기능획득 돌연변이 인삼 모상근의 대량생산

고석민,인동수,정화지,최동욱,유장렬,Ko, Suk-Min,In, Dong-Soo,Chung, Hwa-Jee,Choi, Dong-Woog,Liu, Jang-Ryol 한국식물생명공학회 2007 식물생명공학회지 Vol.34 No.4

본 연구는 아그로박테리움 공동배양법을 이용한 기능획득 인삼 모상근의 대량생산을 위한 조건 확립에 대한 것이다. 일반적으로, 인삼과 같이 형질전환을 통한종자의 확보가 어려운 식물에서는 loss-of-function을 이용한 기능유전체 연구에 한계가 있다. 한편, 유전자의 기능을 활성화시키는 방법 (gain-of-function)인 activation tagging 기술은 이러한 문제점을 극복할 수 있는 대안이 될 수 있으며, Agrobacterium rhizogenes를 이용한 모상근 생산 시스템은 대량의 돌연변이체를 안정적으로 용이하게 얻을 수 있다는 점에서 최적의 시스템이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 activation-tagging된 효율적인 형질전환 모상근 생산에 있어서의 최적의 아그로박테리움 균주 및 인삼조직, 배지조성 등에 대한 조건을 확립하였으며, 다양한 배지에서의 형질전환 모상근의 생장률 및 분지율, 표현형 등을 조사하였다. 엽병 절편을 activation-tagging vector pKH01을 가지고 있는 A. rhizogenes R1000와 공동배양하였을 때 배양 4주후 85.9%의 빈도로 모상근이 생산되었다. 모상근의 최대 생장과 분지도를 나타내는 배양조건을 조사한 바 엽병절편을 1/2 SH 배지에서 4주 배양하였을 때 왕성하게 생장하였으며 2.6의 분지도를 보여주었다. 최종적으로 1,989개체의 독립적인 형질전환 모상근 line을 생산하였으며, 이들 모상근 line은 인삼 진세노사이드 생합성 관련 유전자의 발굴 및 기능해석에 유용하게 쓰일 것이다. This study describes conditions for the mass production of activation-tagged mutant hairy root lines of ginseng by cocultivation with Agrobacterium rhizogenes. Because it is not currently possible to produce progeny from transgenic ginseng, a loss-of-function approach for functional genomics cannot be appliable to this species. A gain-of-function approach is alternatively the choice and hairy root production by cocultivation of A. rhizogenes would be most practical to obtain a large number of mutants. Various sources of explants were subjected to genetic transformation with various strains of A. rhizogenes harboring the activation-tagging vector pKH01 to determine optimum conditions for the highest frequency of hairy root formation on explants. Petiole explants cocultivated with A. rhizogenes R1000 produced hairy roots at a frequency of 85.9% after 4 weeks of culture. Conditions for maximum growth or branching rate of hairy roots were also investigated by using various culture media. Petiole explants cultured on half strength Schenk and Hildebrandt medium produced vigorously growing branched roots at a rate of 2.6 after 4 weeks of culture. A total of 1,989 lines of hairy root mutants were established in this study. These hairy root lines will be useful to determine functions of genes for biosynthesis of ginsenosides.

우면산 산사태 발생 지점의 지형분석

고석민(Ko, Suk Min),이승우(Lee, Seung Woo),윤찬영(Yune, Chan-Young),김기홍(Kim, Gihong) 한국측량학회 2014 한국측량학회지 Vol.32 No.1

GIS를 이용한 강원지역 토석류 특성분석

고석민(Ko, Suk Min),이승우(Lee, Seung Woo),윤찬영(Yune, Chan Young),김기홍(Kim, Gi Hong) 한국측량학회 2013 한국측량학회지 Vol.31 No.1

FT-IR스펙트럼 데이터의 다변량통계분석 기반 들잔디와 갯잔디의 대사체 수준 신속 식별 체계

양대화,안명숙,정옥철,송인자,고석민,전예인,강홍규,선현진,권용익,김석원,이효연,Yang, Dae-Hwa,Ahn, Myung Suk,Jeong, Ok-Cheol,Song, In-Ja,Ko, Suk-Min,Jeon, Ye-In,Kang, Hong-Gyu,Sun, Hyeon-Jin,Kwon, Yong-Ik,Kim, Suk Weon,Lee, Hyo-Yeon 한국식물생명공학회 2016 식물생명공학회지 Vol.43 No.2

