본 연구에서 소 미성숙 난자의 성숙 배양 시 세포주기 억제제인 cycloheximide, 6-DMAP, rosco-vitine를 첨가하였을 때 난자의 감수분열이 억제제비 첨가난자에 비해 높은 비율로 germinal vesicle 기에서 정지된 것이 관찰되었다. 또한 cyclohexi-mide, 6-DMAP, roscovitine을 배지에서 제거한 후 다시 추가적인 체외 성숙 배양을 실시하여 ger-minal vesicle기에 정지된 세포주기의 진행이 재

염색체분리를 위해서는 미세소관과 동원체의 부착에 관여하는 단백질들이 정확한 시기와 위치에서 조절이 되어야 한다. 이 과정은 주로 Chromosomal passenger complex(CPC)에 의해 조절되게 되는데, 체세포 분열에서는 Histone H3 Thr 3 자리의 인산화가 CPC를 동원체로 불러오게 함으로써 염색체 분리의 과정이 가능하게 해준다고 알려져 있다. 이러한 기작은 미세소관이 동원체에 비정상적으로 부착되었을 시에 발생하는 오류를 바로 잡을 수 있게 해준다. 그러나 이에 대한 과정은 아직까지 감수분열에서 알려진 바가 없다. 먼저, 감수분열에서의 Histone H3 Thr 3의 인산화 활성을 알아보았다. Histone H3 Thr 3의 인산화는 제 1 감수분열 전기에서 중기까지 염색체 전부에서 점차적으로 증가하는 양상을 보였다. 하지만 제 1 감수분열 후기로 접어들면서 염색체의 팔에서 발현되었던 인산화는 줄어들고, 동원체에서만 발현되는 것을 확인할 수 있었다. Histone H3 Thr 3 인산화 기능을 알아보기 위해서, 이를 인산화 하는 Haspin 카이네즈 저해제를 난자에 처리하였다. 저해제가 처리된 난자에서는 Histone H3 Thr 3의 인산화가 사라지면서 세포주기가 중기에서 멈췄고, CPC가 염색체에서 확산되면서 염색체가 적도판에서 비정상적으로 정렬되었다. 따라서 본 연구의 결과를 토대로 감수분열 동안 Histone H3 Thr 3의 인산화 활성이 염색체의 분리가 적절한 시기와 위치에서 이루어지게 하는 중요한 역할을 한다고 할 수 있다.

난자의 meiosis 중에 난자의 성숙을 결정하는 것은 많은 유전자와 단백질 발현의 time-specific한 조절 기전을 바탕으로 한다. 본 연구진은 RNAi를 이용한 선행연구 결과, Obox4 (Oocyte specific homeobox 4)는 난자 성숙과정에 있어 방추사-염색체 형성에 관여하며, Obox4가 없으면 Metaphase I (MI) 시기에 정지되는 것을 확인하였다. 흥미롭게도 Obox4 RNAi를 처리한 난자는 IBMX가 첨가되어 GV (germinal vesicle)를 유지하게 하는 배양액 내에서도 4시간째부터는 GVBD (germinal vesicle breakdown)를 시작하여 MI까지 발달하게 된다. 즉, Obox4가 cAMP-dependent GV arrest 과정에 매우 중요한 역할을 하는 것을 확인하였다 (Lee et al., 2010). 따라서 본 연구는 Obox4 RNAi를 실시한 후 난자 성숙과정에 중요하다고 알려진 MAPK pathway 및 Cell cycle에 관련된 유전자의 발현 변화에 초점을 맞추어 Obox4의 기능조절에 관련된 메커니즘을 분석하고자 실시하였다. ICR 생쥐에 PMSG를 주사하고 44～48시간 후에 cumulus-enclosed oocyte complexs (COCs) 형태로 미성숙 난자를 채취한 후, 난구세포를 물리적으로 제거하여 난자만을 얻었다. Obox4 dsRNA를 미세주입하여 Obox4 RNAi를 실시한 후, 3% BSA가 첨가된 M16 배지에 0.2 mM의 IBMX를 첨가한 배지에서 배양하였다. 배양조건은 37℃, 5% CO2 배양기에서 4시간 동안 배양한 후에 GV 상태의 난자를 획득하였다. Dynabeads mRNA DIRECT kit (Dynal)를 이용하여 mRNA 를 추출하여 cDNA를 합성하고 MAPK signaling pathway 및 Cell cycle에 존재하는 목적 유전자들의 발현의 차이를 real-time RT-PCR을 통해 비교분석하였다. Obox4 RNAi 한 후 정상난자와 비교하여 난자의 성숙과정에 중요하다고 알려진 classical MAP kinase pathway에 관여하고 있는 유전자 및 cell cycle에 관련된 유전자의 발현을 비교한 결과, PKC (protein kinase C) 4개의 subunit 중에서 alpha를 제외한 beta, gamma, delta 3가지 subunit의 발현이 유의성 있게 감소하는 것을 확인하였다. Erk1, Erk2, Mek1, Mek2는 미세하게 증가 또는 감소하였다. Cell cycle pathway 에서는 방추사-염색체 형성에 관여하는 것으로 알려진 유전자들을 선택하여 분석한 결과 Espl1 (separin), Rad21 (cohesin) 등이 감소하였으며, 특히 APC1, PTTG (securin) 등이 유의성 있게 감소하였다. 본 연구 결과로부터 Obox4의 기능은 난자의 meiosis 과정에서 cAMP-dependent pathway 뿐만 아니라 PKC와도 깊이 관련이 있다는 것을 알 수 있었다. 앞으로 Obox4와 PKC의 기능적 연관 관계와 난자성숙과의 연관관계를 규명하는 것은 meiosis 조절기전 규명에 크게 기여할 것으로 사료된다.

