1996년에 콩, 옥수수, 목화 등의 GM식물의 상업적 재배가 시작된 이후로 GM식물의 재배면적은 급속히 증가하여 2006년 기준으로 1억 200만 헥타르의 농지에서 GM식물이 재배되었다. 미국, 아르헨티나, 브라질, 캐나다, 인도, 중국 등의 GM식물대규모 재배국 이외에도 스페인, 프랑스, 독일 등의 유럽 지역 국가들도 포함하여 세계적으로 22개국에서 GM식물의 상업적 재배가 이루어지고 있다. GM식물은 해충에 저항성이 있거나 제초제에 내성이 있는 콩, 옥수수, 목화, 유채(캐놀라) 등 4대 작물 위주로 상업적 재배가 이루어지고 있으며, 카네이션, 벼, 파파야, 알팔파, 호박 등도 일부 상업화 되어 재배되고 있다. 이에 따라 2006년 기준으로 세계 콩 재배면적의 71%, 옥수수 재배면적의 21%, 목화 재배면적의 48%, 유채 재배면적의 23%를 GM작물이 차지하고 있다. GM식물의 실용화(상업화)가 활발히 진척됨에 따라 GM식물의 안전관리를 위하여 국제적으로, 그리고 개별 국가차원에서 GM식물과 관련한 법과 제도가 채택되어 시행되고 있으며, 대표적인 국제적 제도로 “바이오안전성의정서”를 들 수 있다. GM식물의 상업적 재배가 예상되었던 1990년 중반 이후로 본격적인 논의가 시작되었던 바이오안전성의정서는 “사전예방원칙”과 “사전통보동의절차”를 근간으로 GM식물을 포함한 유전자변형생물체의 국가간 이동에 있어 안전성을 확보하기 위하여 2000년 1월, 캐나다 몬트리올에서 개최된 “생물다양성협약 특별당사국총회”에서 채택되었다. 이후 “팔라우”가 50번째로 의정서에 가입함에 따라 2003년 9월부터 국제적으로 발효되었으며, 2007년 10월 현재 우리나라를 비롯하여 143개국이 가입하고 있다. 또한, 세계 각국은 국제협약인 바이오안전성의정서를 자국에서 시행하고, 유전자변형생물체의 안전관리를 위한 법과 제도를 갖추고 있으며, 미국, 캐나다, 호주 등 바이오안전성의정서에 아직 가입하지 않은 국가들도 자국의 사정에 적합한 안전관리 제도를 시행하고 있다. 이에 따라 대부분의 국가에서 유전자변형생물체의 위해성(환경영향, 인체영향)을 심사하기 위한 시스템을 갖추고 있는데, 엄격한 심사 과정을 거쳐 허가 받은 GM식물만이 자국에서 생산되거나 수입, 유통될 수 있다. 1992년 이후로 현재까지 세계 각국에서 심사․승인된 GM식물은 콩, 옥수수, 목화, 유채, 알팔파, 파파야, 호박, 카네이션, 감자, 담배, 멜론, 밀, 사탕무, 벼, 아마, 치커리, 토마토 등 17작물, 180여 이벤트에 달하며, 각국의 사정에 적합하게 식품, 사료, 가공, 관상 등의 용도로 생산, 수입, 유통되고 있다. 우리나라에서는 콩, 옥수수, 캐놀라, 목화, 감자, 알팔파, 사탕무 등 7개 작물, 50여개 이벤트가 “식품위생법”과 “유전자변형농산물 환경위해성 평가심사지침”을 근거로 하여 식품이나 사료용으로 심사 승인(완료)되어 있으며, 재배용으로 승인 받은 작물은 아직까지 없다. 또한 2008년 1월 1일부터는 유전자변형생물체의 안전관리를 위한 기본법이라고 할 수 있는 “유전자변형생물체의 국가간 이동 등에 관한 법률”이 발효될 예정이다. 이에 따라 우리나라에서도 GM식물의 연구개발․생산․수입․수출․판매․운반․보관 등의 모든 단계에서 안전관리가 체계적이며, 본격적으로 이루어질 전망이다.

