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Molecular cloning and characterization of chitinase genes from zoysiagrass (Zoysia Japonica Steud.)
강지남,강홍규,선현진,권용익,양대화,고석민,이효연 한국식물생명공학회 2016 Plant biotechnology reports Vol.10 No.3
Zoysiagrass (Zoysia Japonica Steud.) is used frequently in golf courses and athletic fields. However, Zoysiagrass suffers from large-patch disease caused by Rhizoctonia solani AG2-2 (IV), which results in physical and economic loss. In this study, two full-length chitinase genes encoding pathogen-related proteins were isolated from zoysiagrass. Structural and expression analyses of these genes were carried out. The two isolated chitinases were classified into class Ib (Zjchi1) and class II (Zjchi2). Zjchi1 and, Zjchi2 expression was high in root and stolen and was induced in seedlings by Rhizoctonia solnai AG2-2 (IV) infection. To assess their antifungal activity, the two chitinases were overexpressed in Escherichia coli and purified using Ni2+ and glutathione affinity column chromatography. The purified recombinant chitinases showed broad-spectrum antifungal activity against Rhizoctonia solnai AG2-2 (IV), Rhizoctonia solnai AG-1 (IA), Rhizoctonia cerealis, Botrytis cinerea, Fusarium culmorum, Fusarium graminearum and Trichoderma reesei.
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한국 들잔디에서의 β-1,3-glucanase 유전자의 cloning
강소미,강지남,강홍규,선현진,권용익,고석민,이효연 한국육종학회 2015 한국육종학회 심포지엄 Vol.2015 No.07
한국형 잔디는 다른 병에 비해 진전 속도가 빠르고 주로 뿌리에서부터 발병하여 잔디를 고사시키고 발병 후 구제하기 매우 어려운 라이족토니아잎마름병(라지패취)이 큰 문제로 대두되고 있다. 라이족토니아잎마름병(라지패취)은 Rhizoctonia solani AG2-2(Ⅳ)병원균에 의해 발생하는데, 이 병원균에 강한 내병성 들잔디를 개발하기 위해 식물방어반응에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 PR-Protein 중 하나인 β-1,3-glucanase를 들잔디로부터 cloning 하였다. β-1,3-glucanase는 바이러스나 균의 감염으로 인해 식물조직이 과민반응을 일으킬 때 세포내에서 생성되고 세포외로 분비되어 세포 사이 공간에서 주로 기능을 하는 것으로 알려져 있다. β-1,3-glucanase의 기능분석이 되어있는 단자엽식물 중 옥수수, 밀, 보리, 벼의 염기서열에서 공통으로 보존되어 있는 부분을 이용해 degenerate PCR을 수행하고 얻어낸 sequence를 통해 3` RACE와 5` RACE를 진행하였다. 그 결과 1,228 bp, 399개의 아미노산으로 구성된 ZJGlu1과 1,179 bp, 340개의 아미노산으로 구성된 ZJGlu2의 Full-sequence 얻어냈다. ZJGlu1과 ZJGlu2와의 염기서열 상동성은 76%이며, ZJGlu1의 경우 VISESGWPSAG서열을 보존하고 있고 ZJGlu2의 경우 VSESGWPSA서열을 보존하고 있어 glycosyl hydrolase motif(LGIVISESGWPSAG)와 비교해 봤을 때 상당부분 일치하는 것을 보였다. ZJGlu1과 ZJGlu2 유전자의 기능을 해석하기 위해 각각의 유전자를 도입한 식물형질전환용 벡터를 제작하여 모델식물인 애기장대와 잔디 형질 전환체는 현재 진행 중에 있으며, E.coli over-expression을 수행하여 목표 단백질을 정제하고 in vitro 활성을 측정할 예정이다.
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제초제저항성 GM 잔디에서 발현된 PAT 단백질의 알레르겐 유발 가능성 및 독성 평가
정혜린,선현진,강지남,강홍규,이효연,Jeong, Hye-Rin,Sun, Hyeon-Jin,Kang, Ji-Nam,Kang, Hong-Gyu,Lee, Hyo-Yeon 한국식물생명공학회 2020 JOURNAL OF PLANT BIOTECHNOLOGY Vol.47 No.4
본 연구는 제초제저항성 GM 들잔디에서 발현된 PAT 단백질의 잠재적인 알레르기성 및 독성을 평가하기 위해 수행되었다. PAT 단백질의 in silico 분석에서 PAT 단백질은 알려진 알레르겐 또는 독성 단백질과 유사성을 보이지 않았다. PAT 단백질은 80개의 아미노산으로 이루어진 절편에 걸쳐 기지의 알레르겐과 35% 미만의 아미노산 서열 상동성을 보였고, 기지의 알레르겐과 연속한 8개의 아미노산에서 일치하는 서열도 확인되지 않았다. 또한 제초제저항성 GM 들잔디에서 발현된 PAT 단백질은 펩신 존재 하의 인공위액에서 매우 빠르게 분해되었고, GM 들잔디에서 발현된 PAT 단백질은 번역 후 수식(glycosylation)도 일어나지 않았음이 확인되었다. 경구투여 독성 시험에서는 체중 1 kg 당 4,000 mg 을 투여한 실험구에서도 PAT 단백질 투여 후 마우스에서 사망이나 독성 영향은 관찰되지 않았다. 이들 결과는 제초제저항성 GM 들잔디에서 발현된 PAT 단백질이 잠재적 알레르겐이나 독소로 작용할 가능성이 없음을 시사한다. This study aimed to evaluate the potential allergenicity and oral toxicity of the phosphinothricin acetyltransferase (PAT) protein expressed in Zoysia japonica, a herbicide-tolerant genetically modified (GM) zoysiagrass. In silico analysis of PAT showed no similarities with any known allergenic or toxic proteins, with <35% amino acid sequence homology with known allergens across a length of 80 amino acids and no continuous eight amino acid identity with known allergens. The PAT protein expressed in Z. japonica degraded very rapidly in the simulated gastric fluid in the presence of pepsin, and, no glycosylation of PAT was observed. The oral toxicity test revealed no mortality or toxic effect in mice following PAT administration at 4,000 mg/kg body weight. Our findings indicate that the PAT protein expressed in Zoysia japonica does not exhibit allergenic or toxic properties.
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이태호,오윤호,강지남,이시명 한국육종학회 2023 한국육종학회지 Vol.55 No.4
In this study, we constructed a reference transcriptome database for the special crops Codonopsis lanceolata (known as “deodeok”in Korean) and Ixeridium dentata (known as “sseumbagwi” in Korean). The reference transcriptome sequence based on PacBio Iso-Seq technologywas rapidly analyzed using various programs on a supercomputer at the Rural Development Administration to determine homologous genesearches, domain searches, and metabolic pathway-related information. Transcriptome information was organized into a single file database(DB) with a simple user interface using Microsoft Access, enabling efficient access and management of transcriptome sequences and functionalprediction information. The deodeok reference transcriptome DB included 49,677 transcriptome sequences, whereas the sseumbagwi referencetranscriptome DB included 73,757 transcriptome sequences. These reference transcriptome DBs can be utilized for various genomic analyses,such as gene discovery, gene expression analysis, inter-and intraspecies comparisons, and marker development, with particular potential foruse in secondary metabolite research. The reference transcriptome DBs constructed in this study are expected to contribute to enhancing theagricultural value and industrial applicability of deodeok and sseumbagwi
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