지구온난화에 따른 기상변동이 잦아짐으로써 국지적인 벼의 냉해 피해가 우려되고 있다. 여름철 기온저하와 일조부족으로 인한 냉해는 벼 생육기 전반에 걸쳐 영향을 주지만, 특히 벼의 생식생장기인 감수분열기와 출수초기의 냉해는 불임을 유발하여 수량에 가장 큰 피해를 준다. 생식생장기 중 Microsprogenesis 해당하는 시점을 지엽의 엽이에서 -3～-5cm에 이삭이 올라 왔을 때 냉해처리를 하여 가장 불임율이 낮았던 오대벼와 소백벼, 가장 불임율이 높았던 샛별벼의 이삭을 채취하여 microarray방법으로 유전자 발현양상을 비교하였다. 공통적으로 2배 이상의 발현을 보인 유전자 중 오대벼(tolerant)에서 up-regulate되고 샛별벼(senstive)에서 down-regulate된 유전자는, 단당류 세포내 이동, 전자전달계, 탄수화물 대사과정과 생합성과정에 관련된 유전 자 발현이 많은 것으로 나타났다. 특히 UGPase는 웅성불임에 관여하는 효소로서 이와 관련한 UDP-glucose 4-epimerase활성이 유의한 차이를 보였다. 샛별벼에서는 증가되었으나 오대벼는 감소한 공통유전자는 산화 환원효소, 막기능 단백질들이 많았다. 이것으로 보아 생식생장기의 냉해스트레스에 강한 품종은 탄수화물 및 에너지 대사에 관여하는 효소와 전자전달계의 기능단백질과 세포간 물질이동에 관여하는 단백질이 증가 하는 것으로 보인다. 탄수화물은 화분과 약의 발달에 에너지를 공급할 뿐만 아니라 세포벽 생합성에 필수적인 구성요소인데, 이 시기의 냉해로 인해 탄수화물 대사과정이 down-regulate되는 품종에서 생식세포형성에 영향 을 미쳐 불임이 증가했을 것으로 보인다.

Chromosome analysis using mitosis, meiosis and bicolor FISH were carried out in Bupleurum latissimum Nakai, which is one of the endemic plants in Ulleung island of korea. The somatic methaphase chromosomes number of this plant was 2n = 2x = 16 and the chromosome complements consisted of six pairs of metacentrics and two pairs of submetacentrics. The size of chromosomes ranged 2.40~4.20 μm and NOR (nucleolus organizer region) chromosome did not observed using conventional staining. In meiosis chromosomes, metaphase-I and anaphase-I were observed. Metaphase-I anaphase-I showed 8 bivalents and chromosomes migration to make two daughter cells. Using bicolor FISH, one pair of 5S and 45S rDNA signals were detected on the centromeric region of chromosome 3 and the end of short of chromosome 2,respectively. We also observed the NOR using 45S rDNA probe.

밀 약배양에 있어서 Callus 유기, 식물체분화 및 분화식물체의 염색체 변이에 미치는 돌연변이 유기제의 처리 효과를 검토코자 감수 분열기 1 핵기 이삭에 X-ray는 4수준( 100, 200, 500, 1,000 rad) Ethyle Methane Sulphonate 는 3수준 ( 0.1, 0.2, 0.3M)으로 각각 처리하여 Cl7배지에서 callus를 유기시키고 1/2 MS 배지에서 식물체를 분화시켰다. 그 결과 callus 유기는 억제되었으나 식물체분화는 다소 높았으며 특히 약치상 후 61～80일째 장기치상된 약의 callus에서 식물체분화율이 높았다. 분화식물체의 염색체 변이는 반수체(n=3 x=21) 발생율이 증가되었고 n=20, n=21개의 염색체를 갖는 이수체가 발생되어 염색체 변이가 컸다.다.

