Pyrethroid resistance in cockroach populations has been a public health challenge since the 1950s. The pyrethroid resistance in the German cockroach, Blattella germanica, is primarily attributed to knockdown resistance (kdr) mutations (E434K, C764R, and L993F) in the voltage-sensitive sodium channel gene (vssc). In this study, the pyrethroid resistance state of the German cockroach in the Republic of Korea (ROK) was assessed by analyzing the frequencies of kdr mutations using one-step PCR with total RNA. The results revealed that among the 25 populations examined, 14 populations exhibited the L993F kdr mutation, while no other mutations were detected. Since other cockroach species are also commonly found in human dwellings in ROK, the vssc genes were cloned from four other species, including Blattella nipponica, Periplaneta americana, Periplaneta japonica, and Periplaneta fuliginosa. Based on the genomic DNA (gDNA) sequences obtained from the vssc cloning, primer sets were designed to amplify the vssc fragment spanning the L993F mutation for each species and used to monitor the development of pyrethroid resistance in cockroach populations in the ROK. The study will facilitate the implementation of a nationwide monitoring program to assess cockroach resistance and select suitable alternatives.

In this study, the expression of genes related to fruit ripening was investigated using realtime PCR. The study aimed to determine the effective conditions of calcium compounds (Calcium citrate, calcium chloride, calcium nitrate, GH-Ca, OS-Ca) and chitosan treatment to extend the shelf-life in the ‘Kumhong’ nectarine and ‘Madoka’ peach fruits. In this study, in the ‘Kumhong’ and ‘Madoka’ fruits, the expression of genes related to cell wall degradation, pectin lyase (PL), polygalacturonase (PG), and pectin methylesterase (PME), was inhibited by calcium, chitosan, or a mixture (Chitosan+CaCl2) treatment. In ‘Madoka’ peach, although the expression of the PG gene was suppressed at pre-harvest Ca and chitosan treatment, the expression of the PL gene was induced at pre- and post-harvest Ca and chitosan treatment compared to the control. The spray of calcium, chitosan itself, or a mixture (Chitosan+ CaCl2) on the trees at the ripening stage and harvested fruits can extend the shelf-life by suppressing the expression of cell wall degrading enzymes genes (PL, PG, PME) in ‘Kumhong’ nectarine and ‘Madoka’ peach tree. These results provide valuable information for the development of technology for the extension of the shelf-life of peach and nectarine fruits.

This study was designed to examine the immune response in Korean rockfish during water temperature fluctuation and to elucidate the factors contributing to streptococcal pathogenesis in cultured Korean rockfish, S. schlegeli. We investigated cumulative mortality against Streptococcus iniae (FP5228 strain) infection in the exposed Korean rockfish (39.7±5.8 g) to environmentally relevant temperature (Control, 23℃; High temperature, 28℃ and 23℃ and 28℃ with 12 hours interval exchange, 23↔28℃) for 48 hours. Also, the expression of the mRNA related to the immune response genes (heat shock protein 70, interleukin- 1β, lysozyme g-type and thioredoxin-like 1) were measured in spleen and head kidney by real-time PCR analysis in the exposed fish to thermal stress. In this study, the combined stress with bacterial challenge in fishes exposed to thermal stress lowered the survival rate than that of control (23℃). The cumulative mortality in the group of control, 28℃ and 23↔28℃ was 24%, 24% and 40% (P<0.05), respectively. Also, thermal stress modulated the mRNA level of immune related genes; heat shock protein 70, interleukin-1β, lysozyme g-type and thioredoxin-like 1 in Korean rockfish. The present study indicates that a high and sudden water temperature change affect immune responses and reduce the disease resistance in Korean rockfish.

Cadmium (Cd), a heavy metal found in the aquatic environment, accumulates in organisms through the food chain. In the study, we investigated the survival rates, measurement of body Cd levels, and expression analysis of the stress response genes (Heat shock protein 70: HSP70 and Heat shock protein 60: HSP60) and antioxidant enzyme Glutathione S-Transferases (GST) on benthic oligochaete worm Tubifex tubifex exposed three concentrations of Cd, to analyze the bioaccumulation and changes of stress gene expressions to exposure toxicity of the Cd-spiked sediment. Survival rates of T. tubifex exposed to the Cdspiked sediment were 93% at 0.4 mg kg-1 Cd, 96% at 1.87 mg kg-1 Cd, and 93% at 6.09 mg kg-1 Cd for 10 days. Cd concentration in the body of T. tubifex was higher than that in the sediment. After Cd exposures for 10 days, the body Cd levels were 18.4 mg kg-1, 13.06 mg kg-1, and 79.11 mg kg-1 at exposed three concentrations of Cd, respectively. Upregulation of HSP70 gene expression was observed at all concentrations of exposed Cd as a time-dependent manner, whereas transcriptional expression of the HSP60 gene increased as a timedependent manner in T. tubifex exposed to the relative high concentration (6.09 mg kg-1) of Cd. However, GST gene expression increased on day 1 at all concentrations after Cd exposures, and then downregulated until 10 days. These results indicate to ecotoxicological and molecular effects in benthic oligochaete worm T. tubifex to Cd-spiked sediment and provide the basic information for the utilization of environmental toxicity assessment using the T. tubifex as a aquatic pollution indicator species.

