정단배양에 의한 배발생 캘러스로부터 대량증식 체계가 개발되어져 왔다. 고구마 정단분열조직은 1mg/L 2,4-D가 첨가된 MS배지에서 배양 4주 경에 최적의 배발생 캘러스가 형성되었다. 또한 2,4-D가 첨가된 배지에 casein을 첨가함으로써 고구마 신천미 품종의 배발생 효율을 최고 90%이상으로 2.4-D단독처리보다 현저하게 증가시켰다. 배발생 캘러스로부터 체세포배의 유도는 식물생장조절제가 제거된 MS 기본배지에서 효과적으로 형성되었으며 300∼500mg/L casein을 첨가한 배지에서는 더 높은 형성 빈도와 녹색의 단단한 체세포배가 발달하였다. 한편, 2mm이하의 체세포배로부터 이차 배발생 캘러스 형성 및 체세포배의 발달이 100∼300mg/L casein의 첨가에 의해 증가하였다 배발생 캘러스에서 얻어진 체세포배는 직접 MS기본배지에서 쉽게 각 기관이 형성되었으며, 발근과 shoot를 발달시켜 정상적인 식물체로 하여 토양에 성공적으로 옮겨 심을 수 있었다. An efficient protocol has been developed for rapid mass propagation of sweetpotato from shoot-tips derived embryogenic callus. Optimal embryogenic callus was induced from shoot apical meristem explants on Murashige and Skoog (MS) medium supplemented with 1mg/L 2,4-D. The addition of casein hydrolysate in the media increased the embryogenesis efficiency of sweetpotato. Somatic embryos were easily induced from the embryogenic callus on MS basal medium containing 300-500mg/L casein hydrolysate without phytohormon. Treatment of casein hydrolysate (100∼300mg/L) with 1mg/L 2,4-D also improved the secondary embryonic efficiency from somatic embryos below 2mm in length. Plant regeneration was achieved via somatic embryogenesis and direct organogenesis. Regenerated planlets with well developed shoots and roots on MS basal medium were successfully transferred to soil.

유전자변형 작물 동향과 안전성평가 고찰

이범규 ( Bumkyu Lee ),서석철 ( Seok Cheol Suh ) 한국환경법학회 2011 環境法 硏究 Vol.33 No.3

유전자변형(Genetically Modified, GM) 작물은 21세기 인류가 직면하고 있는 인구증가에 따른 식량부족, 지구 기후와 환경 변화, 에너지 고갈에 따른 대체 에너지원 개발 및 질병 문제 등 각종 문제점의 해결 방안으로 인식되고 있으며, 기존 산업의 한계를 뛰어넘는 고부가가치 창출 가능성으로 그 개발이 가속화되고 있다. 유전자변형 작물은 이미 우리 생활에서 일반화되어 있으며, 2010년 한해에만 GM 옥수수 744만 톤, GM 콩 92만 톤을 수입하는 등 곡물 수입이 많은 우리나라는 유전자변형 작물을 피할 수 없는 일이 되었다. 또한 대학, 연구소, 기업 등을 중심으로 벼, 고추, 콩 등 많은 유전자변형 작물이 개발 중에 있으며, 몇몇 작물은 안전성평가 단계에 있어 우리나라에서도 조만간 실용화될 것으로 전망되고 있다. 그러나 유전자변형 작물의 발전과 더불어 유전자변형 작물의 안전성, 특히 환경위해성에 대한 우려와 논란도 크게 대두되고 있는 실정이다. 유전자변형 작물의 안전한 이용을 위해 2008년 1월 LMO법이 시행되었으며, 이 법에 근거하여 안전성평가와 안전관리가 이뤄지고 있다. 본 연구에서는 유전자변형 작물의 국내외 현황을 조사하고 환경위해성에 대한 제도 및 규제, 관리, 체계 등에 대해 파악하였으며, 유전자변형 작물 실용화를 위한 협의심사제도 개선, 연구시설 안전관리 효율화, 유전자변형 작물에 의한 피해 및 복구 등에 대한 방안을 제시하였다. GM (Genetically modified) crops have been known as one of the solution of global problems like as scarcity of food, environmental change, energy shortage, and disease, and the development is accelerated because of the benefit. In 2010, the total food self-sufficiency rate in Korea was only 26.8% and 7.44 million ton of GM corn and 0.92 million ton of GM soybean was imported abroad. Many of GM crops have been developed in many university, institute and company, and some GM crops are prospected that will be commercialized near future in Korea. Despite of the continued development, the safety of GM crops is still controversial subject. Since LMO law was started in January 2008 for LMO biosafety, the safety management and assessment of LMO are controlled by this law. In this study, we investigated the domestic and foreign trend of GM crops, and the environmental risk assessment about system, regulation, and management. We also suggested some plans for commercialization of GM crops.

