Recently, active research in Korea and worldwide has begun to focus on gene function and cultivar development using gene editing tools. This research, in addition to studies on edible mushroom, aims to enhance the physical and biochemical characteristics of mushrooms for applications in materials and substance production. For these studies, efficient isolation of protoplasts from the target mushroom is critical. However, several commercial cell wall-lysing enzyme cocktails, including Novozyme234, Glucanex, and Lysing enzymes, have recently been discontinued. In this study, we aimed to identify alternative enzyme systems to replace the discontinued cell wall-lysing enzymes for stable isolation of protoplasts from Ganoderma lucidum. To select an optimal osmotic buffer, enzyme function in 0.6 and 1.2 M Sorbitol, Sucrose, Mannitol, and KCl was assessed. The effect of reaction time was also evaluated. Protoplast isolation efficiency of each alternative enzyme was tested using lysing enzymes from Trichoderma harzianum, Chimax-N, and Yatalase, either individually or in combination. This matrix of studies identified enzymes and optimal conditions that could replace the discontinued lysing enzymes.

본 연구의 목표는 S. boulardii 유래 세포벽 추출물 (CWSB)의 첨가가 반추위 발효에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 본 연구의 in vitro 발효 실험은 CWSB의 첨가용 량이 다른 2개의 실험으로 구성되었다. 실험 1에서는 대 조구(CON, 시험사료)와 CWSB0.05(시험사료+CWSB 0.5g/kg 첨가), CWSB0.075(시험사료+CWSB 0.75g/kg 첨 가)의 처리구로 구성되었고, 실험 2의 처리구는 대조구 (CON, 시험사료)와 CWSB0.5(시험사료+ CWSB 5g/kg 첨 가), CWSB1.0(시험사료+CWSB 10g/kg 첨가)의 처리구로 구성되었다. In vitro 배양 이후 3, 6, 12, 24, 48h 동안 발 생한 가스 발생량 및 48h 배양 이후 발효 성상을 분석하 였다. 실험 1에서는 CWSB0.05 처리구에서 유의적으로 높 았던 Vmax(p<0.01)를 제외한 모든 반추위 발효성상에서 처 리구간 유의적 차이가 관찰되지 않았고, 이에 따라 사료 내 0.5%, 1%의 고용량 첨가 수준을 설정한 실험 2를 수행 하였다. 실험 2에서의 CWSB1.0 처리구는 대조구에 비해 총 VFA 발생량이 유의적으로 높았으나 전체 배양시간 내 가스 발생량 및 건물 소화율, 섬유소 소화율은 대조구와 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 본 연구 결과를 종합 해 볼 때, CWSB의 첨가수준은 0.5% 이상에서 반추위 발 효 개선효과를 나타낼 것으로 추정된다.

숙주와 장내 공생균 간의 상호작용을 연구하기 위한 다양한 모델 중 우리는 중장 의 특이적인 구간인 M4 내에 오직 한 종류의 공생균(Burkholderia)를 가지는 톱다 리개미허리노린재(Riptortus pedestris)를 연구 모델로써 사용하였다. 본 모델은 노 린재의 공생균을 대량으로 쉽게 분리할 수 있다는 큰 장점을 가지고 있다. 우리는 배양한 Burkholderia가 숙주안에 공생균으로 적응하면서 많은 변화가 일어날 것이 라 예상하고, 먼저 세포벽의 형태학적 차이를 전자현미경을 통해 알아보았다. 그 결과 장내 공생균의 세포벽이 시험관 내에서 배양한 균보다 안정성이 떨어져 보이 는 현상을 볼 수 있었다. 이러한 차이는 계면활성제인 SDS에 대한 감수성이 공생균 이 배양균보다 높은 것으로도 확인할 수 있었다. 우리는 M4 구간에 공생균의 세포 벽을 변화시키는 물질이 있다고 가정하고, M4구간의 추출물이 배양한 Burkholderia의 SDS에 대한 감수성을 높이는지 알아보았다. 그 결과 M4구간 추출 물을 처리한 배양균이 M4 추출물 양에 비례하여 SDS에 대한 감수성이 증가되는 것을 관찰하였다. 다음으로, 곤충 장에서 공생균의 수를 조절하는 것으로 추정되어 지는 항균펩타이드인 riptosin에 대한 감수성도 M4 추출물에 의해 증가되는지 알 아보았다. 배양균에 M4구간 추출물을 처리하면 riptocin에 더 민감하게 반응하는 것을 관찰하였다. 이러한 결과로 M4구간에 공생균의 세포벽을 변화시키는 어떤 물질을 있다는 것을 사실을 증명하였다. 더 나아가, 공생균이 M4 구간의 세포벽을 변화시키는 물질에 의해 항균펩타이드에 더 민감해져 숙주가 장내 공생균의 수를 쉽게 조절할 수 있게 된다는 것을 추정해 볼 수 있었다.