The virus infection to pepper crops has caused a heavy loss in productivity. In Korea, CMV (cucumber mosaic virus) is the most frequent occurrence virus followed by PepMoV (pepper mottle virus) and TSWV (tomato spotted wilt virus). The total occurrence of pepper infection from these viruses is over 80%. Therefore, if we could develop a pepper variety tolerant to these viruses, then we would protect a large portion of pepper cultivation and production from the virus damage. In order to develop tolerant peppers against these viruses, we have set up a transformation system of pepper using Agrobacterium with viral genes such as CP (coat protein) gene and HC-Pro (helper component-protease) gene. Genes used for constructing transgenic peppers are CMVP0-CP, CMVP1-CP, PepMoV-CP, CMV-CP::PepMoV-CP, PepMoV-HC-pro-C/Ri, TSWV-CP and so on. A large number of transgenic peppers transformed with those genes was tested for resistance to viral pathogens. We have found that CMVP0-CP, CMVP1-CP peppers were tolerant to a new CMVP1 pathogen and finally T3 peppers highly tolerant to CMVP1 pathogen were selected. The selected T3 peppers were tolerant under field test. In addition, transformed peppers highly tolerant to PepMoV were also selected. Here in Korea, none of the GM crops has ever been approved for safety testing yet. Although researchers in universities and national institutes have developed tens of GM crops during the last 10 years or so, only a few crops have been recently tested for the risk assessment. Unfortunately, it will take several years until any GM crops are on the Korean market. In other words, the present status of GM crop development in Korea is far behind worldwide levels in terms of research and development, which is not readily understood considering the fact that this country has at least 10 years history of GM crop biotechnology and 30 years of experience of tissue culture technology. What were the problems? Why has the crop biotechnology not been adopted sooner? Generally the tardiness shown by business in adopting GM crop biotechnology is caused by many factors: academical frontline, research funding, professional labor, systems for GM cultivation and risk assessment, understanding and help from the public, industrial success, professional leaders on GM crop development, and so on. Among these, the most critical aspect in Korean science community is the lack of industrial pipeline and interest from seed companies. In most cases, the driving force behind business comes from the private sector and we do not have private companies that are able to conduct the complicated biotechnology. A major question we are holding is what has to be done if we are to catch up in the race for the new green industry promoting people’s health, increasing food availability and protecting natural environment. Here I discuss about the successful events as to GM peppers and what the roadmap for commercialization would be.

식물의 웅성불임 현상은 잡종종자(F1) 생산, GM작물 개발에서 요구되는 유전자의 생태계 오염을 차단하는 수단으로 연구가 수행되었으며 최근에는 유전공학적 방법으로 잡종종자 생산의 대안 가능성으로 연구가 진행되었다. 종자 산업에서 순도가 우수한 F1 종자를 만들기 위해서는 모계(A line)는 웅성불임 형질을 지니고 있어야 한다. 현재까지 보고된 웅성불임 형질은 크게 3가지로 핵 웅성불임(Genic Male Sterility), 세포질 유기 유전자에 의한 세포질 웅성불임(Cytoplasmic Male Sterility), 세포질의 불임 유기 유전자와 이에 대한 핵내 회복 유전자가 관여하는 세포-질핵 웅성불임 (Cytoplasmic -Genic Male Sterility) 이다. 종자 생산의 경제성을 위해서 모계로 사용되는 A line은 세포질 웅성불임, 또는 세포질-핵 웅성불임 유전형질을 지니고 있어야 한다. 그러나 현재 알려진 세포질 웅성불임(CMS) 유기 유전자는 Brassica속에 4종, 옥수수 2종, 벼와 밀에 각각 1종이 보고 되었다. 자연에서 제한적으로 발견되는 웅성불임 형질을 극복하기 위해 유전공학적으로 male-sterile plants의 연구가 진행되었다[특정 유전자(phaA)의 엽록체 형질전환, tapetum specific promoter(TA29)와 cytotoxic 유전자(barnase)를 이용해 초기 약 발달을 억제하여 웅성불임 식물체 유기]. 본 연구에서는 사과의 수술 화분에서 특이하게 발현되는 MdAGP3 promoter와 MdAGP3 유전자의 double strand DNA, cytotoxic 유전자인 ribosome inactive protein(RIP) 유전자를 이용하여 각각 애기장대와 담배에서 웅성불임 식물을 유기하였다. 현재까지의 결과들을 바탕으로 이들 웅성불임 유기 기술과 상업적 활용성에 대해 논의하고자 한다. 본 연구는 농촌진흥청 바이오그린21사업 (과제번호:200702100)의 지원에 의해 이루어진 것임.

