형질전환 참깨 Hairy Root 배양에 의한 재조합 곰팡이 Phytase의 발현과 생산물의 분리 정제

천재안,진언호,이진우,이영병,이신우,정정한 한국생물공학회 2004 한국생물공학회 학술대회 Vol.2004 No.10

SSR 마커를 이용한 배 유전자원의 유연관계

천재안,조강희,김세희,이한찬,최인명,박서준,Chun, Jae An,Cho, Kang Hee,Kim, Se Hee,Lee, Han-Chan,Choi, In Myong,Park, Seo Jun 한국식물생명공학회 2016 식물생명공학회지 Vol.43 No.4

본 연구는 15개의 SSR 마커를 이용하여 배 유전자원 115점에 대한 유전적 다양성을 분석하였다. 분석된 마커당 대립유전자수는 3 ~ 41개로 평균 16개였으며, 마커의 이용도는 평균 0.966이었다. $H_{obs}$는 0.140 ~ 0.929로 평균 0.603이었으며 $H_{exp}$는 0.463~0.904로 평균 0.718로 분석되었다. PIC 값은 0.403 ~ 0.897의 범위에 속하였으며 평균값은 0.692 이었다. 배 유전자원의 유전적 거리에 따라 계통간 유연관계를 분석한 결과 지리적 분포와 유전적 특성에 의해 크게 2개의 그룹으로 구분되었다. 첫 번째 그룹은 유럽종 P. communis에 속하는 품종으로 구성되었으며 두 번째 그룹은 동양배 그룹으로 P. pyrifolia, P. ussuriensis, P. bretschneideri, P. betulaefolia, P. calleryana와 교잡종 및 종의 분류가 명확하지 않은 유전자원이 포함되었다. 본 연구는 배 유전자원의 유전자형 분석을 통하여 유전적 다양성을 가지는 품종들을 분류하였으며, 육종을 위한 기초자료로 활용 가능할 것으로 사료된다. This study analyzed the genetic diversity of 115 pear germplasms using 15 SSR markers. Three to forty-one SSR alleles were detected for each locus with an average of 16 alleles per locus. The average availability of markers was 0.966. The average observed heterozygosity ($H_{obs}$) was 0.603 (range: 0.140 to 0.929). The average expected heterozygosity ($H_{exp}$) was 0.718 (range: 0.463 to 0.904). The average polymorphism information content (PIC) was 0.692 (range: 0.403 to 0.897). The genetic relationships of pear germplasms were classified into two major groups by geographic origins and genetic characteristics according to genetic distance. The first group was composed of European pear belonging to Pyrus communis. The second group consisted of P. pyrifolia, P. ussuriensis, P. bretschneideri, P. betulaefolia, P. calleryana, interspecific hybrids, and unclear germplasms. The results of this study suggest that genotype analysis of pear germplasms using SSR markers can identify the genetic diversity of germplasms, and can be used to provide basic information for pear breeding.

SSR 마커를 이용한 배 유전자원의 유연관계

천재안,조강희,김세희,이한찬,최인명,박서준 한국식물생명공학회 2016 JOURNAL OF PLANT BIOTECHNOLOGY Vol.43 No.4

본 연구는 15개의 SSR 마커를 이용하여 배 유전자원 115 점에 대한 유전적 다양성을 분석하였다. 분석된 마커당대립유전자수는 3 ~ 41개로 평균 16개였으며, 마커의 이용도는 평균 0.966이었다. Hobs는 0.140 ~ 0.929로 평균 0.603 이었으며 Hexp는 0.463~0.904로 평균 0.718로 분석되었다. PIC 값은 0.403 ~ 0.897의 범위에 속하였으며 평균값은 0.692 이었다. 배 유전자원의 유전적 거리에 따라 계통간 유연관계를분석한 결과 지리적 분포와 유전적 특성에 의해 크게 2 개의 그룹으로 구분되었다. 첫 번째 그룹은 유럽종 P. communis 에 속하는 품종으로 구성되었으며 두 번째 그룹은 동양배그룹으로 P. pyrifolia, P. ussuriensis, P. bretschneideri, P. betulaefolia, P. calleryana와 교잡종 및 종의 분류가 명확하지 않은 유전자원이 포함되었다. 본 연구는 배 유전자원의 유전자형 분석을 통하여 유전적 다양성을 가지는 품종들을 분류하였으며, 육종을 위한 기초자료로 활용 가능할 것으로 사료된다. This study analyzed the genetic diversity of 115 pear germplasms using 15 SSR markers. Three to forty-one SSR alleles were detected for each locus with an average of 16 alleles per locus. The average availability of markers was 0.966. The average observed heterozygosity (Hobs) was 0.603 (range: 0.140 to 0.929). The average expected heterozygosity (Hexp) was 0.718 (range: 0.463 to 0.904). The average polymorphism information content (PIC) was 0.692 (range: 0.403 to 0.897). The genetic relationships of pear germplasms were classified into two major groups by geographic origins and genetic characteristics according to genetic distance. The first group was composed of European pear belonging to Pyrus communis. The second group consisted of P. pyrifolia, P. ussuriensis, P. bretschneideri, P. betulaefolia, P. calleryana, interspecific hybrids, and unclear germplasms. The results of this study suggest that genotype analysis of pear germplasms using SSR markers can identify the genetic diversity of germplasms, and can be used to provide basic information for pear breeding.