본 연구는 복숭아 연화의 기작을 밝히기 위하여 ‘장호원황도’를 공시하여 과실품질 및 세포벽 관련물질의 변화를 조사하였다. 과실을 성숙기에 수확하여 과실 경도별 4그룹으로 구분한 후 25℃에서 10일간 보관하면서 품질특성을 조사하였다. 연화가 진행될수록 과육경도의 유의한 감소와 가용성고형물의 증가가 나타났다. 당의 구성은 서당의 비율이 가장 높았는데 연화초기에 84.0%, 연화말기에서 75.8%로 나타났고 연화과정이 진행되면서 환원당의 비율이 점진적으로 증가하는 것으로 조사되었다. 알콜불용성 물질 함량은 연화만기부터 감소하기 시작하였는데 수용성펙틴의 가용성도 함께 증가하기 시작하였다. 과육이 완전히 용질된 연화말기에는 수용성 및 CDTA 가용성펙틴과 4% KOH 가용성 헤미셀룰로스의 가용성이 크게 증가하였다. CDTA 가용성펙틴의 분해는 연화만기에 시작되어 연화말기에 극심하였고 4% KOH 가용성 헤미셀룰로스의 분해는 연화말기에만 나타났다. 종합적으로 볼 때 복숭아 ‘장호원황 도’의 연화과정은 펙틴과 4% KOH 가용성 헤미셀룰로스의 가용성 증대를 수반하며 셀룰로스에 약하게 결합되어 있는 matrix glycan의 부분적 분해와 관련이 있다고 보여진다.

Cisplatin(ctr-diamminedichlorop1atium) is one of the most effective anti-cancer drugs being clinically used in the treatment of solid tumors. Despite its therapeutic benefits, its use in clinical practice is often limited because of dose related toxicity. It is known that yeast cell wall beta-glucans possess immuno-modulating properties, which allows for their application in antitumor therapy. 1S2 is a kind of beta-glucan derived from the cell wall of mutated Sacchammyces cerevisiae, which exhibits anti-cancer activity in vitro and in vivo. The present study explored the possibility of combination therapy of IS2 with cisplatin. In experimental metastasis of colon26M3.1 cells, prophylactic intravenous administration of IS-2 in combination with cisplatin effectively inhibited tumor metastasis compared with cisplatin alone or IS-2 treatment in vivo. IS-2 effectively enhanced Thl type cytokines including IFN-r, IL-2, ILf2 and GM-CSF. Simultaneously, this combined treatment inhibited production of Th2 type cytokines compared with control. These results suggested that IS-2 can be applied in combination therapy with anti-cancer drugs to minimize their side effects.

단자엽 식물인 보리는 Agrobacterium을 이용한 형질 전환이 비교적 까다로운 편이다. 본 연구에서는 큰알1호, 내쌀보리, 올보리, 새찰쌀보리, 서둔찰보리,풍산찰쌀보 리의 유묘에 알칼리, 산화제, 환원제 등을 처리하여 화학 적 상처를 유발하였으며 이들에 감압진공을 이용한 Agrobacterium 형질전환을 실시한 후 GUS 유전자발현 을 분석하였다. 그 결과, 보리묘 생육을 일부 저하시킬 수 있는 농도의 화학물질 처리는 각기 다른 보리 품종의 형질전환율을 전반적으로 증대시킬 수 있는 것으로 판단 되었다. 화학물 중에서는 특히 hydrogen peroxide 처리 가 비교적 우수한 것으로 나타났다.