플라스틱은 전세계적으로 사용량이 증가함에 따라 해양 환경으로 유입되는 플라스틱 쓰레기의 양도 꾸준히 증가하고 있으며, 미세플라스틱은 해양 생물에 의해 섭취되어 소화관에 축적됨에 따라 성장과 생식에 유해한 영향을 미친다. Cytochrome P450 (CYP)는 환경 오염물질을 대사하 는 해독효소로 알려져 있으나 지각류에서는 그 기능에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 본 연 구에서는 기수산 물벼룩 Diaphanosoma celebensis에서 clan 2, 3, 4에 각각 속하는 CYP 유전자 9종(clan 2: CYP370A4, CYP370C5; clan 3: CYP350A1, CYP350C5, CYP361A1; clan 4: CYP4AN-like, CYP4AP2, CYP4AP3, CYP4C33-like1)의 서열에 대해 진화적으로 보존된 서열의 유사도를 분석 하고 계통분석을 실시하였다. 또한 3종류의 서로 다른 크기의 polystyrene beads (0.05-, 0.5-, 6-μm PS beads; 0.1, 1, and 10 mg/L)에 48시간 노출된 기수산 물벼룩에서 이들 9종의 CYP 유 전자의 발현을 real time reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR)로 분석하였 다. 결과적으로 기수산 물벼룩 CYP 유전자는 모두 진화적으로 보존된 motif를 가지고 있으며 계통분석 결과 각각 clan 2, 3, 4에 속하는 것으로 확인되었다. 이는 기능적으로 보존되어 있음 을 의미한다. CYP 유전자 중 clan 2에 속하는 CYP370C5와 clan 3에 속하는 CYP360A1, 그리고 clan 4에서는 CYP4C122 유전자의 발현이 0.05-μm PS beads에 노출되었을 때 유의하게 증가 하는 양상을 보였으며, 이는 이들 유전자가 PS 대사에 관여한다는 것을 의미한다. 본 연구는 미세플라스틱이 해양 무척추 동물에 미치는 생물 영향을 분자적 수준에서 이해하는데 도움이 될 것이다.

본 연구에서는 flavonoid apigenin과 baicalein의 세포 실험으로 콜라겐 회복효과를 확인하고 전사체 비교 분석을 통하여 collagen 회복 효과를 뒷받침할 수 있는 결과를 제안하고자 한다. 연구 결과 apigenin과 baicalein은 HS68 세포주에서 UV에 의해 손상된 I형 collagen 회복에 효과를 보였으며, 두 물질 모두에서 ECM 관련 유전자들의 발현 변화를 확인하였다. ECM을 조절하는 공통적인 메커니즘을 보일 뿐 아니라 각각 다른 범주의 유전자들을 변화시키는 결과도 보여서, 세포에 다양한 영향을 미치는 것으로 예측할 수 있었다.

비브리오패혈증균은 세계에서 치사율이 50%에 달하는 가장 치명적인 수인성식품매개 병원균으로 해수에서 흔히 있으며, 특히 따뜻한 계절에 발생한다. 본 연구는 제주도 의 해수, 유통 수산물, 수족관물에서 분리한 비브리오패혈 증균에 대해서 RT-PCR을 이용한 독소 유전자, Vitek을 이 용한 항생제 내성, PFGE를 이용한 유전적 특성을 조사하 였다. 총 487개의 시료를 조사한 결과 비브리오패혈증균 46주(중복 균주 포함)가 해수에서 44주, 유통수산물에서 1 주, 수족관물에서 1주 분리되었다. rtxA, viu와 같은 독소 유전자는 각각 8주(17.4%), 9주(19.6%) 검출되었고, vvhA 와 같은 독소 유전자는 모든 균주에서 검출되었다. 항생 제 내성 실험결과 cefoxitin 항상제에 대해서 100% 내성 이 나타났다. 비브리오패혈증균 46주에 대한 PFGE 분석결과 총 6유형이 100% 상동성을 보였고, 유사도는 81.3- 98.0%로 나타났다. 수산물과 수족관물에서 분리된 비브리 오패혈증균은 해수와의 상동성 결과 유사도는 불일치로 나타났고 지역과 시료 사이에는 유사성이 없었다. 독소 유 전자를 가진 비브리오패혈증균에 의한 식중독 환자가 제 주도에서 발생한 점을 고려해볼 때, 해수, 유통 수산물, 수 족관물에서 분리한 비브리오패혈증균에 대한 모니터링이 지속되어야 할 것으로 보인다.