형질전환체 개발, 고정계통 선발, 우량계통 선발단계를 거쳐서 각각 익산 483과 밀양 204호로 명명된 형질전환 고정계통(Event)에 대하여 2004-2006까지 3년 동안 바이오그린 21사업을 통하여 환경위해성 및 인체위해성에 대한 평가연구를 수행하였다. 일반 non-GM 작물과 비교하여 작물학적 특성을 기본으로 영양성분, 알러지 유발성, 독성과 같은 식품으로서의 안전성과 대사물질, 병원성, 잡초화가능성, 미생물상과 같은 생리생태적 특성검정을 통하여 환경안전성평가 자료를 생산하였다. 비선택성 제초제에 대하여 저항성을 나타내는 본 계통은 기존의 논에서 발생하는 다양한 잡초뿐만 아니라 앵미와 피와 같은 잡초성 벼를 쉽게 제거할 수 있게 하고, 현재까지 논에서 많이 사용되고 있는 제초제의 사용을 대치하여 제초제의 사용량을 크게 줄일 것으로 예상된다. 또한 잡초방제에 소모되는 노동력과 시간을 줄이며 전체적으로 생산량을 증가시키는 효과와 더불어 농약사용 감소로 인한 환경친화적인 벼농사를 가능케 해줄 것이다. 그러나 우리가 개발한 형질전환체가 상업화할 수 있는 생명공학 작물이 되기까지의 개발단계에서부터 위해성평가 및 심사단계에 이르기까지 생각해 보아야 할 문제점을 검토하고 몇 가지 대책을 찾아보았다. 분명히 우리나라에서 농업생명공학기술은 이러한 제 2의 녹색혁명과 복지농업을 가능케 하는 유력한 기술적 대안이지만 고부가 작물의 개발과 그에 따른 과학적인 안전성 확보 및 적극적인 소비와 관련된 문제들이 원만하게 해결되어야만, 우리 농업환경에서 21세기 세계 속에서 생존할 수 있는 블루오션으로 성장할 수 있을 것이다.

생명공학기술을 이용한 육종방법은 세계 인구의 증가와 식량 수요의 증가에 대응하는 주요한 기술로 인정받고 있다. 하지만, 전통 육종이나 돌연변이 유발을 통해 개발한 신품종과는 달리, 유전자변형작물(LMCs)의 재배 및 상업화는 과학적 방법에 기초한 위해성 평가 자료에 바탕하여 국가 기관의 승인을 받아야 한다. 위해성 평가의 다양한 연구 항목 중에서 심사 대상 LMCs 사상 (event)과 관련된 분자유전한적 분석 결과는 숙주와 LMCs의 실질적 동등성을 평가하기 위한 기초 자료로 사용된다. 유전적 분석은 도입유전자의 수, 도입유전자의 유전체상의 위치, 도입위치와 인접한 DNA 염기서열의 해명, 도입유전자의 온전성, 벡터 염기서열의 부재, 숙주유전자의 파괴의 부재, 세대간 안정성 등의 항목을 포함한다. 하지만 이들 분석 항목은 불행히도 통상적인 유전자 기능 분석 논문의 출판을 위한 요구 항목이 아닌 경우가 대부분이다. 한국생명공학연구원 바이오평가센터는 지난 5년 동안 10여 종의 국내개발 LMCs의 위해성 평가를 수행하여 왔다. 본 연구 경험은 상업성 전망이 높은 국내 개발 LMCs의 위해성 평가를 고려하는 시점에서, 위의 분석 항목과 관련된 연구를 개발 단계에서 수행하지 않았거나 고려하지 않았음이 빈번함을 제시하였다. 그리하여, 유망한 LMCs의 전체적인 위해성 평가 과정이 지연되거나 개발을 다시 수행해야 하는 경우가 발생하였다. 결론적으로, 국내에서 개발한 10여 종의 LMC의 유전 분석 결과와 경험의 공유는 국내 LMCs의 상업화를 촉진하기 위한 토의의 출발점을 제공할 것이라 확신한다.