This study was conducted to determine the influence of postharvest dipping treatment with aminoethoxyvinylglycine (AVG) on ethylene production and composition of non-cellulosic neutral sugars in cell walls of 'Tsugaru' apple fruits during storage. Fruits were harvested on August 20, soaked in AVG 50 and 75 mg L-1 solution for 5 minutes, and stored in cold storage chamber at 0±1℃ for 60 days. Fruit quality factor, ethylene productions, and cell wall component changes were investigated at 20 days interval. As a result, the fruit firmness and acid content were much higher in AVG treated fruits than those of untreated one during 60 days of cold storage. Ethylene production of AVG treated fruits was reduced to the level of 1/10 compared with untreated one. As to the change of non-cellulosic neutral sugars in the cell walls of 'Tsu- garu' fruits, the major sugar was arabinose and galactose in water, CDTA and Na2CO3 soluble fractions. The content of arabinose and galactose in untreated fruits increased as the softening of fruits was in progress, but the fruits treated with AVG showed a little change during storage, so it is predicted that these two cell wall compositional sugars were not solubilized by the treatment of AVG. Accordingly, the marketability of 'Tsu- garu' fruits could remarkably increase when soaking the fruits in AVG solution after harvest.

식물 세포벽으로보터 펙틴을 추출하는데 있어 펙틴의 중합도를 높인 고 기능의 펙티을 추출하기 위해 펙틴의 효소추출법을 사용하여 기존의 고온 산처리 펙틴 추출법과 비교하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 불용성의 WAIP로부터 일련의 산 추출 공정과 hemicellulase를 이용한 일련의 효소 추출 공정을 거친 결과, 추출물의 수율은 효소 추출법이 더 놓았다. 2. 효소 추출법에 있어 추출 조건을 다양하게 변화시켜 가며 수율을 검토한 결과, 최적의 추출 조건은 hemicellulase 1.5g을 24hr동안 38℃에서 반응시킨 것으로 나타났다. 3. 펙틴의 주요 성분인 galacturonic acid 함량으로 추출물의 펙틴 순도와 수율을 비교한 결과 산 추출물에 비해 효소 추출물은 수율은 높은 대신 순도가 낮았고 메톡실 함량은 비슷하였다. 4. 효소 추출법에서 추출한 펙틴물질은 중성당 분석, GC, HPLE등을 통해 성분을 정밀하게 분석하고 다양한 방법으로 고기능 펙틴을 추출할 수 있는 조건도 찾고, 그를 통해 정확한 식물 세포벽 모델이 제시 될 수 있을 것이다.

식물 탄수화물중에서 식물 세포벽에 광범위하게 분포되어 있는 펙틴물질은 특히 식품산업에서 중요한 역할을 담당하여 과일이나 야채의 연화물질로 작용하며 특히 겔을 형성하는 물질로 알려져 있다. 본 논문은 이러한 펙틱물질을 가수분해하는 펙틴계 효소들에 대하여 그 물리화학적 성질 및 산업적 응용에 관하여 고찰하고자 펙틴효소의 분류 및 각 효소들의 활성측정 방법, 효소의 작용 및 산업적 응용에 대하여 기존에 보고된 결과들을 정리하였다.

To examin ripening in peach types, cell wall contents and Polygalacturonase activity were compared in Changbang, Daegubo and Yumyung peaches. Among peach types, the hardness of Daegubo was the lowest. Yumyung peach had the highest content of alcohol-insoluble substances and Changbang peach of cell wall. The contents of total and insoluble pectic substances were little different between Changbang and Yumyung peach, while the lowest in Daegubo. Daegubo peach had the highest activity of polygalacturonase, Changbang and Yumyung peach in succession.

건시의 품질에 중요한 영향을 미치는 물성적 특성과 세포벽 구성성분과의 관계에 대하여 연구하였다. 건시의 수분함량은 30-36% 정도였으며 물성특성 중 경도는 수분함량이 낮은 둥시(상주), Hagakure 및 고종시에서 높게 나타났다. 물성특성치 중 부서짐성, 경도, 껌성, 씹힘성은 품종간 유의차가 인정되었으나 응집성, 부착성 및 탄성은 품종에 따른 통계적인 유의차가 나타나지 않았다. 조세포벽의 함량, 세포벽의 펙틴물질 및 칼슘 함량은 경도가 높은 품종에서 높게 나타났으며 펙틴물질 중 수용성 펙틴은 경도가 낮은 품종에서 그리고 산 및 알칼리가용성 펙틴은 경도가 높은 품종에서 높게 나타났다. 주사전자현미경으로 건시과육의 세포벽을 관찰한 결과 경도가 높은 품종의 세포벽이 비교적 견고하게 관찰되었다.

