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Current advances and prospectus of viral resistance in horticultural crops
염인화 한국원예학회 2016 Horticulture, Environment, and Biotechnology Vol.57 No.2
Viruses are a major threat causing massive yield loss and economical damage to crop production worldwide. Through complex evolutionary processes, plants encounter and overcome viral infection by developing effective resistance mechanisms. Over the past decade, remarkable progress has been made in understanding the nature of plant resistance to viruses at the molecular level. This review summarizes the major resistance strategies that plants use to prevent viral infection. Recent investigations suggest that antiviral RNA silencing is the most prevalent defense strategy in plants. Other forms of resistance include R gene-mediated resistance and host factor-related recessive resistance. Naturally occurring resistances arise and are maintained in numerous virus-plant pathosystems based mainly on arms-race relationships and the cost-efficiency of resistance acquisition. In addition to the current status of the known resistance mechanisms, this review discusses the future prospectus for the practical application of plant resistances that influence resistance durability in agricultural ecosystems. Such applications include molecular breeding strategies using advanced molecular marker systems and the utilization of trans- or cis- genetics via the acquisition of engineered disease resistances.
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디지털 트윈 미술관 기반 전시 창작 지원 시스템과 사용자 연구
염인화(Inhwa Yeom),윤형석(Hyongseok Yoon),우운택(Woontack Woo) 한국HCI학회 2021 한국HCI학회 학술대회 Vol.2021 No.1
이 논문은 미술관 큐레이터의 전시 창작 업무 역량 향상을 위한 디지털 트윈 기반의 미술관 전시 기획 및 시뮬레이션 시스템을 제안한다. 다양한 디지털 형식의 가상 미술관이 기하급수적으로 증가중임에도, 이에 대한 큐레이터의 직접적인 참여는 거의 불가능한 실정이다. 극소수의 선행연구만이 큐레이터를 위한 3D 저작 시스템을 제안한 바 있으나, 실제 큐레이터의 업무 범위와 흐름을 포괄하지 못하는 점에서 한계가 있으며, 또 이러한 시스템에 대한 체계적인 사용성 평가가 부재하다. 그 대안으로, 우리는 디지털 트윈기반의 공간 및 의미 정보와 더불어 외부 학술자료를 실시간으로 연동한 데이터베이스를 구축하였으며, 이를 근간에 둔 전시 기획 및 연구 기능을 포함한 통합 저작 및 시뮬레이션 시스템을 제안한다. 나아가, 해당 시스템의 3D 인터페이스와 인터랙션을 10 명의 전문가들과 함께 구체적으로 검증한다. 그 결과값은 우리의 시스템이 실제 미술관 업무에서 용이하게 쓰일 수 있으며, 또 큐레이터의 여러 전문 역량과 요구사항을 지원한다는 것을 증명한다.
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정성수,이제민,김문휘,김현정,염인화 한국육종학회 2014 한국육종학회 심포지엄 Vol.2014 No.07
최근 흑토마토는 기능성 토마토로써 소비자에게 각광을 받고 있으며 다양한 품종이 개발되고 있다. 흑토마토 형 질 결정 유전자를 기반으로 흑토마토 판별용 분자표지 셋트를 개발하였으며, 이를 국내 시판 토마토 품종에 적용 시켜본 결과, 대부분의 흑토마토를 정확하게 판별해 낼 수 있음을 확인할 수 있었다. 토마토 반신위조병 (Verticillium wilt)은 Verticillium dahliae와 Verticillium alboatrum에 의한 곰팡이병으로 전형적인 토양전염성 병해이 다. 토마토 황화 잎말림 바이러스(TYLCV; Tomato yellow leaf curl virus)는 담배가루이를 매개로 전염되며, 최근 기 후온난화와 더불어 미국, 남미, 유럽, 동남아시아, 일본, 중국 등지로 확산되고 있어 다양한 TYLCV에 대한 안정적 저항성을 지닌 품종의 육성이 요구된다. 토마토 반신위조병에 대한 저항성 유전자인 Ve1은 extracellular leucine-rich repeat (eLRR) receptor-like protein으로써 cell surface receptor를, TYLCV 저항성 Ty-1은 RNA-dependent RNA polymerase 를 각기 암호화하고 있음이 기존에 확인된 바 있다. Ve1와 Ty-1에 대한 연관 분자표지는 각기 개발 되어 분자육종에 적극 활용 중에 있으나, 본 연구에서는 유전자 염기서열 내의 다형성에 기반을 둔 functional marker의 개발을 진행하였다. 저항성 Ve1과 이병성 ve1의 염기서열 상의 다형성 중, 이병성 ve1에서 premature stop codon을형성하여 저항성 여부를 직접적으로 결정하는 다형성을 기반으로 cleaved amplified polymorphic sequence (CAPS) 분자표지를 개발하였다. 저항성 Ty-1과 이병성 ty-1의 염기서열 상의 7개의 SNP를 비교분석하여, 단백질 서열 상의 차이를 유도하는 다형성을 기반으로 CAPS 분자표지로 제작하였다. TYLCV 저항성 중 열성유전양상을 보인다고 알려져 있는 ty5저항성에 대해서도 유전자 기반 분자표지를 제작하였다. 본 연구에서 개발된 흑토마토, Ve1, Ty-1, ty5 에 대한 기능성 분자표지는 과색판별 및 병저항성 육종의 효율 및 정확도 향상에 크게 기여할 것으로 기대된다.