우리나라는 바이오디젤을 생산하기에 알맞은 작물로 유채가 급부상하고 있다. 그 이유는 다수성인 유채 1대잡종 품종이 이미 개발되는 등 육종성과가 크고, 겨울재배가 가능하여 작부체계가 유리하며, 양질의 바이오디젤 생산이 용이하기 때문이다. 국내 바이오디젤은 수입 콩기름이나 폐식용 기름을 정제하여 2005년에 약2만톤 정도 생산했으나 유채에 비해 품질과 수량면에서 한계를 드러내고 있다. BD20(경유 80%+식물성 기름20% 혼합유)의 품질을 높이기 위해서는 유채 원료만이 가능하다고 보고 있다. 우리나라는 바이오디젤에 관해 2002년부터 시범사업을 추진해왔으며 2006년 7월 1일부터 BD5(식물성기름 5%+경유 95% 혼합유)를 전국에 보급 중에 있다. 정부는 지난 9월7일 「바이오디젤 중장기 보급계획」을 확정했다. 그 주요내용은 경유에 혼합되는 바이오디젤 비율 목표를 내년부터 매년 0.5% 포인트씩 높여 2012년까지 3.0%로 설정하여 추진키로 했다. 이 목표달성을 위한 원료작물 생산기반 구축이 절실한 실정이다. 바이오연료 원료작물을 국내에서 생산할 때만이 에너지 확보, 온실가스 감소 및 농가소득 안정화에 크게 기여할 것이라고 널리 알려져 있다. 농촌진흥청 친환경바이오에너지연구사업단의 목표는 바이오에너지 원료작물의 안정적인 생산과 공급체계 구축에 있다. 즉, 바이오연료 생산에 많은 양의 농산물이 투여되기 때문에 수량성 증대를 위한 품종개량에 중점을 두는 것이다. 또한 국내 바이오에너지 원료작물의 생산성이 낮기 때문에 최대 생산기술 개발 및 생력화를 통한 생산비 절감 등에도 역점을 두고 있다. 바이오에탄올용 원료작물 연구는 바이오에너지 국가정책 수립과 발을 맞추어 국내에서 최대생산이 가능하고 유망한 작목 및 품종 선정에 치중할 계획이다. 식용자원과 경합을 피하기 위해 비식용 바이오매스 작물 탐색 연구도 추진 중에 있어 앞으로 원료작물 생산성 증대에 크게 기여할 것으로 보인다.

이산화탄소 발생량 증가 등으로 인한 지구 온난화가 가속화되어짐에 따라 전 인류의 생존이 위협을 받고 있다. 또한 화석연료의 고갈이 예상되어지며 이에 대한 대체에너지로 신․재생에너지 개발이 절실하게 요구되고 있는 현실이다. 지난 1994년 유엔기후변화협약(United Nations Framework Convention on Climate Change; UNFCCC) 이 체결되면서 온실가스 감축방안이 구체적으로 논의되어졌고, 교토의정서가 공식발효(2005년 2월 16일) 됨에 따라 이산화탄소 배출국 세계 10위인 우리나라는 오는 2013년부터 온실가스 감축의무를 이행하게 될 것으로 전망된다. 이러한 배경에서 다각적으로 개발되고 있는 신․재생에너지 중 바이오에너지는 친환경적이며 농업경제를 활성화시킬 수 있는 부가가치산물로 주목받고 있다. 한편 세계무역기구(World Trade Organization; WTO) 체제에서 가장 큰 타격을 받고 있는 농업분야는 국제경쟁력이 낮아 유휴지가 점차 늘어나고 있고, 신소득 창출 소재를 마련하지 못해 급속히 침체되어가고 있는 실정이다. 이미 EU에서 실행하고 있는 방안인 바이오디젤 생산 확대 정책을 국내에 도입할 경우 유휴지에 바이오디젤의 대량수요가 발생하는 유지작물을 경작하여 국제가격으로 수매함으로써 농민과 산업체의 공동이익을 추구할 수 있으며, 유채와 같은 겨울재배 작물은 현재 겨울재배를 하지 않는 중부 이남의 농지에 2모작으로 대량 재배함으로써 수십만톤의 바이오디젤 원료 확보와 동시에 에너지원 식물의 재배에 따른 ha당 7톤 이상의 CO2 저감을 국가적으로 달성할 수 있는 이점을 얻을 수 있다. 또한 바이오디젤은 화석연료인 경유에 비하여 다음과 같은 장점을 가지고 있다: (i) 재생특성을 갖는 바이오매스로부터 생산되므로 에너지 자원의 고갈 문제가 없으며 (ii) 차량 연료로 사용할 때 발생하는 CO2는 작물 성장과정에서 회수되므로 CO2의 배출량이 대단히 적고 (iii) 바이오디젤에는 황이 포함되어 있지 않으므로 산성비의주 요인인 SOx 배출이 거의 없고 (iv) 발암물질로 지목된 미세분진의 발생 양이 대단히 적다. 식물성 기름이 바이오디젤로 이용되기 위해서는 몇가지 조건을 갖추어야 하는데, 이중 크게는 산화안정성이 높고 저온 필터 막힘 현상이 없어야 한다. 이러한 물성은 식물성 기름내 지방산 조성 함량과 밀접한 관계가 있다. 바이오디젤의 원료인 식물유래 지방산은 크게 포화지방산과 불포화지방산으로 구분되는데, 포화지방산은 융점이 높아 상온에서 고체가 되는 물성을 나타내는 반면, 불포화지방산은 융점이 낮아 상온에서 액상으로 존재하여 바이오디젤 원료로 이용하기에 적합하다. 국내 재배되고 있는 유지작물 중 유채는 불포화지방산 함량이 많고 특히 바이오디젤 원료에 적합한 올레인산 함유량이 타 작물에 비하여 높다고 알려져 있다. 본 발표에서는 바이오디젤 원료작물인 유채를 중심으로 생명공학기법을 이용한 생산성 향상과 바이오디젤 품질 향상을 위한 품종개량에 대해서 소개하고자 한다.