국내개발 stack gene GM 벼(LS28 X Cry1Ac)에 대한 정성 PCR 분석

신공식,박종현,이진형,이시명,우희종,임선형,김해영,서석철,권순종,Shin, Kong-Sik,Park, Jong-Hyun,Lee, Jin-Hyoung,Lee, Si-Myung,Woo, Hee-Jong,Lim, Sun-Hyung,Kim, Hae-Yeong,Suh, Seok-Cheol,Kweon, Soon-Jong 한국응용생명화학회 2009 Journal of Applied Biological Chemistry (J. Appl. Vol.52 No.1

후대교배종 CM 벼의 정성 PCR 검정방법을 개발하기 위하여, 벼의 내재유전자로써 OsCs-J(rice cytochrome c gene)을 선발하여 OsCytC-5'/3'의 primer쌍을 제작하고, 벼를 포함한 서로 다른 8개 작물에 대하여 PCR을 수행한 결과 벼에 특이적으로 증폭되는 111 bp의 반응 산물을 확인하였다. 국내 개발된 LS28$\times$CryIAc1 GM 벼의 검정 분석으로 정성 PCR 반응을 수행하였다. 정성 PCR을 위하여 GM 벼에 도입된 T-DNA 및 게놈상의 도입유전자 삽입부위의 인접서열을 바탕으로 구조 및 계통 특이적인 검정 primer 쌍을 제작하였다. ActCk-5'/3' primer 쌍을 이용하여 LS28의 T-DNA 내의 actin 프로모터와 OsCK1 유전자 사이를 증폭시켜 306 bp의 PCR 반응 산물을 얻을 수 있었으며, 또한 계통특이 primer 쌍인 CryIAc1 GM 벼유래의 CrLB-5'/3' 및 LS28 GM 벼 유래의 CKRB-5'/3'를 이용한 PCR 반응으로 각각 142 bp와 91 bp의 도입유전자의 인접서열 부위의 특이적인 증폭 산물을 확인할 수 있었다. 계통 특이적 검정을 위한 이들 개발 primer 쌍들은 event 계통과 대조적으로 non-GM 벼와 다양한 작물에 대하여 어떠한 특이적인 PCR 증폭 산물을 형성하지 않았다. 따라서 본 연구에서 계통특이 primer를 이용하여 후대교배종 GM 벼 계통, L528$\times$CryIAc1을 특이적으로 검출할 수 있음을 확인하였고, 제시된 방법이 GM 벼의 실용화를 위한 위해성평가의 검정방법 자료로 제공될 수 있음을 확인하였다. For the development of qualitative PCR detection method of genetically modified (CM) rice, rice species-specific gene, OsCc-1 (rice cytochrome c gene), was selected as suitable far use as an endogenous gene in rice. The primer pair OsCytC-5'/3'with 111 bp amplicon was used for PCR amplification of the rice endogenous gene, OsCc-1 and no amplified product was observed from 8 different crops as templates. Qualitative PCR method was carried out with stack traits of L528$\times$CryIAc1 GM rice developed in Korea. For the qualitative PCRs, some primer pairs were designed with a construct-specific and event-specific type based on T-DNA and junction sequences of T-DNA in GM rice. Actck-5'/3' amplifying between actin promoter and OsCK1 gene introduced in LS28 gave rise to an amplicon 306 bp; also, CrLB-5'/3' from CryIAcl and CKRB-5'/3'amplifying the junction region of T-DNA and genome sequence from LS28 as event-specific primers gave rise to an amplicon 142 bp and 91 bp, respectively. These primer pairs for the detection of event-specific targets not produced PCR amplicons on non-CM rice and various crops in contrast to event lines. Therefore, in this study we verified that event-specific primers were effective to specifically detect stack trait lines and demonstrated that this method presented could be provided with the detection-method data for risk assessment analysis of GM rice to be commercialized.