Background : Ginseng seeds are harvested in immature stages and take 3 - 4 month to be germinated following cold stratification. Improvement of germination speed can be a valuable traits to be characterized for economically important medicinal plant. Modulation of cell wall compositions is also considered as another agricultural trait when the crops can be processed for foods and forages. Here we show the functional characterization of ginseng pPLAIIIβ focused on its possible values on germination and modulation of cell wall compositions. Methods and Results : Patatin-related phospholipase AIII family genes were identified from ginseng EST clones and further confirmed by PCR. Clone showing the highest homology with pPLAIIIβ was overexpressed in model plant Arabidopsis, and it displayed dwarf plants. qPCR analysis showed that pPLAIIIβ expressed in all organs of 2-years-old ginseng. Overexpression of ginseng pPLAIIIβ also displayed apparently enlarged seeds as well as altered germination speed in early stage compared to the control. Chemical stainings and direct quantification of lignin and cellulose were performed to understand the link of cell elongation patterns and cell wall compositions. Conclusion : Overexpression of ginseng pPLAIIIβ inhibited longitudinal cell elongation in all tested organs except seeds which is enlarged in both directions than the control. Shorter root length is related with auxin responsive genes and its dwarf morphological phenotype is resulted in altered cell wall compositions.

Background : The soil-borne ascomycete fungus Ilyonectria rdicicola species complex is commonly associated with root rot disease symptoms in ginsneg. Its virulence has been attributed, among other factors, to the activity of hydrolytic cell wall-degrading enzymes (CWDE). Methods and Results : To establish a rapid and accurate detection of Ilyonectria rdicicola, a species-specific primer was developed based on the putative genes of cell wall–degrading enzyme (pectinase, polygalactose, xylanase, xylosidase). Species-specific primer based on the DNA sequences of gene amplified about 200 - 300 bp polymerase chain reaction (PCR) product for Ilyonectria mors-panacis. Conclusion : The primer pair yielded the predicted PCR product size exactly in testing with target pathogen DNAs, but not from the other species of Ilyonectria and species of other phytopathogenic fungi. The primer pair also showed only the species-specific amplification curve on realtime PCR on target pathogen DNA. The detection sensitivity of real time PCR using species-specific primer pair was 10 to 100 times higher than conventional PCR, with 1 to 10 pg/㎕. The approach outlined here could be further utilized as a rapid and reliable tool for the diagnosis and monitoring of the root rot of ginseng.

본 연구에서는 감마선 조사가 떫은감 과육의 세포벽변화, 수렴성 및 경도변화에 미치는 영향을 살펴보았다. 감마선 조사 결과 떫은감 과육 중의 가용성 탄닌 함량의 변화는 대조구의 181.04±1.72 μg/g에 비해 처리 방사선의 양이 5～20 kGy로 증가할수록 146.31 μg/g에서 128.09 μg/g으로 과육내의 가용성 탄닌의 양이 감소하는 것이 확인되었다. 감 과육의 경도는 방사선을 조사하지 않은 대조구에 비해 방사선 조사한 감과육의 경도가 감소하였다. 세포벽 성분의 변화는 알콜불용성 물질의 경우 대조구의 39.3 mg/g에 비해 방사선 처리의 경우 37.2 mg/g로 낮아졌다. 수용성 물질의 함량은 대조구의 경우 11.4 mg/g이었으나, 방사선 조사의 경우 13.9 mg/g로 높아졌으며, 세포벽 성분의 함량은 대조구의 경우 26.6 mg/g였으나, 방사선 조사의 경우 23.1 mg/g로 낮아져, 떫은감 과육이 방사선조사에 의해 숙성이 일어나 세포벽성분의 함량이 감소하고 수용성물질의 함량이 증가한 것으로 나타났다. 세포벽 구성다당류 중 lignin의 함량과 pectin질의 함량은 대조구의 0.82 mg/g, 3.56 mg/g에 비교해 방사선 조사의 경우 0.77 mg/g, 3.14 mg/g로 감소하였다. 산가용성 hemicellulose의 함량은 lignin과 pectin처럼 방사선 조사에 의해 감소하는 경향을 나타내었으나, 알칼리 가용성 hemicellulose와 cellulose는 방사선조사에 의해 증가하는 양상을 나타내었다. 감과육에 존재하는 세포벽 분해 및 연화효소인 polygalacturonase, pectinesterase와 β-galactosidase의 활성의 경우 방사선 조사에 의해 모든 효소활성이 증가하였다. 방사선 처리감의 관능검사 결과 수렴성은 대조구의 경우 매우 떫은 것으로 나타났으나 방사선처리 후에는 거의 떫지 않게 느껴졌고, 과육의 경도에 대한 관능검사 결과 대조구는 딱딱한 것으로 나타났으나 방사선처리 후에는 약간 물렁해 지는 것으로 나타나 방사선처리에 의해 탄닌의 중합이 일어나며 과육의 숙성도 동시에 발생하였다. 따라서 감마선 처리는 떫은 감의 수렴성 제거와 숙성 기간을 단축시킬 수 있는 새로운 방법으로 활용이 가능할 것으로 판단되었다.