기외 열처리와 경정접목을 이용한 사과 폿트묘에서의 바이러스 제거

천재안,권지영,이선기 한국식물생명공학회 2022 JOURNAL OF PLANT BIOTECHNOLOGY Vol.49 No.3

Apples are the most grown fruit crops in the fruit industry of Korea. However, virus or viroid infection such as apple mosaic virus (ApMV), apple stem grooving capillovirus (ASGV), apple stem pitting virus (ASPV), apple chlorotic leaf spot virus (ACLSV), apple scar skin viroid (ASSVd) causes fruit yield reduction and poor fruit quality. Therefore, in this study, we examined to established an efficient virus-free system to eliminate the most infected ASGV virus in domestic apple orchard. We investigated that the shoot growth rate and the virus removal rate in ASGV infected potted apples that were treated with heat treatment in a growth chamber (constant temperature/humidity device) maintained at 36°C, 38°C and 40°C for 4 weeks. Here we found that the shoot growth rate was the highest in the heat treatment group (36°C) and the virus was removed in the middle and top of the shoot but not in the bottom. The virus was did not removed in the 38°C and 40°C heat treatment group in all section of shoots, and the heat treatment group (40°C) died after 4 weeks of heat treatment without growth of shoots. We performed in vivo shoot-tip grafting using the shoot-tip of potted apple heat-treated at 36 °C, and we also investigated the viability and virus removal rate, which showed 94% viability and 20% virus removal rate. Collectively, our results suggest that it would be possible to produce the virus-free apple plants through heat treatment and shoot-tip grafting

황금배(Pyrus pyrifolia Nakai) 잎 조직으로부터 기내 신초 재분화

천재안,도경란,김세희,조강희,김현란,황해성 한국식물생명공학회 2012 식물생명공학회지 Vol.39 No.4

본 연구는 ‘황금배’(‘Whangkeumbae’)의 엽 절편체로부터형질전환 체계 확립을 위한 효율적인 재분화 체계 확립을 위해 식물 생장조절제와 주요 탄소원인 sucrose,sorbitol이 식물체 재분화에 미치는 영향을 조사하기 위해수행되었다. 잎 절편체를 MS 배지에 TDZ 농도를 각각0.1, 0.25, 0.5, 1, 2.5, 5 mg/L으로 하여 IBA 0.3 mg/L을 혼용처리한 결과 TDZ 0.25 mg/L 농도에서 61.1%의 가장 양호한 재분화율을 보였으며 TDZ 2.5 mg/L 이상의 농도에서는 신초의 재분화율이 급격히 감소하였다. IBA와 IAA 농도에 의한 신초의 재분화율은 TDZ 0.5 mg/L와 IAA 혼용 처리한 구에서 전체적으로 높은 신초의 재분화율을보였으며 특히 TDZ 0.5 mg/L + IAA 0.3 mg/L 처리구에서76.7%의 가장 높은 재분화율을 보였다. 서로 다른 탄소원으로써 sucrose와 sorbitol의 영향에 대하여 15 g/L, 30 g/L 농도로 처리한 결과 sorbitol 30 mg/L에서 가장 높은 재분화율을 보였고 또한 절편체 당 신초의 수도 3.5개로 가장양호하였다. 따라서 sorbitol이 sucrose보다 `황금배`의 신초의 재분화에 있어서 효과적이었다. In order to establish an efficient adventitious shoot regeneration conditions from leaf explants for Asian pear ‘Whangkeumbae’, the effect of concentration and kinds of plant growth regulator and carbon source was investigated. Leaf explants of cultures grown on Murashige and Skoog (MS) medium containing 8 g/L plant agar were used. When the medium contained 0.25 mg/L thidiazuron (TDZ) and 0.3 mg/L indolebutyric acid (IBA), the adventitious shoot regeneration rate (ASRR) was greater as 61.1% than others treated and higher TDZ concentrations (2.5 and 5 mg/L) treatment significantly reduced the ASRR. As the effect of IBA and indoleacetic acid (IAA)concentration on the ASRR, 0.5 mg/L TDZ plus different concentration of IAA exhibited relatively high ASRR and 0.5 mg/L TDZ plus 0.3 mg/L IAA showed the highest ASRR of 76.7%. Also the effect of sucrose and sorbitol as carbon source on regeneration was examined. The highest ASRR and the most shoots per explants averaged 94.4% and 3.49 by treatment of 30 mg/L sorbitol, respectably. Sorbitol is considered better carbon source than sucrose for shoot regeneration of ‘Whangkeumbae’ pear.