본 연구에서는 FT-IR 스펙트럼 분석을 통해 한국에서 자생하는 Zoysia 속인 들잔디(Zoysia japonica)와 갯잔디(Zoysia sinica)의 전세포추출 시료로부터 대사체 수준에서 신속한 식별체계를 확립하고자 하였다. 이를 위해 기준라인으로 분자마커를 이용해 동정이 완료된 들잔디와 갯잔디 시료를 FT-IR 분석에 사용하였으며, 제주도와 전라도에서 수집된 미동정 잔디들을 기준라인과 비교분석하기 위해 FT-IR 분석에 사용하였다. 기준라인 들잔디와 갯잔디 시료로부터 확보된 FT-IR 스펙트럼 데이터의 PCA (principal component analysis)와 PLS-DA (partial least square discriminant analysis) 분석 결과 각 기준라인은 들잔디 및 갯잔디 종에 따라 뚜렷하게 식별되었다. 들잔디와 갯잔디 시료 사이에서 가장 큰 PC loading value값을 보인 부위는 $1,100{\sim}950cm^{-1}$였다. 이 부위는 carbohydrates 계열의 화합물들의 질적, 양적 정보를 반영하는 부위로 이 계열의 화합물의 양적, 질적 차이가 들잔디, 갯잔디의 대사체 수준 구분에 중요한 역할을 하고 있음을 알 수 있었다. 기준라인 들잔디와 갯잔디 시료집단에 미동정된 잔디 시료 집단을 추가하여 PCA와 PLS-DA 분석한 결과, 일차적으로 들잔디와 갯잔디로 구분이 이루어졌으며 미동정 집단은 모두 들잔디 그룹내에 분포하였다. 특히, HCA (hierarchical clustering analysis) dendrogram 분석 결과에서 동정 및 미동정 들잔디 시료들은 모두 수집지 특성에 따라 국내 국립공원의 고산지대와 국내 섬지역 해안가의 저지대로 별도의 소그룹을 형성하였다. 따라서, 본 연구 결과에서 확립된 FT-IR 스펙트럼 분석법은 한국 전역에 자생하는 들잔디와 갯잔디의 신속한 종 식별뿐만 아니라 수집 지역의 특성에 따라 대사체 수준에서의 유연관계를 규명하는데 활용 가능할 것으로 기대된다. This study aims to establish a system for the rapid discrimination of Zoysia species using metabolite fingerprinting of FT-IR spectroscopy combined with multivariate analysis. Whole cell extracts from leaves of 19 identified Zoysia japonica, 6 identified Zoysia sinica, and 38 different unidentified Zoysia species were subjected to Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). PCA (principle component analysis) and PLS-DA (partial least square discriminant analysis) from FT-IR spectral data successfully divided the 25 identified turf grasses into two groups, representing good agreement with species identification using molecular markers. PC (principal component) loading values show that the $1,100{\sim}950cm^{-1}$ region of the FT-IR spectra are important for the discrimination of Zoysia species. A dendrogram based on hierarchical clustering analysis (HCA) from the PCA and PLS-DA data of turf grasses showed that turf grass samples were divided into Zoysia japonica and Zoysia sinica in a species-dependent manner. PCA and PLS-DA from FT-IR spectral data of Zoysia species identified and unidentified by molecular markers successfully divided the 49 turf grasses into Z. japonica and Z. sinica. In particular, PLS-DA and the HCA dendrogram could mostly discriminate the 47 Z. japonica grasses into two groups depending on their origins (mountainous areas and island area). Considering these results, we suggest that FT-IR fingerprinting combined with multivariate analysis could be applied to discriminate between Zoysia species as well as their geographical origins of various Zoysia species.

