Aza-indoles are important pharmacophores that have similar size and biological properties of indole. Here we have synthesized 4- and 7-azaindole tryptamines and showed that they are successfully incorporated in the biosynthesis of monoterepene indole alkaloids (MIAs) to form novel azaindole alkaloids by enzymatic reactions of strictosidine synthase(STR) and strictosidine glucosidase(SDG) monitored by UPLC/MS. By using HPLC equipped with a HPLC photo diode array(PDA) detector, each of the UV spectra of azaindole alkaloids was obtained and characterized. When hydrophilicity of azaindole alkaloids was compared, 4-azaindole alkaloids were more hydrophilic than 7-azaindole alkaloids.

Catharanthus roseus로부터 생산되는 빈카알칼로이드는 암을 치료하는 데에 사용되는 가장 중요한 천연물 중의 하나이다. 이러한 항암제는 두 단량체 인돌 알칼로이드인 catharanthine과 vindoline의 결합으로 합성될 수 있다. 이 중 vindoline의 생합성에 관계하는 경로를 조사하기 위해서 tabersonine의 메틸기에 중수소를 치환한 전구체인 tabersonine-CD3 1a를 합성하였다. 이는 중수소의 질량 증가로 인해 자연에서 발생하는 tabersonine과 뚜렷이 구별될 수 있도록 해 준다. 우리는 이 중소소가 치환된 tabersonine 1a가 성공적으로 vindoline 생합성경로에 편입되어 중수소가 치환된 3개의 새로운 vindoline 중간체(2a, 3a와 4a)를 생성함을 보였다. 세포현탁배양액에 tabersonine-CD3 1a를 주입한 5일과 13일째에 생성된 대사물인 16-Hydroxytabersonine-CD3 (m/z 356) 2a, 16-Methoxytabersonine-CD3 (m/z 370) 3a와 16-Methoxy-2,3-dihydro-3- hydroxytabersonine-CD3 (m/z 388) 4a의 생성량을 UPLC/MS를 사용하여 측정하였다. 출발물 1a에서 생성물 2a, 그리고 2a에서 3a로의 전환은 빨랐던 반면 3a에서 4a로의 전환은 상대적으로 훨씬 느렸다. 따라서 각 대사물들의 상대적 전환속도를 서로 비교해 보았을 때 vindoline 생합성 과정의 첫 세 단계 중에서 가장 느린 마지막 단계가 속도결정단계임을 암시한다. 즉 대사물 3a에서 4a로의 느린 전환속도의 결과, 배양 후 13일까지도 3a의 축적률이 현저히 증가됨을 보였다. 배양 5일째의 대사물 2a, 3a와 4a의 축적비는 각각 1, 2와 0.1이었다. 그러나 desacetoxyvindoline-CD3 5a, deacetylvindoline-CD3 6a와 vindoline-CD3 7a의 피크는 배양 13일 후에도 발견되지 않아 세포현탁 배양액에 각 생합성단계와 관련된 효소들이 존재하지 않음을 알 수 있었다.

플러그 육묘된 일일초와 살비아의 묘를 145mL 용적 의 사각형 플라스틱 포트에 peat(60%)와 perlite(40%) 로 구성된 인공토양을 채운 후 정식하였다. 완효성 비 료의 양이 배지의 EC와 식물의 생장에 미치는 영향을 구명하기 위하여 포트당 완효성 비료를(14-14-14 Osmocote, 14N-6.2P-11.6K) 0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 또는 4.0g으로 각각 정량하여 정식 전 배지와 혼합하였다. 식물은 1일 1회 수돗물을 저면 관수하며 재배하였다. 배지의 EC는 식물의 종류와 관계없이 완효성 비료의 양이 증가할수록 높았다. 두 식물 모두에서 낮은 비료 농도에서는 식물체의 생육이 진전되어도 배지의 EC가 변하지 않았으나 2.0~4.0g 처리에서는 생육이 진전되 면서 배지의 EC가 낮아졌다. 일일초의 최대 엽면적, 초장과 건물중은 완효성 비료의 양이 2.0~4.0g 처리했 을 때 얻었으며 이때 배지의 EC는 생육 전기간 동안 1.0~1.7dS ·m−1 범위에 있었다. 살비아의 엽면적, 건물 중과 엽록소 함량은 완효성 비료의 양이 많을수록 증 가해서 4.0g 처리에서 최대를 보였으며 이때 배지의 EC는 생육 전기간 동안 1.0~4.0dS ·m−1 범위에 있었 다. 살비아의 초장은 2.0~4.0g 처리에서 최대를 보였다. 완효성 비료의 양이 증가 할수록 일일초의 식물체 내 N, P, K, Mg, S함량은 높았던 반면 Ca함량은 낮 았다. B와 Mn의 함량은 비료의 양이 적을수록 증가 하였다.