Magnaporthe oryzae is a causal pathogen of the rice blast, the most destructive disease of rice worldwide. This ascomycete fungus has been intensively studied as a model organism in plant-pathogen interactions. Recently, the genome sequence of M. oryzae 70-15 was published by International Rice Blast Consortium. This led us to investigate comparative and functional analysis of this pathogen at genome-wide level. As a first step, sequencing project of M. oryzae Korean strain KJ201 was launched to face practical interests on diversity of plant pathogens. We constructed a fosmid library with a copy number controllable pCC1 vector. Over 13,000 end reads from 6637 fosmid clones were generated and anchored on genome sequence of the strain 70-15. Currently, 9,793 end reads, in which 2.684, clones with both ends and 1,757 clones with on end matched, are aligned to the sequence of strain 70-15. In the next step, shotgun sequencing of fosmid clones was conducted for fine scale comparative analysis of chromosome 7 that is well defined in genome sequencing of 70-15. Totally 119 fosmid clones were pooled in region and analyzed. For reasonable intra-species comparison in genome of M. oryzae, two strains, KJ201 and Guy11, were chosen for whole genome shotgun sequencing analysis with GS454 FLX system. About 8X genome coverage sequences were obtained for each strain and being merged for comparative analysis. Genome information of other strains is being also available from China and Japanese research groups and could be joined together for extended comparative analysis and the results give more detail in genome diversity in species level.

The powdery mildews are obligate biotrophic fungi and are one of the most economically important groups of plant pathogens (Agrios, 1997). As a family, the powdery mildews infect a broad range of plant species including barley, wheat, pea, apple, sugar beet, and grape (Braun, 1987). Powdery mildew pathogens uptake nutrients by forming a feeding structure, the haustorium, within 12‐18 hours after infection (hai) in their respective host plants. Because of the initial stages of these plant pathogen invasion are mostly confined to a limited number of host cells, it’s often too late to find out till the infections widely spread out. To identify the earliest and often transient responses to pathogen attack, there is considerable interest in monitoring the subcellular events that occur specifically in living host cells. Recent improvements in live cell imaging using fluorescent‐tagged markers have expanded the scope of experiments that can be performed. Changes in the subcellular distribution of organelles as well as fluorescently tagged proteins can be monitored in real time in living tissues during pathogen attack, and the dynamic nature of such changes across space and over time can be determined. The application of these sensitive imaging methods has extended earlier observations made with Nomarski microscopy or inferred from static transmission electron micrographs about the focal accumulation of subcellular organelles at sites of pathogen attack. In addition, recent experiments have demonstrated the focused accumulation and interaction of specific plant proteins at penetration sites, opening a new window on early host responses and raising questions about the underlying plant processes that sense and direct this marshalling of host resources to block pathogen entry.