무선발표지 형질전환 식물체 제조기술

우희종,신공식,이기종,권순종,조용구,서석철,Woo, Hee-Jong,Shin, Kong-Sik,Lee, Ki-Jong,Kweon, Soon-Jong,Cho, Yong-Gu,Suh, Seok-Cheol 한국식물생명공학회 2010 식물생명공학회지 Vol.37 No.2

Selectable marker gene systems are vital for the development of transgenic plants, but the presence of selectable marker genes encoding antibiotic or herbicide resistance in genetically modified plants poses a number of problems. A lot of research results and various techniques have been developed to produce marker-free GM plants. The aim of this review is to describe the principal methods used for eliminating selectable marker genes to generate marker-free GM plants, concentrating on the three significant methods(co-transformation, site-specific recombinase-mediated excision, non-selected transformation) in several marker-free techniques.

혹명나방저항성벼의 잡초화 및 유전자 이동 가능성

이인용(In-Yong Lee),박재읍(Jae-Eup Park),문병철(Beong-Chul Moon),서석철(Seok-Cheol Suh),신공식(Kong-Sik Shin),우미옥(Mi-Ok Woo),권순종(Soon-Jong Kweon) 韓國雜草學會 2009 Weed&Turfgrass Science Vol.29 No.1

혹명나방저항성벼(06’ : Event C7-1-9-1, ‘07년 Event C7-1-9-1-1, ’08년 Event C7-1-9-1-1-1)의 잡초화 및 유전자 이동 가능성을 조사하기 위하여 여러 가지 시험을 수행하였다. 토양 중에 매몰한 후 1개월 경과된 모든 종자는 100% 발아하였으나, 3개월 이후에는 모두 발아율이 0%이었다. 수확과정에서 탈립된 종자 중 자연노출조건에서 추청벼는 27% 발아한 반면에 GM벼는 2.7%, 낙동벼는 3.3% 발아 되어 월동조건에 따라 발아정도가 상이하였으나, 물에 떨어진 종자는 익년도에 발아가 되지 않았다. 비의도적으로 일출된 혹명나방저항성벼는 글리포세이트액제나 패라쾃디클로라이드액제와 같은 비선택성 제초제로 방제 가능하였다. 혹명나방저항성벼와 재배벼인 낙동벼 간의 유전자 이동여부는 거리별로 수확한 후 바스타액제 처리 결과, 근접거리가 가까운 벼에서 바스타에 생존하는 비율이 높아 화분교잡에 의한 유전자 이동 비율이 8.6~11.6%를 보였다 이러한 유전자 이동여부는 test kit를 이용하여 유전자 함유여부를 최종 확인할 수 있었다. 저항성벼와 잡초성벼간의 유전자 이동시험에서 바스타 처리시 생존하는 개체가 없었는데 이러한 결과는 출수기가 달랐기 때문으로 사료된다. 시험포장에 발생된 잡초는 일년생 및 다년생잡초가 고르게 분포되었으며, 혹명나방저항성벼와 인근 포장이 잡초발생 양상이 유사하였다. This study was carred out to investigate the possibility of weediness and gene flow from leaf-folder(Cnaphalocrocis medinalis) resistant rice (06’ : Event C7-1-9-1. ‘07 : C7-1-9-1-1, ’08 : C7-1-9-1-1-1). The leaf-folder resistant rice was germinated 100% at 1 month after bury into soil and was showed 0% after 3 month. The shattered rice seeds during harvest were germinated 27% in Chunchungbyeo, 2.7% in GM rice and 3.3% in Nakdongbyeo under the field condition. However, germination pattern was different according to overwinter condition. When GM rice was unintentional escape in outdoor of the leaf-folder resistant rice can be controlled with glyphosate and paraquat of non-selective herbicides. In order to investigate gene flow from the leaf-folder resistant rice, Nakdongbyeo and weedy rice were planted with difference distance. Degree of survival was higher at near planting Nakdongbyeo from the leaf-folder resistant rice. The detection of gene flow from the leaf-folder resistant rice was done using a lateral flow strip test kit. Gene of the leaf-folder resistant rice can be detected by lateral flow strip test. But showed no survival plant from weedy rice because of differential stage of heading. Weed flora in the culture field of leaf-folder resistant rice were very similar with culture field of non GM rice.