Drought and salinity are two major environmental factors determining plant productivity that due to their high magnitude of impact and wide distribution. The regulatory circuits include stress sensors, signaling pathways comprising a network of protein-protein reactions, transcription factors and promoters, and finally the output proteins or metabolites. Plant receptor-like kinases (RLKs) are transmembrane proteins family, are predicted to be major components of the signaling pathways that allow plants to respond to diverse environmental and development condition. Subfamily of Catharanthus roseus RLK1-like kinases (CrRLK1Ls) is a novel type of RLK, was identified in Arabidopsis with 17 members carrying a putative extracellular carbonhydrate-binding malectin-like domain. To study the function of CrRLK1Ls subfamily in rice which is a most widely consumed staple food, we produced the phylogenomic data with the integration of microarray-based anatomical and stress expression profiling data to the context of rice CrRLK1Ls family phylogenic tree. The expression profiling data are based on a large number of public microarray data such as 1150 Affymetrix arrays and 209 Agilent 44K arrays. Chromosomal localization of CrRLK1Ls reveals that three of 16 genes were tandem duplicated. Subsequently, we identified 7 genes that showed circadian regulation pattern and three genes of them simultaneously response to drought stress: two were down-regulated and one was up-regulated. Functional gene network development mediated by these stress responsible genes might be an useful foundation to explain the molecular mechanism of stress response mediated by this gene family.

Drought and salinity are two major environmental factors determining plant productivity that due to their high magnitude of impact and wide distribution. The regulatory circuits include stress sensors, signaling pathways comprising a network of protein-protein reactions, transcription factors and promoters, and finally the output proteins or metabolites. Plant receptor-like kinases (RLKs) are transmembrane proteins family, are predicted to be major components of the signaling pathways that allow plants to respond to diverse environmental and development condition. Subfamily of Catharanthus roseus RLK1-like kinases (CrRLK1Ls) is a novel type of RLK, was identified in Arabidopsis with 17 members carrying a putative extracellular carbonhydrate-binding malectin-like domain. To study the function of CrRLK1Ls subfamily in rice which is a most widely consumed staple food, we produced the phylogenomic data with the integration of microarray-based anatomical and stress expression profiling data to the context of rice CrRLK1Ls family phylogenic tree. The expression profiling data are based on a large number of public microarray data such as 1150 Affymetrix arrays and 209 Agilent 44K arrays. Chromosomal localization of CrRLK1Ls reveals that three of 16 genes were tandem duplicated. Subsequently, we identified 7 genes that showed circadian regulation pattern and three genes of them simultaneously response to drought stress: two were downregulated and one was up-regulated. Functional gene network development mediated by these stress responsible genes might be an useful foundation to explain the molecular mechanism of stress response mediated by this gene family.

본 연구는 아그로박테리움을 이용한 기능획득 일일초 모상근의 대량생산을 위한 조건 확립에 대한 것이다. 본 연구에서는, 효율적인 형질전환 일일초 모상근 생산에 있어서의 최적의 일일초 품종의 선발과 최적의 일일초 조직을 결정하였으며, 또한 다양한 배지에 있어서의 모상근 유도를 조사하였다. 최종적으로 약 2,500개의 독립적인 형질전환 일일초 모상근 line을 생산하였으며, 또한 이들을 이용하여, 대사체 연구를 위한 효율적 관리 시스템을 구축하였다. 이들 모상근 line은 일일초 인돌알칼로이드 생합성 관련 유전자의 발굴 및 기능해석에 유용하게 쓰일 것이다.