A single recessive gene, rxp, controls bacterial leaf pustule (BLP) resistance in a soybean. The Rxp locus appears to be linked to the malate dehydrogenase (Mdh) locus and Satt372 on linkage group (LG) D2. Around the Rxp locus, four bacterial artificial chromosome (BAC) clones are anchored by Satt486, Satt498, BARC-022037-04263, and BARC-040963-07870. Using these BAC clone sequences, possible orthologous region of Rxp locus was identified: Medicago truncatula contig 962 at chromosome 3 and contig 283 and contig 1108 at chromosome 8. Sequence analysis of contig 962 had revealed microsynteny with three soybean BAC clones on LG A1, which are duplicated with other two soybean BAC clones anchored by Satt486 and Satt498. After BLAST search was performed with M. truncatula contig 962 against soybean ESTs, several soybean ESTs were identified. With developed single nucleotide polymorphism (SNP) markers and the RIL population from the cross of Pureunkong and Jinpumkong 2, SNP genotyping was able to locate twos oybean ESTs: CO979743 at 1 cM away from Satt195 on LG C1 and BE021935 at 5 cM away from Satt363 on LG C2. Thus, our results indicate that structure of soybean genome around Rxp locus is very complicated.

Aluminum (Al) toxicity in plants is one of the major limitations to crop growth on acid soils. The Al-induced change of H+-ATPase expression has been regarded as an important mechanism for Al tolerance in soybean. To investigate whether translational regulation of plasma membrane H+-ATPase is involved in the response to Al stress, we conducted western - blot of this protein. The results show that western - blot of plasma membrane H+-ATPase in the "Sowon" (Al tolernace) significantly increased in translational expression level, while citric acid (50 μM) with Al (50 μM) treatment has not effected. In contrast, Al sensitive cultivar "Poongsannamool" inhibited expression level of plasma membrane H+-ATPase with Al treatment. Two - dimensional gel analysis were performed to determine the protein induction patterns of control and Al (50 μM, 24 h) treated soybean. There are many changes of plasma membrane proteins in both cultivars under Al stress. Especially "Sowon" was significantly enhanced the expression of the plasma membrane H+-ATPase in Al treatment. But protein expression of "Poongsannamool" was less than "Sowon". These results suggest that the regulatory role of plasma membrane H+-ATPase may involved the tolerance mechanism in soybean roots. At the present, transcriptional level of H+-ATPase is under investigation.

비타민 E를 구성하는 토코페롤(Tocopherol, T)과 토코트리에놀(Tocotrienol, T3)은 각각 alpha(a)-, beta(b)-, gamma(g)-, delta(a)- 의 이성질체가 존재하며 항산화, 항암 및 고지혈증 개선 등 효과가 뛰어난 물질로 알려져 있다. 국내에서 수집된 재래종 수도 유전자원을 대상으로 이들 성분의 함량 분포를 조사코자2 20개 품종을 선발하여 현미를 분석한 결과 평균적인 aT, bT, gT 및 총T 함량은 각각 8.3, 0.5, 1.2, 및 10.0 ug/g 이었으며, aT3, gT3, dT3 및 총 T3 함량의 평균치는 각각 6.7, 17.5, 0.7 및 24.7 ug/g이었다. 8종의 vit E 이성질체의 총 합으로 나타낸 총 vit E 함량의 최소, 평균 및 최대값은 각각 9.9, 60.3 및 34.6 ug/g 이었다. 변이계수를 기준으로 평가할 때, gT (CV=79%)의 함량 분포가 품종간 변이가 심한 것으로 나타났으며 aT 함량(CV=79%)은 가장 변이가 작은 것으로 나타났다. 분석된 220개 품종 중에서 가장 높은 aT, aT3, gT3 및 총 vit E 함량을 나타낸 품종은 각각 화성밭찰, 재래륙도, 조석조, 산도이었다.

