고구마 정단분열조직으로부터 체세포배발생 및 식물체 재분화에 미치는 casein의 영향

신공식,박용환,이연희,노경희,서석철 한국식물생명공학회 2004 JOURNAL OF PLANT BIOTECHNOLOGY Vol.31 No.1

An efficient protocol has been developed for rapid mass propagation of sweet potato from shoot-tipsderived embryogenic callus. Optimal embryogenic callus was induced from shoot apical meristem explants onMurashige and Skoog (MS) medium supplemented with 1 mg/L 2,4-D. The addition of casein hydrolysate in themedia increased the embryogenesis efficiency of sweet potato. Somatic embryos were easily induced from theembryogenic callus on MS basal medium containing 300~ 500 mg/L casein hydrolysate without phytohormon.Treatment of casein hydrolysate (100 ~ 300 mg/L) with 1 mg/L 2,4-D also improved the secondary embryonicefficiency from somatic embryos below 2 mm in length. Plant regeneration was achieved via somaticembryogenesis and direct organogenesis. Regenerated planlets with well developed shoots and roots on MS basalmedium were successfully transferred to soil. 고구마의 정단배양에 의한 배발생 캘러스로부터 대량증식 체계가 개발되어져 왔다. 고구마 정단분열조직은 1 mg/L 2,4- D가 첨가된 MS 배지에서 배양 4주 경에 최적의 배발생 캘러 스가 형성되었다. 또한 2,4-D가 첨가된 배지에 casein을 첨가 함으로써 고구마 신천미 품종의 배발생 효율을 최고 90% 이 상으로 2,4-D 단독처리보다 현저하게 증가시켰다. 배발생 캘 러스로부터 체세포배의 유도는 식물생장조절제가 제거된 MS 기본배지에서 효과적으로 형성되었으며 300~500 mg/L casein을 첨가한 배지에서는 더 높은 형성 빈도와 녹색의 단 단한 체세포배가 발달하였다. 한편, 2 mm 이하의 체세포배로 부터 이차 배발생캘러스 형성 및 체세포배의 발달이 100~300 mg/L casein의 첨가에 의해 증가하였다. 배발생 캘 러스에서 얻어진 체세포배는 직접 MS 기본배지에서 쉽게 각 기관이 형성되었으며, 발근과 shoot를 발달시켜 정상적인 식 물체로 하여 토양에 성공적으로 옮겨 심을 수 있었다.

자생식물 함초(Salicornia herhacea L.)의 이화학적 성분조성

신공식,부희옥,전민화,고정연 한국자원식물학회 2002 한국자원식물학회지 Vol.15 No.3

본 실험은 유용 자원식물인 함초를 식품 및 식물자원으로서 이용가치를 높이는데 있어 그 기초자료로 활용하고자, 서해안 갯벌에서 채집하여 건조, 분쇄한 함초분말 시료의 화학적 조성을 조사하였다. 그 결과 식이섬유, 총 당, uronic acid 등의 함량이 각각 60.66, 15.2 및 2.6%를 나타내었다. 식이섬유는 다른 자원들 보다 훨씬 높은 함량을 보였다. 또한 생리적으로 중요한 역할을 하는 콜린 및 비테인의 함량이 각각 29와 888mg/100g함유되어 있는 것으로 나타났다. 또한 함초에는 Na(2880mg/100g), Ca(440mg/100g), K(930mg/100g) 및 Mg(356mg/100g) 등이 풍부하게 들어 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 함초를 이용한 유용 가공제품의 개발 가능성이 크게 기대되며, 아울러서 앞으로 함초를 경쟁력있는 고기능성 자원으로 활용하기 위해서는 더욱 심도있는 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다. To obtain the basic information for the utilization of Salicornia herbacea L. as a raw material in food and chinese herbs, chemical components of it were investigated. Leaves and stems of S. herbacea L. from the western coast of Korea were used after dry and grinding with powder. Dietary fiber, total sugar and uronic acid contents of S. herbacea L. were 60.7, 15.2 and 2.6% , respectively. This result suggest that dietary fiber content of S. herbacea L. is so higher than others. Choline and betaine which are important as bioactive compound in body were detected with the value of 29mg/100g and 888mg/100g, respectively. Mineral components of S. herbacea L. were rich in Na (2880mg/100g), Ca (440mg/100g), K (930mg/100g) and Mg (356mg/100g).