들잔디로부터 β-1,3-glucanase 유전자의 클로닝 및 특성분석

강소미,강홍규,선현진,양대화,권용익,고석민,이효연,Kang, So-Mi,Kang, Hong-Gyu,Sun, Hyeon-Jin,Yang, Dae-Hwa,Kwon, Yong-Ik,Ko, Suk-Min,Lee, Hyo-Yeon 한국식물생명공학회 2016 식물생명공학회지 Vol.43 No.4

한국형 잔디에서는 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 ${\beta}-1,3-glucanase$를 들잔디로부터 클로닝 하였다. ${\beta}-1,3-glucanase$는 바이러스나 균의 감염으로 인해 식물조직이 과민반응을 일으킬 때 세포내에서 생성되고 세포 외로 분비되어 세포 사이 공간에서 주로 병원균 저항성기능을 하는 것으로 알려져 있다. ${\beta}-1,3-glucanase$ 단자엽식물 중 내병성에 대한 연구가 되어있는 옥수수, 밀, 보리, 벼의 염기서열에서 공통으로 보존되어 있는 부분을 이용해 degenerate PCR을 수행하고 얻어낸 sequence를 통해 Full-length의 cDNA를 클로닝 하였다. E.coli overexpression을 수행하여 목표 단백질을 대량 정제하여 in vitro 활성 측정 및 항균테스트를 진행하였다. 또한, ZjGlu1 유전자의 기능을 해석하기 위해 각각의 유전자를 도입한 식물형질전환용 벡터를 제작하여 잔디 형질전환체 제작을 하였다. ZjGlu1 단백질을 이용하여 9개의 균주에 대해 항균활성 테스트를 진행 한 결과 R. cerealis, F. culmorum, R.solani AG-1 (1B), T. atroviride 에서 항균활성을 보였으며, 형질전환체를 이용해 18s 유전자의 발현량을 상대로 한 각 유전자의 기관별 발현량은 크게 차이없이 모든기관에 발현되는 것을 확인할 수 있었다. Rhizoctonia leaf blight (large patch) has become a serious problem in Korean lawn grass, which is extremely hard to treat and develops mostly from the roots of lawn grass to wither it away. Rhizoctonia leaf blight (large patch) is caused by Rhizoctonia solani AG2-2 (IV). To develop zoysia japonica with strong disease tolerance against this pathogenic bacterium, ${\beta}-1,3-glucanase$ was cloned from zoysia japonica, which is one of the PR-Proteins known to play a critical role in plant defense reaction. ${\beta}-1,3-glucanase$ is known to be generated within the cells when plant tissues have a hypersensitive reaction due to virus or bacterium infection and secreted outside the cells to play mainly the function of resistance against pathogenic bacteria in the space between the cells. This study utilized the commonly preserved part in the sequence of corn, wheat, barley, and rice which had been researched for their disease tolerance among the ${\beta}-1,3-glucanase$ monocotyledonous plants. Based on the part, degenerate PCR was performed to find out the sequence and full-length cDNA was cloned. E.coli over-expression was conducted in this study to mass purify target protein and implement in vitro activation measurement and antibacterial test. In addition, to interpret the functions of ZjGlu1 gene, each gene-incorporating plant transformation vectors were produced to make lawn grass transformant. Based on ZjGlu1 protein, antibacterial activity test was conducted on 9 strains. As a result, R. cerealis, F. culmorum, R.solani AG-1 (1B), and T. atroviride were found to have antibacterial activity. The gene-specific expression amount in each organ showed no huge difference in the organs based upon the transformant and against 18s gene expression amount.

Fourier 변환 적외선 분광분석법에 의한 딸기 과육의 성숙도 측정 가능성

민성란,곽철원,김석원,정원중,정화지,최필선,고석민,박상규,정회일,유장렬,Min, Sung-Ran,Kwak, Chul-Won,Kim, Suk-Weon,Jeong, Won-Joong,Chung, Hwa-Jee,Choi, Pil-Son,Ko, Suk-Min,Park, Sang-Kyu,Chung, Hoe-Il,Liu, Jang, R. 한국식물생명공학회 2006 식물생명공학회지 Vol.33 No.4