In moths, mating behavior is induced by sex pheromones released by the female being recognized by the males’s chemosensory systems. In this study, to understand the recognition of sex pheromones in Maruca vitrata, chemosensory genes were identified via transcriptome analysis of male and female antennae and heads. Approximately, 11.1Gb, 10.8Gb, 12.1Gb, and 11.6Gb of data were obtained from the antennae and heads of the male and female, respectively. Thirty-seven odorant binding proteins (OBPs), 21 chemosensory proteins, 7 sensory neuron membrane proteins, 102 odorant receptors (ORs), 36 ionotropic receptors, and 39 gustatory Receptors were identified as chemosensory genes from the M. vitrata. Among these genes, 5 OBPs and 4 ORs were specifically expressed in male antennae. These genes are likely to be involved in the sex pheromone recognition of M. vitrata.

Silicon (Si) has the potential to improve plant growth and stress tolerance. The study aimed to explore Si-involving plant responses and molecular characterization of different Si-responsive genes in alfalfa. In this study, the exogenous supplementation of Si enhanced plant growth, and biomass yield. Si-acquisition in alfalfa root and shoot was higher in Si-supplemented compared to silicon deficient (-Si) plants, implying Si-acquisition has beneficial on alfalfa plants. As a consequence, the quantum efficiency of photosystem II (Fv/Fm) was significantly increased in silicon-sufficient (+Si) plants. The quantitative gene expression analysis exhibited a significant upregulation of the Lsi1, Lsi2, Lsi3, NIP5;1, and NIP6;1 genes in alfalfa roots, while BOR1, BOR4, NIP2, and NIP3 showed no significant variation in their expression. The MEME results further noticed the association of four motifs related to the major intrinsic protein (MIP). The interaction analysis revealed that NIP5;1 and Lsi1 showed a shared gene network with NIP2, BOR1, and BOR4, and Lsi2, Lsi3 and NIP3-1, respectively. These results suggest that members of the major intrinsic proteins (MIPs) family especially Lsi1, Lsi2, Lsi3, NIP5;1, and NIP6;1 genes helped to pass water and other neutral solutes through the cell membrane and those played significant roles in Si uptake and transport in plants. Together, these insights might be useful for alfalfa breeding and genome editing approaches for alfalfa improvement.

어류의 번식은 뇌에서 분비되는 다양한 신경호르몬과 뇌하수체에서 분비되는 생식소 자극 호 르몬에 의해 조절된다. 극동산 뱀장어(Anguilla japonica)의 번식도 이 호르몬들의 작용에 의해 조절되지만 성 성숙 시 신경호르몬이 뇌하수체 호르몬을 조절하는 방법은 완전히 밝혀지지 않 았다. 이전 연구에 의하면 progesterone (P4), melatonin 및 serotonin (5-HT) 등과 같은 신경호 르몬이 일부 어류의 번식 과정 조절에 관여하는 것으로 밝혀졌다. 본 연구에서는 뱀장어의 뇌 하수체를 초대 배양하였고, 안정화된 뇌하수체 세포에 P4, 17β-estradiol (E2), melatonin 및 5- HT를 처리하였다. 이후 처리된 호르몬의 작용이 뇌하수체 세포에서 번식 관련 호르몬인 FSHβ, LHβ, GH 및 SL mRNA 발현에 어떤 영향을 미치는지 조사하였다. 본 연구를 수행한 결과, P4는 뇌하수체 세포에서 FSHβ와 LHβ 발현을 증가시켰고, melatonin은 FSHβ와 LHβ 뿐만 아니라 GH 와 SL의 발현을 증가시켰다. 하지만 5-HT는 이 유전자의 mRNA 발현에 유의한 영향을 미치지 않았다. 이상의 결과는 P4 또는 melatonin이 뱀장어의 초기 성 성숙에 중요한 역할을 할 수 있음을 의미한다.

Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) is one of the etiological agents that causes diarrhea in weaning pigs. In this study, we report that mutating both relA and spoT genes in EPEC E2348/69 can promote bacterial clearance in porcine gastrointestinal tract (GIT). Our experimental analyses showed that an E2348/69 ΔrelAΔspoT mutant strain was not detected in porcine feces after 1 day post-infection (dpi), whereas its parental strain was continuously detected in porcine feces within 10 dpi. Histologic assessment revealed that the mutant strain was unable to induce moderate pathologic lesions in porcine GIT when compared to those with the wildtype strain. Taken together, our data suggest that the relA and spoT genes in EPEC play an important role in bacterial survival and pathogenesis in porcine GIT.

창원시의 3개 지점(남천, 창원천, 청운지)에서 물 시료를 채취하고, 채취한 시료로부터 genomic DNA를 분리하였다. 분리된 DNA와 class A extended-spectrum beta-lactamase(ESBL) 유전 자 5가지(blaOXA-1, bl aSHV, blaTEM, blaCTX-M-1, blaCTX-M-9)를 target으로 하는 primers를 사용하여 quantitative PCR을 수행하였다. 시료를 채취한 지점별로 ESBL 유전자들의 수와 비율에서 확연한 차이 가 있음을 알 수 있었다. 남천의 경우 DNA 30ng당 ESBL 유전자가 1.93×106 copy나 존재하는 데에 반해 창원천의 경우에는 1.47×105 copy 그리고 청운지에는 9.5×103 copy 밖에 존재하지 않았다. 흐르 는 하천인 남천과 창원천에서는 각 ESBL 유전자들의 비율에서 큰 차이가 없었다. 즉, 남천에서는 blaOXA-1 유전자가 65.3%, blaCTX-M-1 유전자가 33.6%를 차지하여서 이 두 유전자가 전체 ESBL 유전자 의 99% 가까이를 차지하고 있었다. 창원천에서도 blaOXA-1 유전자가 64.1%, blaCTX-M-1 유전자가 19.1%를 차지하므로 이 두 유전자가 전체의 83% 이상을 차지하고 있었다. 하천과 다르게 폐쇄된 환경 인 청운지 연못에서는 내성세균들의 총량 자체가 다른 두 하천에 비해서 월등하게 적었다. 또한 내성 세균의 비율도 달라서 blaCTX-M-1 유전자가 전체의 87.5%, 그리고 blaCTX-M-9 유전자가 9.8%를 차지하 고 있었다.

수은은 생물 축적과 먹이사슬을 통한 생물 농축되며, 미량에서도 유해한 영향을 나타내기 때문 에 해양 환경 내에서 중요한 문제가 되고 있다. 그러나 해양 소형 갑각류에 대한 수은의 생 물 영향은 다른 금속에 비해 연구가 미흡하다. 본 연구에서는 기수산 물벼룩 Diaphanosoma celebensis을 아치사 농도(0.2, 0.4, 0.8 μg/l)의 무기 수은(HgCl2)에 48시간 노출시킨 후, 대사 관련 유전자의 발현 양상을 조사하였다. 해독효소 유전자 5종(cytochrome P450; cyp360A1, cyp361A1, cyp4AP3, cyp4C122, cyp370C5)과 소화효소 6종(alpha amylase (AMY), alpha amylase related protein (AMY-like), trypsin (TRYP), chymotrypsin-like protein (CHY), lipase (LIP), pancreatic lipase-related protein (PLRP))의 유전자 발현을 quantitative real time reverse transcription polymerase chain reaction (qRT-PCR)을 이용하여 분석하였다. Cyp 유전자의 경우 clan2에 속 하는 cyp370C5와 clan4에 속하는 cyp4AP3 유전자의 발현이 농도 의존적으로 유의하게 증가 하였다. 한편 소화효소 유전자 중에서는 단백질 소화와 관련 있는 TRYP 유전자의 발현이 농도 의존적으로 증가하였다. 이러한 결과는 cyp370C5와 cyp4AP3가 수은 독성을 해독하는 과정 에서 중요한 역할을 담당할 것으로 보이며, 수은이 소화효소 유전자의 발현을 조절함으로써 에너지 대사에 영향을 미칠 수 있음을 제시한다. 본 연구는 해양 소형 갑각류에서 수은에 대한 분자 수준의 영향을 이해하는데 도움이 될 것이다.