본 실험은 종속 간 알러지 단백질의 분포도와 자식성메밀에 대한 알러지 저감화를 위해서 본 연구를 수행하였다. 실험의 공시재료는 양절메밀, 쓴메밀, 자식성메밀을 사용하였다. 양절메밀은 수정 후 5, 10, 15, 29, 25일 간격으로 쌤플을 채취하였다. SDS-PAGE 및 2-DE를 이용하여 단백질 패턴 양상을 비교하였고, MALDI-TOF-MS를 이용하여 특이 단백질을 동정하였다. 그리고 9명의 메밀알러지 환자 혈청을 채취해 Western Blotting을 이용하여 메밀에 대한 알러지 단백질 양상을 비교하였다. 등숙기에 따른 2-DE 결과 20.1, 45-46, 30-45kDa에 위치한 스팟이 현저하게 증가하였고, 21-30kDa에 위치한 스팟은 감소였다. 45-66 및 20kDa에 위치한 스팟은 증가하다가 감소하는 양상을 보였다. 특이한 양상을 보이는 스팟을 동정한 결과 수정 후 15일에서 알러지 단백질이 발견되었다. 단백질 기능별로 분류한 결과 metabolism 24%, storage 24%로 높은 비율로 차지하였고, allergy는 4%로 나타났다. Western blotting 한 결과 1, 2, 5번이 메밀에 대한 반응이 약하게 나왔으며, 3, 6번은 메밀에 대한 반응이 강하게 나타났다. 대부분 20-75 kDa 부분에서 spot 양상이 뚜렷하게 나타나 이 결과를 기초로 하여 cloning을 수행하고 있다.

The object of this study was to use genomic information obtained from wheat-rice sequence to develop genome-specific PCR primer for Agp-L gene involved in starch biosynthesis. Intron locations in wheat were inferred through alignment of wheat cDNA sequence of Agp-L with rice genomic sequence. Exon-anchored primer which amplify across introns allowed sequencing of introns from the three genomes provided the basis for genome-specific primer design. The single nucleotide polymorphism (SNP) was identified and this SNP could be converted into cleaved amplified polymorphism sequence (CAPS).

Environment-friendly soybean planting system has been being required in the upland field with high slope and heavy rain in summer season. Changes of weed amount and soybean yield by rye cover crop and conservation tillage were investigated. Soil-disturbing at conservation tillage before soybean planting increased numbers and dry weights of weeds germinated in late spring such as Echinochloa crusgalli P. Beauv (barnyardgrass) and Portulaca oleracea L. (common purslane) regardless of herbicide spray even though the weed, Chenopodium ficifolium Smith germinated before soil-disturbing were higher at non-disturbing soil. Higher weed amounts at plots of strip-tillage (30cm rototilling) compared to minimum tillage (10cm rototilling) was mainly due to the weed increase by soil-disturbing. Soybean yields at plots with rye cover crop, particularly early maturity rye cover crop, were lower than those at plots without rye cover crop, which was due to lower soybean seedling stand by heavy rye residue. More researches are required for the higher soybean yield at the minimum tillage with rye cover crop in which weed amounts were low.

Bitter melon (Momordica charantia L.) is a tropical and subtropical vine of the family Cucurbitaceae, widely grown for edible fruit, which is among the most bitter of all vegetables. Bitter melon contains an array of biologically active plant chemicals including triterpenes, proteins, and steroids. The fruit is useful in gout, rheumatism and subacute cases of the spleen and liver diseases. It is supposed to purify blood and dissipate melancholia. It has also been shown to have hypoglycaemic properties (anti-diabetic) in animal as well as human studies. Raw materials of used in pharmaceuticals, health food, cosmetics, food, perfumery and other industries. However, bitter melon is not popular in Korea. For research, development and commercialization of bitter melon in Korea, we collected 13 varieties of bitter melon from domestic andabroad. We study biological and chemical characteristics of bitter melon. In general frui tsize and weight of Philippines and Japanese varieties was larger than that of Chinese and Korean. We are studying chemical analysis of useful compound (diosgenin and GABA) from bitter melon.