본 연구에서는 청수 포도의 양조 특성에 미치는 세포벽 분해효소와 침용 처리의 효과를 조사하였다. 착즙의 용이 성은 세포벽분해효소 처리와 침용처리에서 우수하였으며, 착즙액의 방향은 5일간 침용처리 후 압착한 것이 가장 우수 하였다. 또한 착즙수율도 대조구에 비하여 세포벽분해효소 와 침용처리에서 크게 증가하는 것으로 나타났다. pH와 총산, 가용성고형물은 처리간에 큰 차이가 없었으며, pH는 3.1-3.4, 총산은 0.5～0.6%, 가용성고형물은 6.7～7.1 °Brix 의 범위를 나타내었다. 알코올 함량은 세포벽분해효소 처 리구가 13.3% 으로 가장 높았으며, 침용처리구는 상대적으 로 알코올 함량이 낮은 특징을 보였다. 총 폴리페놀 함량은 침용처리 기간이 길어질수록 증가하는 경향이었으며, 10일 간 침용처리시 306.4 mg/L로서 가장 높은 값을 나타내었다. 청수와인의 주요 유기산은 사과산과 주석산이었으며, 구연 산, 호박산 및 젖산도 검출되었다. 본 연구에서 세포벽분해 효소와 침용처리는 청수와인 제조에 있어서 착즙의 용이성 을 더 좋게 하며, 착즙수율이나 휘발성성분을 증가시키는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 복숭아 '미백도', '대구보' 및 '유명' 과실의 발육단계별로 과실의 경도, 세포벽성분 및 g1ycisidase 활성의 변화를 조사함으로써 수확후의 저장중 과실에서와 같이 발육중인 과실의 연화에서 도 -galactosidase가 중요한 역할을 하는지 알고자 하였다. 조사시기는 5월 13일, 6월 16일, 7월 16일, 8월 5일이었으며, 수확기가 늦은 '유명'은 8월 28일에 한번 더 조사하였다. Total sugar와 비섬유성 중

The changes of non-cellulosic neutral sugar composition of strawberry during maturation were investigated. Arabinose, xylose, galactose and glucose were the main non-cellulosic neutral sugar of cell wall and increased until ripe stage. The main non-cellulosic neutral sugar of alkali soluble hemicellulose were arabinose, xylose, mammose, galactose. The contents of non-cellulosic neutral sugar of alkali soluble hemicellulose were increased during maturation.

대추의 연화현상을 연구하고자 건조중에 세포벽 구성성분의 변화를 조사하였다. 알코올 불용성 물질, 세포벽 및 수용성 물질의 함량은 건조 6일까지는 변화가 없었으나 건조 9일째에는 알코올 불용성 물질과 세포벽은 감소하였으나 수용성 물질은 증가하였다. 펙틴질과 헤미셀룰로오스는 건조 6일까지는 거의 변화가 없었으나 건조 P일째에는 펙틴질과 알칼리 가용성 헤미셀룰로오스가 감소한 반면 산가용성 헤미셀룰로오스는 증가하였다. 셀룰로오스는 건조 중에 증가하였다.