배 검은별무늬병(Venturia nashicola) 고도 저항성 ‘93-3-98’ 유래 PR-10 유전자의 특성

천재안,김세희,조강희,김대현,최인명,신일섭 한국식물생명공학회 2015 식물생명공학회지 Vol.42 No.1

A PyrcpPR-10 gene with differentially expressedwas isolated by using the suppression subtractive hybridizationassay between ‘93-3-98’ (highly resistant against scab causedby Venturia nashicola) and ‘Sweat Skin’(highly susceptible)and analyzed the expression pattern according to organs andcultivars. The full length of PyrcpPR-10 was cloned as743bp with 480bp’s ORP, and was determined to encode aprotein of 159 amino acid residues. On analyzing PyrcpPR-10gene sequence compared with resistant and susceptiblecultivars, ‘Hwangsilri’ (resistant), ‘Gamcheonbae’ (moderatelyresistant), ‘Wonhwang’ (moderately susceptible), ‘Niitaka’(highly susceptible), and ‘Sweat Skin’ (highly susceptible)had identical gene sequence but ‘Bartlett’ (highly resistant)showed partly different sequences. The deduced amino acidsequence showed 64 ~ 98% homology and had the GXGGXGmotif to known amino acid of other plants PR-10 by theBLAST X analysis. Among several organs or tissues, petalwas showed highest expression level of PyrcpPR-10 genefollowed by leaf, floral axis, bud, and bark. The expressionlevel of PyrcpPR-10 gene was dramatically increased at 24hr after inoculation in all cultivars and also up-regulated inaccordance with resistant degree of cultivars. While resistant cultivars (‘Bartlett’, ‘93-3-98’, and ‘Hwangsilri’) inducedrelatively high expression level of PyrcpPR-10 gene, susceptiblecultivars (‘Niitaka’, and ‘Sweat Skin’) showed lowexpression level. PyrcpPR-10 gene is assumed that it isdirectly connected with defense mechanisms to pear scab.

사과 ‘썸머킹’의 휴면아 생장점 배양을 이용한 Apple Stem Grooving Virus와 Apple Stem Pitting Virus제거 효율 분석

천재안(Jaean Chun),이선기(Sun Gi Lee),김아영(Ayoung Kim),권지영(Jiyeong Gwin),손한별(Hanbyeol Son),김영문(Yeongmun Kim),박연순(Younsoon Park) 한국원예학회 2021 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2021 No.10

국내 사과 농가에 피해를 주는 사과 바이러스는 Apple chlorotic leaf spot virus(ACLSV), Apple stem pitting virus (ASPV), Apple stem grooving virus (ASGV), Apple mosaic virus(ApMV) 4종과 Apple scar skin viroid (ASSVd)바이로이드 1종 이며, 특히 Apple stem grooving virus (ASGV), Apple stem pitting virus (ASPV)는 국내 사과 농가에 가장 많이 감염되어 있다. 본 연구는 ASGV, ASPV에 복합 감염된 사과 ‘썸머킹’의 일년생 가지 측아 생장점 배양을 이용한 ASGV, ASPV 제거 효율을 조사하였다. 생장점 절취 크기에 따른 바이러스 제거률을 조사하기 위해 생장점 절취 크기를 0.3~0.5, 0.8~1.0, 1.3~1.5 mm 크기로 나누어 기본 MS 배지에 TDZ 1mg/L가 첨가된 배지에 치상하여 배양하였다. 생장점 배양체 생존률은 3개의 모든 처리구에서 86% 이상의 생존률을 보였으며, 특히 0.8~1.0 mm 절취 크기 처리구는 96%였다. 신초 분화률은 1.3~1.5 mm 절취 크기에서 가장 높았으며, 0.3~0.5, 0.8~1.0mm 처리구는 유사한 분화율을 보여주었다. RT-PCR 분석을 통해 ASGV, ASPV 바이러스 제거률을 조사한 결과, ASGV는 모든 처리구에서 제거되지 않았으며, 이러한 결과는 생장점내에 ASGV가 감염된 것으로 여겨진다. ASPV는 모든 처리구에서 86%이상의 높은 제거률을 나타내었으나 상대적으로 1.3~1.5 mm 처리구에서는 다른 처리구에 비해 제거률이 낮았다. 따라서 ASGV는 생장점 배양만으로는 제거가 되지 않으며 열처리 또는 항바이러스제 복합 처리가 필요한 것으로 보여진다. ASPV는 0.8~1.0 mm크기의 생장점 배양만으로 효과적으로 제거가 되는 것으로 나타났다.