산업발전과 더불어 화석연료 사용으로 인한 CO2의 증가는 지구의 온난화를 초래하여 이상기후라는 이변으로 나타나고 있으며, 이에 대한 대안으로 식물체를 이용한 바이오 에너지에 대한 관심과 개발 그리고 수요 또한 급증하는 추세다. 세계적인 옥수수 곡창 지대인 미국은 옥수수를 이용한 바이오 에탄올 생산이 정부의 적극적인 지원 아래 급속히 발전하는 산업분야이며, 이와 더불어 옥수수가 에너지로써 수요가 증가하여 세계적으로 옥수수 곡물 가격이 사상최대로 치솟고 있다. 일본에 이어 제 2의 옥수수 수입국가 (연1천만 톤 수입: 쌀 총 생산량의 3배)인 한국의 축산농가 및 가공업체는 위기에 직면하였다. 세계적인 에너지 소비등급 10위의 한국은 첫째, 수입곡물가 상승과 둘째, 국제 환경윤리 정세에 적합한 대체에너지 개발이라는 과제들에 대해 적극적인 대안을 제시하고 추진해야 할 것이다. 이에 경북대학교 옥수수 연구팀은 국내의 대체 에너지 작물로써 옥수수의 타당성을 다음과 같이 논하고자 한다. 1)미국과 유럽 등에서 가장 경제적인 작물로써 이미 상업화 되어 있다 2)국내수입곡물 1위 농작물이다 3)벼농사의 국제경쟁력을 증진하기 위해 쌀 생산과 논 면적을 줄여야 할 필요가 있다. 태국의 학계발표에 의하면 벼 재배는 CO2 배출량이 높기 때문에 지구온난화에 기여한다고 한다 4)논적응 품종이 육종되면 옥수수의 기계화 재배로 곡물로 에탄올을 생산하고 부산물은 사료로 이용가능하다 5)옥수수의 산업화 기술개발은 옥수수를 주식으로 하는 북한의 식량난 해결을 돕고, 동시에 통일 비용을 줄이는데 기여 할 것이다.

Abiotic stress conditions caused by temperature extremes, water availability, and ion toxicity severely limit plant growth and productivity. The degree of damage depends on the duration and intensity of the stress, developmental stage and plant species. Plants respond to stress through changes in gene expression, which are controlled by multiple signaling pathways. Our research has focused on gene expression analysis during low temperatures in cold-hardy Poncirus trifoliata, used as rootstock for enhancing cold tolerance in Citrus unshiu (Satsuma mandarin) scion in freeze-prone crop production areas. cDNA-Amplified Fragment Length Polymorphism (cDNA-AFLP) and Quantitative Real-Time (RT) PCR were use to compare expression patterns in rootstock and C. unshiu grafted onto P. trifoliata. Genes with the following known functions were identified: signal transduction and regulation of gene expression (such as MAPK3), osmotic stress response, cell skeleton organization, vesicle trafficking and senescence. Differential expression of genes in roots of drought tolerant cucurbit species (Citrullus colocythis) is being studied in response to drought and plant hormones. A complex interplay between abscisic acid, jasmonic acid and salicylic acid signaling pathways regulates gene expression during adaptive responses to abiotic stress in Citrullus species. Functional analysis and detailed characterization of abiotic stress related genes is in progress.

As a higher eukaryotic organism, rice is a good model system to study the differences of gene expressions between differentiatedorgans and tissues on various developmental stages. Transcriptome profiling of these organs and tissues might serve as tools to understand basic mechanisms such as morphogenesis and organogenesis and can be exploited to develop organ markers and transcription factors which might be used to improve the agronomic traits in this important organism. To understand tissue- and stage-specific gene expression, microarray experiments using rice 300k- and 60k chips were performed with 7 tissues including seed, root, leaf, flower and callus. All experiments were replicated to get reliable results and were compared between the microarrays. The hierarchical clustering of significantly expressed genes showed that thousands of genes were clustered showing organ specificity thus suggesting different set of genes were expressed in these organs and tissue. Especially, we couldclassify 1,200 genes exclusively expressed in each tissue and confirmed their expression patterns of several genes with semi-quantitative PCR(qPCR). Gus reporter under the control of those organ-specific genes are also being constructed to test the in-vivo gene expression. Furthermore, we found around 140 transcription factors expressed in tissue-specific manner among these organs and tissues. Additional analyses adopting over-expression of the transcription factors to reveal their functions and mechanisms are being in progress. Organ (Tissue)-specific transcriptome may serve as an important tool to understand gene expressions patterns and their relationship of organs at different developmental stages.