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.

가축사료 및 그 원료에 대한 DNA 추출방법의 효율 비교

신공식,우희종,임명호,이진형,친 양,박순기,권택윤,조현석 한국국제농업개발학회 2016 韓國國際農業開發學會誌 Vol.28 No.2

Recently, in Korea various kinds of genetically modified (GM) crops have been imported and used as a raw material to manufacture foods and livestock feeds, but the different social concerns about the benefits and the potential risks of GM crops are being shown with a different reaction from the public. Thus a persistent management is required for the safe utilization of genetically modified organism (GMO). PCR analysis of transgene into crop is generally performed for the efficient post management of GMOs. The most important prerequisite for the application of nucleic acid detections is to decide the effective DNA-extraction methods. Particularly, in the case of processed feeds, the nucleic acids of which may be damaged by heating, high pressure, pH treatments, fermentation, etc. in processing, DNA must be extracted with high sensitivity from the samples to perform the PCR successfully. In this study, seven of DNA-extraction methods used commercially and non-commercially were compared with respect to the yields and quality of DNA extracted from livestock feeds and those crop materials. Amounts of genomic DNA obtained from the extraction methods varies according to feed configurations and crop materials. The DNA yield and uniformity of samples extracted with PG, CTAB, and QF method is greater than that obtained from other extraction methods. In the DNA integrity of the selected extraction methods, PCR analysis showed distinct amplifications and similar patterns in detecting crop endogenous genes and GMO genes. These results would be applicable for the selection of an adequate DNA-extraction method in extracting processed feeds and/or crop materials.

흑명나방저항성 벼 event 계통에 대한 세대 및 계통별 분자생물학적 검정

신공식,임선형,우희종,이시명,서석철,권순종,진용문,조현석 한국육종학회 2007 한국육종학회 학술발표회 발표요지 Vol.39 No.1

해충저항성 유전자변형 벼 Agb0101에 대한 PCR 검정

신공식,이진형,임명호,우희종,친양,서석철,권순종,조현석 한국식물생명공학회 2013 식물생명공학회지 Vol.40 No.1

Genetically modified (GM) rice Agb0101, which expresses the insecticidal toxin modified cry1Ac (mcry1Ac1)gene, was developed by the Rural Development Administration in Korea. To monitor the probable release of Agb0101 in the future, it is necessary to develop a reliable detection method. Here, we developed the PCR detection method for monitoring and tracing of GM rice. The primer pair (RBEgh-1/-2) from a starch branching enzyme (RBE4) gene was designed as an endogenous reference, giving rise to an expected PCR amplicon of 101 bp. For the qualitative PCR detection, construct- and event-specific primers were designed on the basis of integration sequence of T-DNA. Eventspecific PCRs amplified specifically 5’- or 3’-junction region spanning the native genome DNA and the integrated gene construct, while none of amplified product was shown on crops, rice varieties, and other insect-resistant transgenic rice lines. The event-specific real-time PCR method was performed using TaqMan probe and plasmid pRBECrR containing both rice endogenous gene RBE4 sequence and 5’-junction sequence as the reference molecule. The absolute limit of quantification (LOQ) of real-time PCR was established with around 10 copies for one plasmid molecule pRBECrR. Thereafter, the different amounts of transgenic rice (1, 3, 5, and 10%, respectively) were quantified by using the established real-time PCR method, with a range below 19.55% of the accuracy expressed as bias, 0.06-0.40 of standard deviation (SD) and 3.80-7.01% of relative standard deviations (RSD), respectively. These results indicate that the qualitative and quantitative PCR methods could be used effectively to detect the event Agb0101 in monitoring and traceability.