기외 열처리와 경정접목을 이용한 사과 폿트묘에서의 바이러스 제거

천재안(Jae An Chun),권지영(Jiyeong Gwon),이선기(Seon Gi Lee) 한국원예학회 2022 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2022 No.11

B-peru 유전자가 도입된 사과 형질전환체의 안토시아닌 생합성 유전자 발현 분석

천재안(Jae An Chun),조강희(Kang Hee Cho),김세희(Se Hee Kim),이한찬(Han Chan Lee),김명수(Myung-Su Kim),박서준(Seo Jun Park) 한국원예학회 2018 한국원예학회 학술발표요지 Vol.2018 No.10

참깨 뿌리배양에 의한 hydroxymethylfurfrual 생산

천재안(Jae-An Chun),이진우(Jin-Woo Lee),이영병(Young-Byung Yi),홍성식(Seong-Sig Hong),조강진(Kang-Jin Cho),정정한(Chung-Han Chung) 한국생명과학회 2009 생명과학회지 Vol.19 No.12

참깨의 뿌리를 바이오촉매로 이용한 뿌리 배양을 통하여 HMF를 생산하기 위하여 뿌리의 생장과 HMF의 합성에 적합한 뿌리배양 조건을 탐색하였으며, 이를 위하여 NAA(naphthalene acetic acid), silver nitrate의 적정 농도조건 및 적정 배양온도 조건에 대한 실험이 수행되었다. 뿌리의 생장이 가장 높은 처리구는 30℃에서 NAA의 농도가 1.0 ㎎/ℓ로 첨가된 처리구에서 측정되었으며, 평균적으로 볼 때 두 배양 온도(25℃와 30℃)간에는 뿌리의 생장차이는 측정되지 않았다. NAA가 첨가되지 않은 처리에서는 두 배양온도 모두에서 참깨의 뿌리생장이 전혀 생기지 않은 반면에, NAA가 첨가된 배양에서는 두 배양온도에서 뿌리의 생장이 확인되었다. 그리고 0.5 ㎎/ℓ의 질산은이 첨가된 처리구에서 참깨의 뿌리생장이 가장 높게 측정되었으며, 25℃에서 배양된 처리구 보다는 30℃에서 배양된 뿌리의 생장이 약간 높게 나타났고, 질산은의 농도가 0.5 ㎎/ℓ 이상의 높은 농도에서는 뿌리의 생장이 오히려 감소되는 경향이 있었다. 그리고 HMF의 합성의 경우 가장 높게 측정된 처리구는 배양온도 25℃에서 NAA 0.5 ㎎/ℓ이 첨가된 처리구에서 측정된 반면에 NAA 무처리구에서는 HMF 합성이 측정되지 않았다. 질산은이 첨가된 처리구에서는 HMF의 합성이 오히려 억제되는 경향을 보여준 반면에 질산은의 무처리구에서 HMF의 합성이 가장 높은 결과가 나타났다. 질산은의 농도가 0.5, 1.0 및 1,5 ㎎/ℓ로 처리된 구에서는 질산은 무처리구에 비해서 약 8-10% 정도의 HMF 합성이 감소되는 경향이 나타났으며, 두 배양 온도(25℃와 30℃ 배양) 간에도 HMF의 합성에는 차이가 보이지 않았다. Recently, hydroxymethylfurfrual (HMF) has been highlighted as a key intermediate for the production of liquid biofuels and other valuable compounds. We used sesame roots as a biocatalyst to synthesize HMF using flask cultures. The synthesis of HMF was identified by GC-mass analysis. The highest root growth was observed in cultures with 1.0 ㎎/ℓ NAA at 30℃, while root growth was not found in those without NAA treatment. When silver nitrate (AgNO₃) was added, the root growth was greatest in those treated with 0.5 ㎎/ℓ AgNO₃ and cultured at 30℃. In the case of HMF synthesis, its highest yield was obtained in those treated with 0.5 ㎎/ℓ NAA at 25℃, but low HMF was detected in those treated without naphthaleneacetic acid (NAA). The addition of AgNO₃ to the culture medium showed a 8-10% reduction in HMF yield compared to that of the control, indicating its inhibitory effect on the synthesis of HMF. On the whole, an optimal culture temperature for HMF synthesis seemed to be between 25-30℃.