Effects of BrVRN1 (VERNALIZATION1) and BrCO (CONSTANS) Genes from Brassica rapa L. ssp. pekinensis on Flowering Time Phenotypes in Chinese Cabbage

Soo-Yun Kim(김수윤),Soo-Jin Kwon(권수진),Jungsun Kim(김정선),Beom-Seok Park(박범석),Young-Doo Park(박영두),Dool Yi Kim(김둘이),Seok-Cheol Suh(서석철),Yeon-Hee Lee(이연희) 한국원예학회 2007 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2007 No.6

연구논문 : Bacillus thuringiensis subsp. tenebrionis로부터 유래한 δ-endotoxin 유전자의 감자식물체내로의 도입과 형질전환체의 발현분석

신공식 ( Kong Sik Shin ),이진형 ( Jin Hyoung Lee ),임성렬 ( Seong Lyul Rhim ),권순종 ( Soon Jong Kweon ),서석철 ( Seok Cheol Suh ) 한국국제농업개발학회 2008 韓國國際農業開發學會誌 Vol.20 No.4

혹명나방저항성 유전자변형 벼에 대한 정성 PCR 분석법

신공식(Kong-Sik Shin),임선형(Sun-Hyung Lim),우희종(Hee-Jong Woo),이시명(Si-Myung Lee),서석철(Seok-Sheol Suh),이명철(Myung-Cheol Lee),진용문(Yong-Moon Jin),조현석(Hyun-Suk Cho) 한국원예학회 2007 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2007 No.6

해충저항성 Bacillus thuringiensis (Bt) 벼의 환경위해성 평가: 해충저항성 Bt벼가 물벼룩(Daphnia magna)에 미치는 영향

이기종 ( Ki Jong Lee ),김효진 ( Hyo Jin Kim ),이장용 ( Jang Yong Lee ),류태훈 ( Tae Hun Ryu ),박종석 ( Jong Sug Park ),박범석 ( Beom Seok Park ),권순종 ( Soon Jong Kweon ),손수인 ( Soo In Sohn ),서석철 ( Seok Cheol Suh ),오성덕 ( 한국응용생명화학회(구 한국농화학회) 2011 Journal of Applied Biological Chemistry (J. Appl. Vol.54 No.4

