본 연구는 국내 유통 방풍(S. divaricata, P. japonicum, G. littoralis) 한약재의 원산지 판별을 위해 수행 되었다. 이를 위 해, 형태적 특징비교 뿐만 아니라 엽록체(nrDNA-ITS2) 및 핵 DNA 바코드 유전자(cpDNA-matK, psbA-trnH, rpoB2와 rpoC1)를 이용한 염기서열 분석을 수행하였다. 방풍류 3종의 형태적 특징을 비교한 결과, 잎 모양과 거치의 형태에서 가장 큰 차이를 보인 반면, 건조약재의 경우 육안으로 구별하기에 어려움이 있었다. DNA 수준에서의 차이를 비교하기 위해 DNA 바코드 후보 유전자들을 이용한 방풍류 3종의 식물자원 에 대한 염기서열 분석을 수행한 후 판별 마커 개발 가능성이 있는 ITS2와 matK, psbA-trnH 세 primer를 선발하였다. 이 를 국내 유통 한약재에 적용한 경우 방풍은 S. divaricata와, 식방풍은 P. japonicum과, 해방풍은 G. littoralis와 동일한 것 으로 확인되었다. 중국산 방풍은 S. divaricata와 동일종으로 바르게 표기되어 유통되나, 국산 방풍은 P. japonicum과 동일 종으로 식방풍(갯기름나물)의 뿌리를 건조시켜 방풍으로 혼용 유통됨을 확인하였다. ITS2 구간의 염기서열 분석 결과, 식방 풍의 경우 두 그룹으로 나눠져 동일 종 내에 유전적 변이가 있음이 확인되었다. 따라서 본 연구결과 방풍류 3종 판별을 위 해 nrDNA-ITS2와 cpDNA-matK, psbA-trnH의 사용이 유용 할 것이며, 차후 방풍류 한약재의 판별을 위한 마커 개발 연 구의 기초 자료로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구는 국내 유통 감초약재의 원산지 판별을 위해 수행되었다. 이를 위해 약재로 쓰이는 만주감초(Glycyrrhiza uralensis) 및 유럽감초(G. glabra)와 약재로 사용되지 않는 국내 자생종 개감초(G. pallidiflora) 식물의 형태적 차이 및 엽록체와 핵 DNA 구간의 염기서열의 차이를 구명하였다. 감초식물 3종의 형태적 특징을 비교한 결과, 잎과 뿌리에서 차이를 보였다. 특히 잎의 형태에 있어서 중국감초와 유럽감초는난형 혹은 타원형인 반면, 개감초는 엽장/엽폭비가 큰 피침형이었다. 또한 건조된 뿌리로 시중되는 감초 한약재의 경우, 중국산과 한국산은 백색인 반면 우즈베키스탄산은 황백색이었다.감초식물 3종을 대상으로 DNA 수준에서의 차이를 비교한 결과 rpoB2, rpoC1에서는 G. uralensis와 G. glabra가 구분되지않았으며, psbA-trnH의 경우 단 한 구간의 SNP에서 차이를 보였다. 반면 ITS2에 의해 증폭된 450bp의 염기서열을 비교한 결과, G. glabra는 98, 99, 100번째 위치에서, G. pallidiflora는 137, 161, 164, 203, 296위치에서 감초 종간판별을 위한 특이적 SNP가 확인되었다. 또한, phylogenetic tree 분석을 통해, 약재로 쓰이는 G. uralensis과 G. glabra는 약재로 쓰이지 않는 G. pallidiflora에 비하여 유전적 거리가 가까움을 확인하였다. 본 표준시료에서 얻은 결과를 유통 한약재 원산지 판별에 적용한 결과, 중국산과 한국산의 한약재는 G. uralensis와 염기서열이 일치하였고, 우즈베키스탄으로부터 수입된 한약재는 G. glabra와 염기서열이 일치됨을 확인하였다. 이에 감초의 생체 및 한약재의 원산지 판별을 위해 ITS2를 이용한 분자수준에서의 판별이 유용하다고 판단된다.

베트남의 중앙고원 농업생태지역에 속하는 람동성 달랏의 농업환경은 다른 저지대 농업 환경과는 매우 다르다. 산림지대인 람동성은 식물다양성이 풍부한 지역이다. 람동성은 다년생작물의 경작지가 가장 많으나, 일년생작물만을 놓고 보면 신선채소류의 경작지와 생산량이 람동성 전체의 38%(36,552ha)와 72%(993,082MT)로 가장 높다. 특히 행정도시인 달랏의경우 베트남 경제특구인 호치민과 가까워 비교적 소득이 높은양배추와 배추 등 신선채소류와 국화, 장미, 거베라, 난 등 화훼류가 주로 생산된다. 달랏의 경우 전체 경작지 면적의 64%인 8,447ha가 일년생작물의 생산에 그리고 36%인 4,777ha가다년생작물을 재배하는데, 신선채소류의 생산량은 213,478MT으로 람동성 전체 신선채소류 생산량의 약 21.5%에 해당한다. 따라서 한국, 대만, 일본, 프랑스, 네델란드 등 다양한 국가에서 화훼류, 신선채소류, 차 등의 생산과 수출을 목적으로 달랏의 농업 분야에 투자하고 있다. 또한 2009년 달랏의화훼경작지 면적은 람동성 전체 화훼류 경작지 면적의 55%를 넘으며, 국화, 장미, 백합, 카네이션, 난류, 거베라 등이주로 생산되는데, 최근 6년 평균 연간 수출액 97억 달러로화훼류를 제외한 람동성 전체 농업생산액 보다 높다. 따라서람동성 및 달랏의 농업환경을 고려한 ODA 국제농업협력사업 전략은 다음과 같다. 첫째, 현지 지역의 농업환경 및 여건에 적합한 원예, 화훼, 및 특용작물 생산을 위한 농업기술과 시설지원이 함께 이루어져야 하며, 둘째, 대상지역에 기반을 둔 기업들과 연계한 농업발전체계를 구축해야 한다. 또한향 후 ODA 국제농업협력사업은 공여국과 수혜국의 상생적발전을 위한 방향으로 추진되어야 하는데, 최근 한국의 경제발전에 따른 원예 및 화훼류의 소비가 급증하고 있고, 중국과대만 등으로부터 수입되는 원예 및 화훼류의 수입단가가 높아지고 있는 점을 고려한다면, 람동성 달랏지역을 원예 및 화훼류의 생산기지로 적극 활용할 필요가 있다.