Hybries which was made up by chromosome of L. longiflorum and L. x elegans, using root-tip individual which was obtained through ovary slice culture, and root-tip of these parents, with hoirugen staining, gimsa staining and Q-H staining inaccordance with the location and the existence of secondary construction which waslocating near short arm centromere of No, 1,2,6,9. In metaphase of meiosis ofhybrid which was made up by univalent from 2 individuals to 10 individuals wasobserved, and nuclear plate which was having abnormal type's synthesis amounted to91% of all cells whieh were observed. This result showed the fact that someobstacle arose annormal progress of the divission after that time. 63% of the cellshad micronucleus from 1 individlial to 4 individuals in tetrad phase of meiosisdivision. The peroxidase and α -estelase zymogram phenotypes of parents andhybrids were determined using agarlose IEF gel. Crosses were performed betweenparents bearing dissimilar allelomorphs in orther to discern the genetic control ofthe resolved enzymes. Genetic variation of hybrids were detected at all but 2 plant progenies.

Indica×Japonica품종에 있어서 온도처리가 등숙에 미치는 영향을 구명하고자 phytotron을 이용하여 Indica×Japonica품종(수원 264, 수원 258, 밀양 29) Indica 품종(IR 36. Lengkwang) Japonica 품종(진흥)을 공시 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 등숙기에 있어서 입중증가를 위한 최적온도는 주야온도 26/18℃ 였고, 일평균온도 13℃ 에서 28℃ 까지의 범위에서는 온도를 높임에 따라 등숙기간이 짧아졌다. 2. 온도조건(32/24℃) 에서의 상위부 영화(Special)의 개화후 입중이 최대가 되기까지에는 IR36 13일, 진흥 23일, Indica×Japonica품종(수원 264, 수원 258, 밀양 29) 18일 및 Lengkwang 23일이 요구되었다. 3. Lengkwang의 경우 주야온도 32/24℃,29/21℃,26/18℃ 의 3개 처리온도 범위에서는 개화후 입중의 최대시기가 동시에 나타났다. 4. 저온조건 (17/9℃) 에서 등숙기간이 진흥 68일, Lengkwang 53일의 장기간이 소요되었다. 5. 일수가 완전히 등숙하는데는 상위부 영화들의 등숙보다 하위부 영화의 등숙은 15일정도 늦어졌다. 6. 저온조건하에서 (17/9℃,20/12℃) IR36은 개화후 15일 이내에 고사되었으나 Indica×Japonica 품종들은 17/9℃ 에서만 고사되고 20/12℃ 에서는 초기등숙이 정체되었다가 2주일후부터 등숙이 서서히 시작되었다. 7. 온도조건에 따른 복백미의 형성은 최적온도(26/18℃) 로부터 최저나 최고조건에서 많았고 사미 및 적미도 같은 경향으로 나타났다. 8. 현미립의 길이 및 두께 폭에 대한 영향을 보면 저온조건(17/9℃20/12℃) 에서 짧거나, 얇고, 좁은 편이었다. 9. 온도별 립중분포의 빈도를 보면 IR36은 최고온도조건이나 (32/24℃) 최저온도(23/13℃) 에서 동일한 립중분포를 보였고 최적온도조건에서는 (26/18℃ 높은 립중분포를 보였고 진흥은 최고, 최저, 최적온도 순으로 립중증가의 빈도를 보였으며 Indica×Japonica 품종들은 진흥과 IR36품종의 중간 영역에 머물고 있었다.

수도 Indica Japonica 품종을 중심으로 유형이 다른 품종을 공시 저온에 민감한 시기를 외적으로 손쉽게 판별할 수 있는 방법과 감수분열기에 있어서 저온의 영향을 구명하고자 phytotron을 이용하여 정밀시험을 시도한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 수도생육기간중에서 저온에 가장 민감한 Tetrad phase는 엽이간장이 진흥은 -12cm, IR 36 -3cm 수원 26004 -9cm, 수원 258호 -3cm, 밀양 29호 -6cm, Lengkwang+1cm 였다. 2. 본시험결과 Tetrad phase는 모든 품종에서 내영(palea)의 길이가 최대에 달하는 개화기를 100로 하였을 때의 50-60% 신장되었을 때 나타나고 있었다. 3. 저온에 의한 영화의 퇴화율은 15℃ 에서 통일품종 및 인도형품종에서는 대단히 높았으나 Japonica품종(진흥)과 Indica품종(Lengkwang)에서는 비교적 낮었다. 4. 수도감수분열기에 있어서 계속 15℃ 로 7일이상 저온처리는 수도의 저온에 한계온도를 넘어서 내냉성의 품종간 차이를 구별하기 어려웠으나 4일간의 저온처리에서는 품종간 차이가 뚜렷하여 불완율이 진흥; 46.8%, IR 36; 67.6% 수원 26004 ; 60.9% 수원 258 ; 60.0% 밀양 29호 ; 62.2%, Lengkang 27.3%였다. 5. 하분모세포의 발육단계의 Tetrad-1st contraction phase에서의 저온은 임실율을 가장 낮게 하였으며 이 시기를 전후로 멀어질수록 임실율은 높아졌다. 6. 내영의 길이는 영화분화에서 개화기까지 직선적으로 신장하였고 엽이간장의 신장과는 정의 상관관계가 인정되었다.