Fourier transform - infrared spectroscopy (FT-IR) provides biochemical profiles containing overlapping signals from a majority of the compounds that are present when whole cell extracts are analyzed. We attempted to determine the ripeness of strawberry fruit flesh by FT-IR. Fruit ripeness was divided into four developmental stages based on fruit skin color: 'yellow-green', 'pink-green', 'pink', and 'red' stages. Principal component analysis of FT-IR data of inside fruit flesh extracts clustered samples of four different developmental stages into three discrete groups: (1) 'yellow-green' group, (2) 'pink-green' group, and (3) 'pink' and 'red' group. The most remarkable difference between four different developmental stages was found in the carbohydrate fingerprint region $(1,000-1,100cm^{-1})$ of the FT-IR spectrum, indicating that differences in carbohydrate compounds represented the ripeness of strawberry fruit. Overall results indicate that FT-IR in combination with PCA enables discrimination of the ripeness of strawberry fruit flesh.

왜성 들잔디 신품종 ‘한라그린2’의 개발

송인자(In-Ja Song),선현진(Hyeon-Jin Sun),정옥철(Ok-Cheol Jeong),양대화(Dae-Hwa Yang),진일두(Il-Doo Jin),강홍규(Hong-Gyu Kang),고석민(Suk-Min Ko),권용익(Yong-Ik Kwon),배태웅(Tae-Woong Bae),송필순(Pill-Soon Song),이효연(Hyo-Yeon Lee) 한국육종학회 2017 한국육종학회지 Vol.49 No.1

This study was carried out to develop new zoysiagrass (Zoysia japonica Steud.) cultivar ‘Halla Green 2’ (Grant number: No. 118). To develop a zoysiagrass cultivar with dwarfism by using the mutation breeding method, the wild type control Gosan plants were irradiated using a 30 Gy gamma ray source in 2010. Dwarf mutants were selected from the mutated grasses in successive generations. Dwarf mutant lines were identified and a new zoysiagrass variety Halla Green 2 was developed. The plant height of Halla Green 2 was 3.4 and 1.8 times lower than that of Gosan and Zenith, respectively. This cultivar has dwarf characteristics such as shorter sheath, shorter leaf blade, shorter flag leaf, and shorter third internode of stolon compared to those of Gosan and Zenith. Additionally, the sheaths and leaf blades color of Gosan, Zenith and Halla Green 2 were all light green, whereas their stolons were purple, yellow-green and yellow green, respectively. Trichomes(hairs) were visible on both adaxial and abaxial surfaces of the Gosan leaves, whereas only on the adaxial side of the Zenith and Halla Green 2 leaves. The Halla Green 2 grass showed distinguishable morphological traits compared to those of wild type Gosan and Zenith.

이상형 스테인레스강의 크롬질화물 석출과 상 방위관계 연구

최병학,김진우,고석민,조용석,김상식,이재현 국립7개대학공동논문집간행위원회 2002 공업기술연구 Vol.2 No.-

Microstructures in the directionally solidified duplex stainless steels were investigated in order to understand the effect of nitrogen addition and its precipitation in the α phase. It was found that the addition of nitrogen causes the formation of fine precipitates in α matrix and segregation phases of nitrogen in the α/γ interface. Both the fine precipitates and the segregation phases were identified as CrN(fcc, a=4.18Å), as a coherent phase related to the α-bcc matrix with crystal relationship of (200) CrN//(01￣1)α and (1￣1￣1)CrN//(3￣2￣1)α.

방향성 응고된 이상형 스테인레스강에서 질소첨가가 미세조직에 미치는 영향

최병학,정병길,김진우,고석민,이재현,김상식,김성준 국립7개대학공동논문집간행위원회 2001 공업기술연구 Vol.1 No.-

Microstructures in the directionally solidified duplex stainless steels were investigated in order to understand the effect of nitrogen addition. It was found that the addition of nitrogen causes formation of fine precipitates in a matrix and segregation phases of nitrogen in the α/γ interface. Both the fine precipitates and the segregation phases were identified CrN(fcc, a=4.16A˚), which has the coherent phase relationship with bcc α matrix of (200) CrN // (0 1￣ 1) α and (1￣1￣ 1) CrN // ( 3￣ 2￣ 1) α.