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정정수,염인화 한국원예학회 2013 Horticulture, Environment, and Biotechnology Vol.54 No.5
The eukaryotic translation factors, including eIF4E which plays a major role in host translation initiation by recruiting messenger RNAs to the ribosomal complex, have repeatedly been identified as host factors required for viral infection. The cDNA sequence of eIF4E and eIF(iso)4E from 16 different genotypes, including 8 Nicotiana species and 8 Nicotiana tabacum cultivars, were determined in this study. The consensus Nicotiana eIF4E cDNA is 669 nucleotides long and codes for 222 amino acids. A high level of similarity was detected among eIF4E proteins of Nicotiana species sharing over 97% nucleotide identity and 95% amino acid identity in most cases. The eIF4E from tobacco (Nicotiana tabacum) shares a protein identities of 75.7% with pepper-eIF4E, 74.3% with tomato-eIF4E,73.4% with potato-eIF4E, 73.1% with melon-eIF4E, 72.6% with cucumber-eIF4E, 73.1% with lettuce-eIF4E, and 71.5% with pea-eIF4E. In the case of eIF(iso)4E, the cDNA is 603 nucleotides long and codes for 200 amino acids. In this study, we investigated variations which exist in eIF4E or eIF(iso)4E, and attempted to correlate the variations which exist in these translation initiation factors with the resistance phenotype against several potyviruses in Nicotiana plants. We detected amino acid substitutions at the 18 positions for eIF4E and substitutions at the 11positions for eIF(iso)4E. We attempted to correlate the resistance against Potato virus Y (PVY) or Pepper mottle virus (PepMoV) with the natural variations detected within the Nicotiana genotypes. However, no variation responsible for the gains of potyviral resistance was detected in this study. The result suggests that the potyviral resistance observed in Nicotiana species against PVY and PepMoV was conferred by an unknown resistance factor other than eIF4E or eIF(iso)4E, unlike general potyviral resistance observed in other plant species of the Solanaceae family.
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가상 미술관의 다중 큐레이션을 통한 사용자 참여유도 연구
장태수(Taesoo Jang),염인화(Inhwa Yeom),김준기(Junki Kim),우운택(Woontack Woo) 한국HCI학회 2020 한국HCI학회 학술대회 Vol.2020 No.2
가상 박물관은 공간과 사용자 간의 물리적 제약이나, 손상이 우려되는 상황에서 다양한 매체와 기술을 사용하여 가상체험을 제공한다. 본 연구에서는 가상 박물관 중 미술 갤러리에서 다양한 버전의 저작과 관람객의 참여 유도를 연구하기 위하여 큐레이터들의 저작 절차(Curation Process)를 반영한 큐레이션 인터페이스와 여기서 저작된 다중의 큐레이션을 사용자가 선택할 수 있는 시스템을 설계, 구현하였다. 이를 통하여 단순한 정보전달 방식의 가상미술관이 아닌 다양한 버전의 저작이 가능한 큐레이터의 의도를 정확히 전달할 수 있는 가상 저작환경을 제안함으로 큐레이션 저작자들이 직관적으로 박물관의 가상 저작과 사용자의 참여유도간의 관계에 대해 논의 한다.
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이형진,김보영,배정윤,강원희,강병철,염인화,오창식 한국원예학회 2015 원예과학기술지 Vol.33 No.5
Tomato spotted wilt virus (TSWV) causes one of the most destructive viral diseases that threatens global tomato production. Sw-5b was reported as the resistance gene effective against TSWV. The objective of this research was to develop a single-nucleotide polymorphism (SNP) marker to distinguish tomato cultivars resistant to TSWV from susceptible cultivars for marker-assisted breeding. First, we determined genotypes for TSWV resistance in 32 commercial tomato cultivars using the previously reported Sw-5b gene-based marker. Then, DNA sequences of Sw-5b alleles in tomato cultivars showing resistant or susceptible genotypes were analyzed; a single SNP was found to distinguish tomato cultivars resistant to TSWV from susceptible cultivars. Based on the confirmed SNP, a SNP primer pair was designed. Using this new SNP sequence and high-resolution melting analysis, the same 32 tomato cultivars were screened. The results were perfectly correlated with those from screening with the Sw-5b gene-based marker. These results indicate that the SNP maker developed in this study will be useful for better tracking of resistance to TSWV in tomato breeding.
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