This research was conducted to identify the effect of BAP and NAA on plant regeneration from flower bud of A. macrocephala. Flower buds the plant were used as target explants for tissue culture. Plant tissues were sterilized with each 45ml of 50% ethanol and 0.8% sodium hypochlorite containing 20ul of Tween20 for each 5 minutes, respectively, and then washed 5 times with sterile distilled water. Four pieces of the sterilized explants were cultured in a petri-dish at 25±2℃ under 16hr/day light condition. LS basal medium and BAP (0.2 and 2 mg·L-1) and NAA (0.2 and 2 mg·L-1) were used for the experiment. When the target explants were cultured on the media containing both BAP and NAA, explants of the flower buds were swelled about 15~25mm long and then calli were induced from receptacles at about 20 days after planting. However, there were no significant differences between the concentrations of the phytohormones. In results, normal shoots were successfully regenerated on the media supplemented with 2 mg·L-1 BAP and 0.2 mg·L-1 NAA prior to root induction. However, under the conditions of 0.2 mg·L-1 BAP and 2 mg·L-1 NAA, only roots were induced from the calli instead of shoot regeneration.

Until now many strategies have been used to produce marker-free transgenic plants such as co-transformation with negative selectable markers, site-specific recombination system, transposable elements mediated transformation, and etc. In this research, embryogenic calli induced from japonica rices, Ilmibyeo and Dongjinbyeo, were tranformed with the vector which simultaneously constructed with cre/loxP and argE genes in T-DNA. Transformation efficiencies were comparably lower than those of our previous studies, since the constructed genome size was relatively big (>10Kb). For eliminate the transformed tissues which contained positive selectable marker gene, tunicamycin was treated at regeneration and selection stages, since cre recombinase gene is expressed under the presence of this antibiotics. The plants were selected first under 50 mg․L-1 hygromycin at 28℃ for 2 weeks after the Agrobacterium-infection at 25℃ for 7 days. And then, the regeneration plants were successfully obtained on MS basal regeneration medium containing 0.1 mg․L-1 tunicamycin. The regenerated plants are now acclimatizing in greenhouse and molecular analysis are currently accomplished with these plants.

Ornithine deacetylase (argE) gene as a negative selection marker gene was successfully co-transformed with SOD-APX or NDPK2 as a target gene to develop marker free transgenic rice. E.coli argE gene encodes an enzyme which activates N-acetyl phosphinothricin (N-AcPt) through deacetylation. The enzyme was reported that deacetylate N-AcPt, a non cyto-toxic compounds, to produce cyto-toxic PPT. So the argE gene can be used as a negative selection marker and N-AcPt can be used as a substrate of argE gene. Using former purification method (Kriete G., et al., 1996) was very expensive because the small amount of N-AcPt produced by the method. We developed a strategy to produce N-AcPt by means of chemical method. N-AcPt function was identified using hygromycin resistant T1 seeds on MS basal medium contained N-AcPt prior to utilization of argE gene as a negative selection marker in marker free transgenic rice. Negative selection effects were performed with T1 seeds containing argE gene under N-AcPt. This system provides a efficient negative selection effect from transgenic rice and that will be efficiently used for the production of marker gene free rice plants.

To demonstrate the importance of transformation efficiency in independent event, molecular and cytogenetic analysis were conducted with genomic DNA and chromosome of transgenic plants produced by Agrobacterium tumefeciens LBA4404 (pSBM-PPGN: gusA and bar). Selection ratios of putative transgenic calli were similar in independent experiments, however, transformation efficiencies were critically influenced by the type of regeneration media. MSRK5SS-Pr regeneration mediun, which contains 5 mgL-1 kinetin, 2% (w/v) sucrose in combination with 3% (w/v) sorbitol, and 500 mgL-1 proline, was efficient to produce transgenic plant of rice from putative transgenic callus in the presence of L-phosphinotricin (PPT). With MSRK5SS-Pr medium, transformation efficincies of Nagdongbyeo were significantly enhanced from 3.7% to 6.3% in independent callus lines arid from 7.3% to 19.7% in plants produced, respectively. Stable integration and expression of bar gene were confirmed by basta herbicide assay, PCR amplification and Southern blotting of bar gene, and fluorescence in situ hybridization (FISH) analysis using pSBM-PPGN as a probe. In Southern blot analysis, diverse band patterns were observed in total 44 transgenic plants regenerated from 20 independent PPT resistant calli showing from one to five copies of T-DNA segments, however, the transformants obtained from one callus line showed the same copy numbers with the same fractionized band patterns.