해충저항성 Bacillus thuringiensis (Bt) 벼와 낙동벼의 비표적생물체인 물벼룩(Daphniamagna)에 대한 급성독성시험을 실시한 결과, 해충저항성 Bt벼의 48시간-EC50은 4,429.13 mg/L (95% 신뢰한계는 3908.130~5020.363 mg/L), 무영향 농도(NOEC)는 1,800 mg/L이었고, 낙동벼는 48시간-EC50은 2,889.56 mg/L (95% 신뢰한계는 1,073.407~6,854.321 mg/L), 무영향농도는 1,000 mg/L이었다. 처리기간 중 해충저항성 Bt벼와 낙동벼간의 급성독성에 영향을 미칠 수 있는 요인은 발생하지 않았다. Insect-resistant transgenic rice was developed by inserting the mCry1Ac1 a modified gene from the soil bacterium Bacillus thuringiensis (Bt). For biosafety assessment, we studied the effects on survival of cantor Daphnia magna, a commonly used as a model organism in ecotoxicological studies. D. magna fed on Bt rice and its near non-genetically modified (GM) counterparts (Nakdong) grown in the same environment (100% ground rice suspension). The Bt rice was comfirmed to have the insertion of T-DNA and protein expression by the polymerase chain reaction and ELISA analysis. Feeding study showed similar cumulative immobility and abnormal response of D. magna between Bt rice and non-GM counterparts. 48 h-EC50 values of Bt rice and non-GM rice showed 4,429 and 2,889 mg/L respectively. The rice no observed effect concentration (NOEC) values for D. magna was suggested 1,000 mg/L. We conclude that the tested Bt-rice and Nakdong similar cumulative immobility for D. magna the widely used model organism. We found out that there is strong possibility that the growth of Bt rice didn`t affect to non-target insects.

연구보문 : 알파토코페놀 고 함유 유전자변형 들깨에 대한 검정법 개발

신공식 ( Kong Sik Shin ),우희종 ( Hee Jong Woo ),이기종 ( Ki Jong Lee ),김경환 ( Kyung Hwan Kim ),권순종 ( Soon Jong Kweon ),서석철 ( Seok Cheol Suh ) 한국국제농업개발학회 2010 韓國國際農業開發學會誌 Vol.22 No.4

알파토코페놀을 증가시키기 위해서 γ-TMT(γ-tocopherol methyltransferase)유전자로 형질전환 된 유전자변형 들깨가 개발되었고, 도입유전자의 검출법 개발을 위하여 정성 및 정량 PCR 분석을 수행하였다. 도입유전자 및 들깨 내재유전자를 바탕으로 하여 몇 개의 검출 primer쌍을 제조하였으며, 정성 PCR 방법으로 primer의 특이성을 조사하였다. 들깨 내재 유전자, KAS-I의 증폭을 위해서 KASI02-1/2 primer를 사용하여 195 bp 크기의 PCR 증폭산물을 얻었으며, 도입유전자에 대하여 구조 특이적 primer, TMTocs-1/2 및 VicTM-1/2를 이용하여 유전자변형들깨를 포함한 6개 작물과 국내 개발된 3개 유전자변형 작물에 대해 PCR을 수행한 결과에서 각각 191 bp 및 109 bp의 PCR 산물이 유전자변형 들깨에서만 특이적으로 증폭되는 것을 확인하였다. 정량 검출을 위해서 plasmid, pKAViTM을 제조하였고, 이를 표준시료로 하여, 0.3, 1 및 1.5%로 조제된 유전자변형 들깨를 real-time PCR로 분석함으로써 유의성 있는 결과를 얻을 수 있었으며, 이의 방법이 유전자변형 들깨를 정량적으로 검정하는데 적용될 수 있음을 확인하였다. Qualitative and quantitative PCR methods were performed to examine the detection of γ-TMT(γ-tocopherol methyltransferase) inserted into genetically modified(GM) perilla(Perilla frutescens)developed in Korea. Several primer pairs were prepared on introduced genes and an endogenous reference gene in perilla. Specificity of primers first was tested by the means of qualitative PCR analysis. Primer pair KASI02-1/2 was used to amplify the endogenous gene, KAS-I, and gave rise to an amplicon 195 bp. PCR amplification using the construct-specific primer pairs, TMTocs-1/2 and VicTM-1/2 also was performed for GM perilla. TMTocs-1/2 and VicTM-1/2 primers gave rise to an amplicon 191 bp and 109 bp, respectively. In contrast, no amplified product was observed when DNA samples from 6 different plants and 3 GM crops were used as templates. For quantitative detection, test samples containing 0.3, 1, and 1.5% genetically modified perilla were measured by real-time PCR using the plasmid DNA, pKAViTM as standard material. This result showed real-time PCR method was applicable to detect GM perilla quantitatively.