The aim of our study was to investigate the interactive effects of container size and nutrient supply on plant growth, chlorophyll synthesis, transpiration, CO2 assimilation, water use efficiency (WUE), and nutrient uptake of vinca plant (Catharanthus roseus). A complete experiment utilizing four concentrations of fertilizer and three volumes of containers was conducted. As the container size was increased, the plant height, leaf area, and dry weight of vinca significantly increased regardless of fertilizer level. The leaf area and dry weight of vinca were highly sensitive to the container size. However, the chlorophyll contents of vinca 20 days after the transplant significantly increased with decreasing container sizes and increasing fertilizer concentrations. Significant differences in transpiration and CO2 assimilation occurred with the use of differentfertilizer solutions, but the highest values for transpiration and CO2 assimilation were in plants grown in the 15 cm-diameter containers. The highest water use efficiency was observed in the plants grown in 10 cm-containers with 4 dS/m of fertilizer, and there were no significant differences in WUE values among container sizes with fertilizer concentrations of 0, 1, or 2 dS/m. No significant difference in nutrient uptake was observed among the fertilizer levels or among the container sizes. However, at a fertilizer concentration of 4 dS/m, the uptake of several nutrients, including N, P, K, Ca, Mg, B and Fe, was higher in small containers than in larger ones.

The leaves of Catharanthus roseus (L.) G. Don. is the source of pharmaceutically valuable terpenoid indole alkaloids (TIAs) such as anticancer drugs vinblastine and vincristine. In particular, vindoline and catharanthine are harvested from leaves and used for the semisynthetic production of vinblastine and vincristine. Because of this, catharanthine and vindoline can be used to screen for high-yielding TIA cultivars. In this study we determined the TIAs concentrations of the leaves of 77 different cultivars of C. roseus. Serpentine contents among the 77 germplasms showed highest concentration in Vinca Pacifica Apricot (519.0 μg/g DW) while vindoline (2082.3 μg/g DW) and catharnathine (2903.4 μg/g DW) were the highest in Vinca Pacifica Peach. Additionally, Vinca Pacifica Peach (5041.0 μg/g DW) had the highest total TIAs concentrations. The 77 germplasms were classified into seven types according to their characteristic: Vinca Sunshower, Vinca Sunstorm, Vinca Cooler, Vinca Pacifica, Vinca Mediterranean, Vinca Titan, Vinca Stardust. Among the seven types, Vinca Sunstorm (3120.4 μg/g DW) had the highest average total TIAs concentrations in C. roseus leaves. This study indicates that cultivars of Vinca Sunstorm type have the potential to be industrial important cultivars for the production of vinblastine and vincristine.

일일초의 vinblastine 함량과 항산화 및 항미생물의 품종별, 부위별 활성을 조사하였다. vinblastine은 식물체내에 극소량 존재하며 9매품종의 잎에서 대부분 검출이 되었다. 특히 Cooler Coconut의 잎에서의 검출량이 134.08μg/ml로 다른 분획물에 비해 10배 가량 높은 수치를 보였다. 항산화 활성 검증에서는 Stardust Orchid의 잎과 Cooler Rose의 잎의 추출물이 각각 RC50=17, 18 μg/ml로 항산화 효과가 높음을 알 수 있었다. 부위별로는 대체적으로 잎, 꽃, 뿌리의 순으로 나타났다. 항미생물 활성 검증에서는 모든 품종의 잎이 꽃보다 높은 활성을 보였으며, 특히 Cooler Rose와 Cooler Strawberry가 활성이 좋게 나타났다. 이상의 시험 결과 항산화 활성이 높은 품종이 항미생물 활성에서도 좋은 결과를 보여주었다. 항산화 활성과 항미생물 활성이 높은 품종을 이용하여 앞으로 이를 이용한 여러 약품이나 식품의 개발이 기대된다.