Event-Specific Detection System of Stacked Genetically Modified Maize by using the Multiplex-PCR Technique

신공식,서석철,임명호,우희종,이진형,김해영,조현석 한국식품과학회 2013 Food Science and Biotechnology Vol.22 No.6

Stacked genetically modified (GM) crops arebecoming popular for their enhanced production efficiencyand improved functional properties. In this study, wedeveloped an event-specific PCR method for simplequalitative detection of stacked events combining morethan 2 transgenic traits. Ten primer sets were designed,including 9 that were event-specific and 1 that was specificfor a maize endogenous gene. Five event-specific multiplex-PCR systems were built, based on the main type of stackedGM events approved in Korea. Multiplex PCR wasperformed with mixtures of template DNA extracted fromcertified reference materials. PCR amplicons (3 or 4 bytype) of expected sizes and mutually similar intensitieswere detected. The limit of detection was approximately0.1%(v/v) for stacked GM maize in all event-specificPCRs. This method may be useful for the specific detectionand monitoring of stacked GM maize lines and individualparent GM maize lines, by effectively distinguishing genestackedevents.

친환경농업 - 해충저항성 벼를 아시나요?

신공식,Sin, Gong-Sik 전국농업기술자협회 2010 농업기술회보 Vol.47 No.5

혹명나방저항성 GM 벼의 분자생물학적 특성 및 특이 마커를 이용한 검정

신공식,이시명,임선형,우희종,조현석,이경렬,이명철,권순종,서석철 한국식물생명공학회 2009 식물생명공학회지 Vol.36 No.2

In recent years, several genetically modified (GM) crops have been developed worldwide through the recombinant DNA technology and commercialized by various agricultural biotechnological companies. Commercialization of GM crops will be required the assesment of risks associated with the release of GM crops. In advance of the commercial release of GM crops, developer should submit the several information on GM crops for approval. In this study, we carried out to provide the molecular data for the risk assessment of GM rice containing insect-resistant gene, modified Cry1Ac (CryIAc1). Through the molecular analysis with CryIAc1 induced GM rice, we confirmed the steady integration and expression of transgene, the transgene copy number, the adjacent region sequences of inserted gene into rice genome, and the transgene stability in progenies. For the qualitative PCR detection methods, specific primer pairs were designed on the basis of integration sequences, and construct- and event-specific detection markers were developed for leaf folder-resistant rice, Cr7-1 line. From these results, we demonstrated that the molecular data and the PCR detection methods of leaf folder- resistant GM rice could be acceptable to conduct the biosafety and environment risk assessment. 최근 생명공학 기술의 발달로 세계적으로 많은 유전자변형 (GM) 작물이 개발되고 있고, 여러 세계적인 농업생명공학 회사들에 의 해 상업화가 이루어지고 있다. 유전자변형 작물의 상업화를 위해 서는 인간에 대한 안전성과 환경에 미치는 영향에 관한 평가가 요 구되고 있기 때문에 유전자변형 작물의 상업적 방출에 앞서 개발 자는 유전자변형 작물에 대한 많은 환경위해성 평가 자료를 심사 받아야 한다. 본 연구는 국내에서 개발된 해충저항성 GM 벼 (CryIAc1)에 대한 안전성 평가 자료를 제공하기 위해서 실험을 수 행하였다. CryIAc1 GM 벼에 대한 분자생물학적 분석을 통해서 도 입유전자의 식물체내 안정적 삽입과 발현이 이루어지고 있음을 확 인 할 수 있었고, 도입유전자의 copy수를 확인하였다. 또한 T-DNA 의 벼 게놈내의 삽입된 위치와 인접서열을 분석하였으며, 이의 정 보를 바탕으로 구조 및 계통특이 프라이머를 제작하였다. 이들 개 발된 특이 마커를 이용하여 PCR 반응을 수행하여 혹명나방저항성 GM 벼에 대한 계통 특이적 검정방법을 수립하였다. 이상의 결과 로부터 혹명나방저항성 GM 벼의 분자생물학적 분석 자료와 계통 특이적 PCR 검출 방법은 GM 작물의 생물안전성 및 환경위해성 평가를 위해 적용될 수 있음을 확인하였다.

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.